特開 2024-113445 ガスセンサ端子異常検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113445

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】ガスセンサ端子異常検出装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20240815BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 345

F02D45/00 368F

F02D45/00 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018428

(22)【出願日】2023-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】神谷 隆通

(72)【発明者】

【氏名】吉川 友啓

【テーマコード（参考）】

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G384BA09

3G384BA31

3G384BA47

3G384DA46

3G384FA37Z

(57)【要約】

【課題】ＡＦＲ端子を単独で正常／地絡の判別をできるようにしたガスセンサ端子異常検出装置を提供する。
【解決手段】所定電圧印加回路２３は、ＡＦＣ端子Ｔｍに対し所定電圧を印加して酸素センサ６０を通常動作可能にする。テスト電圧印加回路２４は、ＡＦＲ端子Ｔｐの端子状態をテスト検出するときのみＡＦＲ端子Ｔｐに接続してテスト電圧をＡＦＲ端子Ｔｐの状態検出用電圧として印加する。ＡＦＲ地絡判定部１０ａは、テスト電圧印加回路２４によりテスト電圧を印加することに基づいてＡＦＲ端子Ｔｐの正常／地絡を判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＦＲ端子とＡＦＣ端子との間に接続される酸素センサに通電する際の前記ＡＦＲ端子の短絡異常を検出するガスセンサ端子異常検出装置（１０２、２０２）であって、
前記ＡＦＣ端子に対し所定電圧を印加して前記酸素センサを通常動作可能にする所定電圧印加回路（２３）と、
前記ＡＦＲ端子の端子状態をテスト検出するときのみ前記ＡＦＲ端子に接続してテスト電圧を前記ＡＦＲ端子の状態検出用電圧として印加するテスト電圧印加部（２４；２３、２９）と、
前記テスト電圧印加部によりテスト電圧を印加することに基づいて前記ＡＦＲ端子の正常／地絡を判定するＡＦＲ地絡判定部（１０ａ）と、
を備えるガスセンサ端子異常検出装置。

【請求項2】

前記ＡＦＣ端子の正常／地絡を判定するＡＦＣ地絡判定部（１０ｂ）を備え、
前記テスト電圧印加部は、前記ＡＦＣ端子が地絡判定されたときのみ前記ＡＦＲ端子の前記状態検出用電圧を印加する請求項１記載のガスセンサ端子異常検出装置。

【請求項3】

前記テスト電圧印加部は、前記酸素センサのブラックニング発生電圧以下にテスト電圧を前記ＡＦＲ端子の状態検出用電圧として設定して印加する請求項１記載のガスセンサ端子異常検出装置。

【請求項4】

前記テスト電圧印加部は、前記所定電圧印加回路の出力を前記ＡＦＲ端子にも切替供給可能にした切替スイッチ（２９）を用いて構成される請求項１記載のガスセンサ端子異常検出装置。

【請求項5】

通常動作時に燃料フィードバック制御を行うマイコン（１０）を備え、
前記マイコンは、
前記ＡＦＣ端子及び前記ＡＦＲ端子の異常判定処理を実行する際には、前記ＡＦＣ端子及び前記ＡＦＲ端子の異常判定値の記憶、検出、判定を行い、前記ＡＦＣ端子が地絡、且つ、前記ＡＦＲ端子が正常時には、フェールセーフ制御を実施せず前記通常動作時と同様の制御を実行し、且つ、ダイアグ出力する請求項１記載のガスセンサ端子異常検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガスセンサ端子異常検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスセンサを制御する回路には、当該ガスセンサを接続するための端子が設けられており、当該正端子及び負端子の地絡異常を検知するための異常検出回路が設けられる（例えば、特許文献１参照）。ガスセンサが活性状態の場合インピ－ダンスが大幅に低下する。このため、従来の回路では、ガスセンサのＡＦＣ端子が地絡した場合、他端のＡＦＲ端子が正常時においても地絡電位と見做されてしまう場合があった。このため、ＡＦＲ端子を単独で正常／地絡判別できないという問題があった。

【0003】

特許文献１に記載の技術のように、正端子と負端子を使用して制御し続ける場合、負端子（ＡＦＣ端子相当）が地絡したときに正端子（ＡＦＲ端子相当）も地絡電位と見做されてしまうと、ガスセンサの両端電圧を読み出したとしても常時リーン判定となる。制御装置は、排ガス悪化の回避のためリッチにする制御をすることが困難となる。リンプホーム中、排ガス浄化が不十分になったり、ドライバビリティの悪化、着火性の悪化につながったりする可能性があり、好ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－７５６２７号公報（特許４１５７５７６号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、ＡＦＲ端子を単独で正常／地絡判別できるようにしたガスセンサ端子異常検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の発明は、ＡＦＲ端子とＡＦＣ端子との間に接続される酸素センサに通電する際のＡＦＲ端子の短絡異常を検出するガスセンサ端子異常検出装置を対象としている。請求項１記載の発明によれば、所定電圧印加回路は、ＡＦＣ端子に対し所定電圧を印加して酸素センサを通常動作可能にする。テスト電圧印加部は、ＡＦＲ端子の端子状態をテスト検出するときのみＡＦＲ端子に接続してテスト電圧をＡＦＲ端子の状態検出用電圧として印加する。

【0007】

ＡＦＲ地絡判定部は、テスト電圧印加部によりテスト電圧を印加することに基づいてＡＦＲ端子の正常／地絡を判定する。請求項１記載の発明によれば、テスト電圧印加部によりテスト電圧をＡＦＲ端子に印加し、ＡＦＲ地絡判定部はテスト電圧を印加することに基づいてＡＦＲ端子の正常／地絡を判定しているため、単独でＡＦＲ端子の正常／地絡を判別できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態における制御システムを概略的に示す電気的構成図

【図2】第１実施形態における異常検出時の処理を概略的に示すフローチャート

【図3】第１実施形態におけるＡＦＲ端子及びＡＦＣ端子の正常／地絡時の動作の説明図

【図4】第２実施形態における酸素センサ異常検出システムを概略的に示す電気的構成図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、ガスセンサ端子異常検出装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態では、各実施形態で同一又は類似に構成には同一又は類似の符号を付して説明を省略することがある。

【0010】

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図３を参照しながら説明する。図１に示すように、制御システム１０１は、マイコン１０及び制御ＩＣ２０を備えた電子制御装置１０２を主体として構成される。電子制御装置１０２はガスセンサ端子異常検出装置として構成される。制御システム１０１は、電子制御装置１０２の他、燃料噴射系回路４０、ダイアグ表示回路５０を車両内に接続して構成される。制御ＩＣ２０にはガスセンサとして酸素センサ６０が接続されている。

【0011】

酸素センサ６０は、理論空燃比と比べて空気に対する燃料の割合が少ないリーンの状態、理論空燃比と比べて空気に対する燃料の割合が多いリッチの状態を検出する空燃比センサとして用いられる。酸素センサ６０は、空燃比センサ以外にも酸素濃度を求める種々の用途として用いることができる。

【0012】

酸素センサ６０は、ジルコニアなどにより構成される固体電解質層、多孔質のセラミックなどによる拡散抵抗層、固体電解質層を挟んだアノード電極／カソード電極を備えている。酸素センサ６０は、排気ガス中における酸素ガスの存在の有無や、酸素ガスの濃度を検知するためのセンサ素子である。排気ガスは一般に化石燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関から発生し、化石燃料としては例えばガソリン、軽油、灯油、天然ガスなどがある。排気側のアノード電極には排気が供給され、カソード電極には大気が供給される。

【0013】

固体電解質層は、排気やヒータにより加熱された状態において、イオン化されて通過した酸素の量に応じて電流を流す。空燃比が理論空燃比よりもリーンな場合、アノード電極からカソード電極に移動する酸素量はアノード電極に供給される排気に残留した酸素の濃度にしたがって変化する。また空燃比が理論空燃比よりもリッチな場合、カソード電極からアノード電極に移動する酸素量は、排気中の未燃ガスの濃度に従う。この結果、酸素センサ６０は、排気中の酸素濃度および未燃ガス濃度に基づく大きさの限界電流を出力する。

【0014】

排気やヒータによる加熱が停止した状態では、酸素センサ６０は低温状態に晒されることとなる。酸素センサ６０が低温状態になると固体電解質層を通過する酸素の移動速度が低下する。酸素の移動速度の低下に伴い通電電流の最大値が減少する。例えば、５００～６００℃以上の温度においては限界電流まで電流を流す活性状態となる。逆に、活性状態となる温度未満においては、電流の減少により限界電流まで電流の流れない非活性状態となる。また酸素の移動速度低下に伴い酸素センサ６０のインピーダンスが増大する。

【0015】

酸素センサ６０のカソード電極側にはコンデンサ６１が接続されており、酸素センサ６０のアノード電極側にはコンデンサ６２及び抵抗６３が並列接続されている。これにより印加電圧の安定化が図られている。

【0016】

マイコン１０は、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコントローラであり、制御ＩＣ２０に指令することで当該制御ＩＣ２０から酸素センサ６０に掃引電圧を印加し、制御ＩＣ２０を通じて酸素センサ６０のセンサ信号を受信する。

【0017】

制御ＩＣ２０は、酸素センサ６０のカソード電極に接続されるＡＦＣ端子Ｔｍと共に、酸素センサ６０のアノード電極に接続されるＡＦＲ端子Ｔｐを備えた半導体装置により構成される。ＡＦＲ端子Ｔｐ及びＡＦＣ端子Ｔｍは、酸素センサ６０に掃引電圧を印加したときに酸素センサ６０の端子間電圧又は通電電流をセンサ信号として取得するために設けられる。電子制御装置１０２は、ＡＦＲ端子Ｔｐ、ＡＦＣ端子Ｔｍの短絡異常を検出するガスセンサ端子異常検出装置としての機能を備える。

【0018】

制御ＩＣ２０は、制御部２１と、所定電圧印加回路２３と、テスト電圧印加部としてのテスト電圧印加回路２４と、電流検出回路２５と、電流電圧検出切替スイッチ２６と、電流電圧検出回路２７と、端子電圧検出回路２８と、掃引電圧印加回路３０と、を備える。制御部２１は、メモリ２１ａを備えた所定のデジタル回路により構成される。

【0019】

所定電圧印加回路２３は、ＡＦＣ端子Ｔｍに対し所定電圧Ｖ０を印加して酸素センサ６０を通常動作可能にする回路である。所定電圧印加回路２３は、ＤＡ変換器２３ａおよびバッファ２３ｂを備える。

【0020】

ＤＡ変換器２３ａは、制御部２１から指令デジタル値を入力しアナログ変換する。バッファ２３ｂは、ＤＡ変換器２３ａのアナログ出力をバッファして電流検出回路２５、ＡＦＣ端子Ｔｍを通じて所定電圧Ｖ０を酸素センサ６０のカソード電極に印加する。電流検出回路２５は、バッファ２３ｂとＡＦＣ端子Ｔｍとの間に直列接続された抵抗により構成される。

【0021】

テスト電圧印加回路２４は、ＡＦＲ端子Ｔｐの端子状態をテスト検出するときのみＡＦＲ端子Ｔｐに接続してテスト電圧ＶtestをＡＦＲ端子Ｔｐの状態検出用電圧として印加する回路である。テスト電圧印加回路２４は、ＤＡ変換器２４ａ、バッファ２４ｂ及びスイッチ２４ｃを備える。

【0022】

ＤＡ変換器２４ａは、制御部２１から指令デジタル値を入力しアナログ変換する。バッファ２４ｂはＤＡ変換器２４ａのアナログ出力をバッファしてスイッチ２４ｃ、ＡＦＲ端子Ｔｐを通じて酸素センサ６０のアノード電極にテスト電圧Ｖtestを印加する。なお、テスト電圧印加回路２４は、スイッチ２４ｃがオンにならない限りテスト電圧Ｖtestを状態検出用電圧としてＡＦＲ端子Ｔｐに印加することはない。スイッチ２４ｃは制御部２１によりオンオフ制御される。

【0023】

電流電圧検出切替スイッチ２６は、電流検出回路２５の検出電流を取得するか、ＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの端子間電圧を取得するか、を切り替えるスイッチである。電流電圧検出切替スイッチ２６は、制御部２１により切替制御可能になっている。

【0024】

電流電圧検出回路２７は、電流電圧検出切替スイッチ２６の切替検出信号を入力しデジタルデータに変換して制御部２１に出力する。電流電圧検出回路２７は、アンプ２７ａ及びＡＤ変換器２７ｂを備える。

【0025】

アンプ２７ａは、電流電圧検出切替スイッチ２６の切替検出信号を入力すると増幅する。ＡＤ変換器２７ｂは、アンプ２７ａの増幅出力を入力しＡＤ変換し制御部２１に出力する。これにより制御部２１は、電流電圧検出切替スイッチ２６を切替制御することで、電流検出回路２５の検出電流を取得したり、ＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの間の端子間電圧を取得したりできる。

【0026】

端子電圧検出回路２８は、ＡＦＣ端子Ｔｍの電圧、又は、ＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を個別に検出する回路である。端子電圧検出回路２８は、マルチプレクサ２８ａ及びＡＤ変換器２８ｂを備える。マルチプレクサ２８ａは、ＡＦＣ端子Ｔｍの電圧及びＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を入力し制御部２１の制御により何れか一方の電圧をＡＤ変換器２８ｂに出力する。ＡＤ変換器２８ｂは、マルチプレクサ２８ａの出力電圧を入力してデジタル変換し制御部２１に出力する。これにより制御部２１は、ＡＦＣ端子Ｔｍの電圧及びＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を個別に取得できる。

【0027】

掃引電圧印加回路３０は、通常動作時にＡＦＲ端子Ｔｐを通じて酸素センサ６０のアノード電極に掃引電圧を印加する回路である。掃引電圧印加回路３０は、ＤＡ変換器３０ａ及び掃引電圧生成部３０ｂを備える。ＤＡ変換器３０ａは、制御部２１から指令デジタル値を入力するとアナログ変換し掃引電圧生成部３０ｂに出力する。掃引電圧生成部３０ｂは、アナログ変換出力を入力すると当該出力値に基づく掃引電圧を生成し、ＡＦＲ端子Ｔｐを通じて酸素センサ６０のアノード電極に印加する。

【0028】

通常動作時には、所定電圧印加回路２３が、制御部２１から入力した指令デジタル値に応じて、ＡＦＣ端子Ｔｍを通じて酸素センサ６０のカソード電極に印加する。また掃引電圧生成部３０ｂが、ＡＦＲ端子Ｔｐを通じて酸素センサ６０のアノード電極に掃引電圧を印加する。このとき制御部２１は、電流電圧検出切替スイッチ２６を切替制御することでＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの端子間電圧、及び、電流検出回路２５の検出電流を取得する。

【0029】

マイコン１０は、制御部２１からこれらのデータをＩ／Ｆ２２を通じて受信すると、掃引電圧を印加したときの端子間電圧の電圧変化量ΔＶを、電流検出回路２５の検出電流の電流変化量ΔＩで除算した結果を酸素センサ６０のインピーダンスとして算出する。

【0030】

これにより通常動作時に酸素センサ６０の状態を検出できる。マイコン１０は、酸素センサ６０のインピーダンスを酸素センサ６０の温度状態と対応付けて検出し、当該酸素センサ６０を温度制御するためのヒータ（図示せず）の通電制御に用いることができる。またマイコン１０は、酸素センサ６０のインピーダンスを算出することで当該酸素センサ６０の劣化状態を検出できる。

【0031】

マイコン１０は、通常動作時に酸素センサ６０のセンサ信号を受信することで燃料と空気の割合を空燃比として求め、リーン状態であるかリッチ状態であるかを判断し、燃料噴射系回路４０へ燃料フィードバック制御を行う。これにより、排ガス浄化制御、ドライバビリティを確保した制御を実行できる。またマイコン１０は、ＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの正常／短絡の異常判定処理を実行する。この際、マイコン１０は、ＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの異常判定値の記憶、検出、判定を行う。

【0032】

マイコン１０は、テスト電圧印加回路２４により状態検出用電圧を印加することに基づいてＡＦＲ端子Ｔｐの正常／地絡を判定するＡＦＲ地絡判定部１０ａとしての機能を実現する。またマイコン１０は、ＡＦＣ端子Ｔｐが地絡したか否かを判定するＡＦＣ地絡判定部１０ｂとしての機能を実現する。

【0033】

ＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの正常／短絡の異常判定する際の動作について図２及び図３を参照しながら説明する。図２に示すＳ０の通常動作時において、マイコン１０は、酸素センサ６０の状態を検出し空燃比を算出し、燃料噴射系回路４０に対する燃料のフィードバック制御を行っている。この間、酸素センサ６０のインピーダンスを算出するため、所定電圧印加回路２３は所定電圧をＡＦＣ端子Ｔｍに出力し続け、掃引電圧生成部３０ｂはＡＦＲ端子Ｔｐに掃引電圧を印加している。

【0034】

例えば、あるタイミングで異常判定するときには、制御部２１は掃引電圧印加回路３０への指令デジタル値の出力を停止し、Ｓ１において掃引電圧生成部３０ｂから掃引電圧の出力を停止させる。なお、所定電圧印加回路２３は所定電圧を出力し続けている。

【0035】

所定電圧が電流検出回路２５を通じてＡＦＣ端子Ｔｍに印加されている状態において、制御部２１は、Ｓ２において端子電圧検出回路２８を通じてＡＦＣ端子Ｔｍの電圧を検出する。制御部２１は、Ｓ３においてＡＦＣ端子Ｔｍが地絡しているか否かを判定する。制御部２１は、ＡＦＣ端子Ｔｍの電圧ＶがＡＦＣ用閾値Ｖｍより大きいか否かを判定し、ＡＦＣ用閾値Ｖｍより大きければ、Ｓ５においてＡＦＣ端子Ｔｍが地絡しておらず正常判定する。そして制御部２１は、ＡＦＣ端子Ｔｍが正常であることをメモリ２１ａに記憶させる。ＡＦＣ端子Ｔｍが正常である場合にはＳ７に移行するが、この際の動作は後述する。

【0036】

逆に、Ｓ３においてＡＦＣ端子Ｔｍの電圧がＡＦＣ用閾値Ｖｍ以下となっていれば、Ｓ４においてＡＦＣ端子Ｔｍが地絡しており異常と判定する。このとき制御部２１は、ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡していることをメモリ２１ａに記憶させる。

【0037】

＜ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡判定された場合＞
ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡判定された場合には、制御部２１は、Ｓ６において検出モードを変更しテスト電圧印加回路２４のスイッチ２４ｃをオフからオンに切り替える。そして制御部２１は、ＤＡ変換器２４ａに指令デジタル値を出力することでＡＦＲ端子Ｔｐにテスト電圧Ｖtestを印加する。

【0038】

なお、ＡＦＣ端子Ｔｍが正常であると判定した（Ｓ５）後においてもＳ６の処理を続けて実行してもよいが、制御部２１はＡＦＣ端子Ｔｍが地絡判定されたときのみＡＦＲ端子Ｔｐに状態検出用電圧をテスト電圧印加回路２４から印加することが望ましい。これは、ＡＦＣ端子Ｔｍが正常判定された時（Ｓ５）に、Ｓ６において状態検出用のテスト電圧Ｖtestを印加しても得られる効果、本願に係る効果が得られないためである。ＡＦＣ端子Ｔｍが正常であると判定すれば、Ｓ６の処理を省いてＳ７の処理に移行するとよい。この場合、不要な動作、ここではＳ６の処理を省くことができ検出速度を上げることができる。

【0039】

また酸素センサ６０のブラックニング発生電圧ＶＬ以下に予め設定されたテスト電圧Ｖtestをテスト電圧印加回路２４からＡＦＲ端子Ｔｐの状態検出用電圧として設定して印加することが望ましい。テスト電圧Ｖtestはブラックニングを原因としたセンサ破壊を回避できる電圧とすることが望ましい。ブラックニングは、固体電解質層を介して電極反応が生じている状態であり、固体電解質層に酸素不足が生じて固体電解質体中の金属酸化物が還元される現象である。ブラックニングが生じると、固体電解質体の特性であるイオン伝導性が劣化し、ポンピング性能が低下する。通常１．６Ｖ以上に上がると還元作用によりブラックニングを発生させてしまうという悪影響を生じる虞がある。ここでは、テスト電圧Ｖtestをブラックニング発生電圧ＶＬ未満の電圧に設定して、ＡＦＲ端子Ｔｐの状態検出用電圧として設定して印加する。これによりブラックニング発生を防止できる。通常の定義のブラックニング発生電圧ＶＬはセンサ端子間Ｔｍ－Ｔｐの電圧であるが、ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡している前提でグランド基準電圧とみなして比較している。またブラックニング発生電圧ＶＬ以外の比較対象電圧（所定電圧Ｖ０、テスト電圧Ｖtest、ＡＦＲ用閾値ＶＴ）は全てグランド基準の電圧である。

【0040】

そして制御部２１は、Ｓ７においてＡＦＲ端子Ｔｐにテスト電圧Ｖtestが印加された状態でＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を取得する。制御部２１は、ＡＦＲ端子Ｔｐの電圧がＡＦＲ用閾値ＶＴより大きいか否かを判定する。ＡＦＲ用閾値ＶＴは、所定電圧Ｖ０未満で且つブラックニング発生電圧ＶＬ未満、さらにテスト電圧Ｖtest未満の電圧に予め設定されている。ＡＦＲ端子Ｔｐが地絡していなければ、ＡＦＲ端子Ｔｐの電圧は原理的にテスト電圧Ｖtestに保持される。このため、ＡＦＲ端子Ｔｐの電圧がＡＦＲ用閾値ＶＴより大きければ、制御部２１はＳ１０においてＡＦＲ端子Ｔｐが地絡しておらず正常と判定する。そして制御部２１はＡＦＲ端子Ｔｐが正常であることをメモリ２１ａに記憶させる。

【0041】

逆に、Ｓ８においてＡＦＲ端子Ｔｐの電圧がＡＦＲ用閾値ＶＴ以下となっていれば、Ｓ９においてＡＦＲ端子Ｔｐが地絡しており異常と判定する。このとき制御部２１は、ＡＦＲ端子Ｔｐが地絡していることをメモリ２１ａに記憶させる。その後、制御部２１はメモリ２１ａに記憶された異常判定内容をマイコン１０にＩ／Ｆ２２を通じて送信する。マイコン１０は、この異常判定内容を受信すると、Ｓ１１においてこの判定内容に基づいてソフト制御を実行する。

【0042】

＜ＡＦＣ端子Ｔｍが正常判定された場合＞
仮にＳ５においてＡＦＣ端子Ｔｍが正常判定された場合、制御部２１はＳ７に移行しＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を取得し、Ｓ８においてＡＦＲ端子Ｔｐの地絡判定を行う。このとき、制御部２１は、Ｓ８においてＡＦＲ端子Ｔｐの電圧が閾値ＶＴを超えているか否かを判定する。ＡＦＲ端子Ｔｐが地絡していれば、Ｓ９において地絡判定すると共にメモリ２１ａにその旨を記憶させる。ＡＦＲ端子Ｔｐが地絡していなければ、Ｓ１０において正常判定すると共にメモリ２１ａにその旨を記憶させる。この場合、前述のテスト電圧ＶtestをＡＦＲ端子Ｔｐに印加することなく判定できる。その後、制御部２１はメモリ２１ａに記憶された異常判定内容をマイコン１０にＩ／Ｆ２２を通じて送信する。マイコン１０は、この異常判定内容を受信すると、Ｓ１１においてこの判定内容に基づいてソフト制御を実行する。

【0043】

図３には、それぞれのＡＦＣ端子Ｔｍ、ＡＦＲ端子Ｔｐが正常／地絡である際の処理動作をまとめて示している。ＡＦＣ端子Ｔｍ及びＡＦＲ端子Ｔｐの両端子共に正常な場合、マイコン１０は、ダイアグ表示指令も行うことなくフェールセーフ制御も行うことはない。

【0044】

ＡＦＣ端子Ｔｍが正常と判定されているときでも、ＡＦＲ端子Ｔｐのみが地絡異常である場合にはＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を０Ｖと検出する。このため、マイコン１０は強制的にＡＦＲ端子Ｔｐの地絡異常と判定する。地絡異常と判定されているため、マイコン１０はダイアグ表示回路５０へダイアグ表示を行うと共に通常動作時の燃料フィードバック制御を停止しつつフェールセーフ制御も実施する。

【0045】

マイコン１０は、フェールセーフ制御においてリンプホームモードへ変更を行い、燃料噴射系回路４０にリンプホームを実行する旨の制御要求を行う。リンプホームモードでは、フィードバック制御を停止することから車両の機能の一部が制限される。リンプホームモードでは、燃料噴射系回路４０が低速走行制御することで内燃機関やその他の部品の損傷を抑えつつ、車両乗員を安全に帰宅させることができる。

【0046】

また、ＡＦＣ端子Ｔｍ、ＡＦＲ端子Ｔｐ共に地絡異常と判定された場合、マイコン１０はＡＦＣ端子Ｔｍ、ＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を共に０Ｖと検出する。この場合も同様に、マイコン１０は強制的にＡＦＣ端子Ｔｍ、ＡＦＲ端子Ｔｐを地絡異常と判定する。地絡異常と判定されているため、マイコン１０はダイアグ表示回路５０へダイアグ表示を行うと共に通常動作時の燃料フィードバック制御を停止しつつ、フェールセーフ制御も実施する。

【0047】

マイコン１０は、フェールセーフ制御においてリンプホームモードへ変更を行い、燃料噴射系回路４０にリンプホームを実行する旨の制御要求を行う。フィードバック制御を停止することから車両の機能の一部が制限される。リンプホームモードでは、燃料噴射系回路４０が低速走行制御することで内燃機関やその他の部品の損傷を抑えつつ、車両乗員を安全に帰宅させることができる。

【0048】

またＡＦＲ端子Ｔｐが地絡していないにも拘わらず、ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡異常を生じている場合、マイコン１０はＡＦＣ端子Ｔｍの電圧を０Ｖと検出する。しかし、制御部２１は、ＡＦＲ端子Ｔｐの電圧を閾値ＶＴと比較しているため、従来回路のようにＡＦＲ端子Ｔｐを地絡と誤判断することなく正常と判定できる。したがって、マイコン１０は、リンプホームモードへ変更を行うことなく、酸素センサ６０から得られた結果に基づいて、空燃比のリーン／リッチによる燃料フィードバック制御を継続できる。

【0049】

すなわち、ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡、且つ、ＡＦＲ端子Ｔｐが正常と判定されたときには、マイコン１０及び燃料噴射系回路４０はフェールセーフ制御を実施しない。制御部２１がＡＦＲ端子Ｔｐを正常と判定しているものの、ＡＦＣ端子Ｔｍを地絡異常と判定しているため、マイコン１０は、ダイアグ表示回路５０にダイアグ出力することで外部に警告する。

【0050】

これにより、ＡＦＣ端子Ｔｍの地絡異常に係るダイアグ出力を行いながらフェールセーフ制御を実施しないという選択もできるようになる。このため、フェールセーフ制御を実施しない場合には、通常動作時と同様の制御、すなわち排ガス浄化制御、ドライバビリティを確保した制御を実行できる。

【0051】

＜まとめ＞
本実施形態によれば、ＡＦＲ端子Ｔｐに対しスイッチ２４ｃを介してテスト電圧Ｖtestを印加するテスト電圧印加回路２４を設けている。このように構成することで、ＡＦＲ端子Ｔｐが地絡しているか否かを判別できる。この際、ＡＦＣ端子Ｔｍが地絡と判定された状態においても、ＡＦＲ端子Ｔｐの正常時に正常判定可能なテスト電圧Ｖtestを印加できる。この結果、ＡＦＲ端子Ｔｐを単独で正常／地絡判別でき、従来回路では判別できなかったＡＦＣ端子Ｔｍの地絡状態、且つ、ＡＦＲ端子Ｔｐの正常状態を検出できる。

【0052】

本実施形態のように、ＡＦＲ端子Ｔｐの側を単独で正常／地絡を判別できるようになれば、正しく燃料フィードバック制御して着火性を確保できる。しかも、ダイアグ表示できるようになり、リンプホームモード中であっても、排ガス浄化やドライバビリティの性能向上を図ることができる。これにより、リッチ／リーン制御にできるようになることから車両制御の自由度を向上できる。このため、車両制御の自由度を高く保ちながら外部に対して警告を報知できる。

【0053】

（第２実施形態）
第２実施形態について図４を参照しながら説明する。図４に示す制御システム２０１は電子制御装置２０２を備えている。電子制御装置２０２は、マイコン１０及び制御ＩＣ２２０を備える。制御ＩＣ２２０にはテスト電圧印加回路２４が設けられていない。制御ＩＣ２２０は、テスト電圧印加回路２４の代わりに切替スイッチ２９を備えている。

【0054】

第１実施形態でも示したように、所定電圧印加回路２３はＡＦＣ端子Ｔｍへ印加する所定電圧Ｖ０を生成する。切替スイッチ２９は、所定電圧印加回路２３の出力と、電流検出回路２５とＡＦＲ端子Ｔｐとの間に接続されており、所定電圧印加回路２３の出力をＡＦＣ端子ＴｍにもＡＦＲ端子Ｔｐにも供給切替可能にしている。制御ＩＣ２２０のその他の構成は制御ＩＣ２０と同様であるため説明を省略する。

【0055】

第１実施形態では、テスト電圧印加回路２４がテスト電圧ＶtestをＡＦＲ端子Ｔｐに印加していた。本実施形態では、これに代えて、制御部２１が、切替スイッチ２９をＡＦＲ端子Ｔｐの側に切り替えてテスト電圧Ｖtestを、所定電圧印加回路２３を通じてＡＦＲ端子Ｔｐに印加する。このとき所定電圧印加回路２３及び切替スイッチ２９が「テスト電圧印加部」としての機能を実現することとなる。

【0056】

これにより、第１実施形態と同様にＡＦＲ端子Ｔｐの正常／短絡の異常を判定できる。本実施形態によれば、制御ＩＣ２２０の中で所定電圧Ｖ０を印加する回路とテスト電圧Ｖtestの印加回路を一つにまとめることができるようになり、コストダウンできる。

【0057】

本開示に記載の電子制御装置１０２、２０２及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の電子制御装置１０２、２０２及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

【0058】

もしくは、本開示に記載の電子制御装置１０２、２０２及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0059】

つまりプロセッサ等が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供できる。たとえばプロセッサが備える機能の一部または全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、ひとつ以上のＩＣなどを用いて実現する態様が含まれる。

【0060】

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0061】

図面中、１０はマイコン、１０ａはＡＦＲ地絡判定部、１０ｂはＡＦＣ地絡判定部、１０２、２０２は電子制御装置（ガスセンサ端子異常検出装置）、２３は所定電圧印加回路（テスト電圧印加部）、２４はテスト電圧印加回路（テスト電圧印加部）、２９は切替スイッチ（テスト電圧印加部）を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】