JP2003270194A - ＮＯｘセンサの故障診断装置 - Google Patents
ＮＯｘセンサの故障診断装置Info
- Publication number
- JP2003270194A JP2003270194A JP2002074497A JP2002074497A JP2003270194A JP 2003270194 A JP2003270194 A JP 2003270194A JP 2002074497 A JP2002074497 A JP 2002074497A JP 2002074497 A JP2002074497 A JP 2002074497A JP 2003270194 A JP2003270194 A JP 2003270194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- exhaust gas
- oxygen concentration
- cell
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯXセンサの故障を診断する。
【解決手段】 ＮＯXセンサ１は、酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、酸素生成セルによって排気ガス中のＮＯX
を分解して新たに酸素を生成し、その後、酸素濃度検出
セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出することによ
って排気ガス中のＮＯX濃度を検出する。酸素ポンプセ
ルがそこに印加される電圧に応じた量の酸素を排気ガス
から排出し、排出される酸素の量に応じた出力値を出力
する。ＮＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が
既知であるときに酸素ポンプセルに特定の電圧を印加す
る。このときに酸素ポンプセルから出力される出力値が
該酸素ポンプセルが正常であるときにとりうると予想さ
れる値からずれているときにＮＯXセンサが故障してい
ると診断する。
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、酸素生成セルによって排気ガス中のＮＯX
を分解して新たに酸素を生成し、その後、酸素濃度検出
セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出することによ
って排気ガス中のＮＯX濃度を検出する。酸素ポンプセ
ルがそこに印加される電圧に応じた量の酸素を排気ガス
から排出し、排出される酸素の量に応じた出力値を出力
する。ＮＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が
既知であるときに酸素ポンプセルに特定の電圧を印加す
る。このときに酸素ポンプセルから出力される出力値が
該酸素ポンプセルが正常であるときにとりうると予想さ
れる値からずれているときにＮＯXセンサが故障してい
ると診断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮＯXセンサの故障
診断装置に関する。
診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガス中の窒
素酸化物（ＮＯX）の濃度を検出することができるＮＯX
センサが、特開平９−１１３４８４号公報に開示されて
いる。こうしたＮＯXセンサは、それによって検出され
る排気ガス中のＮＯX濃度を利用して、内燃機関から排
出される排気ガス中のＮＯX濃度が一定濃度よりも低く
なるように、内燃機関の運転パラメータをフィードバッ
ク制御するために用いられる。すなわち、ＮＯXセンサ
は、内燃機関の排気エミッションを低いレベルに維持す
るために用いられる。
素酸化物（ＮＯX）の濃度を検出することができるＮＯX
センサが、特開平９−１１３４８４号公報に開示されて
いる。こうしたＮＯXセンサは、それによって検出され
る排気ガス中のＮＯX濃度を利用して、内燃機関から排
出される排気ガス中のＮＯX濃度が一定濃度よりも低く
なるように、内燃機関の運転パラメータをフィードバッ
ク制御するために用いられる。すなわち、ＮＯXセンサ
は、内燃機関の排気エミッションを低いレベルに維持す
るために用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＮ
ＯXセンサが故障した場合、この故障しているＮＯXセン
サによって検出された排気ガス中のＮＯX濃度に基づい
て、内燃機関の運転パラメータをフィードバック制御し
てしまうと、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯ
X濃度が一定濃度よりも低くならない可能性がある。し
たがって、内燃機関の排気エミッションを低いレベルに
維持するためには、ＮＯXセンサが故障しているか否か
を診断することが重要である。そこで、本発明の目的
は、ＮＯXセンサの故障を診断することにある。
ＯXセンサが故障した場合、この故障しているＮＯXセン
サによって検出された排気ガス中のＮＯX濃度に基づい
て、内燃機関の運転パラメータをフィードバック制御し
てしまうと、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯ
X濃度が一定濃度よりも低くならない可能性がある。し
たがって、内燃機関の排気エミッションを低いレベルに
維持するためには、ＮＯXセンサが故障しているか否か
を診断することが重要である。そこで、本発明の目的
は、ＮＯXセンサの故障を診断することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、１番目の発明では、電圧が印加されると印加された
電圧に応じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポン
プセルと、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成する酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出
することができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸
素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガス
から酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃
度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、そ
の後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素
濃度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を
検出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断
装置において、上記酸素ポンプセルが排出した酸素の量
に応じた出力値を出力するようになっており、ＮＯ Xセ
ンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が既知であるとき
に酸素ポンプセルに特定の電圧を印加し、このときに酸
素ポンプセルから出力される出力値が該酸素ポンプセル
が正常であるときにとりうると予想される値からずれて
いるときにＮＯXセンサが故障していると診断する。
に、１番目の発明では、電圧が印加されると印加された
電圧に応じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポン
プセルと、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成する酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出
することができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸
素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガス
から酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃
度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、そ
の後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素
濃度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を
検出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断
装置において、上記酸素ポンプセルが排出した酸素の量
に応じた出力値を出力するようになっており、ＮＯ Xセ
ンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が既知であるとき
に酸素ポンプセルに特定の電圧を印加し、このときに酸
素ポンプセルから出力される出力値が該酸素ポンプセル
が正常であるときにとりうると予想される値からずれて
いるときにＮＯXセンサが故障していると診断する。
【０００５】上記課題を解決するために、２番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた出
力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到来
する排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX濃度が既知であ
るときに酸素ポンプセルに特定の電圧を印加し、このと
きに酸素濃度検出セルから出力される出力値が該酸素濃
度検出セルが正常であるときにとりうると予想される値
からずれているときにＮＯXセンサが故障していると診
断する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた出
力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到来
する排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX濃度が既知であ
るときに酸素ポンプセルに特定の電圧を印加し、このと
きに酸素濃度検出セルから出力される出力値が該酸素濃
度検出セルが正常であるときにとりうると予想される値
からずれているときにＮＯXセンサが故障していると診
断する。
【０００６】上記課題を解決するために、３番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監視セルと、
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸
素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することが
できる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素濃度監視
セルによって酸素濃度を監視しつつ上記酸素ポンプセル
によってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排
出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下
させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中の
ＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸
素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出す
ることによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯX
センサの故障を診断するための故障診断装置において、
上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた
出力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到
来する排気ガス中の酸素濃度が既知であるときに酸素ポ
ンプセルに特定の電圧を印加し、このときに酸素濃度監
視セルから出力される出力値が該酸素濃度監視セルが正
常であるときにとりうると予想される値からずれている
ときにＮＯXセンサが故障していると診断する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監視セルと、
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸
素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することが
できる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素濃度監視
セルによって酸素濃度を監視しつつ上記酸素ポンプセル
によってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排
出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下
させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中の
ＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸
素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出す
ることによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯX
センサの故障を診断するための故障診断装置において、
上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた
出力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到
来する排気ガス中の酸素濃度が既知であるときに酸素ポ
ンプセルに特定の電圧を印加し、このときに酸素濃度監
視セルから出力される出力値が該酸素濃度監視セルが正
常であるときにとりうると予想される値からずれている
ときにＮＯXセンサが故障していると診断する。
【０００７】上記課題を解決するために、４番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じた出力値を
出力するようになっており、ＮＯ Xセンサに到来する排
気ガス中の酸素濃度が変化するときに酸素ポンプセルに
一定の電圧を印加しておき、このときに酸素ポンプセル
から出力される出力値に関するパラメータ値が該酸素ポ
ンプセルが正常であるときにとりうると予想される値か
らずれているときにＮＯXセンサが故障していると診断
する。なお、後述する実施形態において、パラメータ値
は、変化率、または、軌跡長、または、軌跡面積に相当
する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じた出力値を
出力するようになっており、ＮＯ Xセンサに到来する排
気ガス中の酸素濃度が変化するときに酸素ポンプセルに
一定の電圧を印加しておき、このときに酸素ポンプセル
から出力される出力値に関するパラメータ値が該酸素ポ
ンプセルが正常であるときにとりうると予想される値か
らずれているときにＮＯXセンサが故障していると診断
する。なお、後述する実施形態において、パラメータ値
は、変化率、または、軌跡長、または、軌跡面積に相当
する。
【０００８】上記課題を解決するために、５番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた出
力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到来
する排気ガス中の酸素濃度は変化するが該排気ガス中の
ＮＯX濃度は一定であるときに酸素ポンプセルに一定の
電圧を印加しておき、このときに酸素濃度検出セルから
出力される出力値に関するパラメータ値が該酸素濃度検
出セルが正常であるときにとりうると予想される値から
ずれているときにＮＯXセンサが故障していると診断す
る。なお、後述する実施形態において、パラメータ値
は、変化率、または、軌跡長、または、軌跡面積に相当
する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた出
力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到来
する排気ガス中の酸素濃度は変化するが該排気ガス中の
ＮＯX濃度は一定であるときに酸素ポンプセルに一定の
電圧を印加しておき、このときに酸素濃度検出セルから
出力される出力値に関するパラメータ値が該酸素濃度検
出セルが正常であるときにとりうると予想される値から
ずれているときにＮＯXセンサが故障していると診断す
る。なお、後述する実施形態において、パラメータ値
は、変化率、または、軌跡長、または、軌跡面積に相当
する。
【０００９】上記課題を解決するために、６番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監視セルと、
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸
素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することが
できる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素濃度監視
セルによって排気ガス中の酸素濃度を監視しつつ上記酸
素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガス
から酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃
度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、そ
の後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素
濃度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を
検出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断
装置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸
素濃度に応じた出力値を出力するようになっており、Ｎ
ＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が変化する
ときに酸素ポンプセルに一定の電圧を印加しておき、こ
のときに酸素濃度監視セルから出力される出力値に関す
るパラメータ値が該酸素濃度監視セルが正常であるとき
にとりうると予想される値からずれているときにＮＯX
センサが故障していると診断する。なお、後述する実施
形態において、パラメータ値は、変化率、または、軌跡
長、または、軌跡面積に相当する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監視セルと、
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸
素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することが
できる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素濃度監視
セルによって排気ガス中の酸素濃度を監視しつつ上記酸
素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガス
から酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃
度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、そ
の後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素
濃度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を
検出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断
装置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸
素濃度に応じた出力値を出力するようになっており、Ｎ
ＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が変化する
ときに酸素ポンプセルに一定の電圧を印加しておき、こ
のときに酸素濃度監視セルから出力される出力値に関す
るパラメータ値が該酸素濃度監視セルが正常であるとき
にとりうると予想される値からずれているときにＮＯX
センサが故障していると診断する。なお、後述する実施
形態において、パラメータ値は、変化率、または、軌跡
長、または、軌跡面積に相当する。
【００１０】上記課題を解決するために、７番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じた出力値を
出力するようになっており、ＮＯ Xセンサに到来する排
気ガス中の酸素濃度が一定であるときに酸素ポンプセル
に電圧を変化させつつ印加し、このときに酸素ポンプセ
ルから出力される出力値に関するパラメータ値が該酸素
ポンプセルが正常であるときにとりうると予想される値
からずれているときにＮＯXセンサが故障していると診
断する。なお、後述する実施形態において、パラメータ
値は、変化率、または、軌跡長、または、軌跡面積に相
当する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じた出力値を
出力するようになっており、ＮＯ Xセンサに到来する排
気ガス中の酸素濃度が一定であるときに酸素ポンプセル
に電圧を変化させつつ印加し、このときに酸素ポンプセ
ルから出力される出力値に関するパラメータ値が該酸素
ポンプセルが正常であるときにとりうると予想される値
からずれているときにＮＯXセンサが故障していると診
断する。なお、後述する実施形態において、パラメータ
値は、変化率、または、軌跡長、または、軌跡面積に相
当する。
【００１１】上記課題を解決するために、８番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた出
力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到来
する排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX濃度が一定であ
るときに酸素ポンプセルに電圧を変化させつつ印加し、
このときに酸素濃度検出セルから出力される出力値に関
するパラメータ値が該酸素濃度検出セルが正常であると
きにとりうると予想される値からずれているときにＮＯ
Xセンサが故障していると診断する。なお、後述する実
施形態において、パラメータ値は、変化率、または、軌
跡長、または、軌跡面積に相当する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸素生成
セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる
酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポンプセルによ
ってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸素を排出し
て該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にまで低下さ
せ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガス中のＮ
ＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、上記酸素
濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯXセ
ンサの故障を診断するための故障診断装置において、上
記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度に応じた出
力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに到来
する排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX濃度が一定であ
るときに酸素ポンプセルに電圧を変化させつつ印加し、
このときに酸素濃度検出セルから出力される出力値に関
するパラメータ値が該酸素濃度検出セルが正常であると
きにとりうると予想される値からずれているときにＮＯ
Xセンサが故障していると診断する。なお、後述する実
施形態において、パラメータ値は、変化率、または、軌
跡長、または、軌跡面積に相当する。
【００１２】上記課題を解決するために、９番目の発明
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監視セルと、
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸
素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することが
できる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素濃度監視
セルによって排気ガス中の酸素濃度を監視しつつ上記酸
素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガス
から酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃
度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、そ
の後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素
濃度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を
検出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断
装置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸
素濃度に応じた出力値を出力するようになっており、Ｎ
ＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が一定であ
るときに酸素ポンプセルに電圧を変化させつつ印加し、
このときに酸素濃度監視セルから出力される出力値に関
するパラメータ値が該酸素濃度監視セルが正常であると
きにとりうると予想される値からずれているときにＮＯ
Xセンサが故障していると診断する。なお、後述する実
施形態において、パラメータ値は、変化率、または、軌
跡長、または、軌跡面積に相当する。
では、電圧が印加されると印加された電圧に応じた量の
酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセルと、排気ガ
ス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監視セルと、
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成する酸
素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出することが
できる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素濃度監視
セルによって排気ガス中の酸素濃度を監視しつつ上記酸
素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガス
から酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃
度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって
排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、そ
の後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素
濃度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を
検出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断
装置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸
素濃度に応じた出力値を出力するようになっており、Ｎ
ＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が一定であ
るときに酸素ポンプセルに電圧を変化させつつ印加し、
このときに酸素濃度監視セルから出力される出力値に関
するパラメータ値が該酸素濃度監視セルが正常であると
きにとりうると予想される値からずれているときにＮＯ
Xセンサが故障していると診断する。なお、後述する実
施形態において、パラメータ値は、変化率、または、軌
跡長、または、軌跡面積に相当する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、ＮＯXセ
ンサの故障を診断するための本発明の故障診断装置につ
いて説明する。ＮＯXセンサは図２において、参照番号
１で示されており、このＮＯXセンサ１は内燃機関５０
に接続された排気通路５１に取り付けられ、内燃機関５
０から排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）の
濃度を検出することができる。ＮＯXセンサ１からは排
気ガス中のＮＯX濃度に対応する出力が図示していない
電子制御装置（ＥＣＵ）に送られる。ＥＣＵは、ＮＯX
センサ１から受信したＮＯX濃度に対応する出力値に基
づいて、内燃機関の運転状態が所望の運転状態になるよ
うに、内燃機関の運転条件を変更する。
ンサの故障を診断するための本発明の故障診断装置につ
いて説明する。ＮＯXセンサは図２において、参照番号
１で示されており、このＮＯXセンサ１は内燃機関５０
に接続された排気通路５１に取り付けられ、内燃機関５
０から排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）の
濃度を検出することができる。ＮＯXセンサ１からは排
気ガス中のＮＯX濃度に対応する出力が図示していない
電子制御装置（ＥＣＵ）に送られる。ＥＣＵは、ＮＯX
センサ１から受信したＮＯX濃度に対応する出力値に基
づいて、内燃機関の運転状態が所望の運転状態になるよ
うに、内燃機関の運転条件を変更する。
【００１４】ＮＯXセンサ１が適用される内燃機関は、
大部分の機関運転領域において、燃焼室内における空燃
比が理論空燃比よりも大きいリーンであるような圧縮点
火式の内燃機関である。この圧縮点火式の内燃機関で
は、燃焼室において酸素過剰状態で燃料が燃焼するの
で、燃焼室内にてＮＯXが生成されやすく、燃焼室から
排出される排気ガスにはＮＯXが含まれている。
大部分の機関運転領域において、燃焼室内における空燃
比が理論空燃比よりも大きいリーンであるような圧縮点
火式の内燃機関である。この圧縮点火式の内燃機関で
は、燃焼室において酸素過剰状態で燃料が燃焼するの
で、燃焼室内にてＮＯXが生成されやすく、燃焼室から
排出される排気ガスにはＮＯXが含まれている。
【００１５】さて、ＮＯXセンサ１のセンサ部の構造を
示した図１を参照すると、ＮＯXセンサ１のセンサ部は
互いに積層された６つの酸化ジルコニア等の酸素イオン
伝導性固体電解質層からなり、これら６つの固体電解質
層を以下、上から順に第１層Ｌ 1、第２層Ｌ2、第３層Ｌ
3、第４層Ｌ4、第５層Ｌ5、第６層Ｌ6と称する。
示した図１を参照すると、ＮＯXセンサ１のセンサ部は
互いに積層された６つの酸化ジルコニア等の酸素イオン
伝導性固体電解質層からなり、これら６つの固体電解質
層を以下、上から順に第１層Ｌ 1、第２層Ｌ2、第３層Ｌ
3、第４層Ｌ4、第５層Ｌ5、第６層Ｌ6と称する。
【００１６】第１層Ｌ1と第３層Ｌ3との間には、例え
ば、多孔質材料または細孔を形成されている材料からな
る第１の拡散律速部材２と第２の拡散律速部材３とが配
置されている。これら拡散律速部材２，３間には、第１
室４が形成される。第２の拡散律速部材３と第２層Ｌ2
との間には、第２室５が形成されている。また、第３層
Ｌ3と第５層Ｌ5との間には、外気に連通している大気室
６が形成されている。一方、第１の拡散律速部材２の外
端面は排気ガスと接触している。したがって、排気ガス
は第１の拡散律速部材２を介して第１室４内に流入し、
斯くして、第１室４内は排気ガスで満たされている。
ば、多孔質材料または細孔を形成されている材料からな
る第１の拡散律速部材２と第２の拡散律速部材３とが配
置されている。これら拡散律速部材２，３間には、第１
室４が形成される。第２の拡散律速部材３と第２層Ｌ2
との間には、第２室５が形成されている。また、第３層
Ｌ3と第５層Ｌ5との間には、外気に連通している大気室
６が形成されている。一方、第１の拡散律速部材２の外
端面は排気ガスと接触している。したがって、排気ガス
は第１の拡散律速部材２を介して第１室４内に流入し、
斯くして、第１室４内は排気ガスで満たされている。
【００１７】一方、第１室４に面する第１層Ｌ1の内周
面上には、陰極側第１ポンプ電極７が形成されている。
第１層Ｌ1の外周面上には、陽極側第１ポンプ電極８が
形成されている。これら第１ポンプ電極７，８間には第
１ポンプ電圧源９により電圧が印加される。第１ポンプ
電極７，８間に電圧が印加されると、第１室４内の排気
ガス中に含まれる酸素が陰極側第１ポンプ電極７と接触
して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、第１層Ｌ1
内を陽極側第１ポンプ電極８に向けて流れる。したがっ
て、第１室４内の排気ガス中に含まれる酸素は第１層Ｌ
1内を移動して外部に汲み出されることになる。このと
き外部に汲み出される酸素量は第１ポンプ電圧源９の電
圧が高くなるほど多くなる。
面上には、陰極側第１ポンプ電極７が形成されている。
第１層Ｌ1の外周面上には、陽極側第１ポンプ電極８が
形成されている。これら第１ポンプ電極７，８間には第
１ポンプ電圧源９により電圧が印加される。第１ポンプ
電極７，８間に電圧が印加されると、第１室４内の排気
ガス中に含まれる酸素が陰極側第１ポンプ電極７と接触
して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、第１層Ｌ1
内を陽極側第１ポンプ電極８に向けて流れる。したがっ
て、第１室４内の排気ガス中に含まれる酸素は第１層Ｌ
1内を移動して外部に汲み出されることになる。このと
き外部に汲み出される酸素量は第１ポンプ電圧源９の電
圧が高くなるほど多くなる。
【００１８】すなわち、本実施形態では、陰極側第１ポ
ンプ電極７および陽極側第１ポンプ電極８が、それぞ
れ、排気ガスから酸素を排出するための第１の酸素ポン
プセルの対面する２つの電極板を構成する。
ンプ電極７および陽極側第１ポンプ電極８が、それぞ
れ、排気ガスから酸素を排出するための第１の酸素ポン
プセルの対面する２つの電極板を構成する。
【００１９】一方、大気室６に面する第３層Ｌ3の内周
面上には、基準電極１０が形成されている。ところで、
酸素イオン伝導性のある固体電解質からなる層（以下、
固体電解質層と称す）では、固体電解質層の両側におい
て酸素濃度に差があると、酸素濃度の高い側から酸素濃
度の低い側に向けて固体電解質層内を酸素イオンが移動
する。図１に示されている例では、大気室６内の酸素濃
度の方が第１室４内の酸素濃度よりも高いので、大気室
６内の酸素は基準電極１０と接触することによって電荷
を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イオンは第３
層Ｌ3、第２層Ｌ2および第１層Ｌ1内を移動し、陰極側
第１ポンプ電極７において電荷を放出する。その結果、
基準電極１０と陰極側第１ポンプ電極７との間に符号１
１で示した電圧Ｖ0が発生する。この電圧Ｖ0は大気室６
内と第１室４内との酸素濃度差に比例する。
面上には、基準電極１０が形成されている。ところで、
酸素イオン伝導性のある固体電解質からなる層（以下、
固体電解質層と称す）では、固体電解質層の両側におい
て酸素濃度に差があると、酸素濃度の高い側から酸素濃
度の低い側に向けて固体電解質層内を酸素イオンが移動
する。図１に示されている例では、大気室６内の酸素濃
度の方が第１室４内の酸素濃度よりも高いので、大気室
６内の酸素は基準電極１０と接触することによって電荷
を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イオンは第３
層Ｌ3、第２層Ｌ2および第１層Ｌ1内を移動し、陰極側
第１ポンプ電極７において電荷を放出する。その結果、
基準電極１０と陰極側第１ポンプ電極７との間に符号１
１で示した電圧Ｖ0が発生する。この電圧Ｖ0は大気室６
内と第１室４内との酸素濃度差に比例する。
【００２０】図１に示されている例では、排気ガス中の
ＮＯX濃度を検出するときには、この電圧Ｖ0が第１室４
内の酸素濃度が１p.p.m.のときに生ずる電圧に一致する
ように、第１ポンプ電圧源９の電圧がフィードバック制
御される。すなわち、第１室４内の酸素は第１室４内の
酸素濃度が１p.p.m.となるように第１層Ｌ1を通って汲
み出され、それによって、第１室４内の酸素濃度が１p.
p.m.に維持される。
ＮＯX濃度を検出するときには、この電圧Ｖ0が第１室４
内の酸素濃度が１p.p.m.のときに生ずる電圧に一致する
ように、第１ポンプ電圧源９の電圧がフィードバック制
御される。すなわち、第１室４内の酸素は第１室４内の
酸素濃度が１p.p.m.となるように第１層Ｌ1を通って汲
み出され、それによって、第１室４内の酸素濃度が１p.
p.m.に維持される。
【００２１】すなわち、本実施形態では、基準電極１０
および陰極側第１ポンプ電極７が、それぞれ、第１室４
内の排気ガス中の酸素濃度を監視するための第１の酸素
濃度監視セルの対面する２つの電極板を構成する。
および陰極側第１ポンプ電極７が、それぞれ、第１室４
内の排気ガス中の酸素濃度を監視するための第１の酸素
濃度監視セルの対面する２つの電極板を構成する。
【００２２】なお、陰極側第１ポンプ電極７は、ＮＯX
に対しては還元性の低い材料、例えば、金（Ａｕ）と白
金（Ｐｔ）との合金から形成されており、したがって、
排気ガス中に含まれるＮＯXは第１室４内ではほとんど
還元されない。したがって、このＮＯXは第２の拡散律
速部材３を通って第２室５内に流入する。
に対しては還元性の低い材料、例えば、金（Ａｕ）と白
金（Ｐｔ）との合金から形成されており、したがって、
排気ガス中に含まれるＮＯXは第１室４内ではほとんど
還元されない。したがって、このＮＯXは第２の拡散律
速部材３を通って第２室５内に流入する。
【００２３】一方、第２室５に面する第１層Ｌ1の内周
面上には、陰極側第２ポンプ電極１２が形成されてい
る。陰極側第２ポンプ電極１２と陽極側第１ポンプ電極
８との間には、第２ポンプ電圧源１３によって電圧が印
加される。これらポンプ電極１２，８間に電圧が印加さ
れると、第２室５内の排気ガス中に含まれる酸素が陰極
側第２ポンプ電極１２と接触して酸素イオンとなる。こ
の酸素イオンは第１層Ｌ 1内を陽極側第１ポンプ電極８
に向けて流れる。したがって、第２室５内の排気ガス中
に含まれる酸素は第１層Ｌ1内を移動して外部に汲み出
されることになる。このときに外部に汲み出される酸素
量は第２ポンプ電圧源１３の電圧が高くなるほど多くな
る。
面上には、陰極側第２ポンプ電極１２が形成されてい
る。陰極側第２ポンプ電極１２と陽極側第１ポンプ電極
８との間には、第２ポンプ電圧源１３によって電圧が印
加される。これらポンプ電極１２，８間に電圧が印加さ
れると、第２室５内の排気ガス中に含まれる酸素が陰極
側第２ポンプ電極１２と接触して酸素イオンとなる。こ
の酸素イオンは第１層Ｌ 1内を陽極側第１ポンプ電極８
に向けて流れる。したがって、第２室５内の排気ガス中
に含まれる酸素は第１層Ｌ1内を移動して外部に汲み出
されることになる。このときに外部に汲み出される酸素
量は第２ポンプ電圧源１３の電圧が高くなるほど多くな
る。
【００２４】すなわち、本実施形態では、陰極側第２ポ
ンプ電極１２および陽極側第１ポンプ電極８も、それぞ
れ、排気ガスから酸素を排出するための第２の酸素ポン
プセルの対面する２つの電極板を構成する。
ンプ電極１２および陽極側第１ポンプ電極８も、それぞ
れ、排気ガスから酸素を排出するための第２の酸素ポン
プセルの対面する２つの電極板を構成する。
【００２５】一方、上述したように、固体電解質層の両
側において酸素濃度に差があると、酸素濃度の高い側か
ら酸素濃度の低い側に向けて固体電解質層内を酸素イオ
ンが移動する。図１に示されている例では、第２室５内
の酸素濃度よりも大気室６内の酸素濃度のほうが高いの
で、大気室６内の酸素は基準電極１０と接触することに
よって電荷を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イ
オンは第３層Ｌ3、第２層Ｌ2および第１層Ｌ1内を移動
し、陰極側第２ポンプ電極１２において電荷を放出す
る。その結果、基準電極１０と陰極側第２ポンプ電極１
２との間に符号１４で示した電圧Ｖ1が発生する。この
電圧Ｖ1は大気室６内と第２室５内との酸素濃度差に比
例する。
側において酸素濃度に差があると、酸素濃度の高い側か
ら酸素濃度の低い側に向けて固体電解質層内を酸素イオ
ンが移動する。図１に示されている例では、第２室５内
の酸素濃度よりも大気室６内の酸素濃度のほうが高いの
で、大気室６内の酸素は基準電極１０と接触することに
よって電荷を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イ
オンは第３層Ｌ3、第２層Ｌ2および第１層Ｌ1内を移動
し、陰極側第２ポンプ電極１２において電荷を放出す
る。その結果、基準電極１０と陰極側第２ポンプ電極１
２との間に符号１４で示した電圧Ｖ1が発生する。この
電圧Ｖ1は大気室６内と第２室５内との酸素濃度差に比
例する。
【００２６】図１に示されている例では、排気ガス中の
ＮＯX濃度を検出するときには、この電圧Ｖ1が第２室５
内の酸素濃度が０．０１p.p.m.のときに生ずる電圧に一
致するように、第２ポンプ電圧源１３の電圧がフィード
バック制御される。すなわち、第２室５内の酸素は第２
室５内の酸素濃度が０．０１p.p.m.となるように第１層
Ｌ1を通って汲み出され、それによって第２室５内の酸
素濃度が０．０１p.p.m.に維持される。
ＮＯX濃度を検出するときには、この電圧Ｖ1が第２室５
内の酸素濃度が０．０１p.p.m.のときに生ずる電圧に一
致するように、第２ポンプ電圧源１３の電圧がフィード
バック制御される。すなわち、第２室５内の酸素は第２
室５内の酸素濃度が０．０１p.p.m.となるように第１層
Ｌ1を通って汲み出され、それによって第２室５内の酸
素濃度が０．０１p.p.m.に維持される。
【００２７】すなわち、本実施形態では、基準電極１０
および陰極側第２ポンプ電極１２が、それぞれ、第２室
５内の排気ガス中の酸素濃度を監視するための第２の酸
素濃度監視セルの対面する２つの電極板を構成する。
および陰極側第２ポンプ電極１２が、それぞれ、第２室
５内の排気ガス中の酸素濃度を監視するための第２の酸
素濃度監視セルの対面する２つの電極板を構成する。
【００２８】なお、陰極側第２ポンプ電極１２もＮＯX
に対しては還元性の低い材料、例えば、金（Ａｕ）と白
金（Ｐｔ）との合金から形成されており、したがって、
排気ガス中に含まれるＮＯXは陰極側第２ポンプ電極１
２と接触してもほとんど還元されない。
に対しては還元性の低い材料、例えば、金（Ａｕ）と白
金（Ｐｔ）との合金から形成されており、したがって、
排気ガス中に含まれるＮＯXは陰極側第２ポンプ電極１
２と接触してもほとんど還元されない。
【００２９】一方、第２室５に面する第３層Ｌ3の内周
面上には、ＮＯX検出用の陰極側ポンプ電極１５が形成
されている。陰極側ポンプ電極１５はＮＯXに対して強
い還元性を有する材料、例えば、ロジウム（Ｒｈ）や白
金（Ｐｔ）から形成されている。したがって、第２室５
内のＮＯX、実際には大部分を占めるＮＯが陰極側ポン
プ電極１５上においてＮ2とＯ2とに分解される。図１に
示されているように、陰極側ポンプ電極１５と基準電極
１０との間には、一定電圧１６が印加されており、した
がって、陰極側ポンプ電極１５上において分解生成され
たＯ2は酸素イオンとなって第３層Ｌ3内を基準電極１０
に向けて移動する。このとき、陰極側ポンプ電極１５と
基準電極１０との間には、この酸素イオン量に比例した
符号１７で示した電流Ｉ1が流れる。
面上には、ＮＯX検出用の陰極側ポンプ電極１５が形成
されている。陰極側ポンプ電極１５はＮＯXに対して強
い還元性を有する材料、例えば、ロジウム（Ｒｈ）や白
金（Ｐｔ）から形成されている。したがって、第２室５
内のＮＯX、実際には大部分を占めるＮＯが陰極側ポン
プ電極１５上においてＮ2とＯ2とに分解される。図１に
示されているように、陰極側ポンプ電極１５と基準電極
１０との間には、一定電圧１６が印加されており、した
がって、陰極側ポンプ電極１５上において分解生成され
たＯ2は酸素イオンとなって第３層Ｌ3内を基準電極１０
に向けて移動する。このとき、陰極側ポンプ電極１５と
基準電極１０との間には、この酸素イオン量に比例した
符号１７で示した電流Ｉ1が流れる。
【００３０】すなわち、本実施形態では、陰極側ポンプ
電極１５および基準電極１０が、それぞれ、排気ガス中
のＮＯXを分解して新たに酸素を生成するための酸素生
成セルの対面する２つの電極板を構成する。さらに、こ
れら陰極側ポンプ電極１５および基準電極１０は、それ
ぞれ、酸素生成セルによって生成された酸素濃度を検出
するための酸素濃度検出セルの対面する２つの電極板を
も構成する。
電極１５および基準電極１０が、それぞれ、排気ガス中
のＮＯXを分解して新たに酸素を生成するための酸素生
成セルの対面する２つの電極板を構成する。さらに、こ
れら陰極側ポンプ電極１５および基準電極１０は、それ
ぞれ、酸素生成セルによって生成された酸素濃度を検出
するための酸素濃度検出セルの対面する２つの電極板を
も構成する。
【００３１】上述したように、第１室４内ではＮＯXは
ほとんど還元されず、また、第２室５内には酸素はほと
んど存在しない。したがって電流Ｉ1は排気ガス中に含
まれるＮＯX濃度に比例することになり、斯くして電流
Ｉ1から排気ガス中のＮＯX濃度を検出できることにな
る。
ほとんど還元されず、また、第２室５内には酸素はほと
んど存在しない。したがって電流Ｉ1は排気ガス中に含
まれるＮＯX濃度に比例することになり、斯くして電流
Ｉ1から排気ガス中のＮＯX濃度を検出できることにな
る。
【００３２】なお、第５層Ｌ5と第６層Ｌ6との間には、
ＮＯXセンサ１のセンサ部を加熱するための電気ヒータ
１９が配置されている。この電気ヒータ１９によってＮ
ＯXセンサ１のセンサ部は７００℃から８００℃に加熱
される。
ＮＯXセンサ１のセンサ部を加熱するための電気ヒータ
１９が配置されている。この電気ヒータ１９によってＮ
ＯXセンサ１のセンサ部は７００℃から８００℃に加熱
される。
【００３３】次に、ＮＯXセンサの故障を診断するため
の本発明の故障診断装置について図３を参照して説明す
る。陰極側第１ポンプ電極７と陽極側第１ポンプ電極８
との間、すなわち、第１の酸素ポンプセルの電極板７，
８間に電圧が印加され、第１室４から外部へと酸素が排
出されると、電極板７，８間に符号１８で示した電流Ｉ
2が流れる。電流Ｉ2は第１室４から外部へと排出される
酸素の量に比例する。電極板７，８間に印加される電圧
が高くなるほど、第１室４から外部へと排出される酸素
の量は多くなり、したがって、このとき、電流Ｉ2も大
きくなる。
の本発明の故障診断装置について図３を参照して説明す
る。陰極側第１ポンプ電極７と陽極側第１ポンプ電極８
との間、すなわち、第１の酸素ポンプセルの電極板７，
８間に電圧が印加され、第１室４から外部へと酸素が排
出されると、電極板７，８間に符号１８で示した電流Ｉ
2が流れる。電流Ｉ2は第１室４から外部へと排出される
酸素の量に比例する。電極板７，８間に印加される電圧
が高くなるほど、第１室４から外部へと排出される酸素
の量は多くなり、したがって、このとき、電流Ｉ2も大
きくなる。
【００３４】また、図３は、第１室４内の排気ガスの空
燃比（すなわち、酸素濃度）と第１の酸素ポンプセルの
電極板７，８間に印加される電圧Ｅとそのときに電極板
７，８間に流れる電流Ｉ2との関係を示している。図３
において、線Ｌａｉｒは排気ガス中の酸素濃度が空気中
の酸素濃度に等しいときの印加電圧Ｅと電流Ｉ2との関
係を示し、線Ｌ１８は排気ガスの空燃比が１８であると
きの印加電圧Ｅと電流Ｉ2との関係を示し、線Ｌ１６は
排気ガスの空燃比が１６であるときの印加電圧Ｅと電流
Ｉ2との関係を示している。ここで排気ガスの空燃比と
は、内燃機関の燃焼室内に供給された空気と燃料との比
を意味する。
燃比（すなわち、酸素濃度）と第１の酸素ポンプセルの
電極板７，８間に印加される電圧Ｅとそのときに電極板
７，８間に流れる電流Ｉ2との関係を示している。図３
において、線Ｌａｉｒは排気ガス中の酸素濃度が空気中
の酸素濃度に等しいときの印加電圧Ｅと電流Ｉ2との関
係を示し、線Ｌ１８は排気ガスの空燃比が１８であると
きの印加電圧Ｅと電流Ｉ2との関係を示し、線Ｌ１６は
排気ガスの空燃比が１６であるときの印加電圧Ｅと電流
Ｉ2との関係を示している。ここで排気ガスの空燃比と
は、内燃機関の燃焼室内に供給された空気と燃料との比
を意味する。
【００３５】排気ガス中の酸素濃度が空気中の酸素濃度
に等しい場合を例にとって説明すると、このときには、
印加電圧Ｅが零から大きくなるほど、電流Ｉ2も線Ｌａ
ｉｒに沿って大きくなる。そして、印加電圧Ｅが或る特
定の値に達すると印加電圧Ｅが大きくなったとしても電
流Ｉ2はそれほど大きくならず、印加電圧Ｅに関係なく
略一定の値で推移する。しかしながら、印加電圧Ｅがさ
らに大きくなって或る特定の値を超えると、印加電圧Ｅ
が大きくなるほど、電流Ｉ2も線Ｌａｉｒに沿って大き
くなる。
に等しい場合を例にとって説明すると、このときには、
印加電圧Ｅが零から大きくなるほど、電流Ｉ2も線Ｌａ
ｉｒに沿って大きくなる。そして、印加電圧Ｅが或る特
定の値に達すると印加電圧Ｅが大きくなったとしても電
流Ｉ2はそれほど大きくならず、印加電圧Ｅに関係なく
略一定の値で推移する。しかしながら、印加電圧Ｅがさ
らに大きくなって或る特定の値を超えると、印加電圧Ｅ
が大きくなるほど、電流Ｉ2も線Ｌａｉｒに沿って大き
くなる。
【００３６】排気ガス中の酸素濃度が空気中の酸素濃度
ではない場合であっても、印加電圧Ｅに関係なく電流Ｉ
2が略一定の値で推移するときのその電流Ｉ2の値が異な
ることを除けば、印加電圧Ｅと電流Ｉ2との関係は、排
気ガス中の酸素濃度が空気中の酸素濃度に等しい場合の
関係に概ね類似している。なお、排気ガスの空燃比が小
さくなるほど、印加電圧Ｅに関係なく電流Ｉ2が略一定
の値で推移するときのその電流Ｉ2の値は小さくなる。
ではない場合であっても、印加電圧Ｅに関係なく電流Ｉ
2が略一定の値で推移するときのその電流Ｉ2の値が異な
ることを除けば、印加電圧Ｅと電流Ｉ2との関係は、排
気ガス中の酸素濃度が空気中の酸素濃度に等しい場合の
関係に概ね類似している。なお、排気ガスの空燃比が小
さくなるほど、印加電圧Ｅに関係なく電流Ｉ2が略一定
の値で推移するときのその電流Ｉ2の値は小さくなる。
【００３７】このように、第１の酸素ポンプセルに印加
される印加電圧Ｅと電流Ｉ2との間の関係は予め判って
いるので、排気ガス中の酸素濃度が既知であれば、第１
の酸素ポンプセルが正常である場合に、第１の酸素ポン
プセルに一定の電圧が印加されたときの電流Ｉ2の値は
計算によって予想可能である。
される印加電圧Ｅと電流Ｉ2との間の関係は予め判って
いるので、排気ガス中の酸素濃度が既知であれば、第１
の酸素ポンプセルが正常である場合に、第１の酸素ポン
プセルに一定の電圧が印加されたときの電流Ｉ2の値は
計算によって予想可能である。
【００３８】そこで、第１の実施形態の故障診断装置で
は、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が
既知であるという故障診断条件が成立したときに、第１
の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そ
して、このときに、第１の酸素ポンプセルに流れる電流
Ｉ2を検出し、この電流Ｉ2が第１の酸素ポンプセルが正
常であるときにとりうると予想される値（以下、予想値
と称す）にあれば、第１の酸素ポンプセルは正常であ
り、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断
し、一方、電流Ｉ2が上記予想値からずれていれば、第
１の酸素ポンプセルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
は、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が
既知であるという故障診断条件が成立したときに、第１
の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そ
して、このときに、第１の酸素ポンプセルに流れる電流
Ｉ2を検出し、この電流Ｉ2が第１の酸素ポンプセルが正
常であるときにとりうると予想される値（以下、予想値
と称す）にあれば、第１の酸素ポンプセルは正常であ
り、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断
し、一方、電流Ｉ2が上記予想値からずれていれば、第
１の酸素ポンプセルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
【００３９】なお、印加電圧Ｅに関係なく電流Ｉ2が略
一定の値で推移するときのその印加電圧Ｅを所定電圧と
称すると、第１の酸素ポンプセルにこの所定電圧が印加
された場合、第１の酸素ポンプセルが正常であれば、第
１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2は略一定の値で推
移する。ここで、第１の酸素ポンプセルが正常であると
診断するときに用いる上記予想値をこの略一定の値近傍
の範囲とすれば、第１の酸素ポンプセルの故障以外の原
因によって電流Ｉ2が予想値から僅かにずれた場合に、
第１の酸素ポンプセルが故障しているとは診断されず、
第１の酸素ポンプセルの故障によって電流Ｉ2が予想値
から比較的大きくずれた場合にのみ、第１の酸素ポンプ
セルが故障していると診断されるようになるので、ＮＯ
Xセンサ１の故障を精度高く診断することができる。
一定の値で推移するときのその印加電圧Ｅを所定電圧と
称すると、第１の酸素ポンプセルにこの所定電圧が印加
された場合、第１の酸素ポンプセルが正常であれば、第
１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2は略一定の値で推
移する。ここで、第１の酸素ポンプセルが正常であると
診断するときに用いる上記予想値をこの略一定の値近傍
の範囲とすれば、第１の酸素ポンプセルの故障以外の原
因によって電流Ｉ2が予想値から僅かにずれた場合に、
第１の酸素ポンプセルが故障しているとは診断されず、
第１の酸素ポンプセルの故障によって電流Ｉ2が予想値
から比較的大きくずれた場合にのみ、第１の酸素ポンプ
セルが故障していると診断されるようになるので、ＮＯ
Xセンサ１の故障を精度高く診断することができる。
【００４０】また、排気ガス中の酸素濃度が既知である
ときとは、例えば、機関減速時に燃料噴射弁からの燃料
が停止されるようになっている場合には、内燃機関の運
転状態がこの燃料噴射弁から燃料が停止される運転状態
（以下、フューエルカット運転状態と称す）にあるとき
である。このときの排気ガス中の酸素濃度は大気中の酸
素濃度に等しい。
ときとは、例えば、機関減速時に燃料噴射弁からの燃料
が停止されるようになっている場合には、内燃機関の運
転状態がこの燃料噴射弁から燃料が停止される運転状態
（以下、フューエルカット運転状態と称す）にあるとき
である。このときの排気ガス中の酸素濃度は大気中の酸
素濃度に等しい。
【００４１】或いは、排気ガス中の酸素濃度が既知であ
るときとは、例えば、通常は排気ガスの空燃比は理論空
燃比よりも大きくリーンとなっており、排気ガスの空燃
比がリーンであるときに排気ガス中のＮＯXを吸収によ
って保持し且つ排気ガスの空燃比が理論空燃比または理
論空燃比よりも大きいリッチとなると保持しているＮＯ
Xを還元浄化することができるＮＯX触媒がＮＯXセンサ
下流の排気通路内に配置されている場合において、内燃
機関の運転状態が、ＮＯX触媒にてＮＯXを還元浄化する
ために排気ガスの空燃比が理論空燃比とされている運転
状態（以下、リッチスパイク運転状態と称す）にあると
きである。
るときとは、例えば、通常は排気ガスの空燃比は理論空
燃比よりも大きくリーンとなっており、排気ガスの空燃
比がリーンであるときに排気ガス中のＮＯXを吸収によ
って保持し且つ排気ガスの空燃比が理論空燃比または理
論空燃比よりも大きいリッチとなると保持しているＮＯ
Xを還元浄化することができるＮＯX触媒がＮＯXセンサ
下流の排気通路内に配置されている場合において、内燃
機関の運転状態が、ＮＯX触媒にてＮＯXを還元浄化する
ために排気ガスの空燃比が理論空燃比とされている運転
状態（以下、リッチスパイク運転状態と称す）にあると
きである。
【００４２】或いは、排気ガス中の酸素濃度が既知であ
るときとは、例えば、内燃機関の運転状態がアイドリン
グ状態などの低負荷低回転の運転状態にあるときであ
る。
るときとは、例えば、内燃機関の運転状態がアイドリン
グ状態などの低負荷低回転の運転状態にあるときであ
る。
【００４３】次に、第２の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。基準電極１０と陰極側第１ポンプ電極７
との間、すなわち、第１の酸素濃度監視セルの電極板１
０，７間に発生する電圧Ｖ0は、大気室６内と第１室４
内との酸素濃度差に比例する。ここで、第１の酸素ポン
プセルによって第１室４から外部に排出される酸素の量
は、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づい
て、計算によって予想可能であるので、排気ガス中の酸
素濃度が既知であれば、大気室６内と第１室４内との酸
素濃度差も計算によって予想可能である。したがって、
このとき、第１の酸素濃度監視セルが正常である場合
に、第１の酸素濃度監視セルの電極板１０，７間に発生
する電圧Ｖ0の値も計算によって予想可能である。
いて説明する。基準電極１０と陰極側第１ポンプ電極７
との間、すなわち、第１の酸素濃度監視セルの電極板１
０，７間に発生する電圧Ｖ0は、大気室６内と第１室４
内との酸素濃度差に比例する。ここで、第１の酸素ポン
プセルによって第１室４から外部に排出される酸素の量
は、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づい
て、計算によって予想可能であるので、排気ガス中の酸
素濃度が既知であれば、大気室６内と第１室４内との酸
素濃度差も計算によって予想可能である。したがって、
このとき、第１の酸素濃度監視セルが正常である場合
に、第１の酸素濃度監視セルの電極板１０，７間に発生
する電圧Ｖ0の値も計算によって予想可能である。
【００４４】そこで、第２の実施形態の故障診断装置で
は、第１の実施形態と同様に排気ガス中の酸素濃度が既
知であるという故障診断条件が成立したときに、第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そし
て、このときに、第１の酸素濃度監視セルに発生する電
圧Ｖ0を検出し、この電圧Ｖ0が第１の酸素濃度監視セル
が正常であるときにとりうると予想される値（以下、予
想値と称す）にあれば、第１の酸素濃度監視セルは正常
であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診
断し、一方、電圧Ｖ0が上記予想値からずれていれば、
第１の酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、
ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
は、第１の実施形態と同様に排気ガス中の酸素濃度が既
知であるという故障診断条件が成立したときに、第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そし
て、このときに、第１の酸素濃度監視セルに発生する電
圧Ｖ0を検出し、この電圧Ｖ0が第１の酸素濃度監視セル
が正常であるときにとりうると予想される値（以下、予
想値と称す）にあれば、第１の酸素濃度監視セルは正常
であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診
断し、一方、電圧Ｖ0が上記予想値からずれていれば、
第１の酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、
ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
【００４５】なお、第２の実施形態において、第１の酸
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とすれ
ば、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧が所定電圧
から若干ずれたとしても、第１の酸素ポンプセルによっ
て排気ガスから排出される酸素の量は略一定量で安定し
ているので、第１の酸素濃度監視セルの故障を確実に診
断することができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故障
を確実に診断することができるようになる。
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とすれ
ば、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧が所定電圧
から若干ずれたとしても、第１の酸素ポンプセルによっ
て排気ガスから排出される酸素の量は略一定量で安定し
ているので、第１の酸素濃度監視セルの故障を確実に診
断することができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故障
を確実に診断することができるようになる。
【００４６】次に、第３の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。陰極側第２ポンプ電極１２と陽極側第１
ポンプ電極８との間、すなわち、第２の酸素ポンプセル
の電極板１２，８間に電圧が印加され、第２室５から外
部へと酸素が排出されると、電極板１２，８間に符号１
９で示した電流Ｉ3が流れる。電流Ｉ3は第１室５から外
部へと排出される酸素の量に比例する。電極板１２，８
間に印加される電圧が高くなるほど、第２室５から外部
へと排出される酸素の量は多くなり、したがって、この
とき、電流Ｉ3も大きくなる。
いて説明する。陰極側第２ポンプ電極１２と陽極側第１
ポンプ電極８との間、すなわち、第２の酸素ポンプセル
の電極板１２，８間に電圧が印加され、第２室５から外
部へと酸素が排出されると、電極板１２，８間に符号１
９で示した電流Ｉ3が流れる。電流Ｉ3は第１室５から外
部へと排出される酸素の量に比例する。電極板１２，８
間に印加される電圧が高くなるほど、第２室５から外部
へと排出される酸素の量は多くなり、したがって、この
とき、電流Ｉ3も大きくなる。
【００４７】さて、ここで、第２室５内の排気ガスの空
燃比（すなわち、酸素濃度）と第２の酸素ポンプセルに
印加される印加電圧と電流Ｉ3との関係は、図３に示さ
れている第１の酸素ポンプセルに印加される印加電圧Ｅ
と電流Ｉ2との関係と同様である。すなわち、第２の酸
素ポンプセルに到来する排気ガス中の酸素濃度が或る特
定の濃度であるときに、第２の酸素ポンプセルの電極板
１２，８間に或る特定の電圧が印加されると、電流Ｉ3
は或る特定の値となる。
燃比（すなわち、酸素濃度）と第２の酸素ポンプセルに
印加される印加電圧と電流Ｉ3との関係は、図３に示さ
れている第１の酸素ポンプセルに印加される印加電圧Ｅ
と電流Ｉ2との関係と同様である。すなわち、第２の酸
素ポンプセルに到来する排気ガス中の酸素濃度が或る特
定の濃度であるときに、第２の酸素ポンプセルの電極板
１２，８間に或る特定の電圧が印加されると、電流Ｉ3
は或る特定の値となる。
【００４８】ここで、上述したように、第１の酸素ポン
プセルに印加される印加電圧Ｅと電流Ｉ2との間の関係
は予め判っているので、排気ガス中の酸素濃度が既知で
あれば、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づ
いて第１の酸素ポンプセルによって第１室４から外部に
排出される酸素の量は計算によって予想可能であるの
で、第２室５に流入する排気ガス中の酸素濃度も計算に
よって予想可能である。そして、第２の酸素ポンプセル
に印加される印加電圧と電流Ｉ3との間の関係も予め判
っているので、第２室５内の排気ガス中の酸素濃度が既
知であれば、第２の酸素ポンプセルが正常である場合
に、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加したとき
の電流Ｉ3の値も計算によって予想可能である。
プセルに印加される印加電圧Ｅと電流Ｉ2との間の関係
は予め判っているので、排気ガス中の酸素濃度が既知で
あれば、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づ
いて第１の酸素ポンプセルによって第１室４から外部に
排出される酸素の量は計算によって予想可能であるの
で、第２室５に流入する排気ガス中の酸素濃度も計算に
よって予想可能である。そして、第２の酸素ポンプセル
に印加される印加電圧と電流Ｉ3との間の関係も予め判
っているので、第２室５内の排気ガス中の酸素濃度が既
知であれば、第２の酸素ポンプセルが正常である場合
に、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加したとき
の電流Ｉ3の値も計算によって予想可能である。
【００４９】そこで、第３の実施形態の故障診断装置で
は、第１の実施形態と同様に排気ガス中の酸素濃度が既
知であるという故障診断条件が成立したときに、第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共
に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素ポンプセルに
流れる電流Ｉ3を検出し、この電流Ｉ3が第２の酸素ポン
プセルが正常であるときにとりうると予想される値（以
下、予想値と称す）にあれば、第２の酸素ポンプセルは
正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正常である
と診断し、一方、電流Ｉ3が上記予想値からずれていれ
ば、第２の酸素ポンプセルは故障しており、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
は、第１の実施形態と同様に排気ガス中の酸素濃度が既
知であるという故障診断条件が成立したときに、第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共
に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素ポンプセルに
流れる電流Ｉ3を検出し、この電流Ｉ3が第２の酸素ポン
プセルが正常であるときにとりうると予想される値（以
下、予想値と称す）にあれば、第２の酸素ポンプセルは
正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正常である
と診断し、一方、電流Ｉ3が上記予想値からずれていれ
ば、第２の酸素ポンプセルは故障しており、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
【００５０】なお、第３の実施形態において、第１の酸
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とし、
第２の酸素ポンプセルに印加する電圧も上述した所定電
圧とすれば、第２の実施形態に関連して説明した理由と
同様の理由で、第２の酸素ポンプセルの故障を確実に診
断することができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故障
を確実に診断することができるようになる。
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とし、
第２の酸素ポンプセルに印加する電圧も上述した所定電
圧とすれば、第２の実施形態に関連して説明した理由と
同様の理由で、第２の酸素ポンプセルの故障を確実に診
断することができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故障
を確実に診断することができるようになる。
【００５１】次に、第４の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。基準電極１０と陰極側第２ポンプ電極１
２との間、すなわち、第２の酸素濃度監視セルの電極板
１０，１２間に発生する電圧Ｖ1は、大気室６内と第２
室５内との酸素濃度差に比例する。ここで、上述したよ
うに、第１の酸素ポンプセルによって第１室４から外部
に排出される酸素の量は、第１の酸素ポンプセルに印加
される電圧に基づいて、計算によって予想可能であり、
第２の酸素ポンプセルによって第２室５から外部に汲み
出される酸素の量は、第２の酸素ポンプセルに印加され
る電圧に基づいて、計算によって予想可能である。
いて説明する。基準電極１０と陰極側第２ポンプ電極１
２との間、すなわち、第２の酸素濃度監視セルの電極板
１０，１２間に発生する電圧Ｖ1は、大気室６内と第２
室５内との酸素濃度差に比例する。ここで、上述したよ
うに、第１の酸素ポンプセルによって第１室４から外部
に排出される酸素の量は、第１の酸素ポンプセルに印加
される電圧に基づいて、計算によって予想可能であり、
第２の酸素ポンプセルによって第２室５から外部に汲み
出される酸素の量は、第２の酸素ポンプセルに印加され
る電圧に基づいて、計算によって予想可能である。
【００５２】したがって、ＮＯXセンサ１に到来する排
気ガス中の酸素濃度が既知であれば、大気室６内と第２
室５内との酸素濃度差も計算によって予想可能である。
したがって、このとき、第２の酸素濃度監視セルが正常
である場合に、第２の酸素濃度監視セルの電極板１０，
１２間に発生する電圧Ｖ1の値も計算によって予想可能
である。
気ガス中の酸素濃度が既知であれば、大気室６内と第２
室５内との酸素濃度差も計算によって予想可能である。
したがって、このとき、第２の酸素濃度監視セルが正常
である場合に、第２の酸素濃度監視セルの電極板１０，
１２間に発生する電圧Ｖ1の値も計算によって予想可能
である。
【００５３】そこで、第４の実施形態の故障診断装置で
は、第１の実施形態と同様に排気ガス中の酸素濃度が既
知であるという故障診断条件が成立したときに、第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共
に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素濃度監視セル
に発生する電圧Ｖ1を検出し、この電圧Ｖ1が第２の酸素
濃度監視セルが正常であるときにとりうると予想される
値（以下、予想値と称す）にあれば、第２の酸素濃度監
視セルは正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正
常であると診断し、一方、電圧Ｖ1が上記予想値からず
れていれば、第２の酸素濃度監視セルは故障しており、
したがって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断す
る。
は、第１の実施形態と同様に排気ガス中の酸素濃度が既
知であるという故障診断条件が成立したときに、第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共
に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素濃度監視セル
に発生する電圧Ｖ1を検出し、この電圧Ｖ1が第２の酸素
濃度監視セルが正常であるときにとりうると予想される
値（以下、予想値と称す）にあれば、第２の酸素濃度監
視セルは正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正
常であると診断し、一方、電圧Ｖ1が上記予想値からず
れていれば、第２の酸素濃度監視セルは故障しており、
したがって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断す
る。
【００５４】なお、第４の実施形態において、第１の酸
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とし、
第２の酸素ポンプセルに印加する電圧も上述した所定電
圧とすれば、第２の実施形態に関連して説明した理由と
同様の理由で、第２の酸素濃度監視セルの故障を確実に
診断することができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故
障を確実に診断することができるようになる。
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とし、
第２の酸素ポンプセルに印加する電圧も上述した所定電
圧とすれば、第２の実施形態に関連して説明した理由と
同様の理由で、第２の酸素濃度監視セルの故障を確実に
診断することができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故
障を確実に診断することができるようになる。
【００５５】次に、第５の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。陰極側ポンプ電極１５と基準電極１０と
の間、すなわち、酸素濃度検出セルの電極板１５，１０
間に流れる電流Ｉ1は、第２室５内の酸素濃度およびＮ
ＯX濃度に比例する。
いて説明する。陰極側ポンプ電極１５と基準電極１０と
の間、すなわち、酸素濃度検出セルの電極板１５，１０
間に流れる電流Ｉ1は、第２室５内の酸素濃度およびＮ
ＯX濃度に比例する。
【００５６】ここで、上述したように、第１の酸素ポン
プセルによって第１室４から外部に排出される酸素の量
は、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づい
て、計算によって予想可能であり、第２の酸素ポンプセ
ルによって第２室５から外部に排出される酸素の量は、
第２の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づいて、計
算によって予想可能である。
プセルによって第１室４から外部に排出される酸素の量
は、第１の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づい
て、計算によって予想可能であり、第２の酸素ポンプセ
ルによって第２室５から外部に排出される酸素の量は、
第２の酸素ポンプセルに印加される電圧に基づいて、計
算によって予想可能である。
【００５７】したがって、ＮＯXセンサ１に到来する排
気ガス中の酸素濃度が既知であれば、第２室５内の酸素
濃度も計算によって算出可能である。したがって、この
とき、第２室５内のＮＯX濃度、すなわち、ＮＯXセンサ
１に到来する排気ガス中のＮＯX濃度が既知であれば、
酸素濃度検出セルが正常である場合に、酸素濃度検出セ
ルの電極板１５，１０間に流れる電流Ｉ1の値も計算に
よって予想可能である。
気ガス中の酸素濃度が既知であれば、第２室５内の酸素
濃度も計算によって算出可能である。したがって、この
とき、第２室５内のＮＯX濃度、すなわち、ＮＯXセンサ
１に到来する排気ガス中のＮＯX濃度が既知であれば、
酸素濃度検出セルが正常である場合に、酸素濃度検出セ
ルの電極板１５，１０間に流れる電流Ｉ1の値も計算に
よって予想可能である。
【００５８】そこで、第５の実施形態の故障診断装置で
は、第１の実施形態と同様にＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中の酸素濃度が既知であるという故障診断条件
が成立し、且つ、この排気ガス中のＮＯX濃度も既知で
あるという故障診断条件が成立したときに、第１の酸素
ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共に、第
２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印加す
る。そして、このときに、酸素濃度検出セルに流れる電
流Ｉ1を検出し、この電流Ｉ1が酸素濃度検出セルが正常
であるときにとりうると予想される値（以下、予想値と
称す）にあれば、酸素濃度検出セルは正常であり、した
がって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、
電流Ｉ1が上記予想値からずれていれば、酸素濃度検出
セルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故
障していると診断する。
は、第１の実施形態と同様にＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中の酸素濃度が既知であるという故障診断条件
が成立し、且つ、この排気ガス中のＮＯX濃度も既知で
あるという故障診断条件が成立したときに、第１の酸素
ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共に、第
２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印加す
る。そして、このときに、酸素濃度検出セルに流れる電
流Ｉ1を検出し、この電流Ｉ1が酸素濃度検出セルが正常
であるときにとりうると予想される値（以下、予想値と
称す）にあれば、酸素濃度検出セルは正常であり、した
がって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、
電流Ｉ1が上記予想値からずれていれば、酸素濃度検出
セルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故
障していると診断する。
【００５９】なお、第５の実施形態において、第１の酸
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とし、
第２の酸素ポンプセルに印加する電圧も上述した所定電
圧とすれば、第２の実施形態に関連して説明した理由と
同様の理由で、酸素濃度検出セルの故障を確実に診断す
ることができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故障を確
実に診断することができるようになる。
素ポンプセルに印加する電圧を上述した所定電圧とし、
第２の酸素ポンプセルに印加する電圧も上述した所定電
圧とすれば、第２の実施形態に関連して説明した理由と
同様の理由で、酸素濃度検出セルの故障を確実に診断す
ることができ、したがって、ＮＯXセンサ１の故障を確
実に診断することができるようになる。
【００６０】また、排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX
濃度が既知であるときとは、例えば、内燃機関の運転状
態が上述したフューエルカット運転状態にあるとき、ま
たは、内燃機関の運転状態が上述したリッチスパイク運
転状態にあるとき、または、内燃機関の運転状態がアイ
ドリング状態などの低負荷低回転の状態にあるときであ
る。
濃度が既知であるときとは、例えば、内燃機関の運転状
態が上述したフューエルカット運転状態にあるとき、ま
たは、内燃機関の運転状態が上述したリッチスパイク運
転状態にあるとき、または、内燃機関の運転状態がアイ
ドリング状態などの低負荷低回転の状態にあるときであ
る。
【００６１】次に、第６の実施形態の故障診断装置につ
いて図４を参照して説明する。図４（Ａ）はＮＯXセン
サ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の推移を示す。図
４（Ａ）に示した例では、排気ガス中の酸素濃度Ｃｏ
は、時刻ｔ１において比較的低い濃度（以下、低濃度と
称す）Ｃｏｌから上昇し始め、時刻ｔ３において比較的
高い濃度（以下、高濃度と称す）Ｃｏｈに達し、その
後、高濃度Ｃｏｈで推移する。
いて図４を参照して説明する。図４（Ａ）はＮＯXセン
サ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の推移を示す。図
４（Ａ）に示した例では、排気ガス中の酸素濃度Ｃｏ
は、時刻ｔ１において比較的低い濃度（以下、低濃度と
称す）Ｃｏｌから上昇し始め、時刻ｔ３において比較的
高い濃度（以下、高濃度と称す）Ｃｏｈに達し、その
後、高濃度Ｃｏｈで推移する。
【００６２】ところで、上述したように、第１の酸素ポ
ンプセルに流れる電流Ｉ2は第１室４から外部へと排出
される酸素の量に比例する。したがって、第１室４に流
入する排気ガス中の酸素濃度Ｃｏが図４（Ａ）に示され
ているように変化するときに、第１室４内の酸素濃度が
一定の濃度となるように第１の酸素ポンプセルに電圧が
印加されていると、第１の酸素ポンプによって第１室４
から外部へと排出される酸素の量は第１室４内に流入す
る排気ガス中の酸素濃度の変化に追従して変化し、した
がって、第１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2も第１
室４に流入する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従して
変化する。
ンプセルに流れる電流Ｉ2は第１室４から外部へと排出
される酸素の量に比例する。したがって、第１室４に流
入する排気ガス中の酸素濃度Ｃｏが図４（Ａ）に示され
ているように変化するときに、第１室４内の酸素濃度が
一定の濃度となるように第１の酸素ポンプセルに電圧が
印加されていると、第１の酸素ポンプによって第１室４
から外部へと排出される酸素の量は第１室４内に流入す
る排気ガス中の酸素濃度の変化に追従して変化し、した
がって、第１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2も第１
室４に流入する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従して
変化する。
【００６３】したがって、第１の酸素ポンプセルが正常
である場合に、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度とな
るように第１の酸素ポンプセルに電圧を印加している間
に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が
図４（Ａ）に示されているように推移すると、第１の酸
素ポンプセルに流れる電流Ｉ2は、図４（Ｂ）に示され
ているように推移する。
である場合に、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度とな
るように第１の酸素ポンプセルに電圧を印加している間
に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が
図４（Ａ）に示されているように推移すると、第１の酸
素ポンプセルに流れる電流Ｉ2は、図４（Ｂ）に示され
ているように推移する。
【００６４】すなわち、電流Ｉ2は、時刻ｔ２までは比
較的低い電流値（以下、低電流値と称す）Ｉ2ｌで推移
しているが、時刻ｔ２において低電流値Ｉ2ｌから上昇
し始める。電流Ｉ2が上昇し始める時刻が酸素濃度Ｃｏ
が上昇し始める時刻よりも遅れるのは、排気ガスが内燃
機関から排出されてからＮＯXセンサ１に到達するまで
に時間を要するからである。そして、電流Ｉ2は、その
後、上昇し続けるが、時刻ｔ４において比較的高い電流
値（以下、高電流値と称す）Ｉ2ｈに達した後、高電流
値Ｉ2ｈで推移する。
較的低い電流値（以下、低電流値と称す）Ｉ2ｌで推移
しているが、時刻ｔ２において低電流値Ｉ2ｌから上昇
し始める。電流Ｉ2が上昇し始める時刻が酸素濃度Ｃｏ
が上昇し始める時刻よりも遅れるのは、排気ガスが内燃
機関から排出されてからＮＯXセンサ１に到達するまで
に時間を要するからである。そして、電流Ｉ2は、その
後、上昇し続けるが、時刻ｔ４において比較的高い電流
値（以下、高電流値と称す）Ｉ2ｈに達した後、高電流
値Ｉ2ｈで推移する。
【００６５】一方、第１の酸素ポンプセルが故障してい
る場合には、電流Ｉ2は、図５（Ｃ）に示されているよ
うに推移する。すなわち、電流Ｉ2は、時刻ｔ２までは
低電流値Ｉ2ｌで推移し、時刻ｔ２において低電流値Ｉ2
ｌから上昇し始め、時刻ｔ５において高電流値Ｉ2ｈに
達した後、高電流値Ｉ2ｈで推移する。
る場合には、電流Ｉ2は、図５（Ｃ）に示されているよ
うに推移する。すなわち、電流Ｉ2は、時刻ｔ２までは
低電流値Ｉ2ｌで推移し、時刻ｔ２において低電流値Ｉ2
ｌから上昇し始め、時刻ｔ５において高電流値Ｉ2ｈに
達した後、高電流値Ｉ2ｈで推移する。
【００６６】さて、ここで、図４（Ｂ）と図４（Ｃ）と
を比較すると、上述したように第１の酸素ポンプセルに
電圧を印加している間に、ＮＯXセンサ１に到来する排
気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示されているように
推移したときに、電流Ｉ2が低電流値Ｉ2ｌから高電流値
Ｉ2ｈまで上昇するのにかかる時間は、第１の酸素ポン
プセルが正常である場合よりも、第１の酸素ポンプセル
が故障している場合のほうが長いことが判る。すなわ
ち、第１の酸素ポンプセル内に流れる電流Ｉ2の上昇率
は、第１の酸素ポンプセルが正常である場合よりも、第
１の酸素ポンプセルが故障している場合のほうが小さ
い。
を比較すると、上述したように第１の酸素ポンプセルに
電圧を印加している間に、ＮＯXセンサ１に到来する排
気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示されているように
推移したときに、電流Ｉ2が低電流値Ｉ2ｌから高電流値
Ｉ2ｈまで上昇するのにかかる時間は、第１の酸素ポン
プセルが正常である場合よりも、第１の酸素ポンプセル
が故障している場合のほうが長いことが判る。すなわ
ち、第１の酸素ポンプセル内に流れる電流Ｉ2の上昇率
は、第１の酸素ポンプセルが正常である場合よりも、第
１の酸素ポンプセルが故障している場合のほうが小さ
い。
【００６７】このように、電流Ｉ2の上昇率が第１の酸
素ポンプセルが正常である場合よりも、第１の酸素ポン
プセルが故障している場合のほうが短くなるのは、酸素
濃度の変化に応答する第１の酸素ポンプセルの応答速度
が遅くなったり、第１の酸素ポンプセルの出力自体が小
さくなったりするからである。
素ポンプセルが正常である場合よりも、第１の酸素ポン
プセルが故障している場合のほうが短くなるのは、酸素
濃度の変化に応答する第１の酸素ポンプセルの応答速度
が遅くなったり、第１の酸素ポンプセルの出力自体が小
さくなったりするからである。
【００６８】このように、電流Ｉ2の上昇率が第１の酸
素ポンプセルが正常である場合と第１の酸素ポンプセル
が故障している場合とで異なることを利用して、第６の
実施形態の故障診断装置では、排気ガス中の酸素濃度が
所定の増大幅よりも大きく増大するという故障診断条件
が成立したときに、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度
（例えば１p.p.m.）となるように第１の酸素ポンプセル
に電圧を印加する。そして、このときに電流Ｉ2が変化
し始めてから一定の値で推移するまでの間の電流Ｉ2の
上昇率を算出し、この電流Ｉ2の上昇率が所定の上昇率
よりも大きければ、第１の酸素ポンプセルは正常であ
り、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断
し、一方、電流Ｉ2の上昇率が上記所定の上昇率よりも
小さければ、第１の酸素ポンプセルは故障しており、し
たがって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
素ポンプセルが正常である場合と第１の酸素ポンプセル
が故障している場合とで異なることを利用して、第６の
実施形態の故障診断装置では、排気ガス中の酸素濃度が
所定の増大幅よりも大きく増大するという故障診断条件
が成立したときに、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度
（例えば１p.p.m.）となるように第１の酸素ポンプセル
に電圧を印加する。そして、このときに電流Ｉ2が変化
し始めてから一定の値で推移するまでの間の電流Ｉ2の
上昇率を算出し、この電流Ｉ2の上昇率が所定の上昇率
よりも大きければ、第１の酸素ポンプセルは正常であ
り、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断
し、一方、電流Ｉ2の上昇率が上記所定の上昇率よりも
小さければ、第１の酸素ポンプセルは故障しており、し
たがって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
【００６９】次に、第７の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印
加されていると、第１の酸素ポンプセルによって第１室
４から外部へと排出される酸素の量は一定である。した
がって、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加され
ている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸
素濃度が変化すると、第１室４内の酸素濃度は、ＮＯX
センサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従
して変化する。また、第１の酸素濃度監視セルに発生す
る電圧Ｖ0は大気室６内と第１室４内との酸素濃度差に
比例する。したがって、第１室４内の酸素濃度が変化す
ると、第１の酸素濃度監視セルに発生する電圧Ｖ0も、
第１室４内の酸素濃度の変化に追従して変化する。
いて説明する。第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印
加されていると、第１の酸素ポンプセルによって第１室
４から外部へと排出される酸素の量は一定である。した
がって、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加され
ている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸
素濃度が変化すると、第１室４内の酸素濃度は、ＮＯX
センサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従
して変化する。また、第１の酸素濃度監視セルに発生す
る電圧Ｖ0は大気室６内と第１室４内との酸素濃度差に
比例する。したがって、第１室４内の酸素濃度が変化す
ると、第１の酸素濃度監視セルに発生する電圧Ｖ0も、
第１室４内の酸素濃度の変化に追従して変化する。
【００７０】したがって、第１の酸素ポンプセルに一定
電圧が印加されている間に、ＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示されているよう
に推移すると、第１の酸素濃度監視セルに発生する電圧
Ｖ0も、第６の実施形態における電流Ｉ2と同様に上昇す
る。
電圧が印加されている間に、ＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示されているよう
に推移すると、第１の酸素濃度監視セルに発生する電圧
Ｖ0も、第６の実施形態における電流Ｉ2と同様に上昇す
る。
【００７１】そして、このときに電圧Ｖ0が変化し始め
てから一定の値で推移するまでの間の電圧Ｖ0の上昇率
は、第１の酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、
第１の酸素濃度監視セルが故障している場合のほうが小
さい。このように、電圧Ｖ0の上昇率が小さくなる理由
は、第２の実施形態に関する説明と第６の実施形態に関
する説明とを参照すれば明らかとなろう。
てから一定の値で推移するまでの間の電圧Ｖ0の上昇率
は、第１の酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、
第１の酸素濃度監視セルが故障している場合のほうが小
さい。このように、電圧Ｖ0の上昇率が小さくなる理由
は、第２の実施形態に関する説明と第６の実施形態に関
する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【００７２】このように、電圧Ｖ0の上昇率が、第１の
酸素濃度監視セルが正常である場合と第１の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第７の実施形態の故障診断装置では、第６の実施形態と
同様に排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大き
く増大するという故障診断条件が成立したときに、第１
の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そ
して、このときに、第１の酸素濃度監視セルに発生する
電圧Ｖ0を検出し、この電圧Ｖ0の上昇率を算出し、この
電圧Ｖ0の上昇率が所定の上昇率よりも大きければ、第
１の酸素濃度監視セルは正常であり、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧Ｖ0の上昇
率が上記所定の値よりも小さければ、第１の酸素濃度監
視セルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は
故障していると診断する。
酸素濃度監視セルが正常である場合と第１の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第７の実施形態の故障診断装置では、第６の実施形態と
同様に排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大き
く増大するという故障診断条件が成立したときに、第１
の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そ
して、このときに、第１の酸素濃度監視セルに発生する
電圧Ｖ0を検出し、この電圧Ｖ0の上昇率を算出し、この
電圧Ｖ0の上昇率が所定の上昇率よりも大きければ、第
１の酸素濃度監視セルは正常であり、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧Ｖ0の上昇
率が上記所定の値よりも小さければ、第１の酸素濃度監
視セルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は
故障していると診断する。
【００７３】次に、第８の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印
加されていると、第１の酸素ポンプセルによって第１室
４から外部へと排出される酸素の量は一定である。した
がって、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加され
ている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸
素濃度が変化すると、第２室５内に流入する排気ガス中
の酸素濃度は、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の
酸素濃度の変化に追従して変化する。
いて説明する。第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印
加されていると、第１の酸素ポンプセルによって第１室
４から外部へと排出される酸素の量は一定である。した
がって、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加され
ている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸
素濃度が変化すると、第２室５内に流入する排気ガス中
の酸素濃度は、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の
酸素濃度の変化に追従して変化する。
【００７４】また、第２室５内の酸素濃度が一定の濃度
になるように第２の酸素ポンプセルに電圧が印加されて
いると、第２の酸素ポンプセルによって第２室５から外
部へと排出される酸素の量は第２室５内に流入する排気
ガス中の酸素濃度に比例する。したがって、第２室５内
の酸素濃度が一定の濃度になるように第２の酸素ポンプ
セルに電圧が印加されている間に、第２室５内に流入す
る排気ガス中の酸素濃度が変化すると、第２の酸素ポン
プセルに流れる電流Ｉ3も、第２室５に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度の変化に追従して変化する。
になるように第２の酸素ポンプセルに電圧が印加されて
いると、第２の酸素ポンプセルによって第２室５から外
部へと排出される酸素の量は第２室５内に流入する排気
ガス中の酸素濃度に比例する。したがって、第２室５内
の酸素濃度が一定の濃度になるように第２の酸素ポンプ
セルに電圧が印加されている間に、第２室５内に流入す
る排気ガス中の酸素濃度が変化すると、第２の酸素ポン
プセルに流れる電流Ｉ3も、第２室５に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度の変化に追従して変化する。
【００７５】したがって、第１の酸素ポンプセルに一定
電圧が印加され、且つ、第２室５内の酸素濃度が一定の
濃度となるように第２の酸素ポンプセルに電圧が印加さ
れている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の
酸素濃度が図４（Ａ）に示されているように推移する
と、第２の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ3も、第６の
実施形態における電流Ｉ2と同様に上昇する。
電圧が印加され、且つ、第２室５内の酸素濃度が一定の
濃度となるように第２の酸素ポンプセルに電圧が印加さ
れている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の
酸素濃度が図４（Ａ）に示されているように推移する
と、第２の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ3も、第６の
実施形態における電流Ｉ2と同様に上昇する。
【００７６】そして、このときに電流Ｉ3が変化し始め
てから一定の値で推移するまでの間の電流Ｉ3の上昇率
は、第２の酸素ポンプセルが正常である場合よりも、第
２の酸素ポンプセルが故障している場合のほうが小さ
い。このように、電流Ｉ3の上昇率が小さくなる理由
は、第３の実施形態に関する説明と第６の実施形態に関
する説明とを参照すれば明らかとなろう。
てから一定の値で推移するまでの間の電流Ｉ3の上昇率
は、第２の酸素ポンプセルが正常である場合よりも、第
２の酸素ポンプセルが故障している場合のほうが小さ
い。このように、電流Ｉ3の上昇率が小さくなる理由
は、第３の実施形態に関する説明と第６の実施形態に関
する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【００７７】このように、電流Ｉ3の上昇率が、第２の
酸素ポンプセルが正常である場合と第２の酸素ポンプセ
ルが故障している場合とで異なることを利用して、第８
の実施形態の故障診断装置では、第６の実施形態と同様
に排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大きく増
大するという故障診断条件が成立したときに、第１の酸
素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共に、
第２室５内の酸素濃度が一定の濃度（例えば、０．０１
p.p.m.）となるように第２の酸素ポンプセルに電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素ポンプセルに
流れる電流Ｉ3を検出し、この電流Ｉ3の上昇率を算出
し、この電流Ｉ3の上昇率が所定の上昇率よりも大きけ
れば、第２の酸素ポンプセルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電流
Ｉ3の上昇率が上記所定の上昇率よりも小さければ、第
２の酸素ポンプセルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
酸素ポンプセルが正常である場合と第２の酸素ポンプセ
ルが故障している場合とで異なることを利用して、第８
の実施形態の故障診断装置では、第６の実施形態と同様
に排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大きく増
大するという故障診断条件が成立したときに、第１の酸
素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共に、
第２室５内の酸素濃度が一定の濃度（例えば、０．０１
p.p.m.）となるように第２の酸素ポンプセルに電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素ポンプセルに
流れる電流Ｉ3を検出し、この電流Ｉ3の上昇率を算出
し、この電流Ｉ3の上昇率が所定の上昇率よりも大きけ
れば、第２の酸素ポンプセルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電流
Ｉ3の上昇率が上記所定の上昇率よりも小さければ、第
２の酸素ポンプセルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
【００７８】次に、第９の実施形態の故障診断装置につ
いて説明する。第８の実施形態に関連して説明したよう
に、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加されてい
る間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃
度が変化すると、第２室５内に流入する排気ガス中の酸
素濃度は、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素
濃度の変化に追従して変化する。
いて説明する。第８の実施形態に関連して説明したよう
に、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加されてい
る間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃
度が変化すると、第２室５内に流入する排気ガス中の酸
素濃度は、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素
濃度の変化に追従して変化する。
【００７９】また、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧
が印加されていると、第２の酸素ポンプセルによって第
２室５から外部へと排出される酸素の量は一定である。
したがって、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加
されている間に、第２室５内に流入する排気ガス中の酸
素濃度が変化すると、第２室５内の酸素濃度は、第２室
５内に流入する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従して
変化する。
が印加されていると、第２の酸素ポンプセルによって第
２室５から外部へと排出される酸素の量は一定である。
したがって、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加
されている間に、第２室５内に流入する排気ガス中の酸
素濃度が変化すると、第２室５内の酸素濃度は、第２室
５内に流入する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従して
変化する。
【００８０】さらに、第２の酸素濃度監視セルに発生す
る電圧Ｖ1は大気室６内と第２室５内との酸素濃度差に
比例する。したがって、第２室５内の酸素濃度が変化す
ると、第２の酸素濃度監視セルに発生する電圧Ｖ1も、
第２室５内の酸素濃度の変化に追従して変化する。
る電圧Ｖ1は大気室６内と第２室５内との酸素濃度差に
比例する。したがって、第２室５内の酸素濃度が変化す
ると、第２の酸素濃度監視セルに発生する電圧Ｖ1も、
第２室５内の酸素濃度の変化に追従して変化する。
【００８１】したがって、第１の酸素ポンプセルに一定
電圧が印加され、且つ、第２の酸素ポンプセルにも一定
電圧が印加されている間に、ＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示されているよう
に推移すると、第２の酸素濃度監視セルに発生する電圧
Ｖ1も、第６の実施形態における電流Ｉ2と同様に上昇す
る。
電圧が印加され、且つ、第２の酸素ポンプセルにも一定
電圧が印加されている間に、ＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示されているよう
に推移すると、第２の酸素濃度監視セルに発生する電圧
Ｖ1も、第６の実施形態における電流Ｉ2と同様に上昇す
る。
【００８２】そして、このときに電圧Ｖ1が変化し始め
てから一定の値で推移するまでの間の電圧Ｖ1の上昇率
は、第２の酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、
第２の酸素濃度監視セルが故障している場合のほうが小
さい。このように、電圧Ｖ1の上昇率が小さくなる理由
は、第４の実施形態に関する説明と第６の実施形態に関
する説明とを参照すれば明らかとなろう。
てから一定の値で推移するまでの間の電圧Ｖ1の上昇率
は、第２の酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、
第２の酸素濃度監視セルが故障している場合のほうが小
さい。このように、電圧Ｖ1の上昇率が小さくなる理由
は、第４の実施形態に関する説明と第６の実施形態に関
する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【００８３】このように、電圧Ｖ1の上昇率が、第２の
酸素濃度監視セルが正常である場合と第２の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第９の実施形態の故障診断装置では、第６の実施形態と
同様に排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大き
く増大するという故障診断条件が成立したときに、第１
の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共
に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素濃度監視セル
に発生する電圧Ｖ1を検出し、この電圧Ｖ1の上昇率を算
出し、この電圧Ｖ1の上昇率が所定の上昇率よりも大き
ければ、第２の酸素濃度監視セルは正常であり、したが
って、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電
圧Ｖ1の上昇率が上記所定の上昇率よりも小さければ、
第２の酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、
ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
酸素濃度監視セルが正常である場合と第２の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第９の実施形態の故障診断装置では、第６の実施形態と
同様に排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大き
く増大するという故障診断条件が成立したときに、第１
の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加すると共
に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定電圧を印
加する。そして、このときに、第２の酸素濃度監視セル
に発生する電圧Ｖ1を検出し、この電圧Ｖ1の上昇率を算
出し、この電圧Ｖ1の上昇率が所定の上昇率よりも大き
ければ、第２の酸素濃度監視セルは正常であり、したが
って、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電
圧Ｖ1の上昇率が上記所定の上昇率よりも小さければ、
第２の酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、
ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
【００８４】次に、第１０の実施形態の故障診断装置に
ついて説明する。第９の実施形態に関連して説明したよ
うに、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加されて
おり、且つ、第２の酸素ポンプセルにも一定の電圧が印
加されている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス
中の酸素濃度が変化すると、第２室５内の酸素濃度は、
ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の変化
に追従して変化する。
ついて説明する。第９の実施形態に関連して説明したよ
うに、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧が印加されて
おり、且つ、第２の酸素ポンプセルにも一定の電圧が印
加されている間に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス
中の酸素濃度が変化すると、第２室５内の酸素濃度は、
ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の変化
に追従して変化する。
【００８５】また、第５の実施形態に関連して説明した
ように、酸素濃度検出セルに流れる電流Ｉ1は、第２室
５内のＮＯX濃度および酸素濃度に比例する。したがっ
て、第２室５内のＮＯX濃度が一定であれば、電流Ｉ1は
第２室内の酸素濃度の変化に追従して変化する。
ように、酸素濃度検出セルに流れる電流Ｉ1は、第２室
５内のＮＯX濃度および酸素濃度に比例する。したがっ
て、第２室５内のＮＯX濃度が一定であれば、電流Ｉ1は
第２室内の酸素濃度の変化に追従して変化する。
【００８６】したがって、第１の酸素ポンプセルに一定
の電圧が印加されており、且つ、第２の酸素ポンプセル
にも一定の電圧が印加されている間に、ＮＯXセンサ１
に到来する排気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示され
ているように推移し、しかも、このときの排気ガス中の
ＮＯX濃度が一定であると、酸素濃度検出セルに流れる
電流Ｉ1も、第６の実施形態における電流Ｉ2と同様に上
昇する。
の電圧が印加されており、且つ、第２の酸素ポンプセル
にも一定の電圧が印加されている間に、ＮＯXセンサ１
に到来する排気ガス中の酸素濃度が図４（Ａ）に示され
ているように推移し、しかも、このときの排気ガス中の
ＮＯX濃度が一定であると、酸素濃度検出セルに流れる
電流Ｉ1も、第６の実施形態における電流Ｉ2と同様に上
昇する。
【００８７】そして、このときに電流Ｉ1が変化し始め
てから一定の値で推移するまでの間の電流Ｉ1の上昇率
は、酸素濃度検出セルが正常である場合よりも、酸素濃
度検出セルが故障している場合のほうが小さい。このよ
うに、電流Ｉ1の上昇率が小さくなる理由は、第５の実
施形態に関する説明と第６の実施形態に関する説明とを
参照すれば明らかとなろう。
てから一定の値で推移するまでの間の電流Ｉ1の上昇率
は、酸素濃度検出セルが正常である場合よりも、酸素濃
度検出セルが故障している場合のほうが小さい。このよ
うに、電流Ｉ1の上昇率が小さくなる理由は、第５の実
施形態に関する説明と第６の実施形態に関する説明とを
参照すれば明らかとなろう。
【００８８】このように、電流Ｉ1の上昇率が、酸素濃
度検出セルが正常である場合と酸素濃度検出セルが故障
している場合とで異なることを利用して、第１０の実施
形態の故障診断装置では、第６の実施形態と同様に排気
ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大きく増大する
という故障診断条件が成立し、且つ、排気ガス中のＮＯ
X濃度が一定であるという故障診断条件が成立したとき
に、第１の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加
すると共に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定
電圧を印加する。そして、このときに、酸素濃度検出セ
ルに流れる電流Ｉ1を検出し、この電流Ｉ1の上昇率を算
出し、この電流Ｉ1の上昇率が所定の上昇率よりも大き
ければ、酸素濃度検出セルは正常であり、したがって、
ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電流Ｉ1の
上昇率が上記所定の上昇率よりも小さければ、酸素濃度
検出セルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１
は故障していると診断する。
度検出セルが正常である場合と酸素濃度検出セルが故障
している場合とで異なることを利用して、第１０の実施
形態の故障診断装置では、第６の実施形態と同様に排気
ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大きく増大する
という故障診断条件が成立し、且つ、排気ガス中のＮＯ
X濃度が一定であるという故障診断条件が成立したとき
に、第１の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加
すると共に、第２の酸素ポンプセルにも或る特定の一定
電圧を印加する。そして、このときに、酸素濃度検出セ
ルに流れる電流Ｉ1を検出し、この電流Ｉ1の上昇率を算
出し、この電流Ｉ1の上昇率が所定の上昇率よりも大き
ければ、酸素濃度検出セルは正常であり、したがって、
ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電流Ｉ1の
上昇率が上記所定の上昇率よりも小さければ、酸素濃度
検出セルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１
は故障していると診断する。
【００８９】なお、上述した第６〜第１０の実施形態に
おいて、排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大
きく増大するときとは、例えば、内燃機関の運転状態が
通常の運転状態から上述したフューエルカット運転状態
へと移行するとき、或いは、その逆に移行するとき、或
いは、通常の運転状態から上述したリッチスパイク運転
状態へと移行するとき、或いは、その逆に移行するとき
である。もちろん、第６〜第１０の実施形態において、
ＮＯXセンサ１の故障を診断するために、内燃機関の運
転状態を強制的に変更することによって、排気ガス中の
酸素濃度を強制的に所定の増大幅よりも大きく増大する
ようにしてもよい。また、第６〜第１０の実施形態にお
いて、上昇率の代わりに、電流Ｉ２、電圧Ｖ０、電流Ｉ
３、電圧Ｖ１、または電流Ｉ１が或る値から別の或る値
にまで上昇するまでにかかる時間を用いて、ＮＯXセン
サ１に故障を診断してもよい。
おいて、排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大
きく増大するときとは、例えば、内燃機関の運転状態が
通常の運転状態から上述したフューエルカット運転状態
へと移行するとき、或いは、その逆に移行するとき、或
いは、通常の運転状態から上述したリッチスパイク運転
状態へと移行するとき、或いは、その逆に移行するとき
である。もちろん、第６〜第１０の実施形態において、
ＮＯXセンサ１の故障を診断するために、内燃機関の運
転状態を強制的に変更することによって、排気ガス中の
酸素濃度を強制的に所定の増大幅よりも大きく増大する
ようにしてもよい。また、第６〜第１０の実施形態にお
いて、上昇率の代わりに、電流Ｉ２、電圧Ｖ０、電流Ｉ
３、電圧Ｖ１、または電流Ｉ１が或る値から別の或る値
にまで上昇するまでにかかる時間を用いて、ＮＯXセン
サ１に故障を診断してもよい。
【００９０】また、上述した第６〜第１０の実施形態に
おいて、排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大
きく増大するという条件を、排気ガス中の酸素濃度が所
定の減少幅よりも大きく減少するという条件に代えても
よい。
おいて、排気ガス中の酸素濃度が所定の増大幅よりも大
きく増大するという条件を、排気ガス中の酸素濃度が所
定の減少幅よりも大きく減少するという条件に代えても
よい。
【００９１】次に、第１１の実施形態の故障診断装置に
ついて図５を参照して説明する。図５（Ａ）はＮＯXセ
ンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の推移を示す。
図５（Ａ）に示した例では、排気ガス中の酸素濃度Ｃｏ
は、時刻ｔ１において比較的低い濃度（低濃度）Ｃｏｌ
から上昇し始め、時刻ｔ２において比較的高い濃度（高
濃度）Ｃｏｈに達し、その後、下降し、時刻ｔ３におい
て低濃度Ｃｏｌに達し、その後、低濃度Ｃｏｌと高濃度
Ｃｏｈとの間で上昇と下降とを繰り返す。
ついて図５を参照して説明する。図５（Ａ）はＮＯXセ
ンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度の推移を示す。
図５（Ａ）に示した例では、排気ガス中の酸素濃度Ｃｏ
は、時刻ｔ１において比較的低い濃度（低濃度）Ｃｏｌ
から上昇し始め、時刻ｔ２において比較的高い濃度（高
濃度）Ｃｏｈに達し、その後、下降し、時刻ｔ３におい
て低濃度Ｃｏｌに達し、その後、低濃度Ｃｏｌと高濃度
Ｃｏｈとの間で上昇と下降とを繰り返す。
【００９２】ところで、第６の実施形態に関連して説明
したように、第１室４内に流入する排気ガス中の酸素濃
度Ｃｏが図５（Ａ）に示されているように変化するとき
に、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度となるように第
１の酸素ポンプセルに電圧が印加されていると、第１の
酸素ポンプセルの電極板７，８間に流れる電流Ｉ2は第
１室４に流入する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従し
て変化する。
したように、第１室４内に流入する排気ガス中の酸素濃
度Ｃｏが図５（Ａ）に示されているように変化するとき
に、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度となるように第
１の酸素ポンプセルに電圧が印加されていると、第１の
酸素ポンプセルの電極板７，８間に流れる電流Ｉ2は第
１室４に流入する排気ガス中の酸素濃度の変化に追従し
て変化する。
【００９３】したがって、第１の酸素ポンプセルが正常
である場合に、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度とな
るように第１の酸素ポンプセルに電圧を印加している間
に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が
図５（Ａ）に示されているように推移すると、第１の酸
素ポンプセルに流れる電流Ｉ2は、図５（Ｂ）に示され
ているように推移する。
である場合に、第１室４内の酸素濃度が一定の濃度とな
るように第１の酸素ポンプセルに電圧を印加している間
に、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が
図５（Ａ）に示されているように推移すると、第１の酸
素ポンプセルに流れる電流Ｉ2は、図５（Ｂ）に示され
ているように推移する。
【００９４】すなわち、電流Ｉ2は、時刻ｔ２までは比
較的低い電流値（低電流値）Ｉ2で推移しているが、時
刻ｔ３において低電流値Ｉ2ｌから上昇し始める。電流
Ｉ2が上昇し始める時刻ｔ２が酸素濃度Ｃｏが上昇し始
める時刻ｔ１よりも遅れる理由は、第６の実施形態に関
連して説明した理由と同じである。そして、電流Ｉ
2は、その後、上昇し続けるが、時刻ｔ４において比較
的高い電流値（高電流値）Ｉ2ｈに達した後、下降し、
時刻ｔ５において低電流値Ｉ2ｌに達する。そして、そ
の後、電流Ｉ2は、低電流値Ｉ2ｌと高電流値Ｉ2ｈとの
間で上昇と下降とを繰り返す。
較的低い電流値（低電流値）Ｉ2で推移しているが、時
刻ｔ３において低電流値Ｉ2ｌから上昇し始める。電流
Ｉ2が上昇し始める時刻ｔ２が酸素濃度Ｃｏが上昇し始
める時刻ｔ１よりも遅れる理由は、第６の実施形態に関
連して説明した理由と同じである。そして、電流Ｉ
2は、その後、上昇し続けるが、時刻ｔ４において比較
的高い電流値（高電流値）Ｉ2ｈに達した後、下降し、
時刻ｔ５において低電流値Ｉ2ｌに達する。そして、そ
の後、電流Ｉ2は、低電流値Ｉ2ｌと高電流値Ｉ2ｈとの
間で上昇と下降とを繰り返す。
【００９５】一方、第１の酸素ポンプセルが故障してい
る場合には、電流Ｉ2は、図５（Ｃ）に示されているよ
うに推移する。すなわち、電流Ｉ2は、時刻ｔ２までは
低電流値Ｉ2ｌで推移しているが、時刻ｔ３において低
電流値Ｉ2ｌから上昇し始める。そして、電流Ｉ2は、そ
の後、上昇し続けるが、時刻ｔ４において高電流値Ｉ2
ｈより低いが低電流値Ｉ2ｌよりも高い電流値（以下、
中電流値と称す）Ｉ2ｍに達した後、下降し、時刻ｔ５
において低電流値Ｉ2ｌに達する。そして、その後、電
流Ｉ2は、低電流値Ｉ2ｌと中電流値Ｉ2ｍとの間で上昇
と下降とを繰り返す。
る場合には、電流Ｉ2は、図５（Ｃ）に示されているよ
うに推移する。すなわち、電流Ｉ2は、時刻ｔ２までは
低電流値Ｉ2ｌで推移しているが、時刻ｔ３において低
電流値Ｉ2ｌから上昇し始める。そして、電流Ｉ2は、そ
の後、上昇し続けるが、時刻ｔ４において高電流値Ｉ2
ｈより低いが低電流値Ｉ2ｌよりも高い電流値（以下、
中電流値と称す）Ｉ2ｍに達した後、下降し、時刻ｔ５
において低電流値Ｉ2ｌに達する。そして、その後、電
流Ｉ2は、低電流値Ｉ2ｌと中電流値Ｉ2ｍとの間で上昇
と下降とを繰り返す。
【００９６】さて、ここで、図５（Ｂ）と図５（Ｃ）と
を比較すると、上述したように第１の酸素ポンプセルに
電圧を印加している間に、ＮＯXセンサ１に到来する排
気ガス中の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように
推移したときに、電流Ｉ2を時間の関数でプロットして
これらプロット点を結んで形成される曲線（以下、電流
Ｉ2の軌跡線と称す）の単位時間当たりの長さ（以下、
電流Ｉ2の軌跡長と称す）は、第１の酸素ポンプセルが
正常である場合よりも、第１の酸素ポンプセルが故障し
ている場合のほうが短いことが判る。
を比較すると、上述したように第１の酸素ポンプセルに
電圧を印加している間に、ＮＯXセンサ１に到来する排
気ガス中の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように
推移したときに、電流Ｉ2を時間の関数でプロットして
これらプロット点を結んで形成される曲線（以下、電流
Ｉ2の軌跡線と称す）の単位時間当たりの長さ（以下、
電流Ｉ2の軌跡長と称す）は、第１の酸素ポンプセルが
正常である場合よりも、第１の酸素ポンプセルが故障し
ている場合のほうが短いことが判る。
【００９７】このように、電流Ｉ2の軌跡長が第１の酸
素ポンプセルが正常である場合よりも、第１の酸素ポン
プセルが故障している場合のほうが短くなるのは、第１
の酸素ポンプセルが故障すると、酸素濃度の変化に応答
する第１の酸素ポンプセルの応答速度が遅くなったり、
第１の酸素ポンプセルの出力自体が小さくなったりする
からである。
素ポンプセルが正常である場合よりも、第１の酸素ポン
プセルが故障している場合のほうが短くなるのは、第１
の酸素ポンプセルが故障すると、酸素濃度の変化に応答
する第１の酸素ポンプセルの応答速度が遅くなったり、
第１の酸素ポンプセルの出力自体が小さくなったりする
からである。
【００９８】このように、電流Ｉ2の軌跡長が第１の酸
素ポンプセルが正常である場合と第１の酸素ポンプセル
が故障している場合とで異なることを利用して、第１１
の実施形態の故障診断装置では、排気ガス中の酸素濃度
が所定の変化幅で上昇と下降とを繰り返しているという
故障診断条件が成立したときに、第１室４内の酸素濃度
が一定の濃度（例えば、１p.p.m.）となるように第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そし
て、このときに電流Ｉ2の軌跡長を算出し、この電流Ｉ2
の軌跡長が所定の長さよりも長ければ、第１の酸素ポン
プセルは正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正
常であると診断し、一方、電流Ｉ2の軌跡長が上記所定
の長さよりも短ければ、第１の酸素ポンプセルは故障し
ており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障していると
診断する。
素ポンプセルが正常である場合と第１の酸素ポンプセル
が故障している場合とで異なることを利用して、第１１
の実施形態の故障診断装置では、排気ガス中の酸素濃度
が所定の変化幅で上昇と下降とを繰り返しているという
故障診断条件が成立したときに、第１室４内の酸素濃度
が一定の濃度（例えば、１p.p.m.）となるように第１の
酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そし
て、このときに電流Ｉ2の軌跡長を算出し、この電流Ｉ2
の軌跡長が所定の長さよりも長ければ、第１の酸素ポン
プセルは正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１は正
常であると診断し、一方、電流Ｉ2の軌跡長が上記所定
の長さよりも短ければ、第１の酸素ポンプセルは故障し
ており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障していると
診断する。
【００９９】次に、第１１の実施形態の変更実施形態に
ついて図６を参照して説明する。図６（Ａ）〜（Ｃ）は
図５（Ａ）〜（Ｃ）と同様の図である。すなわち、図６
（Ａ）はＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃
度の推移を示す。また、図６（Ｂ）は、第１の酸素ポン
プセルが正常である場合に、第１１の実施形態と同様に
第１の酸素ポンプセルに電圧を印加している間に、ＮＯ
Xセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６
（Ａ）に示されているように推移したときに、第１の酸
素ポンプセルに流れる電流Ｉ2の推移を示す。一方、図
６（Ｃ）は、第１の酸素ポンプセルが故障している場合
における図６（Ｂ）と同様の図である。
ついて図６を参照して説明する。図６（Ａ）〜（Ｃ）は
図５（Ａ）〜（Ｃ）と同様の図である。すなわち、図６
（Ａ）はＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃
度の推移を示す。また、図６（Ｂ）は、第１の酸素ポン
プセルが正常である場合に、第１１の実施形態と同様に
第１の酸素ポンプセルに電圧を印加している間に、ＮＯ
Xセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６
（Ａ）に示されているように推移したときに、第１の酸
素ポンプセルに流れる電流Ｉ2の推移を示す。一方、図
６（Ｃ）は、第１の酸素ポンプセルが故障している場合
における図６（Ｂ）と同様の図である。
【０１００】さて、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）とを比
較すると、第１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2に対
して基準となる一定の電流値（以下、基準電流値と称
す）Ｉｒを定めておき、ＮＯXセンサ１に到来する排気
ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に示されているように推
移し、且つ、第１１の実施形態と同様に第１の酸素ポン
プセルに電圧を印加している間に、基準電流値Ｉｒを時
間の関数でプロットしてこれらプロット点を結んで形成
される直線（以下、基準線と称す）と電流Ｉ2の軌跡線
とによって囲まれる領域の面積（以下、電流Ｉ2の軌跡
面積と称す）は、第１の酸素ポンプセルが正常である場
合よりも、第１の酸素ポンプセルが故障している場合の
ほうが狭いことが判る。
較すると、第１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2に対
して基準となる一定の電流値（以下、基準電流値と称
す）Ｉｒを定めておき、ＮＯXセンサ１に到来する排気
ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に示されているように推
移し、且つ、第１１の実施形態と同様に第１の酸素ポン
プセルに電圧を印加している間に、基準電流値Ｉｒを時
間の関数でプロットしてこれらプロット点を結んで形成
される直線（以下、基準線と称す）と電流Ｉ2の軌跡線
とによって囲まれる領域の面積（以下、電流Ｉ2の軌跡
面積と称す）は、第１の酸素ポンプセルが正常である場
合よりも、第１の酸素ポンプセルが故障している場合の
ほうが狭いことが判る。
【０１０１】このように、電流Ｉ2の軌跡面積が第１の
酸素ポンプセルが正常である場合と第１の酸素ポンプセ
ルが故障している場合とで異なることを利用して、第１
１の実施形態の変更実施形態では、第１１の実施形態と
同様の故障診断条件が成立したときに、第１１の実施形
態と同様に第１の酸素ポンプセルに電圧を印加する。そ
して、このときに電流Ｉ2の軌跡面積を算出し、この電
流Ｉ2の軌跡面積が所定の面積よりも広ければ、第１の
酸素ポンプセルは正常であり、したがって、ＮＯ Xセン
サ１は正常であると診断し、一方、電流Ｉ2の軌跡面積
が上記所定の面積よりも狭ければ、第１の酸素ポンプセ
ルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障
していると診断する。
酸素ポンプセルが正常である場合と第１の酸素ポンプセ
ルが故障している場合とで異なることを利用して、第１
１の実施形態の変更実施形態では、第１１の実施形態と
同様の故障診断条件が成立したときに、第１１の実施形
態と同様に第１の酸素ポンプセルに電圧を印加する。そ
して、このときに電流Ｉ2の軌跡面積を算出し、この電
流Ｉ2の軌跡面積が所定の面積よりも広ければ、第１の
酸素ポンプセルは正常であり、したがって、ＮＯ Xセン
サ１は正常であると診断し、一方、電流Ｉ2の軌跡面積
が上記所定の面積よりも狭ければ、第１の酸素ポンプセ
ルは故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障
していると診断する。
【０１０２】次に、第１２の実施形態の故障診断装置に
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
いる間に、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加し
たときに、第１の酸素濃度監視セルに発生する電圧Ｖ0
を時間の関数でプロットしてこれらプロット点を結んで
形成される曲線（以下、電圧Ｖ0の軌跡線と称す）の単
位時間当たりの長さ（以下、電圧Ｖ0の軌跡長と称す）
は、第１の酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、
第１の酸素濃度監視セルが故障している場合のほうが短
い。
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
いる間に、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加し
たときに、第１の酸素濃度監視セルに発生する電圧Ｖ0
を時間の関数でプロットしてこれらプロット点を結んで
形成される曲線（以下、電圧Ｖ0の軌跡線と称す）の単
位時間当たりの長さ（以下、電圧Ｖ0の軌跡長と称す）
は、第１の酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、
第１の酸素濃度監視セルが故障している場合のほうが短
い。
【０１０３】このように、電圧Ｖ0の軌跡長が、第１の
酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、第１の酸素
濃度監視セルが故障している場合のほうが短くなる理由
は、第２の実施形態に関する説明と第１１の実施形態に
関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、第１の酸素
濃度監視セルが故障している場合のほうが短くなる理由
は、第２の実施形態に関する説明と第１１の実施形態に
関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１０４】このように、電圧Ｖ0の軌跡長が、第１の
酸素濃度監視セルが正常である場合と第１の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第１２の実施形態の故障診断装置では、第１１の実施形
態と同様に排気ガス中の酸素濃度が所定の変化幅で上昇
と下降とを繰り返しているという故障診断条件が成立し
たときに、第１の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧
を印加する。そして、このときに、第１の酸素濃度監視
セルに発生する電圧Ｖ0を検出し、電圧Ｖ0の軌跡長を算
出し、この電圧Ｖ0の軌跡長が所定の長さよりも長けれ
ば、第１の酸素濃度監視セルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧
Ｖ0の軌跡長が上記所定の長さよりも短ければ、第１の
酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、ＮＯX
センサ１は故障していると診断する。
酸素濃度監視セルが正常である場合と第１の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第１２の実施形態の故障診断装置では、第１１の実施形
態と同様に排気ガス中の酸素濃度が所定の変化幅で上昇
と下降とを繰り返しているという故障診断条件が成立し
たときに、第１の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧
を印加する。そして、このときに、第１の酸素濃度監視
セルに発生する電圧Ｖ0を検出し、電圧Ｖ0の軌跡長を算
出し、この電圧Ｖ0の軌跡長が所定の長さよりも長けれ
ば、第１の酸素濃度監視セルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧
Ｖ0の軌跡長が上記所定の長さよりも短ければ、第１の
酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、ＮＯX
センサ１は故障していると診断する。
【０１０５】次に、第１２の実施形態の変更実施形態に
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、第１の酸素濃度監視
セルに発生する電圧Ｖ0に対して基準となる一定の電圧
値（以下、基準電圧値と称す）を定めておき、ＮＯXセ
ンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に
示されているように推移し、且つ、第１２の実施形態と
同様に第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加してい
る間に、上記基準電圧値を時間の関数でプロットしてこ
れらプロット点を結んで形成される直線（以下、基準線
と称す）と電圧Ｖ0の軌跡線とによって囲まれる領域の
面積（以下、電圧Ｖ0の軌跡面積と称す）は、第１の酸
素濃度監視セルが正常である場合よりも、第１の酸素濃
度監視セルが故障している場合のほうが狭い。
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、第１の酸素濃度監視
セルに発生する電圧Ｖ0に対して基準となる一定の電圧
値（以下、基準電圧値と称す）を定めておき、ＮＯXセ
ンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に
示されているように推移し、且つ、第１２の実施形態と
同様に第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加してい
る間に、上記基準電圧値を時間の関数でプロットしてこ
れらプロット点を結んで形成される直線（以下、基準線
と称す）と電圧Ｖ0の軌跡線とによって囲まれる領域の
面積（以下、電圧Ｖ0の軌跡面積と称す）は、第１の酸
素濃度監視セルが正常である場合よりも、第１の酸素濃
度監視セルが故障している場合のほうが狭い。
【０１０６】このように、電圧Ｖ0の軌跡面積が第１の
酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、第１の酸素
濃度監視セルが故障している場合のほうが狭い理由は、
第７の実施形態に関する説明と第１１の実施形態の変更
実施形態に関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、第１の酸素
濃度監視セルが故障している場合のほうが狭い理由は、
第７の実施形態に関する説明と第１１の実施形態の変更
実施形態に関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１０７】このように、電圧Ｖ0の軌跡面積が第１の
酸素濃度監視セルが正常である場合と第１の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第１２の実施形態の変更実施形態では、第１２の実施形
態と同様の故障診断条件が成立したときに、第１２の実
施形態と同様に第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印
加する。そして、このときに電圧Ｖ0の軌跡面積を算出
し、この電圧Ｖ0の軌跡面積が所定の面積よりも広けれ
ば、第１の酸素濃度監視セルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧
Ｖ0の軌跡面積が上記所定の面積よりも狭ければ、第１
の酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
酸素濃度監視セルが正常である場合と第１の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第１２の実施形態の変更実施形態では、第１２の実施形
態と同様の故障診断条件が成立したときに、第１２の実
施形態と同様に第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印
加する。そして、このときに電圧Ｖ0の軌跡面積を算出
し、この電圧Ｖ0の軌跡面積が所定の面積よりも広けれ
ば、第１の酸素濃度監視セルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧
Ｖ0の軌跡面積が上記所定の面積よりも狭ければ、第１
の酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
【０１０８】次に、第１３の実施形態の故障診断装置に
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
いる間に、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加す
ると共に、第２室５内の酸素濃度が一定の濃度となるよ
うに第２の酸素ポンプセルに電圧を印加したときに、第
２の酸素ポンプセル内を流れる電流Ｉ3を時間の関数で
プロットしてこれらプロット点を結んで形成される曲線
（以下、電流Ｉ3の軌跡線と称す）の単位時間当たりの
長さ（以下、電流Ｉ3の軌跡長と称す）は、第２の酸素
ポンプセルが正常である場合よりも、第２の酸素ポンプ
セルが故障している場合のほうが短い。
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
いる間に、第１の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加す
ると共に、第２室５内の酸素濃度が一定の濃度となるよ
うに第２の酸素ポンプセルに電圧を印加したときに、第
２の酸素ポンプセル内を流れる電流Ｉ3を時間の関数で
プロットしてこれらプロット点を結んで形成される曲線
（以下、電流Ｉ3の軌跡線と称す）の単位時間当たりの
長さ（以下、電流Ｉ3の軌跡長と称す）は、第２の酸素
ポンプセルが正常である場合よりも、第２の酸素ポンプ
セルが故障している場合のほうが短い。
【０１０９】このように、電流Ｉ3の軌跡長が第２の酸
素ポンプセルが正常である場合よりも、第２の酸素ポン
プセルが故障している場合のほうが短くなる理由は、第
８の実施形態に関する説明と第１１の実施形態に関する
説明とを参照すれば明らかとなろう。
素ポンプセルが正常である場合よりも、第２の酸素ポン
プセルが故障している場合のほうが短くなる理由は、第
８の実施形態に関する説明と第１１の実施形態に関する
説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１１０】このように、電流Ｉ3の軌跡長が第２の酸
素ポンプセルが正常である場合と第２の酸素ポンプセル
が故障している場合とで異なることを利用して、第１３
の実施形態の故障診断装置では、第１１の実施形態と同
様に排気ガス中の酸素濃度が所定の変化幅で上昇と下降
とを繰り返しているという故障診断条件が成立したとき
に、第１の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加
すると共に、第２室５内の酸素濃度が一定の濃度（例え
ば、０．０１p.p.m.）となるように第２の酸素ポンプセ
ルに電圧を印加する。そして、このときに、第２の酸素
ポンプセルに流れる電流Ｉ3を検出し、この電流Ｉ3の軌
跡長を算出し、この電流Ｉ3の軌跡長が所定の長さより
も長ければ、第２の酸素ポンプセルは正常であり、した
がって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、
電流Ｉ3の軌跡長が上記所定の長さよりも短ければ、第
２の酸素ポンプセルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
素ポンプセルが正常である場合と第２の酸素ポンプセル
が故障している場合とで異なることを利用して、第１３
の実施形態の故障診断装置では、第１１の実施形態と同
様に排気ガス中の酸素濃度が所定の変化幅で上昇と下降
とを繰り返しているという故障診断条件が成立したとき
に、第１の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加
すると共に、第２室５内の酸素濃度が一定の濃度（例え
ば、０．０１p.p.m.）となるように第２の酸素ポンプセ
ルに電圧を印加する。そして、このときに、第２の酸素
ポンプセルに流れる電流Ｉ3を検出し、この電流Ｉ3の軌
跡長を算出し、この電流Ｉ3の軌跡長が所定の長さより
も長ければ、第２の酸素ポンプセルは正常であり、した
がって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、
電流Ｉ3の軌跡長が上記所定の長さよりも短ければ、第
２の酸素ポンプセルは故障しており、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は故障していると診断する。
【０１１１】次に、第１３の実施形態の変更実施形態に
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、第２の酸素ポンプセ
ル内を流れる電流Ｉ3に対して基準となる一定の電流値
（以下、基準電流値と称す）を定めておき、ＮＯXセン
サ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に示
されているように推移し、且つ、第１３の実施形態と同
様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポンプセル
に電圧を印加している間に、上記基準電流値を時間の関
数でプロットしてこれらプロット点を結んで形成される
直線（以下、基準線と称す）と上記電流Ｉ3の軌跡線と
によって囲まれる領域の面積（以下、電流Ｉ3の軌跡面
積と称す）は、第２の酸素ポンプセルが正常である場合
よりも、第２の酸素ポンプセルが故障している場合のほ
うが狭い。
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、第２の酸素ポンプセ
ル内を流れる電流Ｉ3に対して基準となる一定の電流値
（以下、基準電流値と称す）を定めておき、ＮＯXセン
サ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に示
されているように推移し、且つ、第１３の実施形態と同
様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポンプセル
に電圧を印加している間に、上記基準電流値を時間の関
数でプロットしてこれらプロット点を結んで形成される
直線（以下、基準線と称す）と上記電流Ｉ3の軌跡線と
によって囲まれる領域の面積（以下、電流Ｉ3の軌跡面
積と称す）は、第２の酸素ポンプセルが正常である場合
よりも、第２の酸素ポンプセルが故障している場合のほ
うが狭い。
【０１１２】このように、電流Ｉ3の軌跡面積が第２の
酸素ポンプセルが正常である場合よりも、第２の酸素ポ
ンプセルが故障している場合のほうが狭い理由は、第８
の実施形態に関する説明と第１１の実施形態の変更実施
形態に関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
酸素ポンプセルが正常である場合よりも、第２の酸素ポ
ンプセルが故障している場合のほうが狭い理由は、第８
の実施形態に関する説明と第１１の実施形態の変更実施
形態に関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１１３】このように、電流Ｉ3の軌跡面積が第２の
酸素ポンプセルが正常である場合と第２の酸素ポンプセ
ルが故障している場合とで異なることを利用して、第１
３の実施形態の変更実施形態では、第１３の実施形態と
同様の故障診断条件が成立したときに、第１３の実施形
態と同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポン
プセルに電圧を印加する。そして、このときに電流Ｉ3
の軌跡面積を算出し、この電流Ｉ3の軌跡面積が所定の
面積よりも広ければ、第２の酸素ポンプセルは正常であ
り、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断
し、一方、電流Ｉ3の軌跡面積が上記所定の面積よりも
狭ければ、第２の酸素ポンプセルは故障しており、した
がって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
酸素ポンプセルが正常である場合と第２の酸素ポンプセ
ルが故障している場合とで異なることを利用して、第１
３の実施形態の変更実施形態では、第１３の実施形態と
同様の故障診断条件が成立したときに、第１３の実施形
態と同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポン
プセルに電圧を印加する。そして、このときに電流Ｉ3
の軌跡面積を算出し、この電流Ｉ3の軌跡面積が所定の
面積よりも広ければ、第２の酸素ポンプセルは正常であ
り、したがって、ＮＯXセンサ１は正常であると診断
し、一方、電流Ｉ3の軌跡面積が上記所定の面積よりも
狭ければ、第２の酸素ポンプセルは故障しており、した
がって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断する。
【０１１４】次に、第１４の実施形態の故障診断装置に
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
いる間に、第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポン
プセルに一定の電圧を印加したときに、第２の酸素濃度
監視セルに発生する電圧Ｖ1を時間の関数でプロットし
てこれらプロット点を結んで形成される曲線（以下、電
圧Ｖ1の軌跡線と称す）の単位時間当たりの長さ（以
下、電圧Ｖ1の軌跡長と称す）は、第２の酸素濃度監視
セルが正常である場合よりも、第２の酸素濃度監視セル
が故障している場合のほうが短い。
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
いる間に、第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポン
プセルに一定の電圧を印加したときに、第２の酸素濃度
監視セルに発生する電圧Ｖ1を時間の関数でプロットし
てこれらプロット点を結んで形成される曲線（以下、電
圧Ｖ1の軌跡線と称す）の単位時間当たりの長さ（以
下、電圧Ｖ1の軌跡長と称す）は、第２の酸素濃度監視
セルが正常である場合よりも、第２の酸素濃度監視セル
が故障している場合のほうが短い。
【０１１５】このように、電圧Ｖ1の軌跡長が第２の酸
素濃度監視セルが正常である場合よりも、第２の酸素濃
度監視セルが故障している場合のほうが短くなる理由
は、第９の実施形態に関する説明と第１１の実施形態に
関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
素濃度監視セルが正常である場合よりも、第２の酸素濃
度監視セルが故障している場合のほうが短くなる理由
は、第９の実施形態に関する説明と第１１の実施形態に
関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１１６】このように、電圧Ｖ1の軌跡長が第２の酸
素濃度監視セルが正常である場合と第２の酸素濃度監視
セルが故障している場合とで異なることを利用して、第
１４の実施形態の故障診断装置では、第１１の実施形態
と同様にＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃
度が所定の変化幅で上昇と下降とを繰り返しているとい
う故障診断条件が成立したときに、第１の酸素ポンプセ
ルおよび第２の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を
印加する。そして、このときに、第２の酸素濃度監視セ
ルに発生する電圧Ｖ1を検出し、この電圧Ｖ1の軌跡長を
算出し、この電圧Ｖ1の軌跡長が所定の長さよりも長け
れば、第２の酸素濃度監視セルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧
Ｖ1の軌跡長が上記所定の長さよりも短ければ、第２の
酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、ＮＯX
センサ１は故障していると診断する。
素濃度監視セルが正常である場合と第２の酸素濃度監視
セルが故障している場合とで異なることを利用して、第
１４の実施形態の故障診断装置では、第１１の実施形態
と同様にＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃
度が所定の変化幅で上昇と下降とを繰り返しているとい
う故障診断条件が成立したときに、第１の酸素ポンプセ
ルおよび第２の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を
印加する。そして、このときに、第２の酸素濃度監視セ
ルに発生する電圧Ｖ1を検出し、この電圧Ｖ1の軌跡長を
算出し、この電圧Ｖ1の軌跡長が所定の長さよりも長け
れば、第２の酸素濃度監視セルは正常であり、したがっ
て、ＮＯXセンサ１は正常であると診断し、一方、電圧
Ｖ1の軌跡長が上記所定の長さよりも短ければ、第２の
酸素濃度監視セルは故障しており、したがって、ＮＯX
センサ１は故障していると診断する。
【０１１７】次に、第１４の実施形態の変更実施形態に
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、第２の酸素濃度監視
セルに発生する電圧Ｖ1に対して基準となる一定の電圧
値（以下、基準電圧値と称す）を定めておき、ＮＯXセ
ンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に
示されているように推移し、且つ、第１４の実施形態と
同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポンプセ
ルに一定の電圧を印加している間に、上記基準電圧値を
時間の関数でプロットしてこれらプロット点を結んで形
成される直線（以下、基準線と称す）と上記電圧Ｖ1の
軌跡線とによって囲まれる領域の面積（以下、電圧Ｖ1
の軌跡面積と称す）は、第２の酸素濃度監視セルが正常
である場合よりも、第２の酸素濃度監視セルが故障して
いる場合のほうが狭い。
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、第２の酸素濃度監視
セルに発生する電圧Ｖ1に対して基準となる一定の電圧
値（以下、基準電圧値と称す）を定めておき、ＮＯXセ
ンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に
示されているように推移し、且つ、第１４の実施形態と
同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポンプセ
ルに一定の電圧を印加している間に、上記基準電圧値を
時間の関数でプロットしてこれらプロット点を結んで形
成される直線（以下、基準線と称す）と上記電圧Ｖ1の
軌跡線とによって囲まれる領域の面積（以下、電圧Ｖ1
の軌跡面積と称す）は、第２の酸素濃度監視セルが正常
である場合よりも、第２の酸素濃度監視セルが故障して
いる場合のほうが狭い。
【０１１８】このように、電圧Ｖ1の軌跡面積が第２の
酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、第２の酸素
濃度監視セルが故障している場合のほうが狭い理由は、
第９の実施形態に関する説明と第１１の実施形態の変更
実施形態に関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
酸素濃度監視セルが正常である場合よりも、第２の酸素
濃度監視セルが故障している場合のほうが狭い理由は、
第９の実施形態に関する説明と第１１の実施形態の変更
実施形態に関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１１９】このように、電圧Ｖ1の軌跡面積が第２の
酸素濃度監視セルが正常である場合と第２の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第１４の実施形態の変更実施形態では、第１４の実施形
態と同様の故障診断条件が成立したときに、第１４の実
施形態と同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素
ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そして、
このときに電圧Ｖ1の軌跡面積を算出し、この電圧Ｖ1の
軌跡面積が所定の面積よりも広ければ、第２の酸素濃度
監視セルが正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１が
正常であると診断し、一方、電圧Ｖ1の軌跡面積が上記
所定の面積よりも狭ければ、第２の酸素濃度監視セルは
故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障して
いると診断する。
酸素濃度監視セルが正常である場合と第２の酸素濃度監
視セルが故障している場合とで異なることを利用して、
第１４の実施形態の変更実施形態では、第１４の実施形
態と同様の故障診断条件が成立したときに、第１４の実
施形態と同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素
ポンプセルに或る特定の一定電圧を印加する。そして、
このときに電圧Ｖ1の軌跡面積を算出し、この電圧Ｖ1の
軌跡面積が所定の面積よりも広ければ、第２の酸素濃度
監視セルが正常であり、したがって、ＮＯXセンサ１が
正常であると診断し、一方、電圧Ｖ1の軌跡面積が上記
所定の面積よりも狭ければ、第２の酸素濃度監視セルは
故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障して
いると診断する。
【０１２０】次に、第１５の実施形態の故障診断装置に
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
おり、且つ、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中のＮ
ＯX濃度が一定である間に、第１の酸素ポンプセルおよ
び第２の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加したとき
に、酸素濃度検出セル内を流れる電流Ｉ1を時間の関数
でプロットしてこれらプロットを結んで形成される曲線
（以下、電流Ｉ1の軌跡線と称す）の単位時間当たりの
長さ（以下、電流Ｉ1の軌跡長と称す）は、酸素濃度検
出セルが正常である場合よりも、酸素濃度検出セルが故
障している場合のほうが短い。
ついて説明する。ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中
の酸素濃度が図５（Ａ）に示されているように推移して
おり、且つ、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中のＮ
ＯX濃度が一定である間に、第１の酸素ポンプセルおよ
び第２の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加したとき
に、酸素濃度検出セル内を流れる電流Ｉ1を時間の関数
でプロットしてこれらプロットを結んで形成される曲線
（以下、電流Ｉ1の軌跡線と称す）の単位時間当たりの
長さ（以下、電流Ｉ1の軌跡長と称す）は、酸素濃度検
出セルが正常である場合よりも、酸素濃度検出セルが故
障している場合のほうが短い。
【０１２１】このように、電流Ｉ1の軌跡長が酸素濃度
検出セルが正常である場合よりも、酸素濃度検出セルが
故障している場合のほうが短くなる理由は、第１０の実
施形態に関する説明と第１１の実施形態に関する説明と
を参照すれば明らかとなろう。
検出セルが正常である場合よりも、酸素濃度検出セルが
故障している場合のほうが短くなる理由は、第１０の実
施形態に関する説明と第１１の実施形態に関する説明と
を参照すれば明らかとなろう。
【０１２２】このように、電流Ｉ1の軌跡長が酸素濃度
検出セルが正常である場合と酸素濃度検出セルが故障し
ている場合とで異なることを利用して、第１５の実施形
態の故障診断装置では、第１１の実施形態と同様にＮＯ
Xセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が所定の変
化幅で上昇と下降とを繰り返しており且つＮＯXセンサ
１に到来する排気ガス中のＮＯX濃度が一定であるとい
う故障診断条件が成立したときに、第１の酸素ポンプセ
ルおよび第２の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を
印加する。そして、このときに、酸素濃度検出セル内を
流れる電流Ｉ1を検出し、この電流Ｉ1の軌跡長を算出
し、この電流Ｉ1の軌跡長が所定の長さよりも長けれ
ば、酸素濃度検出セルは正常であり、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は正常であると診断し、一方、電流Ｉ1の軌跡
長が上記所定の長さよりも短ければ、酸素濃度検出セル
は故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障し
ていると診断する。
検出セルが正常である場合と酸素濃度検出セルが故障し
ている場合とで異なることを利用して、第１５の実施形
態の故障診断装置では、第１１の実施形態と同様にＮＯ
Xセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度が所定の変
化幅で上昇と下降とを繰り返しており且つＮＯXセンサ
１に到来する排気ガス中のＮＯX濃度が一定であるとい
う故障診断条件が成立したときに、第１の酸素ポンプセ
ルおよび第２の酸素ポンプセルに或る特定の一定電圧を
印加する。そして、このときに、酸素濃度検出セル内を
流れる電流Ｉ1を検出し、この電流Ｉ1の軌跡長を算出
し、この電流Ｉ1の軌跡長が所定の長さよりも長けれ
ば、酸素濃度検出セルは正常であり、したがって、ＮＯ
Xセンサ１は正常であると診断し、一方、電流Ｉ1の軌跡
長が上記所定の長さよりも短ければ、酸素濃度検出セル
は故障しており、したがって、ＮＯXセンサ１は故障し
ていると診断する。
【０１２３】次に、第１５の実施形態の変更実施形態に
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、酸素濃度検出セル内
を流れる電流Ｉ1に対して基準となる一定の電流値（以
下、基準電流値と称す）を定めておき、ＮＯXセンサ１
に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に示され
ているように推移し、且つ、ＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中のＮＯX濃度が一定であり、且つ、第１５の
実施形態と同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸
素ポンプセルに一定の電圧を印加している間に、上記基
準電流値を時間の関数でプロットしてこれらプロット点
を結んで形成される直線（以下、基準線と称す）と上記
電流Ｉ1の軌跡線とによって囲まれる領域の面積（以
下、電流Ｉ1の軌跡面積と称す）は、酸素濃度検出セル
が正常である場合よりも、酸素濃度検出セルが故障して
いる場合のほうが狭い。
ついて説明する。第１１の実施形態の変更実施形態に関
する説明を参照すると判るように、酸素濃度検出セル内
を流れる電流Ｉ1に対して基準となる一定の電流値（以
下、基準電流値と称す）を定めておき、ＮＯXセンサ１
に到来する排気ガス中の酸素濃度が図６（Ａ）に示され
ているように推移し、且つ、ＮＯXセンサ１に到来する
排気ガス中のＮＯX濃度が一定であり、且つ、第１５の
実施形態と同様に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸
素ポンプセルに一定の電圧を印加している間に、上記基
準電流値を時間の関数でプロットしてこれらプロット点
を結んで形成される直線（以下、基準線と称す）と上記
電流Ｉ1の軌跡線とによって囲まれる領域の面積（以
下、電流Ｉ1の軌跡面積と称す）は、酸素濃度検出セル
が正常である場合よりも、酸素濃度検出セルが故障して
いる場合のほうが狭い。
【０１２４】このように、電流Ｉ1の軌跡面積が酸素濃
度検出セルが正常である場合よりも、酸素濃度検出セル
が故障している場合のほうが狭い理由は、第１０の実施
形態に関する説明と第１１の実施形態の変更実施形態に
関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
度検出セルが正常である場合よりも、酸素濃度検出セル
が故障している場合のほうが狭い理由は、第１０の実施
形態に関する説明と第１１の実施形態の変更実施形態に
関する説明とを参照すれば明らかとなろう。
【０１２５】このように、電流Ｉ1の軌跡面積が酸素濃
度検出セルが正常である場合と酸素濃度検出セルが故障
している場合とで異なることを利用して、第１５の実施
形態の変更実施形態では、第１５の実施形態と同様の故
障診断条件が成立したときに、第１５の実施形態と同様
に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポンプセルに
或る特定の一定電圧を印加する。そして、このときに電
流Ｉ1の軌跡面積を算出し、この電流Ｉ1の軌跡面積が所
定の面積よりも広ければ、酸素濃度検出セルが正常であ
ると診断し、一方、電流Ｉ1の軌跡面積が上記所定の面
積よりも狭ければ、酸素濃度検出セルは故障しており、
したがって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断す
る。なお、第１１〜第１５の実施形態またはその変更実
施形態において、排気ガス中の酸素濃度を所定の変化幅
で強制的に上昇させたり下降させ、このときに故障診断
条件が成立したとしてもよい。
度検出セルが正常である場合と酸素濃度検出セルが故障
している場合とで異なることを利用して、第１５の実施
形態の変更実施形態では、第１５の実施形態と同様の故
障診断条件が成立したときに、第１５の実施形態と同様
に第１の酸素ポンプセルおよび第２の酸素ポンプセルに
或る特定の一定電圧を印加する。そして、このときに電
流Ｉ1の軌跡面積を算出し、この電流Ｉ1の軌跡面積が所
定の面積よりも広ければ、酸素濃度検出セルが正常であ
ると診断し、一方、電流Ｉ1の軌跡面積が上記所定の面
積よりも狭ければ、酸素濃度検出セルは故障しており、
したがって、ＮＯXセンサ１は故障していると診断す
る。なお、第１１〜第１５の実施形態またはその変更実
施形態において、排気ガス中の酸素濃度を所定の変化幅
で強制的に上昇させたり下降させ、このときに故障診断
条件が成立したとしてもよい。
【０１２６】また、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス
中の酸素濃度が一定であるときに、第１の酸素ポンプセ
ルに所定の幅で増減する電圧を印加すれば、図５（Ｂ）
や図６（Ｂ）に示されているように、第１の酸素ポンプ
セルに流れる電流Ｉ2や第１の酸素濃度監視セルに発生
する電圧Ｖ0も増減する。そこで、ＮＯXセンサ１に到来
する排気ガス中の酸素濃度が一定であるという故障診断
条件が成立したときに、第１の酸素ポンプセルに所定の
幅で増減する電圧を印加し、第１１あるいは第１２の実
施形態またはその変更実施形態と同様に、このときの電
流Ｉ2または電圧Ｖ0の上昇率、または、電流Ｉ2または
電圧Ｖ0の軌跡長、または、電流Ｉ2または電圧Ｖ0の軌
跡面積に基づいて、ＮＯXセンサ１の故障を診断するこ
ともできる。
中の酸素濃度が一定であるときに、第１の酸素ポンプセ
ルに所定の幅で増減する電圧を印加すれば、図５（Ｂ）
や図６（Ｂ）に示されているように、第１の酸素ポンプ
セルに流れる電流Ｉ2や第１の酸素濃度監視セルに発生
する電圧Ｖ0も増減する。そこで、ＮＯXセンサ１に到来
する排気ガス中の酸素濃度が一定であるという故障診断
条件が成立したときに、第１の酸素ポンプセルに所定の
幅で増減する電圧を印加し、第１１あるいは第１２の実
施形態またはその変更実施形態と同様に、このときの電
流Ｉ2または電圧Ｖ0の上昇率、または、電流Ｉ2または
電圧Ｖ0の軌跡長、または、電流Ｉ2または電圧Ｖ0の軌
跡面積に基づいて、ＮＯXセンサ１の故障を診断するこ
ともできる。
【０１２７】また、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス
中の酸素濃度が一定であるときに、第１の酸素ポンプセ
ルに所定の幅で増減する電圧を印加し、第２の酸素ポン
プセルに一定の電圧を印加すれば、第２の酸素ポンプセ
ルに流れる電流Ｉ3や第２の酸素濃度監視セルに発生す
る電圧Ｖ1も増減する。そこで、ＮＯXセンサ１に到来す
る排気ガス中の酸素濃度が一定であるという故障診断条
件が成立したときに、第１の酸素ポンプセルに所定の幅
で増減する電圧を印加すると共に、第２の酸素ポンプセ
ルに一定の電圧を印加し、第１３あるいは第１４の実施
形態またはその変更実施形態と同様に、このときの電流
Ｉ3または電圧Ｖ1の上昇率、または、電流Ｉ3または電
圧Ｖ1の軌跡長、または、電流Ｉ3または電圧Ｖ1の軌跡
面積に基づいて、ＮＯXセンサ１の故障を診断すること
もできる。
中の酸素濃度が一定であるときに、第１の酸素ポンプセ
ルに所定の幅で増減する電圧を印加し、第２の酸素ポン
プセルに一定の電圧を印加すれば、第２の酸素ポンプセ
ルに流れる電流Ｉ3や第２の酸素濃度監視セルに発生す
る電圧Ｖ1も増減する。そこで、ＮＯXセンサ１に到来す
る排気ガス中の酸素濃度が一定であるという故障診断条
件が成立したときに、第１の酸素ポンプセルに所定の幅
で増減する電圧を印加すると共に、第２の酸素ポンプセ
ルに一定の電圧を印加し、第１３あるいは第１４の実施
形態またはその変更実施形態と同様に、このときの電流
Ｉ3または電圧Ｖ1の上昇率、または、電流Ｉ3または電
圧Ｖ1の軌跡長、または、電流Ｉ3または電圧Ｖ1の軌跡
面積に基づいて、ＮＯXセンサ１の故障を診断すること
もできる。
【０１２８】さらに、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガ
ス中の酸素濃度およびＮＯX濃度が一定であるときに、
第１の酸素ポンプセルに所定の幅で増減する電圧を印加
し、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加すれば、
酸素濃度検出セルに流れる電流Ｉ1も増減する。そこ
で、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度お
よびＮＯX濃度が一定であるという故障診断条件が成立
したときに、第１の酸素ポンプセルに所定の幅で増減す
る電圧を印加すると共に、第２の酸素ポンプセルに一定
の電圧を印加し、第１５の実施形態またはその変更実施
形態と同様に、このときの電流Ｉ1の上昇率、または、
電流Ｉ1の軌跡長、または、電流Ｉ1の軌跡面積に基づい
て、ＮＯXセンサ１の故障を診断することもできる。ま
た、第１１〜第１５の実施形態またはその変更実施形態
において、軌跡長または軌跡面積の代わりに、軌跡長と
軌跡面積との比を用いて、ＮＯXセンサ１の故障を診断
してもよい。
ス中の酸素濃度およびＮＯX濃度が一定であるときに、
第１の酸素ポンプセルに所定の幅で増減する電圧を印加
し、第２の酸素ポンプセルに一定の電圧を印加すれば、
酸素濃度検出セルに流れる電流Ｉ1も増減する。そこ
で、ＮＯXセンサ１に到来する排気ガス中の酸素濃度お
よびＮＯX濃度が一定であるという故障診断条件が成立
したときに、第１の酸素ポンプセルに所定の幅で増減す
る電圧を印加すると共に、第２の酸素ポンプセルに一定
の電圧を印加し、第１５の実施形態またはその変更実施
形態と同様に、このときの電流Ｉ1の上昇率、または、
電流Ｉ1の軌跡長、または、電流Ｉ1の軌跡面積に基づい
て、ＮＯXセンサ１の故障を診断することもできる。ま
た、第１１〜第１５の実施形態またはその変更実施形態
において、軌跡長または軌跡面積の代わりに、軌跡長と
軌跡面積との比を用いて、ＮＯXセンサ１の故障を診断
してもよい。
【０１２９】
【発明の効果】本発明によれば、ＮＯXセンサの故障が
診断される。
診断される。
【図１】ＮＯXセンサのセンサ部を示した図である。
【図２】ＮＯXセンサを備えた内燃機関を示す図であ
る。
る。
【図３】第１の酸素ポンプセルに印加される印加電圧Ｅ
と第１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2との関係を示
す図である。
と第１の酸素ポンプセルに流れる電流Ｉ2との関係を示
す図である。
【図４】排気ガス中の酸素濃度Ｃｏの変化と、ＮＯXセ
ンサが正常であるときの電流Ｉ2変化と、ＮＯXセンサが
故障しているときの電流Ｉ2の変化とを示す図である。
ンサが正常であるときの電流Ｉ2変化と、ＮＯXセンサが
故障しているときの電流Ｉ2の変化とを示す図である。
【図５】図４と同様な図である。
【図６】図４と同様な図である。
１…ＮＯXセンサ
２…第１の拡散律速部材
３…第２の拡散律速部材
７…陰極側第１ポンプ電極
８…陽極側第１ポンプ電極
１０…基準電極
１２…陰極側第２ポンプ電極
１５…陰極側ポンプ電極
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 27/419 Ｇ０１Ｎ 27/46 ３２７Ｇ
３２７Ｒ
３３１
Claims (9)
- 【請求項１】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成す
る酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポン
プセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸
素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にま
で低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、
上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出す
るＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装置に
おいて、上記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じ
た出力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに
到来する排気ガス中の酸素濃度が既知であるときに酸素
ポンプセルに特定の電圧を印加し、このときに酸素ポン
プセルから出力される出力値が該酸素ポンプセルが正常
であるときにとりうると予想される値からずれていると
きにＮＯXセンサが故障していると診断することを特徴
とする故障診断装置。 - 【請求項２】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成す
る酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポン
プセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸
素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にま
で低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、
上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出す
るＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装置に
おいて、上記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度
に応じた出力値を出力するようになっており、ＮＯXセ
ンサに到来する排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX濃度
が既知であるときに酸素ポンプセルに特定の電圧を印加
し、このときに酸素濃度検出セルから出力される出力値
が該酸素濃度検出セルが正常であるときにとりうると予
想される値からずれているときにＮＯXセンサが故障し
ていると診断することを特徴とする故障診断装置。 - 【請求項３】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監
視セルと、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成する酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出
することができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸
素濃度監視セルによって酸素濃度を監視しつつ上記酸素
ポンプセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスか
ら酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度
にまで低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排
気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その
後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃
度を検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検
出するＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装
置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガス中の酸素
濃度に応じた出力値を出力するようになっており、ＮＯ
Xセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が既知である
ときに酸素ポンプセルに特定の電圧を印加し、このとき
に酸素濃度監視セルから出力される出力値が該酸素濃度
監視セルが正常であるときにとりうると予想される値か
らずれているときにＮＯXセンサが故障していると診断
することを特徴とする故障診断装置。 - 【請求項４】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成す
る酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポン
プセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸
素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にま
で低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、
上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出す
るＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装置に
おいて、上記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じ
た出力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに
到来する排気ガス中の酸素濃度が変化するときに酸素ポ
ンプセルに一定の電圧を印加しておき、このときに酸素
ポンプセルから出力される出力値に関するパラメータ値
が該酸素ポンプセルが正常であるときにとりうると予想
される値からずれているときにＮＯXセンサが故障して
いると診断することを特徴とする故障診断装置。 - 【請求項５】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成す
る酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポン
プセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸
素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にま
で低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、
上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出す
るＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装置に
おいて、上記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度
に応じた出力値を出力するようになっており、ＮＯXセ
ンサに到来する排気ガス中の酸素濃度は変化するが該排
気ガス中のＮＯX濃度は一定であるときに酸素ポンプセ
ルに一定の電圧を印加しておき、このときに酸素濃度検
出セルから出力される出力値に関するパラメータ値が該
酸素濃度検出セルが正常であるときにとりうると予想さ
れる値からずれているときにＮＯXセンサが故障してい
ると診断することを特徴とする故障診断装置。 - 【請求項６】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監
視セルと、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成する酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出
することができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸
素濃度監視セルによって排気ガス中の酸素濃度を監視し
つつ上記酸素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来す
る排気ガスから酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度
を所定の濃度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セ
ルによって排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成し、その後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガ
ス中の酸素濃度を検出することによって排気ガス中のＮ
ＯX濃度を検出するＮＯXセンサの故障を診断するための
故障診断装置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガ
ス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するようになって
おり、ＮＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が
変化するときに酸素ポンプセルに一定の電圧を印加して
おき、このときに酸素濃度監視セルから出力される出力
値に関するパラメータ値が該酸素濃度監視セルが正常で
あるときにとりうると予想される値からずれているとき
にＮＯXセンサが故障していると診断することを特徴と
する故障診断装置。 - 【請求項７】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成す
る酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポン
プセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸
素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にま
で低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、
上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出す
るＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装置に
おいて、上記酸素ポンプセルが排出した酸素の量に応じ
た出力値を出力するようになっており、ＮＯXセンサに
到来する排気ガス中の酸素濃度が一定であるときに酸素
ポンプセルに電圧を変化させつつ印加し、このときに酸
素ポンプセルから出力される出力値に関するパラメータ
値が該酸素ポンプセルが正常であるときにとりうると予
想される値からずれているときにＮＯXセンサが故障し
ていると診断することを特徴とする故障診断装置。 - 【請求項８】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成す
る酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸素ポン
プセルによってＮＯXセンサに到来する排気ガスから酸
素を排出して該排気ガス中の酸素濃度を所定の濃度にま
で低下させ、その後、上記酸素生成セルによって排気ガ
ス中のＮＯXを分解して新たに酸素を生成し、その後、
上記酸素濃度検出セルによって排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって排気ガス中のＮＯX濃度を検出す
るＮＯXセンサの故障を診断するための故障診断装置に
おいて、上記酸素濃度検出セルが排気ガス中の酸素濃度
に応じた出力値を出力するようになっており、ＮＯXセ
ンサに到来する排気ガス中の酸素濃度およびＮＯX濃度
が一定であるときに酸素ポンプセルに電圧を変化させつ
つ印加し、このときに酸素濃度検出セルから出力される
出力値に関するパラメータ値が該酸素濃度検出セルが正
常であるときにとりうると予想される値からずれている
ときにＮＯXセンサが故障していると診断することを特
徴とする故障診断装置。 - 【請求項９】 電圧が印加されると印加された電圧に応
じた量の酸素を排気ガスから排出する酸素ポンプセル
と、排気ガス中の酸素濃度を監視するための酸素濃度監
視セルと、排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成する酸素生成セルと、排気ガス中の酸素濃度を検出
することができる酸素濃度検出セルとを具備し、上記酸
素濃度監視セルによって排気ガス中の酸素濃度を監視し
つつ上記酸素ポンプセルによってＮＯXセンサに到来す
る排気ガスから酸素を排出して該排気ガス中の酸素濃度
を所定の濃度にまで低下させ、その後、上記酸素生成セ
ルによって排気ガス中のＮＯXを分解して新たに酸素を
生成し、その後、上記酸素濃度検出セルによって排気ガ
ス中の酸素濃度を検出することによって排気ガス中のＮ
ＯX濃度を検出するＮＯXセンサの故障を診断するための
故障診断装置において、上記酸素濃度監視セルが排気ガ
ス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するようになって
おり、ＮＯXセンサに到来する排気ガス中の酸素濃度が
一定であるときに酸素ポンプセルに電圧を変化させつつ
印加し、このときに酸素濃度監視セルから出力される出
力値に関するパラメータ値が該酸素濃度監視セルが正常
であるときにとりうると予想される値からずれていると
きにＮＯXセンサが故障していると診断することを特徴
とする故障診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074497A JP3873788B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | ＮＯｘセンサの故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074497A JP3873788B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | ＮＯｘセンサの故障診断装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006156061A Division JP4289373B2 (ja) | 2006-06-05 | 2006-06-05 | Ｎｏｘセンサの故障診断装置 |
| JP2006156050A Division JP4289372B2 (ja) | 2006-06-05 | 2006-06-05 | Ｎｏｘセンサの故障診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270194A true JP2003270194A (ja) | 2003-09-25 |
| JP3873788B2 JP3873788B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=29203878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002074497A Expired - Fee Related JP3873788B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | ＮＯｘセンサの故障診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3873788B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147384A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP2007147386A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP2007147383A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| WO2008093607A1 (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Bosch Corporation | Ｎｏxセンサの故障診断装置及び故障診断方法 |
| JP2009216042A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Denso Corp | ＮＯｘセンサ異常検出装置およびそれを用いた排気浄化システム |
| JP2009257888A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | ＮＯｘセンサの劣化判定制御装置及び劣化回復制御装置 |
| JP2010107227A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | ＮＯｘセンサの異常診断装置 |
| JP2010249540A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置 |
| US8512531B2 (en) | 2008-02-14 | 2013-08-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas concentration detection apparatus |
| WO2013121524A1 (ja) | 2012-02-14 | 2013-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガスセンサの制御装置 |
| JP2015059926A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社デンソー | ガスセンサ制御装置 |
| JP2015064227A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
| JP2017116438A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社デンソー | ガスセンサの制御装置 |
| JP2019116876A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | いすゞ自動車株式会社 | センサ診断システム |
| JP2020180990A (ja) * | 2015-12-25 | 2020-11-05 | 株式会社デンソー | ガスセンサの制御装置 |
-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002074497A patent/JP3873788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147384A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP2007147386A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP2007147383A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP4603471B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2010-12-22 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP4592571B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2010-12-01 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| JP4592570B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2010-12-01 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ素子劣化判定装置およびセンサ素子劣化判定方法 |
| EP2128396A1 (en) * | 2007-02-02 | 2009-12-02 | Bosch Corporation | Breakdown diagnosing device and breakdown diagnosing method of nox sensor |
| CN101600863B (zh) * | 2007-02-02 | 2011-12-14 | 博世株式会社 | NOx传感器的故障诊断装置以及故障诊断方法 |
| US8359826B2 (en) | 2007-02-02 | 2013-01-29 | Bosch Corporation | Trouble diagnosis device and trouble diagnosis method for NOx sensor |
| EP2128396A4 (en) * | 2007-02-02 | 2010-03-10 | Bosch Corp | FAULT DIAGNOSTIC DEVICE AND FAULT DIAGNOSTIC METHOD OF NITROGEN OXIDE DETECTOR |
| WO2008093607A1 (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Bosch Corporation | Ｎｏxセンサの故障診断装置及び故障診断方法 |
| KR101088316B1 (ko) * | 2007-02-02 | 2011-12-01 | 봇슈 가부시키가이샤 | ＮＯｘ 센서의 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법 |
| US8512531B2 (en) | 2008-02-14 | 2013-08-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas concentration detection apparatus |
| JP4539740B2 (ja) * | 2008-03-12 | 2010-09-08 | 株式会社デンソー | ＮＯｘセンサ異常検出装置およびそれを用いた排気浄化システム |
| JP2009216042A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Denso Corp | ＮＯｘセンサ異常検出装置およびそれを用いた排気浄化システム |
| JP2009257888A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | ＮＯｘセンサの劣化判定制御装置及び劣化回復制御装置 |
| JP2010107227A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | ＮＯｘセンサの異常診断装置 |
| JP2010249540A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置 |
| WO2013121524A1 (ja) | 2012-02-14 | 2013-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガスセンサの制御装置 |
| US9714913B2 (en) | 2012-02-14 | 2017-07-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for exhaust gas sensor |
| JP2015059926A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社デンソー | ガスセンサ制御装置 |
| JP2015064227A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
| JP2017116438A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社デンソー | ガスセンサの制御装置 |
| JP2020180990A (ja) * | 2015-12-25 | 2020-11-05 | 株式会社デンソー | ガスセンサの制御装置 |
| US11249043B2 (en) | 2015-12-25 | 2022-02-15 | Denso Corporation | Control device for gas sensor |
| JP2019116876A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | いすゞ自動車株式会社 | センサ診断システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3873788B2 (ja) | 2007-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7073320B2 (en) | Fault detecting apparatus designed to detect different types of faults of gas sensor | |
| JP4664882B2 (ja) | 触媒劣化診断装置 | |
| JP2003270194A (ja) | ＮＯｘセンサの故障診断装置 | |
| US9052280B2 (en) | Deterioration diagnosis device for catalyst | |
| JP4737010B2 (ja) | 触媒劣化診断装置 | |
| US7972488B2 (en) | Sensor deterioration judging apparatus and sensor deterioration judging method | |
| JP6179371B2 (ja) | 空燃比センサの異常診断装置 | |
| JP4289373B2 (ja) | Ｎｏｘセンサの故障診断装置 | |
| JP2018178760A (ja) | アンモニア検出装置の異常診断装置 | |
| US9903292B2 (en) | Abnormality diagnosis system of air-fuel ratio sensor | |
| JP2009175013A (ja) | ＮＯｘセンサの劣化診断装置 | |
| US20150025778A1 (en) | Gas-sensor-control device and control device of internal combustion engine | |
| JP4289372B2 (ja) | Ｎｏｘセンサの故障診断装置 | |
| JP2007315943A (ja) | ガス濃度検出装置 | |
| JP2004251891A (ja) | ガス濃度検出装置 | |
| JP4811001B2 (ja) | 排気ガスセンサシステム | |
| JP2009014706A (ja) | ガスセンサ | |
| JP2009175014A (ja) | ＮＯｘセンサ及びその劣化診断装置 | |
| JP5067663B2 (ja) | ＮＯｘセンサの異常診断装置 | |
| JP4051725B2 (ja) | 空燃比制御方法 | |
| JP3778187B2 (ja) | 濃度検出装置 | |
| JP6562047B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4211232B2 (ja) | 排気ガスセンサ | |
| JP2009127552A (ja) | ＮＯｘセンサの補正システム | |
| JP2003232771A (ja) | ガス濃度測定装置および内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060605 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061016 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |