CN105587419A - 空燃比传感器的异常诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够判别空燃比传感器产生的异常的种类的异常检测装置。一种设置在内燃机的排气通路中且产生与空燃比对应的临界电流的空燃比传感器(40、41)的异常诊断装置，具备检测空燃比传感器的输出电流的电流检测部(61)和控制对空燃比传感器的施加电压的施加电压控制装置(60)。异常诊断装置在空燃比传感器周围的排气的空燃比成为预定的恒定的空燃比时对空燃比传感器施加产生临界电流的临界电流区域内的电压和临界电流区域外的电压，基于此时由电流检测部检测到的空燃比传感器的输出电流来判断空燃比传感器产生的异常的种类。

Description

空燃比传感器的异常诊断装置
技术领域
本发明涉及配置在内燃机的排气通路中的空燃比传感器的异常诊断装置。
背景技术
以往就已知在将空燃比控制为目标空燃比的内燃机中，在内燃机排气通路内配置产生与空燃比对应的临界电流(界限电流)的临界电流式空燃比传感器。在这样的内燃机中，通过空燃比传感器以使得空燃比成为目标空燃比的方式对向燃烧室供给的燃料量进行反馈控制。然而，有时该空燃比传感器发生如导致传感器元件的外表面和传感器元件的内部空间相连通那样的元件开裂。当发生这样的元件开裂时，空燃比传感器变得不能产生与空燃比对应的适当的输出，其结果，变得不能将空燃比正确地反馈控制为目标空燃比。
因此，以往就已知用于检测空燃比传感器的元件开裂的异常诊断装置(例如，专利文献1)。根据专利文献1，通常对空燃比传感器的施加电压被设定在临界电流区域的中央，在空燃比传感器的传感器元件发生开裂、或者电极上的铂发生凝聚的情况下，被认为对空燃比传感器的施加电压从临界电流区域的中央部向高电压侧产生偏差。因此，在该专利文献1所记载的装置中，对空燃比传感器的施加电压从临界电流区域的中央部向高电压侧或低电压侧产生偏差的情况下，判断为空燃比传感器的传感器元件发生了开裂、或者电极上的铂发生了凝聚。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2010-174790号公报
专利文献2：日本特开平10-062376号公报
专利文献3：日本特开2007-017191号公报
专利文献4：日本特开2000-55861号公报
发明内容
然而，作为空燃比传感器产生的异常，可列举各种情况。作为这样的异常，例如可列举出：构成空燃比传感器的扩散律速层发生堵塞等的劣化；与空燃比传感器连接的电路发生故障；等等。其中，在如扩散律速层发生了堵塞等的劣化那样的情况下产生倾斜偏差，即，相对于空燃比传感器周围的排气的空燃比的变化的空燃比传感器的输出电流的变化的程度产生偏差。另一方面，在如与空燃比传感器连接的电路发生了故障那样的情况下产生偏移偏差，即，相对于空燃比传感器周围的排气的空燃比，空燃比传感器的输出电流整体性地产生恒定值的偏差。但是，在以往的异常检测方法中，即使能够检测出空燃比传感器产生了偏差，也不能判别其是倾斜偏差还是偏移偏差。即，不能判别空燃比传感器产生的异常的种类。
因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于提供能够判别空燃比传感器产生的异常的种类的异常检测装置。
为了解决上述课题，第1发明提供一种空燃比传感器的异常诊断装置，所述空燃比传感器设置在内燃机的排气通路中，且产生与空燃比对应的临界电流，所述空燃比传感器的异常诊断装置具备检测所述空燃比传感器的输出电流的电流检测部、和控制对所述空燃比传感器的施加电压的施加电压控制装置，在使所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比成为了预定的恒定的空燃比时，对所述空燃比传感器施加产生临界电流(界限电流)的临界电流区域内的电压和该临界电流区域外的电压，基于此时由电流检测部检测到的所述空燃比传感器的输出电流来判断所述空燃比传感器产生的异常的种类。
第2发明为，在第1发明中，所述临界电流区域外的电压是比该临界电流区域的电压低且输出电流随着施加电压的上升而上升的比例区域内的电压。
第3发明为，在第1或第2发明中，在所述空燃比传感器为正常的情况下，预先检测出或预先算出：在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对该空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的输出电流以及施加了所述临界电流区域外的电压时的输出电流，将其分别作为临界电流区域内正常值以及临界电流区域外正常值，基于在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域内正常值之差、以及在该状态下对所述空燃比传感器施加了该临界电流区域外的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域外正常值之差，来判断所述空燃比传感器产生的异常的种类。
第4发明为，在第3发明中，在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域内正常值之差为预定的临界电流区域内时基准值以上、且在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域外的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域外正常值之差为预定的临界电流区域外时基准值以上的情况下，判断为所述空燃比传感器产生了偏移偏差，即，相对于在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比，所述空燃比传感器的输出电流整体性地产生偏差。
第5发明为，在第3或第4发明中，在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域内正常值之差为预定的临界电流区域内时基准值以上、且在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域外的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域外正常值之差小于预定的临界电流区域外时基准值的情况下，判断为所述空燃比传感器产生了倾斜偏差，即，相对于在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比的变化的所述空燃比传感器的输出电流的变化的程度产生偏差。
第6发明为，在第1～第5发明中，所述内燃机具备配置在其排气通路中的排气净化催化剂、配置在该排气净化催化剂的排气流动方向上游侧的所述排气通路中的上游侧空燃比传感器、和配置在所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧的所述排气通路中的下游侧空燃比传感器，该下游侧空燃比传感器由所述临界电流式的空燃比传感器构成。
第7发明为，在第1～第5发明中，所述内燃机具备配置在其排气通路中的排气净化催化剂、配置在该排气净化催化剂的排气流动方向上游侧的所述排气通路中的上游侧空燃比传感器、和配置在所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧的所述排气通路中的下游侧空燃比传感器，所述上游侧空燃比传感器由所述临界电流式的空燃比传感器构成。
第8发明为，在第1～第7发明的任一发明中，所述内燃机能够执行在该内燃机的工作期间停止向燃烧室供给燃料的燃料切断控制，在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间是所述燃料切断控制的执行期间。
第9发明为，在第7发明中，所述内燃机能够执行在该内燃机的工作期间停止向燃烧室供给燃料的燃料切断控制、和在该燃料切断控制结束后将向所述排气净化催化剂流入的排气的空燃比控制为比理论空燃比浓的浓空燃比的恢复后浓控制，在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间是所述恢复后浓控制的执行期间。
第10发明为，在第7发明中，所述内燃机进行着反馈控制使得所述上游侧空燃比传感器的输出空燃比成为目标空燃比，在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间是所述目标空燃比被恒定地维持为规定的空燃比的期间。
第11发明为，在第7发明中，所述内燃机进行着反馈控制使得所述上游侧空燃比传感器的输出空燃比成为目标空燃比，在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间，是所述目标空燃比在比理论空燃比浓的浓空燃比与比理论空燃比稀的稀空燃比之间交替变更以使得所述排气净化催化剂的氧吸藏量被维持为比零多且比最大可吸藏氧量少的量的期间。
根据本发明，能够提供能判别空燃比传感器产生的异常的种类的异常检测装置。
附图说明
图1是概略地示出使用了本发明的异常诊断装置的内燃机的图。
图2是空燃比传感器的概略的剖视图。
图3是表示各排气空燃比A/F下的施加电压V和输出电流I的关系的图。
图4是表示使施加电压V恒定时的空燃比和输出电流I的关系的图。
图5是表示内燃机通常运转时的上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量等的变化的时间图(时序图)。
图6示出了在空燃比传感器为正常的情况和其产生了异常的情况下的排气空燃比与空燃比传感器的输出电流的关系。
图7是表示对空燃比传感器的施加电压和输出电流的关系的图。
图8是表示对空燃比传感器的施加电压和输出电流的关系的图。
图9是表示对空燃比传感器的施加电压和输出电流的关系的图。
图10是发生了元件开裂的空燃比传感器的概略的剖视图。
图11是表示进行异常诊断时的下游侧空燃比传感器的输出空燃比等的变化的时间图。
图12是用于进行下游侧空燃比传感器的异常诊断的流程图。
图13是表示进行异常诊断时的下游侧空燃比传感器的输出空燃比等的变化的流程图。
图14是用于进行下游侧空燃比传感器的异常诊断的流程图。
附图标记说明
1：内燃机主体
5：燃烧室
7：进气口
9：排气口
19：排气岐管
20：上游侧排气净化催化剂
24：下游侧排气净化催化剂
31：ECU
40：上游侧空燃比传感器
41：下游侧空燃比传感器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。再者，在以下的说明中，对同样的构成要素标记相同的参照编号。
＜内燃机整体的说明＞
图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式涉及的异常诊断装置的内燃机的图。参照图1，1表示内燃机主体，2表示气缸体，3表示在气缸体2内进行往复运动的活塞，4表示固定在气缸体2上的气缸盖，5表示在活塞3与气缸盖4之间形成的燃烧室，6表示进气阀，7表示进气口，8表示排气阀，9表示排气口。进气阀6对进气口7进行开闭，排气阀8对排气口9进行开闭。
如图1所示，在气缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在气缸盖4的内壁面周边部配置有燃料喷射阀11。火花塞10被构成为根据点火信号而产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号向燃烧室5内喷射规定量的燃料。再者，燃料喷射阀11也可以以向进气口7内喷射燃料的方式进行配置。另外，在本实施方式中，作为燃料，可使用理论空燃比为14.6的汽油。但是，在使用本发明的异常诊断装置的内燃机中，也可以使用汽油以外的燃料、或者与汽油的混合燃料。
各气缸的进气口7分别经由对应的进气支管13与调整槽(缓冲罐：surgetank)14连结，调整槽14经由进气管15与空气滤清器16连结。进气口7、进气支管13、调整槽14、进气管15形成进气通路。另外，在进气管15内配置有由节流阀驱动促动器17驱动的节流阀18。节流阀18通过利用节流阀驱动促动器17使其转动就能够变更进气通路的开口面积。
另一方面，各气缸的排气口9与排气歧管19连结。排气歧管19具有与各排气口9连结的多个支部和集合了这些支部的集合部。排气歧管19的集合部与内置了上游侧排气净化催化剂20的上游侧外壳(casing)21连结。上游侧外壳21经由排气管22与内置了下游侧排气净化催化剂24的下游侧外壳23连结。排气口9、排气歧管19、上游侧外壳21、排气管22以及下游侧外壳23形成排气通路。
电子控制单元(ECU)31包括数字计算机，具备经由双向性总线32相互连接的RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微处理器)35、输入端口36以及输出端口37。在进气管15中配置有用于检测在进气管15内流动的空气流量的空气流量计39，该空气流量计39的输出经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。另外，在排气歧管19的集合部中配置有对在排气歧管19内流动的排气(即，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气)的空燃比进行检测的上游侧空燃比传感器40。而且，在排气管22内配置有对在排气管22内流动的排气(即，从上游侧排气净化催化剂20流出并向下游侧排气净化催化剂24流入的排气)的空燃比进行检测的下游侧空燃比传感器41。这些空燃比传感器40、41的输出也经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。再者，在后面叙述这些空燃比传感器40、41的构成。
另外，在油门踏板42上连接有产生与油门踏板42的踏下量成比例的输出电压的负荷传感器43，负荷传感器43的输出电压经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。曲轴转角传感器44，例如每当曲轴旋转15度就产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口36。在CPU35中，由该曲轴转角传感器44的输出脉冲来计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由对应的驱动电路45与火花塞10、燃料喷射阀11以及节流阀驱动促动器17连接。再者，ECU31作为进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断的异常诊断装置来发挥作用。
上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24，是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体地说，排气净化催化剂20、24是在由陶瓷构成的载体上担载了具有催化作用的贵金属(例如，铂(Pt))和具有氧吸藏能力的物质(例如，氧化铈(CeO2))的三元催化剂。三元催化剂具有若向三元催化剂流入的排气的空燃比被维持为理论空燃比就同时净化未燃烧HC、CO以及NOx的功能。而且，在排气净化催化剂20、24具有氧吸藏能力的情况下，即使向排气净化催化剂20、24流入的排气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或者稀侧产生了少许偏差也能够同时地净化未燃烧HC、CO以及NOx。
即，若排气净化催化剂20、24具有氧吸藏能力，则在向排气净化催化剂20、24流入的排气的空燃比变得比理论空燃比稀少许时，排气中所含有的过量的氧被吸藏到排气净化催化剂20、24内，排气净化催化剂20、24的表面上被维持在理论空燃比。其结果，在排气净化催化剂20、24的表面上，未燃烧HC、CO以及NOx被同时地净化，此时，从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
另一方面，在向排气净化催化剂20、24流入的排气的空燃比变得比理论空燃比浓少许时，从排气净化催化剂20、24释放出为使排气中含有的未燃烧HC、CO还原而欠缺的氧，在该情况下排气净化催化剂20、24的表面上也被维持在理论空燃比。其结果，在排气净化催化剂20、24的表面上未燃烧HC、CO以及NOx被同时地净化，此时从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
这样，在排气净化催化剂20、24具有氧吸藏能力的情况下，即使向排气净化催化剂20、24流入的排气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或者稀侧产生了少许偏差，未燃烧HC、CO以及NOx也被同时地净化，从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
＜空燃比传感器的说明＞
在本实施方式中，作为空燃比传感器40、41，可使用杯型的临界电流(界限电流)式空燃比传感器。使用图2对空燃比传感器40、41的构造简单地进行说明。空燃比传感器40、41具备：固体电解质层51、配置在其一个侧面上的排气侧电极52、配置在其另一个侧面上的大气侧电极53、对通过的排气进行扩散律速的扩散律速层54、基准气体室55、和进行空燃比传感器40、41的加热特别是进行固体电解质层51的加热的加热器部56。
特别是在本实施方式的杯型的空燃比传感器40、41中，固体电解质层51形成为一端封闭的圆筒状。在固体电解质层51的内部所围成的基准气体室55中，被导入大气(空气)，并且配置有加热器部56。在固体电解质层51的内表面上配置有大气侧电极53，在固体电解质层51的外表面上配置有排气侧电极52。在固体电解质层51和排气侧电极52的外表面上以覆盖它们的方式配置有扩散律速层54。再者，在扩散律速层54的外侧也可以设置用于防止在扩散律速层54的表面上附着液体等的保护层(未图示)。
固体电解质层51由将CaO、MgO、Y2O3、Yb2O3等作为稳定剂分配到ZrO2(氧化锆)、HfO2、ThO2、Bi2O3等中而成的氧离子传导性氧化物的烧结体形成。另外，扩散律速层54由氧化铝、氧化镁、硅石质、尖晶石、莫来石等耐热性无机物质的多孔烧结体形成。而且，排气侧电极52和大气侧电极53由铂等的催化活性高的贵金属形成。
另外，由装载在ECU31中的施加电压控制装置60对排气侧电极52和大气侧电极53之间施加传感器施加电压V。而且，在ECU31中设置有电流检测部61，该电流检测部61检测在施加了传感器施加电压V时经由固体电解质层51在这些电极52、53间流动的电流I。由该电流检测部61检测到的电流为空燃比传感器40、41的输出电流I。
这样构成的空燃比传感器40、41，具有如图3所示那样的电压-电流(V-I)特性。从图3可知，排气的空燃比、即排气空燃比A/F越高(越稀)，空燃比传感器40、41的输出电流I就越大。另外，在各排气空燃比A/F下的V-I线中，存在与传感器施加电压V轴平行的区域，即，即使传感器施加电压V变化输出电流I也几乎不变化的区域。该电压区域也被称为临界电流(界限电流)区域，此时的电流也被称为临界电流(界限电流)。在图3中，将排气空燃比为18时的临界电流区域以及临界电流分别用W18、I18示出。
另一方面，在传感器施加电压比临界电流区域的电压低的区域中，输出电流随着传感器施加电压的上升而大致成比例地上升。这样的区域被称为比例区域。此时的倾斜度(斜率)由固体电解质层51的直流元件电阻来决定。另外，在传感器施加电压比临界电流区域的电压高的区域中，输出电流也随着传感器施加电压的增加而增加。在该区域中，由于在排气侧电极52上发生排气中含有的水分的分解等等，输出电压根据传感器施加电压的变化而变化。
图4示出了使施加电压V为0.45V左右(图3)且恒定时的、排气空燃比和输出电流I的关系。从图4可知，在空燃比传感器40、41中，输出电流相对于排气空燃比线性地(使得成比例地)变化，以使得排气空燃比越高(即越稀)来自空燃比传感器40、41的输出电流I就越大。而且，空燃比传感器40、41被构成为在排气空燃比为理论空燃比时输出电流I成为零。
再者，作为空燃比传感器40、41，也可以使用例如层叠型的临界电流式空燃比传感器等的其他构造的临界电流式的空燃比传感器，来替代图2所示的构造的临界电流式空燃比传感器。
＜基本的控制＞
在这样构成的内燃机中，基于上游侧空燃比传感器40和下游侧空燃比传感器41的输出，以使得向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比成为基于内燃机运转状态的最合适的空燃比的方式设定来自燃料喷射阀11的燃料喷射量。作为这样的燃料喷射量的设定方法，可列举出下述方法：基于上游侧空燃比传感器40的输出，以使得向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比(或者，从内燃机主体流出的排气的目标空燃比)成为目标空燃比的方式进行反馈控制，并且基于下游侧空燃比传感器41的输出来修正上游侧空燃比传感器40的输出、或者变更目标空燃比。
参照图5，对这样的目标空燃比的控制的例子进行简单说明。图5是内燃机的通常运转时的上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量、目标空燃比、上游侧空燃比传感器的输出空燃比、以及下游侧空燃比传感器的输出空燃比的时间图。再者，“输出空燃比”是指与空燃比传感器的输出相应的空燃比。另外，“通常运转时”是指未进行根据内燃机的特定的运转状态来调整燃料喷射量的控制(例如，在装载了内燃机的车辆加速时所进行的燃料喷射量的增量修正、停止向燃烧室供给燃料的燃料切断控制等)的运转状态(控制状态)。
在图5所示的例子中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓判定基准空燃比AFrich(例如14.55)以下时，目标空燃比被设定并维持为稀设定空燃比AFTlean(例如15)。其后，推定上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量，若该推定值达到预先确定的判定基准吸藏量Cref(比最大氧吸藏量Cmax少的量)以上，则目标空燃比被设定并维持为浓设定空燃比AFTrich(例如14.4)。在图5所示的例子中，反复进行这样的操作。
具体地说，在图5所示的例子中，在时刻t1之前，目标空燃比被设为浓设定空燃比AFTrich，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比也随之成为比理论空燃比浓的空燃比(以下称为“浓空燃比”)。另外，由于在上游侧排气净化催化剂20中吸藏有氧，因此下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为大致理论空燃比(14.6)。此时，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比成为浓空燃比，因此上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐地下降。
其后，在时刻t1，通过上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量接近零，向上游侧排气净化催化剂20流入的未燃烧气体(未燃烧HC、CO)的一部分没有被上游侧排气净化催化剂20净化而开始流出。其结果，在时刻t2，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为比理论空燃比稍浓的浓判定空燃比AFrich，此时目标空燃比从浓设定空燃比AFTrich向稀设定空燃比AFTlean切换。
通过目标空燃比的切换，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比成为比理论空燃比稀的空燃比(以下称为“稀空燃比”)，未燃烧气体的流出减少、停止。另外，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐地增加，在时刻t3，达到判定基准吸藏量Cref。这样，当氧吸藏量达到判定基准吸藏量Cref时，目标空燃比再次从稀设定空燃比AFTlean切换到浓设定空燃比AFTrich。通过该目标空燃比的切换，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比再次成为浓空燃比，其结果，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐地减少，之后反复进行这样的操作。通过进行这样的控制，能够防止NOx从上游侧排气净化催化剂20流出。
再者，作为通常控制而进行的基于上游侧空燃比传感器40和下游侧空燃比传感器41的输出的目标空燃比的控制，并不限于如上述那样的控制。只要是基于这些空燃比传感器40、41的输出的控制，就也可以是任何控制。因此，例如，作为通常控制，也可以进行如下控制：将目标空燃比固定为理论空燃比，以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为理论空燃比的方式进行反馈控制，并且基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比来修正上游侧空燃比传感器40的输出空燃比。
＜空燃比传感器的异常诊断中的问题＞
但是，空燃比传感器40、41会产生各种输出异常。作为这样的输出异常，例如可考虑如图6中列举的情况。图6示出了在空燃比传感器40、41为正常的情况和其发生了异常的情况下的排气空燃比和空燃比传感器40、41的输出电流的关系。图6中的虚线示出了空燃比传感器40、41未发生异常的情况下的关系，而图6的实线示出了空燃比传感器40、41发生了异常的情况下的关系。
在图6中X所示的情况下，示出了在排气空燃比的全区域中产生了偏移偏差的情况，即，产生了如空燃比传感器40、41的输出电流成为比适当的值小的值(或比适当的值大的值)那样的偏差。因此，在该情况下，空燃比传感器40、41的输出电流I在全区域中显示出比实际的空燃比靠浓侧(或稀侧)的空燃比。另一方面，在图6中Y所示的情况下，示出了产生了倾斜偏差的情况，即，产生了如相对于排气空燃比的变化的空燃比传感器40、41的输出电流I的变化的程度变得比适当的值大(或小)那样的偏差。即，图6中Y所示的例子中的相对于排气空燃比的输出电流I的倾斜度，相对于正常的空燃比传感器40、41时的倾斜度，成大的值。因此，在该情况下，空燃比传感器40、41的输出电流的绝对值显示出比实际的空燃比的浓程度或稀程度大(或小)的浓程度或稀程度。
在此，在进行如图5所示那样的通常控制的情况下，由上游侧空燃比传感器40正确地检测出向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比是很重要的。其原因是，在如目标空燃比为浓空燃比，而向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的实际的空燃比为稀空燃比那样的情况下，如图5所示那样的通常控制变得不成立。同样地，由下游侧空燃比传感器41检测从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比是理论空燃比附近还是浓空燃比或稀空燃比是很重要的。其原因是，虽然从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的实际的空燃比为理论空燃比，但是当由下游侧空燃比传感器41检测出的空燃比成为浓空燃比时，如图5所示那样的通常控制变得不成立。
因此，在进行通常控制的情况下，与在上游侧排气净化催化剂20的上游侧和下游侧排气空燃比的浓程度或稀程度为怎样的程度相比，更需要正确地检测排气空燃比是比理论空燃比浓还是比理论空燃比稀。因而，在产生了图6中X所示的偏移偏差的情况下，由于理论空燃比下的输出电流产生偏差，因此即使偏差微小，也需要检测异常。但是，当即使偏差微小也要检测偏移偏差时，存在以下情况：不仅是在产生了偏移偏差的情况下，即使是在产生了如图6中Y所示那样的倾斜偏差的情况下也被判断为产生了偏移偏差。因此，当仅基于排气空燃比和输出电流I的关系来进行空燃比传感器40、41的异常诊断时，有时不能正确地确定所产生的异常的种类(异常模式)。
＜空燃比传感器的异常的特性＞
但是，对空燃比传感器40、41的施加电压V和输出电流I的关系根据空燃比传感器40、41产生的异常的种类而改变。图7示出了在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态(即，与大气相应的空燃比的排气流通着的状态)下的对空燃比传感器40、41的施加电压V和输出电流I的关系。图7中的实线示出了空燃比传感器40、41的施加电压控制装置60、电流检测部61等的电路产生了异常的情况等的关系。而图7中的虚线示出了空燃比传感器40、41没有产生异常的情况、即为正常的情况下的关系。
如图7所示，在空燃比传感器40、41的电路等产生了异常的情况下，与其为正常的情况相比，在施加电压V的全区域中输出电流I仅上升了恒定值。其结果，在对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域Wlc内的施加电压V2的情况下，空燃比传感器40、41产生了异常时的输出电流I与其为正常时的输出电流I相比仅上升了恒定值。同样地，在对空燃比传感器40、41施加了比例区域Wip内的施加电压V1的情况下，空燃比传感器40、41产生了异常时的输出电流I与其为正常时的输出电流I相比也仅上升了恒定值。再者，临界电流区域Wlc表示在空燃比传感器40、41没有产生任何异常的情况下在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态下产生的临界电流区域。同样地，比例区域Wip表示在空燃比传感器40、41没有产生任何异常的情况下在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态下产生的比例区域。
因此，在空燃比传感器40、41的电路等产生了异常的情况下，对空燃比传感器40、41的施加电压V无论是临界电流区域Wlc内的电压还是比例区域Wip内的电压，与其为正常的情况相比，输出电流I都上升。再者，在图示的例子中，示出了输出电流I由于空燃比传感器40、41的电路等的异常而上升的例子，但也有输出电流I由于空燃比传感器40、41的电路等的异常而在全区域中下降的情况。
这样，在空燃比传感器40、41的电路等产生了异常的情况下，空燃比传感器40、41的输出电流I成为总是比原来的值偏差了恒定值的值。其结果，在空燃比传感器40、41的电路等产生了异常的情况下，空燃比传感器40、41周围的排气空燃比和输出电流I的关系如图6中X所示那样，在排气空燃比的全区域中产生偏移偏差，即输出电流I偏差成为比适当的值小的值。
图8也示出了在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态下的对空燃比传感器40、41的施加电压V和输出电流I的关系。图中的实线示出了在空燃比传感器40、41的扩散律速层54产生了部分性的堵塞、开裂等异常的情况、或者空燃比传感器40、41的电极52、53产生了劣化等异常的情况下的关系。而图中的虚线示出了在空燃比传感器40、41没有产生异常的情况下的关系。
如图8所示，在空燃比传感器40、41的扩散律速层54、电极52、53等产生了异常的情况下，与正常的情况相比，仅在临界电流区域Wlc中输出电流I仅上升了恒定值。其结果，在对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域Wlc内的施加电压V2的情况下，空燃比传感器40、41产生了异常时的输出电流I与其为正常时的输出电流I相比仅上升了恒定值。另一方面，在对空燃比传感器40、41施加了比例区域Wip内的施加电压V1的情况下，空燃比传感器40、41产生了异常时的输出电流I和其为正常时的输出电流I成为大致相同的值。再者，在图示的例子中，示出了输出电流I由于扩散律速层54、电极52、53等的异常而上升的例子，但也有输出电流I由于空燃比传感器40、41的扩散律速层54、电极52、53等的异常而下降的情况。
以扩散律速层54产生了堵塞或开裂的情况为例，对发生这样的现象的原因进行说明。在此，产生如上述那样的临界电流是由扩散律速层54所致的。即，在单位时间内在固体电解质层51内能够移动的氧离子的量根据施加电压V来决定，但与在比例区域中在该单位时间内能够移动的氧离子的量相比，经由扩散律速层54到达电极52的未燃烧气体或氧的流量较多(参照图2)。其结果，在比例区域中，随着施加电压V的上升，在固体电解质层51内移动的氧离子的量增大，输出电流I上升。因而，此时的V-I线图中的倾斜度，根据固体电解质层51的直流元件电阻来决定。
然而，在临界电流区域中，与在单位时间内在固体电解质层51内能够移动的氧离子的量相比，经由扩散律速层54到达电极52的未燃烧气体或氧的流量较少。其结果，在临界电流区域中，即使施加电压V变化，在固体电解质层51内移动的氧离子的量，在经由扩散律速层54到达电极52的未燃烧气体或氧的流量原样不变的状态下成为恒定。其结果，在临界电流区域中即使施加电压V变化，在固体电解质层51内移动的氧离子的量也不变化，因而输出电流I也不变化。
当这样的扩散律速层54发生堵塞、开裂等时，经由扩散律速层54到达电极的未燃烧气体或氧的流量变化。其结果，在临界电流区域中，输出电流I由经由扩散律速层54到达电极52的未燃烧气体或氧的流量来决定，因此输出电流I会变化。另一方面，如上述那样，在比例区域中，与经由扩散律速层54到达电极52的未燃烧气体或氧的流量相比，在单位时间内在固体电解质层51内能够移动的氧离子的量较多。其结果，即使扩散律速层54发生堵塞、开裂等，比例区域中的输出电流I也不变化。
另外，在扩散律速层54发生了堵塞或开裂的情况下，与没有发生这些故障的情况相比，排气空燃比与理论空燃比的偏差越大，输出电流I变化的程度就越大。这是以下情况所致的：由于排气空燃比与理论空燃比的偏差越大，单位排气中所含有的氧或未燃烧气体的量就越多，因此当通过扩散律速层54的排气的量变化时，到达电极52的未燃烧气体或氧的量较大地变化。其结果，在空燃比传感器40、41的扩散律速层54、电极52、53等产生了异常的情况下，会产生如图6中Y所示那样的倾斜偏差。
图9也示出了在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态下的对空燃比传感器40、41的施加电压V和输出电流I的关系。图中的实线示出了在空燃比传感器40、41产生元件开裂等异常的情况下的关系。在此，空燃比传感器40、41的元件开裂具体是指贯穿固体电解质层51和扩散律速层54的开裂(图10的C1)、除了贯穿固体电解质层51和扩散律速层54以外还贯穿两个电极52、53的开裂(图10中C2)。另一方面，图中的虚线示出了在空燃比传感器40、41没有产生异常的情况下的关系。这样，若空燃比传感器40、41产生了元件开裂，则基准气体室55内的基准气体(通常为大气)会产生异常(基准气体异常)。
如图9所示，在空燃比传感器40、41的基准气体产生了异常的情况下，与正常的情况相比，仅在比例区域Wip中输出电流I仅上升了恒定值。其结果，在对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域Wlc内的施加电压V2的情况下，空燃比传感器40、41产生了异常时的输出电流I和其为正常时的输出电流I成为大致相同的值。另一方面，在对空燃比传感器40、41施加了比例区域Wip内的施加电压V1的情况下，空燃比传感器40、41产生了异常时的输出电流I比其为正常时的输出电流I仅上升了恒定值。
由以上可知，图7～图9所示的现象能够如以下的表1那样归纳。
表1
＜异常诊断控制＞
因此，在本实施方式中，在被设置在内燃机的排气通路中且产生与空燃比对应的临界电流的空燃比传感器的异常诊断装置中，具备检测空燃比传感器40、41的输出电流I的电流检测部61、和控制对空燃比传感器40、41的施加电压的施加电压控制装置60，在空燃比传感器40、41周围流通的排气的空燃比成为预定的恒定的空燃比时对空燃比传感器40、41施加产生临界电流的临界电流区域内的电压和该临界电流区域外(特别是比例区域)的电压，基于此时由电流检测部检测到的空燃比传感器40、41的输出电流I来判断空燃比传感器40、41产生的异常的种类。临界电流区域内的电压的施加和临界电流区域外的电压的施加例如通过以下方式来进行：在将在空燃比传感器40、41周围流通的排气的空燃比维持为恒定的空燃比的状态下，利用施加电压控制装置60使对空燃比传感器40、41的施加电压发生变化。
特别是，在本实施方式中，在空燃比传感器40、41为正常的情况下，预先检测出或预先算出：在空燃比传感器40、41周围流通的排气的空燃比被维持为预定的恒定的空燃比的状态下对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域内的电压时的输出电流以及施加了临界电流区域外的电压时的输出电流，将其分别作为临界电流区域内正常值以及临界电流区域外正常值，基于在空燃比传感器40、41周围流通的排气的空燃比被维持为预定的恒定的空燃比的状态下对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域内的电压时的空燃比传感器40、41的输出电流的检测值与临界电流区域内正常值之差、以及在该状态下对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域外的电压时的空燃比传感器40、41的输出电流的检测值与临界电流区域外正常值之差，来判断空燃比传感器40、41产生的异常的种类。
＜使用时间图的控制的说明＞
接着，一边参照图11所示的时间图，一边以进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断的情况为例对本实施方式中的空燃比传感器的异常诊断进行说明。在本实施方式中，如一边参照图5一边已说明的那样，通常，目标空燃比被交替变更为浓设定空燃比AFTrich和稀设定空燃比AFTlean。将这样使目标空燃比交替变更为浓设定空燃比AFTrich和稀设定空燃比AFTlean的控制称为通常控制。
另一方面，在本实施方式中，在装载有内燃机的车辆的减速时等，即使是曲轴、活塞3正在运动的状态(即内燃机工作中)，也进行停止从燃料喷射阀11向燃烧室5供给燃料的燃料切断控制。另外，当进行燃料切断控制时，排气净化催化剂20、24的氧吸藏量达到最大可吸藏氧量。因而，在燃料切断控制结束后，为了释放被排气净化催化剂20、24吸藏的氧，进行使目标空燃比比上述的通常控制时的浓设定空燃比AFTrich浓的恢复后浓控制。
在此，本实施方式中的下游侧空燃比传感器41的异常诊断，在下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比被维持为恒定的空燃比的期间进行。特别是，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比被维持为与大气对应的空燃比的燃料切断控制的执行期间，进行异常诊断。进而，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比大致成为理论空燃比的恢复后浓控制的执行期间也进行异常诊断。
图11是这些燃料切断控制和恢复后浓控制的有无、目标空燃比、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、对下游侧空燃比传感器41的施加电压、以及表示异常诊断完成的完成标志的时间图。
在图11所示的例子中，在时刻t1开始执行燃料切断控制。示出了在时刻t1开始执行燃料切断控制之前，在将目标空燃比交替变更为浓空燃比和稀空燃比的通常控制时目标空燃比为浓设定空燃比AFTrich的情况。此时，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为浓空燃比。另外，此时，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气中的未燃烧气体被上游侧排气净化催化剂20净化，因此下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为理论空燃比。
当在时刻t1开始执行燃料切断控制时，从内燃机主体1流出大气，因此上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup变化为与大气对应的稀程度极大的稀空燃比。另外，也向上游侧排气净化催化剂20流入大气，但向上游侧排气净化催化剂20流入的大气中的氧被上游侧排气净化催化剂20吸藏。因而，在刚刚开始燃料切断控制后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致被维持为理论空燃比。但是，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量立刻达到最大可吸藏氧量，从上游侧排气净化催化剂20也流出大气。其结果，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比也变化为与大气对应的稀程度极大的稀空燃比。
另外，在本实施方式中，在开始执行燃料切断控制的时刻t1，为了开始下游侧空燃比传感器41的异常诊断，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压V上升为第二电压V2(例如1.0V)。在此，第二电压V2是在下游侧空燃比传感器41没有发生异常的情况下在下游侧空燃比传感器41周围流通着大气的状态下产生的临界电流区域Wlc内的电压。
然后，在图11所示的例子中，在时刻t2，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的上升结束，收敛为恒定的值。在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛的时刻t2，开始异常诊断，并且从该时刻t2开始在预定的恒定时间Δt内，对下游侧空燃比传感器41的施加电压被维持为恒定。
然后，在本实施方式中，在从时刻t2开始经过了预定的恒定时间Δt的时刻t3，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压V下降为第一电压V1(例如0.2V)。在此，第一电压V1是在下游侧空燃比传感器41没有发生异常的情况下在下游侧空燃比传感器41周围流通着大气的状态下产生的比例区域Wip内的电压。在本实施方式中，从对下游侧空燃比传感器41的施加电压V变更为第一电压V1的时刻t3开始在预定的恒定时间Δt内，对下游侧空燃比传感器41的施加电压被维持为恒定。
在图11所示的例子中，在从对下游侧空燃比传感器41的施加电压V变更为第一电压V1开始经过了预定的恒定时间Δt的时刻t4，用于异常诊断的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测完成。因此，在时刻t4，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压上升为通常控制用的电压(例如0.45V)。在图11所示的例子中，其后，在时刻t5，结束燃料切断控制的执行。
当在时刻t5结束燃料切断控制的执行时，随之开始执行恢复后浓控制。因而，目标空燃比被设为比浓设定空燃比AFTrich浓的恢复后浓设定空燃比AFTrt。当目标空燃比成为恢复后浓设定空燃比时，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比也随之变化为与恢复后浓设定空燃比AFTrt对应的空燃比。另外，也向上游侧排气净化催化剂20流入浓空燃比的排气，但向上游侧排气净化催化剂20流入的排气中的未燃烧气体与被上游侧排气净化催化剂20吸藏的氧发生反应而被净化。其结果，当在时刻t5开始执行恢复后浓控制时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比减少，不久大致成为理论空燃比。
另外，在本实施方式中，在开始执行燃料切断控制的时刻t5，为了开始进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断，对下游侧空燃比传感器41的施加电压V被设为第四电压V4(例如0.45V)。在此，第四电压V4是在下游侧空燃比传感器41没有发生异常的情况下在下游侧空燃比传感器41周围流通着理论空燃比的排气的状态下产生的临界电流区域内的电压。
然后，在图11所示的例子中，在时刻t6，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的下降结束，收敛为恒定的值。在本实施方式中，从下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛的时刻t6开始在预定的恒定时间Δt内，对下游侧空燃比传感器41的施加电压被维持为恒定。
然后，在本实施方式中，在从时刻t6开始经过了预定的恒定时间Δt的时刻t7，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压V下降为第三施加电压V3(例如0.1V)。在此，第三电压V3是在下游侧空燃比传感器41没有发生异常的情况下在下游侧空燃比传感器41周围流通着理论空燃比的排气的状态下产生的比例区域内的电压。在本实施方式中，从对下游侧空燃比传感器41的施加电压V变更为第三电压V3的时刻t7开始在预定的恒定时间Δt内，对下游侧空燃比传感器41的施加电压被维持为恒定。
在图11所示的例子中，在从时刻t7开始经过了预定的恒定时间Δt的时刻t8，异常诊断完成。因此，在时刻t8，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压上升为通常控制用的电压(例如0.45V)。另外，在图11所示的例子中，由于在时刻t8也没有完成恢复后浓控制，因此目标空燃比被维持为恢复后浓设定空燃比AFTrt。由此，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比被设为浓空燃比，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐地减少下去。
其后，当上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐地减少下去时，不久大致成为零，从上游侧排气净化催化剂20开始流出浓空燃比的排气。由此，在时刻t9，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓判定空燃比AFrich以下。在本实施方式中，当这样地下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓判定空燃比AFrich以下时，结束恢复后浓控制，再开始图5所示的通常控制。
在此，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41为正常时，预先通过实验或计算来检测出或算出在下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比为与大气对应的空燃比的状态下对下游侧空燃比传感器41的施加电压V为临界电流区域Wlc内的电压V2时的输出电流，将其作为正常值。同样地，在下游侧空燃比传感器41为正常时，预先通过实验或计算来检测出或算出在下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比为与大气对应的空燃比的状态下对下游侧空燃比传感器41的施加电压V为比例区域Wip内的电压V1时的输出电流，将其作为正常值。
另外，在进行了如图11所示的控制时，在下游侧空燃比传感器41为正常的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了临界电流区域内的电压V2的状态下的由电流检测部61得到的输出电流I的检测值，与在这样的状态下的正常值(临界电流区域内正常值)大致一致。同样地，在下游侧空燃比传感器41为正常的情况下，在如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了比例区域内的电压V1的状态下由电流检测部61得到的输出电流I的检测值，与在这样的状态下的正常值(临界电流区域外正常值)大致一致。因此，在本实施方式中，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值大致一致，并且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值大致一致的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41为正常。
另一方面，在下游侧空燃比传感器41的电路等产生了异常的情况下，即，在下游侧空燃比传感器41产生了偏移偏差的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了临界电流区域内的电压V2的状态下的由电流检测61得到的输出电流I的检测值，成为使得其与对应的临界电流区域内正常值之差为预定的基准值(临界电流区域内时基准值)以上的值。同样地，在下游侧空燃比传感器41产生了偏移偏差的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了比例区域内的电压V1的状态下的由电流检测61得到的输出电流I的检测值，成为使得其与对应的临界电流区域外正常值之差为预定的基准值(临界电流区域外时基准值)以上的值。因此，在本实施方式中，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值之差为基准值以上、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值之差为基准值以上的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41产生了偏移偏差。
另一方面，在下游侧空燃比传感器41的扩散律速层54、电极52等产生了异常的情况下，即，在下游侧空燃比传感器41产生了倾斜偏差的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了临界电流区域内的电压V2的状态下的由电流检测61得到的输出电流I的检测值，成为使得其与对应的临界电流区域内正常值之差为预定的基准值(临界电流区域内时基准值)以上的值。同样地，在下游侧空燃比传感器41产生了倾斜偏差的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了比例区域内的电压V1的状态下的由电流检测部61得到的输出电流I的检测值，与对应的临界电流区域外正常值大致一致。因此，在本实施方式中，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值之差为基准值以上、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值大致一致的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41产生了倾斜偏差。
而且，在下游侧空燃比传感器41产生了元件开裂等异常的情况下，即，在下游侧空燃比传感器41产生了基准气体异常的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了临电流区域内的电压V2的状态下的由电流检测61得到的输出电流I的检测值，与对应的临界电流区域内正常值大致一致。同样地，在下游侧空燃比传感器41产生了倾斜偏差的情况下，如上述那样对下游侧空燃比传感器41施加了比例区域内的电压V1的状态下的由电流检测部61得到的输出电流I的检测值，成为使得其与对应的临界电流区域外正常值之差为预定的基准值(临界电流区域外时基准值)以上的值。因此，在本实施方式中，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值大致一致、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值之差为基准值以上的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41产生了基准气体异常。
另外，同样地，也能够基于在时刻t6～t7检测出的下游侧空燃比传感器41的输出电流I和在时刻t7～t8检测出的下游侧空燃比传感器41的输出电流I来检测。在该情况下，在下游侧空燃比传感器41为正常时，预先通过实验或计算来检测出或算出在下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比为理论空燃比的状态下对下游侧空燃比传感器41的施加电压V为临界电流区域内的电压V4时的输出电流，将其作为临界电流区域内正常值。同样地，在下游侧空燃比传感器41为正常时，预先通过实验或计算来检测出或算出在下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比为理论空燃比的状态下对下游侧空燃比传感器41的施加电压V为比例区域Wip内的电压V3时的输出电流，将其作为临界电流区域外正常值。
另外，在进行了图11所示那样的控制时，算出在对下游侧空燃比传感器41施加了临界电流区域内的电压V4的状态下的由电流检测部61得到的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值之差。而且，算出在对下游侧空燃比传感器41施加了比例区域内的电压V3的状态下的由电流检测部61得到的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值之差。基于这样算出的输出电流I的差，采用与上述的时刻t2～t4的情况同样的方法来诊断下游侧空燃比传感器41的异常模式。
再者，在上述实施方式中，进行了在燃料切断控制的执行期间的时刻t2～t4和恢复后浓控制的执行期间的时刻t6～t8的两次异常诊断。但是，下游侧空燃比传感器41的异常诊断也可以仅是其中的一方。
另外，在上述实施方式中，以下游侧空燃比传感器41的异常诊断为例进行了说明，但上游侧空燃比传感器40的异常诊断也能够同样地进行。但是，在恢复后浓控制的执行期间，在上游侧空燃比传感器40周围流通向上游侧排气净化催化剂20流入之前的排气。因此，在恢复后浓控制的执行期间，在上游侧空燃比传感器40周围流通的排气的空燃比成为怎样的空燃比并不明确。因而，上游侧空燃比传感器40的异常诊断在恢复后浓控制的执行期间不进行。
进而，在上述实施方式中，对下游侧空燃比传感器41施加临界电流区域内的一个电压和比例区域内的一个电压，基于此时的空燃比传感器40、41的输出电流I来判定了空燃比传感器40、41的异常的种类。但是，既可以在临界电流区域内和比例区域内分别施加多个不同的电压，也可以仅在临界电流区域和比例区域的任一个区域内施加多个不同的电压。在此，在临界电流区域内，即使施加电压V改变，输出电流I也基本上不变化，但在比例区域内，当施加电压V改变时，输出电流I也变化。因而，优选：在比例区域内施加不同的电压的数量比在临界电流区域内施加不同的电压的数量多。
根据本实施方式，通过如上述那样在对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域内的电压和比例区域内的电压的状态下检测空燃比传感器的输出电流，能够区别不同的异常模式，特别是能够区别由偏移偏差造成的异常和由除此之外的原因造成的异常。
＜流程图＞
图12示出了进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断的控制程序(controlroutine)的流程图。特别是，图12示出了在燃料切断控制的执行期间进行异常诊断的情况、即在图11的时刻t2～t4进行异常诊断的情况的流程图。再者，图示的控制程序通过恒定时间间隔的***来进行。
首先，在步骤S11中，判定异常诊断的执行条件是否成立。关于异常诊断的执行条件成立的情况，例如，在下游侧空燃比传感器41的温度成为其活性温度以上且内燃机起动后或装载有内燃机的车辆的点火钥匙被接通后，下游侧空燃比传感器41的异常诊断未完成的情况下成立。在步骤S11中判定为异常诊断的执行条件不成立的情况下，进入步骤S12。在步骤S12中，后述的不同的电压的施加次数i被重置为1，第1～n次的电压施加时的输出电流I(1)～I(n)被重置为0，控制程序结束。
另一方面，在步骤S11中判定为异常诊断的执行条件成立的情况下，进入步骤S13。在步骤S13中，判定是否为燃料切断控制(FC)的执行期间。在步骤S13中判定为不是燃料切断控制的执行期间的情况下，进入步骤S12，电压的施加次数i被重置为1，第1～n次的电压施加时的输出电流被重置为0，控制程序结束。
然后，当开始执行燃料切断控制时，在接下来的控制程序中从步骤S13进入步骤S14。在步骤S14中，对下游侧空燃比传感器41的施加电压V被设为第i次的施加电压V(i)。在此，第i次的施加电压V(i)已被预先设定。例如，第1次的施加电压V(1)被设为在空燃比传感器40、41没有产生任何异常的情况下在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态下产生的临界电流区域内的电压。而且，第2次的施加电压V(2)被设为在空燃比传感器40、41没有产生任何异常的情况下在空燃比传感器40、41周围流通着大气的状态下产生的比例区域内的电压。再者，不同的电压的施加次数i和第i次的施加电压V(i)，如果施加至少一次临界电流区域内的电压，并施加至少一次比例区域内的电压，则可以设定为任意的次数以及电压。
在此，在开始执行燃料切断控制之前，电压的施加次数i通过步骤S12被设定为1。因此，在刚刚开始执行燃料切断控制之后，在步骤S14中，电压的施加次数i被置为1。因而，在刚刚开始执行燃料切断控制之后，施加电压V被设为第1次的施加电压V(1)，例如被设为临界电流区域内的电压V2。接着，在步骤S15中，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流I是否稳定。下游侧空燃比传感器41的输出电流I是否稳定例如基于每单位时间的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的变化量是否为恒定量以下来进行判定。或者，下游侧空燃比传感器41的输出电流I是否稳定也可以基于从变更施加电压V开始起算的经过时间是否为预定的时间以上来进行判定。
在步骤S15中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I不稳定的情况下，控制程序结束。而当下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定时，从步骤S15进入步骤S16。在步骤S16中判定：从在步骤S15中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定开始起算的经过时间是否为预定的恒定时间Δt以上。在步骤S16中判定为经过时间比恒定时间Δt短的情况下，控制程序结束。
而当从判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定开始时间经过从而经过恒定时间Δt以上时，在接下来的控制程序中从步骤S16进入步骤S17。在步骤S17中，算出从判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定开始到经过恒定时间Δt为止的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的平均值，该平均值被作为施加了第i次的施加电压V(i)时的输出电流I(i)。因此，在施加了第1次的施加电压V(1)时，算出施加了第1次的施加电压V(1)时的输出电流I(1)。
接着，在步骤S18中，判定不同的电压的施加次数i是否为n次以上。n被设为2以上的值。在目前的不同的电压的施加次数i比n少的情况下，进入步骤S19。在步骤S19中，对不同的电压的施加次数i加上1，控制程序结束。
当对不同的电压的施加次数i加上1从而不同的电压的施加次数成为2时，在接下来的控制程序中，在步骤S14中施加电压V被设为第2次的施加电压V(2)。然后，当在施加电压V被设为第2次的施加电压V(2)后从判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定开始起算的经过时间成为恒定时间Δt以上时，再次进入步骤S17。在步骤S17中算出从判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定开始到经过恒定时间Δt为止的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的平均值，该平均值被作为施加了第2次的施加电压V(2)时的输出电流I(2)。
接着，在步骤S18中，判定不同的电压的施加次数i是否为n次以上，在n为2时判定为不同的电压的施加次数i为n次以上。另一方面，在n为3以上时，反复进行步骤S11～S17，直到不同的电压的施加次数成为n次为止。在步骤S18中判定为不同的电压的施加次数i为n次以上的情况下，进入步骤S20。
在步骤S20中，基于在步骤S17中算出的输出电流I(0)～I(n)，将它们如上述那样与正常值比较，来判定下游侧空燃比传感器41的异常模式。接着，在步骤S21中，不同的电压的施加次数i被重置为1，第1～n次的电压施加时的输出电流被重置为0，控制程序结束。
再者，图12所示的控制程序示出了在燃料切断控制的执行期间进行异常诊断的情况，但在恢复后浓控制的执行期间进行异常诊断的情况也能够使用同样的控制程序进行异常诊断。在该情况下，在步骤S13中，不是判定是否为燃料切断控制的执行期间，而是判定是否为恢复后浓控制的执行期间。另外，在该情况下，第i次的施加电压V(i)也被设为与燃料切断控制的执行期间的情况下的施加电压不同的电压。
＜第二实施方式＞
接着，参照图13和图14，对本发明的第二实施方式涉及的异常诊断装置进行说明。第二实施方式涉及的异常诊断装置的构成以及控制，除了以下说明的部分以外，基本上与第一实施方式涉及的异常诊断装置的构成以及控制同样。
但是，在上游侧空燃比传感器40没有发生异常的情况下，当以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为目标空燃比的方式进行着反馈控制时，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比成为与目标空燃比相同的空燃比。因此，在将目标空燃比恒定地维持为理论空燃比的情况下，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比成为理论空燃比，在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比也被恒定地维持为理论空燃比。
另外，在将目标空燃比恒定地维持为浓空燃比的情况下，在上游侧排气净化催化剂20中所流入的排气中的未燃烧气体在上游侧排气净化催化剂20中被净化。因而，在将目标空燃比开始维持为浓空燃比时，在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比大致成为理论空燃比。但是，当上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量成为零时，在上游侧排气净化催化剂20中未燃烧气体已经不被净化。因而，最终在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比被恒定地维持为作为浓空燃比的目标空燃比。
在进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断的情况下，只要以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为目标空燃比的方式进行反馈控制，就能够将在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比恒定地维持为目标空燃比。因此，在本实施方式中，通过将目标空燃比恒定地维持为规定的空燃比，在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比被维持为预定的恒定的空燃比时进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。
接着，一边参照图13所示的时间图，一边以将目标空燃比维持为理论空燃比的情况为例，对本实施方式中的下游侧空燃比传感器41的异常诊断进行说明。图13是异常诊断标志、目标空燃比、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、以及对下游侧空燃比传感器41的施加电压的时间图。
在本实施方式中，也如一边参照图5一边已说明的那样，通常目标空燃比被交替变更为浓设定空燃比AFTrich和稀设定空燃比AFTlean。在图13所示的例子中，示出了在时刻t1，为了开始异常诊断而将目标空燃比设为理论空燃比之前，在将目标空燃比交替变更为浓空燃比和稀空燃比的通常控制时目标空燃比为浓设定空燃比AFTrich的情况。
在图13所示的例子中，在时刻t1，为了开始异常诊断，目标空燃比从浓设定空燃比AFTrich变更为理论空燃比(14.6)。上游侧空燃比传感器的输出空燃比AFup随之变化为理论空燃比。另一方面，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为理论空燃比。另外，在本实施方式中，当开始进行异常诊断时，对下游侧空燃比传感器41的施加电压V被设为第4电压V4(例如0.45V)。在此，第四电压V4是在下游侧空燃比传感器41没有发生异常的情况下在下游侧空燃比传感器41周围流通着理论空燃比的排气的状态下产生的临界电流区域内的电压。
然后，在本实施方式中，从自时刻t1经过了预定的时间Δt0的时刻t2起到预定的恒定时间Δt内，对下游侧空燃比传感器41的施加电压被维持为恒定。在此，时间Δt0被设为例如如在时刻t1下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓空燃比这样的情况下目标空燃比也变更为理论空燃比的结果是下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比所需要的时间。
然后，在本实施方式中，在从时刻t2开始经过了预定的恒定时间Δt的时刻t3，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压V下降为第三电压V3(例如0.1V)。在此，第三电压V3是在下游侧空燃比传感器41没有发生异常的情况下在下游侧空燃比传感器41周围流通着理论空燃比的排气的状态下产生的比例区域Wip内的电压。在本实施方式中，从对下游侧空燃比传感器41的施加电压V被变更为第三电压V3的时刻t3开始在预定的恒定时间Δt内，对下游侧空燃比传感器41的施加电压被维持为恒定。
在图13所示的例子中，在从时刻t3开始经过了预定的恒定时间Δt的时刻t4，异常诊断完成。因此，在时刻t4，使对下游侧空燃比传感器41的施加电压上升为通常控制用的电压(例如0.45V)，并且目标空燃比也回到浓设定空燃比AFTrich，然后进行图5所示的通常控制。
在此，在本实施方式中，也在下游侧空燃比传感器41为正常时，预先通过实验或计算来检测出或算出在下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比为理论空燃比的状态下对下游侧空燃比传感器41的施加电压V为临界电流区域内的电压V4时的输出电流，将其作为临界电流区域内正常值。同样地，在下游侧空燃比传感器41为正常时，预先通过实验或计算来检测出或算出在下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比为理论空燃比的状态下对下游侧空燃比传感器41的施加电压V为比例区域内的电压V3时的输出电流，将其作为临界电流区域外正常值。
另外，在进行了如图13所示那样的控制时，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值大致一致、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值大致一致的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41为正常。另外，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值之差为基准值以上、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值之差为基准值以上的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41产生了偏移偏差。
另一方面，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值之差为基准值以上、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值大致一致的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41产生了倾斜偏差。另外，在时刻t2～t3的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域内正常值大致一致、且时刻t3～t4的下游侧空燃比传感器41的输出电流I的检测值与对应的临界电流区域外正常值之差为基准值以上的情况下，判断为下游侧空燃比传感器41产生了基准气体异常。
再者，图13示出了将目标空燃比恒定地维持为理论空燃比的情况，但也可以将目标空燃比维持为理论空燃比以外的空燃比。但是，在该情况下，在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比稳定之前上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量需要达到最大可吸藏氧量或零。因而，在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比收敛所需的时间即时间Δt0被设为较长的时间。
根据本实施方式，通过如上述那样在对空燃比传感器40、41施加了临界电流区域内的电压和比例区域内的电压的状态下检测空燃比传感器的输出电流，能够区别不同的异常模式，特别是能够区别由偏移偏差造成的异常和由除此之外的原因造成的异常。
另外，在第一实施方式中，在燃料切断控制期间或恢复后浓控制期间进行异常诊断。但是，燃料切断控制和恢复后浓控制是根据内燃机运转状态来执行的，根据情况也有时长期间不执行。因而，也有长期间不能执行异常诊断的情况。与此相对，在本实施方式中，暂时地中断通常控制而将目标空燃比维持为恒定的值即可，因此在任何定时下都能够进行异常诊断。
再者，在上述第二实施方式中，在进行异常诊断时，将目标空燃比维持为预定的恒定的空燃比。但是，也可以在进行异常诊断时使目标空燃比在浓空燃比和稀空燃比之间交替地以短间隔切换。当将目标空燃比这样地在浓空燃比和稀空燃比之间交替地以短间隔切换时，排气中的未燃烧气体或空气由上游侧排气净化催化剂20去除。因而，在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比被恒定地维持为理论空燃比。在该情况下，需要将目标空燃比在浓空燃比和稀空燃比之间交替变更以使得上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量被维持为比零多且比最大可吸藏氧量少的量。
＜流程图＞
图14示出了进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断的控制程序的流程图。图示的控制程序通过恒定时间间隔的***来进行。
如图14所示，首先，在步骤S31中，判定异常诊断的执行条件是否成立。在步骤S31中判定为异常诊断的执行条件不成立的情况下，进入步骤S32。在步骤S32中，不同的电压的施加次数i被重置为1，第1～n次的电压施加时的输出电流I(0)～I(n)被重置为0，控制程序结束。
而在步骤S31中判定为异常诊断的执行条件成立的情况下，进入步骤S33。在步骤S33中，目标空燃比被设为理论空燃比(14.6)。接着，在步骤S34中，与步骤S14同样地，对下游侧空燃比传感器41的施加电压V被设为第i次的施加电压V(i)。接着，在步骤S35中，判定不同的电压的施加次数i是否为2以上，在施加次数i为1次时进入步骤S36。在步骤S36中，判定从将目标空燃比设定为理论空燃比开始起算的经过时间是否为上述的规定的时间Δt0以上。在步骤S36中判定为从将目标空燃比设定为理论空燃比开始起算的经过时间小于上述的规定的时间Δt0的情况下，即，判定为有在下游侧空燃比传感器41周围流通的排气的空燃比不稳定的情况的情况下，控制程序结束。
而在步骤S36中判定为经过时间为规定的时间Δt0以上的情况下，从步骤S36进入步骤S37。在步骤S37中，判定自被判定为从将目标空燃比设定为理论空燃比开始起算的经过时间为规定的时间Δt0以上开始的经过时间是否为预定的恒定时间Δt以上。在步骤S37中判定为经过时间为恒定时间Δt以上时，从步骤S37进入步骤S38。在步骤S38中，算出经过恒定时间Δt的期间的下游侧空燃比传感器41的输出I的平均值，该平均值被作为施加了第i次的施加电压V(i)时的输出电流I(i)。接着，在步骤S39中，判定不同的电压的施加次数i是否为n次以上。在目前的不同的电压的施加次数i比n少的情况下，进入步骤S40。在步骤S40中，对不同的电压的施加次数i加上1，控制程序结束。
当对不同的电压的施加次数i加上1从而不同的电压的施加次数成为2时，在接下来的控制程序中，从步骤S35进入步骤S41。在步骤S41中，判定从施加电压变更后下游侧空燃比传感器41的输出电流I是否稳定。在步骤S41中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流I不稳定的情况下，控制程序结束。而当下游侧空燃比传感器41的输出电流I稳定时，从步骤S41进入步骤S37。然后，经过步骤S37和S38，进入步骤S39。在步骤S39中，再次判定不同的电压的施加次数i是否为n次以上，在n为2时判定为不同的电压的施加次数i为n次以上。另一方面，在n为3以上时，反复进行步骤S31～S38，直到不同的电压的施加次数成为n次为止。在步骤S39中判定为不同的电压的施加次数i为n次以上的情况下，进入步骤S42。
在步骤S42中，基于在步骤S38中算出的输出电流I(0)～I(n)，将它们如上述那样与正常值比较，来判定下游侧空燃比传感器41的异常模式。接着，在步骤S43中，不同的电压的施加次数i被重置为1，第1～n次的电压施加时的输出电流被重置为0。接着，在步骤S44中，目标空燃比被设定为通常控制的目标空燃比，控制程序结束。

Claims (11)

1.一种空燃比传感器的异常诊断装置，所述空燃比传感器设置在内燃机的排气通路中，且产生与空燃比对应的临界电流，
所述空燃比传感器的异常诊断装置具备检测所述空燃比传感器的输出电流的电流检测部、和控制对所述空燃比传感器的施加电压的施加电压控制装置，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比成为预定的恒定的空燃比时，对所述空燃比传感器施加产生临界电流的临界电流区域内的电压和该临界电流区域外的电压，基于此时由电流检测部检测到的所述空燃比传感器的输出电流来判断所述空燃比传感器产生的异常的种类。
2.根据权利要求1所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述临界电流区域外的电压是比该临界电流区域的电压低且输出电流随着施加电压的上升而上升的比例区域内的电压。
3.根据权利要求1或2所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
在所述空燃比传感器为正常的情况下，预先检测出或预先算出：在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对该空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的输出电流以及施加了所述临界电流区域外的电压时的输出电流，将其分别作为临界电流区域内正常值以及临界电流区域外正常值，
基于在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域内正常值之差、以及在该状态下对所述空燃比传感器施加了该临界电流区域外的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域外正常值之差，来判断所述空燃比传感器产生的异常的种类。
4.根据权利要求3所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域内正常值之差为预定的临界电流区域内时基准值以上、且在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域外的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域外正常值之差为预定的临界电流区域外时基准值以上的情况下，判断为所述空燃比传感器产生了偏移偏差，即，相对于在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比，所述空燃比传感器的输出电流整体性地产生偏差。
5.根据权利要求3或4所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域内的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域内正常值之差为预定的临界电流区域内时基准值以上、且在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的状态下对所述空燃比传感器施加了所述临界电流区域外的电压时的所述空燃比传感器的输出电流的检测值与所述临界电流区域外正常值之差小于预定的临界电流区域外时基准值的情况下，判断为所述空燃比传感器产生了倾斜偏差，即，相对于在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比的变化的所述空燃比传感器的输出电流的变化的程度产生偏差。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述内燃机具备配置在其排气通路中的排气净化催化剂、配置在该排气净化催化剂的排气流动方向上游侧的所述排气通路中的上游侧空燃比传感器、和配置在所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧的所述排气通路中的下游侧空燃比传感器，该下游侧空燃比传感器由所述临界电流式的空燃比传感器构成。
7.根据权利要求1～5的任一项所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述内燃机具备配置在其排气通路中的排气净化催化剂、配置在该排气净化催化剂的排气流动方向上游侧的所述排气通路中的上游侧空燃比传感器、和配置在所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧的所述排气通路中的下游侧空燃比传感器，所述上游侧空燃比传感器由所述临界电流式的空燃比传感器构成。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述内燃机能够执行在该内燃机的工作期间停止向燃烧室供给燃料的燃料切断控制，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间是所述燃料切断控制的执行期间。
9.根据权利要求7所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述内燃机能够执行在该内燃机的工作期间停止向燃烧室供给燃料的燃料切断控制、和在该燃料切断控制结束后将向所述排气净化催化剂流入的排气的空燃比控制为比理论空燃比浓的浓空燃比的恢复后浓控制，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间是所述恢复后浓控制的执行期间。
10.根据权利要求7所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述内燃机进行着反馈控制使得所述上游侧空燃比传感器的输出空燃比成为目标空燃比，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间是所述目标空燃比被恒定地维持为规定的空燃比的期间。
11.根据权利要求7所述的空燃比传感器的异常诊断装置，
所述内燃机进行着反馈控制使得所述上游侧空燃比传感器的输出空燃比成为目标空燃比，
在所述空燃比传感器周围流通的排气的空燃比被维持为所述预定的恒定的空燃比的期间，是所述目标空燃比在比理论空燃比浓的浓空燃比与比理论空燃比稀的稀空燃比之间交替变更以使得所述排气净化催化剂的氧吸藏量被维持为比零多且比最大可吸藏氧量少的量的期间。
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