CN105473840A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机的控制装置，具备空燃比传感器(41)和控制对空燃比传感器的施加电压的施加电压控制装置(31)，执行燃料削减控制和异常诊断控制，所述燃料削减控制是在内燃机的工作期间使向燃烧室(5)的燃料供给停止的控制，所述异常诊断控制是在燃料削减控制结束后基于空燃比传感器的电流输出进行空燃比传感器的异常诊断的控制。空燃比传感器构成为：作为检测对象的排气的空燃比越高则输出电流越大，并且对该空燃比传感器的施加电压越高则输出电流的最大值越大。施加电压控制装置，在燃料削减控制的执行期间和从燃料削减控制结束到异常诊断控制完成为止的期间，将对空燃比传感器的施加电压设为与在没有执行燃料削减控制时所施加的通常电压不同的燃料削减电压，并且，在异常诊断控制完成以后，将向空燃比传感器的施加电压从燃料削减电压变更为通常电压。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置。
背景技术
以往，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控制向内燃机供给的燃料量的内燃机。
作为这样的空燃比传感器，使用如下传感器，该传感器具备暴露于在排气通路内流动的排气的第一电极、暴露于大气的第二电极、以及配置于第一电极与第二电极之间的氧化锆等固体电解质层。在通过该空燃比传感器检测排气的空燃比(以下，称作“排气空燃比”)时，对这些电极间施加一定的电压(例如0.45V)，并且检测在这些电极间流动的电流作为输出电流。并且，基于该输出电流算出排气空燃比。
另一方面，在搭载有这样的空燃比传感器的内燃机中，有时进行在其减速时等内燃机正在工作的状态(曲轴正在旋转的状态)下停止或减少向燃烧室的燃料供给的燃料削减控制。若进行这样的燃料削减控制，则向燃烧室供给的大气保持不变地向排气通路流出。因此，在设置于排气通路的空燃比传感器的周围也流通与大气同样的气体。在此，对于空燃比传感器，排气中的空燃比越高(即稀程度越高)，则其输出电流越大。因此，若在空燃比传感器的周围流通与大气同样的气体，则会产生过剩的输出电流。
因此，提出了在燃料削减控制的执行期间限制空燃比传感器的施加电压(例如，专利文献1)。根据专利文献1，认为若像这样限制施加电压，则即使在燃料削减控制的执行期间，输出电流也小，能够防止产生过剩的输出电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-316553号公报
专利文献2：日本特开2005-351096号公报
专利文献3：日本特开2000-356618号公报
专利文献4：日本特开平5-240829号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，用于这样的内燃机的空燃比传感器随着使用而逐渐劣化。作为这样的劣化，例如可举出空燃比传感器的输出电流的变化相对于实际的空燃比的变化产生延迟的响应性劣化等。若产生这样的空燃比传感器的劣化，则内燃机的控制装置所执行的各种控制会产生故障。
于是，提出了进行将空燃比传感器的劣化诊断为异常的异常诊断控制。具体而言，例如，检测在使实际的空燃比变化时空燃比传感器的输出值与之相应地变化所花费的响应时间，基于该响应时间进行空燃比传感器的异常诊断。在进行这样的异常诊断时，使实际的空燃比变化的程度越大，则能够越准确地进行诊断。
如上所述，在进行了燃料削减控制时，在空燃比传感器的周围流通与大气同样的气体，所以会流通空燃比极高的气体。然后，在燃料削减控制结束并开始通常的控制时，通常地，排气成为处于理论空燃比附近。因此，能够在燃料削减控制结束时使空燃比传感器的周围的空燃比大幅变化。因此，若在燃料削减控制结束时进行空燃比传感器的异常诊断控制，则能够准确地诊断空燃比传感器的异常。
另外，若使空燃比传感器中的施加电压大幅变化，则空燃比传感器会暂时产生噪声。因此，若如上述专利文献1那样，在燃料削减控制的执行期间使施加电压降低到例如0V，且与燃料削减控制的结束一起使施加电压急剧变化到通常电压(在非燃料削减控制期间的时候所施加的电压。例如0.45V)，则在燃料削减控制的结束后，空燃比传感器的输出电流会产生噪声。因此，若在燃料削减控制结束时进行空燃比传感器的异常诊断控制，则无法准确诊断空燃比传感器的异常。
于是，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置，当在燃料削减控制执行期间将对空燃比传感器的施加电压设为与通常电压不同的电压并且在燃料削减控制结束后将施加电压变更为通常电压时，也能够准确诊断空燃比传感器的异常。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，在第1发明中，提供一种内燃机的控制装置，具备设置于内燃机的排气通路的空燃比传感器和控制对该空燃比传感器的施加电压的施加电压控制装置，所述内燃机的控制装置执行燃料削减控制和异常诊断控制，所述燃料削减控制是在内燃机工作期间停止或减少向燃烧室的燃料供给的控制，所述异常诊断控制是在燃料削减控制的结束后基于所述空燃比传感器的电流输出来进行空燃比传感器的异常诊断的控制，其中，所述空燃比传感器构成为：作为检测对象的排气的空燃比越高则输出电流越大，并且对该空燃比传感器的施加电压越高则输出电流的最大值越大，所述施加电压控制装置，在所述燃料削减控制的执行期间和从该燃料削减控制结束到所述异常诊断控制完成为止的期间，将对所述空燃比传感器的施加电压设为与在没有执行所述燃料削减控制时所施加的通常电压不同的燃料削减电压，并且，在所述异常诊断控制完成以后，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第2发明，在第1发明中，所述内燃机具备设置于内燃机排气通路的排气净化催化剂，所述空燃比传感器设置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，该内燃机的控制装置在所述燃料削减控制结束后执行将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为比理论空燃比浓的浓空燃比的恢复后浓控制。
对于第3发明，在第2发明中，所述施加电压控制装置，在所述异常诊断控制完成了时以及所述恢复后浓控制结束了时中较晚的一方以后，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第4发明，在第3发明中，所述施加电压控制装置，在恢复后浓控制结束后所述空燃比传感器的输出电流再次变得低于与理论空燃比相当的值之前，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第5发明，在第3或第4发明中，所述恢复后浓控制，在所述空燃比传感器的输出电流变为结束判定电流以下时结束，所述结束判定电流是与比理论空燃比浓的结束判定空燃比相当的电流。
对于第6发明，在第5发明中，所述施加电压控制装置，在恢复后浓控制结束后且所述空燃比传感器的输出电流从所述结束判定电流以下变化为与理论空燃比相当的电流之前，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第7发明，在第2发明中，所述恢复后浓控制不根据所述空燃比传感器的输出电流而基于其他参数结束，所述施加电压控制装置，在所述异常诊断控制完成后且所述恢复后浓控制结束前，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第8发明，在第7发明中，在所述燃料削减控制结束时所述异常诊断控制的执行条件没有成立的情况下，即使在所述燃料削减控制结束后也不执行所述异常诊断控制，在所述燃料削减控制结束后不执行所述异常诊断控制的情况下，所述恢复后浓控制，在开始恢复后浓控制后所述空燃比传感器的输出电流初次变为与预先设定的结束判定空燃比相当的值以后结束，在所述燃料削减控制结束后执行所述异常诊断控制的情况下，所述恢复后浓控制不根据所述空燃比传感器的输出电流而基于其他参数结束。
对于第9发明，在第1～第8中任一发明中，在所述燃料削减控制结束时所述异常诊断控制的执行条件没有成立的情况下，即使在所述燃料削减控制结束后也不执行所述异常诊断控制，所述施加电压控制装置，在所述燃料削减控制结束后不执行所述异常诊断控制的情况下，在所述燃料削减控制结束后所述空燃比传感器的输出电流变为预先设定的值以下时，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第10发明，在第1～第9中任一发明中，所述燃料削减电压比所述通常电压低。
对于第11发明，在第10发明中，所述燃料削减电压比所述空燃比传感器暴露于理论空燃比的气体时的空燃比传感器的界限电流区域的下限电压高。
对于第12发明，在第10或第11发明中，在所述燃料削减控制结束时所述异常诊断控制的执行条件没有成立的情况下，即使在所述燃料削减控制的结束后也不执行所述异常诊断控制，所述燃料削减电压比所述空燃比传感器暴露于预定的稀空燃比的气体时的空燃比传感器的界限电流区域的下限电压高，所述施加电压控制装置，在所述燃料削减控制结束后不执行所述异常诊断控制的情况下，在所述空燃比传感器的输出电流变为与所述预定的稀空燃比相当的值以下时，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
对于第13发明，在第1～第12中任一发明中，所述内燃机具备设置于内燃机排气通路的排气净化催化剂，所述空燃比传感器设置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧并且是杯型的界限电流式空燃比传感器，所述控制装置还具备在所述排气净化催化剂的上游侧设置于所述排气通路的上游侧空燃比传感器，该上游侧空燃比传感器是层叠型的界限电流式空燃比传感器。
发明的效果
根据本发明，当在燃料削减控制执行期间将对空燃比传感器的施加电压设为与通常电压不同的电压并且在燃料削减控制结束后将施加电压变更为通常电压时，也能够准确诊断空燃比传感器的异常。
附图说明
图1是概略地表示使用本发明的控制装置的内燃机的图。
图2是层叠型的空燃比传感器的概略剖视图。
图3是表示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是表示使施加电压一定时的排气空燃比与输出电流I的关系的图。
图5是上游侧输出电流和下游侧输出电流等的在燃料削减控制前后的时间图。
图6是上游侧输出电流和下游侧输出电流等的在燃料削减控制前后的时间图。
图7是上游侧输出电流和下游侧输出电流等的在燃料削减控制前后的时间图。
图8是表示对下游侧空燃比传感器的施加电压控制的控制例程的流程图。
图9是上游侧输出电流和下游侧输出电流等的在燃料削减控制前后的时间图。
图10是上游侧输出电流和下游侧输出电流等的在燃料削减控制前后的时间图。
图11是上游侧输出电流和下游侧输出电流等的在燃料削减控制前后的时间图。
图12是表示对下游侧空燃比传感器的施加电压控制和恢复后浓控制的控制例程的流程图。
图13是概略地表示杯型的空燃比传感器的构造的图。
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相同的参照标号。图1是概略地表示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表示内燃机主体，2表示汽缸体，3表示在汽缸体2内往复移动的活塞，4表示固定于汽缸体2上的汽缸盖，5表示形成于活塞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火花塞10，在汽缸盖4的内壁面周边部配置燃料喷射阀11。火花塞10构成为根据点火信号产生火花。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。
各气缸的进气口7经由分别与之对应的进气支管13与缓冲罐14连接，缓冲罐14经由进气管15与空气滤清器16连接。进气口7、进气支管13、缓冲罐14以及进气管15形成进气通路。另外，在进气管15内配置节气门18，所述节气门18由节气门驱动致动器17驱动。节气门18通过由节气门驱动致动器17而转动，能够变更进气通路的开口面积。
另一方面，各气缸的排气口9与排气歧管19连接。排气歧管19具有与各排气口9连接的多个分支部和这些分支部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部与内置有上游侧排气净化催化剂20的上游侧壳体21连接。上游侧壳体21经由排气管22与内置有下游侧排气净化催化剂24的下游侧壳体23连接。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由数字计算机构成，具备经由双向性总线32相互连接的RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微处理器)35、输入端口36以及输出端口37。在进气管15配置用于检测在进气管15内流动的空气流量的气流计39，该气流计39的输出经由与之对应的AD变换器38输入到输入端口36。另外，在排气歧管19的集合部配置上游侧空燃比传感器40，所述上游侧空燃比传感器40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。除此之外，在排气管22内还配置下游侧空燃比传感器41，所述下游侧空燃比传感器41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流出并流入下游侧排气净化催化剂24的排气)的空燃比。该空燃比传感器40、41的输出也经由与之对应的AD变换器38输入到输入端口36。此外，关于该空燃比传感器40、41的结构后面将进行阐述。
另外，在加速器踏板42连接负荷传感器43，所述负荷传感器43产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压，负荷传感器43的输出电压经由与之对应的AD变换器38输入到输入端口36。曲轴转角传感器44例如曲轴每旋转15度则产生输出脉冲，该输出脉冲输入到输入端口36。由CPU35根据该曲轴转角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由与之对应的驱动电路45，与火花塞10、燃料喷射阀11以及节气门驱动致动器17连接。
上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体而言，排气净化催化剂20、24是使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，二氧化铈(CeO2))担载于包含陶瓷的载体而成的催化剂。排气净化催化剂20、24在达到预定的活性温度时，除了同时净化未燃气体(HC和/或CO等)和氮氧化物(NOx)的催化作用以外，还发挥氧吸藏能力。
根据排气净化催化剂20、24的氧吸藏能力，排气净化催化剂20、24，在流入排气净化催化剂20、24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，排气净化催化剂20、24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”)时释放吸藏于排气净化催化剂20、24的氧。其结果，只要维持有排气净化催化剂20、24的氧吸藏能力，从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比就与流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比无关地，成为大致理论空燃比。
此外，“排气的空燃比”是指直到生成该排气为止所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向燃烧室5内供给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”。
＜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，使用层叠型的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；排气侧电极52，其配置于所述固体电解质层51的一方的侧面上；大气侧电极53，其配置于所述固体电解质层51的另一方的侧面上；扩散限速层54，其进行所通过的排气的扩散限速；保护层55，其保护扩散限速层54；以及加热部56，其进行空燃比传感器40、41的加热。
固体电解质层51由对ZrO2(氧化锆)、HfO2、ThO2、Bi2O3等分配CaO、MgO、Y2O3、Yb2O3等作为稳定剂而得到的氧离子传导性氧化物的烧结体形成。另外，扩散限速层54通过氧化铝、氧化镁、硅石质、尖晶石、富铝红柱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由铂等催化剂活性高的贵金属形成。
另外，对排气侧电极与大气侧电极之间，由搭载于ECU31的施加电压控制装置60施加传感器施加电压V。除此之外，在ECU31还设置有电流检测装置61，所述电流检测装置61检测在施加了传感器施加电压时经由固体电解质层在该电极52、53之间流动的电流I。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。
这样构成的空燃比传感器40、41具有如图3所示的那样的电压-电流(V-I)特性。根据图3可知，排气空燃比越高(越稀)，则输出电流I越大。另外，在各排气空燃比的V-I线中，存在与V轴平行的区域即即使传感器施加电压变化而输出电流也几乎不变化的区域。该电压区域称作界限电流区域，此时的电流称作界限电流。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用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，输出电流与传感器施加电压大致成比例地进行变化。这样的区域称作比例区域。此时的斜率由固体电解质层51的直流元件电阻确定。另外，在传感器施加电压比界限电流区域高的区域，随着传感器施加电压的增加，输出电流也增加。在该区域中，由于排气中所包含的水分的分解等在排气侧电极52上产生等，从而输出电压根据传感器施加电压的变化而变化。
图4是表示使施加电压一定为0.45V左右时的排气空燃比与输出电流I的关系的图。根据图4可知，对于空燃比传感器40、41，排气空燃比越高(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还构成为：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以上时或小到一定以下时，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，使用图2所示的构造的界限电流式的空燃比传感器。然而，只要至少在理论空燃比附近、输出值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和/或不是界限电流式的空燃比传感器等任何空燃比传感器。
＜基本的控制>
在这样构成的内燃机中，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适合的空燃比。作为这样的燃料喷射量的设定方法，可举出：基于上游侧空燃比传感器40的输出控制成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的输出对上游侧空燃比传感器40的输出进行修正、变更目标空燃比的方法。
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的减速时等，实施在内燃机的工作期间停止或大幅减少来自燃料喷射阀11的燃料喷射而停止或大幅减少向燃烧室5内的燃料供给的燃料削减控制。这样的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，从内燃机排出大气(空气)或与大气同样的气体，所以两空燃比传感器40、41暴露于空燃比极高的(即，稀程度极高的)气体。
另外，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。因此，在本实施方式的内燃机中，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，在燃料削减控制刚结束后，进行使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恢复后浓控制。该情形如图5所示。
图5是在进行了燃料削减控制时的上游侧空燃比传感器40的输出电流、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量以及下游侧空燃比传感器41的输出电流的时间图。空燃比传感器40、41的输出电流在排气空燃比为理论空燃比时成为零，排气空燃比越稀则该输出电流越大。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，在时刻t1开始燃料削减控制时，从内燃机主体1排出稀空燃比的排气，伴随于此，上游侧空燃比传感器40的输出电流增大。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的输出电流仍保持为零(与理论空燃比相当)不变。
然后，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的输出电流比0大。
在时刻t3结束燃料削减控制时，为了释放在燃料削减控制期间被吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧，进行恢复后浓控制。在恢复后浓控制中，从内燃机主体1排出比理论空燃比浓的空燃比的排气。伴随于此，上游侧空燃比传感器40的输出电流变为比0小、并且上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐减少。此时，即使向上游侧排气净化催化剂20流入浓空燃比的排气，由于上游侧排气净化催化剂20所吸藏的氧与排气中的未燃气体反应，因此从上游侧排气净化催化剂20排出的排气的空燃比也大致为理论空燃比。因此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致为零。
若氧吸藏量继续减少，则最终氧吸藏量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检测出的排气空燃比降低到比理论空燃比浓的结束判定空燃比。若像这样地在开始恢复后浓控制后下游侧空燃比传感器41的输出电流初次达到比零稍小的结束判定电流(与结束判定空燃比相当)，则结束恢复后浓控制。之后，开始通常的空燃比控制，在图示的例子中，将从内燃机主体排出的排气的空燃比控制为理论空燃比。
此外，恢复后浓控制的结束条件并不一定是由下游侧空燃比传感器41检测到浓空燃比之时，例如也可以设置成：在燃料削减控制的结束后经过了一定时间时、累计吸入空气量达到一定量时等其他条件下结束。
＜异常诊断控制>
在如上所述那样基于空燃比传感器40、41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定为最合适。其结果，会招致排气排放性的恶化和/或燃料经济性的恶化。因此，在多数内燃机中，进行对空燃比传感器40、41的异常进行自身诊断的异常诊断控制。
作为这样的异常诊断控制，例如可举出在燃料削减控制刚结束后基于空燃比传感器40、41的输出而进行的控制。以下，作为这样的异常诊断控制的一例，说明将下游侧空燃比传感器41的响应性劣化(即，空燃比传感器的输出相对于空燃比传感器周围的空燃比的变化产生延迟的劣化)诊断为异常的异常诊断控制。
图6是燃料削减控制的执行前后的上游侧空燃比传感器的输出电流(上游侧输出电流)、下游侧空燃比传感器的输出电流(下游侧输出电流)以及诊断完成标志的时间图。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。在结束燃料削减控制时，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。但是，由于在上游侧排气净化催化剂20中大量的氧被吸藏，所以从上游侧排气净化催化剂20排出的排气的空燃比成为理论空燃比。
在下游侧空燃比传感器41没有发生响应性劣化的异常的情况下，下游侧空燃比传感器41的输出电流如图6中实线A所示那样推移(变化)。即，在燃料削减控制结束后，由于从内燃机主体1到下游侧空燃比传感器41存在距离，所以从燃料削减控制结束起按某种程度延迟地，下游侧空燃比传感器41的输出电流开始降低。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的输出电流向零收敛。
另一方面，在下游侧空燃比传感器41产生了响应性劣化的异常的情况下，下游侧空燃比传感器41的输出电流如图6中虚线B所示那样推移。即，与下游侧空燃比传感器41没有产生响应性劣化的情况(实线A)相比，输出电流的降低速度变慢。这样，下游侧空燃比传感器41的输出电流的降低速度根据下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的有无而变化。因此，通过算出该降低速度，能够诊断下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的有无。
于是，在图示的例子中，在燃料削减控制结束后的恢复后浓控制执行期间，算出下游侧空燃比传感器41的输出电流通过电流区域X(以下，称作“判定用电流区域”)内时的输出电流的变化速度(以下，称作“判定用电流变化速度”)，所述电流区域X是相当于空燃比18左右的值(I18)与相当于空燃比16左右的值(I16)之间的预定的区域。尤其是，在本实施方式中，将输出电流从判定用电流区域的上限值(即I18)变化到下限值(即I16)的时间ΔT用作表示判定用电流变化速度的参数。该判定用电流变化时间ΔT越长，则意味着判定用电流变化速度越慢。此外，图1中的判定用电流变化时间ΔT1和ΔT2是分别表示关于实线A和虚线B的判定用空燃比变化速度的参数。
并且，在本实施方式中，基于这样地算出的判定用电流变化时间ΔT来进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。具体而言，在判定用电流变化时间ΔT比异常基准变化时间长的情况下(例如ΔT2)，即判定用电流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发生了响应性劣化的异常。相反，在判定用电流变化时间ΔT比异常基准变化时间短的情况下(例如ΔT1)，即判定用电流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没有发生响应性劣化的异常。此外，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。
并且，在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低为比判定用电流区域的下限值(即I16)低时(时刻t5)，认为下游侧空燃比传感器41的异常诊断已完成而将诊断完成标志变更为1。该诊断完成标志是如下标志：在使点火开关为关闭而将搭载有内燃机的车辆的系统设置为关闭了时，将该标志复位为0，并且在内燃机的启动后在异常诊断完成时，将该标志设置为1。
像这样，在异常诊断控制中，从正在进行燃料削减控制的状态即通过下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比极高的(稀程度极高的)状态起，在通过下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比向理论空燃比变化时进行异常诊断。这样，在通过下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比大幅变化时进行异常诊断，由此能够提高异常诊断的诊断精度。
此外，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点亮告警灯。
另外，异常诊断控制并不是一定在各燃料削减控制的结束后进行，而在一定的执行条件成立时进行。作为这样的执行条件，可举出：下游侧空燃比传感器41升温到其活性温度以上、从搭载有内燃机的车辆系统启动起尚未执行预定次数的异常诊断控制等。
此外，在上述例子中，在燃料削减控制的结束后进行对下游侧空燃比传感器41的响应性劣化的异常进行诊断的异常诊断控制。然而，在本发明中，只要是在燃料削减控制结束后基于空燃比传感器40、41的输出进行的异常诊断，就可以进行任何异常诊断控制。
＜施加电压的控制>
另外，在本实施方式中，在通常运转时(没有执行燃料削减控制时)，将下游侧空燃比传感器41的施加电压设为0.45V左右。由此，根据图3可知，能够在理论空燃比附近适当地检测排气空燃比。
另外，若在燃料削减控制的执行期间也保持不变地将下游侧空燃比传感器41的施加电压维持为0.45V，则下游侧空燃比传感器41的输出电流会变为极大(参照图3的I0.45AIR)。若像这样地产生过大的输出电流，则被输入来自下游侧空燃比传感器41的输出电流的电路也必须为大容量，其结果，这样的电路的制造成本会增大。另一方面，由于在燃料削减控制期间不进行来自燃料喷射阀11的燃料喷射，所以无需由下游侧空燃比传感器41检测排气的空燃比。
图7是燃料削减控制的执行前后的上游侧空燃比传感器的输出电流(上游侧输出电流)、下游侧空燃比传感器的输出电流(下游侧输出电流)、对下游侧空燃比传感器41的施加电压以及诊断完成标志的时间图。根据图7可知，在本实施方式中，在燃料削减控制的执行期间，对下游侧空燃比传感器41的施加电压降低为0.2V。尤其是，在图7所示的例子中，在下游侧空燃比传感器41的输出电流达到I18时，对下游侧空燃比传感器41的施加电压从0.45V向0.2V降低。
根据图3可知，在下游侧空燃比传感器41中，其施加电压越高，则输出电流的可取得的最大值越大。因此，若将对下游侧空燃比传感器41的施加电压设为0.2V，则即使在下游侧空燃比传感器41的周围流通有与大气同样的气体(图3中的大气)时，下游侧空燃比传感器41也不会产生I0.2AIR(比I0.45AIR低的值)以上的输出电流。其结果，能够抑制从下游侧空燃比传感器41产生过大的输出电流。
另外，在本实施方式中，在燃料削减控制的结束时不执行上述的异常诊断控制的情况下，如图7中虚线所示，在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到I18时(图6的时刻t6)，施加电压从0.2V上升到0.45V。
在此，根据图3可知，在将下游侧空燃比传感器41的施加电压设为0.45V时，能够以理论空燃比为中心对浓空燃比和稀空燃比中任一方在某种程度的范围对空燃比进行检测。另一方面，在下游侧空燃比传感器41的施加电压设为了0.2V时，虽然能够对浓空燃比在某种程度的范围对空燃比进行检测，但对稀空燃比无法检测18左右以上的空燃比。即，若使下游侧空燃比传感器41的施加电压降低为0.2V，则空燃比的可检测范围变得不合适。这样，通过在燃料削减控制结束后使施加电压上升为0.45V，能够在通常运转时以理论空燃比为中心在某种程度的范围对空燃比进行检测。其结果，在燃料削减控制结束后，能够检测通常运转时所需的范围的空燃比。
尤其是，在本实施方式中，下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到I18后使施加电压上升。在此，若在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到I18之前使施加电压上升，则伴随施加电压的上升，下游侧空燃比传感器41的输出电流会超过I0.2AIR地上升。其结果，与下游侧空燃比传感器41连接的电路被输入过大的输出电流，在使用容量小的电路的情况下会招致电路的损伤。相对于此，在本实施方式中，由于在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到I18后使施加电压上升，所以可抑制从下游侧空燃比传感器41产生过大的输出电流。
另外，如后所述，在阶跃性(step)地切换了下游侧空燃比传感器41的施加电压时，下游侧空燃比传感器41的输出电流会暂时产生噪声。因此，在刚变更施加电压后无法准确检测在下游侧空燃比传感器41的周围流通的排气的空燃比。在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到I18时切换施加电压，抑制过大的输出电流的产生并且迅速地进行施加电压的切换。因此，根据情况，能够在下游侧空燃比传感器41的输出电流达到与理论空燃比相当的零之前使伴随施加电压的切换而产生的噪声终止。
此外，在上述的例子中，将作为通常运转时的施加电压的通常电压设为0.45V，将作为燃料削减控制时的施加电压的燃料削减电压设为0.2V。然而，通常电压和燃料削减电压可以不必是该值。
不过，在本实施方式中，燃料削减电压需要比通常电压低。另外，燃料削减电压设为如下电压：即使在下游侧空燃比传感器41的周围流通与大气同样的气体，下游侧空燃比传感器41的输出电流也为电路的容许最大电流以下。而且，燃料削减电压设为：比下游侧空燃比传感器41暴露于理论空燃比的排气时的界限电流区域的下限电压(图3中的Vlow)高的电压。
更优选的是，燃料削减电压设为：比下游侧空燃比传感器41暴露于预定的稀空燃比(例如空燃比18)的气体时的空燃比传感器的界限电流区域的下限电压高的电压。在该情况下，对下游侧空燃比传感器41的施加电压，在下游侧空燃比传感器41的输出电流变为了与该预定的稀空燃比(例如空燃比18)相当的值(例如I18)以下时，从燃料削减电压上升到通常电压。
另外，燃料削减控制结束而使对下游侧空燃比传感器41的施加电压上升的正时，也可以不必是下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到与18左右的空燃比相当的值I18以下时。因此，也可以是下游侧空燃比传感器41的输出电流变为了I18以外的预先设定的值(比零大的值)以下时。不过，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压上升时的输出电流优选成为界限电流。
＜异常诊断控制执行时的施加电压的控制>
另外，如上所述，若阶跃性地切换对下游侧空燃比传感器41的施加电压，则下游侧空燃比传感器41的输出电流会暂时产生噪声。因此，如上所述，在燃料削减控制刚结束后进行异常诊断控制的情况下，在异常诊断控制的执行期间，下游侧空燃比传感器41的输出电流会产生噪声。若像这样在异常诊断控制的执行期间在下游侧空燃比传感器41的输出电流产生噪声，则无法准确检测下游侧空燃比传感器41的异常。
另外，在本实施方式中，如上所述，在下游侧空燃比传感器41的输出电流达到比与理论空燃比相当的零稍小的结束判定电流时，结束恢复后浓控制。即，在本实施方式中，在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量大致成为零而从上游侧排气净化催化剂20开始流出了未燃气体时，结束恢复后浓控制。另外，若在从上游侧排气净化催化剂20开始流出了未燃气体时在下游侧空燃比传感器41的输出电流产生噪声，则会无法准确检测未燃气体的流出。
因此，在本实施方式中，在异常诊断控制完成时和下游侧空燃比传感器41的输出电流达到了结束判定电流时中较晚的一方以后，进行燃料削减控制结束后的对下游侧空燃比传感器41的施加电压的上升。即，在本实施方式中，在异常诊断控制的完成时和恢复后浓控制的结束时中较晚的一方以后进行施加电压的上升。在图7中实线所示的例子中，异常诊断控制在时刻t5结束，下游侧空燃比传感器41的输出电流在比时刻t5晚的时刻t4达到结束判定电流。因此，在图示的例子中，在时刻t4使下游侧空燃比传感器41的施加电压从0.2V向0.45V上升。
通过在这样的正时使施加电压上升，能够防止在异常诊断控制的执行期间伴随对下游侧空燃比传感器41的施加电压变更而使得输出电流产生噪声。除此之外，还能够准确检测从上游侧排气净化催化剂20流出了未燃气体之时。
此外，在上述实施方式中，异常诊断控制在下游侧空燃比传感器41的输出电流达到结束判定电流之前结束。然而，根据异常诊断控制的方式的不同，有时异常诊断控制在下游侧空燃比传感器41的输出电流达到结束判定电流后完成。在这样的情况下，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压在异常诊断控制完成以后上升。
另外，在上述实施方式中，在异常诊断控制完成时和恢复后浓控制的结束时中较晚的一方以后进行施加电压的上升。然而，若施加电压的上升变晚，则相应地空燃比的可检测范围不合适的期间变长。因此，优选的是，施加电压的上升在如下时刻进行，该时刻是：在恢复后浓控制结束后，下游侧空燃比传感器41的输出电流暂时收敛为零后再次变为比零低之前(即，从上游侧排气净化催化剂20流出浓空燃比的排气之前)或变为比零高之前(即，从上游侧排气净化催化剂20流出稀空燃比的排气之前)。或者，施加电压的上升也可以在恢复后浓控制结束后、下游侧空燃比传感器41的输出电流从结束判定电流以下向零(与理论空燃比相当)收敛之前(图7中用M表示的期间中)进行。
另外，施加电压的上升，也可以在恢复后浓控制的结束后、下游侧空燃比传感器41的输出电流从结束判定电流以下收敛为零(与理论空燃比相当)后且之后从零附近变化之前进行。由此，在下游侧空燃比传感器41的输出几乎没有变动时进行施加电压的上升。
＜流程图>
图8是表示对下游侧空燃比传感器41的施加电压控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断而进行。
首先，在步骤S11中，判定电压降低标志Fv是否为1。电压降低标志Fv，是在下游侧空燃比传感器41的施加电压正在降低的情况下被设为1、在除此以外的情况下被设为0的标志。在步骤S11中判定为电压降低标志为0的情况下进入步骤S12。在步骤S12中，判定燃料削减控制是否开始了。在判定为燃料削减控制没有开始的情况下，结束控制例程。另一方面，在步骤S12中判定为燃料削减控制开始了的情况下，进入步骤S13。在步骤S13中，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压向0.2V降低。接着，在步骤S14中，将电压降低标志Fv设置为1，结束控制例程。
在下次的控制例程中，在步骤S11中判定为电压降低标志Fv为1而进入步骤S15。在步骤S15中，判定燃料削减控制是否结束了。在判定为燃料削减控制没有结束的情况下，结束控制例程。其结果，将对下游侧空燃比传感器41的施加电压维持为0.2V。另一方面，在步骤S15中判定为燃料削减控制结束了的情况下，进入步骤S16。在步骤S16中，判定异常诊断控制是否完成了。在判定为异常诊断控制没有完成的情况下，结束控制例程。其结果，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压维持为0.2V。
另一方面，在步骤S16中判定为异常诊断控制完成了的情况下进入步骤S17。在步骤S17中，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流是否为结束判定电流Iref以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流比结束判定电流Iref大的情况下，结束控制例程。在该情况下，也使对下游侧空燃比传感器41的施加电压维持为0.2V。另一方面，在步骤S17中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流为结束判定电流Iref以下的情况下，进入步骤S18。在步骤S18中，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压向0.45V上升。接下来，在步骤S19中，使电压降低标志Fv复位为0，结束控制例程。
此外，在上述实施方式中，说明了对下游侧空燃比传感器41的施加电压。然而，关于对上游侧空燃比传感器40的施加电压，也能够同样地控制。不过，在该情况下，上游侧空燃比传感器40无法用于：为了使恢复后浓控制结束而检测从上游侧排气净化催化剂20流出了未燃气体。因此，对上游侧空燃比传感器40的施加电压，在执行其异常诊断控制时，在异常诊断控制完成了的情况下上升。另一方面，对上游侧空燃比传感器40的施加电压，在不执行其异常诊断控制时，与下游侧空燃比传感器41的情况同样，在上游侧空燃比传感器40的输出电流降低到I18时上升。
＜第二实施方式>
接着，参照图9对本发明的第二实施方式进行说明。内燃机的控制装置的构成等基本与第一实施方式的控制装置的构成等相同。然而，在第一实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出电流达到结束判定电流时结束恢复后浓控制，相对于此，在第二实施方式中，与下游侧空燃比传感器41的输出电流无关地结束恢复后浓控制。
具体而言，在本实施方式中，基于从燃料削减控制的结束起即从恢复后浓控制的开始起流入上游侧排气净化催化剂20的排气的累计流量，来结束恢复后浓控制。此外，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的累计流量例如基于气流计39的输出等进行推定。
图9是燃料削减控制的执行前后的上游侧输出电流等的与图7同样的时间图。根据图9可知，在本实施方式中，从燃料削减控制的结束时即恢复后浓控制的开始时(时刻t3)起，开始进行流入上游侧排气净化催化剂20的排气的累计。并且，在时刻t7，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的累计流量达到预先设定的值ΣVref时，结束恢复后浓控制。其结果，上游侧空燃比传感器40的输出电流向零(与理论空燃比相当)上升。
在像这样基于累计流量结束恢复后浓控制的情况下，在燃料削减控制的结束后不进行异常诊断控制时，也与上述第一实施方式同样，对下游侧空燃比传感器41的施加电压，在其输出电流降到I18时，从0.2V向0.45V上升。
另一方面，在像这样基于累计流量结束恢复后浓控制的情况下，确定恢复后浓控制的结束时期时不使用下游侧空燃比传感器41的输出电流。因此，在恢复后浓控制开始后，无需由下游侧空燃比传感器41准确检测其输出电流成为结束判定电流的正时。因此，在本实施方式中，在燃料削减控制结束后进行异常诊断控制的情况下，在时刻t4异常诊断控制结束了时，使下游侧空燃比传感器41的施加电压从0.2V向0.45V上升。由此，在燃料削减控制的结束后，能够将能够由下游侧空燃比传感器41检测的空燃比的范围迅速切换为适当的范围。
此外，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压上升的正时只要是在异常诊断控制结束后，就也可以不必与异常诊断控制结束同时。不过，若施加电压的上升变晚，则相应地空燃比的可检测范围不合适的期间变长。因此，施加电压的上升优选在恢复后浓控制的结束前进行。
另外，在上述实施方式中，基于流入上游侧排气净化催化剂20的排气的累计流量确定恢复后浓控制的结束。然而，恢复后浓控制的结束，只要是下游侧空燃比传感器41的输出电流以外的参数，就也可以基于其他参数确定。作为这样的参数，例如可举出从恢复后浓控制开始起的时间、从恢复后浓控制开始起的累计燃料喷射量等。
＜第三实施方式>
接着，参照图10，对本发明的第三实施方式进行说明。内燃机的控制装置的构成等基本与第一实施方式和第二实施方式的控制装置的构成等相同。然而，在上述实施方式中，与异常诊断控制的执行的有无无关地，恢复后浓控制的结束正时相同。相对于此，在本实施方式中，根据异常诊断控制的执行的有无而变更恢复后浓控制的结束正时。
具体而言，在本实施方式中，在燃料削减控制的结束后不进行异常诊断控制的情况下，如图10所示，在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到结束判定电流时(图10的时刻t4)，结束恢复后浓控制。因此，向上游侧排气净化催化剂20流入浓空燃比的排气，直到时刻t4为止，其结果，在时刻t4以后上游侧空燃比传感器40的输出电流向零收敛。在该情况下，与上述实施方式同样，对下游侧空燃比传感器41的施加电压在时刻t6(下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到I18时)从0.2V向0.45V上升。
另一方面，在燃料削减控制的结束后进行异常诊断控制的情况下，如图11所示，基于流入上游侧排气净化催化剂20的排气的累计流量确定恢复后浓控制的结束正时。因此，在累计流量达到了预先设定的值ΣVref时(时刻t7)，结束恢复后浓控制。
另外，在本实施方式中，在进行异常诊断控制的情况下，与第二实施方式同样，在时刻t5异常诊断控制结束了时，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压从0.2V向0.45V上升。
根据本实施方式，在不进行异常诊断控制的情况下，在下游侧空燃比传感器41的输出电流降低到结束判定电流后结束恢复后浓控制。因此，能够进行恢复后浓控制直到吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧全部释放，由此，能够提高上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力。另一方面，在进行异常诊断控制的情况下，与下游侧空燃比传感器41的输出电流无关地结束恢复后浓控制。因此，在确定异常诊断控制的结束时期时，能够不受与对下游侧空燃比传感器41的施加电压切换相伴的噪声的影响。
＜流程图>
图12是表示对下游侧空燃比传感器41的施加电压控制和恢复后浓控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断而进行。此外，步骤S21～S25分别与图8的步骤S11～S15相同而省略说明。
在步骤S25中判定为燃料削减控制结束了的情况下，进入步骤S26。在步骤S26中，判定恢复后浓标志Fr是否为1。恢复后浓标志Fr是在正在执行恢复后浓控制的情况下设置为1、在除此之外的情况下设置为0的标志。在尚未开始恢复后浓控制时，在步骤S25中判定为恢复后浓标志Fr没有成为1而进入步骤S27。在步骤S27中，开始恢复后浓控制，接着在步骤S28中将恢复后浓标志Fr设置为1，结束控制例程。
在下次的控制例程中，若在步骤S26中判定为恢复后浓标志Fr被设置为1，则进入步骤S29。在步骤S29中，判定在燃料削减控制的结束后是否执行了异常诊断控制。在判定为执行了异常诊断控制的情况下进入步骤S30。在步骤S30中，判定异常诊断控制是否完成了，在判定为异常诊断控制没有完成的情况下，结束控制例程。其结果，对下游侧空燃比传感器41的施加电压维持为0.2V，继续恢复后浓控制。之后，若异常诊断控制完成，则在下次的控制例程中，从步骤S30进入步骤S31，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压向0.45V上升。接下来，在步骤S32中，结束恢复后浓控制，在步骤S33中，使电压降低标志Fv从1复位为0，在步骤S34中，使恢复后浓标志Fr复位为0，结束控制例程。
另一方面，在步骤S29中判定为在燃料削减控制结束后没有执行异常诊断控制的情况下，进入步骤S35。在步骤S35中，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流I是否变为了I18(与空燃比18相当的值)以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I比I18高的情况下，结束控制例程。其结果，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压维持为0.2V，继续恢复后浓控制。之后，在下游侧空燃比传感器41的输出电流I降低到I18以下时，在下次的控制例程中从步骤S35进入步骤S31，执行步骤S31～S34，结束控制例程。
＜空燃比传感器的类型>
此外，在上述实施方式中，上游侧空燃比传感器40和下游侧空燃比传感器41为图2所示那样的层叠型的界限电流式空燃比传感器。然而，也可以使得这些空燃比传感器为杯型的界限电流式空燃比传感器。
图13是概略地表示杯型的空燃比传感器40’、41’的构造的图。如图13所示，杯型的空燃比传感器40’、41’具备构成为杯状(圆筒状)的固体电解质层51’、在该固体电解质层的外侧的面上配置的排气侧电极52’、在该固体电解质层的内侧的面上配置的大气侧电极53’、进行通过的排气的扩散限速的扩散限速层54’以及进行空燃比传感器40’、41’的加热的加热部56’。根据图13可知，扩散限速层54’以覆盖固体电解质层51’的外侧的面方式构成为杯状(圆筒状)，另外，加热部56’配置于固体电解质层51’的内部。
在这样构成的杯型的空燃比传感器40’、41’中，扩散限速层54’的外周面整体暴露于排气。其结果，到达排气侧电极52’的排气的流量多，在电极间产生的电流大。因此，在杯型的空燃比传感器中，与层叠型的空燃比传感器相比，输出电流变大，对电路施加的负担增大。因此，通过在使用杯型的空燃比传感器的情况下进行上述实施方式的控制，能够更有效地减少对电路的负担。此外，上游侧空燃比传感器和下游侧空燃比传感器的种类无需一定统一，例如，也可以使得上游侧的空燃比传感器为层叠型的空燃比传感器，使得下游侧的空燃比传感器为杯型的空燃比传感器。
附图标记说明
1内燃机主体
5燃烧室
7进气口
9排气口
19排气歧管
20上游侧排气净化催化剂
24下游侧排气净化催化剂
31ECU
40上游侧空燃比传感器
41下游侧空燃比传感器

Claims (13)

1.一种内燃机的控制装置，具备设置于内燃机的排气通路的空燃比传感器和控制对该空燃比传感器的施加电压的施加电压控制装置，所述内燃机的控制装置执行燃料削减控制和异常诊断控制，所述燃料削减控制是在内燃机的工作期间停止或减少向燃烧室的燃料供给的控制，所述异常诊断控制是在燃料削减控制结束后基于所述空燃比传感器的电流输出来进行空燃比传感器的异常诊断的控制，其中，
所述空燃比传感器构成为：作为检测对象的排气的空燃比越高则输出电流越大，并且对该空燃比传感器的施加电压越高则输出电流的最大值越大，
所述施加电压控制装置，在所述燃料削减控制的执行期间和从该燃料削减控制结束到所述异常诊断控制完成为止的期间，将对所述空燃比传感器的施加电压设为与在没有执行所述燃料削减控制时所施加的通常电压不同的燃料削减电压，并且，在所述异常诊断控制完成以后，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
2.根据权利要求1所记载的内燃机的控制装置，
所述内燃机具备设置于内燃机排气通路的排气净化催化剂，所述空燃比传感器设置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，该内燃机的控制装置在所述燃料削减控制结束后执行将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为比理论空燃比浓的浓空燃比的恢复后浓控制。
3.根据权利要求2所记载的内燃机的控制装置，
所述施加电压控制装置，在所述异常诊断控制的完成以及所述恢复后浓控制的结束中较晚的一方以后，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
4.根据权利要求3所记载的内燃机的控制装置，
所述施加电压控制装置，在恢复后浓控制结束后所述空燃比传感器的输出电流再次变得低于与理论空燃比相当的值之前，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
5.根据权利要求3或4所记载的内燃机的控制装置，
所述恢复后浓控制，在所述空燃比传感器的输出电流变为结束判定电流以下时结束，所述结束判定电流是与比理论空燃比浓的结束判定空燃比相当的电流。
6.根据权利要求5所记载的内燃机的控制装置，
所述施加电压控制装置，在恢复后浓控制结束后且所述空燃比传感器的输出电流从所述结束判定电流以下变化为与理论空燃比相当的电流之前，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
7.根据权利要求2所记载的内燃机的控制装置，
所述恢复后浓控制不根据所述空燃比传感器的输出电流而基于其他参数结束，
所述施加电压控制装置，在所述异常诊断控制完成后且所述恢复后浓控制结束前，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
8.根据权利要求7所记载的内燃机的控制装置，
在所述燃料削减控制结束时所述异常诊断控制的执行条件没有成立的情况下，即使在所述燃料削减控制结束后也不执行所述异常诊断控制，
在所述燃料削减控制结束后不执行所述异常诊断控制的情况下，所述恢复后浓控制，在开始恢复后浓控制后所述空燃比传感器的输出电流初次变为与预先设定的结束判定空燃比相当的值以后结束，
在所述燃料削减控制结束后执行所述异常诊断控制的情况下，所述恢复后浓控制不根据所述空燃比传感器的输出电流而基于其他参数结束。
9.根据权利要求1～8中任一项所记载的内燃机的控制装置，
在所述燃料削减控制结束时所述异常诊断控制的执行条件没有成立时，即使在所述燃料削减控制结束后也不执行所述异常诊断控制，
所述施加电压控制装置，在所述燃料削减控制结束后不执行所述异常诊断控制的情况下，在所述燃料削减控制结束后所述空燃比传感器的输出电流变为预先设定的值以下时，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
10.根据权利要求1～9中任一项所记载的内燃机的控制装置，
所述燃料削减电压比所述通常电压低。
11.根据权利要求10所记载的内燃机的控制装置，
所述燃料削减电压比所述空燃比传感器暴露于理论空燃比的气体时的空燃比传感器的界限电流区域的下限电压高。
12.根据权利要求10或11所记载的内燃机的控制装置，
在所述燃料削减控制结束时所述异常诊断控制的执行条件没有成立的情况下，即使在所述燃料削减控制结束后也不执行所述异常诊断控制，
所述燃料削减电压比所述空燃比传感器暴露于预定的稀空燃比的气体时的空燃比传感器的界限电流区域的下限电压高，
所述施加电压控制装置，在所述燃料削减控制结束后不执行所述异常诊断控制的情况下，在所述空燃比传感器的输出电流变为与所述预定的稀空燃比相当的值以下时，将对所述空燃比传感器的施加电压从所述燃料削减电压变更为所述通常电压。
13.根据权利要求1～12中任一项所记载的内燃机的控制装置，
所述内燃机具备设置于内燃机排气通路的排气净化催化剂，所述空燃比传感器设置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧并且是杯型的界限电流式空燃比传感器，
所述控制装置还具备在所述排气净化催化剂的上游侧设置于所述排气通路的上游侧空燃比传感器，该上游侧空燃比传感器是层叠型的界限电流式空燃比传感器。
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