CN113202650B

CN113202650B - 空燃比检测装置的异常检测装置

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Publication number: CN113202650B
Application number: CN202110135674.2A
Authority: CN
Inventors: 若尾和弘; 北爪芳之; 青木圭一郎; 神谷康敬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2041-02-01
Also published as: JP2021124034A; CN113202650A; JP7234956B2; US20210239062A1; US11319890B2

Abstract

一种空燃比检测装置的异常检测装置，空燃比检测装置(42)配置在过滤器(23)的下游侧，所述异常检测装置(1)具备异常检测部(71)和燃烧判定部(72)，所述异常检测部(71)基于停止向内燃机的燃烧室(5)的燃料供给的燃料切断控制期间中的空燃比检测装置的输出变化特性来检测空燃比检测装置的异常，所述燃烧判定部(72)判定燃料切断控制期间中的在过滤器的粒子状物质的燃烧量是否比预定量多。异常检测部在通过燃烧判定部判定为燃烧量比预定量多的情况下，禁止空燃比检测装置的异常检测。

Description

空燃比检测装置的异常检测装置

技术领域

本发明涉及空燃比检测装置的异常检测装置。

背景技术

以往，已知有将检测排气气体的空燃比的空燃比检测装置配置在内燃机的排气通路，基于空燃比检测装置的输出对混合气的空燃比进行反馈控制的技术。通过该反馈控制，将排气气体的空燃比控制为所期望的值，可抑制排气排放的恶化。

然而，空燃比检测装置有时随着使用而逐渐劣化，其响应性恶化。因此，优选定期地监视有无空燃比检测装置的异常。

在日本特开2009-108681所记载的异常诊断装置中，配置在催化剂的下游侧的空燃比检测装置的异常诊断在燃料切断期间中进行。燃料切断期间中的空燃比检测装置的输出变化受到催化剂的氧吸藏量的影响。因此，在该异常诊断装置中，为了减小空燃比检测装置的响应时间的偏差，在燃料切断期间中的吸入空气量小于预定量时，禁止空燃比检测装置的异常诊断。

发明内容

有时将捕集排气气体中的粒子状物质(PM)的过滤器设置于内燃机的排气通路。若在过滤器的温度高时向过滤器供给氧，则堆积于过滤器的PM会被氧化并燃烧而除去。因此，若在过滤器的温度高时进行燃料切断，则在供给到排气通路的空气通过过滤器时空气中的氧浓度会降低。

然而，在日本特开2009-108681所记载的方法中，在空燃比检测装置配置在过滤器的下游侧的情况下，完全没有考虑过滤器中的PM的燃烧对空燃比检测装置的响应性产生的影响。因此，空燃比检测装置的异常诊断的方法存在改善的余地。

鉴于上述课题，本发明的目的在于提高配置在过滤器的下游侧的空燃比检测装置的异常的检测精度。

本公开的要旨如下。

(1)一种空燃比检测装置的异常检测装置，所述空燃比检测装置在内燃机的排气通路中配置在捕集排气气体中的粒子状物质的过滤器的下游侧，所述异常检测装置具备异常检测部和燃烧判定部，所述异常检测部基于停止向所述内燃机的燃烧室的燃料供给的燃料切断控制期间中的所述空燃比检测装置的输出变化特性来检测该空燃比检测装置的异常，所述燃烧判定部判定所述燃料切断控制期间中的在所述过滤器的粒子状物质的燃烧量是否比预定量多，所述异常检测部，在通过所述燃烧判定部判定为所述燃烧量比所述预定量多的情况下，禁止所述空燃比检测装置的异常检测。

(2)根据上述(1)所述的空燃比检测装置的异常检测装置，所述燃烧判定部基于所述燃料切断控制期间中的所述空燃比检测装置的输出来判定所述燃烧量是否比所述预定量多。

(3)根据上述(1)所述的空燃比检测装置的异常检测装置，所述燃烧判定部基于所述燃料切断控制期间中的所述过滤器的推定温度来判定所述燃烧量是否比所述预定量多。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的空燃比检测装置的异常检测装置，所述预定量为零。

根据本发明，能够提高配置在过滤器的下游侧的空燃比检测装置的异常的检测精度。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:

图1是大致示出设置有本发明的第一实施方式涉及的空燃比检测装置的异常检测装置的内燃机的图。

图2示出三元催化剂的净化特性。

图3是示出第3空燃比传感器的电压-电流特性的图。

图4是示出传感器施加电压为0.45V时的排气气体的空燃比与输出电流的关系的图。

图5是大致示出本发明的第一实施方式涉及的异常检测装置的构成的框图。

图6是执行了燃料切断控制时的第3空燃比传感器的输出的时间图。

图7是示出第一实施方式中的异常检测处理的控制例程的流程图。

图8是大致示出设置有本发明的第二实施方式涉及的空燃比检测装置的异常检测装置的内燃机的图。

图9是示出第二实施方式中的异常检测处理的控制例程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注相同的参照编号。

＜第一实施方式＞

首先，参照图1～图7对本发明的第一实施方式进行说明。

＜内燃机整体的说明＞

图1是大致示出设置有本发明的第一实施方式涉及的空燃比检测装置的异常检测装置的内燃机的图。图1所示的内燃机是火花点火式内燃机。内燃机搭载于车辆。

参照图1，2表示气缸体，3表示在气缸体2内往复运动的活塞，4表示固定于气缸体2上的气缸盖，5表示在活塞3与气缸盖4之间形成的燃烧室，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，在气缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在气缸盖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根据喷射信号向燃烧室5内喷射预定量的燃料。在本实施方式中，使用理论空燃比为14.6的汽油作为燃料。

各气缸的进气口7经由各自对应的进气支管13连结于稳压罐14，稳压罐14经由进气管15连结于空气滤清器16。进气口7、进气支管13、稳压罐14、进气管15等形成将空气向燃烧室5引导的进气通路。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。通过利用节气门驱动致动器17使节气门18转动，从而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的多个支部、和这些支部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部连结于内置有催化剂20的上游侧壳体21。上游侧壳体21经由排气管22连结于内置有过滤器23的下游侧壳体24。排气口9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22、下游侧壳体24等形成将通过燃烧室5中的混合气的燃烧产生的排气气体排出的排气通路。

内燃机的各种控制由电子控制单元(ECU)31执行。即，ECU31作为内燃机的控制装置发挥作用。向ECU31输入设置于内燃机的各种传感器的输出，ECU31基于各种传感器的输出等来控制内燃机的各种致动器。

ECU31由数字计算机构成，并且具备经由双向总线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。此外，虽然在本实施方式中设置有一个ECU31，但也可以按每个功能设置多个ECU。

在进气管15配置有检测在进气管15内流动的空气的流量的空气流量计39，空气流量计39的输出经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。

另外，在催化剂20的上游侧的排气通路(排气歧管19的集合部)配置有第1空燃比传感器40，所述第1空燃比传感器40检测从内燃机的燃烧室5排出并流入催化剂20的排气气体的空燃比。第1空燃比传感器40的输出经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。

另外，在位于催化剂20的下游侧且位于过滤器23的上游侧的排气通路(催化剂20与过滤器23之间的排气管22内)配置有第2空燃比传感器41，所述第2空燃比传感器41检测从催化剂20流出并流入过滤器23的排气气体的空燃比。第2空燃比传感器41的输出经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。

另外，在过滤器23的下游侧的排气通路(过滤器23的下游侧的排气管22内)配置有检测从过滤器23流出的排气气体的空燃比的第3空燃比传感器42。第3空燃比传感器42的输出经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。

另外，在设置于搭载有内燃机的车辆的加速器踏板43连接有产生与加速器踏板43的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器44，负荷传感器44的输出电压经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。ECU31基于负荷传感器44的输出算出内燃机负荷。

另外，在输入端口36连接有每当曲轴旋转预定角度(例如10°)便产生输出脉冲的曲轴角传感器45，该输出脉冲向输入端口36输入。ECU31基于曲轴角传感器45的输出算出内燃机转速。

另一方面，输出端口37经由对应的驱动电路46连接于内燃机的各种致动器。在本实施方式中，输出端口37连接于火花塞10、燃料喷射阀11以及节气门驱动致动器17，ECU31对它们进行控制。具体而言，ECU31对火花塞10的点火正时、燃料喷射阀11的喷射正时和喷射量、以及节气门18的开度进行控制。

此外，上述的内燃机是以汽油作为燃料的非增压内燃机，内燃机的构成不限定于上述构成。因此，气缸排列、燃料的喷射方式、进气排气系统的构成、可变气门机构的构成、有无增压器这样的内燃机的具体的构成也可以与图1所示的构成不同。例如，燃料喷射阀11也可以配置成向进气口7内喷射燃料。

内燃机具备配置在排气通路的催化剂20和过滤器23作为对从内燃机主体排出的排气气体进行净化的排气净化装置。在本实施方式中，在内燃机的排气通路中，过滤器23配置在催化剂20的下游侧。

催化剂20是能够吸藏氧，并且例如能够同时净化烃(HC)、一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NOx)的三元催化剂。催化剂20具有由陶瓷、金属等构成的载体、具有催化作用的贵金属(例如，铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等)、以及具有氧吸藏能力的助催化剂(例如二氧化铈(CeO₂)等)。贵金属和助催化剂担载于载体。

图2示出三元催化剂的净化特性。如图2所示，催化剂20对HC、CO以及NOx的净化率在流入催化剂20的排气气体的空燃比处于理论空燃比附近区域(图2中的净化窗口A)时变得非常高。因此，当排气气体的空燃比维持为理论空燃比时，催化剂20能够有效地净化HC、CO以及NOx。

另外，催化剂20通过助催化剂根据排气气体的空燃比来吸藏或释放氧。具体而言，在排气气体的空燃比比理论空燃比稀时，催化剂20吸藏排气气体中的过剩的氧。另一方面，在排气气体的空燃比比理论空燃比浓时，催化剂20释放对于使HC和CO氧化而言不足的氧。结果，即使在排气气体的空燃比稍微偏离了理论空燃比的情况下，也可将催化剂20的表面上的空燃比维持在理论空燃比附近，在催化剂20中可有效地净化HC、CO以及NOx。

过滤器23捕集排气气体中的粒子状物质(PM)，例如由多孔质的陶瓷构成。在本实施方式中，过滤器23是所谓的汽油颗粒过滤器(GPF)。

当包含PM的排气气体流入过滤器23时，PM被过滤器23捕集，PM堆积于过滤器23。另一方面，若在过滤器23的温度高时向过滤器23供给氧，则堆积于过滤器23的PM被氧化并燃烧而除去。该现象被称为过滤器23的再生。通过过滤器23的再生，堆积于过滤器23的PM的量减少。

＜空燃比传感器的输出特性＞

在内燃机的排气通路配置有第1空燃比传感器40、第2空燃比传感器41以及第3空燃比传感器42作为检测排气气体的空燃比的空燃比检测装置。第1空燃比传感器40、第2空燃比传感器41以及第3空燃比传感器42具有同样的构成。因此，以下，参照图3和图4对第3空燃比传感器42的输出特性进行说明。

图3是示出第3空燃比传感器42的电压-电流(V-I)特性的图。根据图3可知，在第3空燃比传感器42中，排气气体的空燃比越高(越稀)则输出电流I越大。另外，在各空燃比下的V-I线上存在与V轴大致平行的区域，也就是即使传感器施加电压发生变化输出电流也几乎不变化的区域。该电压区域被称为界限电流区域，此时的电流被称为界限电流。在图3中，分别由W₁₈、I₁₈来表示排气空燃比为18时的界限电流区域和界限电流。因此，第3空燃比传感器42是界限电流式的空燃比传感器。

图4是示出传感器施加电压为0.45V时的排气气体的空燃比与输出电流I的关系的图。即，在图4中示出图3的虚线上的点处的排气气体的空燃比与输出电流I的关系。根据图4可知，在排气气体的空燃比为理论空燃比时，第3空燃比传感器42的输出电流I成为零。另外，在第3空燃比传感器42中，排气气体的氧浓度越高，即排气气体的空燃比越稀，则第3空燃比传感器42的输出电流I越大。因此，第3空燃比传感器42能够连续地(线性地)检测排气气体的空燃比。

＜空燃比检测装置的异常检测装置＞

然而，第1空燃比传感器40、第2空燃比传感器41以及第3空燃比传感器42这样的空燃比检测装置有时随着使用而逐渐劣化，其响应性恶化。若空燃比检测装置的响应性恶化，则可能无法基于空燃比检测装置的输出适当地控制混合气的空燃比，从而排气排放恶化。因此，在本实施方式中，为了监视空燃比检测装置的劣化状态，在内燃机设置有检测空燃比检测装置的异常的异常检测装置。

图5是大致示出本发明的第一实施方式涉及的异常检测装置1的构成的框图。异常检测装置1具备异常检测部71和燃烧判定部72，诊断第3空燃比传感器42的异常。在本实施方式中，ECU31作为异常检测部71和燃烧判定部72发挥作用。异常检测部71和燃烧判定部72是通过ECU31的CPU35执行存储于ECU31的ROM34的程序而实现的功能块。

在内燃机中，在满足预定的执行条件时，执行停止向燃烧室5的燃料供给的燃料切断控制。预定的执行条件例如在加速器踏板43的踩踏量为零(即，内燃机负荷为零)且内燃机转速为比怠速时的转速高的预定转速以上时满足。

当执行燃料切断控制时，从进气通路向排气通路供给空气，并且将空气向催化剂20供给。结果，催化剂20的氧吸藏量达到最大氧吸藏量，从催化剂20流出的氧经过过滤器23而到达第3空燃比传感器42。因此，当执行燃料切断控制时，第3空燃比传感器42的输出会向稀侧变化。此时，若第3空燃比传感器42的响应性恶化，则第3空燃比传感器42的输出的变化会变慢。

因此，异常检测部71基于燃料切断控制期间中的第3空燃比传感器42的输出变化特性来检测第3空燃比传感器42的异常。例如，异常检测部71在第3空燃比传感器42的输出通过预定的输出区间时的时间比阈值长的情况下，判定为第3空燃比传感器42异常。另一方面，异常检测部71在第3空燃比传感器42的输出经过预定的输出区间时的时间为阈值以下的情况下，判定为第3空燃比传感器42正常。

如图1所示，与第1空燃比传感器40和第2空燃比传感器41不同，第3空燃比传感器42在内燃机的排气通路中配置在过滤器23的下游侧。因此，堆积于过滤器23的PM在燃料切断控制期间中燃烧了的情况下，第3空燃比传感器42的输出会受到PM的燃烧的影响。

图6是执行了燃料切断控制时的第3空燃比传感器42的输出的时间图。在图6中，用实线示出第3空燃比传感器42正常且PM没有燃烧的情况下的输出变化，用虚线示出第3空燃比传感器42异常且PM没有燃烧的情况下的输出变化，用点划线示出第3空燃比传感器42正常且PM发生燃烧的情况下的输出变化。

首先，对第3空燃比传感器42正常且PM没有燃烧的情况进行说明。在图6的例子中示出如下情况：在燃料切断控制开始前的时刻t0，第3空燃比传感器42的输出为零，流入了第3空燃比传感器42的排气气体的空燃比为理论空燃比。

在时刻t0之后，在时刻t1开始燃料切断控制。结果，在时刻t1之后，第3空燃比传感器42的输出朝向稀侧上升。此时，第3空燃比传感器42的输出通过预定的输出区间(在图6的例子中为Ia～Ib)，通过时间为T1。

另一方面，在第3空燃比传感器42异常的情况下，即在第3空燃比传感器42的响应性发生了恶化的情况下，如图6中的虚线所示，第3空燃比传感器42的输出的变化速度变慢。因此，第3空燃比传感器42的输出通过预定的输出区间时的时间成为比T1长的T2。

另外，在燃料切断控制期间中在过滤器23发生PM的燃烧时，在过滤器23消耗空气中的氧，并且燃烧气体与从过滤器23流出的空气混合。结果，在空气通过过滤器23时空气中的氧浓度降低。因此，在发生PM的燃烧的情况下，与没有发生PM的燃烧的情况相比，第3空燃比传感器42的输出降低(变浓)。因此，即使第3空燃比传感器42正常，如图6中的点划线所示，第3空燃比传感器42的输出的变化速度也变慢，第3空燃比传感器42的输出通过预定的输出区间时的时间成为比T1长的T3。

因此，在燃料切断控制期间中在过滤器23发生了PM的燃烧的情况下，即使第3空燃比传感器42正常，也可能会误判定为第3空燃比传感器42的响应性恶化。因此，在本实施方式中，如以下那样判定过滤器23中的PM的燃烧状态，并基于判定结果来决定可否进行第3空燃比传感器42的异常检测。

燃烧判定部72判定燃料切断控制期间中的在过滤器23的PM的燃烧量(以下，称为“PM燃烧量”)是否比预定量多。例如，燃烧判定部72基于燃料切断控制期间中的第3空燃比传感器42的输出来判定PM燃烧量是否比预定量多。预定量被预先设定，并且被设定为使得第3空燃比传感器42的输出变化特性的变动量收敛于容许误差内。

此外，预定量也可以是零。即，燃烧判定部72也可以判定在燃料切断控制期间中在过滤器23PM是否已燃烧。由此，能够完全排除PM的燃烧的影响。

如上所述，在过滤器23发生了PM的燃烧的情况下，与在过滤器23没有发生PM的燃烧的情况相比，第3空燃比传感器42的输出降低(变浓)。因此，燃烧判定部72在燃料切断控制期间中的第3空燃比传感器42的输出达到了预定值的情况下判定为PM燃烧量为预定量以下，在燃料切断控制期间中的第3空燃比传感器42的输出没有达到预定值的情况下判定为PM燃烧量比预定量多。

异常检测部71在通过燃烧判定部72判定为PM燃烧量比预定量多的情况下，禁止第3空燃比传感器42的异常检测。由此，能够抑制误检测为第3空燃比传感器42异常的情况，从而能够提高第3空燃比传感器42的异常的检测精度。

＜异常检测处理＞

以下，参照图7的流程图对用于检测第3空燃比传感器42的异常的控制详细地进行说明。图7是示出第一实施方式中的异常检测处理的控制例程的流程图。本控制例程在内燃机起动后，由ECU31反复执行。

首先，在步骤S101中，异常检测部71判定异常检测条件是否成立。异常检测条件例如在第3空燃比传感器42的温度为预先设定的活性温度以上且在内燃机起动后尚未判定出有无第3空燃比传感器42的异常的情况下成立。第3空燃比传感器42的温度例如基于第3空燃比传感器42的电阻而算出。

在步骤S101中判定为异常检测条件不成立的情况下，本控制例程结束。另一方面，在步骤S101中判定为异常检测条件成立的情况下，本控制例程前进至步骤S102。

在步骤S102中，异常检测部71判定是否正在执行燃料切断控制。在判定为没有执行燃料切断控制的情况下，本控制例程结束。另一方面，在判定为正在执行燃料切断控制的情况下，本控制例程前进至步骤S103。

在步骤S103中，异常检测部71将响应时间T作为第3空燃比传感器42的输出经过预定的输出区间时的时间而取得。预定的输出区间被预先设定，并且被设定在比理论空燃比稀且比空气的空燃比浓的范围内。

接着，在步骤S104中，异常检测部71判定响应时间T是否为阈值Tref以下。阈值Tref通过试验、计算等预先确定。

在步骤S104中判定为响应时间T为阈值Tref以下的情况下，本控制例程前进至步骤S105。在步骤S105中，异常检测部71判定为第3空燃比传感器42的响应性正常。在步骤S105之后，本控制例程结束。

另一方面，在步骤S104中判定为响应时间T比阈值Tref长的情况下，本控制例程前进至步骤S106。在步骤S106中，燃烧判定部72取得燃料切断控制期间中的第3空燃比传感器42的输出I。例如，燃烧判定部72取得从第3空燃比传感器42的输出通过预定的输出区间起经过了预定时间时的第3空燃比传感器42的输出I。

接着，在步骤S107中，燃烧判定部72判定第3空燃比传感器42的输出I是否为预定值Iref以上。预定值Iref被预先设定，并且被设定为与在PM燃烧量为预定量时流入第3空燃比传感器42的气体的空燃比相当的值。

在预定量为零的情况下，预定值Iref被设定为与空气的空燃比相当的值。另外，在预定量为零的情况下，预定值Iref也可以基于在过滤器23的温度低时(例如燃料切断控制开始前的内燃机负荷小时)执行了燃料切断控制的情况下的第3空燃比传感器42的输出来设定。即，预定值Iref也可以被设定为空气实际流入了第3空燃比传感器42时的第3空燃比传感器42的输出。此外，预定值Iref被设定为比算出响应时间T时的预定的输出区间的终点(在图6的例子中为Ib)大的值。

在步骤S107中判定为第3空燃比传感器42的输出I小于预定值Iref的情况下，判定为PM燃烧量比预定量多，本控制例程结束。即，不判定为第3空燃比传感器42的响应性异常。换言之，禁止第3空燃比传感器42的异常检测。

另一方面，在步骤S107中判定为第3空燃比传感器42的输出I为预定值Iref以上的情况下，判定为PM燃烧量为预定量以下，本控制例程前进至步骤S108。在步骤S108中，异常检测部71判定为第3空燃比传感器42的响应性异常，使设置于搭载内燃机的车辆的警告灯点亮。在步骤S108之后，本控制例程结束。

此外，也可以在步骤S103与步骤S104之间执行步骤S106和步骤S107，在步骤S107的判定为是的情况下执行步骤S104，在步骤S107的判定为否的情况下结束本控制例程。在该情况下，异常检测部71在通过燃烧判定部72判定为PM燃烧量比预定量多时不进行第3空燃比传感器42的异常判定。

另外，也可以在步骤S103中取得第3空燃比传感器42的输出经过预定的输出区间时的输出的斜率，在步骤S104中判定输出的斜率是否为阈值以上。

＜第二实施方式＞

第二实施方式涉及的异常检测装置除了以下所说明的点以外，基本上与第一实施方式涉及的异常检测装置的构成和控制同样。因此，以下，以与第一实施方式不同的部分为中心对本发明的第二实施方式进行说明。

图8是大致示出设置有本发明的第二实施方式涉及的空燃比检测装置的异常检测装置的内燃机的图。在第二实施方式中，在内燃机的排气通路设置有检测过滤器23的温度的温度传感器47。温度传感器47配置在内置有过滤器23的下游侧壳体24。温度传感器47的输出经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。

在第3空燃比传感器42这样的空燃比检测装置中，有时由于劣化等而在其输出上产生偏差。即，与预定的空燃比相当的输出的值有时会发生变化。因此，在基于第3空燃比传感器42的输出判定有无过滤器23中的燃烧的情况下，判定精度可能会降低。

因此，在第二实施方式中，燃烧判定部72基于燃料切断控制期间中的过滤器23的推定温度来判定PM燃烧量是否比预定量多。由此，能够高精度地判定PM的燃烧状态，从而能够更进一步地提高第3空燃比传感器42的异常的检测精度。

具体而言，燃烧判定部72取得由温度传感器47检测出的过滤器23的温度作为过滤器23的推定温度。另外，燃烧判定部72在燃料切断控制期间中的过滤器的推定温度为预定温度以下的情况下判定为PM燃烧量为预定量以下，在燃料切断控制期间中的过滤器的推定温度比预定温度高的情况下判定为PM燃烧量比预定量多。

图9是示出第二实施方式中的异常检测处理的控制例程的流程图。本控制例程在内燃机起动后，由ECU31反复执行。

步骤S201～步骤S205与图7的步骤S101～步骤S105同样，所以省略说明。在步骤S204中判定为响应时间T比阈值Tref长的情况下，本控制例程前进至步骤S206。

在步骤S206中，燃烧判定部72取得在燃料切断控制期间中由温度传感器47检测出的温度作为燃料切断控制期间中的过滤器23的推定温度ET。例如，燃烧判定部72取得在从开始燃料切断控制起到第3空燃比传感器42的输出通过预定的输出区间为止的期间中由温度传感器47检测出的温度的平均值作为燃料切断控制期间中的过滤器23的推定温度ET。

此外，温度传感器47也可以配置在催化剂20与过滤器23之间的排气通路中，检测流入过滤器23的排气气体的温度。另外，温度传感器47也可以配置在过滤器23的下游侧的排气通路中，检测从过滤器23流出的排气气体的温度。在这些情况下，燃烧判定部72基于由温度传感器47检测出的排气气体的温度算出燃料切断控制期间中的过滤器23的推定温度ET。

另外，也可以从内燃机中省略温度传感器47，燃烧判定部72基于即将开始燃料切断控制前的内燃机的预定的运转参数(例如内燃机转速、吸入空气量、内燃机负荷等)算出燃料切断控制期间中的过滤器23的推定温度ET。

接着，在步骤S207中，燃烧判定部72判定过滤器23的推定温度ET是否为预定温度ETref以下。预定温度ETref被预先设定，并且被设定为使PM燃烧量成为预定量那样的值。预定温度ETref例如被设定为500℃～800℃。

在步骤S207中判定为过滤器23的推定温度ET比预定温度ETref高的情况下，判定为PM燃烧量比预定量多，本控制例程结束。即，不判定为第3空燃比传感器42的响应性异常。换言之，禁止第3空燃比传感器42的异常检测。

另一方面，在步骤S207中判定为过滤器23的推定温度ET为预定温度ETref以下的情况下，判定为PM燃烧量为预定量以下，本控制例程前进至步骤S208。在步骤S208中，异常检测部71判定为第3空燃比传感器42的响应性异常，使设置于搭载内燃机的车辆的警告灯点亮。在步骤S208之后，本控制例程结束。

此外，也可以在步骤S203与步骤S204之间执行步骤S206和步骤S207，在步骤S207的判定为是的情况下执行步骤S204，在步骤S207的判定为否的情况下结束本控制例程。在该情况下，异常检测部71在通过燃烧判定部72判定为PM燃烧量比预定量多时不进行第3空燃比传感器42的异常判定。

另外，也可以在步骤S203中取得第3空燃比传感器42的输出经过预定的输出区间时的输出的斜率，在步骤S204中判定输出的斜率是否为阈值以上。

以上，对本发明涉及的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于这些实施方式，可以在权利要求书的记载范围内实施各种修正和变更。例如，过滤器23也可以具有三元催化剂功能。即，过滤器23也可以是所谓的三元催化剂。

另外，催化剂20、第1空燃比传感器40以及第2空燃比传感器41也可以从内燃机中省略。另外，在内燃机的排气通路中，过滤器23和第3空燃比传感器42也可以配置在催化剂20的上游侧。

另外，第3空燃比传感器42也可以是检测排气气体的空燃比为浓或稀的氧传感器。另外，第3空燃比传感器42也可以是能够检测排气气体的空燃比的NOx传感器。

另外，内燃机也可以是压缩自着火式内燃机(柴油发动机)。在该情况下，例如，在内燃机的排气通路中，配置有氧化催化剂作为催化剂20，配置有柴油颗粒过滤器(DPF)作为过滤器23。

Claims

1.一种空燃比检测装置的异常检测装置，所述空燃比检测装置在内燃机的排气通路中配置在捕集排气气体中的粒子状物质的过滤器的下游侧，

所述异常检测装置具备异常检测部和燃烧判定部，

所述异常检测部基于停止向所述内燃机的燃烧室的燃料供给的燃料切断控制期间中的所述空燃比检测装置的输出变化特性来检测该空燃比检测装置的异常，

所述燃烧判定部判定所述燃料切断控制期间中的在所述过滤器的粒子状物质的燃烧量是否比预定量多，

所述异常检测部，在通过所述燃烧判定部判定为所述燃烧量比所述预定量多的情况下，禁止所述空燃比检测装置的异常检测。

2.根据权利要求1所述的空燃比检测装置的异常检测装置，

所述燃烧判定部基于所述燃料切断控制期间中的所述空燃比检测装置的输出来判定所述燃烧量是否比所述预定量多。

3.根据权利要求1所述的空燃比检测装置的异常检测装置，

所述燃烧判定部基于所述燃料切断控制期间中的所述过滤器的推定温度来判定所述燃烧量是否比所述预定量多。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的空燃比检测装置的异常检测装置，

所述预定量为零。