JP2018048624A - 空燃比検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境負荷の増加を抑制可能な空燃比検出装置を提供すること。【解決手段】空燃比センサ１００に直列に接続された電流検出用の抵抗２０に対して、並列回路３８が並列に設けられている。並列回路は、第１スイッチ４０及び定電流源４２を有する。抵抗と空燃比センサとの間には、第２スイッチ４４が設けられている。第１期間である空燃比検出制御時において、第１スイッチがオフ状態、第２スイッチがオン状態に制御され、第２期間である劣化検出制御時において、第１スイッチがオン状態、第２スイッチがオフ状態に制御される。このため、劣化検出制御時において、抵抗に定電流源が電気的に接続され、抵抗に所定の電流が流れる。したがって、抵抗の両端間の電圧のＡ／Ｄ変換結果に基づいて、劣化が生じたことを検出できる。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、空燃比検出装置に関する。

特許文献１には、空燃比センサとともに直列回路を構成する電流検出用の抵抗を備えた空燃比検出装置が開示されている。空燃比検出装置は、Ａ／Ｄ変換器及びマイコンを備えている。Ａ／Ｄ変換器により抵抗の両端間の電圧がＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換器による変換結果に基づき、マイコンが空燃比を検出するように構成されている。

特開平１１−２３０９３１号公報

電流検出用の抵抗及びＡ／Ｄ変換器を含んで構成される電流検出回路部に劣化、たとえば経年劣化が生じると、Ａ／Ｄ変換器による変換結果、すなわちマイコンが検出するセンサ電流と、空燃比センサに流れる実際のセンサ電流との間に誤差が生じてしまう。従来の空燃比検出装置では、上記した劣化が生じると、誤差が生じたまま空燃比の検出を行うこととなり、環境負荷が増加するという問題がある。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、環境負荷の増加を抑制可能な空燃比検出装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつである空燃比検出装置は、
空燃比センサ（１００）に直列に接続され、空燃比センサとともに直列回路（２２）を構成する電流検出用の抵抗（２０）と、
抵抗とともに電流検出回路部（３６）を構成し、抵抗の両端間の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部（３４）と、
互いに直列に接続された第１スイッチ（４０）及び定電流源（４２）を有し、抵抗に対して並列に設けられた並列回路部（３８）と、
抵抗と空燃比センサとの間に設けられた第２スイッチ（４４）と、
第１期間において、第１スイッチをオフさせて定電流源と抵抗とを遮断状態にするとともに、第２スイッチをオンさせて抵抗と空燃比センサとを導通状態にし、第１期間とは異なる第２期間において、第１スイッチをオンさせて定電流源と抵抗とを導通状態にするとともに、第２スイッチをオフさせて抵抗と空燃比センサとを遮断状態にする制御部（Ｓ１０，Ｓ４０，Ｓ３００，Ｓ３２０）と、
第１期間において、Ａ／Ｄ変換部による変換結果に基づき、空燃比を検出する空燃比検出部（Ｓ２０，Ｓ３３０）と、
第２期間において、予め記憶された基準値とＡ／Ｄ変換部の変換結果に基づく値とを比較し、電流検出回路部に劣化が生じたことを検出する劣化検出部（Ｓ５０，Ｓ３１０）と、を備える。

この空燃比検出装置によれば、第１期間において、第１スイッチがオフ状態、第２スイッチがオン状態に制御され、第２期間において、第１スイッチがオン状態、第２スイッチがオフ状態に制御される。このため、第２期間において、抵抗に定電流源が電気的に接続され、抵抗に所定の電流が流れる。抵抗及びＡ／Ｄ変換部を含んで構成される電流検出回路部に劣化が生じない限り、第２期間におけるＡ／Ｄ変換部の変換結果に応じた値は変化しない。したがって、基準値とＡ／Ｄ変換部の変換結果に基づく値との比較により、電流検出回路部に劣化が生じたことを検出することができる。これにより、劣化が生じたまま放置される、すなわち環境負荷が増加するのを抑制することが可能となる。

第１実施形態に係る空燃比検出装置が適用されたエンジンＥＣＵの概略構成を示す図である。 マイコンが実行する空燃比制御を示すフローチャートである。 空燃比検出制御時における電流経路を示す図である。 空燃比検出制御を示すフローチャートである。 劣化検出制御時における電流経路を示す図である。 劣化検出制御を示すフローチャートである。 第１変形例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る空燃比検出装置が適用されたエンジンＥＣＵにおいて、劣化検出制御を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る空燃比検出装置が適用されたエンジンＥＣＵの概略構成を示す図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る空燃比検出装置が適用されたエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）の概略構成について説明する。以下においては、エンジンＥＣＵとしての機能のうち、空燃比検出装置として機能する部分について説明する。図１に示すように、エンジンＥＣＵ１０には、空燃比（Ａ／Ｆ）を検出するための空燃比センサ１００が接続される。

空燃比センサ１００は、車両エンジンの排気通路に配置される。空燃比センサ１００としては、たとえば限界電流式の積層空燃比センサを採用することができる。この空燃比センサ１００は、電圧が印加された状態で、排気ガス中の空燃比に応じた限界電流を発生する。この限界電流が、空燃比センサ１００により検出された空燃比に応じたセンサ電流となる。

エンジンＥＣＵ１０は、ＩＣ１２及びマイコン１４を備えている。ＩＣ１２は、抵抗２０、Ｄ／Ａ変換器２４，２８、バッファ回路２６，３０、増幅回路３２、Ａ／Ｄ変換器３４、並列回路３８、及び第２スイッチ４４を備えている。

抵抗２０は、空燃比センサ１００に直列に接続される。抵抗２０は、空燃比センサ１００に流れるセンサ電流を検出するための電流検出用抵抗である。エンジンＥＣＵ１０に空燃比センサ１００が接続された状態で、抵抗２０は、空燃比センサ１００とともに直列回路２２を構成する。本実施形態では、抵抗２０の一端が、空燃比センサ１００のマイナス側の端子１００ａに接続される。

Ｄ／Ａ変換器２４は、直列回路２２の一方の端部に第１電圧Ｖ１を印加する。Ｄ／Ａ変換器２４は、第１電圧印加部に相当する。Ｄ／Ａ変換器２４は、バッファ回路２６を介して、直列回路２２に接続される。Ｄ／Ａ変換器２４から出力される第１電圧Ｖ１は、マイコン１４からの指示信号により決定される。本実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２４が、直列回路２２における空燃比センサ１００側の端部に第１電圧Ｖ１を印加する。Ｄ／Ａ変換器２４は、バッファ回路２６を介して、空燃比センサ１００のプラス側の端子１００ｂに接続される。Ｄ／Ａ変換器２４は、第１電圧Ｖ１として直流電圧（固定値）を印加する。

バッファ回路２６は、オペアンプによって構成されており、入力される電圧と同じ電圧を出力端子から出力する。バッファ回路２６は、第１電圧Ｖ１を端子１００ｂに出力する。

Ｄ／Ａ変換器２８は、直列回路２２の他方の端部に、第１電圧Ｖ１とは異なる第２電圧Ｖ２を印加する。Ｄ／Ａ変換器２８は、第２電圧印加部に相当する。また、Ｄ／Ａ変換器２８は、直列回路２２に抵抗２０側の端部に電圧を印加する一方の電圧印加部に相当する。Ｄ／Ａ変換器２８は、バッファ回路３０を介して、直列回路２２に接続されている。Ｄ／Ａ変換器２８から出力される第２電圧Ｖ２は、マイコン１４からの指示信号により決定される。本実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２８が、直列回路２２における抵抗２０側の端部に第２電圧Ｖ２を印加する。Ｄ／Ａ変換器２８は、バッファ回路３０を介して、抵抗２０における空燃比センサ１００とは反対側の端部に接続されている。Ｄ／Ａ変換器２８は、第２電圧Ｖ２として、第１電圧Ｖ１よりも低い直流電圧（固定値）を印加する。

バッファ回路３０は、オペアンプによって構成されており、入力される電圧と同じ電圧を出力端子から出力する。バッファ回路３０は、第２電圧Ｖ２を、抵抗２０及び第２スイッチ４４を介して空燃比センサ１００の端子１００ａに出力する。バッファ回路３０は、抵抗２０からＤ／Ａ変換器２８に電流が流れ込むのを阻止する。バッファ回路３０が、電流遮断部としてのバッファ回路部に相当する。

増幅回路３２は、抵抗２０の両端間の電圧を増幅して出力する。増幅回路３２は、オペアンプによって構成されている。Ａ／Ｄ変換器３４は、増幅回路３２の出力をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器３４は、増幅回路３２により増幅された、抵抗２０の両端間の電圧をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器３４が、Ａ／Ｄ変換部に相当する。Ａ／Ｄ変換器３４は、所定周期で増幅回路３２の出力をＡ／Ｄ変換し、変換結果をマイコン１４に出力する。本実施形態では、抵抗２０、増幅回路３２、及びＡ／Ｄ変換器３４により、センサ電流を検出するための回路である電流検出回路３６が構成されている。電流検出回路３６が、電流検出回路部に相当する。

並列回路３８は、抵抗２０に対して並列に設けられている。並列回路３８の一端は抵抗２０における空燃比センサ１００側の端部に接続され、他端は抵抗２０におけるＤ／Ａ変換器２８側の端部に接続されている。並列回路３８が、並列回路部に相当する。並列回路３８は、第１スイッチ４０及び定電流源４２を有している。

第１スイッチ４０及び定電流源４２は、互いに直列に接続されている。第１スイッチ４０がオン状態（閉状態）になると、抵抗２０におけるＤ／Ａ変換器２８側の端部と定電流源４２とが導通状態になる。これにより、定電流源４２から抵抗２０に対して電流が供給可能となる。電流は、図１に示す定電流源４２の矢印の方向に流れる。第１スイッチ４０がオフ状態（開状態）になると、抵抗２０におけるＤ／Ａ変換器２８側の端部と定電流源４２とが電気的に遮断される。これにより、定電流源４２から抵抗２０に電流が供給されない状態になる。

第２スイッチ４４は、抵抗２０と空燃比センサ１００との間に設けられている。第２スイッチ４４は、抵抗２０における空燃比センサ１００側の端部と端子１００ａとの間に設けられている。第２スイッチ４４がオン状態になると、抵抗２０と空燃比センサ１００とが導通状態になる。第２スイッチ４４がオフ状態になると、抵抗２０と空燃比センサ１００とが電気的に遮断される。

マイコン１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン１４において、ＣＰＵが、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラム、外部から取得した各種データなどに応じて信号処理を行う。また、この信号処理で得られた信号を、外部に出力したりする。このようにして、マイコン１４は各種機能を実行する。マイコン１４は、各種機能の１つとして、空燃比検出制御を実行する。マイコン１４は、Ａ／Ｄ変換器３４による変換結果、すなわち電流検出回路３６の出力に基づいて、空燃比センサ１００に流れるセンサ電流を算出する。また、算出したセンサ電流に基づいて、空燃比を検出する。

次に、図２〜図６を用いて、マイコン１４が実行する空燃比制御について説明する。車両のイグニッションスイッチがオンされ、エンジンＥＣＵ１０の電源が投入されてマイコン１４が動作を開始すると、図２に示す空燃比制御を実行する。

図２に示すように、マイコン１４は、先ず第１スイッチ４０に対してオフ信号を出力し、第２スイッチ４４に対してオン信号を出力する（ステップＳ１０）。これにより、第１スイッチ４０がオフ状態になり、第２スイッチ４４がオン状態になる。

図３は、ステップＳ１０の処理実行後、すなわち空燃比検出制御時における電流経路を示している。電流経路とは、電流が流れる経路部分である。図３では、電流経路を太線で示している。第１スイッチ４０がオフ状態になり、第２スイッチ４４がオン状態になると、バッファ回路２６，３０間が電流経路となる。すなわち、空燃比センサ１００を流れる電流が抵抗２０にも流れる。第１スイッチがオフされているため、定電流源４２から電流が供給されない。

次いで、マイコン１４は、空燃比を検出するための空燃比検出制御を実行する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の処理が、空燃比検出部に相当する。図４は、ステップＳ２０の空燃比検出制御の処理内容を示している。

図４に示すように、マイコン１４は、Ａ／Ｄ変換器３４による変換結果を取得する（ステップＳ１００）。そして、Ａ／Ｄ変換値に基づいて、空燃比センサ１００に流れるセンサ電流を算出する（ステップＳ１１０）。センサ電流は、Ａ／Ｄ変換器３４の変換結果である抵抗２０の両端の電圧Ｖ、抵抗２０の抵抗値、及び増幅回路３２の増幅度（ゲイン）により算出される。

なお、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との電位差（＝Ｖ１−Ｖ２）が、空燃比センサ１００の内部起電力よりも大きい場合、すなわちリーン時には、センサ電流が端子１００ａから端子１００ｂ側に向けて正方向に流れる。電位差が内部起電力よりも小さい場合、すなわちリッチ時には、センサ電流が負方向に流れる。

次いでマイコン１４は、ステップＳ１１０で算出したセンサ電流を補正する（ステップＳ１２０）。マイコン１４は、後述する劣化検出制御により設定される補正値を用いて、センサ電流を補正する。これにより、電流検出回路３６に劣化、たとえば経年劣化が生じることによるセンサ電流のずれを補正する。電流検出回路３６に劣化が生じた状態とは、電流検出回路３６を構成する抵抗２０、増幅回路３２、及びＡ／Ｄ変換器３４の少なくとも１つに、劣化が生じた状態を示す。

次いで、マイコン１４は、補正したセンサ電流に基づいて、空燃比を算出する（ステップＳ１３０）。マイコン１４は、センサ電流と空燃比との対応関係を示すマップや対応関係を示す関数により、空燃比を算出する。補正したセンサ電流に基づいて空燃比を算出することで、マイコン１４は空燃比を補正する。空燃比の算出が終了すると、空燃比検出制御を終了し、図２に示すステップＳ３０に移行する。なお、マイコン１４は、算出した空燃比に応じてエンジンへの燃料噴射量をフォードバック制御することにより、エンジンに供給される混合気の空燃比を目標値に制御する。

ステップＳ３０において、マイコン１４は、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフされたと判定するまで、ステップＳ２０に戻り、空燃比検出制御を繰り返す。

イグニッションスイッチがオフされたと判定すると、マイコン１４は、第１スイッチ４０に対してオン信号を出力し、第２スイッチ４４に対してオフ信号を出力する（ステップＳ４０）。これにより、第１スイッチ４０がオン状態になり、第２スイッチ４４がオフ状態になる。なお、ステップＳ１０，Ｓ４０の処理が、制御部に相当する。

図５は、ステップＳ４０の処理実行後、すなわち劣化検出制御時における電流経路を示している。図５では、電流経路を太線で示している。第１スイッチ４０がオン状態になり、第２スイッチ４４がオフ状態になると、抵抗２０及び並列回路３８による閉回路が電流経路となる。したがって、定電流源４２から出力された電流が抵抗２０に流れ、抵抗２０によって電力が消費される。第２スイッチ４４がオフされているため、空燃比センサ１００には電流が流れない。

次いで、マイコン１４は、電流検出回路３６が劣化したことを検出する劣化検出制御を実行する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０の処理が、劣化検出部に相当する。図６は、ステップＳ５０の劣化検出制御の処理内容を示している。

図６に示すように、マイコン１４は、Ａ／Ｄ変換器３４による変換結果を取得する（ステップＳ２００）。そして、変換結果に基づき、抵抗２０に流れる電流値を算出し（ステップＳ２１０）、算出した電流値をメモリに保存する（ステップＳ２２０）。抵抗２０に流れる電流値は、上記したセンサ電流同様、Ａ／Ｄ変換器３４による変換結果である抵抗２０の両端の電圧Ｖ、抵抗２０の抵抗値、及び増幅回路３２の増幅度により算出される。

次いで、マイコン１４は、算出した電流値と予め記憶されている基準値とを比較し、電流値が基準値と異なるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。工場出荷時には、空燃比センサ１００に実際に流れるセンサ電流と、算出されたセンサ電流との誤差をマイコン１４により補正すべく、初期の補正値が設定される。このため、基準値としては、たとえば工場出荷時に取得した補正後のセンサ電流が用いられる。また、上記したステップＳ１２０の処理で得られるセンサ電流の補正値を、基準値としてもよい。この場合、基準値は、ステップＳ１２０の処理が実行されるごとに、更新される。

電流値が基準値に一致すると判定した場合、電流検出回路３６に劣化が生じていないものとして、劣化検出制御を終了する。一方、電流値が基準値と異なると判定した場合、マイコン１４は、電流検出回路３６に劣化が生じたと判定する（ステップＳ２４０）。そして、マイコン１４は、基準値に対する電流値の誤差を算出する（ステップＳ２５０）。たとえば基準値と電流値との差分を算出する。

次いで、マイコン１４は、誤差に応じた補正値を設定し、メモリに保存する（ステップＳ２６０）。すなわち、マイコン１４は、劣化の度合いに応じた補正値を設定する。マイコン１４は、電流値が基準値に近づくように、好ましくは誤差がゼロになるように、補正値を設定する。誤差の大きさが、劣化の度合いを示す。マイコン１４は、たとえば補正値と誤差との対応関係を示すマップや対応関係を示す関数により、補正値を設定する。保存された補正値は、次回の空燃比検出制御で用いられる。そして、一連の処理を終了する。

ステップＳ５０に示す劣化検出制御が終了すると、マイコン１４は、図２に示すように、空燃比制御を終了する。

次に、本実施形態に係る空燃比検出装置の効果について説明する。

本実施形態では、ＩＣ１２が、抵抗２０に対して並列に設けられた並列回路３８、及び、抵抗２０と空燃比センサ１００との間に設けられた第２スイッチ４４を備えており、並列回路３８が、第１スイッチ４０及び定電流源４２を有している。そして、第１期間である空燃比検出制御時には、第１スイッチ４０がオフ状態、第２スイッチ４４がオン状態に制御され、第２期間である劣化検出制御時には、第１スイッチ４０がオン状態、第２スイッチ４４がオフ状態に制御される。

このため、劣化検出制御時には、抵抗２０に定電流源４２が電気的に接続され、抵抗２０に定電流が流れる。電流検出回路３６を構成する抵抗２０、増幅回路３２、及びＡ／Ｄ変換器３４の少なくとも１つに劣化が生じない限り、ステップＳ２００で取得されるＡ／Ｄ変換結果及びステップＳ２１０で算出される電流値は変化しない。したがって、Ａ／Ｄ変換器３４による変換結果に基づく値と基準値との比較により、電流検出回路３６に劣化が生じたことを検出することができる。これにより、劣化が生じたまま放置され、長期にわたって混合気の空燃比が目標値に対してずれるのを抑制すること可能となる。すなわち、長期にわたって環境負荷が増加するのを抑制することが可能となる。

さらに本実施形態では、マイコン１４が、劣化検出制御時において電流値と基準値との誤差に応じて補正値を設定し、空燃比検出制御時において設定された補正値を用いてセンサ電流、ひいては空燃比を補正する。このように、マイコン１４が劣化を検出した場合、空燃比を補正するため、劣化にともなう空燃比検出能力の低下を抑制することができる。特に本実施形態では、マイコン１４が、劣化の度合いに応じて補正値を設定する。したがって、劣化が生じても、空燃比検出装置は、高精度な空燃比検出能力を維持することができる。

また、本実施形態では、電流遮断部としてバッファ回路３０を用いている。したがって、抵抗２０からＤ／Ａ変換器２８側への電流の流れ込みを抑制しつつ、ＩＣ１２の構成を簡素化することができる。

また、本実施形態では、エンジンＥＣＵ１０（空燃比検出装置）による制御終了時、すなわち空燃比制御の終了時に、劣化検出制御が実行される。したがって、混合気の空燃比制御に影響を与えることなく、劣化を定期的に検出することができる。このため、劣化が生じても、直ちに検出することができる。

なお、図７の第１変形例に示すように、エンジンＥＣＵ１０（空燃比検出装置）の起動時、すなわち空燃比制御の開始時に、劣化検出制御を実行しても同様の効果が得られる。図７では、マイコン１４が、先ず第１スイッチ４０に対してオン信号を出力し、第２スイッチ４４に対してオフ信号を出力する（ステップＳ３００）。これにより、第１スイッチ４０がオン状態になり、第２スイッチ４４がオフ状態になる。したがって、図５に示した電流経路が形成される。そして、マイコン１４は、劣化検出制御を実行する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０の処理は、ステップＳ５０に準ずる。ステップＳ３１０の処理が、劣化検出部に相当する。

劣化検出制御が終了すると、マイコン１４は、第１スイッチ４０に対してオフ信号を出力し、第２スイッチ４４に対してオン信号を出力する（ステップＳ３２０）。これにより、第１スイッチ４０がオフ状態になり、第２スイッチ４４がオン状態になる。したがって、図３に示した電流経路が形成される。そして、マイコン１４は、空燃比検出制御を実行する（ステップＳ３３０）。ステップＳ３３０の処理は、ステップＳ２０に準ずる。ステップＳ３４０でイグニッションスイッチがオフされたと判定するまで、マイコン１４は、空燃比検出制御を繰り返す。イグニッションスイッチがオフされたと判定すると、マイコン１４は、空燃比制御を終了する。なお、ステップＳ３００，Ｓ３２０の処理が、制御部に相当する。ステップＳ３３０の処理が、空燃比検出部に相当する。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したエンジンＥＣＵ１０（空燃比検出装置）と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、マイコン１４が、劣化検出制御において、Ａ／Ｄ変換器３４による変換結果を複数回取得して劣化を検出する。その一例を図８に示す。図８において、図６に示した劣化検出制御と同じ処理については、同じステップ番号を付与している。以下においては、異なる点を説明する。

図８において、ステップＳ２２０までの処理が終了すると、マイコン１４は、劣化検出制御を開始してから３回分の電流値が保存されたか否かを判定する（ステップＳ２２２）。３回分の電流値が保存されるまで、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を繰り返す。

ステップＳ２２２において３回分保存されたと判定すると、マイコン１４は、３回分の電流値の平均値を算出する（ステップＳ２２４）。そして、算出した平均値が基準値と異なるか否かを判定する（ステップＳ２３２）。平均値が基準値と一致すると判定した場合、一連の処理を終了する。また、平均値が基準値と異なると判定した場合、図６同様、ステップＳ２４０以降の処理を実施する。

このように、本実施形態によれば、複数回の変換結果に基づいて劣化を検出するため、ノイズ等による劣化の誤検出を抑制することができる。

なお、電流値の検出回数は３回に限定されない。複数回であればよい。また、基準値との比較は、保存したすべての電流値の平均に限定されない。たとえば３回分の電流値のうち、１つの値が残りの２つの値と大きく異なる場合、値が異なる１つを除いて平均値を算出し、基準値と比較してもよい。

（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したエンジンＥＣＵ１０（空燃比検出装置）と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図９に示すように，ＩＣ１２が、電流遮断部としての第３スイッチ４６を備えている。第３スイッチ４６は、抵抗２０におけるＤ／Ａ変換器２８側の端部とバッファ回路３０との間に設けられている。第３スイッチ４６は、第２スイッチ４４と同様にオンオフする。マイコン１４は、空燃比検出制御時において、第２スイッチ４４とともに第３スイッチ４６をオンさせる。一方、劣化検出制御時において、第２スイッチ４４とともに第３スイッチ４６をオフさせる。

このような構成を採用しても、先行実施形態と同様の効果を奏することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

空燃比センサ１００に印加される電圧は、上記例に限定されない。たとえば、第１電圧Ｖ１を、センサ電流に応じて変化する直流電圧としてもよい。また、第２電圧Ｖ２として、交流電圧を印加してもよい。また、第２電圧Ｖ２として、第１レベルの電圧と第２レベルの電圧を周期的に切り替えて印加してもよい。交流電圧や電圧レベルを２値で周期的に切り替える場合、空燃比センサ１００のインピーダンスを検出することもできる。インピーダンスは、空燃比センサ１００の温度と相関があるため、マイコン１４は、算出したインピーダンスに基づいて、空燃比センサ１００が活性状態を判定したり、空燃比センサ１００を加熱するためのヒータ（図示略）を制御することができる。

抵抗２０を、Ｄ／Ａ変換器２８と空燃比センサ１００のマイナス側の端子１００ａとの間に設ける例を示した。しかしながら、抵抗２０を、Ｄ／Ａ変換器２４と空燃比センサ１００のプラス側の端子１００ｂとの間に設けてもよい。この場合、並列回路３８や第２スイッチ４４も空燃比センサ１００のプラス側に設けられることとなる。

抵抗２０、増幅回路３２、及びＡ／Ｄ変換器３４により、電流検出回路３６が構成される例を示した。しかしながら、電流検出回路３６は、少なくとも抵抗２０及びＡ／Ｄ変換器３４を含めばよい。また、増幅回路３２を、オペアンプにより構成する例を示したが、これに限定されない。他の方法で増幅してもよい。

ステップＳ２３０，Ｓ２３２で用いる基準値として、所定値の例を示した。しかしながら、基準値に所定の幅を持たせてもよい。また、基準値と比較される値としてＡ／Ｄ変換結果から算出される電流値の例を示したがこれに限定されない。Ａ／Ｄ変換器３４の変換結果に基づく値であればよい。たとえばＡ／Ｄ変換結果と、該Ａ／Ｄ変換結果に対応する基準値とを比較するようにしてもよい。

マイコン１４が、制御部、空燃比検出部、劣化検出部を提供する例を示した。しかしながら、制御部、空燃比検出部、劣化検出部は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。たとえばハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。

劣化検出制御において、劣化と判定した場合に、電流値と基準値との誤差に応じて補正値を設定する例を示したが、これに限定されない。補正値を設定しない構成を採用ことができる。たとえば劣化と判定した場合、劣化が生じたことをユーザが分かるように、マイコン１４が、インジケータランプや車内モニタなどの報知手段に表示させるようにしてもよい。

１０…エンジンＥＣＵ、１２…ＩＣ、１４…マイコン、２０…抵抗、２２…直列回路、２４，２８…Ｄ／Ａ変換器、２６，３０…バッファ回路、３２…増幅回路、３４…Ａ／Ｄ変換器、３６…電流検出回路、３８…並列回路、４０…第１スイッチ、４２…定電流源、４４…第２スイッチ、４６…第３スイッチ、１００…空燃比センサ、１００ａ，１００ｂ…端子

Claims (7)

1. 空燃比センサ（１００）に直列に接続され、前記空燃比センサとともに直列回路（２２）を構成する電流検出用の抵抗（２０）と、
   前記抵抗とともに電流検出回路部（３６）を構成し、前記抵抗の両端間の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部（３４）と、
   互いに直列に接続された第１スイッチ（４０）及び定電流源（４２）を有し、前記抵抗に対して並列に設けられた並列回路部（３８）と、
   前記抵抗と前記空燃比センサとの間に設けられた第２スイッチ（４４）と、
   第１期間において、前記第１スイッチをオフさせて前記定電流源と前記抵抗とを遮断状態にするとともに、前記第２スイッチをオンさせて前記抵抗と前記空燃比センサとを導通状態にし、前記第１期間とは異なる第２期間において、前記第１スイッチをオンさせて前記定電流源と前記抵抗とを導通状態にするとともに、前記第２スイッチをオフさせて前記抵抗と前記空燃比センサとを遮断状態にする制御部（Ｓ１０，Ｓ４０，Ｓ３００，Ｓ３２０）と、
   前記第１期間において、前記Ａ／Ｄ変換部による変換結果に基づき、空燃比を検出する空燃比検出部（Ｓ２０，Ｓ３３０）と、
   前記第２期間において、予め記憶された基準値と前記Ａ／Ｄ変換部の変換結果に基づく値とを比較し、前記電流検出回路部に劣化が生じたことを検出する劣化検出部（Ｓ５０，Ｓ３１０）と、
   を備える空燃比検出装置。
2. 前記劣化検出部は、劣化の度合いに応じて前記空燃比を補正するための補正値を設定し、
   前記空燃比検出部は、前記補正値を用いて前記空燃比を補正する請求項１に記載の空燃比検出装置。
3. 前記劣化検出部は、前記第２期間において、前記Ａ／Ｄ変換部による変換結果を複数回取得して、劣化を検出する請求項１又は請求項２に記載の空燃比検出装置。
4. 前記第２期間は、前記空燃比検出装置の起動時、又は、前記空燃比検出装置による制御終了時に設定される請求項１〜３いずれか１項に記載の空燃比検出装置。
5. 前記直列回路の一方の端部に、第１電圧を印加する第１電圧印加部（２４）と、
   前記直列回路の他方の端部に、前記第１電圧とは異なる第２電圧を印加する第２電圧印加部（２８）と、
   前記直列回路における抵抗側の端部と、前記第１電圧印加部及び前記第２電圧印加部のうち、前記抵抗側の端部に電圧を印加する一方の電圧印加部との間に設けられ、前記抵抗から前記一方の電圧印加部に流れ込む電流を遮断する電流遮断部（３０，４６）と、
   をさらに備える請求項１〜４いずれか１項に記載の空燃比検出装置。
6. 前記電流遮断部として、バッファ回路部（３０）を有する請求項５に記載の空燃比検出装置。
7. 前記電流遮断部として、第３スイッチ（４６）を有し、
   前記制御部は、前記第１期間において前記第３スイッチをオンさせ、前記第２期間において前記第３スイッチをオフさせる請求項５に記載の空燃比検出装置。

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