JP6237057B2 - ガスセンサ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスセンサ制御装置に関するものである。

例えば車両用エンジンでは、同エンジンから排出される排気を検出対象として酸素濃度を検出する起電力出力型のガスセンサが一般に用いられている。このガスセンサは、排気の空燃比がリッチかリーンかで異なる起電力信号を出力する起電力セルを有するものであり、具体的には、空燃比がリッチであれば約０．９Ｖの起電力信号を出力し、空燃比がリーンであれば約０Ｖの起電力信号を出力する。

こうしたガスセンサでは、排気の空燃比がリッチ／リーンで変化する際に実際の空燃比変化に対してセンサ出力が遅れを伴い変化することが問題視されており、その出力特性を改善すべく種々の技術が提案されている。

例えば特許文献１のガスセンサ制御装置では、一対のセンサ電極の少なくともいずれかに定電流回路を接続する構成とし、ガスセンサの出力特性を変更する変更要求が有ると判定された場合に、その変更要求に基づいて定電流の向きを決定するとともに、該決定した向きで定電流が流れるように定電流回路を制御するようにしている。そして、その定電流の供給により、ガスセンサの出力特性を好適に制御するようにしている。

特開２０１２−６３３４５号公報

一方で、ガスセンサについて異常診断を実施する技術が各種提案されており、例えば、センサ出力が変化する際に所定時間内における出力変化量（変化の速さ）に基づいて出力応答性に関する異常診断を実施することが検討されている。しかしながら、上記のとおりガスセンサに定電流を流すようにした構成では、例えばストイキ値よりもリッチ側で空燃比を制御する場合に、定電流を流さない場合に比べてセンサ出力が小さくなり（すなわちストイキ値である０．４５Ｖに近づくようになり）、結果として異常診断パラメータとして用いることができる出力変化量が小さくなってしまうことが考えられる。そして、異常診断パラメータが小さくなることで、異常診断の精度低下が生じることが懸念される。

本発明は、ガスセンサの出力特性の改善を図りつつも、異常診断の精度を高めることができるガスセンサ制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明のガスセンサ制御装置は、固体電解質体（３２）と該固体電解質体を挟む位置に設けられる一対の電極（３３，３４）とを用いてなる起電力セル（３１）を有し、内燃機関（１０）の排気を検出対象として該排気の空燃比に応じた起電力の信号を出力するガスセンサ（１７）に適用される。そして、前記起電力セルに定電流を供給する定電流供給手段（４３）と、前記起電力セルの出力特性を変更すべく、前記定電流供給手段による前記起電力セルへの定電流供給を行わせる制御手段（４１）と、前記起電力セルの起電力出力が変化する際においてその起電力出力の変化態様に基づいて前記起電力セルの出力応答性に関する異常診断を実施する異常診断手段（４１）と、を備え、前記制御手段は、前記異常診断手段による異常診断を実施する際、その異常診断の実施前に前記定電流供給手段による定電流供給の制限を実施することを特徴とする。

起電力セルに定電流を流すと、空燃比（排気中の酸素濃度）が同じであっても定電流の向きに応じて起電力出力（電圧値）が大きくなるか又は小さくなる。この場合、定電流を流した状態では、起電力出力の変化態様（例えば所定時間当たりの出力変化幅）に基づいて起電力セルの異常診断を実施する際に、出力変化可能な幅が小さくなってしまい、異常診断の精度低下が懸念される。この点、上記構成では、異常診断の実施前に定電流供給を制限するようにしたため、定電流供給の状態に比べて、異常診断に際して起電力出力の変化幅を大きくすることが可能となる。例えば、定電流の供給により起電力出力がストイキ値に近づいている場合に、そのストイキ値から遠ざけることが可能となる。これにより、起電力出力の変化幅として所望の変化幅を確保することができ、異常診断の精度を高めることができる。

具体的には、例えば図７の出力特性図において定電流供給による特性変化に伴い起電力出力がＹ１値→Ｙ２値に変化している場合に、起電力出力をＹ１値に戻すことができる。これにより、空燃比をリーン変化させる際の起電力出力の変化態様（変化幅）に基づいて異常診断を実施する場合に、その異常診断の精度を高めることができる。

エンジン制御システムの全体を示す概略構成図。 センサ素子の断面構成とセンサ制御部の概略構成とを示す図。 空燃比とセンサ素子の起電力との関係を示す起電力特性図。 第１触媒の浄化特性とＯ2センサの出力特性とを示す図。 第１触媒の浄化特性とＯ2センサの出力特性とを示す図。 センサ素子におけるガス成分の反応を説明するための概略図。 所定の定電流を流す場合におけるセンサ出力特性を説明するための図。 燃料カットの処理手順を示すフローチャート。 異常診断の処理手順を示すフローチャート。 異常診断の実施の様子をより具体的に示すタイムチャート。 異常診断の処理手順の一部を示すフローチャート。 延長時間を設定するための図。

以下、本発明のガスセンサ制御装置を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、車載エンジン（内燃機関）の排気管に設けられたガスセンサを用い、そのガスセンサの出力に基づいてエンジンの各種制御等を実施するエンジン制御システムについて説明する。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施する。図１は、本システムの全体概要を示す構成図である。

図１において、エンジン１０は、例えばガソリンエンジンであり、電子制御式のスロットルバルブ１１や、燃料噴射弁１２、点火装置１３等を備えている。エンジン１０の排気管１４（排気部）には排気浄化装置としての触媒１５ａ，１５ｂが設けられている。触媒１５ａ，１５ｂは、例えばいずれも三元触媒よりなり、そのうち触媒１５ａが上流側触媒としての第１触媒、触媒１５ｂが下流側触媒としての第２触媒である。三元触媒は、周知のとおり排気の有害三成分であるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（ＮＯ等の窒素酸化物）を浄化するものであり、ハニカム状、格子状等をなすセラミックス製の担体に白金、パラジウム、ロジウム等の金属を担持させることで構成されている。この場合、三元触媒ではリッチ成分であるＣＯ、ＨＣが酸化作用により浄化され、リーン成分であるＮＯｘが還元作用により浄化される。

第１触媒１５ａの上流側にはＡ／Ｆセンサ１６が設けられ、触媒１５ａ，１５ｂの間（第１触媒１５ａの下流側でかつ第２触媒１５ｂの上流側）にはＯ2センサ１７が設けられている。Ａ／Ｆセンサ１６は、排気の空燃比に略比例するＡ／Ｆ信号を出力する。また、Ｏ2センサ１７は、排気の空燃比がリッチかリーンかに応じて異なる起電力信号を出力する。

その他、本システムには、スロットルバルブ１１の開度を検出するスロットル開度センサ２１や、エンジンの所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ２２、エンジン１０の吸入空気量を検出する空気量センサ２３、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ２４等の各種センサが設けられている。図示は省略するが、上記以外に、気筒内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ、アクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ、エンジン潤滑油の温度を検出する油温センサ等が設けられている。これらの各センサが運転状態検出手段に相当する。

ＥＣＵ２５は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（マイコン）を主体として構成されており、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ２５は、上記各種センサ等から各々信号を入力し、それらの各種信号に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算して燃料噴射弁１２や点火装置１３の駆動を制御する。

特に燃料噴射量制御に関して、ＥＣＵ２５は、第１触媒上流側のＡ／Ｆセンサ１６の検出信号と、第１触媒下流側のＯ2センサ１７の検出信号とに基づいて空燃比フィードバック制御を実施することとしている。すなわち、ＥＣＵ２５は、Ａ／Ｆセンサ１６により検出される実空燃比（触媒上流側の実空燃比）が、エンジン運転状態に基づいて設定される目標空燃比になるようにメインフィードバック制御を実施するとともに、Ｏ2センサ１７により検出される実空燃比（触媒下流側の実空燃比）が、目標空燃比になるようにサブフィードバック制御を実施する。サブフィードバック制御では、例えば、触媒下流側の実空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、メインフィードバック制御の目標空燃比を修正したり同メインフィードバック制御のフィードバック補正量を修正したりする。空燃比制御として、ＥＣＵ２５は、例えば目標空燃比をストイキ（理論空燃比）又はその付近とするストイキフィードバック制御を実施する。

また、ＥＣＵ２５は、例えば車両のアクセルペダルの踏込みが解除されたこと（アクセルオフであること）を燃料カット条件として燃料カットを実施する。この場合、燃料カットの実施時には燃料噴射及び点火がいずれも休止される。

次に、第１触媒下流側のＯ2センサ１７についてその構成を説明する。Ｏ2センサ１７はコップ型構造のセンサ素子３１を有しており、図２にはセンサ素子３１の断面構成を示す。実際には当該センサ素子３１は素子全体がハウジングや素子カバー内に収容される構成となっており、エンジン排気管内に配設されている。センサ素子３１が起電力セルに相当する。

センサ素子３１において、固体電解質層３２は断面コップ状に形成されており、その外表面には排気側電極３３が設けられ、内表面には大気側電極３４が設けられている。これら各電極３３，３４は固体電解質層３２の表面に層状に設けられている。固体電解質層３２は、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、ＴｈＯ2、Ｂｉ2Ｏ3等にＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3等を安定剤として固溶させた酸素イオン伝導性酸化物焼結体からなる。また、各電極３３，３４は共に白金等の触媒活性の高い貴金属からなり、その表面には多孔質の化学メッキ等が施されている。各電極３３，３４が一対の対向電極（センサ電極）となっている。固体電解質層３２にて囲まれる内部空間は大気室３５（基準室）となっており、その大気室３５内にはヒータ３６が収容されている。ヒータ３６は、センサ素子３１を活性化するに十分な発熱容量を有しており、その発熱エネルギによりセンサ素子全体が加熱される。Ｏ2センサ１７の活性温度は、例えば５００〜６５０℃程度である。なお、大気室３５は、大気が導入されることでその内部が所定酸素濃度に保持されている。

上記センサ素子３１では、固体電解質層３２の外側（電極３３側）が排気雰囲気、同内側（電極３４側）が大気雰囲気となっており、これら双方の酸素濃度の差（酸素分圧の差）に応じて電極３３，３４間で起電力が発生する。つまり、空燃比がリッチかリーンかで異なる起電力が発生する。この場合、基準側電極である大気側電極３４からすれば、排気側電極３３の側は酸素が低濃度であり、センサ素子３１において大気側電極３４を正側、排気側電極３３を負側として起電力が発生する。これにより、Ｏ2センサ１７は、排気の酸素濃度（すなわち空燃比）に応じた起電力信号を出力する。

図３は、排気の空燃比とセンサ素子３１の起電力との関係を示す起電力特性図である。図３において、横軸は空気過剰率λであり、λ＝１がストイキ（理論空燃比）である。センサ素子３１は、空燃比がリッチかリーンかで異なる起電力を発生し、ストイキ付近で起電力が急変する特性を有する。具体的には、リッチ時のセンサ起電力は約０．９Ｖであり、リーン時のセンサ起電力は約０Ｖである。

図２において、センサ素子３１にはセンサ制御部４０が接続されており、排気の空燃比（酸素濃度）に応じてセンサ素子３１にて起電力が発生すると、その起電力に相当するセンサ検出信号（起電力信号）がセンサ制御部４０内のマイコン４１に対して出力される。マイコン４１はセンサ素子３１の起電力信号に基づいて空燃比を算出する。センサ制御部４０は、図１に示すＥＣＵ２５内に設けられている。なお、ＥＣＵ２５においては、エンジン制御機能とセンサ制御機能とを有する演算手段としてマイコン４１が設けられている。この場合、マイコン４１は、上述した各種センサの検出結果に基づいて、エンジン回転速度や吸入空気量を算出する。ただし、ＥＣＵ２５において、エンジン制御用のマイコンとセンサ制御用のマイコンとが別々に設けられる構成であってもよい。

また、マイコン４１は、センサ素子３１の活性状態の判定を行うとともに、その判定結果に基づき、駆動部４２を通じてヒータ３６の駆動を制御する。その活性判定及びヒータ制御については周知であるため、ここでは簡単に説明する。マイコン４１は、センサ素子３１に印加する電圧又は電流を交流的に変化させ、それに応じて生じる電流変化又は電圧変化を検出する。そして、その電流変化又は電圧変化に基づいてセンサ素子３１の素子抵抗（素子インピーダンス）を算出するとともに、その素子抵抗に基づいてヒータ３６の通電制御を実施する。このとき、センサ素子３１の活性状態（すなわち素子温）と素子抵抗とには相関があり、素子抵抗が所定の目標値に制御されることで、センサ素子３１が所望の活性状態（活性温度５００〜６５０℃となる状態）に維持される。ヒータ制御として、例えば素子温フィードバック制御が実施されるとよい。

ところで、エンジン１０の運転時には、排気の実空燃比が逐次変化し、例えばリッチとリーンとで繰り返し変化することがある。こうした実空燃比の変化に際し、Ｏ2センサ１７の出力とリーン成分であるＮＯｘの存在（ＮＯｘの浄化域）との関係において対応のずれがあると、それに起因して都度のエミッション性能に影響が及ぶことが懸念される。例えば、エンジン１０の高負荷運転時（車両加速時）において排気中のＮＯｘ量が意図よりも増えてしまう等が生じる。

本実施形態では特に、起電力出力型のＯ2センサ１７の出力特性と、その上流側に設けられる第１触媒１５ａの排気浄化特性との関係に基づいてＯ2センサ１７の検出態様を変更するようにしており、その詳細な構成について以下に説明する。図４は、三元触媒である第１触媒１５ａの浄化特性とＯ2センサ１７の出力特性とを示す図であり、具体的には、
・第１触媒１５ａにおいて排気の有害三成分であるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの浄化率と空燃比との関係、
・触媒下流側における上記三成分のガス濃度及び酸素濃度と空燃比との関係、
・Ｏ2センサ１７の排気側電極３３の表面付近における上記三成分のガス濃度及び酸素濃度と空燃比との関係、
・Ｏ2センサ１７の起電力出力と空燃比との関係、
をそれぞれ示している。

第１触媒１５ａ（三元触媒）は、周知のとおりストイキ（空気過剰率λ＝１）となる付近で上記三成分の浄化率がいずれも高くなる浄化ウィンドウを有している。また、触媒下流側における上記三成分及び酸素の濃度を見ると、ストイキ付近において、リッチ成分（ＣＯ，ＨＣ）の濃度と酸素濃度とが等しくなる反応平衡点Ａ１が存在する一方、触媒下流にＮＯｘ（ＮＯ）が流出し始めるＮＯｘ流出点Ａ２が存在することが分かる。この場合、ＮＯｘ流出点Ａ２の方が反応平衡点Ａ１よりもリッチ側にあり、これら両者の間にはΔＡの隔たりが有るのが分かる。つまり、第１触媒１５ａは、その浄化特性として、リッチ成分及び酸素の平衡点となる反応平衡点Ａ１（第１空燃比点に相当）よりもリッチ側に、ＮＯｘが流出し始めるＮＯｘ流出点Ａ２（第２空燃比点に相当）を有している。反応平衡点Ａ１はリッチ成分及び酸素の平衡特性における変曲点であり、ＮＯｘ流出点Ａ２はＮＯｘの流出濃度特性における変曲点であるとも言える。

こうしてＡ１点、Ａ２点のずれが生じる理由としては以下が考えられる。エンジン運転中においてＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ、Ｏ2を含む排気が第１触媒１５ａに導入される場合には、第１触媒１５ａからＣＯ、ＨＣに加えてＮＯｘが同時に流出されることがあると考えられる。例えば三元触媒の浄化ウィンドウの領域にあっても、詳細に見れば多少なりともＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘが流出する。この場合、Ｏ2は、ＣＯ、ＨＣとの平衡がとられながら流出する（ＣＯ、ＨＣの濃度≒０で流出し始める）のに対し、ＮＯｘは、ＣＯ、ＨＣの反応とは別に触媒下流側に流出するため、Ａ１点、Ａ２点のずれが生じる。

また、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近における上記三成分及び酸素の濃度は、触媒下流側と同様になっている。この場合、Ａ１よりもリッチ側では、酸素に対してリッチ成分（ＣＯ，ＨＣ）が多く存在し、Ａ１よりもリーン側ではリッチ成分に対して酸素が多く存在する。したがって、Ｏ2センサ１７の起電力出力について言えば、第１触媒１５ａの反応平衡点Ａ１を境にして、リッチ信号（０．９Ｖ）及びリーン信号（０Ｖ）のいずれかの起電力信号が出力される。この場合、Ｏ2センサ１７におけるリッチ成分及び酸素の反応平衡点が、第１触媒１５ａにおける反応平衡点Ａ１に一致していると言える。また、ＮＯｘは、Ａ１よりもリッチ側においても存在するものとなっている。

Ｏ2センサ１７の排気側電極付近においては、排気中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘについて下記の反応式に基づく酸化反応及び還元反応が生じる。
ＣＯ＋０．５Ｏ2→ＣＯ2 …（１）
ＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ …（２）
ＣＯ＋ＮＯ→ＣＯ2＋０．５Ｎ2 …（３）
また、上記（１）〜（３）の化学反応の平衡定数をそれぞれｋ１，ｋ２，ｋ３とすると、ｋ１，ｋ２＞＞ｋ３の関係となっている。

この場合、Ｏ2センサ１７では、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ、Ｏ2等のガス反応によって平衡点（起電力出力＝０．４５Ｖの点）が決定される。ただし、平衡定数の違いにより、ＣＯ、ＨＣとＯ2との反応が排気側電極３３の主反応となっている。

そして、第１触媒１５ａの排気浄化特性において上記の隔たりΔＡが存在しており、さらにそのΔＡがＯ2センサ１７の出力特性に影響を及ぼしていることで、第１触媒１５ａからＮＯｘの流出が生じてもＯ2センサ１７の出力自体はそのＮＯｘ流出に対応したものでなくなる。これにより、ＮＯｘ流出を把握できず、結果としてＮＯｘ排出量が増えてしまうことが懸念される。

そこで本実施形態では、Ｏ2センサ１７のセンサ素子３１において一対の電極３３，３４の間に所定の電流を流し、それによりＯ2センサ１７の排気側電極付近においてリッチ成分の濃度を減らすとともに酸素濃度を増やすようにしている。つまり、図５に示すように、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近におけるガス反応の平衡点を、Ａ１からＡ３に変更するようにしている。図５では、図４との比較において、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近におけるＣＯ、ＨＣ、Ｏ2の濃度特性がいずれもリッチ側にシフトしている。これにより、Ｏ2センサ１７の出力特性が変更され、第１触媒１５ａからＮＯｘが流出する場合においてＯ2センサ１７の出力をＮＯｘ流出に対応させたものにすることができる。

一対の電極３３，３４の間に電流を流すことでセンサ出力特性が変更される原理は以下のとおりである。図６に示すように、Ｏ2センサ１７の排気側電極３３の付近には、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ、Ｏ2がそれぞれ存在しており、その状況下で、固体電解質層３２を通じて大気側電極３４から排気側電極３３に酸素イオンが移動するように、センサ素子３１に電流を流す。すなわち、センサ素子３１において酸素ポンピングを実施する。この場合、排気側電極３３では、固体電解質層３２を通じて排気側電極３３の側に移動した酸素がＣＯ、ＨＣと反応し、ＣＯ2やＨ2Ｏが生成される。これにより、排気側電極３３の付近におけるＣＯ、ＨＣが除去され、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近におけるガス反応の平衡点がリッチ側にシフトする。

次に、Ｏ2センサ１７に関する制御を実施するセンサ制御部４０の構成を説明する。センサ制御部４０の構成は図２に示すとおりであり、センサ制御部４０は、制御手段としてのマイコン４１を備えている。マイコン４１はセンサ素子３１から出力される起電力信号をＡ／Ｄ変換器等を介して取り込み、その起電力信号に基づいて排気の空燃比（特に触媒下流の空燃比）を算出する。また、センサ素子３１の大気側電極３４とマイコン４１とを電気的に接続する電気経路の途中には定電流供給手段としての定電流回路４３が接続されており、その定電流回路４３は、センサ素子３１が起電力を発生する際に、そのセンサ素子３１に所定の定電流を流すものとなっている。

定電流回路４３は、センサ素子３１において固体電解質層３２を通じて排気側電極３３から大気側電極３４に向けて定電流Ｉｃｓを流すことを可能とするものである。また、定電流回路４３はＰＷＭ駆動部を有しており、ＰＷＭ制御（デューティ制御）による電流量の調整が可能となっている。マイコン４１は、都度の通電要求に基づいて定電流回路４３の定電流量（通電量）を設定し、その定電流量で定電流Ｉｃｓが流れるよう定電流回路４３を制御する。

本実施形態では、第１触媒１５ａにおける、酸素流出に関する反応平衡点Ａ１と、ＮＯｘ流出に関するＮＯｘ流出点Ａ２とのずれに基づいて定電流の制御を行うこととしており、特にＯ2センサ１７の排気側電極付近におけるガス反応の平衡点がＮＯｘ流出点Ａ２又はその付近になるように定電流の制御を行うこととしている。これにより、第１触媒１５ａの浄化特性を基準にしてＯ2センサ１７の出力特性が変更されることになり、第１触媒１５ａからＮＯｘが流出する際には、その当初からＯ2センサ１７においてリーン信号が出力されるようになる。

ここで、ＮＯｘの排出抑制を図るべくそのロバスト性を確保する観点からすれば、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近におけるガス反応の平衡点を、ＮＯｘ流出点Ａ２よりもリッチ側にすることが望ましいと言える（図５参照）。具体的には、ＮＯｘ流出点Ａ２に対して空気過剰率λで０．１〜０．５％程度（より望ましくは０．１〜０．３％程度）リッチ側にして、弱リッチの状況にするとよい。

次に、Ｏ2センサ１７に関する出力応答性の異常診断について説明する。本実施形態では、センサ起電力（Ｏ2センサ１７の出力値）がストイキ値よりもリッチ側の第１所定値（例えば０．６Ｖ）以上となる状態で燃料カットが実施されたことを異常診断の実施条件（診断条件）としており、その実施条件の成立時に、センサ起電力の変化態様に基づいて異常診断を実施するようにしている。異常診断として具体的には、燃料カット状態になった後にセンサ起電力がリーン値（略０Ｖ）に向けて変化する際の所定時間内における出力変化量（変化の速さに相当）を異常診断パラメータとし、その異常診断パラメータに基づいて、Ｏ2センサ１７の応答性異常の有無を診断する。

図７は、定電流回路４３により所定の定電流Ｉｃｓを流す場合におけるセンサ出力特性を説明するための図であり、図７中のＬ１は定電流Ｉｃｓを流さない通常状態のセンサ出力特性、Ｌ２は定電流Ｉｃｓを流した状態でのセンサ出力特性である。なお、図７では説明の便宜上、出力特性線を直線的に示している。

図７では、Ｏ2センサ１７において、大気側電極３４から排気側電極３３への酸素ポンピングが生じる向きで定電流を流した場合の特性変化が示されており、特性変化を付与したＬ２では、Ｌ１に比べて全体的にリッチ側にシフトしている。またこのとき、定電流Ｉｃｓを流す状態では、センサ素子３１の内部抵抗（素子抵抗）と定電流回路４３により流れる定電流Ｉｃｓとに応じた電圧変化が生じ、Ｌ２ではセンサ起電力が全体に低電圧の側にシフトしている。この場合、ストイキよりもリッチ側の空燃比Ｘとなっている状態でのセンサ起電力を比較すると、通常の出力特性Ｌ１ではセンサ起電力が「Ｙ１」であるのに対し、出力特性Ｌ２ではセンサ起電力がＹ１よりも小さい「Ｙ２」となっている。

ここで、上述したように、異常診断パラメータとして、燃料カット状態での所定時間内における出力変化量を用いる場合には、センサ起電力の変化幅を極力大きくすることが望ましい。しかしながら、図７で示すとおり定電流Ｉｃｓを流すことでセンサ起電力が小さくなっている場合には、センサ起電力の変化幅が小さくなってしまう。この場合、異常診断の精度低下が懸念される。要するに、燃料カットに伴いセンサ起電力が増減変化する向きと、定電流Ｉｃｓの供給に伴うセンサ出力特性の変更によりセンサ起電力が増減変化する向きとは、いずれもセンサ起電力が減少する向き（電圧低下が生じる向き）であり、かかる場合にはセンサ起電力の変化幅が小さくなることに起因する診断精度の低下が懸念される。

また、センサ起電力がストイキ値よりもリッチ側の第１所定値以上の状態で燃料カットが実施されたことを異常診断の実施条件とする構成では、定電流Ｉｃｓの供給によりセンサ起電力が小さくなっていると、異常診断の実施条件が成立しにくくなり、異常診断の機会が損なわれる（すなわち異常診断の頻度が減る）ことが懸念される。

そこで本実施形態では、Ｏ2センサ１７の異常診断を実施する際に、その異常診断の実施前に一時的に定電流供給を停止し、その定電流供給を停止した状態下で異常診断を実施することとしている。図７で説明すれば、定電流供給による特性変化に伴いセンサ起電力がＹ１値→Ｙ２値に変化している場合に、定電流供給の停止によりセンサ起電力がＹ１値に戻される（ストイキ値に近づいている場合にストイキ値から遠ざけられる）。これにより、空燃比をリーン変化させる際のセンサ起電力の変化態様（変化幅）に基づいて異常診断を実施する場合に、その異常診断の精度が高められる。また、異常診断の機会が不要に損なわれることが抑制される。

次に、マイコン４１により実施される燃料カット処理と異常診断処理とについて詳しく説明する。図８は、燃料カットの処理手順を示すフローチャートであり、本処理はマイコン４１により所定周期で繰り返し実施される。

図８において、ステップＳ１１では、今現在、燃料カット中であるか否かを判定し、ステップＳ１２では、ＦＣ許可フラグがオンであるか否かを判定する。なお、ＦＣ許可フラグは、燃料カットの実施を許可する旨を表すフラグである。そして、ステップＳ１１，Ｓ１２が共にＮＯである場合にはステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、アクセルオフであること等、周知の燃料カット条件が成立しているか否かを判定する。そして、条件成立であればステップＳ１４に進み、ＦＣ許可フラグをセットする。

また、ステップＳ１１がＮＯであり、かつステップＳ１２がＹＥＳである場合にはステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、ＦＣ許可フラグがセットされてから所定の遅延時間が経過したか否かを判定する。そして、遅延時間の経過後であればステップＳ１６に進み、燃料カットを実施する。この遅延時間は、燃料カットの開始を一時的に待たせる待ち時間に相当する。

さらに、ステップＳ１１がＹＥＳである場合にはステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、アクセルオンであることや、エンジン回転速度が燃料カット停止値まで低下したこと等、周知の燃料カット終了条件が成立しているか否かを判定する。そして、条件成立であればステップＳ１８に進み、ＦＣ許可フラグをオフするとともに、燃料カットを終了する。

また、図９は、本実施形態における異常診断の処理手順を示すフローチャートであり、本処理はマイコン４１により所定周期で繰り返し実施される。

図９において、ステップＳ２１では、Ｏ2センサ１７の異常診断が開始された後であることを示す診断開始フラグがオフであるか否かを判定する。このとき、異常診断の開始前であれば診断開始フラグがオフであり、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、ＦＣ許可フラグがオンであるか否かを判定する。そして、ＦＣ許可フラグがオフであればそのまま本処理を終了し、ＦＣ許可フラグがオンであれば後続のステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、定電流回路４３による定電流Ｉｃｓの供給を停止させる。

その後、ステップＳ２４では、センサ起電力ＶＯＸが第１所定値Ｋ１以上になっているか否かを判定する。第１所定値Ｋ１はストイキ値よりもリッチ側の値であり、例えばＫ１＝０．６Ｖである。そして、ＶＯＸ＜Ｋ１であればそのまま本処理を終了し、ＶＯＸ≧Ｋ１であれば後続のステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、診断開始フラグをオンする。

その後、ステップＳ２６では、センサ起電力ＶＯＸが第２所定値Ｋ２未満になっているか否かを判定する。第２所定値Ｋ２は、ストイキ値よりもリッチ側の値で、かつ第１所定値Ｋ１よりもリーン側の値であり、例えばＫ２＝０．５５Ｖである。そして、ＶＯＸ≧Ｋ２であればそのまま本処理を終了し、ＶＯＸ＜Ｋ２であれば後続のステップＳ２７に進む。なお、ステップＳ２４でＶＯＸ≧Ｋ１であると判定された時点では、当然ながらステップＳ２６が否定されるが、ステップＳ２５でＦＣ許可フラグがオンされた後に燃料カットが開始されてセンサ起電力ＶＯＸが低下すると、ステップＳ２６が肯定される。ステップＳ２７では、センサ起電力ＶＯＸが第２所定値Ｋ２未満になった以降の時間を計測するための診断カウンタを１インクリメントする。

その後、ステップＳ２８では、所定周期で更新されるセンサ起電力ＶＯＸに基づいて、センサ起電力の最小値ＶＯＸｍｉｎを算出する。このとき、ＶＯＸの前回値と今回値とを比較し、今回値＜前回値であればＶＯＸｍｉｎを今回値で更新する、というようにしてＶＯＸｍｉｎを算出するとよい。

その後、ステップＳ２９では、診断カウンタの値が所定値ＴＡに到達したか否かを判定する。そして、診断カウンタ＝ＴＡであればステップＳ３０に進み、センサ起電力の最小値ＶＯＸｍｉｎが所定の異常判定値Ｋ３よりも大きいか否かを判定する。異常判定値Ｋ３は、所定時間内（ＴＡ期間内）におけるセンサ起電力の変化量に基づいて、Ｏ2センサ１７の応答性異常の有無を判定するための判定値であり、Ｋ３＝Ｋ２−αの値（例えば０．１Ｖ）として定められている。この場合、ＶＯＸｍｉｎ≦Ｋ３であることは、ＴＡ期間内において正常な応答変化が生じていることを意味し、ＶＯＸｍｉｎ＞Ｋ３であることは、ＴＡ期間内において正常な応答変化が生じていないことを意味する。なお、ステップＳ２９，Ｓ３０の処理は、要するにセンサ起電力ＶＯＸの減少速度の大きさを判定する処理に相当する。

そして、ＶＯＸｍｉｎ≦Ｋ３であればステップＳ３１に進み、Ｏ2センサ１７が正常である旨を判定する。続くステップＳ３２では、定電流回路４３による定電流Ｉｃｓの供給を再開する。また、ＶＯＸｍｉｎ＞Ｋ３であればステップＳ３３に進み、Ｏ2センサ１７が異常である旨を判定する。続くステップＳ３４では、定電流回路４３による定電流Ｉｃｓの供給を再開させず停止状態のままとする。なお、診断開始フラグに関しては、ＦＣ許可フラグがオフに戻ったのに合わせてオフされるとよい。

上記図９の診断処理において、燃料カットが開始されてからの時間を計測するステップを追加するとともに、ＶＯＸｍｉｎ＞Ｋ３であり（ステップＳ３０がＹＥＳであり）、かつ燃料カットが開始されてからの時間が所定時間よりも長いと判定された場合に、Ｏ2センサ１７が異常であると判定するようにしてもよい。

図１０は異常診断の実施の様子をより具体的に示すタイムチャートである。図１０において、タイミングｔ１以前はエンジン１０が通常の燃焼状態で制御されており、Ｏ2センサ１７（センサ素子３１）に対して定電流回路４３から定電流Ｉｃｓが供給される状態となっている。この状態では、空燃比がストイキ付近（詳細には弱リッチ空燃比）でフィードバック制御されており、センサ起電力ＶＯＸはストイキ値付近の値（例えば図７のＹ２値）となっている。なお、Ｏ2センサ１７に対する定電流の供給は、エンジン始動後においてＯ2センサ１７が所定の活性状態になった後に継続的に実施されているとよい。

そして、タイミングｔ１でアクセルペダルの踏込み解除等により燃料カット条件が成立すると、ＦＣ許可フラグがセットされる。また、そのフラグセットに伴い定電流回路４３からの定電流Ｉｃｓの供給が停止される。この場合、定電流Ｉｃｓの供給停止に伴いＯ2センサ１７に付与されていた特性変化が解除され、センサ起電力ＶＯＸが次第に増加する。図７で言えば、センサ起電力がＹ２値からＹ１値に変化する。

このとき、燃料カット条件が成立した時点ではセンサ起電力ＶＯＸが第１所定値Ｋ１（０．６Ｖ）未満であっても、定電流Ｉｃｓの供給停止により、タイミングｔ２でセンサ起電力ＶＯＸが第１所定値Ｋ１以上となる。これにより、診断開始フラグがセットされる。その後、タイミングｔ１から所定の遅延時間が経過したタイミングｔ３では燃料カットが開始される。こうして燃料カットの開始を遅延させる処理は、定電流の供給停止に伴いセンサ起電力ＶＯＸが増加するのを一旦待って燃料カットを実施する構成に相当する。なお、燃料カットの開始後には、排気輸送遅れ等が生じた後にセンサ起電力ＶＯＸが低下し始める。

そして、タイミングｔ４では、センサ起電力ＶＯＸが第２所定値Ｋ２未満になり、ｔ４以降、ＶＯＸｍｉｎが逐次算出される。その後、タイミングｔ４からＴＡ期間が経過したタイミングｔ５では、その時のＶＯＸｍｉｎに基づいてＯ2センサ１７の応答性異常が診断される。

タイミングｔ５では、定電流Ｉｃｓの供給が再開され、それに応じてセンサ起電力ＶＯＸが定電流Ｉｃｓの供給に伴う電圧変化分だけ上昇する。そして、タイミングｔ６では、燃料カット終了条件の成立に伴い燃料カットが終了し、エンジン１０の通常燃焼が再開される。タイミングｔ６では、ＦＣ許可フラグ及び診断開始フラグがオフされる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

Ｏ2センサ１７の異常診断の開始前に定電流供給を停止するようにした。換言すれば、定電流の供給停止後にＯ2センサ１７の異常診断を実施するようにした。そのため、定電流供給の状態に比べて、異常診断に際してセンサ起電力の変化幅を大きくすることが可能となる。この場合、センサ起電力の変化幅として所望の変化幅を確保することができ、異常診断の精度を高めることができる。

センサ起電力がストイキ値よりもリッチ側の第１所定値Ｋ１以上となる状態で燃料カットが実施されたことを診断条件とし、その診断条件が成立したと判定された場合に異常診断を実施する構成とした。これにより、異常診断時においてセンサ起電力の変化幅として十分量の変化を確保でき、異常診断の信頼性を高めることができる。

またここで、診断条件として、センサ起電力がリッチ側の第１所定値Ｋ１以上の状態で燃料カットが実施されたことが含まれている場合には、異常診断の機会が損なわれる（すなわち異常診断の頻度が減る）おそれがある。この点、異常診断の実施前に定電流供給が停止される構成であるため、センサ起電力≧Ｋ１の状態が得られやすくなり、異常診断の機会が不要に損なわれることを抑制できる。

燃料カットの実施時にＯ2センサ１７の異常診断が実施される構成において、定電流の供給停止に応じて起電力出力が増加するのを一旦待って燃料カットを実施する構成としたため、燃カット時においてセンサ起電力を確実にＫ１以上にすることができ、異常診断が実施される機会を確保できる。

燃料カット中において異常診断が完了した時点で定電流の供給が裁可される構成としたため、燃料カットの終了に伴いエンジン１０が燃焼状態に復帰した際にはその復帰直後から所望の空燃比制御を実施できる。

上述した定電流供給の制御によれば、第１触媒１５ａにおいてＮＯｘが流出し始める空燃比に対して、Ｏ2センサ１７の出力特性を合わせ込むことが可能となる。つまり、第１触媒１５ａからＮＯｘが流出する場合にそれに対応するＯ2センサ１７の起電力出力が生じるようにすることができる。その結果、Ｏ2センサ１７の出力特性を適正に変更し、ひいてはＮＯｘ排出の抑制を図ることができる。

そして、こうしてセンサ出力特性の変更によりＮＯｘ排出の抑制を図ること（すなわちセンサ出力特性の最適化）を可能にしつつも、上記のとおり異常診断時において定電流の供給制限を行うことで適正なる異常診断を実施することができる。

また、定電流回路４３により流れる定電流Ｉｃｓによれば、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近におけるガス反応の平衡点が、ＮＯｘ流出点Ａ２（第２空燃比点）又はその付近にシフトされる。これにより、Ｏ2センサ１７の出力を用いてＮＯｘ排出の抑制を図る上でより好適な構成を実現できる。

特に、Ｏ2センサ１７の排気側電極付近におけるガス反応の平衡点が、ＮＯｘ流出点Ａ２（第２空燃比点）に対して弱リッチになるように、定電流回路４３により定電流Ｉｃｓを流すことで、ＮＯｘの排出抑制を図る上でロバスト性を確保できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・上記実施形態では、異常診断の実施時において定電流回路４３からの定電流Ｉｃｓを停止することで定電流Ｉｃｓの供給を制限する構成としたが、これを変更し、定電流Ｉｃｓを低減することで定電流Ｉｃｓの供給を制限する構成としてもよい。例えば、定電流Ｉｃｓを１／２や１／３等に減らすことで、定電流Ｉｃｓの供給を制限することが可能である。

・上記実施形態では、燃料カットに伴いセンサ起電力が変化する場合にＯ2センサ１７の異常診断を実施する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、燃料カットが実施される状態以外で異常診断を実施してもよく、燃料噴射量の減量等により空燃比のリーン変化が生じる場合に異常診断を実施するようにしてもよい。

また、空燃比がリーン側に変化する場合だけでなく、空燃比がリッチ側に変化する場合に、センサ起電力の変化態様に基づいてＯ2センサ１７の異常診断を実施するようにしてもよい。また、定電流回路４３は、センサ出力特性をリーン側にシフトさせる向き（センサ起電力が増加する向き）で定電流を供給するものであってもよい。いずれにしても、異常診断時にセンサ起電力が増減変化する向きと、定電流の供給に伴うセンサ出力特性の変更によりセンサ起電力が増減変化する向きとが同じである場合に、異常診断に際して定電流供給を停止させるとよい。

・Ｏ2センサ１７の異常診断時にセンサ起電力が増減変化する向きと、定電流供給に伴うセンサ出力特性の変更によりセンサ起電力が増減変化する向きとが同じであるか否かを判定し、それらの向きが互いに同じである場合に、定電流供給を停止させるようにしてもよい。具体的には、図１１の処理がマイコン４１により実施されるとよい。なお図１１は図９の一部を変更し、要部のみを示すものである。

図１１において、診断開始フラグがオフ、かつＦＣ許可フラグがオンである場合に、ステップＳ４１では、燃料カットに伴いセンサ起電力が増減変化する向きと、定電流Ｉｃｓの供給に伴うセンサ出力特性の変更によりセンサ起電力が増減変化する向きとが同じであるか否かを判定し、それらの向きが互いに同じであればステップＳ２３に進んで定電流供給を停止させる。また、起電力変化の向きが相違していれば、ステップＳ２３を迂回する（すなわち定電流供給を停止させないようにする）。

・上記実施形態では、異常診断パラメータ（起電力出力の変化態様）として、所定時間内（診断カウンタ＝ＴＡ相当の時間内）の出力変化量を用いたが、これ以外であってもよい。例えば、センサ起電力ＶＯＸがＫ２になってからＫ３に達するまでの所要時間（Ｋ２→Ｋ３の変化時間）を異常診断パラメータとし、その所要時間が所定値以上であれば応答性異常が生じている旨を判定する構成であってもよい。

・燃料カット条件が成立してから燃料カットを実施するまでの遅延時間（図８のステップＳ１５の遅延時間）を、可変に設定する構成としてもよい。具体的には、図８のステップＳ１５において、燃料カット条件の成立時における定電流Ｉｃｓに基づいて遅延時間を可変に設定してもよい。この場合、図１２（ａ）に示すように、燃料カット条件の成立時における定電流Ｉｃｓが大きいほど、遅延時間を長くするとよい。又は、図８のステップＳ１５において、燃料カット条件の成立時におけるセンサ起電力ＶＯＸに基づいて遅延時間を可変に設定してもよい。この場合、図１２（ｂ）に示すように、燃料カット条件の成立時におけるセンサ起電力ＶＯＸが大きいほど、遅延時間を短くするとよい。遅延時間を可変設定することで、都度の状況に応じて適正な待ち時間で異常診断を開始でき、燃料カット中における異常診断時間を確保できる。ちなみに、燃料カット条件の成立時におけるセンサ起電力ＶＯＸが大きいことは、そのＶＯＸと第１所定値Ｋ１との差（Ｋ１−ＶＯＸ）が小さいことを意味する。

その他、燃料カット条件が成立した時点又はその直前のエンジン運転状態（エンジン回転速度やエンジン負荷）に基づいて遅延時間を設定することも可能である。このとき、高回転であるほど、又は高負荷であるほど、遅延時間を短くするとよい。

・燃料カット条件の成立後において所定の遅延時間の経過を待って燃料カットを実施する構成に代えて、センサ起電力ＶＯＸがＫ１以上であると判定されたことに基づいて、燃料カットを実施する構成であってもよい。

・燃料カット時に定電流供給を停止（制限）して異常診断を実施する構成において、燃料カットの終了時（例えば図１０のｔ６）に定電流供給を再開する（制限を解除する）ようにしてもよい。

・上記実施形態（図２）では、定電流回路４３をセンサ素子３１の一対の電極３３，３４のうち大気側電極３４に接続して設けたが、これを変更してもよい。定電流回路４３を排気側電極３３に接続して設けてもよい。又は、定電流回路４３を一対の電極３３，３４の両方に設けてもよい。

・上記実施形態では、第１触媒１５ａの下流側にＯ2センサ１７を設ける構成としたが、これに代えて、第１触媒１５ａの中間部分にＯ2センサ１７を設ける構成であってもよい。この場合、第１触媒１５ａの担体にＯ2センサ１７を設ける構成であればよい。要は、Ｏ2センサ１７が、第１触媒１５ａによる浄化後の排気を検出対象としてガス成分を検出するものであればよい。

・ガスセンサは、上記構成のＯ2センサ１７以外に、起電力セルとポンプセルとを備える、いわゆる２セル構造のガスセンサであってもよい。この場合、２セル式ガスセンサの起電力セルについて出力特性を好適に変更できるものとなる。

１０…エンジン（内燃機関）、１７…Ｏ2センサ（ガスセンサ）、３１…センサ素子（起電力セル）、３２…固体電解質層、３３…排気側電極、３４…大気側電極、４０…センサ制御部、４１…マイコン（制御手段、異常診断手段）、４３…定電流回路（定電流供給手段）。

Claims (6)

1. 固体電解質体（３２）と該固体電解質体を挟む位置に設けられる一対の電極（３３，３４）とを用いてなる起電力セル（３１）を有し、内燃機関（１０）の排気を検出対象として該排気の空燃比に応じた起電力の信号を出力するガスセンサ（１７）に適用されるガスセンサ制御装置であって、
   前記起電力セルに定電流を供給する定電流供給手段（４３）と、
   前記起電力セルの出力特性を変更すべく、前記定電流供給手段による前記起電力セルへの定電流供給を行わせる制御手段（４１）と、
   前記起電力セルの起電力出力が変化する際においてその起電力出力の変化態様に基づいて前記起電力セルの出力応答性に関する異常診断を実施する異常診断手段（４１）と、
   を備え、
   前記定電流供給手段は、前記出力特性がリーン側及びリッチ側のいずれかに変更されるように前記定電流を供給するものであり、
   前記制御手段は、前記異常診断手段による異常診断時に前記起電力出力が増減変化する向きと、前記定電流の供給に伴う前記出力特性の変更により前記起電力出力が増減変化する向きとが同じである場合に、前記異常診断に際して前記定電流供給手段による定電流供給を停止させることを特徴とするガスセンサ制御装置。
2. 所定の燃料カット条件に基づいて前記内燃機関の燃料カットが実施される制御システムに適用され、
   前記起電力出力がストイキ値よりもリッチ側の所定値以上となる状態で前記燃料カットが実施されたことを診断条件とし、その診断条件が成立したか否かを判定する判定手段（４１）を備え、
   前記起電力セルにおける前記一対の電極の一方は起電力出力時に正側となる基準側電極（３４）、他方は起電力出力時に負側となる排気側電極（３３）であり、
   前記定電流供給手段は、前記起電力セルにおいて前記固体電解質体を通じて前記排気側電極から前記基準側電極に向けて定電流を流すものであり、
   前記異常診断手段は、前記判定手段により前記診断条件が成立したと判定された場合に、前記異常診断を実施する請求項１に記載のガスセンサ制御装置。
3. 固体電解質体（３２）と該固体電解質体を挟む位置に設けられる一対の電極（３３，３４）とを用いてなる起電力セル（３１）を有し、内燃機関（１０）の排気を検出対象として該排気の空燃比に応じた起電力の信号を出力するガスセンサ（１７）に適用され、かつ所定の燃料カット条件に基づいて前記内燃機関の燃料カットが実施される制御システムに適用されるガスセンサ制御装置であって、
   前記起電力セルに定電流を供給する定電流供給手段（４３）と、
   前記起電力セルの出力特性を変更すべく、前記定電流供給手段による前記起電力セルへの定電流供給を行わせる制御手段（４１）と、
   前記起電力セルの起電力出力が変化する際においてその起電力出力の変化態様に基づいて前記起電力セルの出力応答性に関する異常診断を実施する異常診断手段（４１）と、
   前記起電力出力がストイキ値よりもリッチ側の所定値以上となる状態で前記燃料カットが実施されたことを診断条件とし、その診断条件が成立したか否かを判定する判定手段（４１）と、
   を備え、
   前記起電力セルにおける前記一対の電極の一方は起電力出力時に正側となる基準側電極（３４）、他方は起電力出力時に負側となる排気側電極（３３）であり、
   前記定電流供給手段は、前記起電力セルにおいて前記固体電解質体を通じて前記排気側電極から前記基準側電極に向けて定電流を流すものであり、
   前記制御手段は、前記異常診断手段による異常診断を実施する際、その異常診断の実施前に前記定電流供給手段による定電流供給の制限を実施し、
   前記異常診断手段は、前記判定手段により前記診断条件が成立したと判定された場合に、前記異常診断を実施することを特徴とするガスセンサ制御装置。
4. 前記燃料カット条件の成立後において、前記制御手段による定電流供給の制限に伴い前記起電力出力が前記所定値以上に増加した後に前記燃料カットを実施する手段を備える請求項２又は３に記載のガスセンサ制御装置。
5. 前記内燃機関の排気部（１４）に設けられ、排気中のリーン成分であるＮＯｘとリッチ成分との浄化を行う触媒（１５ａ）を備え、
   前記ガスセンサが、前記触媒の中間部分又は該触媒の下流側に設けられ、該触媒による浄化後の排気を検出対象として空燃比を検出するものである内燃機関の排気浄化装置に適用され、
   前記触媒は、空燃比と浄化率との関係を示す浄化特性として、前記リッチ成分及び酸素の平衡点となる第１空燃比点（Ａ１）よりもリッチ側に、前記ＮＯｘが流出し始める第２空燃比点（Ａ２）を有しており、
   前記制御手段は、前記触媒における前記第１空燃比点と前記第２空燃比点とのずれに対応する電流を前記定電流として、前記定電流供給手段による定電流を行わせるものである請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガスセンサ制御装置。
6. 固体電解質体（３２）と該固体電解質体を挟む位置に設けられる一対の電極（３３，３４）とを用いてなる起電力セル（３１）を有し、内燃機関（１０）の排気を検出対象として該排気の空燃比に応じた起電力の信号を出力するガスセンサ（１７）に適用され、かつ前記内燃機関の排気部（１４）に設けられ、排気中のリーン成分であるＮＯｘとリッチ成分との浄化を行う触媒（１５ａ）を備え、前記ガスセンサが、前記触媒の中間部分又は該触媒の下流側に設けられ、該触媒による浄化後の排気を検出対象として空燃比を検出するものである内燃機関の排気浄化装置に適用されるガスセンサ制御装置であって、
   前記起電力セルに定電流を供給する定電流供給手段（４３）と、
   前記起電力セルの出力特性を変更すべく、前記定電流供給手段による前記起電力セルへの定電流供給を行わせる制御手段（４１）と、
   前記起電力セルの起電力出力が変化する際においてその起電力出力の変化態様に基づいて前記起電力セルの出力応答性に関する異常診断を実施する異常診断手段（４１）と、
   を備え、
   前記触媒は、空燃比と浄化率との関係を示す浄化特性として、前記リッチ成分及び酸素の平衡点となる第１空燃比点（Ａ１）よりもリッチ側に、前記ＮＯｘが流出し始める第２空燃比点（Ａ２）を有しており、
   前記制御手段は、前記触媒における前記第１空燃比点と前記第２空燃比点とのずれに対応する電流を前記定電流として、前記定電流供給手段による定電流を行わせる一方、前記異常診断手段による異常診断を実施する際、その異常診断の実施前に前記定電流供給手段による定電流供給の制限を実施することを特徴とするガスセンサ制御装置。

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