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JP4885804B2 - Gas sensor abnormality diagnosis method and gas sensor control device - Google Patents

Gas sensor abnormality diagnosis method and gas sensor control device Download PDF

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JP4885804B2 JP2007166612A JP2007166612A JP4885804B2 JP 4885804 B2 JP4885804 B2 JP 4885804B2 JP 2007166612 A JP2007166612 A JP 2007166612A JP 2007166612 A JP2007166612 A JP 2007166612A JP 4885804 B2 JP4885804 B2 JP 4885804B2
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Description

本発明は、内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管に設置されたガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するガスセンサの異常診断方法、およびガスセンサ制御装置に関する。   The present invention relates to a gas sensor abnormality diagnosis method and a gas sensor control device for diagnosing whether or not a gas sensor installed in an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine is in an abnormal state.

従来、自動車等の内燃機関では、三元触媒を用い、排気ガス中に含まれるCO,HCおよびNOxの浄化が行われている。そして浄化が効率よく行われるように、排気管に取り付けられたガスセンサによって排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に基づいて燃料の噴射量を調整することで、燃料と空気の混合比(以下、単に「空燃比」と言う。)を理論値に近づける空燃比フィードバック制御が行われている。なお、近年では、より精密な空燃比フィードバック制御を行う等の目的から、排気ガス中の酸素濃度に応じてリニアにセンサ出力値が変化するガスセンサとしての全領域空燃比センサが、排気管に取り付けられるようになってきている。   Conventionally, an internal combustion engine such as an automobile uses a three-way catalyst to purify CO, HC and NOx contained in exhaust gas. In order to perform purification efficiently, the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by a gas sensor attached to the exhaust pipe, and the fuel injection amount is adjusted based on the detected value, thereby mixing the fuel and air. Air-fuel ratio feedback control is performed so that (hereinafter simply referred to as “air-fuel ratio”) approaches a theoretical value. In recent years, for the purpose of performing more precise air-fuel ratio feedback control, etc., a full-range air-fuel ratio sensor as a gas sensor whose sensor output value changes linearly according to the oxygen concentration in the exhaust gas is attached to the exhaust pipe. It is getting to be.

ここで、この排気管に取り付けられるガスセンサのセンサ素子は排気ガス中に直接曝されているため、排気ガス中に含まれるリン等の被毒成分が、排気ガスをセンサ素子内部に導く多孔質部に多量に付着することがあると、特定ガス成分の濃度変化に対するガスセンサの検出感度(センサ出力値のゲイン)が低下してしまうことがある。また、センサ素子にクラック等が発生することがあると、特定ガス成分の濃度変化に対するガスセンサの検出感度(センサ出力値のゲイン)が正常時に比較して過度に上昇してしまうことがある。一方、空燃比フィードバック制御ではガスセンサのセンサ出力値に基づいてその制御が行われるため、同ガスセンサの検出感度に異常が生じていると正常な制御ができなくなり、ひいては排気ガスの浄化が十分に行われなくなる虞がある。そこで、ガスセンサの劣化診断を行うようにしたものが種々提案されている。   Here, since the sensor element of the gas sensor attached to the exhaust pipe is directly exposed to the exhaust gas, the porous portion in which poisonous components such as phosphorus contained in the exhaust gas guide the exhaust gas into the sensor element If a large amount adheres to the gas sensor, the detection sensitivity (gain of the sensor output value) of the gas sensor with respect to the concentration change of the specific gas component may be reduced. In addition, if a crack or the like may occur in the sensor element, the detection sensitivity of the gas sensor (the gain of the sensor output value) with respect to a change in the concentration of the specific gas component may increase excessively compared to when it is normal. On the other hand, since air-fuel ratio feedback control is performed based on the sensor output value of the gas sensor, if the detection sensitivity of the gas sensor is abnormal, normal control cannot be performed, and exhaust gas purification is sufficiently performed. There is a risk of being lost. Accordingly, various types of gas sensor deterioration diagnosis have been proposed.

例えば、内燃機関への燃料供給を中断している期間は、ガスセンサに大気が供給されることになるため、そのセンサ出力値を予測することができることを利用し、燃料供給の中断開始時から所定時間経過後において、ガスセンサ(酸素センサ)のセンサ素子の出力値と予め定められた基準値とを比較することによりガスセンサを含む空燃比制御装置の故障の有無を診断する内燃機関のフィードバック式空燃比制御装置の診断方法が提案されている(特許文献1,2参照)。この空燃比制御装置によれば、空燃比制御装置自身の制御回路の作動によって酸素センサを含む空燃比制御装置の故障の有無の判定が行われ、特別な検出器を必要とすることなく空燃比制御装置の故障の有無を診断することができるという利点がある。
特開昭60−233343 特開昭60−192847
For example, since the atmosphere is supplied to the gas sensor during the period when the fuel supply to the internal combustion engine is interrupted, the sensor output value can be predicted. A feedback-type air-fuel ratio of an internal combustion engine that diagnoses the presence or absence of a failure of the air-fuel ratio control device including the gas sensor by comparing the output value of the sensor element of the gas sensor (oxygen sensor) with a predetermined reference value after a lapse of time Diagnosis methods for control devices have been proposed (see Patent Documents 1 and 2). According to this air-fuel ratio control device, the operation of the control circuit of the air-fuel ratio control device itself determines whether or not the air-fuel ratio control device including the oxygen sensor has failed, and the air-fuel ratio is not required without requiring a special detector. There is an advantage that the presence or absence of a failure of the control device can be diagnosed.
JP-A-60-233343 JP-A-60-192847

ところで、上記従来の診断方法では、燃料供給の中断開始時から所定時間経過後に酸素センサのセンサ素子からのセンサ出力値自身が1度でも基準値を超えたか否かで、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する構成となっている。しかしながら、酸素センサ等、特定ガスを検出するガスセンサの出力値の燃料供給の中断期間中の経時変化は、一般に極値が複数表れる波形を示す。また、ガスセンサのセンサ出力値には、ノイズ等の特異な値が含まれることがある。このため、従来のガスセンサの異常診断方法では、センサ出力値の波形の状態やノイズ等の重畳の影響によっては、ガスセンサが未だ正常な状態にあったとしても誤って異常が発生したと判定することがあり、ガスセンサが異常状態にあるか否かを的確に診断できない虞があった。   By the way, in the above-described conventional diagnostic method, the gas sensor is in an abnormal state depending on whether or not the sensor output value itself from the sensor element of the oxygen sensor exceeds the reference value even once after a predetermined time has elapsed since the start of fuel supply interruption. It is the structure which diagnoses whether or not. However, the change over time during the interruption of fuel supply of the output value of a gas sensor that detects a specific gas, such as an oxygen sensor, generally shows a waveform in which a plurality of extreme values appear. In addition, the sensor output value of the gas sensor may include a unique value such as noise. For this reason, in the conventional gas sensor abnormality diagnosis method, it is determined that an abnormality has occurred by mistake even if the gas sensor is still in a normal state, depending on the waveform state of the sensor output value and the influence of noise and other factors. There is a possibility that it cannot be accurately diagnosed whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ガスセンサが異常状態にあるか否かを精度よく診断することができるガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gas sensor abnormality diagnosis method and a gas sensor control device capable of accurately diagnosing whether or not a gas sensor is in an abnormal state. To do.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサの異常診断方法であって、前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得工程と、前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出工程と、前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得工程において連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得工程と、前記極値取得工程において取得された前記極値と予め定められた第1閾値とを比較する極値比較工程と、前記極値取得工程において前記極値が第1所定数取得されたとき、当該第1所定数分の前記極値比較工程における比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断工程とを備えている。なお、本発明において、「極大値」(local maximal value)とは、連続して取得されるセンサ出力値の局所的な最大値を言い、センサ出力値の経時変化を示すグラフにおいて上に凸の山になる値である。同様に、「極小値」(local minimal value)とは、連続して取得されるセンサ出力値の局所的な最小値を言い、センサ出力値の経時変化を示すグラフにおいて下に凸の谷になる値である。即ち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方からなる極値は局所的な概念であるため、ある時点で極値として取得されたセンサ出力値が、連続して取得されるセンサ出力値の全域的な最大値又は最小値を取るとは限らない。   In order to solve the above-described problem, the abnormality diagnosis method for a gas sensor according to the first aspect of the present invention provides a gas sensor that outputs a sensor output value corresponding to the concentration of a specific gas component in exhaust gas discharged from an internal combustion engine. An abnormality diagnosis method for a gas sensor for diagnosing whether or not the engine is in a sensor output value obtaining step for obtaining sensor output values of the gas sensor at predetermined intervals, and interruption detection for detecting interruption of fuel supply to the internal combustion engine And at least one of a maximum value and a minimum value among the sensor output values continuously acquired in the sensor output value acquisition step during a period in which the interruption of fuel supply is detected in the interruption detection step. An extreme value acquisition step of acquiring as an extreme value; an extreme value comparison step of comparing the extreme value acquired in the extreme value acquisition step with a predetermined first threshold; When the first predetermined number of extreme values is acquired in the extreme value acquisition step, whether or not the gas sensor is in an abnormal state is diagnosed based on a comparison result in the extreme value comparison step for the first predetermined number. And an abnormality diagnosis process. In the present invention, the “local maximum value” means a local maximum value of sensor output values obtained continuously, and is convex upward in a graph showing a change over time of the sensor output value. It ’s a mountain. Similarly, “local minimum value” refers to a local minimum value of sensor output values that are continuously acquired, and has a downwardly convex valley in a graph showing changes in sensor output values over time. Value. That is, an extreme value consisting of at least one of a local maximum value and a local minimum value is a local concept, so that the sensor output value acquired as an extreme value at a certain point in time is the entire range of sensor output values acquired continuously. The maximum or minimum value is not necessarily taken.

また、請求項2に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記極値取得工程は、前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする。   Further, the abnormality diagnosis method for a gas sensor according to a second aspect of the invention includes the configuration according to the first aspect, wherein the extreme value acquisition step is performed after the interruption of fuel supply is detected in the interruption detection step. The acquisition of the extreme value is started after the elapse of a predetermined time set to a time longer than the predetermined interval.

また、請求項3に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1又は2に記載の発明の構成に加え、前記極値取得工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する3つの前記センサ出力値に基づき、当該3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする。   In addition to the configuration of the invention according to claim 1 or 2, the abnormality diagnosis method for a gas sensor according to a third aspect of the invention includes, in the extreme value acquisition step, the acquisition order acquired in the sensor output value acquisition step. Based on the three consecutive sensor output values, it is determined whether the second sensor output value in the acquisition order of the three sensor output values is the extreme value, and is determined to be the extreme value. The obtained sensor output value is acquired as the extreme value.

また、請求項4に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が、前記第1閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。   The abnormality diagnosis method for a gas sensor according to a fourth aspect of the invention includes the configuration obtained in the extreme value acquisition step in the extreme value comparison step in addition to the configuration of the invention according to any one of the first to third aspects. The number of extreme values that are determined to be larger than the upper limit value set as the first threshold value is calculated. In the abnormality diagnosis step, the gas sensor is in an abnormal state based on the number of extreme values. It is characterized by diagnosing whether or not there is.

また、請求項5に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が前記第1閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。 In addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3 , the abnormality diagnosis method for a gas sensor according to a fifth aspect of the present invention is the extremal value comparison step, wherein the extreme value acquisition step acquires the The number of the extreme values determined to be less than the lower limit value set as the first threshold value is calculated, and the gas sensor is in an abnormal state based on the number of extreme values in the abnormality diagnosis step. It is characterized by diagnosing whether or not.

また、請求項6に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後に取得した1又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第2閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。   In addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 5, the abnormality diagnosis method for a gas sensor according to a sixth aspect of the present invention is the abnormality diagnosis step, wherein the abnormality is obtained in the sensor output value acquisition step. Among the sensor output values, when the number of the sensor output values not acquired as the extreme value in the extreme value acquisition step reaches a second predetermined number, 1 acquired after the second predetermined number is reached Alternatively, a plurality of sensor output values are compared with a predetermined second threshold value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

また、請求項7に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第3所定数取得し、当該第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第3閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a gas sensor abnormality diagnosis method according to any one of the first to fifth aspects, wherein, in the abnormality diagnosis step, the sensor output value acquisition step acquires the sensor output value acquisition step. Among the sensor output values, when the number of the sensor output values not acquired as the extreme value in the extreme value acquisition step reaches a second predetermined number, the sensor output after the second predetermined number is reached A third predetermined number of values is acquired, and a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values is compared with a predetermined third threshold value to determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state. It is characterized by making a diagnosis.

また、請求項8に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、前記極値取得工程において取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第4閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。 In addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 5 , the abnormality diagnosis method for a gas sensor according to an eighth aspect of the invention includes, in the abnormality diagnosis step, the sensor output value acquisition step. Among sensor output values, when the number of sensor output values not acquired as the extreme value in the extreme value acquisition step reaches a second predetermined number, the extreme values acquired in the extreme value acquisition step are averaged. It is characterized in that the gas sensor is compared with a predetermined fourth threshold value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

また、請求項9に係る発明のガスセンサ制御装置は、内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサ制御装置であって、前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得手段と、前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出手段と、前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得手段により連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得手段と、前記極値取得手段により取得された前記極値と予め定められた第1閾値とを比較する極値比較手段と、前記極値取得手段により前記極値が第1所定数取得されたとき、当該第1所定数分の前記極値比較手段による比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断手段とを備えている。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a gas sensor control device for diagnosing whether or not a gas sensor that outputs a sensor output value corresponding to a concentration of a specific gas component in exhaust gas discharged from an internal combustion engine is in an abnormal state. A sensor output value acquisition means for acquiring sensor output values of the gas sensor at predetermined intervals; an interruption detection means for detecting interruption of fuel supply to the internal combustion engine; and a fuel detected by the interruption detection means. Extreme value acquisition means for acquiring, as an extreme value, at least one of a maximum value and a minimum value among sensor output values continuously acquired by the sensor output value acquisition means within a period during which supply interruption is detected. And an extreme value comparison means for comparing the extreme value acquired by the extreme value acquisition means with a predetermined first threshold value, and the extreme value is acquired by the extreme value acquisition means. When the number acquired, and a diagnosis means based on the comparison result of the extreme comparison means of said first predetermined number, to diagnose whether the gas sensor is in an abnormal state.

また、請求項10に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9に記載の発明の構成に加え、前記極値取得手段は、前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the ninth aspect of the invention, the extremum acquisition unit is configured to perform the predetermined interval after the interruption of the fuel supply is detected by the interruption detection unit. After the elapse of a predetermined time set to a longer time, the acquisition of the extreme value is started.

また、請求項11に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9又は10に記載の発明の構成に加え、前記極値取得手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された取得順序が連続する3つの前記センサ出力値に基づき、当該3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする。   Further, in the gas sensor control device according to an eleventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to the ninth or tenth aspect, the extreme value acquisition means has a continuous acquisition order acquired by the sensor output value acquisition means. Based on the three sensor output values, it is determined whether or not the second sensor output value in the acquisition order of the three sensor output values is the extreme value, and is determined to be the extreme value. The sensor output value is acquired as the extreme value.

また、請求項12に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9乃至11のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が、前記第1閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the ninth to eleventh aspects, the extreme value comparison means includes the extreme value acquired by the extreme value acquisition means. Calculates the number of extreme values determined to be larger than the upper limit value set as the first threshold, and the abnormality diagnosis means determines whether the gas sensor is in an abnormal state based on the number of extreme values. It is characterized by diagnosing whether or not.

また、請求項13に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9乃至1のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が前記第1閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the ninth to eleventh aspects, the extreme value comparison means includes the extreme value acquisition means. The number of extreme values determined to be less than the lower limit value set as the first threshold value is calculated, and the abnormality diagnosis means determines whether the gas sensor is in an abnormal state based on the number of extreme values. It is characterized by diagnosing whether or not.

また、請求項14に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9乃至13のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後に取得した1又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第2閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the ninth to thirteenth aspects, the abnormality diagnosis unit is configured to output the sensor output acquired by the sensor output value acquisition unit. Among the values, when the number of sensor output values not acquired as extreme values by the extreme value acquisition means reaches a second predetermined number, one or more acquired after the second predetermined number is reached The sensor output value is compared with a predetermined second threshold value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

また、請求項15に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9乃至1のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第3所定数取得し、当該第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第3閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。 Further, the gas sensor control apparatus of the invention according to claim 15, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 9 to 1 3, wherein the abnormality diagnosis means, said sensor obtained by the sensor output value acquisition means Among the output values, when the number of sensor output values not acquired as extreme values by the extreme value acquisition means reaches a second predetermined number, the sensor output values after the second predetermined number is reached A third predetermined number is acquired, and a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values is compared with a predetermined third threshold value to diagnose whether the gas sensor is in an abnormal state. It is characterized by that.

また、請求項16に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項9乃至1のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、前記極値取得手段により取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第4閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。 Further, the gas sensor control apparatus of the invention according to claim 16, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 9 to 1 3, wherein the abnormality diagnosis means, said sensor obtained by the sensor output value acquisition means Among the output values, when the number of sensor output values not acquired as extreme values by the extreme value acquisition means reaches a second predetermined number, the extreme values acquired by the extreme value acquisition means are averaged. The measured value is compared with a predetermined fourth threshold value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

請求項1に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、異常診断に用いるセンサ出力値として、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内に連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方の値(極値)を用いるようにしている。そして、取得された第1所定数分の極値を予め定められた第1閾値と比較し、それら第1所定数分の比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するようにしている。このため、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内にノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。さらに、本発明のガスセンサの異常診断方法によれば、第1所定数分の極値が取得された時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することができるため、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことができる。   According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the first aspect of the present invention, the sensor output value used for abnormality diagnosis is a sensor output value obtained continuously during a period in which interruption of fuel supply to the internal combustion engine is detected. Among these, at least one of the maximum value and the minimum value (extreme value) is used. Then, the first predetermined number of extreme values acquired are compared with a predetermined first threshold value, and whether or not the gas sensor is in an abnormal state is diagnosed based on the first predetermined number of comparison results. I am doing so. For this reason, even if a specific sensor output value such as noise is accidentally acquired within a period in which interruption of fuel supply to the internal combustion engine is detected, it is determined whether or not the gas sensor is in an abnormal state. Well, it can be judged accurately. Further, according to the gas sensor abnormality diagnosis method of the present invention, it is possible to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state at the time when the first predetermined number of extreme values are acquired. Without waiting for this, it is possible to accurately diagnose the abnormality of the gas sensor at an early stage.

また、請求項2に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、内燃機関への燃料供給の中断開始から、ガスセンサの周囲に存在する排気ガスが既知の濃度のガスに入れ替わるのに必要な時間に基づき適切に定められた所定時間経過後に、異常診断処理に用いるセンサ出力値の極値を取得するようにしている。このため、センサ出力値の波形が比較的安定した状態において極値の取得を行うことができ、ガスセンサが異常状態にあるか否かをより精度よく判断することができる。   Further, according to the abnormality diagnosis method for a gas sensor of the invention according to claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, exhaust gas existing around the gas sensor from the start of interruption of fuel supply to the internal combustion engine An extreme value of the sensor output value used in the abnormality diagnosis process is acquired after a predetermined time appropriately determined based on the time necessary for switching to a gas having a known concentration. For this reason, it is possible to acquire an extreme value in a state where the waveform of the sensor output value is relatively stable, and it is possible to more accurately determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

また、請求項3に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する3つの前記センサ出力値に基づき、それら3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目のセンサ出力値が極値であるか否かを判断して極値を取得するようにしているので、簡単な処理により、連続して取得されるセンサ出力値の中から極値を確実に取得することができる。   According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 1 or 2, the three sensors in which the acquisition order acquired in the sensor output value acquisition step is continuous. Based on the output value, the acquisition order of these three sensor output values is determined to determine whether the second sensor output value is an extreme value or not. The extreme value can be reliably acquired from the sensor output values acquired continuously.

また、請求項4に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第1閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であるか否かを、精度よく診断することができる。   According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of any of claims 1 to 3, the acquired extreme value is set as a first threshold value. By performing abnormality diagnosis of the gas sensor based on the number determined to be larger than the upper limit value, it is possible to accurately diagnose whether or not the detection sensitivity of the gas sensor is “high gain abnormality”.

また、請求項5に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1乃至のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第1閾値として設定される下限値未満であると判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であるか否かを、精度よく診断することができる。 According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the invention of claim 5, in addition to the effect of the invention of any one of claims 1 to 3 , the acquired extreme value is set as the first threshold value. By performing abnormality diagnosis of the gas sensor based on the number determined to be less than the lower limit value, it is possible to accurately diagnose whether or not the detection sensitivity of the gas sensor is “low gain abnormality”.

また、請求項6に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したとき、第2所定数に達した時以後に取得した1又は複数のセンサ出力値と、予め定められた第2閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に診断することができる。さらに、極値として取得されなかったセンサ出力値の数が第2所定数となった時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することも可能であるため、センサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことが可能である。   According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the invention of claim 6, in addition to the effect of the invention of any of claims 1 to 5, it is not acquired as an extreme value among the acquired sensor output values. When the sensor output value reaches the second predetermined number, the gas sensor compares the one or more sensor output values acquired after reaching the second predetermined number with a predetermined second threshold value. Diagnose whether there is an abnormal condition. For this reason, the gas sensor is in an abnormal state even when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of fuel supply is detected. Whether or not can be complementarily diagnosed. Furthermore, since it is possible to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state when the number of sensor output values not acquired as extreme values reaches the second predetermined number, the extreme value of the sensor output value is Even if the first predetermined number cannot be obtained, it is possible to accurately diagnose abnormality of the gas sensor at an early stage without waiting for cancellation of interruption of fuel supply.

また、請求項7に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1乃至のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したとき、第2所定数に達した時以後に取得した第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定めた第3閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値を用いて診断することにより、1個のセンサ出力値を用いてガスセンサが異常状態であるか否かを診断する場合に比べ、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合の影響を小さくすることができる。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。なお、センサ出力値の平均化処理としては、第3所定数分のセンサ出力値を累積(積算)して当該第3所定数で除した単純な平均化処理の他、第3所定数のセンサ出力値の加重平均を行う処理等が挙げられる。 According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the invention of claim 7, in addition to the effect of the invention of any of claims 1 to 5 , it is not acquired as an extreme value among the acquired sensor output values. When the sensor output value reaches the second predetermined number, a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values acquired after the second predetermined number is reached, and a predetermined third threshold value are obtained. In comparison, it is diagnosed whether or not the gas sensor is in an abnormal state. By diagnosing using a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values, noise or the like can be compared to diagnosing whether or not the gas sensor is in an abnormal state using one sensor output value. The influence when a unique sensor output value is accidentally acquired can be reduced. For this reason, the gas sensor is in an abnormal state even when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of fuel supply is detected. Whether or not can be determined in a complementary and accurate manner. The sensor output value averaging process includes a third predetermined number of sensors in addition to a simple averaging process in which sensor output values for a third predetermined number are accumulated (integrated) and divided by the third predetermined number. For example, a process of performing a weighted average of output values.

また、請求項8に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項1乃至のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したとき、それまでに取得した極値を平均化処理した値と、予め定められた第4閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。なお、センサ出力値の極値の平均化処理としては、取得された数分の極値を累積(積算)してその取得数で除した単純な平均化処理の他、極値の加重平均を行う処理等が挙げられる。 According to the gas sensor abnormality diagnosis method of the invention of claim 8, in addition to the effect of the invention of any of claims 1 to 5 , it is not acquired as an extreme value among the acquired sensor output values. When the sensor output value reaches the second predetermined number, the value obtained by averaging the extreme values acquired so far is compared with a predetermined fourth threshold value to determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state. I'm diagnosing. For this reason, the gas sensor is in an abnormal state even when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of fuel supply is detected. Whether or not can be determined in a complementary and accurate manner. In addition, as the averaging process of the extreme values of the sensor output values, in addition to the simple averaging process of accumulating (accumulating) the number of acquired extreme values and dividing by the acquired number, the weighted average of the extreme values The process to perform etc. are mentioned.

また、請求項9に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、異常診断に用いるセンサ出力値として、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内に連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方の値(極値)を用いるようにしている。そして、取得された第1所定数分の極値を予め定められた第1閾値と比較し、それら第1所定数分の比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するようにしている。このため、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内にノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。さらに、本発明のガスセンサ制御装置によれば、第1所定数分の極値が取得された時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することができるため、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことができる。   According to the gas sensor control device of the invention according to claim 9, as the sensor output value used for abnormality diagnosis, the sensor output value obtained continuously during the period in which interruption of fuel supply to the internal combustion engine is detected Among these, at least one of the maximum value and the minimum value (extreme value) is used. Then, the first predetermined number of extreme values acquired are compared with a predetermined first threshold value, and whether or not the gas sensor is in an abnormal state is diagnosed based on the first predetermined number of comparison results. I am doing so. For this reason, even if a specific sensor output value such as noise is accidentally acquired within a period in which interruption of fuel supply to the internal combustion engine is detected, it is determined whether or not the gas sensor is in an abnormal state. Well, it can be judged accurately. Furthermore, according to the gas sensor control device of the present invention, it is possible to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state when the first predetermined number of extreme values are acquired. Therefore, it is possible to diagnose the abnormality of the gas sensor accurately at an early stage.

また、請求項10に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9に記載の発明の効果に加え、内燃機関への燃料供給の中断開始から、ガスセンサの周囲に存在する排気ガスが既知の濃度のガス(大気等)に入れ替わるのに必要な時間に基づき適切に定められた所定時間経過後に、異常診断処理に用いるセンサ出力値の極値を取得するようにしている。このため、センサ出力値の波形が比較的安定した状態において極値の取得を行うことができ、ガスセンサの異常状態にあるか否かをより精度よく判断することができる。   According to the gas sensor control device of the invention of claim 10, in addition to the effect of the invention of claim 9, the exhaust gas existing around the gas sensor is known from the start of interruption of fuel supply to the internal combustion engine. An extreme value of the sensor output value used for the abnormality diagnosis process is acquired after a predetermined time appropriately determined based on the time required for switching to a concentration gas (such as the atmosphere). For this reason, it is possible to acquire an extreme value in a state where the waveform of the sensor output value is relatively stable, and it is possible to more accurately determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state.

また、請求項11に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9又は10に記載の発明の効果に加え、センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する3つの前記センサ出力値に基づき、それら3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目のセンサ出力値が極値であるか否かを判断して極値を取得するようにしているので、簡単な処理により、連続して取得されるセンサ出力値の中から極値を確実に取得することができる   Moreover, according to the gas sensor control apparatus of the invention which concerns on Claim 11, in addition to the effect of the invention of Claim 9 or 10, three said sensor output values with which the acquisition order acquired in the sensor output value acquisition process continues The acquisition order of these three sensor output values is determined to determine whether or not the second sensor output value is an extreme value, and the extreme value is acquired. The extreme value can be reliably acquired from the sensor output value acquired

また、請求項12に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9乃至11のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第1閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であるか否かを、精度よく診断することができる。   According to the gas sensor control device of the invention of claim 12, in addition to the effect of the invention of any of claims 9 to 11, an upper limit value set as the first threshold value among the acquired extreme values By diagnosing the abnormality of the gas sensor based on the number determined to be larger than that, it is possible to accurately diagnose whether or not the detection sensitivity of the gas sensor is “large gain abnormality”.

また、請求項13に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9乃至1のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第1閾値として設定される下限値未満であると判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であるか否かを精度よく診断することができる。 Further, according to the gas sensor control device of the invention according to claim 13, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 9 to 1 1, of the obtained extreme lower limit is set as the first threshold value By performing abnormality diagnosis of the gas sensor based on the number determined to be less than the value, it is possible to accurately diagnose whether or not the detection sensitivity of the gas sensor is “low gain abnormality”.

また、請求項14に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9乃至13のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したとき、第2所定数に達した時以後に取得した1又は複数のセンサ出力値と、予め定められた第2閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に診断することができる。さらに、極値として取得されなかったセンサ出力値の数が第2所定数となった時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することが可能であるため、センサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことが可能である。   According to the gas sensor control device of the invention of claim 14, in addition to the effect of the invention of any of claims 9 to 13, a sensor that has not been acquired as an extreme value among the acquired sensor output values. When the output value reaches the second predetermined number, the gas sensor is in an abnormal state by comparing one or more sensor output values acquired after the second predetermined number is reached with a predetermined second threshold value. Is diagnosed. For this reason, the gas sensor is in an abnormal state even when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of fuel supply is detected. Whether or not can be complementarily diagnosed. Furthermore, since it is possible to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state when the number of sensor output values not acquired as extreme values reaches the second predetermined number, the extreme value of the sensor output value is Even if the first predetermined number cannot be obtained, it is possible to accurately diagnose abnormality of the gas sensor at an early stage without waiting for cancellation of interruption of fuel supply.

また、請求項15に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9乃至1のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したとき、第2所定数に達した時以後に取得した第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定めた第3閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値を用いて診断することにより、1個のセンサ出力値を用いてガスセンサが異常状態であるか否かを診断する場合に比べ、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合の影響を小さくすることができる。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。 Further, according to the gas sensor control device of the invention according to claim 15, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 9 to 1 3, out of the acquired sensor output value has not been acquired as extreme When the sensor output value reaches the second predetermined number, a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values acquired after reaching the second predetermined number is compared with a predetermined third threshold value. Thus, it is diagnosed whether or not the gas sensor is in an abnormal state. By diagnosing using a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values, noise or the like can be compared to diagnosing whether or not the gas sensor is in an abnormal state using one sensor output value. The influence when a unique sensor output value is accidentally acquired can be reduced. For this reason, the gas sensor is in an abnormal state even when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of fuel supply is detected. Whether or not can be determined in a complementary and accurate manner.

また、請求項16に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項9乃至1のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したとき、それまでに取得された極値を平均化処理した値と、予め定められた第4閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。 Further, according to the gas sensor control device of the invention according to claim 16, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 9 to 1 3, out of the acquired sensor output value has not been acquired as extreme When the sensor output value reaches the second predetermined number, a value obtained by averaging the extreme values acquired so far is compared with a predetermined fourth threshold value to determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state. I'm diagnosing. For this reason, the gas sensor is in an abnormal state even when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of fuel supply is detected. Whether or not can be determined in a complementary and accurate manner.

以下、本発明を具体化したガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。一例として、理論空燃比点、およびリッチ領域からリーン領域までの全空燃比に対応した酸素濃度の検出が可能な全領域空燃比センサ素子10(以下、単に「センサ素子10」と言う。)を備え、ガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値により自動車等の内燃機関の排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出し、その酸素濃度の検出結果を内燃機関の空燃比を制御するために用いる第1の実施形態のガスセンサ制御装置1に本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a gas sensor abnormality diagnosis method and a gas sensor control device embodying the present invention will be described with reference to the drawings. As an example, a full-range air-fuel ratio sensor element 10 (hereinafter simply referred to as “sensor element 10”) capable of detecting the oxygen concentration corresponding to the theoretical air-fuel ratio point and the total air-fuel ratio from the rich region to the lean region. And the concentration of oxygen contained in the exhaust gas of the internal combustion engine such as an automobile is detected from the sensor output value output from the gas sensor unit 3, and the detection result of the oxygen concentration is used to control the air-fuel ratio of the internal combustion engine. A case where the present invention is applied to the gas sensor control device 1 of the first embodiment will be described.

まず、図1を参照して、ガスセンサ制御装置1およびガスセンサユニット3の構成について説明する。図1は、ガスセンサ制御装置1およびガスセンサユニット3の概略構成を表したシステム構成図である。ガスセンサユニット3は、内燃機関の排気ガス中に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を出力するものであり、センサ素子10およびセラミックヒータ41を備えるガスセンサ2,並びに、センサ素子10に接続されるセンサ制御回路31およびセラミックヒータ41に接続されるヒータ電圧供給回路43を備えるセンサ駆動回路部4を備えている。また、ガスセンサユニット3は、センサ素子10とセンサ制御回路31とを電気的に接続するための3本のリード線(ポンプ側リード線53,共通リード線54,検出側リード線55)を備えている。一方、ガスセンサ制御装置1は、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するとともに、ガスセンサユニット3が備えるセンサ制御回路31から別途に出力されるセンサ抵抗値信号に基づきヒータ電圧供給回路43の制御を行うECU60を備え、図示しないが、本発明の異常診断処理の診断結果を報知するためのディスプレイ、警報器等の報知手段や、外部機器に出力するための通信機器等の出力手段を必要に応じて備えている。   First, with reference to FIG. 1, the structure of the gas sensor control apparatus 1 and the gas sensor unit 3 is demonstrated. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of the gas sensor control device 1 and the gas sensor unit 3. The gas sensor unit 3 outputs a sensor output value corresponding to the oxygen concentration contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, and is connected to the gas sensor 2 including the sensor element 10 and the ceramic heater 41, and the sensor element 10. A sensor drive circuit unit 4 including a heater voltage supply circuit 43 connected to the sensor control circuit 31 and the ceramic heater 41 is provided. Further, the gas sensor unit 3 includes three lead wires (pump-side lead wire 53, common lead wire 54, and detection-side lead wire 55) for electrically connecting the sensor element 10 and the sensor control circuit 31. Yes. On the other hand, the gas sensor control device 1 diagnoses whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state, and based on the sensor resistance value signal separately output from the sensor control circuit 31 provided in the gas sensor unit 3, the heater voltage supply circuit 43 Although equipped with an ECU 60 for controlling, although not shown, a display for notifying the diagnosis result of the abnormality diagnosis process of the present invention, a notification means such as an alarm device, and an output means such as a communication device for outputting to an external device are required. Depending on the provision.

なお、ヒータ電圧供給回路43,ECU60およびセンサ制御回路31は、内燃機関の起動時に外部から入力される起動信号に同期して、それぞれ動作を開始する。   The heater voltage supply circuit 43, the ECU 60, and the sensor control circuit 31 each start to operate in synchronization with an activation signal input from the outside when the internal combustion engine is activated.

以下、ガスセンサユニット3が備える各構成について詳述する。まず、ガスセンサ2が備えるセンサ素子10について図1を参照して説明する。センサ素子10は、図1に示すように、遮蔽層23と、酸素濃度検出セル15と、ガス検出室19と、酸素ポンプセル11とが、この順に下から上へ積層されている。以下、センサ素子10が備える各構成について図1を参照して詳述する。   Hereinafter, each structure with which the gas sensor unit 3 is provided is explained in full detail. First, the sensor element 10 provided in the gas sensor 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the sensor element 10 includes a shielding layer 23, an oxygen concentration detection cell 15, a gas detection chamber 19, and an oxygen pump cell 11 stacked in this order from bottom to top. Hereafter, each structure with which the sensor element 10 is provided is explained in full detail with reference to FIG.

酸素ポンプセル11は、板状の固体電解質体12の両板面(表側板面、裏側板面)に多孔質電極13,14を備え、ガスセンサ2が検出する特定ガスである酸素(O)のポンピングを行うものである。酸素濃度検出セル15は、板状の固体電解質体16の両板面(表側板面、裏側板面)に多孔質電極17,18を備え、酸素濃度に応じて起電力を発生するものである。またガス検出室19は、この酸素ポンプセル11と酸素濃度検出セル15との間に設けられ、被検出ガスが導入される空間であり、酸素ポンプセル11の多孔質電極14および酸素濃度検出セル15の多孔質電極17は、このガス検出室19に面するように配置されている。また、被検出ガスをガス検出室19に導入するための経路には、ガス検出室19内に導入される被検出ガスの拡散律速を行うためのガス拡散多孔質層21が配置されている。なお、固体電解質体12,16および遮蔽層23は、イットリアを安定化剤として固溶させた部分安定化ジルコニアを主体に形成され、多孔質電極13,14,17,18は、白金を主体に形成されている。 The oxygen pump cell 11 includes porous electrodes 13 and 14 on both plate surfaces (front side plate surface and back side plate surface) of the plate-shaped solid electrolyte body 12, and oxygen (O 2 ) which is a specific gas detected by the gas sensor 2. Pumping is performed. The oxygen concentration detection cell 15 includes porous electrodes 17 and 18 on both plate surfaces (front plate surface and back plate surface) of a plate-shaped solid electrolyte body 16, and generates an electromotive force according to the oxygen concentration. . The gas detection chamber 19 is provided between the oxygen pump cell 11 and the oxygen concentration detection cell 15 and is a space into which the gas to be detected is introduced. The gas detection chamber 19 includes the porous electrode 14 of the oxygen pump cell 11 and the oxygen concentration detection cell 15. The porous electrode 17 is disposed so as to face the gas detection chamber 19. In addition, a gas diffusion porous layer 21 for controlling the diffusion of the detection gas introduced into the gas detection chamber 19 is disposed in the path for introducing the detection gas into the gas detection chamber 19. The solid electrolyte bodies 12 and 16 and the shielding layer 23 are mainly made of partially stabilized zirconia in which yttria is solid-solved as a stabilizer, and the porous electrodes 13, 14, 17 and 18 are mainly made of platinum. Is formed.

また、酸素濃度検出セル15のガス検出室19側とは反対側の面には、多孔質電極18を挟んで、遮蔽層23が配設されている。この遮蔽層23と酸素濃度検出セル15との間に挟み込まれた多孔質電極18の多孔質の隙間には、酸素が蓄積され、その蓄積された酸素は、酸素濃度検出セル15において、被検出ガスの酸素濃度を検出する際の基準酸素となる。このため、多孔質電極18は、酸素基準電極として機能する。   Further, a shielding layer 23 is disposed on the surface of the oxygen concentration detection cell 15 opposite to the gas detection chamber 19 side with the porous electrode 18 interposed therebetween. Oxygen is accumulated in the porous gap of the porous electrode 18 sandwiched between the shielding layer 23 and the oxygen concentration detection cell 15, and the accumulated oxygen is detected in the oxygen concentration detection cell 15. It becomes the reference oxygen when detecting the oxygen concentration of the gas. For this reason, the porous electrode 18 functions as an oxygen reference electrode.

次に、ガスセンサ2が備えるセラミックヒータ41について、図1を参照して説明する。セラミックヒータ41は平板状に形成され、センサ素子10の酸素ポンプセル11に対向して配置されている。セラミックヒータ41は、センサ素子10を活性化させるためのものであり、ヒータ電圧供給回路43から供給される電力により、センサ素子10の温度が所定温度になるように制御される。一方、ヒータ電圧供給回路43は、後述するECU60による制御に従い、ガスセンサ2が備えるセラミックヒータ41に電力を供給する。   Next, the ceramic heater 41 provided in the gas sensor 2 will be described with reference to FIG. The ceramic heater 41 is formed in a flat plate shape and is disposed to face the oxygen pump cell 11 of the sensor element 10. The ceramic heater 41 is for activating the sensor element 10, and is controlled by the electric power supplied from the heater voltage supply circuit 43 so that the temperature of the sensor element 10 becomes a predetermined temperature. On the other hand, the heater voltage supply circuit 43 supplies power to the ceramic heater 41 provided in the gas sensor 2 according to control by the ECU 60 described later.

次に、センサ制御回路31について、図1を参照して説明する。センサ制御回路31は、前述の3本のリード線によりセンサ素子10と電気的に接続され、ECU60にセンサ出力値を出力するものである。このセンサ制御回路31は公知の回路である、ポンプ電流駆動回路33と、電圧出力回路35と、基準電圧比較回路39と、微小電流供給回路40とを備えている。   Next, the sensor control circuit 31 will be described with reference to FIG. The sensor control circuit 31 is electrically connected to the sensor element 10 through the three lead wires described above, and outputs a sensor output value to the ECU 60. The sensor control circuit 31 includes a pump current drive circuit 33, a voltage output circuit 35, a reference voltage comparison circuit 39, and a minute current supply circuit 40, which are known circuits.

センサ制御回路31が備える微小電流供給回路40は、酸素濃度検出セル15の多孔質電極18側から多孔質電極17側へと微小電流Icpを通電するものである。この微小電流供給回路40による微小電流Icpの通電により、多孔質電極18側に酸素が汲み込まれ、多孔質電極18が酸素基準電極として機能する。電圧出力回路35は、酸素濃度検出セル15の多孔質電極17,18間に発生する起電力Vsを検出するものである。また、基準電圧比較回路39は、予め定められた基準電圧(本実施例では450[mV])を内部に保持しており、電圧出力回路35にて検出した起電力Vsと基準電圧との比較を行い、比較結果をポンプ電流駆動回路33にフィードバックするものである。そして、ポンプ電流駆動回路33は、基準電圧比較回路39から受け取った比較結果に基づいて、酸素ポンプセル11に流すポンプ電流Ipを制御するものである。   The minute current supply circuit 40 provided in the sensor control circuit 31 supplies a minute current Icp from the porous electrode 18 side of the oxygen concentration detection cell 15 to the porous electrode 17 side. When the minute current supply circuit 40 energizes the minute current Icp, oxygen is pumped to the porous electrode 18 side, and the porous electrode 18 functions as an oxygen reference electrode. The voltage output circuit 35 detects an electromotive force Vs generated between the porous electrodes 17 and 18 of the oxygen concentration detection cell 15. The reference voltage comparison circuit 39 holds a predetermined reference voltage (450 [mV] in the present embodiment) inside, and compares the electromotive force Vs detected by the voltage output circuit 35 with the reference voltage. The comparison result is fed back to the pump current drive circuit 33. The pump current drive circuit 33 controls the pump current Ip that flows through the oxygen pump cell 11 based on the comparison result received from the reference voltage comparison circuit 39.

次に、ガスセンサ制御装置1が備えるECU60について図1を参照して説明する。ECU60は、ヒータの通電制御を行うヒータ電圧供給回路43を制御するとともに、ガスセンサ制御装置1の主制御を司るCPU61,プログラムや後述する異常診断処理において用いる各種設定値等を格納するROM62,および、任意に読み書き可能な記憶素子であるRAM63を備えている。このECU60には、センサ駆動回路部4を介してガスセンサ2から出力されるセンサ出力値やセンサ抵抗値信号が入力される他、内燃機関への燃料供給状況に関する信号、イグニッションスイッチのON,OFFに関する信号、内燃機関の運転状態を示す各種運転パラメータ条件が所定時間継続して全て成立しているか否かに関する信号等のその他の情報が入力されるようになっている。なお、ガスセンサ制御装置1がセンサ制御回路31およびヒータ電圧供給回路43のいずれか一方、又は双方を備えるように構成してもよく、同様に、ガスセンサユニット3が、センサ制御回路31およびヒータ電圧供給回路43のいずれか一方、又は双方を備えないようにしてもよい。例えば、ガスセンサ制御装置1がセンサ制御回路31およびヒータ電圧供給回路43を備える場合には、センサ出力値が、直接ガスセンサ2からガスセンサ制御装置1に入力されることとなる。即ち、本発明では、ガスセンサ2から出力されるセンサ出力値は、直接ガスセンサ制御装置1に入力される場合の他、センサ制御回路31等の各種インターフェースを介してガスセンサ制御装置1に入力されるようにしてもよい。第1の実施形態では、ガスセンサ2から出力されるセンサ出力値は、センサ制御回路31を介してガスセンサ制御装置1に入力されるようになっているため、「ガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値」が、本発明の「ガスセンサのセンサ出力値」に相当する。   Next, the ECU 60 included in the gas sensor control device 1 will be described with reference to FIG. The ECU 60 controls the heater voltage supply circuit 43 that controls the energization of the heater, the CPU 61 that controls the main control of the gas sensor control device 1, the ROM 62 that stores programs, various setting values used in an abnormality diagnosis process described later, and the like. A random access memory (RAM) 63 is provided. In addition to the sensor output value and sensor resistance value signal output from the gas sensor 2 via the sensor drive circuit unit 4, the ECU 60 receives signals related to the fuel supply status to the internal combustion engine, and ON / OFF of the ignition switch. Other information such as a signal and a signal regarding whether or not all the operating parameter conditions indicating the operating state of the internal combustion engine are all satisfied for a predetermined time are input. The gas sensor control device 1 may be configured to include one or both of the sensor control circuit 31 and the heater voltage supply circuit 43. Similarly, the gas sensor unit 3 includes the sensor control circuit 31 and the heater voltage supply. Either or both of the circuits 43 may be omitted. For example, when the gas sensor control device 1 includes the sensor control circuit 31 and the heater voltage supply circuit 43, the sensor output value is directly input from the gas sensor 2 to the gas sensor control device 1. That is, in the present invention, the sensor output value output from the gas sensor 2 is input to the gas sensor control device 1 through various interfaces such as the sensor control circuit 31 in addition to the case of being input directly to the gas sensor control device 1. It may be. In the first embodiment, since the sensor output value output from the gas sensor 2 is input to the gas sensor control device 1 via the sensor control circuit 31, the “sensor output output from the gas sensor unit 3” is provided. The “value” corresponds to the “sensor output value of the gas sensor” of the present invention.

このECU60が備えるRAM63の記憶エリアを、図2を参照して説明する。図2は、RAM63の記憶エリアを説明するための概念図である。図2に示すように、RAM63は、ROM62から読み出された各種設定値、CPU61が演算処理した演算結果を収容するワークエリア631と、内燃機関の各種運転パラメータ条件が所定時間成立しているか否かを示す確認フラグを記憶する確認フラグ記憶エリア632とを備えている。またRAM63は、ガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値を記憶するセンサ出力値記憶エリア633と、図示外のタイマプログラムによって所定時間ごとに値が所定量ずつ加算されるカウント値が記憶されるタイマカウンタ記憶エリア634とを備えている。またRAM63は、異常診断処理において用いられるパラメータである、所定間隔で取得されるセンサ出力値のうち、局所的な最大値である「極大値」、取得されたセンサ出力値のうち極大値が取得された回数である「極大値取得回数」、取得されたセンサ出力値のうち極大値ではないセンサ出力値が取得された回数である「極大値未得回数」、センサ出力値の極大値が上限値aより大きいと判断される回数である「aより大きい回数」、センサ出力値の極大値が下限値b未満と判断される回数である「b未満回数」等をそれぞれ記憶するパラメータ記憶エリア635を備えている。またRAM63は、異常診断処理の実施の有無を示す計測完了フラグを記憶する計測完了フラグ記憶エリア636と、異常診断処理における診断結果を記憶する診断結果記憶エリア637と、ガスセンサ制御装置1に入力される、内燃機関への燃料供給状況に関する信号、イグニッションスイッチのON,OFFに関する信号、内燃機関の運転状態を示す各種運転パラメータ条件が所定時間継続して全て成立しているか否かに関する信号等のその他の情報を記憶する入力情報記憶エリア638とを備えている。さらに、RAM63は、図示外の各種記憶エリアを必要に応じて備えている。   A storage area of the RAM 63 provided in the ECU 60 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the storage area of the RAM 63. As shown in FIG. 2, the RAM 63 includes a work area 631 that stores various setting values read from the ROM 62, calculation results calculated by the CPU 61, and whether various operating parameter conditions of the internal combustion engine are satisfied for a predetermined time. And a confirmation flag storage area 632 for storing a confirmation flag indicating the above. The RAM 63 stores a sensor output value storage area 633 for storing the sensor output value output from the gas sensor unit 3, and a timer for storing a count value by which a value is added by a predetermined amount every predetermined time by a timer program (not shown). Counter storage area 634. In addition, the RAM 63 acquires a “maximum value” that is a local maximum value among sensor output values acquired at predetermined intervals, which are parameters used in the abnormality diagnosis process, and a maximum value among the acquired sensor output values. "Maximum number of acquisitions", the number of acquisitions of sensor output values that are not maximum among the acquired sensor output values, "Maximum number of unacquired times", the maximum value of the sensor output value is the upper limit A parameter storage area 635 for storing “number of times greater than a” that is determined to be greater than the value a, “number of times less than b” that is the number of times that the maximum value of the sensor output value is determined to be less than the lower limit b, and the like. It has. The RAM 63 is also input to the measurement completion flag storage area 636 for storing a measurement completion flag indicating whether or not the abnormality diagnosis process is performed, the diagnosis result storage area 637 for storing the diagnosis result in the abnormality diagnosis process, and the gas sensor control device 1. Other signals such as a signal relating to the fuel supply status to the internal combustion engine, a signal relating to the ON / OFF of the ignition switch, and a signal relating to whether or not various operating parameter conditions indicating the operating state of the internal combustion engine are all satisfied for a predetermined time. And an input information storage area 638 for storing the above information. Further, the RAM 63 includes various storage areas not shown in the drawing as required.

次に、ガスセンサ制御装置1によるヒータ電圧供給回路43の制御について簡単に説明する。ガスセンサ制御装置1は、図1に図示していないが、センサ制御回路31内に公知のセンサ抵抗値検出回路を備えている。このセンサ抵抗値検出回路は具体的に、微小電流供給回路40とは別の電流供給回路から一定値の電流を酸素濃度検出セル15に対して定期的に供給し、その際に酸素濃度検出セル15の多孔質電極17,18間に発生する電位差をセンサ抵抗値信号として検出し、この信号をECU60に出力している。そして、ECU60はガスセンサユニット3から出力されるセンサ抵抗値信号に基づいて、センサ素子10の温度Tcを検出し、検出した温度Tcに基づいてセラミックヒータ41への印加電圧を制御するための信号をヒータ電圧供給回路43に出力している。より具体的には、センサ素子10の温度Tcが活性化温度(例えば、600[℃])以上の常用温度(例えば、800[℃])となるように、換言すれば、酸素濃度検出セル15のセンサ抵抗値Rpvsがこの常用温度に対応した目標抵抗値Rtaとなるように、センサ制御回路31からのセンサ抵抗値信号に基づきヒータへの印加電圧VHの大きさを調整する温度制御処理が実行される。なお、センサ素子10の酸素濃度検出セル15における温度Tcとセンサ抵抗値Rpvsとの間には、相関関係があり、センサ抵抗値Rpvsに基づいてセンサ素子10の温度Tcを検出することが可能である。この結果、酸素ポンプセル11および酸素濃度検出セル15が活性化温度以上に加熱され、センサ素子10は、酸素を検出可能な活性化状態となる。なお、ECU60にて実行される温度制御処理については、公知の手法を採用して実行すればよく、具体的には、特開2003−185626号公報にて開示された手法等にて実行することができるため、これ以上の説明は省略する。   Next, the control of the heater voltage supply circuit 43 by the gas sensor control device 1 will be briefly described. Although not shown in FIG. 1, the gas sensor control device 1 includes a known sensor resistance value detection circuit in the sensor control circuit 31. Specifically, this sensor resistance value detection circuit periodically supplies a constant current from a current supply circuit different from the minute current supply circuit 40 to the oxygen concentration detection cell 15, and at that time, the oxygen concentration detection cell A potential difference generated between the 15 porous electrodes 17 and 18 is detected as a sensor resistance value signal, and this signal is output to the ECU 60. The ECU 60 detects the temperature Tc of the sensor element 10 based on the sensor resistance value signal output from the gas sensor unit 3, and outputs a signal for controlling the voltage applied to the ceramic heater 41 based on the detected temperature Tc. This is output to the heater voltage supply circuit 43. More specifically, the oxygen concentration detection cell 15 is set so that the temperature Tc of the sensor element 10 becomes a normal temperature (for example, 800 [° C.]) higher than the activation temperature (for example, 600 [° C.]). The temperature control process is executed to adjust the magnitude of the voltage VH applied to the heater based on the sensor resistance value signal from the sensor control circuit 31 so that the sensor resistance value Rpvs of the sensor becomes the target resistance value Rta corresponding to this normal temperature. Is done. Note that there is a correlation between the temperature Tc in the oxygen concentration detection cell 15 of the sensor element 10 and the sensor resistance value Rpvs, and the temperature Tc of the sensor element 10 can be detected based on the sensor resistance value Rpvs. is there. As a result, the oxygen pump cell 11 and the oxygen concentration detection cell 15 are heated to the activation temperature or higher, and the sensor element 10 enters an activated state where oxygen can be detected. Note that the temperature control process executed by the ECU 60 may be executed by adopting a known method, and specifically, executed by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-185626. Therefore, further explanation is omitted.

次に、ガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値に基づき、ガスセンサ制御装置1が排気ガス中の酸素濃度を検出し、空燃比を検出する方法について簡単に説明する。センサ素子10が備える酸素濃度検出セル15の多孔質電極17と多孔質電極18との間には、ガス検出室19の内部における酸素濃度に応じた起電力Vsが発生する。この起電力Vsが一定値(例えば、450[mV])となる様に、センサ素子10では、酸素ポンプセル11を用いてガス検出室19の内部に対する酸素(O)の汲み出し又は汲み入れが行われる。このとき、酸素ポンプセル11に流れるポンプ電流Ipの電流値および電流方向が、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化することから、ポンプ電流Ipの検出結果に基づいて排気ガス中の酸素濃度を検出できる。なお、第1の実施形態では、このポンプ電流Ipの量に比例した電圧をセンサ出力値としてセンサ制御回路31からECU60を備えるガスセンサ制御装置1に出力しており、ECU60がこのセンサ出力値を用いて排気ガスの酸素濃度を検出したり、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断したりしている。そしてECU60は、排気ガス中の酸素濃度と空燃比とには相関関係があることから、検出した酸素濃度を用いることで、内燃機関の空燃比を検出している。 Next, a method for the gas sensor control device 1 to detect the oxygen concentration in the exhaust gas based on the sensor output value output from the gas sensor unit 3 to detect the air-fuel ratio will be briefly described. An electromotive force Vs corresponding to the oxygen concentration in the gas detection chamber 19 is generated between the porous electrode 17 and the porous electrode 18 of the oxygen concentration detection cell 15 provided in the sensor element 10. In the sensor element 10, oxygen (O 2 ) is pumped or pumped into the gas detection chamber 19 using the oxygen pump cell 11 so that the electromotive force Vs becomes a constant value (for example, 450 [mV]). Is called. At this time, since the current value and current direction of the pump current Ip flowing through the oxygen pump cell 11 change according to the oxygen concentration in the exhaust gas, the oxygen concentration in the exhaust gas is detected based on the detection result of the pump current Ip. it can. In the first embodiment, a voltage proportional to the amount of the pump current Ip is output as a sensor output value from the sensor control circuit 31 to the gas sensor control device 1 including the ECU 60, and the ECU 60 uses the sensor output value. Thus, the oxygen concentration of the exhaust gas is detected, and whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state is diagnosed. The ECU 60 detects the air-fuel ratio of the internal combustion engine by using the detected oxygen concentration because there is a correlation between the oxygen concentration in the exhaust gas and the air-fuel ratio.

次に、ガスセンサ2のセンサ出力値に基づいて、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する処理について、図3〜図6を参照して説明する。図3は、内燃機関への燃料供給の中断開始後におけるガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値の経時変化を示すセンサ信号の一例を示すグラフであり、図4は、図3の点線で囲んだ部分130を拡大したグラフである。また、図5は、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理のメイン処理の流れを示すフローチャートであり、図6は、図5に示すメイン処理において実行される異常診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、図5および図6に示す各処理を実行させるプログラムは、ROM62に記憶されており、ECU60において実行される他のプログラム同様、図1に示すCPU61により実行される。   Next, a process for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state based on the sensor output value of the gas sensor 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a graph showing an example of a sensor signal indicating a change over time in the sensor output value output from the gas sensor unit 3 after the start of interruption of fuel supply to the internal combustion engine, and FIG. 4 is surrounded by a dotted line in FIG. It is the graph which expanded the part 130. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of main processing of abnormality diagnosis processing for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state. FIG. 6 is an abnormality diagnosis processing executed in the main processing shown in FIG. It is a flowchart which shows the flow. The programs for executing the processes shown in FIGS. 5 and 6 are stored in the ROM 62 and executed by the CPU 61 shown in FIG. 1 like other programs executed in the ECU 60.

まず、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理に用いられるセンサ出力値の経時変化を示すセンサ信号の一例を、図3および図4を参照して簡単に説明する。図3に示すグラフ100は、内燃機関への燃料供給の中断(以下、「F/C」と言う。)開始後におけるセンサ信号の波形の一例として、センサ信号101乃至104を示している。センサ信号101は、後述する異常診断処理により排気ガス中の酸素濃度に対するセンサ出力値が大きすぎる(換言すれば、ガスセンサ2の検出感度が大きすぎる)「ゲイン大異常」であると診断される例であり、センサ信号102は、周期がほぼ一定で振幅が周期的に変動する波形を示し、後述する異常診断処理により「ゲイン大異常」であると診断される例である。また、センサ信号103は、周期がほぼ一定で振幅が周期的に変動する波形を示し、後述する異常診断処理により正常であると診断される例であり、センサ信号104は、周期がほぼ一定で振幅が周期的に変動する波形を示し、後述する異常診断処理により排気ガス中の酸素濃度に対するセンサ出力値が小さすぎる(換言すれば、ガスセンサ2の検出感度が小さすぎる)「ゲイン小異常」であると診断される例である。なお図4には、このセンサ信号102のうち、図3の点線で囲んだ部分130を拡大し、矢印111で示すF/C開始から所定期間X1経過後の、センサ出力値201〜206を示している。   First, an example of a sensor signal indicating a change over time of a sensor output value used in an abnormality diagnosis process for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 4. A graph 100 shown in FIG. 3 shows sensor signals 101 to 104 as an example of the waveform of the sensor signal after the start of interruption of fuel supply to the internal combustion engine (hereinafter referred to as “F / C”). An example in which the sensor signal 101 is diagnosed as “gain large abnormality” in which the sensor output value with respect to the oxygen concentration in the exhaust gas is too large (in other words, the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too large) by an abnormality diagnosis process described later. The sensor signal 102 shows a waveform whose period is substantially constant and whose amplitude varies periodically, and is an example of being diagnosed as “gain large abnormality” by an abnormality diagnosis process described later. Further, the sensor signal 103 shows a waveform whose period is substantially constant and the amplitude periodically varies, and is an example of being diagnosed as normal by an abnormality diagnosis process described later. The sensor signal 104 has a substantially constant period. A waveform whose amplitude periodically varies, and a sensor output value with respect to the oxygen concentration in the exhaust gas is too small (in other words, the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too small) by an abnormality diagnosis process described later. It is an example diagnosed as being. FIG. 4 shows the sensor output values 201 to 206 after a predetermined period X1 has elapsed from the start of the F / C indicated by the arrow 111 by enlarging the portion 130 surrounded by the dotted line in FIG. ing.

次に、第1の実施形態の異常診断処理の概略について簡単に説明する。F/C中はガスセンサ2には大気が供給されることになるため、F/C開始から所定時間経過後には、ガスセンサユニット3から出力されるガスセンサ2のセンサ出力値は大気の酸素濃度に応じた所定の値を示すようになる。排気ガス中に含まれるリン等の被毒成分がガスセンサ2の多孔質部(具体的には、ガス拡散多孔質層21)に多量に付着したり、センサ素子10にクラックが発生したり等のガスセンサ2の劣化が生じると、酸素濃度の変化に対するガスセンサ2の検出感度が過度に小さくなったり、過度に大きくなったりし、大気の酸素濃度に応じた予測される範囲のセンサ出力値とは異なる値を示すようになる。   Next, the outline of the abnormality diagnosis process of the first embodiment will be briefly described. Since the atmosphere is supplied to the gas sensor 2 during F / C, the sensor output value of the gas sensor 2 output from the gas sensor unit 3 depends on the oxygen concentration in the atmosphere after a predetermined time has elapsed since the start of the F / C. The predetermined value is displayed. The poisoning component such as phosphorus contained in the exhaust gas adheres to the porous portion (specifically, the gas diffusion porous layer 21) of the gas sensor 2 in large quantities, or the sensor element 10 is cracked. When the deterioration of the gas sensor 2 occurs, the detection sensitivity of the gas sensor 2 with respect to a change in the oxygen concentration becomes excessively small or excessively large, which is different from the sensor output value in a predicted range according to the oxygen concentration in the atmosphere. The value comes to show.

したがって、F/C開始から所定時間経過後におけるガスセンサ2が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲を定める上限値又は下限値と、ガスセンサユニット3から出力されたセンサ出力値とを用いることにより、ガスセンサ2が異常状態にあるか否か診断することができる。ただし、一般に、ガスセンサ2のセンサ出力値の経時変化をプロットしたグラフは、図3に示すグラフ100のセンサ信号102乃至104のように極値が複数表れる波形を示すため、センサ出力値と上記上限値又は下限値とを直接比較し、一度でもセンサ出力値が上記上限値を超えたり、上記下限値を下回ったりした際にガスセンサに異常が発生したと判断するようにすると安定した診断結果が得られない。また、センサ信号104のセンサ出力値210のようなノイズ等の特異なセンサ出力値が現れることがあるため、センサ出力値と上記上限値又は下限値とを直接比較し、一度でもセンサ出力値が上記上限値を超えたり、上記下限値を下回ったりした際にガスセンサに異常が発生したと判断するようにすると、的確な異常診断が実施できない。これに対し、本発明のガスセンサの異常診断方法では、所定間隔で連続して取得されるセンサ出力値のうち、大きな値側に出現する極大値を順次取得し、第1所定数分得られた極大値とガスセンサ2が異常と判断される第1閾値である上限値又は下限値とを比較するようにしている。そして、第1所定数の個々の極大値と上限値とを比較する場合には、上限値よりも大きいと判断される極大値の数に基づき、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するようにしている。このため、センサ出力値が、図3に示すグラフ100のセンサ信号102乃至104のように極値が複数表れる波形を示した場合や、センサ出力値にノイズが重畳した場合等にも、本発明のガスセンサの異常診断方法によれば、ガスセンサの異常を的確に診断できる。   Therefore, an upper limit value or a lower limit value that defines a range of a sensor output value at which the gas sensor 2 is determined to be in a normal state after a predetermined time has elapsed from the start of F / C, and a sensor output value output from the gas sensor unit 3 By using it, it can be diagnosed whether the gas sensor 2 is in an abnormal state. However, in general, the graph plotting the change over time of the sensor output value of the gas sensor 2 shows a waveform in which a plurality of extreme values appear like the sensor signals 102 to 104 of the graph 100 shown in FIG. If the sensor output value exceeds the upper limit value or falls below the lower limit value even once, it is judged that an abnormality has occurred in the gas sensor. I can't. Further, since a unique sensor output value such as noise may appear, such as the sensor output value 210 of the sensor signal 104, the sensor output value is directly compared with the upper limit value or the lower limit value, and the sensor output value is If it is determined that an abnormality has occurred in the gas sensor when the upper limit is exceeded or falls below the lower limit, an accurate abnormality diagnosis cannot be performed. On the other hand, in the gas sensor abnormality diagnosis method of the present invention, among the sensor output values continuously acquired at predetermined intervals, the maximum value appearing on the larger value side is sequentially acquired and obtained for the first predetermined number. The maximum value is compared with an upper limit value or a lower limit value which is a first threshold value at which the gas sensor 2 is determined to be abnormal. Then, when comparing the first predetermined number of individual maximum values with the upper limit value, whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state is diagnosed based on the number of maximum values determined to be larger than the upper limit value. Like to do. For this reason, the present invention is also applicable to a case where the sensor output value shows a waveform in which a plurality of extreme values appear like the sensor signals 102 to 104 of the graph 100 shown in FIG. 3, or when noise is superimposed on the sensor output value. According to this gas sensor abnormality diagnosis method, it is possible to accurately diagnose abnormality of the gas sensor.

次に、本発明のガスセンサに相当するガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理のメイン処理を、図5に示すフローチャートを参照して説明する。図5のフローチャートに示すように、メイン処理ではまず、種々のデータやフラグ等の初期化が行われる(S5)。この処理において、例えば、異常診断処理の実施の有無を示す計測完了フラグに、未実施を示す0がセットされ、RAM63の計測完了フラグ記憶エリア636に記憶され、センサ出力値記憶エリア633に記憶されたセンサ出力値とその取得順序nとがクリアされる(S5)。続いて、センサ素子10が活性化しているか否かが判断される(S10)。この処理は、ガスセンサ2内の酸素イオンの移動度が高くなる温度に至るまでセンサ素子10が加熱され、検出が可能な状態になっているか否かを判断するための処理である。前述のように、センサ素子10の酸素濃度検出セル15における温度Tcとセンサ抵抗値Rpvsとの間には、相関関係があるため、この処理において、酸素濃度検出セル15のセンサ抵抗値Rpvsに基づいてセンサ素子10が活性化しているか否かが判断される。   Next, the main process of the abnormality diagnosis process for diagnosing whether or not the gas sensor 2 corresponding to the gas sensor of the present invention is in an abnormal state will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in the flowchart of FIG. 5, in the main process, first, various data, flags, and the like are initialized (S5). In this process, for example, a measurement completion flag indicating whether or not the abnormality diagnosis process is performed is set to 0 indicating that the abnormality diagnosis process has not been performed, stored in the measurement completion flag storage area 636 of the RAM 63, and stored in the sensor output value storage area 633. The sensor output value and its acquisition order n are cleared (S5). Subsequently, it is determined whether or not the sensor element 10 is activated (S10). This process is a process for determining whether or not the sensor element 10 is heated to reach a temperature at which the mobility of oxygen ions in the gas sensor 2 becomes high and is in a detectable state. As described above, since there is a correlation between the temperature Tc in the oxygen concentration detection cell 15 of the sensor element 10 and the sensor resistance value Rpvs, this processing is based on the sensor resistance value Rpvs of the oxygen concentration detection cell 15. It is then determined whether the sensor element 10 is activated.

センサ素子10が活性化していないと判断される場合には(S10:No)、活性化したと判断されるまで待機する。一方、センサ素子10が活性化したと判断される場合には(S10:Yes)、続いて、ガスセンサユニット3から出力されるガスセンサ2のセンサ出力値を所定間隔で取得するためのタイマがスタートされる(S15)。この処理により、別途実行される他のプログラムにより、タイマカウンタ記憶エリア634に記憶されるカウント値は所定時間ごとに自動的に更新される。続いて、タイマのカウント値がリセットされ、タイマカウンタ記憶エリア634に記憶される(S20)。この処理は、タイマリセット時から、後述するS45の処理を実行する時までの経過時間が分かるようにタイマがリセットされればよい。なお、センサ素子10が活性化したと判断される場合には(S10:Yes)、センサ制御回路31を用いたセンサ素子10の駆動制御も開始されることになる。   When it is determined that the sensor element 10 is not activated (S10: No), the process waits until it is determined that the sensor element 10 is activated. On the other hand, when it is determined that the sensor element 10 is activated (S10: Yes), a timer for acquiring the sensor output value of the gas sensor 2 output from the gas sensor unit 3 at a predetermined interval is started. (S15). By this processing, the count value stored in the timer counter storage area 634 is automatically updated every predetermined time by another program executed separately. Subsequently, the count value of the timer is reset and stored in the timer counter storage area 634 (S20). In this process, the timer may be reset so that the elapsed time from when the timer is reset to when the process of S45 described later is executed can be known. When it is determined that the sensor element 10 is activated (S10: Yes), drive control of the sensor element 10 using the sensor control circuit 31 is also started.

続いて、RAM63の確認フラグ記憶エリア632が参照され、内燃機関の運転状態を示す各種運転パラメータ条件が所定時間継続して全て成立しているか否かが判断される(S25)。この処理は、異常診断処理を実施する条件が整っているか否かを判断するための処理である。第1の実施形態のガスセンサ制御装置1では、別途実行される他のプログラムにより、各種運転パラメータが監視され、すべての運転パラメータ条件が所定時間継続して成立している状態が確認された場合には、RAM63の確認フラグ記憶エリア632に条件成立を示す1が記憶されるようになっている。この運転パラメータ条件としては、内燃機関の構成や特性等に応じて適宜定めることができるが、第1の実施形態では、エンジン回転数が2000rpm以上5000rpm以下の条件であって、かつ、エンジン冷却水の水温が50℃以上300℃以下の条件を運転パラメータ条件として設定している。   Subsequently, the confirmation flag storage area 632 of the RAM 63 is referred to, and it is determined whether or not various operation parameter conditions indicating the operation state of the internal combustion engine are all satisfied for a predetermined time (S25). This process is a process for determining whether or not a condition for performing the abnormality diagnosis process is satisfied. In the gas sensor control device 1 of the first embodiment, when various operating parameters are monitored by another program that is separately executed, and it is confirmed that all the operating parameter conditions are continuously established for a predetermined time. In the confirmation flag storage area 632 of the RAM 63, 1 indicating that the condition is satisfied is stored. The operating parameter condition can be appropriately determined according to the configuration, characteristics, etc. of the internal combustion engine. In the first embodiment, the engine speed is 2000 rpm or more and 5000 rpm or less, and the engine cooling water is used. The water temperature of 50 ° C. or more and 300 ° C. or less is set as the operating parameter condition.

S25において、RAM63の確認フラグ記憶エリア632が参照され、確認フラグが条件不成立を示す0が記憶されている場合には(S25:No)、続いて、異常診断処理に用いられるパラメータである極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、aより大きい回数、b未満回数にそれぞれ0がセットされ、RAM63のパラメータ記憶エリア635に記憶される(S35)。続いて、ガスセンサ2のセンサ出力値が取得され、センサ出力値記憶エリア633に記憶される(S40)。一方、S25において、確認フラグが条件成立を示す1が記憶されている場合には(S25:Yes)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理が実施される(S30)。この異常診断処理については、図6に示すフローチャートを参照して後述する。   In S25, when the confirmation flag storage area 632 of the RAM 63 is referred to and 0 indicating that the condition is not satisfied is stored in the confirmation flag (S25: No), subsequently, a maximum value that is a parameter used in the abnormality diagnosis processing 0 is set for each of the maximum value acquisition count, maximum value unobtained count, greater than a count, and less than b count, and is stored in the parameter storage area 635 of the RAM 63 (S35). Subsequently, the sensor output value of the gas sensor 2 is acquired and stored in the sensor output value storage area 633 (S40). On the other hand, when 1 indicating that the condition is satisfied is stored in S25 (S25: Yes), an abnormality diagnosis process for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state is performed (S30). . This abnormality diagnosis process will be described later with reference to the flowchart shown in FIG.

S30又はS40に続いて、タイマカウンタ記憶エリア634が参照され、S20のタイマリセット後、10[msec]経過したか否かが判断される(S45)。この処理は、所定間隔(第1の実施形態では、10[msec])で、センサ出力値を取得するための処理である。なお、この所定間隔はガスセンサユニット3(ガスセンサ2)の特性や用途等に応じて適宜定めればよく、第1の実施形態の10[msec]に限定されない。S45において、10[msec]経過していないと判断される場合には(S45:No)、10[msec]経過したと判断されるまで待機する。一方、10[msec]経過したと判断される場合には(S45:Yes)、S20に戻り処理を繰り返す。   Subsequent to S30 or S40, the timer counter storage area 634 is referred to, and it is determined whether 10 [msec] has elapsed after the timer reset in S20 (S45). This process is a process for acquiring sensor output values at predetermined intervals (10 [msec] in the first embodiment). Note that the predetermined interval may be determined as appropriate according to the characteristics and application of the gas sensor unit 3 (gas sensor 2), and is not limited to 10 [msec] in the first embodiment. If it is determined in S45 that 10 [msec] has not elapsed (S45: No), the process waits until it is determined that 10 [msec] has elapsed. On the other hand, when it is determined that 10 [msec] has elapsed (S45: Yes), the process returns to S20 and is repeated.

以上の詳述したように、ガスセンサ制御装置1のメイン処理が実行される。続いて、図5に示すメイン処理において実行される異常診断処理を、図6に示すフローチャートを参照して説明する。図6のフローチャートに示すように、異常診断処理ではまず、計測完了フラグ記憶エリア636,入力情報記憶エリア638が参照され、イグニッションスイッチ(IG SW)がONされた後、一度も異常診断処理がされていないか否かが判断される(S305)。   As described in detail above, the main process of the gas sensor control device 1 is executed. Next, the abnormality diagnosis process executed in the main process shown in FIG. 5 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in the flowchart of FIG. 6, in the abnormality diagnosis process, first, the measurement completion flag storage area 636 and the input information storage area 638 are referred to, and after the ignition switch (IG SW) is turned on, the abnormality diagnosis process is performed once. It is determined whether it is not (S305).

計測完了フラグ記憶エリア636に、異常診断処理が未実施であることを示す0が記憶されている場合には(S305:Yes)、続いて、内燃機関への燃料供給状況に関する信号を記憶した入力情報記憶エリア638が参照され、F/C中であるか否かが判断される(S310)。この処理は、本発明の中断検出工程に相当する処理であり、F/C中であるか否かを検出して、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するための処理である。このため、このS310の処理は、F/C中であるか否かを検出できればよく、第1の実施形態の処理方法に限定されない。F/C中であると判断される場合には(S310:Yes)、続いて、F/C開始から所定時間X1経過しているか否かが判断される(S315)。この所定時間X1は、F/C開始後において、排気管中の排気ガスが大気に置き換わるのに必要な時間に基づき適宜定められるS45の所定間隔よりも長い時間であり、図3に示す具体例では矢印111で示す3.0[sec]間である。   When 0 indicating that the abnormality diagnosis process has not been performed is stored in the measurement completion flag storage area 636 (S305: Yes), subsequently, an input storing a signal related to the fuel supply status to the internal combustion engine The information storage area 638 is referred to, and it is determined whether or not F / C is being performed (S310). This process corresponds to the interruption detection step of the present invention, and is a process for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state by detecting whether or not F / C is being performed. For this reason, the process of S310 should just be able to detect whether it is in F / C, and is not limited to the processing method of 1st Embodiment. If it is determined that the F / C is being performed (S310: Yes), it is then determined whether or not a predetermined time X1 has elapsed since the start of the F / C (S315). This predetermined time X1 is a time longer than the predetermined interval of S45 that is appropriately determined based on the time required for the exhaust gas in the exhaust pipe to be replaced with the atmosphere after the start of F / C. The specific example shown in FIG. Then, it is between 3.0 [sec] indicated by an arrow 111.

S315において、F/C開始から所定時間X1経過していると判断される場合には(S315:Yes)、大気に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を取得可能と判断されるので、続いて、ガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値が取得され、センサ出力値の取得順序nとともにセンサ出力値記憶エリア633に記憶される(S320)。この処理は、本発明のセンサ出力値取得工程に相当する処理であり、所定間隔(第1の実施形態では、10[msec])で、センサ出力値が取得される。   If it is determined in S315 that the predetermined time X1 has elapsed since the start of F / C (S315: Yes), it is determined that the sensor output value corresponding to the oxygen concentration contained in the atmosphere can be acquired. Thus, the sensor output value output from the gas sensor unit 3 is acquired and stored in the sensor output value storage area 633 together with the sensor output value acquisition sequence n (S320). This process is a process corresponding to the sensor output value acquisition step of the present invention, and sensor output values are acquired at predetermined intervals (10 [msec] in the first embodiment).

一方、S305において計測完了フラグ記憶エリア636に異常診断処理が実施されていることを示す1が記憶されている場合(S305:No)、S310においてF/C中ではないと判断される場合(S310:No)、又は、S315においてF/C開始から所定時間X1経過していないと判断される場合には(S315:No)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かの診断を実施する条件が整っていないと判断されるので、続いて、異常診断処理に用いられるパラメータであるセンサ出力値の極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、aより大きい回数およびb未満回数にそれぞれ0がセットされ、RAM63のパラメータ記憶エリア635に記憶される(S450)。この処理は異常診断処理に用いられるパラメータをリセットするための処理であり、この処理により、継続して異常診断を実施する条件が整っていると判断された場合にのみ、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断することができる。続いて、異常診断処理を終了し、図5のメイン処理に戻る。   On the other hand, when 1 indicating that the abnormality diagnosis process is being performed is stored in the measurement completion flag storage area 636 in S305 (S305: No), it is determined that the F / C is not being performed in S310 (S310). : No), or when it is determined in S315 that the predetermined time X1 has not elapsed since the start of the F / C (S315: No), there is a condition for performing a diagnosis as to whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state. Since it is determined that they are not in order, the maximum value of the sensor output value, which is a parameter used in the abnormality diagnosis process, the maximum value acquisition count, the maximum unacquired count, the number greater than a, and the number less than b are each set to 0. Is set and stored in the parameter storage area 635 of the RAM 63 (S450). This process is a process for resetting parameters used in the abnormality diagnosis process, and the gas sensor 2 is brought into an abnormal state only when it is determined by this process that conditions for continuously performing the abnormality diagnosis are satisfied. It can be diagnosed whether or not there is. Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process of FIG.

S320に続いて、センサ出力値記憶エリア633が参照され、取得順序が連続する直近の3つのセンサ出力値、即ち、取得順序がn−2番目、n−1番目、および、n番目のセンサ出力値が取得され、n−2番目のセンサ出力値がn−1番目のセンサ出力値以下、かつ、n−1番目のセンサ出力値がn番目のセンサ出力値より大きい条件を満たすか否かが判断される(S325)。この処理と後述するS330は、本発明の極値取得工程に相当する処理であり、取得順序が連続する3つのセンサ出力値に基づき、それら3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目のセンサ出力値が、局所的な最大値であり、図3に示すグラフにおいては上に凸の山となる極大値であるか否かを判断するための処理である。F/C開始から所定時間X1経過後の直後の場合であって、nが1又は2の場合は、直近の3つのセンサ出力値が記憶されていないため、この処理を省略するようにしてもよい。なお、F/C開始から所定時間X1経過前から、連続して出力されるセンサ出力値を取得順序nとともに記憶する場合、例えば、前述のS450の直前又は直後において、ガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値を取得し、センサ出力値の取得順序nとともにセンサ出力値記憶エリア633に記憶させる処理を行う場合には、F/C開始から所定時間X1経過前に取得された取得順序がn−2番目のセンサ出力値と、F/C開始から所定時間X1経過後に取得されたn−1番目、n番目のセンサ出力値とを用いて、上記条件を満たすか否かの判断を行うようにしてもよい。このようにした場合には、F/C開始から所定時間X1経過直後に取得されたセンサ出力値が極大値である場合にも、そのセンサ出力値を極大値として取得することができる(S325:Yes,S330)。   Subsequent to S320, the sensor output value storage area 633 is referred to, and the three most recent sensor output values in which the acquisition order is continuous, that is, the acquisition order is the (n-2) th, (n-1) th, and nth sensor outputs. Whether or not a value is acquired, the (n-2) th sensor output value is less than or equal to the (n-1) th sensor output value, and the (n-1) th sensor output value satisfies a condition greater than the nth sensor output value. Determination is made (S325). This process and S330 to be described later are processes corresponding to the extreme value acquisition process of the present invention. Based on three sensor output values in which the acquisition order is continuous, the acquisition order in the three sensor output values is the second. This is a process for determining whether or not the sensor output value is a local maximum value and is a local maximum value that becomes a convex peak in the graph shown in FIG. In the case immediately after the lapse of the predetermined time X1 from the start of F / C, and n is 1 or 2, since the three most recent sensor output values are not stored, this processing may be omitted. Good. In addition, when storing the sensor output value continuously output from the start of F / C before the elapse of the predetermined time X1 together with the acquisition order n, for example, it is output from the gas sensor unit 3 immediately before or after the above-described S450. When the sensor output value is acquired and stored in the sensor output value storage area 633 together with the sensor output value acquisition order n, the acquisition order acquired before the elapse of the predetermined time X1 from the start of F / C is n−. Using the second sensor output value and the (n−1) th and nth sensor output values acquired after a predetermined time X1 has elapsed from the start of F / C, it is determined whether or not the above condition is satisfied. May be. In such a case, even when the sensor output value acquired immediately after the lapse of the predetermined time X1 from the start of F / C is the maximum value, the sensor output value can be acquired as the maximum value (S325: Yes, S330).

取得順序が連続する3つのセンサ出力値が、図4に示すセンサ信号102のセンサ出力値204乃至206である場合のように、上記条件を満たし、n−1番目のセンサ出力値が極大値(図4に示す具体例では、黒丸で示すセンサ出力値)であると判断される場合には(S325:Yes)、続いて、取得順序が2番目のセンサ出力値であるn−1番目のセンサ出力値、前述の具体例では黒丸で示すセンサ出力値205が極大値として、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S330)。一方、上記条件を満たさず、n−1番目のセンサ出力値が極大値ではないと判断される場合の処理は(S325:No)後述する。   As in the case where the three sensor output values in the acquisition order are the sensor output values 204 to 206 of the sensor signal 102 shown in FIG. 4, the above condition is satisfied, and the (n−1) th sensor output value is the maximum value ( In the specific example shown in FIG. 4, if it is determined that the sensor output value is indicated by a black circle (S325: Yes), then the n−1th sensor whose acquisition order is the second sensor output value. The output value, the sensor output value 205 indicated by a black circle in the above-described specific example, is stored as a maximum value in the parameter storage area 635 (S330). On the other hand, the process when it is determined that the above condition is not satisfied and the (n−1) th sensor output value is not the maximum value (S325: No) will be described later.

S330に続いて、パラメータ記憶エリア635の極大値が参照され、ガスセンサ2が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲を定める上限値aより、極大値の方が大きいか否かが判断される(S335)。この処理は、本発明の極値比較工程に相当する処理である。上限値aは、ガスセンサ2が大気に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を正常に出力していると判断される範囲に基づき定められ、図3に示す具体例では点線112で示す4.5[V]である。前述の具体例では、図4に示すようにセンサ出力値205は点線112で示す4.5[V]より大きいと判断され(S335:Yes)、続いて、ガスセンサ2が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲に入っていないと判断されるため、続いて、aより大きい回数が1増加(インクリメント)され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S345)。この処理は、S335とともに、極値比較工程に相当する処理であり、取得された極大値が、上限値aよりも大きいと判断される極大値の数を算出するための処理である。   Subsequent to S330, the local maximum value in the parameter storage area 635 is referred to, and whether or not the local maximum value is larger than the upper limit value a that defines the range of the sensor output value that is determined to be in the normal state of the gas sensor 2. Determination is made (S335). This process is a process corresponding to the extreme value comparison step of the present invention. The upper limit value a is determined based on a range in which the gas sensor 2 is determined to normally output a sensor output value corresponding to the oxygen concentration contained in the atmosphere, and is indicated by a dotted line 112 in the specific example shown in FIG. 5 [V]. In the above-described specific example, as shown in FIG. 4, it is determined that the sensor output value 205 is larger than 4.5 [V] indicated by the dotted line 112 (S335: Yes), and then the gas sensor 2 is in a normal state. Since it is determined that the sensor output value is not within the determined range, the number of times greater than a is incremented by 1 (incremented) and stored in the parameter storage area 635 (S345). This process is a process corresponding to the extreme value comparison step together with S335, and is a process for calculating the number of maximum values determined that the acquired maximum value is larger than the upper limit value a.

一方、極大値は上限値a以下であると判断される場合には(S335:No)、続いて、パラメータ記憶エリア635の極大値が参照され、ガスセンサ2が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲を定める下限値b未満であるか否かが判断される(S340)。この処理はS335と同様に、本発明の極値比較工程に相当する処理であり、下限値bは、ガスセンサ2が大気に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を正常に出力していると判断される範囲に基づき定められ、図3に示す具体例では点線113で示す3.0[V]である。   On the other hand, when it is determined that the maximum value is equal to or less than the upper limit value a (S335: No), subsequently, the maximum value in the parameter storage area 635 is referred to and it is determined that the gas sensor 2 is in a normal state. It is determined whether or not it is less than a lower limit b that defines the range of the sensor output value (S340). This process is a process corresponding to the extreme value comparison step of the present invention, as in S335, and the lower limit b is that the gas sensor 2 normally outputs a sensor output value corresponding to the oxygen concentration contained in the atmosphere. It is determined based on the determined range, and is 3.0 [V] indicated by the dotted line 113 in the specific example shown in FIG.

このS340において、極大値が下限値b未満であると判断される場合には(S340:Yes)、ガスセンサ2が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲に入っていないと判断されるため、b未満回数が1増加(インクリメント)され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S350)。この処理は、S340とともに、極値比較工程に相当する処理であり、取得された極大値が、下限値b未満であると判断される極大値の数を算出するための処理である。一方、極大値が下限値b以上であると判断される場合には(S340:No)、極大値が正常な範囲に収まっていると判断される。S345,S350又はS340に続いて、極大値取得回数が1増加(インクリメント)され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S355)。この処理は、S330において極大値として取得したセンサ出力値の数を積算するための処理である。   In S340, when it is determined that the maximum value is less than the lower limit value b (S340: Yes), it is determined that the gas sensor 2 is not within the range of the sensor output value that is determined to be in a normal state. Therefore, the number of times less than b is incremented by 1 (incremented) and stored in the parameter storage area 635 (S350). This process is a process corresponding to the extreme value comparison step together with S340, and is a process for calculating the number of maximum values determined that the acquired maximum value is less than the lower limit value b. On the other hand, when it is determined that the maximum value is greater than or equal to the lower limit value b (S340: No), it is determined that the maximum value is within the normal range. Subsequent to S345, S350, or S340, the maximum value acquisition count is incremented by 1 (incremented) and stored in the parameter storage area 635 (S355). This process is a process for integrating the number of sensor output values acquired as maximum values in S330.

続いて、パラメータ記憶エリア635の極大値取得回数が参照され、極大値が所定数A以上取得されたか否かが判断される(S360)。この処理は、極大値と上限値aとの比較を第1所定数A分行い、それらの比較結果に基づいて、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するための処理である。この所定数Aは本発明の第1所定数に相当する数であり、ガスセンサ2の特性や用途、センサ出力値が取得される所定間隔等に応じて適宜定められ、第1の実施形態では15と定められる。極大値が所定数A以上取得されていないと判断される場合には(S360:No)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するのに十分な数の比較結果が得られていないと判断されるので、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。   Subsequently, the maximum value acquisition count in the parameter storage area 635 is referred to, and it is determined whether or not the maximum value is acquired by a predetermined number A or more (S360). This process is a process for making a comparison between the maximum value and the upper limit value a for the first predetermined number A and diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state based on the comparison result. This predetermined number A is a number corresponding to the first predetermined number of the present invention, and is appropriately determined according to the characteristics and application of the gas sensor 2, a predetermined interval at which the sensor output value is acquired, and the like in the first embodiment. It is determined. When it is determined that the maximum value is not acquired over the predetermined number A (S360: No), a sufficient number of comparison results for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state has not been obtained. Therefore, the abnormality diagnosis process is terminated and the process returns to the main process shown in FIG.

一方、極大値が所定数A以上取得されたと判断される場合には(S360:Yes)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するのに十分な数の比較結果が得られたと判断されるので、続いて、パラメータ記憶エリア635のaより大きい回数が参照され、aより大きい回数が所定数B以上であるか否かが判断される(S365)。この所定数Bは、ガスセンサ2の特性や異常診断の精度等に応じて適宜定められ、第1の実施形態では10と定められる。aより大きい回数が所定数B以上であると判断される場合には(S365:Yes)、ガスセンサ2の検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア637に記憶される(S375)。一方S365において、aより大きい回数が所定数B未満であると判断される場合には(S365:No)、続いて、パラメータ記憶エリア635のb未満回数が参照され、b未満回数が所定数B以上か否かが判断される(S370)。b未満回数が所定数B以上であると判断される場合には(S370:Yes)、ガスセンサ2の検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア637に記憶される(S380)。一方、b未満回数が所定数B未満であると判断される場合には(S370:No)、ガスセンサ2は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア637に記憶される(S385)。   On the other hand, when it is determined that the maximum value is acquired by the predetermined number A or more (S360: Yes), it is determined that a sufficient number of comparison results are obtained for diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state. Therefore, the number of times larger than a in the parameter storage area 635 is subsequently referred to, and it is determined whether or not the number of times larger than a is equal to or greater than the predetermined number B (S365). The predetermined number B is appropriately determined according to the characteristics of the gas sensor 2, the accuracy of abnormality diagnosis, and the like, and is determined to be 10 in the first embodiment. When it is determined that the number of times greater than a is equal to or greater than the predetermined number B (S365: Yes), it is diagnosed that the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too high, “gain large abnormality”, and the diagnosis result is stored as a diagnosis result. It is stored in the area 637 (S375). On the other hand, if it is determined in S365 that the number of times greater than a is less than the predetermined number B (S365: No), then the number of times less than b in the parameter storage area 635 is referred to, and the number of times less than b is the predetermined number B. It is determined whether or not this is the case (S370). When it is determined that the number of times less than b is equal to or greater than the predetermined number B (S370: Yes), it is diagnosed that the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too small, “Gain small abnormality”, and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area. 637 (S380). On the other hand, when it is determined that the number of times less than b is less than the predetermined number B (S370: No), the gas sensor 2 is diagnosed as normal, and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area 637 (S385). ).

このように、極大値取得回数が所定数Aに達したとき(S360:Yes)、所定数A分のセンサ出力値の極大値と、上限値a又は下限値bとの比較結果に基づいて(S365,S370)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する(S375,S380およびS385)、S365,S370,S375,S380およびS385は、本発明の異常診断工程に相当する処理である。このように、所定数A分の比較結果を用いてガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断しているので、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。なお、S365およびS370において、同じ所定数Bを用いていたが、この所定数は、S365とS370とで異なる値を用いるようにしてもよい。   Thus, when the maximum value acquisition count has reached the predetermined number A (S360: Yes), based on the comparison result between the maximum value of the sensor output value for the predetermined number A and the upper limit value a or the lower limit value b ( S365, S370), whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state is diagnosed (S375, S380 and S385). S365, S370, S375, S380 and S385 are processes corresponding to the abnormality diagnosis step of the present invention. As described above, since the gas sensor 2 is diagnosed using the comparison result for the predetermined number A, whether or not a specific sensor output value such as noise is accidentally acquired, It is possible to accurately and accurately determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state. Although the same predetermined number B is used in S365 and S370, different values may be used for this predetermined number in S365 and S370.

S375,S380又はS385に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す1がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア636に記憶される(S390)。この処理は、イグニッションスイッチがONされるごとに1回だけ、異常診断処理を行うための処理であり、次回以降に実行される異常診断処理においては、S305において、すでに異常診断処理を実施したと判断されることになる(S305:No)。続いて、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。   Subsequent to S375, S380, or S385, 1 indicating that the abnormality diagnosis process has been performed is set in the measurement completion flag and stored in the measurement completion flag storage area 636 (S390). This process is a process for performing the abnormality diagnosis process only once every time the ignition switch is turned on. In the abnormality diagnosis process executed after the next time, the abnormality diagnosis process has already been performed in S305. It will be judged (S305: No). Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process shown in FIG.

S325において、取得順序が連続する3つのセンサ出力値が図4に示すセンサ出力値201乃至203のように、n−2番目のセンサ出力値がn−1番目のセンサ出力以上、かつ、n−1番目のセンサ出力値がn番目のセンサ出力値より大きい条件を満たさず、n−1番目のセンサ出力値(前述の具体例では白丸で示すセンサ出力値202)が極大値ではないと判断される場合には(S325:No)、続いて、極大値未得回数が1増加(インクリメント)され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S405)。この処理は、極大値として取得されなかったセンサ出力値(図4の具体例では、白丸で示すセンサ出力値)の数を極大値未得回数として積算するための処理である。続いて、パラメータ記憶エリア635の極大値未得回数が参照され、極大値未得回数が所定数C以上であるか否かが判断される(S410)。この処理は、センサ出力値が極大値を示さない場合があっても、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを補完的に診断するための処理である。この所定数Cは本発明の第2所定数に相当する数であり、想定される極大値の取得頻度や極大値を取得する回数を規定する所定数A等に応じて適宜定めることができ、第1の実施形態では100と定められる。   In S325, the n-2th sensor output value is greater than or equal to the (n-1) th sensor output as the three sensor output values having the consecutive acquisition orders are the sensor output values 201 to 203 shown in FIG. The first sensor output value does not satisfy the condition larger than the nth sensor output value, and it is determined that the (n−1) th sensor output value (the sensor output value 202 indicated by a white circle in the above specific example) is not the maximum value. (S325: No), the maximum value unacquired number is incremented by 1 (incremented) and stored in the parameter storage area 635 (S405). This process is a process for integrating the number of sensor output values (sensor output values indicated by white circles in the specific example of FIG. 4) not acquired as the maximum value as the maximum value unobtained count. Subsequently, the maximum value unobtained number of times in the parameter storage area 635 is referred to, and it is determined whether or not the maximum value unobtained number is equal to or greater than a predetermined number C (S410). This process is a process for complementarily diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state even when the sensor output value does not show a maximum value. The predetermined number C is a number corresponding to the second predetermined number of the present invention, and can be appropriately determined according to a predetermined number A that defines the frequency of acquiring the maximum value or the number of times of acquiring the maximum value, In the first embodiment, it is set to 100.

極大値未得回数が所定数C未満であると判断される場合には(S410:No)、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。一方、極大値未得回数が所定数C以上であると判断される場合には(S410:Yes)、続いて、センサ出力値記憶エリア633が参照され、n番目のセンサ出力値が前述の上限値aよりも大きいか否かが判断される(S415)。この上限値aは第2閾値に相当し、S335に用いられる上限値(第1閾値)と同じ値であってもよいし、別の値であってもよい。n番目のセンサ出力値が前述の上限値aよりも大きいと判断される場合には(S415:Yes)、ガスセンサ2は、ゲイン大異常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア637に記憶される(S420)。一方、n番目のセンサ出力値が前述の上限値a以下であると判断される場合には(S415:No)、ガスセンサ2は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア637に記憶される(S425)。このように、極大値として取得されなかったセンサ出力値の数である極大値未得回数が所定数Cに達したとき(S410:Yes)、その所定数に達したときの取得順序n番目のセンサ出力値と、予め定められた第2閾値である上限値aとを比較して(S415)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する(S420,S425)、S410,S415,S420およびS425の処理は、本発明の異常診断工程に相当する処理である。   If it is determined that the maximum value unacquired number is less than the predetermined number C (S410: No), the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process shown in FIG. On the other hand, when it is determined that the maximum value unacquired number is greater than or equal to the predetermined number C (S410: Yes), the sensor output value storage area 633 is subsequently referred to, and the nth sensor output value is equal to the upper limit described above. It is determined whether or not the value is larger than the value a (S415). This upper limit value a corresponds to the second threshold value, and may be the same value as the upper limit value (first threshold value) used in S335, or may be a different value. When it is determined that the n-th sensor output value is larger than the above-described upper limit value a (S415: Yes), the gas sensor 2 is diagnosed as having a large gain abnormality, and the diagnosis result is a diagnosis result storage area 637. (S420). On the other hand, when it is determined that the n-th sensor output value is equal to or less than the above-described upper limit value a (S415: No), the gas sensor 2 is diagnosed as normal, and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area 637. Stored (S425). Thus, when the maximum value unobtained count, which is the number of sensor output values not acquired as the maximum value, reaches the predetermined number C (S410: Yes), the acquisition order nth when the predetermined number is reached. The sensor output value is compared with an upper limit value a which is a predetermined second threshold value (S415) to diagnose whether the gas sensor 2 is in an abnormal state (S420, S425), S410, S415, S420. And the process of S425 is a process corresponded to the abnormality diagnosis process of this invention.

S420又はS425に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す1がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア636に記憶される(S430)。この処理はS390と同様の処理である。続いて、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。   Subsequent to S420 or S425, 1 indicating that the abnormality diagnosis process has been performed is set in the measurement completion flag and stored in the measurement completion flag storage area 636 (S430). This process is the same as S390. Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process shown in FIG.

以上の詳述したように第1の実施形態の異常診断処理が実行される。なお、上記異常診断処理における診断結果は、ECU60において別途実行されるプログラムにより、ガスセンサ制御装置1が備える図示しない表示ディスプレイ等の表示手段、警報器やスピーカ等の音声報知手段、警報ランプ等によりユーザに対して報知するようにしてもよいし、専用の出力端子から外部機器に対して出力してもよく、あるいは、シリアル通信により外部機器に対して出力してもよい。   As described above in detail, the abnormality diagnosis process of the first embodiment is executed. The diagnosis result in the abnormality diagnosis process is obtained by a program separately executed in the ECU 60 by a display means such as a display (not shown) provided in the gas sensor control device 1, a voice notification means such as an alarm device or a speaker, a warning lamp, or the like. May be output to an external device from a dedicated output terminal, or may be output to an external device by serial communication.

なお上記第1の実施形態において、図6に示すS310において、RAM63の入力情報記憶エリア638を参照して、内燃機関への燃料供給の中断を検出する、図1に示すCPU61は、本発明の中断検出手段として機能する。またガスセンサ2のセンサ出力値を所定間隔で取得する(S320)、図1に示すCPU61は、本発明のセンサ出力値取得手段として機能する。また、内燃機関への燃料供給の中断が検出されてから、センサ出力値を取得する所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間X1経過後(S315:Yes)、取得順序が連続する3つのセンサ出力値に基づき、それら3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目の前記センサ出力値が極大値であるか否かを判断し(S325)、極大値であると判断されたセンサ出力値を極大値として取得する(S325:Yes,S330)、図1に示すCPU61は、本発明の極値取得手段として機能する。   In the first embodiment, the CPU 61 shown in FIG. 1 that detects interruption of fuel supply to the internal combustion engine with reference to the input information storage area 638 of the RAM 63 in S310 shown in FIG. Functions as interruption detection means. Also, the sensor output value of the gas sensor 2 is acquired at a predetermined interval (S320), and the CPU 61 shown in FIG. 1 functions as the sensor output value acquisition means of the present invention. Further, after the interruption of the fuel supply to the internal combustion engine is detected, after the elapse of a predetermined time X1 set to a time longer than the predetermined interval for acquiring the sensor output value (S315: Yes), the acquisition order continues to three Based on the sensor output value, it is determined whether or not the sensor output value having the second acquisition order among the three sensor output values is a maximum value (S325), and the sensor output determined to be the maximum value. 1 is acquired as a maximum value (S325: Yes, S330), the CPU 61 shown in FIG. 1 functions as an extreme value acquisition unit of the present invention.

また、図6に示すフローチャートのS335において、S330で取得されたセンサ出力値の極大値と予め定められた第1閾値である上限値aとを比較し、上限値aよりも大きいと判断される極大値の数を算出する(S335:Yes,S345)、図1に示すCPU61は、本発明の極値比較手段として機能する。S335と同様に、図6に示すフローチャートのS340において、取得された極大値と予め定められた第1閾値である下限値bとを比較し(S340)、下限値b未満であると判断される極大値の数を算出する(S340:Yes,S350)、図1に示すCPU61は、本発明の極値比較手段として機能する。また、極大値が所定数取得されたとき(S360:Yes)、それら所定数分のS335,S340における比較結果に基づいて(S365,S370)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する(S375,S380,S385)、図1に示すCPU61は、本発明の異常診断手段として機能する。また、図6に示すフローチャートのS320において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかったセンサ出力値が所定数Cに達したとき(S410:Yes)、その所定数Cに達したときのセンサ出力値と、予め定められた第2閾値である上限値aとを比較して(S415)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する(S420,S425)、図1に示すCPU61は、本発明の異常診断手段として機能する。   Further, in S335 of the flowchart shown in FIG. 6, the maximum value of the sensor output value acquired in S330 is compared with an upper limit value a which is a predetermined first threshold value, and is determined to be larger than the upper limit value a. The CPU 61 shown in FIG. 1, which calculates the number of maximum values (S335: Yes, S345), functions as an extreme value comparison unit of the present invention. Similar to S335, in S340 of the flowchart shown in FIG. 6, the acquired maximum value is compared with a lower limit value b which is a predetermined first threshold value (S340), and is determined to be less than the lower limit value b. The CPU 61 shown in FIG. 1 calculates the number of maximum values (S340: Yes, S350), and functions as an extreme value comparison unit of the present invention. When a predetermined number of local maximum values is acquired (S360: Yes), based on the comparison results in S335 and S340 for the predetermined number (S365 and S370), it is diagnosed whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state. (S375, S380, S385), the CPU 61 shown in FIG. 1 functions as an abnormality diagnosis means of the present invention. Moreover, when the sensor output value not acquired as the maximum value among the sensor output values acquired in S320 of the flowchart shown in FIG. 6 has reached the predetermined number C (S410: Yes), the predetermined number C has been reached. 1 is compared with an upper limit value a which is a predetermined second threshold value (S415) to diagnose whether the gas sensor 2 is in an abnormal state (S420, S425). The CPU 61 shown functions as abnormality diagnosis means of the present invention.

以上詳述した第1の実施形態のガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置1によれば、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内、連続して取得されるセンサ出力値のうち局所的な最大値であり、図3に示すグラフにおいては上に凸の山となる極大値を取得し、取得した極大値と予め定められた第1閾値である上限値aと下限値bとを順次比較し、所定数A分の極大値と第1閾値との比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するようにしているため、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。さらに、本発明の第1所定数に相当する所定数A分の極値が取得された時点、又は、極値として取得されなかったセンサ出力値が本発明の第2所定数に相当する所定数Cになった時点で、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断することができるため、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことができる。   According to the gas sensor abnormality diagnosis method and the gas sensor control device 1 of the first embodiment described in detail above, the sensor output value obtained continuously during the period in which interruption of fuel supply to the internal combustion engine is detected. 3 is a local maximum value, and in the graph shown in FIG. 3, a maximum value that is a convex peak is acquired, and the acquired maximum value and a predetermined first threshold value, upper limit value a and lower limit value b. Are sequentially diagnosed, and based on the comparison result between the maximum value for the predetermined number A and the first threshold value, the gas sensor is diagnosed as to whether or not it is in an abnormal state. Even when the value is accidentally acquired, it can be accurately and accurately determined whether or not the gas sensor is in an abnormal state. Further, when a predetermined number A of extreme values corresponding to the first predetermined number of the present invention is acquired, or a sensor output value not acquired as an extreme value is a predetermined number corresponding to the second predetermined number of the present invention. When it becomes C, it can be diagnosed whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state. Therefore, an accurate gas sensor abnormality diagnosis can be performed at an early stage without waiting for the cancellation of fuel supply interruption.

また、F/C開始から、ガスセンサ2の周囲に存在する排気ガスが既知の濃度のガスである大気に入れ替わるのに必要な時間に基づき定められた所定時間X1経過後に、異常診断処理に用いるセンサ出力値の極値を取得するようにしているので、センサ出力値の波形が所定時間X1中のそれに比べて比較的安定した状態下で極値の取得を行うことができ、ガスセンサの異常状態にあるか否かをより的確に判断することができる。以上のように、第1の実施形態のガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置1によれば、ガスセンサ2が異常状態にあることをより精度よく検出できるので、早期にガスセンサの交換を促すことで排気ガス中の有害成分の増加を防止することができるという副次的な効果が得られる。   Also, a sensor used for abnormality diagnosis processing after a predetermined time X1 has elapsed from the start of F / C, after a predetermined time X1 determined based on the time required for the exhaust gas existing around the gas sensor 2 to be replaced with the atmosphere having a known concentration. Since the extreme value of the output value is acquired, the extreme value can be acquired in a state in which the waveform of the sensor output value is relatively stable compared to that during the predetermined time X1, and an abnormal state of the gas sensor can be obtained. It can be judged more accurately whether or not there is. As described above, according to the gas sensor abnormality diagnosis method and the gas sensor control apparatus 1 of the first embodiment, it is possible to detect that the gas sensor 2 is in an abnormal state with higher accuracy. A secondary effect that an increase in harmful components in the exhaust gas can be prevented is obtained.

次に、第2の実施形態の異常診断処理を図7および図8に示すフローチャートを参照して説明する。第2の実施形態のガスセンサ制御装置1において実行される異常診断処理は、極大値として取得されなかったセンサ出力値の数が所定数Cに達したときの処理が、図6のフローチャートに示す上記第1の実施形態の異常診断処理と異なる。   Next, the abnormality diagnosis process of the second embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The abnormality diagnosis process executed in the gas sensor control device 1 of the second embodiment is the above process shown in the flowchart of FIG. 6 when the number of sensor output values that have not been acquired as the maximum value reaches a predetermined number C. This is different from the abnormality diagnosis process of the first embodiment.

第2の実施形態のガスセンサ制御装置1の物理的構成は第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。また、第2の実施形態のガスセンサ制御装置1の電気的構成はRAM63の構成を除いて第1の実施形態と同様である。第2の実施形態のRAM63には、第1の実施形態のRAM63が備える記憶エリアの他、極大値未得回数が所定数C以上の場合の診断方法を切り替える診断切替フラグを記憶する診断切替フラグ記憶エリア(図示せず)が設けられている。また、第2の実施形態のRAM63のパラメータ記憶エリア635には、第1の実施形態において記憶される項目に加え、極大値未得回数が所定数C以上である場合に、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを補完的に診断する処理に用いられるパラメータが記憶される。即ち、第2の実施形態のRAM63のパラメータ記憶エリア635には、極大値を積算する「極大値積算」、極大値積算を極大値取得回数で除して求めた「極大値平均値」、および、診断切替フラグが1である場合にセンサ出力値を積算する「センサ出力値積算」がそれぞれ記憶される。また第2の実施形態のRAM63のパラメータ記憶エリア635には、センサ出力値積算に積算されたセンサ出力値の数を積算する「平均値カウンタ」、および、センサ出力値積算を平均値カウンタで除して求めた「センサ出力平均値」がそれぞれ記憶される。   Since the physical configuration of the gas sensor control device 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. The electrical configuration of the gas sensor control device 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the RAM 63. In the RAM 63 of the second embodiment, in addition to the storage area provided in the RAM 63 of the first embodiment, a diagnosis switching flag for storing a diagnosis switching flag for switching a diagnosis method when the maximum value unacquired count is a predetermined number C or more is stored. A storage area (not shown) is provided. Further, in the parameter storage area 635 of the RAM 63 of the second embodiment, in addition to the items stored in the first embodiment, the gas sensor 2 is in an abnormal state when the maximum value unobtained count is a predetermined number C or more. The parameter used for the process which complementarily diagnoses whether it exists in is stored. That is, in the parameter storage area 635 of the RAM 63 of the second embodiment, the “maximum value integration” for integrating the maximum values, the “maximum average value” obtained by dividing the maximum value integration by the number of maximum value acquisitions, and When the diagnosis switching flag is 1, “sensor output value integration” for integrating the sensor output values is stored. In the parameter storage area 635 of the RAM 63 of the second embodiment, an “average value counter” that accumulates the number of sensor output values accumulated in the sensor output value integration, and the sensor output value integration is divided by the average value counter. The “sensor output average value” obtained in this manner is stored.

また、第2の実施形態のガスセンサ制御装置1において実行される、異常診断処理のメイン処理は、図5に示すフローチャートのS5,S30およびS35を除き第1の実施形態と同様である。第1の実施形態と同様な処理については説明を省略し、以下、第1の実施形態のメイン処理とは異なる処理について説明する。第2の実施形態のS5およびS35では、第1の実施形態で実行される処理に加え、パラメータ記憶エリア635に記憶されている第2の実施形態に特有の上記項目が初期化される。即ち、第2の実施形態のS5およびS35では、異常診断処理に用いられるパラメータである極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、aより大きい回数、b未満回数の他、極大値積算、診断切替フラグ、センサ出力値積算、平均値カウンタ、センサ出力平均値、極大値平均値にそれぞれ0がセットされ、RAM63の診断切替フラグ記憶エリア(図示せず)又はパラメータ記憶エリア635に記憶する処理が実行される。   The main process of the abnormality diagnosis process executed in the gas sensor control device 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for S5, S30, and S35 in the flowchart shown in FIG. A description of processing that is the same as in the first embodiment will be omitted, and processing that is different from the main processing in the first embodiment will be described below. In S5 and S35 of the second embodiment, in addition to the processing executed in the first embodiment, the items unique to the second embodiment stored in the parameter storage area 635 are initialized. That is, in S5 and S35 of the second embodiment, the maximum value, the maximum value acquisition count, the maximum value unobtained count, the greater than a count, the less than b count, and the maximum value integration, which are parameters used for abnormality diagnosis processing , Diagnosis switching flag, sensor output value integration, average value counter, sensor output average value, maximum value average value are each set to 0, and stored in a diagnostic switching flag storage area (not shown) or parameter storage area 635 of RAM 63. Processing is executed.

次に、図5に示すメイン処理において実行される第2の実施形態の異常診断処理(S30)を図7および図8のフローチャートを参照して説明する。図7および図8は、図5に示すメイン処理において実行される第2の実施形態に係る異常診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、図7および図8に示す各処理を実行させるプログラムは、ROM62に記憶されており、ECU60において実行される他のプログラム同様、図1に示すCPU61により実行される。なお、図7および図8のフローチャートにおいて、図6のフローチャートに示す第1の実施形態の異常診断処理と同様な処理を実行する場合には、同じステップ番号を付与している。第1の実施形態と同様な処理については説明を省略又は簡略化し、以下、第1の実施形態の異常診断処理とは異なる処理について詳述する。   Next, the abnormality diagnosis process (S30) of the second embodiment executed in the main process shown in FIG. 5 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 7 and 8 are flowcharts showing the flow of the abnormality diagnosis process according to the second embodiment executed in the main process shown in FIG. 7 and FIG. 8 is stored in the ROM 62, and is executed by the CPU 61 shown in FIG. 1 like other programs executed in the ECU 60. In the flowcharts of FIGS. 7 and 8, the same step numbers are assigned when the same process as the abnormality diagnosis process of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 6 is executed. A description of processing similar to that of the first embodiment is omitted or simplified, and processing different from the abnormality diagnosis processing of the first embodiment will be described in detail below.

図7のフローチャートにおいて、S305,S310,および、S315の処理は、図6のフローチャートに示す第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。S305,S310,又は、S315の条件を満たしていないと判断される場合には(S305:No,S310:No又はS315:No)、異常診断処理に用いられるパラメータであるセンサ出力値の極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、aより大きい回数、b未満回数にそれぞれ0がセットされ、RAM63のパラメータ記憶エリア635に記憶される(S451)。さらに第2の実施形態では、極大値未得回数が所定数C以上である場合に、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを補完的に診断する処理に用いられるパラメータである極大値積算、診断切替フラグ、センサ出力値積算、平均値カウンタ、センサ出力平均値、および、極大値平均値にそれぞれ0がセットされ、RAM63の診断切替フラグ記憶エリア(図示せず)又はパラメータ記憶エリア635に記憶される(S451)。続いて、異常診断処理を終了し、図5のメイン処理に戻る。   In the flowchart of FIG. 7, the processing of S305, S310, and S315 is the same as that of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. When it is determined that the conditions of S305, S310, or S315 are not satisfied (S305: No, S310: No or S315: No), the maximum value of the sensor output value, which is a parameter used in the abnormality diagnosis process, 0 is set for each of the maximum value acquisition count, maximum value unobtained count, greater than a count, and less than b count, and is stored in the parameter storage area 635 of the RAM 63 (S451). Furthermore, in the second embodiment, when the maximum value unacquired number is equal to or greater than the predetermined number C, the maximum value integration, which is a parameter used for the process of supplementarily diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state, The diagnosis switching flag, sensor output value integration, average value counter, sensor output average value, and maximum value average value are each set to 0, and stored in the diagnosis switching flag storage area (not shown) or parameter storage area 635 of the RAM 63. (S451). Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process of FIG.

S315において、F/C開始から所定時間X1経過していると判断される場合には(S315:Yes)、続いてセンサ出力値が取得される(S320)。この処理は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。S320に続いて、RAM63の診断切替フラグ記憶エリア(図示せず)が参照され、診断切替フラグに0がセットされているか否かが判断される(S323)。診断切替フラグが0ではないと判断される場合(S323:No)の処理は後述する。一方、診断切替フラグが0であると判断される場合には(S323:Yes)、続いて、図8のフローチャートに示すように、S325の処理が実行される。このS325の処理は第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。   If it is determined in S315 that the predetermined time X1 has elapsed since the start of F / C (S315: Yes), the sensor output value is subsequently acquired (S320). Since this process is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted. Subsequent to S320, a diagnosis switching flag storage area (not shown) in the RAM 63 is referred to, and it is determined whether or not 0 is set in the diagnosis switching flag (S323). The process when it is determined that the diagnosis switching flag is not 0 (S323: No) will be described later. On the other hand, when it is determined that the diagnosis switching flag is 0 (S323: Yes), the process of S325 is subsequently executed as shown in the flowchart of FIG. Since the process of S325 is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

S325においてn−2番目のセンサ出力値がn−1番目のセンサ出力値以下、かつ、n−1番目のセンサ出力値がn番目のセンサ出力値より大きい条件を満たすと判断される場合には(S325:Yes)、続いて、図6のフローチャートに示す第1の実施形態と同様のS330の処理が実行される。続いて、極大値積算にS330において取得された極大値が積算され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S333)。続いて、極大値取得時処理が実行される(S700)。この処理では、図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS335〜S390と同様の処理が実行される。   When it is determined in S325 that the (n-2) th sensor output value is equal to or smaller than the (n-1) th sensor output value and the (n-1) th sensor output value satisfies the condition larger than the nth sensor output value. (S325: Yes) Subsequently, the process of S330 similar to that of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 6 is executed. Subsequently, the maximum value acquired in S330 is integrated into the maximum value integration and stored in the parameter storage area 635 (S333). Subsequently, a local maximum value acquisition process is executed (S700). In this processing, processing similar to S335 to S390 of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 6 is executed.

一方、S325において、n−2番目のセンサ出力値がn−1番目のセンサ出力値以下、かつ、n−1番目のセンサ出力値がn番目のセンサ出力値より大きい条件を満たしていないと判断される場合には(S325:No)、続いて第1の実施形態と同様のS405,S410の処理が順に実行される。S410において極大値未得回数が所定数C未満であると判断される場合には(S410:No)、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。一方、極大値未得回数が所定数C以上であると判断される場合には(S410:Yes)、続いて、パラメータ記憶エリア635の極大値取得回数が参照され、極大値取得回数が、所定数Dより大きく、かつ、所定数A未満であるか否かが判断される(S605)。この処理は、極大値未得回数が所定数C未満であると判断された時点での極大値取得回数に応じて、極値として取得されなかったセンサ出力値が第2所定数に達したときに実行される処理を決定するための処理である。なお、所定数Aおよび所定数Dは、ガスセンサ2の特性や用途、センサ出力値が取得される所定間隔等に応じて適宜定められる。第2の実施形態では、所定数Aは図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS360と同様であって15と定められ、所定数Dは5と定められている。   On the other hand, in S325, it is determined that the (n-2) th sensor output value is equal to or smaller than the (n-1) th sensor output value and that the (n-1) th sensor output value does not satisfy the condition greater than the nth sensor output value. If it is to be performed (S325: No), then the same processes of S405 and S410 as in the first embodiment are executed in order. When it is determined in S410 that the maximum value unacquired number is less than the predetermined number C (S410: No), the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process shown in FIG. On the other hand, when it is determined that the maximum value unacquired number is greater than or equal to the predetermined number C (S410: Yes), subsequently, the maximum value acquisition number in the parameter storage area 635 is referred to, and the maximum value acquisition number is It is determined whether it is larger than the number D and less than the predetermined number A (S605). This processing is performed when the sensor output value that has not been acquired as the extreme value reaches the second predetermined number in accordance with the maximum value acquisition count at the time when it is determined that the maximum value unacquired count is less than the predetermined number C. This is a process for determining the process to be executed. The predetermined number A and the predetermined number D are appropriately determined according to the characteristics and application of the gas sensor 2, the predetermined interval at which the sensor output value is acquired, and the like. In the second embodiment, the predetermined number A is the same as S360 of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 6 and is set to 15, and the predetermined number D is set to 5.

極大値取得回数が、所定数Dより大きく、かつ、所定数A未満ではない場合には(S605:No)、続いて、極大値取得回数が所定数D以下であるか否かが判断される(S645)。極大値取得回数が所定数D以下である場合には(S645:Yes)、続いて、診断切替フラグに1がセットされ、診断切替フラグ記憶エリア(図示せず)に記憶される(S650)。この診断切替フラグが1である場合には、後述するように、極大値未得回数が所定数Cに達した時以後に取得した所定数Eのセンサ出力値から算出したセンサ出力平均値を用いて、ガスセンサ2が異常状態であるか否かを判断する処理が実行される(S505〜S550)。続いて、異常診断処理を終了し、図5のメイン処理に戻る。一方、極大値取得回数が所定数D以下ではない場合には(S645:No)、続いて、異常診断処理を終了し、図5のメイン処理に戻る。   When the maximum value acquisition count is greater than the predetermined number D and not less than the predetermined number A (S605: No), it is subsequently determined whether or not the maximum value acquisition count is equal to or less than the predetermined number D. (S645). If the maximum value acquisition count is less than or equal to the predetermined number D (S645: Yes), then 1 is set in the diagnosis switching flag and stored in a diagnosis switching flag storage area (not shown) (S650). When this diagnosis switching flag is 1, as will be described later, the sensor output average value calculated from the predetermined number E of sensor output values acquired after the maximum value unobtained count reaches the predetermined number C is used. Then, processing for determining whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state is executed (S505 to S550). Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process of FIG. On the other hand, if the maximum value acquisition count is not less than or equal to the predetermined number D (S645: No), then the abnormality diagnosis process is terminated and the process returns to the main process in FIG.

S605において、極大値取得回数が、所定数Dより大きく、かつ、所定数A未満である場合には(S605:Yes)、続いて、極大値積算を極大値取得回数で除して極大値平均値が算出され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S610)。この極大値平均値は、本発明の「極値を平均化処理した値」に相当する。続いて、パラメータ記憶エリア635の極大値平均値が参照され、極大値平均値が上限値aより大きいか否かが判断される(S615)。S615における上限値aは本発明の「第4閾値」に相当する値である。極大値平均値が上限値aより大きいと判断される場合には(S615:Yes)、ガスセンサ2の検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア637に記憶される(S625)。一方S615において、極大値平均値が上限値aより大きくはないと判断される場合には(S615:No)、続いて、極大値平均値が下限値b未満か否かが判断される(S620)。S620における下限値bは、上限値aとともに本発明の「第4閾値」に相当する値である。極大値平均値が下限値b未満であると判断される場合には(S620:Yes)、ガスセンサ2の検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア637に記憶される(S630)。一方、極大値平均値が下限値b未満ではないと判断される場合には(S620:No)、ガスセンサ2は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア637に記憶される(S635)。   In S605, when the number of local maximum acquisitions is greater than the predetermined number D and less than the predetermined number A (S605: Yes), the local maximum average is obtained by dividing the local maximum integration by the number of local maximum acquisitions. A value is calculated and stored in the parameter storage area 635 (S610). This maximum average value corresponds to the “value obtained by averaging the extreme values” of the present invention. Subsequently, the local maximum average value in the parameter storage area 635 is referred to, and it is determined whether or not the local maximum average value is larger than the upper limit value a (S615). The upper limit value a in S615 is a value corresponding to the “fourth threshold value” of the present invention. When it is determined that the local maximum average value is larger than the upper limit value a (S615: Yes), it is diagnosed that the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too large, “gain large abnormality”, and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area. 637 (S625). On the other hand, in S615, when it is determined that the maximum average value is not greater than the upper limit value a (S615: No), it is subsequently determined whether the maximum value average value is less than the lower limit value b (S620). ). The lower limit value b in S620 is a value corresponding to the “fourth threshold value” of the present invention together with the upper limit value a. When it is determined that the local maximum average value is less than the lower limit value b (S620: Yes), it is diagnosed that the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too small, “Gain small abnormality”, and the diagnosis result is stored as a diagnosis result. It is stored in the area 637 (S630). On the other hand, when it is determined that the average maximum value is not less than the lower limit value b (S620: No), the gas sensor 2 is diagnosed as normal, and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area 637 ( S635).

このように、極大値未得回数が所定数Cに達したとき(S410:Yes)、第4閾値に相当する上限値aおよび下限値bと極大値平均値とをそれぞれ比較して(S615,S620)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する処理(S625,S630,S635)は、本発明の異常診断工程に相当する処理である。なお、第2の実施形態では第4閾値として、図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS335およびS340において用いた上限値aおよび下限値bと同じ値を用いていたが、上限値aおよび下限値bとは異なる値を用いるようにしてもよい。また第2の実施形態では第4閾値として、2つの異なる値である上限値aと下限値bとを用いていたが、いずれか一方を用いるようにしてもよい。但し、より精度の高い的確な診断を実施するためには、第2の実施形態のように2つの異なる第4閾値を用いることが好ましい。   As described above, when the maximum value unacquired number reaches the predetermined number C (S410: Yes), the upper limit value a and the lower limit value b corresponding to the fourth threshold value are compared with the maximum value average value (S615, S615). S620) and the process of diagnosing whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state (S625, S630, S635) is a process corresponding to the abnormality diagnosis step of the present invention. In the second embodiment, the same value as the upper limit value a and the lower limit value b used in S335 and S340 of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 6 is used as the fourth threshold value. Alternatively, a value different from the lower limit value b may be used. In the second embodiment, the upper limit value a and the lower limit value b, which are two different values, are used as the fourth threshold value, but either one may be used. However, in order to perform a more accurate and accurate diagnosis, it is preferable to use two different fourth threshold values as in the second embodiment.

S625,S630又はS635に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す1がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア636に記憶される(S640)。この処理は、図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS390と同様の処理である。続いて、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。   Subsequent to S625, S630, or S635, 1 indicating that the abnormality diagnosis process has been performed is set in the measurement completion flag, and stored in the measurement completion flag storage area 636 (S640). This process is the same as S390 of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process shown in FIG.

S323において、診断切替フラグが1であり、0ではないと判断される場合には(S323:No)、続いて、センサ出力値積算にS320において取得したセンサ出力値が加算され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S505)。続いて、平均値カウンタが1増加(インクリメント)され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S510)。続いて、パラメータ記憶エリア635の平均値カウンタが参照され、平均値カウンタが所定数E以上であるか否かが判断される(S515)。この所定数Eは本発明の第3所定数に相当する数であり、ガスセンサ2の特性や用途、センサ出力値が取得される所定間隔等に応じて適宜定められ、第2の実施形態では5と定められる。平均値カウンタが所定数E以上ではないと判断される場合には(S515:No)、続いて、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。一方、平均値カウンタが所定数E以上であると判断される場合には(S515:Yes)、続いて、センサ出力値積算を所定数E(平均値カウンタ)で除してセンサ出力平均値が算出され、パラメータ記憶エリア635に記憶される(S520)。このセンサ出力平均値は、本発明の「第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値」に相当する。   In S323, when it is determined that the diagnosis switching flag is 1 and not 0 (S323: No), the sensor output value acquired in S320 is added to the sensor output value integration, and the parameter storage area 635 is obtained. (S505). Subsequently, the average value counter is incremented (incremented) by 1 and stored in the parameter storage area 635 (S510). Subsequently, the average value counter in the parameter storage area 635 is referred to, and it is determined whether or not the average value counter is equal to or greater than a predetermined number E (S515). The predetermined number E is a number corresponding to the third predetermined number of the present invention, and is appropriately determined according to the characteristics and application of the gas sensor 2, a predetermined interval at which the sensor output value is acquired, and the like in the second embodiment. It is determined. If it is determined that the average value counter is not equal to or greater than the predetermined number E (S515: No), then the abnormality diagnosis process is terminated and the process returns to the main process shown in FIG. On the other hand, if it is determined that the average value counter is equal to or greater than the predetermined number E (S515: Yes), then the sensor output average value is obtained by dividing the sensor output value integration by the predetermined number E (average value counter). It is calculated and stored in the parameter storage area 635 (S520). This sensor output average value corresponds to “a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values” of the present invention.

続いて、パラメータ記憶エリア635のセンサ出力平均値が参照され、センサ出力平均値が上限値aより大きいか否かが判断される(S525)。S525における上限値aは本発明の「第2閾値」および「第3閾値」に相当する値である。センサ出力平均値が上限値aより大きいと判断される場合には(S525:Yes)、ガスセンサ2の検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア637に記憶される(S535)。一方S525において、センサ出力平均値が上限値aより大きくはないと判断される場合には(S525:No)、続いて、センサ出力平均値が下限値b未満か否かが判断される(S530)。S530における下限値bは、上限値aとともに本発明の「第2閾値」および「第3閾値」に相当する値である。センサ出力平均値が下限値b未満であると判断される場合には(S530:Yes)、ガスセンサ2の検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア637に記憶される(S540)。一方、センサ出力平均値が下限値b未満ではないと判断される場合には(S530:No)、ガスセンサ2は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア637に記憶される(S545)。   Subsequently, the sensor output average value in the parameter storage area 635 is referred to, and it is determined whether or not the sensor output average value is larger than the upper limit value a (S525). The upper limit value a in S525 is a value corresponding to the “second threshold” and “third threshold” of the present invention. When it is determined that the sensor output average value is larger than the upper limit value a (S525: Yes), it is diagnosed that the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too large, “gain large abnormality”, and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area. 637 (S535). On the other hand, when it is determined in S525 that the sensor output average value is not greater than the upper limit value a (S525: No), it is subsequently determined whether the sensor output average value is less than the lower limit value b (S530). ). The lower limit b in S530 is a value corresponding to the “second threshold” and “third threshold” of the present invention together with the upper limit a. When it is determined that the sensor output average value is less than the lower limit value b (S530: Yes), it is diagnosed that the detection sensitivity of the gas sensor 2 is too small, “low gain abnormality”, and the diagnosis result is stored as a diagnosis result. It is stored in the area 637 (S540). On the other hand, when it is determined that the sensor output average value is not less than the lower limit value b (S530: No), the gas sensor 2 is diagnosed as normal and the diagnosis result is stored in the diagnosis result storage area 637 ( S545).

このように、極大値未得回数が所定数Cに達したとき(S410:Yes)極大値未得回数が所定数Cに達した時以後に取得した所定数Eのセンサ出力値から算出したセンサ出力平均値と、上限値aおよび下限値bとをそれぞれ比較して(S525,S530)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する処理は(S535,S540,S545)、本発明の異常診断工程に相当する処理である。なお、第2の実施形態では第3閾値(第2閾値)として、図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS335およびS340において用いた上限値aおよび下限値bと同じ値を用いていたが、上限値aおよび下限値bとは異なる値を用いるようにしてもよい。また第2の実施形態では第3閾値(第2閾値)として、2つの異なる値である上限値aと下限値bとを用いていたが、いずれか一方を用いるようにしてもよい。但し、より精度の高い的確な診断を実施するためには、第2の実施形態のように2つの異なる第3閾値(第2閾値)を用いることが好ましい。   Thus, when the maximum value unacquired number reaches the predetermined number C (S410: Yes), the sensor calculated from the sensor output value of the predetermined number E acquired after the maximum value unacquired number reaches the predetermined number C. A process of comparing the output average value with the upper limit value a and the lower limit value b (S525, S530) and diagnosing whether the gas sensor 2 is in an abnormal state (S535, S540, S545), This is a process corresponding to the abnormality diagnosis process. In the second embodiment, the same value as the upper limit value a and the lower limit value b used in S335 and S340 of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 6 is used as the third threshold value (second threshold value). However, a value different from the upper limit value a and the lower limit value b may be used. In the second embodiment, the upper limit value a and the lower limit value b, which are two different values, are used as the third threshold value (second threshold value), but either one may be used. However, in order to implement a more accurate and accurate diagnosis, it is preferable to use two different third threshold values (second threshold values) as in the second embodiment.

S535,S540又はS545に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す1がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア636に記憶される(S550)。この処理は、図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS390と同様の処理である。続いて、異常診断処理を終了し、図5に示すメイン処理に戻る。   Subsequent to S535, S540, or S545, 1 indicating that the abnormality diagnosis process has been performed is set in the measurement completion flag and stored in the measurement completion flag storage area 636 (S550). This process is the same as S390 of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. Subsequently, the abnormality diagnosis process is terminated, and the process returns to the main process shown in FIG.

以上の詳述したように第2の実施形態の異常診断処理が実行される。なお上記第2の実施形態において、図7に示すフローチャートのS320において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかった(S325:No)センサ出力値の数が所定数Cに達したとき(S410:Yes)、所定数Cに達した時以後のセンサ出力値を所定数E取得して(S320)積算し(S505)、それら所定数Eのセンサ出力値の平均値であるセンサ出力平均値と、上限値aおよび下限値bとそれぞれを比較して(S525,S530)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する(S535,S540,S545)、図1に示すCPU61は、本発明の異常診断手段として機能する。   As described above in detail, the abnormality diagnosis process of the second embodiment is executed. In the second embodiment, among the sensor output values acquired in S320 of the flowchart shown in FIG. 7, the number of sensor output values that have not been acquired as local maximum values (S325: No) has reached a predetermined number C. When (S410: Yes), a predetermined number E of sensor output values after reaching the predetermined number C is acquired (S320) and integrated (S505), and the sensor output which is the average value of the sensor output values of the predetermined number E The average value is compared with the upper limit value a and the lower limit value b (S525, S530) to diagnose whether the gas sensor 2 is in an abnormal state (S535, S540, S545). The CPU 61 shown in FIG. It functions as an abnormality diagnosis means of the present invention.

図7に示すフローチャートのS320において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかった(S325:No)センサ出力値の数が所定数Cに達したとき(S410:Yes)、極大値平均値と、上限値aおよび下限値bとをそれぞれ比較して(S615,S620)、ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する(S625,S630,S635)、図1に示すCPU61は、本発明の異常診断手段として機能する。   Among the sensor output values acquired in S320 of the flowchart shown in FIG. 7, when the number of sensor output values that have not been acquired as maximum values (S325: No) reaches a predetermined number C (S410: Yes), the maximum value The average value is compared with the upper limit value a and the lower limit value b (S615, S620) to diagnose whether the gas sensor 2 is in an abnormal state (S625, S630, S635). The CPU 61 shown in FIG. It functions as an abnormality diagnosis means of the present invention.

上記第2の実施形態の異常診断方法によれば、極大値として取得されなかったセンサ出力値が所定数Cに達したとき(S410:Yes)、極大値取得回数に応じて(S605)、S610〜S640の処理と、S520〜S550の処理とを切り替える。極大値取得回数が所定数D以下である場合には(S605:No,S645:Yes)、所定数Cに達した時以後に所定数Eのセンサ出力値を取得して(S320)積算し(S505)、それらの平均値を求め(S520)、このセンサ出力平均値と上限値aおよび下限値bとを比較して(S525,S530)、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している(S535,S540,S545)。第3所定数のセンサ出力値の平均値を用いて診断することにより、1個のセンサ出力値を用いてガスセンサが異常状態であるか否かを診断する場合に比べ、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合の影響を小さくすることができる。   According to the abnormality diagnosis method of the second embodiment, when the sensor output value not acquired as the maximum value reaches the predetermined number C (S410: Yes), depending on the number of maximum value acquisition (S605), S610 -S640 process and S520-S550 process are switched. When the maximum value acquisition count is less than or equal to the predetermined number D (S605: No, S645: Yes), after the predetermined number C is reached, a predetermined number E of sensor output values are acquired (S320) and integrated ( S505), obtaining an average value thereof (S520), comparing the sensor output average value with the upper limit value a and the lower limit value b (S525, S530), and diagnosing whether or not the gas sensor is in an abnormal state. (S535, S540, S545). By using the average value of the third predetermined number of sensor output values to make a diagnosis, it is possible to use a single sensor output value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state. The influence when the output value is accidentally acquired can be reduced.

一方、極大値取得回数が所定数Dより大きく、かつ、所定数A未満である場合には(S605:Yes)、それまでに取得した極大値平均値と、上限値aおよび下限値bとを比較して(S615,S620)、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している(S625,S630,S635)。   On the other hand, when the maximum value acquisition count is larger than the predetermined number D and less than the predetermined number A (S605: Yes), the maximum value average value acquired so far, the upper limit value a and the lower limit value b are In comparison (S615, S620), it is diagnosed whether the gas sensor is in an abnormal state (S625, S630, S635).

このように、第2の実施形態によれば、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第1所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。さらに、極大値取得回数に応じて診断方法を切り替えることにより、極大値取得回数に適した診断方法により、的確にガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することができる。   Thus, according to the second embodiment, when the extreme predetermined value of the sensor output value cannot be obtained due to the operating state of the internal combustion engine before the interruption of the fuel supply is detected, etc. Even if it exists, it can complementarily and accurately determine whether the gas sensor is in an abnormal state. Furthermore, by switching the diagnosis method according to the maximum value acquisition count, it is possible to accurately diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state by a diagnosis method suitable for the maximum value acquisition count.

なお、本発明は上記第1および第2の実施形態に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、第1および第2の実施形態では、排気ガス中の特定ガスとして酸素を検出するガスセンサ2が、異常状態にあるか否かを診断する場合について説明したが、異常診断の対象となるガスセンサとしては、特定ガス成分として酸素濃度を検出するガスセンサに限定されず、HC,CO,NOx等を特定ガス成分とし、それらの濃度を検出するガスセンサを適用することもできる。   The present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the first and second embodiments, the case where the gas sensor 2 that detects oxygen as the specific gas in the exhaust gas diagnoses whether or not it is in an abnormal state has been described. As a specific gas component, the gas sensor is not limited to a gas sensor that detects an oxygen concentration, and a gas sensor that detects HC, CO, NOx, or the like as a specific gas component and detects their concentration can also be applied.

また第1の実施形態では、図6に示す異常診断処理において、ゲイン大異常であるか否かを診断する処理(S365,S415)と、ゲイン小異常であるか否かを診断する処理(S370)を実施するようにしていたが、これらの処理はいずれか1つのみを実施するようにしてもよいし、任意の2つの組合せを実施するようにしてもよい。但し、より精度の高い的確な診断を実施するためには、第1の実施形態のように2つの異なる第1閾値である上限値と下限値とを用いて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することが好ましい。   In the first embodiment, in the abnormality diagnosis process shown in FIG. 6, a process for diagnosing whether or not there is a large gain abnormality (S365, S415), and a process for diagnosing whether or not there is a small gain abnormality (S370). However, only one of these processes may be implemented, or any two combinations may be implemented. However, in order to carry out a more accurate and accurate diagnosis, it is determined whether or not the gas sensor is in an abnormal state using the upper limit value and the lower limit value which are two different first threshold values as in the first embodiment. It is preferable to diagnose this.

また第1および第2の実施形態では、図6に示す異常診断処理のS325において、取得順序が連続する直近の3つのセンサ出力値、即ち、取得順序がn−2番目、n−1番目、および、n番目を取得して、n−2番目のセンサ出力値がn−1番目のセンサ出力値以下、かつ、n−1番目のセンサ出力値がn番目のセンサ出力値より大きい条件を満たすか否かが判断し、n−1番目のセンサ出力値が極大値であるか否かを判断していたが(S325)、この処理は極値を取得する処理であればよくこの方法に限定されない。したがって、例えば、極値の出現周期が予め分かっている場合には、極値の取得開始後、最初に取得する極値のみ第1の実施形態のように取得順序が連続する3つのセンサ出力値を用いて、その3つのセンサ出力値のうち、2番目のセンサ出力値が極値であるか否かを判断して取得し、その後は、最初に取得された極値が取得されたタイミングと、極値の出現頻度とに基づき極値を取得するようにしてもよい。   In the first and second embodiments, in S325 of the abnormality diagnosis process shown in FIG. 6, the three most recent sensor output values in which the acquisition order continues, that is, the acquisition order is n−2, n−1, And, the nth is acquired, the (n-2) th sensor output value is equal to or smaller than the (n-1) th sensor output value, and the (n-1) th sensor output value is larger than the nth sensor output value. It is determined whether or not the (n−1) th sensor output value is a maximum value (S325), but this process may be a process for acquiring an extreme value and is limited to this method. Not. Therefore, for example, when the extreme value appearance period is known in advance, after the start of acquisition of the extreme value, only the extreme value acquired first is the three sensor output values whose acquisition order is continuous as in the first embodiment. Is used to determine whether or not the second sensor output value is an extremum among the three sensor output values, and then the timing at which the first extremum acquired is acquired. The extreme value may be acquired based on the appearance frequency of the extreme value.

また第1の実施形態では図6に示す異常診断処理において、第2の実施形態では図7および図8に示す異常診断処理において、本発明の極値として極大値を用いるようにしていたが、これに限定されず、極値として極小値を用いるようにしてもよいし、極大値と極小値の双方を用いるようにしてもよい。さらに、第1および第2の実施形態では、イグニッションスイッチがONされるごとに1回だけ、ガスセンサの異常診断処理を行う処理としたが、これに限定されず、イグニッションスイッチがONされてOFFされるまでの間に複数回、ガスセンサの異常診断処理を行うようにしてもよい。   In the first embodiment, the maximum value is used as the extreme value of the present invention in the abnormality diagnosis process shown in FIG. 6 and in the second embodiment in the abnormality diagnosis process shown in FIGS. However, the present invention is not limited to this, and a minimum value may be used as an extreme value, or both a maximum value and a minimum value may be used. Furthermore, in the first and second embodiments, the gas sensor abnormality diagnosis process is performed only once each time the ignition switch is turned on. However, the present invention is not limited to this, and the ignition switch is turned on and turned off. The gas sensor abnormality diagnosis process may be performed a plurality of times in the meantime.

また第1の実施形態では、図6に示す異常診断処理のS335において、極大値が上限値aよりも大きいと判断される極大値の数を、aより大きい回数として算出し、S365においてaより大きい回数が所定数B以上である場合に(S365:Yes)、ガスセンサ2がゲイン大異常である判断していたが(S375)、これに限定されない。例えば、S335において、極大値が上限値以下と判断される極大値の数を、上限値a以下回数として算出し、S365において、その上限値a以下回数が所定数B未満であるか否かを判断し、上限値a以下回数が所定数B未満であると判断される場合に、ガスセンサ2がゲイン大異常である判断するようにしてもよい。図6に示す第1の実施形態の異常診断処理のS340およびS370における処理、および、図7および図8に示す第2の実施形態の異常診断処理のS700における処理においても同様である。   In the first embodiment, in S335 of the abnormality diagnosis process shown in FIG. 6, the number of maximum values determined to have a maximum value greater than the upper limit value a is calculated as a number greater than a, and in S365 from a. When the large number is greater than or equal to the predetermined number B (S365: Yes), the gas sensor 2 has determined that the gain is abnormally abnormal (S375), but the present invention is not limited to this. For example, in S335, the number of maximum values for which the maximum value is determined to be less than or equal to the upper limit value is calculated as the number of upper limit values a or less. If it is determined that the number of times equal to or less than the upper limit value a is less than the predetermined number B, the gas sensor 2 may determine that the gain is abnormal. The same applies to the processing in S340 and S370 of the abnormality diagnosis processing of the first embodiment shown in FIG. 6 and the processing in S700 of the abnormality diagnosis processing of the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8.

また第1の実施形態では、図6に示す異常診断処理のS415において、直近のセンサ出力値であるn番目のセンサ出力値と上限値aとを比較してガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断していたが、同様に、直近のセンサ出力値であるn番目のセンサ出力値と下限値bとを比較して、n番目のセンサ出力値が下限値bより小さい場合には「ゲイン小異常」であり、n番目のセンサ出力値が下限値b以上である場合には正常な状態であると判断するようにしてもよい。また、図6に示す異常診断処理のS415において、所定数Cに達した時以後に取得した1又は複数のセンサ出力値と上限値aとを比較してガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断するようにしてもよい。   In the first embodiment, whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state is determined by comparing the nth sensor output value, which is the latest sensor output value, with the upper limit value a in S415 of the abnormality diagnosis process shown in FIG. Similarly, when the nth sensor output value is smaller than the lower limit value b, the nth sensor output value, which is the latest sensor output value, is compared with the lower limit value b. If it is “low gain abnormality” and the n-th sensor output value is equal to or greater than the lower limit value b, it may be determined that the state is normal. Further, in S415 of the abnormality diagnosis process shown in FIG. 6, whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state by comparing one or more sensor output values acquired after reaching the predetermined number C with the upper limit value a. You may make it diagnose.

また第2の実施形態では、図7に示すフローチャートのS320において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかった(S325:No)センサ出力値の数が所定数Cに達したとき(S410:Yes)の処理として、極大値取得回数に応じて(S605)、図8のフローチャートに示すS610〜S640の処理と、図7のフローチャートに示すS520〜S550の処理とを切り替えるようにしていたが、これに限定されない。例えば、極大値取得回数に関わらず、S610〜S640の処理およびS520〜S550の処理のいずれかを実行させるようにしてもよいし、極大値取得回数に応じて、S610〜S640の処理およびS520〜S550の処理のいずれかと、図6のフローチャートに示す第1の実施形態のS415〜S430とを切り替えるようにしてもよい。ただし、S610〜S640の処理は、センサ出力値の数が所定数Cに達した時点で、極値が1以上取得されていないと実施できないため、第2の実施形態のようにガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断できる別の処理も別途実施できる構成にすることが好ましい。   In the second embodiment, when the number of sensor output values that have not been acquired as maximum values (S325: No) among the sensor output values acquired in S320 of the flowchart shown in FIG. 7 has reached a predetermined number C. As the processing of (S410: Yes), the processing of S610 to S640 shown in the flowchart of FIG. 8 and the processing of S520 to S550 shown in the flowchart of FIG. 7 are switched according to the number of local maximum acquisition times (S605). However, it is not limited to this. For example, regardless of the maximum value acquisition count, either the processing of S610 to S640 or the processing of S520 to S550 may be executed, or the processing of S610 to S640 and S520 to S520 depending on the maximum value acquisition count. You may make it switch either of the process of S550 and S415-S430 of 1st Embodiment shown in the flowchart of FIG. However, since the processes of S610 to S640 cannot be performed unless the number of extreme values is acquired when the number of sensor output values reaches the predetermined number C, the gas sensor 2 is abnormal as in the second embodiment. It is preferable that another process capable of diagnosing whether or not it is in a state can be separately implemented.

また第2の実施形態では、この所定数Cに達した時以後に取得した1又は複数のセンサ出力値と上限値a(下限値b)とを比較してガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断すればよく、図7のフローチャートに示すS520〜S550の処理に限定されない。例えば、所定数Cに達した時以後に取得した複数のセンサ出力値の積算値と第2閾値とを比較するようにしてもよい。   In the second embodiment, whether or not the gas sensor 2 is in an abnormal state by comparing one or more sensor output values acquired after the predetermined number C is reached with the upper limit value a (lower limit value b). Is not limited to the processing of S520 to S550 shown in the flowchart of FIG. For example, the integrated value of a plurality of sensor output values acquired after reaching the predetermined number C may be compared with the second threshold value.

また、第2の実施形態の第3閾値(第2閾値)および第4閾値は、第1閾値と同様の値を設定していたが、これに限定されず、それぞれ別の値を設定するようにしてもよい。   Moreover, although the 3rd threshold value (2nd threshold value) and 4th threshold value of 2nd Embodiment set the value similar to a 1st threshold value, it is not limited to this, It seems to set another value, respectively. It may be.

本発明は、ガスセンサの制御を司るガスセンサ制御装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a gas sensor control device that controls a gas sensor.

ガスセンサ制御装置1およびガスセンサユニット3の概略構成を表したシステム構成図である。2 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of a gas sensor control device 1 and a gas sensor unit 3. FIG. RAM63の記憶エリアを説明するための概念図である。3 is a conceptual diagram for explaining a storage area of a RAM 63. FIG. 内燃機関への燃料供給の中断開始後におけるガスセンサユニット3から出力されるセンサ出力値の経時変化を示すセンサ信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the sensor signal which shows a time-dependent change of the sensor output value output from the gas sensor unit 3 after the start of interruption of fuel supply to an internal combustion engine. 図3の点線で囲んだ部分130を拡大したグラフである。It is the graph which expanded the part 130 enclosed with the dotted line of FIG. ガスセンサ2が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理のメイン処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the main process of the abnormality diagnosis process which diagnoses whether the gas sensor 2 is in an abnormal state. 図5に示すメイン処理において実行される異常診断処理の流れを示すフローチャートであるIt is a flowchart which shows the flow of the abnormality diagnosis process performed in the main process shown in FIG. 図5に示すメイン処理において実行される第2の実施形態の異常診断処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the abnormality diagnosis process of 2nd Embodiment performed in the main process shown in FIG. 図5に示すメイン処理において実行される第2の実施形態の異常診断処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the abnormality diagnosis process of 2nd Embodiment performed in the main process shown in FIG.

1 ガスセンサ制御装置
2 ガスセンサ
3 ガスセンサユニット
31 センサ制御回路
33 ポンプ電流駆動回路
35 電圧出力回路
39 基準電圧比較回路
40 微小電流供給回路
41 セラミックヒータ
43 ヒータ電圧供給回路
60 ECU
61 CPU
62 ROM
63 RAM
201〜206,210 センサ出力値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor control apparatus 2 Gas sensor 3 Gas sensor unit 31 Sensor control circuit 33 Pump current drive circuit 35 Voltage output circuit 39 Reference voltage comparison circuit 40 Micro current supply circuit 41 Ceramic heater 43 Heater voltage supply circuit 60 ECU
61 CPU
62 ROM
63 RAM
201-206,210 Sensor output value

Claims (16)

内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサの異常診断方法であって、
前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得工程と、
前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出工程と、
前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得工程において連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得工程と、
前記極値取得工程において取得された前記極値と予め定められた第1閾値とを比較する極値比較工程と、
前記極値取得工程において前記極値が第1所定数取得されたとき、当該第1所定数分の前記極値比較工程における比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断工程と
を備えることを特徴とするガスセンサの異常診断方法。
A gas sensor abnormality diagnosis method for diagnosing whether or not a gas sensor that outputs a sensor output value corresponding to a concentration of a specific gas component in exhaust gas discharged from an internal combustion engine is in an abnormal state,
A sensor output value acquisition step of acquiring sensor output values of the gas sensor at predetermined intervals;
An interruption detecting step for detecting interruption of fuel supply to the internal combustion engine;
During the period in which the interruption of fuel supply is detected in the interruption detection step, at least one of the maximum value and the minimum value among the sensor output values continuously acquired in the sensor output value acquisition step is set as an extreme value. An extreme value acquisition process to be acquired;
An extreme value comparison step of comparing the extreme value acquired in the extreme value acquisition step with a predetermined first threshold;
When the first predetermined number of extreme values is acquired in the extreme value acquisition step, whether or not the gas sensor is in an abnormal state is diagnosed based on a comparison result in the extreme value comparison step for the first predetermined number. An abnormality diagnosis method for a gas sensor, comprising:
前記極値取得工程は、前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする請求項1に記載のガスセンサの異常診断方法。   The extremum acquisition step starts acquiring the extremum after a lapse of a predetermined time set to a time longer than the predetermined interval after the interruption of fuel supply is detected in the interruption detection step. The abnormality diagnosis method for a gas sensor according to claim 1. 前記極値取得工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する3つの前記センサ出力値に基づき、当該3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスセンサの異常診断方法。   In the extreme value acquisition step, the sensor output value having the second acquisition order among the three sensor output values based on the three sensor output values acquired in the sensor output value acquisition step. 3. The gas sensor abnormality diagnosis according to claim 1, wherein the sensor output value determined as the extreme value is acquired as the extreme value. Method. 前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が、前記第1閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断す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ガスセンサの異常診断方法。
In the extreme value comparison step, the extreme value acquired in the extreme value acquisition step is calculated as the number of the extreme values determined to be larger than the upper limit value set as the first threshold,
4. The abnormality diagnosis method for a gas sensor according to claim 1, wherein in the abnormality diagnosis step, it is diagnosed whether or not the gas sensor is in an abnormal state based on the number of extreme values.
前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が前記第1閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。
In the extreme value comparison step, the number of the extreme values determined to be less than the lower limit value set as the first threshold value is calculated as the extreme value acquired in the extreme value acquisition step;
And in the diagnosis process, based on the number of the extreme values, the gas sensor abnormality diagnostic method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that diagnoses whether the gas sensor is in an abnormal state.
前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後に取得した1又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第2閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。   In the abnormality diagnosis step, among the sensor output values acquired in the sensor output value acquisition step, the number of sensor output values not acquired as the extreme value in the extreme value acquisition step reaches a second predetermined number. When the second predetermined number is reached, one or more sensor output values acquired after the second predetermined number is compared with a predetermined second threshold value to determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state. 6. The abnormality diagnosis method for a gas sensor according to claim 1, wherein diagnosis is performed. 前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第3所定数取得し、当該第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第3閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。 In the abnormality diagnosis step, among the sensor output values acquired in the sensor output value acquisition step, the number of sensor output values not acquired as the extreme value in the extreme value acquisition step reaches a second predetermined number. When the second predetermined number is reached, a third predetermined number of sensor output values after the second predetermined number is acquired, a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values, and a predetermined third threshold value are obtained. preparative by comparing the gas sensor abnormality diagnostic method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that diagnoses whether the gas sensor is in an abnormal state. 前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、前記極値取得工程において取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第4閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。 In the abnormality diagnosis step, among the sensor output values acquired in the sensor output value acquisition step, the number of sensor output values not acquired as the extreme value in the extreme value acquisition step reaches a second predetermined number. And comparing the value obtained by averaging the extreme values acquired in the extreme value acquisition step with a predetermined fourth threshold value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state. The method for diagnosing abnormality of a gas sensor according to any one of claims 1 to 5 . 内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサ制御装置であって、
前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得手段と、
前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出手段と、
前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得手段により連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得手段と、
前記極値取得手段により取得された前記極値と予め定められた第1閾値とを比較する極値比較手段と、
前記極値取得手段により前記極値が第1所定数取得されたとき、当該第1所定数分の前記極値比較手段による比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断手段と
を備えることを特徴とするガスセンサ制御装置。
A gas sensor control device that diagnoses whether or not a gas sensor that outputs a sensor output value corresponding to the concentration of a specific gas component in exhaust gas discharged from an internal combustion engine is in an abnormal state,
Sensor output value acquisition means for acquiring sensor output values of the gas sensor at predetermined intervals;
Interruption detecting means for detecting interruption of fuel supply to the internal combustion engine;
Of the sensor output values continuously acquired by the sensor output value acquisition means during the period in which the interruption of fuel supply is detected by the interruption detection means, at least one of a maximum value and a minimum value is set as an extreme value. Extreme value acquisition means for acquiring;
Extreme value comparison means for comparing the extreme value acquired by the extreme value acquisition means with a predetermined first threshold;
When the first predetermined number of extreme values is acquired by the extreme value acquisition means, it is diagnosed whether or not the gas sensor is in an abnormal state based on the first predetermined number of comparison results by the extreme value comparison means. And a gas sensor control device comprising:
前記極値取得手段は、前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする請求項9に記載のガスセンサ制御装置。   The extreme value acquisition means starts acquisition of the extreme value after a lapse of a predetermined time set to a time longer than the predetermined interval after interruption of fuel supply is detected by the interruption detection means. The gas sensor control device according to claim 9. 前記極値取得手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された取得順序が連続する3つの前記センサ出力値に基づき、当該3つのセンサ出力値の中の取得順序が2番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする請求項9又は10に記載のガスセンサ制御装置。   The extreme value acquisition means is based on the three sensor output values acquired in succession by the sensor output value acquisition means, and the sensor output value having the second acquisition order among the three sensor output values. The gas sensor control device according to claim 9, wherein the sensor output value determined to be the extreme value is acquired as the extreme value. 前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が、前記第1閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項9乃至11のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
The extreme value comparison means calculates the number of extreme values determined that the extreme value acquired by the extreme value acquisition means is larger than an upper limit value set as the first threshold value,
The gas sensor control device according to claim 9, wherein the abnormality diagnosis unit diagnoses whether or not the gas sensor is in an abnormal state based on the number of extreme values.
前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が前記第1閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項9乃至1のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
The extreme value comparing means calculates the number of extreme values determined to be less than a lower limit value set as the first threshold value by the extreme value acquired by the extreme value acquisition means,
The abnormality diagnosis means based on the number of the extreme values, the gas sensor control device according to any one of claims 9 to 1 1, characterized in that diagnoses whether the gas sensor is in an abnormal state.
前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後に取得した1又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第2閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。   The abnormality diagnosis unit has reached a second predetermined number of sensor output values not acquired as extreme values by the extreme value acquisition unit among the sensor output values acquired by the sensor output value acquisition unit. When the second predetermined number is reached, one or more sensor output values acquired after the second predetermined number are compared with a predetermined second threshold value to determine whether or not the gas sensor is in an abnormal state. The gas sensor control device according to claim 9, wherein the gas sensor control device is a gas sensor control device. 前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、当該第2所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第3所定数取得し、当該第3所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第3閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項9乃至1のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。 The abnormality diagnosis unit has reached a second predetermined number of sensor output values not acquired as extreme values by the extreme value acquisition unit among the sensor output values acquired by the sensor output value acquisition unit. A third predetermined number of sensor output values after reaching the second predetermined number, a value obtained by averaging the third predetermined number of sensor output values, a predetermined third threshold value, and comparing the gas sensor control unit according to any one of claims 9 to 1 3, characterized in that diagnoses whether the gas sensor is in an abnormal state. 前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第2所定数に達したとき、前記極値取得手段により取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第4閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項9乃至1のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。 The abnormality diagnosis unit has reached a second predetermined number of sensor output values not acquired as extreme values by the extreme value acquisition unit among the sensor output values acquired by the sensor output value acquisition unit. And comparing the value obtained by averaging the extreme values acquired by the extreme value acquisition means with a predetermined fourth threshold value to diagnose whether or not the gas sensor is in an abnormal state. the gas sensor control device according to any one of claims 9 to 1 3, characterized.
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