CN105339637A - 内燃机的诊断装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机具备排气净化催化剂(20)和配置在该排气净化催化剂的下游侧的空燃比传感器(41)，执行使燃料供给停止或者减少的燃料削减控制以及在燃料削减控制结束后将排气空燃比控制成浓空燃比的恢复后浓控制。诊断装置基于从空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后输出空燃比最初通过比理论空燃比稀的第一空燃比区域X和包含理论空燃比的第二空燃比区域Y时的第一空燃比变化特性和第二空燃比变化特性。在诊断装置中，基于第一空燃比变化特性和第二空燃比变化特性来诊断空燃比传感器的异常。由此，既能够抑制排气净化催化剂的状态的变化的影响，又能够准确地诊断下游侧空燃比传感器的响应性劣化的异常。

Description

内燃机的诊断装置
技术领域
本发明涉及内燃机的诊断装置。
背景技术
以往以来，已知在内燃机的排气通路设置空燃比传感器、且构成为基于该空燃比传感器的输出来控制向内燃机供给的燃料量的内燃机。
这样的内燃机中所使用的空燃比传感器会伴随着使用而逐渐劣化。作为这样的劣化，例如，能够举出空燃比传感器的响应性劣化。空燃比传感器的响应性劣化会因设置在用于防止传感器元件沾上水的传感器罩上的通气孔被颗粒物质(PM)局部堵塞等而产生。若通气孔像这样被局部堵塞，则传感器罩的内侧与外侧之间的气体交换会变慢，其结果，空燃比传感器的输出变迟钝。若产生这样的空燃比传感器的劣化，则会给内燃机的控制装置所执行的各种控制带来障碍。
于是，提出了诊断空燃比传感器的劣化的诊断装置(例如，参照专利文献1～5)。作为这样的诊断装置，例如，提出了如下的诊断装置：使目标空燃比阶跃性地变化，并且，检测伴随于此而空燃比传感器的输出值达到第1预定值为止的第1响应时间和达到比第1预定值大的第2预定值为止的第2响应时间，基于第1响应时间和第2响应时间这两者来判定空燃比传感器的劣化(例如，专利文献1)。在此，作为空燃比传感器的劣化模式，除了响应时间延迟的响应性劣化之外，还存在响应本身增减的增益劣化。相对于此，根据专利文献1所述的诊断装置，通过基于第1响应时间和第2响应时间这两者来判定空燃比传感器的劣化，能够准确地确定是因两种劣化模式中的哪一种而产生了空燃比传感器的劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-192093号公报
专利文献2：日本特开2004-225684号公报
专利文献3：日本特开2001-242126号公报
专利文献4：日本特开2010-007534号公报
专利文献5：日本特开2011-106415号公报
发明内容
发明要解决的课题
空燃比传感器的响应性劣化的诊断通过使从内燃机排出的排气的空燃比呈阶跃状变化并检测空燃比传感器对该阶跃状的变化的响应性来进行。并且，使从内燃机排出的排气的空燃比呈阶跃状变化的幅度越大，则响应性劣化的诊断精度越高。
在此，在执行使向燃烧室的燃料供给停止或大幅减少的燃料削减控制时，从排气净化催化剂流出的排气的空燃比变得比理论空燃比稀，其稀的程度极大。因此，在燃料削减控制刚开始后或者燃料削减控制刚结束后，从内燃机排出的排气的空燃比大幅地呈阶跃状变化。因此，在燃料削减控制刚开始后或者燃料削减控制刚结束后，能够进行高精度的响应性劣化诊断。
另一方面，在基于空燃比传感器的输出来控制燃料量的内燃机中，在排气净化催化剂的下游侧设置空燃比传感器的情况也较多。在这样的情况下，从内燃机排出的排气通过排气净化催化剂而到达下游侧的空燃比传感器。因此，在排气净化催化剂具有氧吸藏能力那样的情况下，到达下游侧的空燃比传感器的排气的空燃比不仅根据从内燃机排出的排气而变化，还根据排气净化催化剂的氧吸藏能力、氧吸藏量等而变化。
因此，在如上述那样为了进行响应性劣化诊断而使从内燃机排出的排气的空燃比呈阶跃状大幅地变化时，存在下游侧空燃比传感器的输出根据排气净化催化剂的状态而变化的情况。在这样的情况下，即使下游侧空燃比传感器的实际的响应性一定，若排气净化催化剂的状态变化，则下游侧空燃比传感器的输出也会伴随于此而变化。
相对于此，例如，若在燃料削减控制刚结束之后进行响应性劣化诊断，则能够在掌握了排气净化催化剂中的氧吸藏量的状态下进行诊断。因此，能够减少排气净化催化剂的状态对下游侧空燃比传感器的输出的影响，其结果，能够提高下游侧空燃比传感器的响应性劣化的诊断精度。
然而，即使像这样在燃料削减控制刚结束之后进行响应性劣化诊断，下游侧空燃比传感器的输出也仍会根据排气净化催化剂的状态而变化。并且，若像这样下游侧空燃比传感器的输出根据排气净化催化剂的状态而变化，则会变得无法准确地诊断下游侧空燃比传感器的响应性劣化。
于是，鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种既能够抑制排气净化催化剂的状态的变化的影响、又能够准确地诊断下游侧空燃比传感器的响应性劣化的异常的内燃机的诊断装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述问题，在第1发明中，提供一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备：排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，所述诊断装置具备：第一变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过第一空燃比区域时的第一空燃比变化特性，所述第一空燃比区域是在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域；第二变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过第二空燃比区域时的第二空燃比变化特性，所述第二空燃比区域是包含理论空燃比且与所述第一空燃比区域不同的空燃比区域；以及异常诊断单元，其基于由所述第一变化特性算出单元算出的第一空燃比变化特性和由所述第二变化特性算出单元算出的第二空燃比变化特性，诊断所述空燃比传感器的异常。
在第2发明中，是在第1发明的基础上，所述异常诊断单元，基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比变化特性而算出修正空燃比变化特性，并且基于该修正空燃比变化特性来诊断所述空燃比传感器的异常。
在第3发明中，是在第2发明的基础上，所述第一空燃比变化特性是第一空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第一空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比变化速度而算出的修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
在第4发明中，是在第3发明的基础上，所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在算出所述修正空燃比变化速度时，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比变化速度越慢的方式，补正所述第一空燃比变化速度。
在第5发明中，是在第2发明的基础上，所述第一空燃比变化特性是对所述空燃比传感器的输出空燃比处于所述第一空燃比区域内时的该输出空燃比进行累计而得到的第一空燃比累计值，所述异常诊断单元，在基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比累计值而算出的修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
在第6发明中，是在第5发明的基础上，所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在算出所述修正空燃比累计值时，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比累计值越大的方式，补正所述第一空燃比累计值。
在第7发明中，是在第4或第6发明的基础上，所述第二空燃比区域是比理论空燃比稀的第二区域上限空燃比与比理论空燃比靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域。
在第8发明中，是在第7发明的基础上，所述异常诊断单元，在从所述空燃比传感器的输出空燃比进入所述第二空燃比区域起经过了一定时间以上时，不执行基于所述第二空燃比变化速度的对第一空燃比变化速度或第一空燃比累计值的补正。
在第9发明中，是在第1～第8发明中任一发明的基础上，所述空燃比传感器是在通过该空燃比传感器的排气的空燃比处于预定空燃比区域内时输出界限电流的界限电流式空燃比传感器，所述第一空燃比区域和所述第二空燃比区域在所述空燃比传感器产生界限电流的所述预定空燃比区域内。
在第10发明中，是在第1～第9发明中任一发明的基础上，所述第一空燃比区域是第一区域上限空燃比与比该第一区域上限空燃比靠浓侧的第一区域下限空燃比之间的区域，所述第二空燃比区域是第二区域上限空燃比与比该第二区域上限空燃比靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域，所述第二区域上限空燃比为所述第一区域下限空燃比以下。
在第11发明中，是在第1～第10发明中任一发明的基础上，所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在判定为了所述第二空燃比变化速度比催化剂异常判定变化速度快的情况下，判定为所述排气净化催化剂劣化。
为了解决上述课题，在第12发明中，提供一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备：排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，所述诊断装置具备：变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域时的空燃比变化特性；收敛空燃比检测单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，检测在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比的变化速度成为了基准速度以下时的输出空燃比，来作为收敛输出空燃比；以及异常诊断单元，其基于由所述变化特性算出单元算出的空燃比变化特性和由所述收敛空燃比检测单元检测出的收敛输出空燃比，诊断所述空燃比传感器的异常。
在第13发明中，是在第12发明的基础上，所述异常诊断单元，在由所述收敛空燃比检测单元检测出的收敛输出空燃比为浓空燃比的情况下，补正所述空燃比变化特性而算出修正空燃比变化特性，并且基于该修正空燃比变化特性来诊断所述空燃比传感器的异常。
在第14发明中，是在第13发明的基础上，所述空燃比变化特性是空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在补正所述空燃比变化速度而算出的修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
在第15发明中，是在第13发明的基础上，所述空燃比变化特性是对所述空燃比传感器的输出空燃比处于所述空燃比区域内时的该输出空燃比进行累计而得到的空燃比累计值，所述异常诊断单元，在补正所述空燃比累计值而算出的修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
在第16发明中，是在第12～第15发明中任一发明的基础上，所述恢复后浓控制在所述空燃比传感器的输出空燃比成为了结束判定空燃比以下时结束，所述结束判定空燃比是比理论空燃比浓的空燃比，在由所述收敛空燃比检测单元检测收敛输出空燃比时，在所述燃料削减控制结束后，即使所述空燃比传感器的输出空燃比达到所述结束判定空燃比，也使所述恢复后浓控制继续，直到所述空燃比传感器的输出空燃比的变化速度成为基准速度。
在第17发明中，是在第16发明的基础上，在不由所述异常诊断单元进行判定时，所述收敛空燃比检测单元不进行收敛输出空燃比的检测，在所述燃料削减控制结束后，即使所述空燃比传感器的输出空燃比的变化速度没有成为基准速度，若所述空燃比传感器的输出空燃比达到了所述结束判定空燃比，则也结束恢复后浓控制。
为了解决上述课题，在第18发明中，提供一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备：排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，所述诊断装置具备：第一变化速度算出单元，其基于从空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后空燃比传感器的输出空燃比最初通过第一空燃比区域时的变化速度即第一空燃比变化速度，所述第一空燃比区域是在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域；第二变化速度算出单元，其基于从空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后空燃比传感器的输出空燃比最初通过与所述第一空燃比区域不同的第二空燃比区域时的变化速度即第二空燃比变化速度；以及异常诊断单元，其基于修正空燃比变化速度来诊断所述空燃比传感器的异常，所述修正空燃比变化速度是基于由所述第二变化速度算出单元算出的第二空燃比变化速度来补正由所述第一变化速度算出单元算出的第一空燃比变化速度而算出的速度；所述异常诊断单元，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比变化速度越慢的方式补正所述第一空燃比变化速度，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在基于所述第二空燃比变化速度而补正后的第一空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
在第19发明中，是在第1～第18发明中任一发明的基础上，在所述空燃比传感器的异常诊断中，在判定为了所述空燃比传感器存在异常时，点亮警告灯。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种既能够抑制排气净化催化剂的状态的变化的影响、又能够准确地诊断下游侧空燃比传感器的响应性劣化的异常的内燃机的诊断装置。
附图说明
图1是概略地示出使用本发明的诊断装置的内燃机的图。
图2是空燃比传感器的概略剖视图。
图3是示出各排气空燃比下的传感器施加电压与输出电流的关系的图。
图4是示出将施加电压设为恒定时的排气空燃比与输出电流I的关系的图。
图5是上游侧输出空燃比和下游侧输出空燃比等的、燃料削减控制前后的时间图。
图6是上游侧输出空燃比和下游侧输出空燃比等的、燃料削减控制前后的时间图。
图7是上游侧输出空燃比和下游侧输出空燃比等的、燃料削减控制前后的时间图。
图8是示出第二空燃比变化时间与补正值的关系的图。
图9是示出第二空燃比变化时间与补正系数的关系的图。
图10是示出变化时间算出控制的控制例程的流程图。
图11是示出异常诊断控制的控制例程的流程图。
图12是上游侧输出空燃比和下游侧输出空燃比等的、燃料削减控制前后的时间图。
图13是上游侧输出空燃比和下游侧输出空燃比等的、燃料削减控制前后的时间图。
图14是示出下游侧空燃比传感器的输出空燃比最初收敛时的时间图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的内燃机的诊断装置进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注同一参照编号。图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式的诊断装置的内燃机的图。
<内燃机整体的说明>
参照图1，1表示内燃机本体，2表示汽缸体，3表示在汽缸体2内往复运动的活塞，4表示固定在汽缸体2上的汽缸盖，5表示形成在活塞3与汽缸盖4之间的燃烧室，6表示进气门，7表示进气口，8表示排气门，9表示排气口。进气门6对进气口7进行开闭，排气门8对排气口9进行开闭。
如图1所示，在汽缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在汽缸盖4的内壁面周边部配置有燃料喷射阀11。火花塞10构成为根据点火信号而产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号而向燃烧室5内喷射预定量的燃料。此外，燃料喷射阀11也可以配置成向进气口7内喷射燃料。另外，在本实施方式中，作为燃料使用理论空燃比为14.6的汽油。然而，在使用本发明的诊断装置的内燃机中，也可以使用其他燃料。
各汽缸的进气口7分别经由对应的进气枝管13连结于缓冲罐14，缓冲罐14经由进气管15而连结于空气滤清器16。进气口7、进气枝管13、缓冲罐14以及进气管15形成进气通路。另外，在进气管15内配置有由节气门驱动致动器17驱动的节气门18。通过节气门驱动致动器17使节气门18转动，能够变更进气通路的开口面积。
另一方面，各汽缸的排气口9连结于排气歧管19。排气歧管19具有连结于各排气口9的多个枝部和由这些枝部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部连结于内置有上游侧排气净化催化剂20的上游侧壳体21。上游侧壳体21经由排气管22而连结于内置有下游侧排气净化催化剂24的下游侧壳体23。排气口9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22以及下游侧壳体23形成排气通路。
电子控制单元(ECU)31包括数字计算机，具备经由双向总线32而彼此连接的RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微型处理器)35、输入端口36以及输出端口37。在进气管15配置有用于检测在进气管15内流动的空气流量的空气流量计39，该空气流量计39的输出经由对应的AD变换器38而输入到输入端口36。另外，在排气歧管19的集合部配置有用于检测在排气歧管19内流动的排气(即流入上游侧排气净化催化剂20的排气)的空燃比的上游侧空燃比传感器40。除此之外，在排气管22内配置有用于检测在排气管22内流动的排气(即从上游侧排气净化催化剂20流出而流入下游侧排气净化催化剂24的排气)的空燃比的下游侧空燃比传感器41。这些空燃比传感器40、41的输出也经由对应的AD变换器38而输入到输入端口36。此外，将在后描述这些空燃比传感器40、41的构成。
另外，加速器踏板42连接有产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器43，负荷传感器43的输出电压经由对应的AD变换器38而输入到输入端口36。曲轴角传感器44例如在曲轴每旋转15度时产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口36。在CPU35中，根据该曲轴角传感器44的输出脉冲来计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由对应的驱动电路45而与火花塞10、燃料喷射阀11以及节气门驱动致动器17连接。
<排气净化催化剂的说明>
上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24具有同样的构成。以下，仅对上游侧排气净化催化剂20进行说明，但下游侧排气净化催化剂24也具有同样的构成和作用。
上游侧排气净化催化剂20是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体而言，上游侧排气净化催化剂20是在包括陶瓷的载体上担载具有催化作用的贵金属(例如，铂(Pt))和具有氧吸藏能力的物质(例如，氧化铈(CeO2))的催化剂。上游侧排气净化催化剂20在达到预定的活性温度时，除了发挥同时净化未燃气体(HC、CO等)和氮氧化物(NOx)的催化作用之外，还发挥氧吸藏能力。
根据上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力，上游侧排气净化催化剂20在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比比理论空燃比稀(以下，称作“稀空燃比”)时吸藏排气中的氧。另一方面，上游侧排气净化催化剂20在流入的排气的空燃比比理论空燃比浓(以下，称作“浓空燃比”)时，释放吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧。此外，“排气的空燃比”是指在生成该排气之前供给的燃料的质量相对于空气的质量的比率，通常是指在生成该排气时被供给至燃烧室5内的燃料的质量相对于空气的质量的比率。在本说明书中，有时也将排气的空燃比称作“排气空燃比”。
上游侧排气净化催化剂20通过具有催化作用和氧吸藏能力，从而具有根据氧吸藏量来净化NOx和未燃气体的净化作用。在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为稀空燃比的情况下，在氧吸藏量少时由上游侧排气净化催化剂20吸藏排气中的氧，伴随于此而NOx被还原净化。但是，氧吸藏能力存在极限，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量超过上限吸藏量，则上游侧排气净化催化剂20几乎不会再吸藏氧。在该情况下，若流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为稀空燃比，则从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比也会是稀空燃比。
另一方面，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为浓空燃比的情况下，在氧吸藏量多时释放吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧，排气中的未燃气体被氧化净化。但是，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量变少而低于下限吸藏量，则几乎不会再从上游侧排气净化催化剂20释放氧。在该情况下，若流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为浓空燃比，则从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比也会是浓空燃比。
如上所述，根据在本实施方式中所使用的排气净化催化剂20、24，排气中的NOx和未燃气体的净化特性根据流入排气净化催化剂的排气的空燃比和氧吸藏量而变化。此外，只要具有催化作用和氧吸藏能力，则排气净化催化剂20、24就也可以是与三元催化剂不同的催化剂。
<空燃比传感器的说明>
在本实施方式中，作为空燃比传感器40、41，使用界限电流式的空燃比传感器。使用图2，对空燃比传感器40、41的构造进行简单说明。空燃比传感器40、41具备：固体电解质层51、配置于其一侧面上的排气侧电极52、配置于另一侧面上的大气侧电极53、进行对通过的排气的扩散限速的扩散限速层54、保护扩散限速层54的保护层55以及进行空燃比传感器40、41的加热的加热部56。
固体电解质层51由将CaO、MgO、Y2O3、Yb2O3等作为稳定剂分配给ZrO2(氧化锆)、HfO2、ThO2、Bi2O3等而成的氧离子传导性氧化物的烧结体形成。另外，扩散限速层54由氧化铝、氧化镁、石英(日文：けい石質)、尖晶石、莫来石等耐热性无机物质的多孔质烧结体形成。而且，排气侧电极52和大气侧电极53由铂等催化活性高的贵金属形成。
另外，在排气侧电极与大气侧电极之间，由搭载于ECU31的电压施加装置60施加传感器施加电压V。除此之外，在ECU31设置有检测在施加了传感器施加电压时经由固体电解质层而在该电极52、53间流动的电流I的电流检测装置61。由该电流检测装置61检测的电流是空燃比传感器40、41的输出电流。
如此构成的空燃比传感器40、41具有如图3所示的电压-电流(V-I)特性。从图3可知，排气空燃比越大(越稀)，则输出电流(I)越大。另外，各排气空燃比下的V-I线存在与V轴平行的区域，即即使传感器施加电压变化，输出电流也几乎不变化的区域。该电压区域被称作界限电流区域，此时的电流被称作界限电流。在图3中，排气空燃比为18时的界限电流区域和界限电流分别由W18、I18表示。
另一方面，在传感器施加电压比界限电流区域低的区域中，输出电流与传感器施加电压大致成比例地变化。该区域称作比例区域。此时的斜率由固体电解质层51的直流元件电阻决定。另外，在传感器施加电压比界限电流区域高的区域中，伴随于传感器施加电压的增加，输出电流也增加。在该区域中，由于在排气侧电极52上产生排气中所包含的水分的分解等，输出电压根据传感器施加电压的变化而变化。
图4是示出使施加电压恒定为0.4V左右时的、排气空燃比与输出电流I的关系的图。从图4可知，在空燃比传感器40、41中，排气空燃比越大(即越稀)，则来自空燃比传感器40、41的输出电流I越大。除此之外，空燃比传感器40、41构成为在排气空燃比为理论空燃比时输出电流I为零。另外，在排气空燃比大到一定程度以上(本实施方式中为18以上)时，或者小到一定程度以下时，输出电流的变化相对于排气空燃比的变化的比例变小。
此外，在上述例子中，作为空燃比传感器40、41而使用图2所示的构造的界限电流式的空燃比传感器。然而，只要输出值至少在理论空燃比附近相对于排气空燃比的变化平稳地变化，就也可以使用其他构造的界限电流式的空燃比传感器、非界限电流式的空燃比传感器等任意的空燃比传感器。
<基本的控制>
在如此构成的内燃机中，基于上游侧空燃比传感器40和下游侧空燃比传感器41的输出来设定来自燃料喷射阀11的燃料喷射量，以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为基于内燃机运转状态而得到的最佳的空燃比。作为这样的燃料喷射量的设定方法，可举出如下方法：基于上游侧空燃比传感器40的输出进行控制以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为目标空燃比，并且基于下游侧空燃比传感器41的输出来补正上游侧空燃比传感器40的输出、或变更目标空燃比。
另外，在本发明的实施方式的内燃机中，在搭载有内燃机的车辆减速时等，实施使来自燃料喷射阀11的燃料喷射停止或者大幅减少而使向燃烧室5内的燃料供给停止或者大幅减少的燃料削减控制。该燃料削减控制例如在加速器踏板42的踩踏量为零或大致为零(即内燃机负荷为零或大致为零)且内燃机转速为比怠速时的转速高的预定的转速以上时实施。
在进行了燃料削减控制时，由于从内燃机排出空气或与空气同样的排气，所以向上游侧排气净化催化剂20流入空燃比极高(即稀程度极高)的气体。其结果，在燃料削减控制期间，向上游侧排气净化催化剂20流入大量的氧，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量达到上限吸藏量。
另外，在本实施方式的内燃机中，为了将在燃料削减控制期间吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧释放，所以在燃料削减控制刚结束之后，进行使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为浓空燃比的恢复后浓控制。该情形示于图5。
图5是在进行了燃料削减控制时的、与上游侧空燃比传感器40的输出值相当的空燃比(以下，称作“上游侧输出空燃比”)、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量以及与下游侧空燃比传感器41的输出值相当的空燃比(以下，称作“下游侧输出空燃比”)的时间图。在图示的例子中，在时刻t1开始燃料削减控制，并且在时刻t3结束燃料削减控制。
在图示的例子中，当在时刻t1开始燃料削减控制时，从内燃机本体1排出稀空燃比的排气，伴随于此，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比增大。此时，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧被吸藏于上游侧排气净化催化剂20，所以上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量增大，另一方面，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比依然为理论空燃比。
之后，当在时刻t2上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量达到上限吸藏量(Cmax)时，上游侧排气净化催化剂20无法再吸藏氧。因此，在时刻t2以后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比理论空燃比稀。
当在时刻t3结束燃料削减控制后，为了释放在燃料削减控制期间吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧，所以进行恢复后浓控制。在恢复后浓控制中，从内燃机本体1排出比理论空燃比稍浓的空燃比的排气。伴随于此，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为浓空燃比，并且上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐减少。此时，即使使浓空燃比的排气流入上游侧排气净化催化剂20，由于吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧会与排气中的未燃气体反应，所以从上游侧排气净化催化剂20排出的排气的空燃比也大致成为理论空燃比。因此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致成为理论空燃比。
若氧吸藏量继续减少，则最终氧吸藏量会大致成为零而从上游侧排气净化催化剂20流出未燃气体。由此，在时刻t4，由下游侧空燃比传感器41检测到的排气空燃比变为比理论空燃比浓。当像这样地下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到比理论空燃比稍浓的结束判定空燃比时，结束恢复后浓控制。然后，开始通常的空燃比控制，在图示的例子中，进行控制以使得从内燃机本体排出的排气的空燃比成为理论空燃比。
此外，恢复后浓控制的结束条件不一定必须是由下游侧空燃比传感器41检测到浓空燃比时，例如，也可以在燃料削减控制结束后经过了一定时间时等在其他条件下结束。
<响应性劣化诊断中的问题>
如上所述，在基于空燃比传感器40、41来设定燃料喷射量的情况下，若空燃比传感器40、41发生异常而空燃比传感器40、41的输出的精度恶化，则无法将燃料喷射量设为最佳。其结果，会招致排气排放的恶化、燃料经济性的恶化。因此，在多数内燃机中，设置有自我诊断空燃比传感器40、41的异常的诊断装置。
另外，作为这样的空燃比传感器40、41的输出异常，可举出响应性劣化。空燃比传感器的响应性劣化例如因设置在用于防止传感器元件沾上水的传感器罩(设置在保护层55的外侧的罩)的通气孔被颗粒物质(PM)局部堵塞而产生。在图6中示出产生了这样的响应性劣化时的空燃比传感器的推移的情形。
图6是燃料削减控制的执行前后的上游侧输出空燃比和下游侧输出空燃比的与图5同样的时间图。在图示的例子中，在时刻t1开始燃料削减控制，并且在时刻t3结束燃料削减控制。在燃料削减控制结束后，通过恢复后浓控制而向上游侧排气净化催化剂20流入浓空燃比的排气。
在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化的情况下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比如图6中实线A所示那样推移。即，在燃料削减控制的结束后，由于内燃机本体1距下游侧空燃比传感器41存在一定距离，所以比燃料削减控制的结束稍迟地，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比开始降低。另外，此时从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比大致成为理论空燃比，所以下游侧空燃比传感器41的输出空燃比也大致向理论空燃比收敛。
另一方面，在下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的情况下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比如图6中虚线B所示那样推移。即，与下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化的情况(实线A)相比，输出空燃比的降低速度变慢。如此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的降低速度会根据下游侧空燃比传感器41有无响应性劣化而变化。因此，通过算出其降低速度，能够诊断下游侧空燃比传感器41有无响应性劣化。尤其是，这样的响应性劣化的诊断优选基于排气空燃比为18左右与17左右之间的区域的降低速度来进行。
另外，燃料削减控制结束后的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的推移也根据上游侧排气净化催化剂20的劣化程度而变化。例如，在上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高而其氧吸藏能力降低了的情况下，即使在燃料削减控制期间上游侧排气净化催化剂20也几乎不吸藏氧。因此，当燃料削减控制结束而将流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比设为浓空燃比时，伴随于此，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比也急剧地降低。
该情形在图6中由单点划线C示出。图6的单点划线C表示下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况下的输出空燃比的推移。通过将图6的实线A与单点划线C进行比较也可知，在燃料削减控制结束后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的降低速度与上游侧排气净化催化剂20未产生劣化的情况相比变快。
另一方面，在下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况下，与响应性劣化相伴的输出空燃比的降低速度的降低和与上游侧排气净化催化剂20的劣化相伴的输出空燃比的降低速度的增大相调和。其结果，在该情况下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比如图6中双点划线D所示，在排气空燃比为18左右与17左右之间的区域中，与实线A的情况下(在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况下)的输出空燃比同样地推移。
因此，若如上所述那样基于输出空燃比的降低速度来诊断响应性劣化，则在如图6中双点划线D所示的情况下，尽管下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常，但无法进行异常判定。
<本发明中的异常诊断的原理>
相对于此，在本发明的实施方式中，在不同的两个空燃比区域，分别算出该空燃比区域中的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的变化速度，基于算出的各空燃比区域中的变化速度来诊断下游侧空燃比传感器41的异常(尤其是响应性劣化)。以下，参照图7和图8，对本发明中的下游侧空燃比传感器41的异常诊断的原理进行说明。
如上所述，在输出空燃比为18左右与17左右之间的区域，只要上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低，就能够检测出下游侧空燃比传感器41的输出空燃比有无响应性劣化。于是，在本实施方式中，算出在燃料削减控制结束后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比最初通过18与17之间的第一空燃比区域X(参照图7)内时的输出空燃比的变化速度(以下，称作“第一空燃比变化速度”)。尤其是，在本实施方式中，将从第一空燃比区域的上限空燃比(即18)变化至第一空燃比区域的下限空燃比(即17)的时间ΔT1用作表示第一空燃比变化速度的参数。该第一空燃比变化时间ΔT1越长，则意味着第一空燃比变化速度越慢。此外，图1中的第一空燃比变化时间ΔT1是表示关于实线A的第一空燃比变化速度的参数。
除此之外，在本实施方式中，算出在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比处于比理论空燃比稍稀的空燃比(例如，14.7)与比理论空燃比稍浓的空燃比(例如，14.5)之间的第二空燃比区域Y(参照图7)内时的输出空燃比的变化速度(以下，称作“第二空燃比变化速度”)。关于该第二空燃比变化速度，也与第一空燃比变化速度同样，将从第二空燃比区域的上限空燃比变化至第二空燃比区域的下限空燃比的时间ΔT2用作表示第二空燃比变化速度的参数。该第二空燃比变化时间ΔT2也是：该时间越长，则意味着第二空燃比变化速度越慢。此外，图1中的第二空燃比变化时间ΔT2是表示关于实线A的第一空燃比变化速度的参数。
在此，比较下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化这样的异常的情况即实线A与单点划线C。其结果，可知，对于上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况即单点划线C，相对于上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况即实线A，在第一空燃比区域X内的第一空燃比变化速度快(第一空燃比变化时间ΔT1短)。除此之外，还可知，对于单点划线C，相对于实线A，在第二空燃比区域Y内的第二空燃比变化速度快(第二空燃比变化时间ΔT2短)。
同样，比较下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常的情况即虚线B与双点划线D。其结果，可知，对于上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况即双点划线D，相对于上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况即虚线B，在第一空燃比区域X内的第一空燃比变化速度快(第一空燃比变化时间ΔT1短)。除此之外还可知，对于双点划线D，相对于虚线B，在第二空燃比区域Y内的第二空燃比变化速度快(第二空燃比变化时间ΔT2短)。
将这些综合起来进行判断可知，上游侧排气净化催化剂20的劣化程度越高，则第一空燃比变化速度和第二空燃比变化速度都越快。反过来考虑，可以说，基于第二空燃比变化速度可知上游侧排气净化催化剂20的劣化程度，基于这一点可知基于上游侧排气净化催化剂20的劣化程度的第一空燃比变化速度的变化量。于是，在本实施方式中，算出第二空燃比变化速度，并且基于所算出的第二空燃比变化速度来补正第一空燃比变化速度。
图8是示出第二空燃比变化时间ΔT2与补正值M的关系的图。从图8可知，对于补正值M，第二空燃比变化时间ΔT2越长(第二空燃比变化速度越慢)，则该补正值M为越小的值。即，第二空燃比变化时间ΔT2越长，则上游侧排气净化催化剂20可吸藏的氧量越多，因此，上游侧排气净化催化剂20的劣化程度越小。因此，第二空燃比变化时间ΔT2越长，则补正第一空燃比变化速度的必要性越小。尤其是，在本实施方式中，在第二空燃比变化时间ΔT2成为了基准时间T2ref以上的情况下，将补正值M设为零。因此，根据本实施方式，在从下游侧空燃比传感器41的输出空燃比进入第二空燃比区域Y起经过了基准时间T2ref以上时，不进行基于第二空燃比变化时间ΔT2的补正。
将这样算出的补正值M与第一空燃比变化时间ΔT1相加，将相加后算出的值设为修正空燃比变化时间ΔT1M(＝ΔT1+M)。因此，在本实施方式中，以第二空燃比变化时间ΔT2越短则修正空燃比变化时间ΔT1M越长的方式，补正第一空燃比变化时间ΔT1。换言之，在本实施方式中，以第二空燃比变化速度越快则修正空燃比变化速度越慢的方式补正第一空燃比变化速度。如上所述，第一空燃比变化时间会受到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的响应性劣化和上游侧排气净化催化剂20的劣化的影响，但通过如上述那样进行补正，能够从第一空燃比变化时间中除去上游侧排气净化催化剂20的劣化程度的影响。
在本实施方式中，基于如上述那样算出的修正空燃比变化时间ΔT1M来进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。具体而言，在修正空燃比变化时间ΔT1M比异常基准变化时间长的情况下，即修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常。
此外，异常基准变化时间例如被设为，比在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低时在第一空燃比区域X内的变化时间可能取得的最低时间稍长的时间。并且，异常基准变化时间既可以是预先设定的值，也可以是根据恢复后浓控制期间的内燃机转速和/或内燃机负荷等运转参数而变化的值。
相反，在修正空燃比变化时间ΔT1M比异常基准变化时间短的情况下，即修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化的异常，下游侧空燃比传感器41是正常的。通过这样进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断，即使上游侧排气净化催化剂20产生了劣化，也能够准确地诊断下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的异常。
此外，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的第一空燃比变化速度的算出由第一变化速度算出单元进行，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的第二空燃比变化速度的算出由第二变化速度算出单元进行。另外，基于第一空燃比变化速度和第二空燃比变化速度的下游侧空燃比传感器41的正常及异常的判定由异常诊断单元进行。ECU31作为该第一变化速度算出单元、第二变化速度算出单元以及异常诊断单元发挥功能。
另外，在本实施方式中构成为，在由诊断装置判定为下游侧空燃比传感器41存在异常的情况下，在搭载有内燃机的车辆中点亮警告灯。
除此之外，如上所述，在单点划线C的情况下及双点划线D的情况下，即第二空燃比变化时间短的情况下，上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高。因此，也可以是，在这些情况下，判定为上游侧排气净化催化剂20劣化。具体而言，在第二空燃比变化时间比预先设定的催化剂异常判定变化时间短的情况下，判定为上游侧排气净化催化剂20劣化。此外，催化剂异常判定变化时间不一定必须是一定的值，例如，也可以是根据内燃机转速和内燃机负荷等运转参数而变化的值。
进而，在上述实施方式中，基于第一空燃比变化时间ΔT1和第二空燃比变化时间ΔT2来进行异常诊断。然而，作为表示第一空燃比变化速度的参数，也可以使用第一空燃比变化速度V1，而取代第一空燃比变化时间ΔT1，所述第一空燃比变化速度V1是将从第一区域上限空燃比中减去第一区域下限空燃比得到的值除以第一空燃比变化时间而得到的速度。另外，作为表示第二空燃比变化速度的参数，也可以使用第二空燃比变化速度V2，而取代第二空燃比变化时间ΔT2，所述第二空燃比变化速度V2是将从第二区域上限空燃比中减去第二区域下限空燃比得到的值除以第二空燃比变化时间而得到的速度。
或者，也可以取代空燃比变化时间ΔT1和ΔT2，使用在输出空燃比从对应的空燃比区域的上限空燃比变化至下限空燃比的期间内通过下游侧空燃比传感器41的排气量的累计值。即，既可以取代第一空燃比变化时间ΔT1，使用在输出空燃比从第一空燃比区域的上限空燃比变化至下限空燃比的期间内通过下游侧空燃比传感器41的排气量的累计值，或者，也可以取代第二空燃比变化时间ΔT2，使用在输出空燃比从第二空燃比区域的上限空燃比变化至下限空燃比的期间内通过下游侧空燃比传感器41的排气量的累计值。该排气量的累计值既可以根据空气流量计39的输出值来推定，也可以根据内燃机负荷和内燃机转速来推定。
除此之外，在上述实施方式中，基于第二空燃比变化时间ΔT2算出补正值M，并且将该补正值M与第一空燃比变化时间ΔT1相加，由此算出修正空燃比变化时间ΔT1M。然而，也可以基于第二空燃比变化时间ΔT2算出补正系数K，并且将该补正系数K与第一空燃比变化时间ΔT1相乘，由此算出修正空燃比变化时间ΔT1M。在该情况下，第二空燃比变化时间ΔT2与补正系数K的关系如图9所示。
<第一空燃比区域和第二空燃比区域>
在将第一空燃比区域设为第一区域上限空燃比与比其靠浓侧的第一区域下限空燃比之间的区域时，则在上述例子中，将第一区域上限空燃比设为了18，将第一区域下限空燃比设为了17。另外，在将第二空燃比区域设为第二区域上限空燃比与比其靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域时，在上述例子中，将第二区域上限空燃比设为了14.7左右，将第二区域下限空燃比设为了14.5左右。然而，第一空燃比区域和第二空燃比区域不一定必须是上述各空燃比之间的区域。
首先，对第一空燃比区域进行说明。第一空燃比区域基本上需要是在下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化时其输出空燃比的变化速度发生变化的区域。因此，第一区域上限空燃比需要比从上游侧排气净化催化剂20排出了空气时的输出空燃比低。
除此之外，在如上述那样使用界限电流式空燃比传感器作为下游侧空燃比传感器41时，第一区域上限空燃比需要是可使下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比。例如，在图3所示的例子中，在将下游侧空燃比传感器41的施加电压设为0.4V时，若排气空燃比为18左右，则会输出界限电流，但若排气空燃比成为该值以上则不会输出界限电流。若像这样不输出界限电流，则针对实际的空燃比的输出电流的精度恶化，所以空燃比的检测精度降低。于是，第一区域上限空燃比被设为可使下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比，对于具有图3所示的V-I特性的空燃比传感器，第一区域上限空燃比被设为18以下。
或者，在使用构成为施加电压随着输出电流的变大而变大的传感器作为下游侧空燃比传感器41的情况下，第一区域上限空燃比也可以设为，在施加了在检测到与理论空燃比相当的排气时产生界限电流的施加电压的情况下产生界限电流的上限稀空燃比。
另外，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比成为理论空燃比的定时根据上游侧排气净化催化剂20可吸藏的氧量(最大氧吸藏量)而变化。因此，若将第一区域下限空燃比设定为比理论空燃比低，则即使下游侧空燃比传感器41的响应性劣化为相同程度，也会根据上游侧排气净化催化剂20的最大氧吸藏量而变化。因此，第一区域下限空燃比需要为理论空燃比以上。尤其是，优选第一区域下限空燃比比理论空燃比稀。
除此之外，在如上述那样使用界限电流式空燃比传感器作为下游侧空燃比传感器41时，第一区域下限空燃比也需要是可使下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比。因此，对于具有图3所示的V-I特性的空燃比传感器，设为12以上。此外，考虑到第一区域上限空燃比和第一区域下限空燃比都需要是可使下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比这一点，第一空燃比区域可以说是下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比区域内的区域。
接着，对第二空燃比区域进行说明。第二空燃比区域基本上需要是其输出空燃比的变化速度与下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的有无无关地、根据上游侧排气净化催化剂20的劣化程度而变化的区域。如上所述，理论空燃比附近的输出空燃比根据上游侧排气净化催化剂20的劣化程度而变化，所以第二空燃比区域优选包含理论空燃比。
因此，第二区域上限空燃比需要为理论空燃比以上(例如，14.7、17等)。另外，与上述第一区域上限空燃比同样，需要比从上游侧排气净化催化剂20排出了空气时的输出空燃比低。除此之外，在使用界限电流式空燃比传感器作为下游侧空燃比传感器41时，第二区域空燃比需要是可使下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比。而且，为了防止第一空燃比区域中的空燃比变化速度对第二空燃比变化速度造成影响，优选第二区域上限空燃比为第一区域下限空燃比以下，或者比第一区域下限空燃比浓(低)。
另一方面，第二区域下限空燃比需要为理论空燃比以下。另外，在将恢复后浓控制的结束定时设为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了比理论空燃比浓的结束判定空燃比时的情况下，也可以将结束判定空燃比设为第二区域下限空燃比。除此之外，在如上述那样使用界限电流式空燃比传感器作为下游侧空燃比传感器41时，第二空燃比区域也被设为下游侧空燃比传感器41产生界限电流的空燃比区域内的区域。
此外，若对第一空燃比区域和第二空燃比区域的关系概略性地进行说明，则可以说，在本实施方式中，第一空燃比区域优选包含比第二空燃比区域稀的空燃比区域，第二空燃比区域优选包含比第一空燃比区域浓的空燃比区域。
<流程图>
图10是示出变化时间算出控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过插入一定时间间隔的来进行。
首先，在步骤S11中，判定异常诊断是否未结束。在异常诊断已结束的情况下无需为了异常诊断而算出变化时间，所以结束控制例程。另一方面，在步骤S11中判定为异常诊断未结束的情况下，进入步骤S12。
接着，在步骤S12中，判定当前是否处于燃料削减控制期间。在还未进行燃料削减控制时，进入步骤S13。在步骤S13中，判定条件成立标识是否为1。条件成立标识是在变化时间算出的执行条件成立时被设为1，在未成立时设为0的标识。在还未进行燃料削减控制时，变化时间算出的执行条件未成立，所以结束控制例程。
之后，当进行燃料削减控制时，从步骤S12进入步骤S14。在步骤S14中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF是否为第一空燃比区域X的上限空燃比Xup以上。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF比第一区域上限空燃比Xup低的情况下，无法算出第一空燃比区域X中的变化时间，所以结束控制例程。另一方面，在步骤S14中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF为第一区域上限空燃比Xup以上的情况下，进入步骤S15。在步骤S15中，条件成立标识被设为1。
之后，在结束燃料削减控制后，从步骤S12再次进入步骤S13。在步骤S13中判定为条件成立标识为1，为了算出变化时间而进入步骤S16。在步骤S16～S18中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF是处于第一空燃比区域X(第一区域上限空燃比Xup～第一区域下限空燃比Xlow)内(步骤S16)、还是处于第二空燃比区域Y(第二区域上限空燃比Yup～第二区域下限空燃比Ylow)内(步骤S17)、或者一并通过两区域X、Y而成为了比第二区域下限空燃比Ylow低的值(步骤S18)。
在步骤S16～S18中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF处于第一空燃比区域X内的情况下，进入步骤S19。在步骤S19中，将暂定第一空燃比变化时间ΔT1’加上1。由于在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF处于第一空燃比区域X内的期间会反复进入步骤S19，所以在该期间，暂定第一空燃比变化时间ΔT1’会增加。其结果，算出输出空燃比AF处于第一空燃比区域X内的时间。
另外，在步骤S16～S18中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF处于第二空燃比区域Y内的情况下，进入步骤S20。在步骤S20中，将暂定第二空燃比变化时间ΔT2’加上1。由于在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF处于第二空燃比区域Y内的期间会反复进入步骤S20，所以在该期间，暂定第二空燃比变化时间ΔT1’会增加。其结果，算出输出空燃比AF处于第二空燃比区域Y内的时间。接着，在步骤S21中，判定暂定第二空燃比变化时间ΔT2’是否为基准时间T2ref以上。在暂定第二空燃比变化时间ΔT2’比基准时间T2ref小时结束控制例程，反复增加暂定第二空燃比变化时间ΔT2’。
另一方面，在步骤S21中判定为暂定第二空燃比变化时间ΔT2’为基准时间T2ref以上时，即使进一步增大暂定第二空燃比变化时间ΔT2’，基于时间ΔT2算出的补正值M也会保持为零而不发生变化。因此，空燃比变化时间的算出完成，进入步骤S22而将算出完成标识设为1。除此之外，在步骤S22中，将此时的暂定第一空燃比变化时间ΔT1的值和暂定第二空燃比变化时间ΔT2的值分别设为第一空燃比变化时间ΔT1和第二空燃比变化时间ΔT2。此外，算出完成标识是在时间ΔT1和时间ΔT2的算出完成之前被设为0，当算出完成时被设为1的标识。
另一方面，在步骤S16～S18中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AF一并通过两区域X、Y而成为了比第二区域下限空燃比Ylow低的值的情况下，进入步骤S23。在步骤S23中，空燃比变化时间的算出已完成，所以将算出完成标识设为1。除此之外，在步骤S23中，也将此时的暂定第一空燃比变化时间ΔT1的值和暂定第二空燃比变化时间ΔT2的值分别设为第一空燃比变化时间ΔT1和第二空燃比变化时间ΔT2。
图11是示出异常诊断控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过插入一定时间间隔来进行。在异常诊断控制中，利用通过图10所示的变化时间算出控制而算出的变化时间。
如图11所示，首先，在步骤S31中，判定异常诊断是否未结束。在异常诊断已结束的情况下，无需再次进行异常诊断，所以结束控制例程。另一方面，在步骤S31中判定为异常诊断未结束的情况下，进入步骤S32。
在步骤S32中，判定算出完成标识是否为1。在通过图10的步骤S22或者S23而将算出完成标识设定为1之前，认为算出完成标识不是1而结束控制例程。另一方面，若算出完成标识被设定为1，则进入步骤S33。在步骤S33中，基于在图10的步骤S22或S24中算出的变化时间ΔT2，使用图8所示那样的映射来算出补正值M。接着，在步骤S34中，将在图10的步骤S22或S24中算出的变化时间ΔT1与在步骤S33中算出的补正值M相加，来算出修正空燃比变化时间ΔT1M。
接着，在步骤S35中，判定修正空燃比变化时间ΔT1M是否为异常基准变化时间ΔT1ref以上。在判定为修正空燃比变化时间ΔT1M为异常基准变化时间ΔT1ref以上的情况下，进入步骤S36，判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常。另一方面，在判定为修正空燃比变化时间ΔT1M比异常基准变化时间ΔT1ref短的情况下，进入步骤S37，判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化的异常，而是正常的。
此外，图10和图11所示的控制例程中的条件成立标识以及算出完成标识例如在搭载有内燃机的车辆的点火开关被关闭时等被重置为0。
<第二实施方式>
接着，参照图12，对本发明的第二实施方式的诊断装置进行说明。第二实施方式的诊断装置基本上与第一实施方式的诊断装置同样地构成。然而，相对于在第一实施方式中仅基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的变化速度(变化时间)来进行异常诊断，在第二实施方式中，还基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的累计值(积分值)来进行异常诊断。
关于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的响应性劣化的有无，输出空燃比的累计值也表现出与空燃比变化速度同样的倾向。在图12中示出该情形。
图12是与图7同样的时间图。图12的I1A是在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况下(实线A)，输出空燃比最初通过第一空燃比区域X内时的输出空燃比的累计值。另外，图12的I1B是在下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况下(实线B)，输出空燃比最初通过第一空燃比区域X内时的输出空燃比的累计值。而且，图12的I1C是在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况下(单点划线C)，输出空燃比最初通过第一空燃比区域X内时的输出空燃比的累计值。
将这些累计值I1A、I1B、I1C进行比较，累计值I1B比累计值I1A大。因此可知，若在下游侧空燃比传感器41产生响应性劣化，则通过第一空燃比区域X内时的输出空燃比的累计值会变大。另外，累计值I1C比累计值I1A小。因此可知，若上游侧排气净化催化剂20的劣化程度变高，则通过第一空燃比区域X内时的输出空燃比的累计值会变小。
另一方面，在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况下(双点划线D)，输出空燃比在第一空燃比区域X内表现出与实线A同样的举动。因此，在如实线A所示的情况下和如双点划线D所示的情况下，输出空燃比最初通过第一空燃比区域X内时的输出空燃比的累计值(以下，称作“第一空燃比累计值”)成为相同程度。
如此可知，第一空燃比累计值也表现出与第一空燃比变化速度同样的倾向。因此，在本实施方式中，基于第一空燃比累计值来进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。具体而言，与上述第一实施方式同样地，将基于第二空燃比变化速度(第二空燃比变化时间)算出的补正值与第一空燃比累计值相加而作为修正空燃比累计值。并且，在修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常。相反，在修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化的异常。
另外，在本实施方式中，以第二空燃比变化时间越短则修正空燃比累计值越大的方式补正第一空燃比累计值。换言之，在本实施方式中，以第二空燃比变化速度越快则修正空燃比累计值越大的方式补正第一空燃比累计值。通过这样进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断，从而与上述第一实施方式同样地，即使上游侧排气净化催化剂20产生了劣化也能够准确地诊断下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的异常。
<第三实施方式>
接着，参照图13，对本发明的第二实施方式的诊断装置进行说明。第三实施方式的诊断装置基本上与第一实施方式和第二实施方式的诊断装置同样地构成。然而，相对于在第一实施方式和第二实施方式中基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比通过第二空燃比区域Y内时的变化速度(变化时间)来进行异常诊断，在第三实施方式中，基于下游侧空燃比传感器41收敛时的空燃比即收敛输出空燃比来进行异常诊断。
图13是与图7同样的时间图。但是，在图13所示的例子中，即使下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了结束判定空燃比，也不结束恢复后浓控制而是继续进行。
图13的实线A和虚线B均表示上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况，在该情况下，可知下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。这是因为，在上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况下，氧吸藏于上游侧排气净化催化剂20，通过该吸藏的氧而将流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的未燃气体净化。
另一方面，图13的单点划线C和双点划线D均表示上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况。从图13可知，在该情况下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于比理论空燃比浓的空燃比，更准确地说是收敛于与流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比相同的空燃比。这是因为，在上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况下，上游侧排气净化催化剂20几乎没有吸藏氧，其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气直接从上游侧排气净化催化剂20流出。
考虑到该现象，在本实施方式中，如以下这样进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。首先，与第一实施方式或第二实施方式同样地，算出第一空燃比变化时间ΔT1。除此之外，在本实施方式中，在进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断时，即使下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了结束判定空燃比，也不结束恢复后浓控制而是继续进行恢复后浓控制。并且，在燃料削减控制结束后，检测下游侧空燃比传感器41的输出空燃比最初收敛时的空燃比。
图14是示出下游侧空燃比传感器41的输出空燃比最初收敛时的时间图，示出了下游侧空燃比传感器41的输出空燃比和其降低速度的推移。图中的实线A表示在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低的情况下的推移。同样，图中的虚线C表示在下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化且上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高的情况下的推移。
在本实施方式中，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的收敛基于输出空燃比的降低速度来判定。在图13所示的例子中，在输出空燃比的降低速度降低到预先设定的基准速度Vref以下时，判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛了。并且，在像这样判定为输出空燃比收敛了时的输出空燃比被设为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比最初收敛了时的输出空燃比(以下，称作“收敛输出空燃比”)。此外，基准速度Vref也可以是根据恢复后浓控制期间的内燃机转速、内燃机负荷等运转参数而变化的值。
在图14中实线A所示的例子中，在时刻t11判定为输出空燃比收敛了，并且将此时的输出空燃比AFt11设为收敛输出空燃比。在本实施方式中，像这样在燃料削减控制结束后，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比最初收敛时的收敛输出空燃比为理论空燃比以上的情况下，认为上游侧排气净化催化剂20的劣化程度低，不进行第一空燃比变化速度的补正。
另一方面，在图14中单点划线C所示的例子中，在时刻t12判定为输出空燃比收敛，并且将此时的输出空燃比AFt12设为收敛时的输出空燃比。在本实施方式中，像这样在燃料削减控制结束后，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比最初收敛时的收敛输出空燃比比理论空燃比低的情况下，认为上游侧排气净化催化剂20的劣化程度高而进行第一空燃比变化速度的补正。尤其是，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于浓空燃比的情况下，将补正值M设为预先设定的值。
并且，与第一实施方式同样地，使用这样算出的补正值M来补正第一空燃比变化速度而求出修正空燃比变化速度，基于该修正空燃比变化速度来进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。具体而言，与第一实施方式同样地，将补正值M与第一空燃比变化时间ΔT1相加，将这样算出的值设为修正空燃比变化时间ΔT1M(＝ΔT1+M)。
根据本实施方式，通过这样进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断，从而与上述第一实施方式和第二实施方式同样地，即使上游侧排气净化催化剂20产生了劣化，也能够准确地诊断下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的异常。
此外，如上所述，在本实施方式中，在进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断时，即使下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到结束判定空燃比，也不结束恢复后浓控制而是继续进行恢复后浓控制。然而，在不进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断时，使恢复后浓控制在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了结束判定空燃比时结束。
除此之外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了结束判定空燃比后仍继续进行恢复后浓控制的情况下，在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛了时结束恢复后浓控制(在图13所示的例子中，在时刻t12结束恢复后浓控制)。此外，进行异常诊断时的恢复后浓控制的结束定时不一定必须是判定为输出空燃比收敛的时刻，例如，也可以设为从恢复后浓控制开始时起的经过时间或总吸入空气量等达到了预先设定的预定值的时刻。
另外，在本实施方式中，也可以取代第一空燃比变化速度(第一空燃比变化时间ΔT1)，与上述第二实施方式同样地，使用第一空燃比累计值来进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。
在该情况下，将基于收敛输出空燃比算出的补正值与第一空燃比累计值相加而作为修正空燃比累计值，在该修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常。相反，在修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应性劣化的异常。
标号说明
1内燃机本体
5燃烧室
6进气门
8排气门
11燃料喷射阀
19排气歧管
20上游侧排气净化催化剂
21上游侧壳体
23下游侧壳体
24下游侧排气净化催化剂
31电子控制单元(ECU)
40上游侧空燃比传感器
41下游侧空燃比传感器

Claims (19)

1.一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备：排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，
所述诊断装置具备：
第一变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过第一空燃比区域时的第一空燃比变化特性，所述第一空燃比区域是在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域；
第二变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过第二空燃比区域时的第二空燃比变化特性，所述第二空燃比区域是包含理论空燃比且与所述第一空燃比区域不同的空燃比区域；以及
异常诊断单元，其基于由所述第一变化特性算出单元算出的第一空燃比变化特性和由所述第二变化特性算出单元算出的第二空燃比变化特性，诊断所述空燃比传感器的异常。
2.根据权利要求1所述的内燃机的诊断装置，
所述异常诊断单元，基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比变化特性而算出修正空燃比变化特性，并且基于该修正空燃比变化特性来诊断所述空燃比传感器的异常。
3.根据权利要求2所述的内燃机的诊断装置，
所述第一空燃比变化特性是第一空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第一空燃比区域时的变化速度，
所述异常诊断单元，在基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比变化速度而算出的修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
4.根据权利要求3所述的内燃机的诊断装置，
所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，
所述异常诊断单元，在算出所述修正空燃比变化速度时，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比变化速度越慢的方式，补正所述第一空燃比变化速度。
5.根据权利要求2所述的内燃机的诊断装置，
所述第一空燃比变化特性是对所述空燃比传感器的输出空燃比处于所述第一空燃比区域内时的该输出空燃比进行累计而得到的第一空燃比累计值，
所述异常诊断单元，在基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比累计值而算出的修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
6.根据权利要求5所述的内燃机的诊断装置，
所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，
所述异常诊断单元，在算出所述修正空燃比累计值时，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比累计值越大的方式，补正所述第一空燃比累计值。
7.根据权利要求4或6所述的内燃机的诊断装置，
所述第二空燃比区域是比理论空燃比稀的第二区域上限空燃比与比理论空燃比靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域。
8.根据权利要求7所述的内燃机的诊断装置，
所述异常诊断单元，在从所述空燃比传感器的输出空燃比进入所述第二空燃比区域起经过了一定时间以上时，不执行基于所述第二空燃比变化速度的对第一空燃比变化速度或第一空燃比累计值的补正。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的内燃机的诊断装置，
所述空燃比传感器是在通过该空燃比传感器的排气的空燃比处于预定空燃比区域内时输出界限电流的界限电流式空燃比传感器，所述第一空燃比区域和所述第二空燃比区域在所述空燃比传感器产生界限电流的所述预定空燃比区域内。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的内燃机的诊断装置，
所述第一空燃比区域是第一区域上限空燃比与比该第一区域上限空燃比靠浓侧的第一区域下限空燃比之间的区域，所述第二空燃比区域是第二区域上限空燃比与比该第二区域上限空燃比靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域，所述第二区域上限空燃比为所述第一区域下限空燃比以下。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的内燃机的诊断装置，
所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，
所述异常诊断单元，在判定为了所述第二空燃比变化速度比催化剂异常判定变化速度快的情况下，判定为所述排气净化催化剂劣化。
12.一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备：排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，
所述诊断装置具备：
变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域时的空燃比变化特性；
收敛空燃比检测单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，检测在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比的变化速度成为了基准速度以下时的输出空燃比，来作为收敛输出空燃比；以及
异常诊断单元，其基于由所述变化特性算出单元算出的空燃比变化特性和由所述收敛空燃比检测单元检测出的收敛输出空燃比，诊断所述空燃比传感器的异常。
13.根据权利要求12所述的内燃机的诊断装置，
所述异常诊断单元，在由所述收敛空燃比检测单元检测出的收敛输出空燃比为浓空燃比的情况下，补正所述空燃比变化特性而算出修正空燃比变化特性，并且基于该修正空燃比变化特性来诊断所述空燃比传感器的异常。
14.根据权利要求13所述的内燃机的诊断装置，
所述空燃比变化特性是空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述空燃比区域时的变化速度，
所述异常诊断单元，在补正所述空燃比变化速度而算出的修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
15.根据权利要求13所述的内燃机的诊断装置，
所述空燃比变化特性是对所述空燃比传感器的输出空燃比处于所述空燃比区域内时的该输出空燃比进行累计而得到的空燃比累计值，
所述异常诊断单元，在补正所述空燃比累计值而算出的修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
16.根据权利要求12～15中任一项所述的内燃机的诊断装置，
所述恢复后浓控制在所述空燃比传感器的输出空燃比成为了结束判定空燃比以下时结束，所述结束判定空燃比是比理论空燃比浓的空燃比，
在由所述收敛空燃比检测单元检测收敛输出空燃比时，在所述燃料削减控制结束后，即使所述空燃比传感器的输出空燃比达到所述结束判定空燃比，也使所述恢复后浓控制继续，直到所述空燃比传感器的输出空燃比的变化速度成为基准速度。
17.根据权利要求16所述的内燃机的诊断装置，
在不由所述异常诊断单元进行判定时，所述收敛空燃比检测单元不进行收敛输出空燃比的检测，在所述燃料削减控制结束后，即使所述空燃比传感器的输出空燃比的变化速度没有成为基准速度，若所述空燃比传感器的输出空燃比达到了所述结束判定空燃比，则也结束恢复后浓控制。
18.一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备：排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，
所述诊断装置具备：
第一变化速度算出单元，其基于从空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后空燃比传感器的输出空燃比最初通过第一空燃比区域时的变化速度即第一空燃比变化速度，所述第一空燃比区域是在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域；
第二变化速度算出单元，其基于从空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后空燃比传感器的输出空燃比最初通过与所述第一空燃比区域不同的第二空燃比区域时的变化速度即第二空燃比变化速度；以及
异常诊断单元，其基于修正空燃比变化速度来诊断所述空燃比传感器的异常，所述修正空燃比变化速度是基于由所述第二变化速度算出单元算出的第二空燃比变化速度来补正由所述第一变化速度算出单元算出的第一空燃比变化速度而算出的速度；
所述异常诊断单元，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比变化速度越慢的方式补正所述第一空燃比变化速度，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在基于所述第二空燃比变化速度而补正后的第一空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
19.根据权利要求1～18中任一项所述的内燃机的诊断装置，
在所述空燃比传感器的异常诊断中，在判定为了所述空燃比传感器存在异常时，点亮警告灯。
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