JP6798367B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、エンジン制御装置に関する。

例えば特許文献１には、空燃比フィードバック制御を実施するように構成されたエンジン制御装置が記載されている。空燃比フィードバック制御は、エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサの出力に基づいて実際の空燃比が目標空燃比に収束するようにエンジンへの燃料噴射量を補正するフィードバック制御である。

そして、特許文献１には、空燃比センサの出力が示す空燃比、即ち実際の空燃比の検出値と、目標空燃比との偏差が、所定値以上である状態が、所定期間を超えた場合に、制御不良であると判定して、空燃比フィードバック制御を中断すること、が記載されている。

特開２００７−３２１６０４号公報

特許文献１の技術は、空燃比フィードバック制御の異常を、目標空燃比がリッチであるかリーンであるかに拘わらず、同じ異常判定条件を用いて判定するものである。このため、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合との各々において、空燃比フィードバック制御の異常を適切に判定して、該制御を適切に停止させることができない。

そこで、本開示は、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合との各々において、空燃比フィードバック制御の異常を適切に判定することが可能な技術を提供する。

本開示のエンジン制御装置は、制御部と、判定部とを備える。
制御部は、エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサの出力に基づいて実際の空燃比が目標空燃比に収束するようにエンジンへの燃料噴射量を補正する、空燃比フィードバック制御を実施する。判定部は、空燃比フィードバック制御が異常か否かを判定し、異常と判定した場合には、制御部による空燃比フィードバック制御の実施を禁止する。そして、判定部は、空燃比フィードバック制御が異常か否かを、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合とで、異なる条件により判定する。

このような構成によれば、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合との各々において、空燃比フィードバック制御の異常を、別々の条件によって適切に判定することができるようになる。このため、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合との各々において、異常な空燃比フィードバック制御の実施を、適切に停止させることができるようになる。

尚、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

実施態様の電子制御装置の構成を示すブロック図である。 異常判定処理を表すフローチャートである。 目標空燃比がリッチの場合の作用を説明する第１の説明図である。 目標空燃比がリッチの場合の作用を説明する第２の説明図である。 目標空燃比がリーンの場合の作用を説明する第１の説明図である。 目標空燃比がリーンの場合の作用を説明する第２の説明図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。尚、以下の説明においては、「フィードバック」のことを「Ｆ／Ｂ」と記載する。
［１．構成］
図１に示すように、実施形態のエンジン制御装置としての電子制御装置（以下、ＥＣＵ）１が制御するエンジン３は、シリンダ５への吸気通路１１に設けられたインジェクタ７と、シリンダ５内の混合気に点火するための点火装置９と、を備える。尚、ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略である。

また、シリンダ５からの排気ガスが流れる排気通路１３には、排気ガスを浄化するための三元触媒（以下、触媒）１５が設けられている。更に、排気通路１３において、触媒１５よりも上流側には、空燃比センサ１７が設けられており、触媒１５よりも下流側には、酸素センサ（以下、Ｏ２センサ）１９が設けられている。

エンジン３においては、吸気行程でインジェクタ７から吸気弁２１の上流側に噴射された燃料が、空気と共にシリンダ５内に吸い込まれる。そして、シリンダ５内で圧縮された混合気が点火装置９により点火されて燃焼し、燃焼後のガスが排気行程で排気ガスとして排気通路１３へと排出される。また、シリンダ５に吸入される空気（即ち、吸気）には、図示しないキャニスタパージバルブからの気化燃料が含まれる場合もある。尚、図１において、「６」は、シリンダ５内で往復運動するピストンであり、「２２」は、排気弁である。

空燃比センサ１７は、排気ガスの空燃比をリニアに検出するセンサである。つまり、空燃比センサ１７の出力は、実際の空燃比に応じてリニアに変化する。本実施形態において、空燃比センサ１７の出力は、例えば電圧信号である。

Ｏ２センサ１９は、排気ガスの空燃比が理論空燃比（以下、ストイキ）よりもリッチかリーンかを検出するセンサである。そして、Ｏ２センサ１９の出力も電圧信号である。よって、Ｏ２センサ１９の出力（即ち、出力電圧）は、実際の空燃比がストイキ付近になった場合に急変することとなり、空燃比がリッチの場合とリーンの場合とで、異なる値になる。

ＥＣＵ１は、エンジン３を制御するための様々な処理を行うマイクロコンピュータ（以下、マイコン）２５と、当該ＥＣＵ１の外部へ信号を出力するための出力回路２７と、当該ＥＣＵ１の外部から内部へ信号を取り込むための入力回路２９と、を備える。

出力回路２７は、マイコン２５からの制御信号に応じて、インジェクタ７に駆動信号を出力したり、点火装置９に点火を実施させるための点火信号を出力したりする。
入力回路２９は、空燃比センサ１７からの信号や、Ｏ２センサ１９からの信号や、他のセンサからの信号等を、マイコン２５に入力させる。他のセンサとしては、例えば、クランクセンサや、カムセンサや、吸気量センサや、水温センサや、アクセルペダルの操作量センサ等がある。

マイコン２５は、プログラムを実行するＣＰＵ３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメ
モリ等の半導体メモリ（以下、メモリ）３２と、を備える。
マイコン２５によって実現される各種機能は、ＣＰＵ３１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ３２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。尚、ＥＣＵ１を構成するマイコンの数は１つでも複数でも良い。

また、マイコン２５は、ＣＰＵ３１がプログラムを実行することで実現される機能の要素として、制御部４１と、判定部４２と、を備える。尚、これらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現しても良い。例えば、上記要素がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路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、あるいはこれらの組合せによって実現しても良い。

マイコン２５において、制御部４１は、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施条件（以下、Ｆ／Ｂ実施条件）が成立している場合に、空燃比Ｆ／Ｂ制御を実施する。
空燃比Ｆ／Ｂ制御は、空燃比センサ１７の出力に基づいて実際の空燃比が目標空燃比に収束するようにインジェクタ７からの燃料噴射量を補正するＦ／Ｂ制御である。具体的には、制御部４１は、空燃比Ｆ／Ｂ制御の処理として、下記の処理を行う。

制御部４１は、空燃比センサ１７の出力が示す空燃比と目標空燃比との差に応じて、基本噴射量を補正するための補正係数を算出する。そして、その補正係数によって基本噴射量を補正した噴射量を、インジェクタ７から噴射させる燃料噴射量として設定する。尚、目標空燃比は、例えば、エンジン回転数とシリンダ充填率等に基づいて、制御部４１あるいは制御部４１とは別の処理によって算出される。また、基本噴射量は、例えば、エンジン回転数や吸気量等に基づいて、制御部４１あるいは制御部４１とは別の処理によって算出される。このような空燃比Ｆ／Ｂ制御は、触媒１５による排気ガス浄化性能の最適化や、安定燃焼や、排気系保護等を目的として実施される。

Ｆ／Ｂ実施条件は、例えば、目標空燃比が所定範囲内であり、且つ、空燃比センサ１７の出力値が所定範囲内であり、且つ、エンジン３の水温が所定範囲内であり、且つ、エンジン３の負荷が所定値以下である、といった条件である。そして、マイコン２５において、Ｆ／Ｂ実施条件が成立している場合には、Ｆ／Ｂフラグがオンとなる。このため、制御部４１は、Ｆ／Ｂフラグがオンの場合に、空燃比Ｆ／Ｂ制御を実施する。

ところで、空燃比センサ１７は、燃焼室（即ち、シリンダ５）に近いため、空燃比の変化に対する出力応答性が高い反面、各燃焼室における空燃比偏差の影響を受けやすい傾向にある。一方、Ｏ２センサ１９は、空燃比センサ１７よりもシリンダ５から遠い位置に設けられているため、空燃比の変化に対する出力応答性は低いものの、定常的な空燃比を観測するには有利である。このため、制御部４１は、Ｏ２センサ１９の出力に基づいて目標空燃比を微調整（即ち、補正）する制御も行う。以下では、Ｏ２センサの出力に基づき目標空燃比を微調整する制御のことを、サブＦ／Ｂ制御と呼ぶ。そして、空燃比Ｆ／Ｂ制御のうち、サブＦ／Ｂ制御を除いた部分を、メインＦ／Ｂ制御と呼ぶ。

判定部４２は、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常か否かを判定し、異常と判定した場合には、制御部４１による空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止する。尚、判定部４２が禁止するのは、空燃比Ｆ／Ｂ制御のうちのメインＦ／Ｂ制御だけでも良い。つまり、判定部４２により空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定された場合に、空燃比センサ１７の出力に基づき燃料噴射量が補正されることが禁止されれば良い。

［２．処理］
次に、マイコン２５が判定部４２として機能するために行う異常判定処理について、図２を用い説明する。マイコン２５は、例えば一定時間毎に図２の異常判定処理を行う。尚、図２の異常判定処理は、判定部４２が行う処理であるとも言える。

図２に示すように、マイコン２５は、異常判定処理を開始すると、Ｓ１１０にて、目標空燃比がリーンか否かを判定し、目標空燃比がリーンでないと判定した場合には、Ｓ１２０にて、目標空燃比がリッチか否かを判定する。マイコン２５は、このＳ１２０にて、目標空燃比がリッチでないと判定した場合、即ち、目標空燃比がストイキであると判定した場合には、当該異常判定処理を終了する。

尚、リーンとリッチは、基準の空燃比に対してリーンかリッチかということであり、基準の空燃比は、本実施形態ではストイキである。また、マイコン２５においては、ストイキと判定する判定範囲（以下、ストイキ判定範囲）が設定されている。そして、マイコン２５は、Ｓ１１０では、目標空燃比がストイキ判定範囲の上限値に相当するリーン判定値よりも大きければ、リーンと判定する。同様に、マイコン２５は、Ｓ１２０では、目標空燃比がストイキ判定範囲の下限値に相当するリッチ判定値よりも小さければ、リッチと判定する。

マイコン２５は、上記Ｓ１２０にて、目標空燃比がリッチであると判定した場合には、Ｓ１３０に進み、Ｆ／Ｂ実施条件が成立しているか否か、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されているか否かを判定する。具体的には、前述のＦ／Ｂフラグがオンであるか否かを判定する。

そして、マイコン２５は、Ｓ１３０にて、Ｆ／Ｂ実施条件が成立していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、Ｆ／Ｂ実施条件が成立していると判定した場合には、Ｓ１４０に進む。

マイコン２５は、Ｓ１４０では、下記の３つの条件Ｒ１〜Ｒ３のアンド条件である第１条件が成立しているか否かを判定する。マイコン２５は、下記の３つの条件Ｒ１〜Ｒ３が全て成立している場合に、第１条件が成立していると判定することになる。

〈条件Ｒ１〉：制御部４１による燃料噴射量の補正、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御による燃料噴射量の補正が、燃料噴射量を減少させる補正（以下、リーン補正）である。
つまり、条件Ｒ１は、空燃比Ｆ／Ｂ制御によってリーン補正がされている、という条件である。

また、マイコン２５は、空燃比Ｆ／Ｂ制御による燃料噴射量の補正方向、即ち、リーン補正かリッチ補正かを、例えば、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始される前における空燃比センサ１７の出力と目標空燃比とから判定する。リッチ補正とは、燃料噴射量を増加させる補正のことである。具体的には、マイコン２５は、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始される直前における空燃比センサ１７の出力が示す空燃比が、目標空燃比よりも小さければ、リーン補正であると判定する。逆に、マイコン２５は、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始される直前における空燃比センサ１７の出力が示す空燃比が、目標空燃比よりも大きければ、リッチ補正であると判定する。尚、空燃比センサ１７の出力が示す空燃比と比較する目標空燃比としては、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始される直前の値であっても良いし、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始されてからの値であっても良い。

〈条件Ｒ２〉：Ｏ２センサ１９に異常がない。
尚、マイコン２５は、Ｏ２センサ１９の異常の有無を、Ｏ２センサ１９に関する故障診
断処理による診断結果から判定する。故障診断処理では、例えば、Ｏ２センサ１９の出力が変化しない継続時間が所定時間以上になったり、Ｏ２センサ１９の出力が設計上の正常範囲から外れたりした場合に、Ｏ２センサ１９に異常があると判定される。

〈条件Ｒ３〉：Ｏ２センサ１９が活性化している。
尚、マイコン２５は、Ｏ２センサ１９の素子温度を検出しており、その素子温度とＯ２センサ１９の出力とに基づいて、Ｏ２センサ１９が活性化しているか否かを判定する。

マイコン２５は、上記Ｓ１４０にて、第１条件が成立していないと判定した場合、即ち、条件Ｒ１〜Ｒ３のうちの少なくとも１つが成立していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、第１条件が成立していると判定した場合には、Ｓ１５０に進む。

マイコン２５は、Ｓ１５０では、上記Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０で「ＹＥＳ」と判定（即ち、肯定判定）している状態が所定時間継続したか否かを判定する。そして、所定時間継続していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、所定時間継続したと判定した場合には、Ｓ１６０に進む。

マイコン２５は、Ｓ１６０では、Ｏ２センサ１９の出力を所定のリーン判定値と大小比較することにより、該Ｏ２センサ１９の出力がリーンを示しているか否かを判定する。
マイコン２５は、Ｓ１６０にて、Ｏ２センサ１９の出力がリーンを示していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、Ｏ２センサ１９の出力がリーンを示していると判定した場合には、Ｓ１７０に進む。

マイコン２５は、Ｓ１７０では、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常であると判定して、制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を実施するのを禁止する。具体的には、Ｆ／Ｂフラグをオフにする。そして、その後、当該異常判定処理を終了する。

一方、マイコン２５は、上記Ｓ１１０にて、目標空燃比がリーンであると判定した場合には、Ｓ１８０に進む。
マイコン２５は、Ｓ１８０では、Ｓ１３０と同様に、Ｆ／Ｂ実施条件が成立しているか否かを判定する。そして、マイコン２５は、Ｓ１８０にて、Ｆ／Ｂ実施条件が成立していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、Ｆ／Ｂ実施条件が成立していると判定した場合には、Ｓ１９０に進む。

マイコン２５は、Ｓ１９０では、下記の３つの条件Ｌ１〜Ｌ３のアンド条件である第２条件が成立しているか否かを判定する。マイコン２５は、下記の３つの条件Ｌ１〜Ｌ３が全て成立している場合に、第２条件が成立していると判定することになる。

〈条件Ｌ１〉：制御部４１による燃料噴射量の補正、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御による燃料噴射量の補正が、リッチ補正である。
つまり、条件Ｌ１は、空燃比Ｆ／Ｂ制御によってリッチ補正がされている、という条件である。尚、リッチ補正かリーン補正かの判定手法は前述した通りである。

〈条件Ｌ２〉：Ｏ２センサ１９に異常がない。
〈条件Ｌ３〉：Ｏ２センサ１９が活性化している。
尚、条件Ｌ２，Ｌ３は、前述した条件Ｒ２，Ｒ３と同じである。

マイコン２５は、上記Ｓ１９０にて、第２条件が成立していないと判定した場合、即ち、条件Ｌ１〜Ｌ３のうちの少なくとも１つが成立していないと判定した場合には、当該異
常判定処理を終了するが、第２条件が成立していると判定した場合には、Ｓ２００に進む。

マイコン２５は、Ｓ２００では、上記Ｓ１１０，Ｓ１８０，Ｓ１９０で「ＹＥＳ」と判定（即ち、肯定判定）している状態が所定時間継続したか否かを判定する。そして、所定時間継続していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、所定時間継続したと判定した場合には、Ｓ２１０に進む。

マイコン２５は、Ｓ２１０では、Ｏ２センサ１９の出力を所定のリッチ判定値と大小比較することにより、該Ｏ２センサ１９の出力がリッチを示しているか否かを判定する。
マイコン２５は、Ｓ２１０にて、Ｏ２センサ１９の出力がリッチを示していないと判定した場合には、当該異常判定処理を終了するが、Ｏ２センサ１９の出力がリッチを示していると判定した場合には、前述のＳ１７０に進む。そして、その後、当該異常判定処理を終了する。

つまり、異常判定処理では、Ｓ１２０により目標空燃比がリッチと判定した場合には、Ｓ１３０，Ｓ１５０，Ｓ１６０により、「制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を所定時間継続して実施しても、Ｏ２センサ１９の出力がリーンを示している」という条件が成立したか否かを判定している。そして、この条件が成立した場合に、Ｓ１７０にて、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定して、制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を実施するのを禁止している。更に、目標空燃比がリッチの場合には、Ｓ１４０により、前述の条件Ｒ１〜Ｒ３をアンド条件として、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定している。

言い換えると、異常判定処理では、目標空燃比がリッチの場合には、Ｓ１３０〜Ｓ１５０により、Ｆ／Ｂ実施条件が成立（即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施）という条件と、条件Ｒ１〜Ｒ３との、４つの条件が全て成立した状態が、所定時間継続したか否かを判定している。そして、その４つの条件が全て成立した状態が所定時間継続した場合に、Ｓ１６０にて、Ｏ２センサ１９の出力がリーンを示していると判定したならば、Ｓ１７０にて、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定し、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止している。

また、異常判定処理では、Ｓ１１０により目標空燃比がリーンと判定した場合には、Ｓ１８０，Ｓ２００，Ｓ２１０により、「制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を所定時間継続して実施しても、Ｏ２センサ１９の出力がリッチを示している」という条件が成立したか否かを判定している。そして、この条件が成立した場合に、Ｓ１７０にて、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定して、制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を実施するのを禁止している。更に、目標空燃比がリーンの場合には、Ｓ１９０により、前述の条件Ｌ１〜Ｌ３をアンド条件として、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定している。

言い換えると、異常判定処理では、目標空燃比がリーンの場合には、Ｓ１８０〜Ｓ２００により、Ｆ／Ｂ実施条件が成立という条件と、条件Ｌ１〜Ｌ３との、４つの条件が全て成立した状態が、所定時間継続したか否かを判定している。そして、その４つの条件が全て成立した状態が所定時間継続した場合に、Ｓ２１０にて、Ｏ２センサ１９の出力がリッチを示していると判定したならば、Ｓ１７０にて、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定し、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止している。

［３．作用例］
図２の異常判定処理による作用例を、図３〜図６を用いて説明する。
尚、図３〜図６及びそれら各図に基づく説明においては、空燃比を空気過剰率（以下、ラムダ）に置き換えて説明する。このため、「ラムダ＝１」がストイキに該当し、「ラムダ＞１」がリーンに該当し、「ラムダ＜１」がリッチに該当する。そして、目標ラムダは
、目標空燃比に該当し、実ラムダは、実際の空燃比に該当する。また、空燃比センサ出力とは、空燃比センサ１７の出力が示すラムダ又は空燃比のことである。また、図３〜図６の例において、Ｏ２センサ１９は正常で、活性化しているものとする。つまり、条件Ｒ２，Ｒ３，Ｌ２，Ｌ３は、常時成立しているものとする。

図３の例では、目標ラムダが０．９５でリッチになっているため、異常判定処理では、Ｓ１２０で「ＹＥＳ」と判定され、Ｓ１３０以降の判定が実施される。
そして、図３の例では、空燃比センサ出力が実ラムダよりも０．１だけリッチ側にずれている。このため、時刻ｔ１でＦ／Ｂフラグがオンになり、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されても、実ラムダは、空燃比センサ出力に対して、０．１だけリーン側にずれているので１．０５になる。よって、目標ラムダがリッチで空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されるにも拘わらず、Ｏ２センサ１９の出力（即ち、実ラムダ）はリーンを示すこととなる。

また、図３の例では、空燃比Ｆ／Ｂ制御の開始前において、空燃比センサ出力が目標ラムダよりも小さい。このため、空燃比Ｆ／Ｂ制御ではリーン補正が行われる。よって、条件Ｒ１が成立する。

以上のことから、図３の例において、異常判定処理では、Ｓ１３０〜Ｓ１６０の全てで「ＹＥＳ」と判定される。よって、Ｆ／Ｂフラグがオンになった時刻ｔ１から、Ｓ１５０で判定される所定時間Ｔが経過した時刻ｔ２になると、Ｓ１７０の処理により、Ｆ／Ｂフラグがオフされて、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止される。すると、リーン補正が停止されるため、実ラムダがリッチ側に戻る。

このように、目標ラムダがリッチであるのに、空燃比センサ出力のリッチ側へのずれに起因して、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施により実ラムダがかえってリーンになってしまう、という不具合を回避することができる。特に、排気ガスのラムダがリーンになっていると、触媒１５の温度が上がり過ぎる可能性があるため、予期しないリーンを招く異常な空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止することは有効である。

次に、図４の例においても、図３の例と同様に、目標ラムダが０．９５でリッチになっているため、異常判定処理では、Ｓ１２０で「ＹＥＳ」と判定され、Ｓ１３０以降の判定が実施される。

そして、図４の例においても、空燃比センサ出力が実ラムダよりも０．１だけリッチ側にずれている。このため、時刻ｔ１でＦ／Ｂフラグがオンになり、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されても、実ラムダは、空燃比センサ出力に対して、空燃比センサ出力が実ラムダからずれている分だけリーン側にずれているので１．０５になる。よって、目標ラムダがリッチで空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されるにも拘わらず、Ｏ２センサ１９の出力（即ち、実ラムダ）はリーンを示すこととなる。

しかし、図４の例では、図３の例と異なり、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施される前において、空燃比センサ出力が目標ラムダより大きい。よって、空燃比Ｆ／Ｂ制御ではリッチ補正が行われることとなり、条件Ｒ１が成立しない。

以上のことから、図４の例において、異常判定処理では、Ｓ１４０にて第１条件が成立していないと判定される。つまり、条件Ｒ１が成立しないため、Ｓ１４０で「ＮＯ」と判定される。よって、図４の例では、Ｆ／Ｂフラグがオンになった時刻ｔ１から所定時間Ｔが経過した時刻ｔ２になっても、Ｆ／Ｂフラグがオフされず、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施は継続される。

比較例として、もし、Ｓ１４０で判定される第１条件に、条件Ｒ１がアンド条件として含まれていないとすると、図４において、点線で示すように、時刻ｔ２でＦ／Ｂフラグがオフされて、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止される。すると、空燃比Ｆ／Ｂ制御によるリッチ補正が停止されるため、実ラムダがリッチの目標ラムダに対してリーン側に離れてしまう。つまり、目標ラムダはリッチで、空燃比センサ出力は目標ラムダよりリーン側である場合に、開始された空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止すると、かえって実ラムダが目標ラムダに対しリーン側に離れてしまう。

これに対して、本実施形態では、目標ラムダがリッチの場合における空燃比Ｆ／Ｂ制御の異常判定条件として、条件Ｒ１がアンド条件で追加されているため、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施禁止により実ラムダがかえって目標ラムダからリーン側に離れてしまうことを、回避することができる。

一方、図５の例では、目標ラムダが１．０５でリーンになっているため、異常判定処理では、Ｓ１１０で「ＹＥＳ」と判定され、Ｓ１８０以降の判定が実施される。
そして、図５の例では、空燃比センサ出力が実ラムダよりも０．１だけリーン側にずれている。このため、時刻ｔ１でＦ／Ｂフラグがオンになり、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されても、実ラムダは、空燃比センサ出力に対して、空燃比センサ出力が実ラムダからずれている分だけリッチ側にずれているので０．９５になる。よって、目標ラムダがリーンで空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されるにも拘わらず、Ｏ２センサ１９の出力（即ち、実ラムダ）はリッチを示すこととなる。

また、図５の例では、空燃比Ｆ／Ｂ制御の開始前において、空燃比センサ出力が目標ラムダよりも大きい。このため、空燃比Ｆ／Ｂ制御ではリッチ補正が行われる。よって、条件Ｌ１が成立する。

以上のことから、図５の例において、異常判定処理では、Ｓ１８０〜Ｓ２１０の全てで「ＹＥＳ」と判定される。よって、Ｆ／Ｂフラグがオンになった時刻ｔ１から、Ｓ２００で判定される所定時間Ｔが経過した時刻ｔ２になると、Ｓ１７０の処理により、Ｆ／Ｂフラグがオフされて、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止される。すると、リッチ補正が停止されるため、実ラムダがリーン側に戻る。

このように、目標ラムダがリーンであるのに、空燃比センサ出力のリーン側へのずれに起因して、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施により実ラムダがかえってリッチになってしまう、という不具合を回避することができる。つまり、予期しないリッチを招く異常な空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止することができる。

次に、図６の例においても、図５の例と同様に、目標ラムダが１．０５でリッチになっているため、異常判定処理では、Ｓ１１０で「ＹＥＳ」と判定され、Ｓ１８０以降の判定が実施される。

そして、図６の例においても、空燃比センサ出力が実ラムダよりも０．１だけリーン側にずれている。このため、時刻ｔ１でＦ／Ｂフラグがオンになり、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されても、実ラムダは、空燃比センサ出力に対して、空燃比センサ出力が実ラムダからずれている分だけリッチ側にずれているので０．９５になる。よって、目標ラムダがリーンで空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施されるにも拘わらず、Ｏ２センサ１９の出力（即ち、実ラムダ）はリッチを示すこととなる。

しかし、図６の例では、図５の例と異なり、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施される前において、空燃比センサ出力が目標ラムダより小さい。よって、空燃比Ｆ／Ｂ制御ではリーン補正
が行われることとなり、条件Ｌ１が成立しない。

以上のことから、図６の例において、異常判定処理では、Ｓ１９０にて第２条件が成立していないと判定される。つまり、条件Ｌ１が成立しないため、Ｓ１９０で「ＮＯ」と判定される。よって、図６の例では、Ｆ／Ｂフラグがオンになった時刻ｔ１から所定時間Ｔが経過した時刻ｔ２になっても、Ｆ／Ｂフラグがオフされず、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施は継続される。

比較例として、もし、Ｓ１９０で判定される第２条件に、条件Ｌ１がアンド条件として含まれていないとすると、図６において、点線で示すように、時刻ｔ２でＦ／Ｂフラグがオフされて、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止される。すると、空燃比Ｆ／Ｂ制御によるリーン補正が停止されるため、実ラムダがリーンの目標ラムダに対してリッチ側に離れてしまう。つまり、目標ラムダはリーンで、空燃比センサ出力は目標ラムダよりリッチ側である場合に、開始された空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止すると、かえって実ラムダが目標ラムダに対しリッチ側に離れてしまう。

これに対して、本実施形態では、目標ラムダがリーンの場合における空燃比Ｆ／Ｂ制御の異常判定条件として、条件Ｌ１がアンド条件で追加されているため、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施禁止により実ラムダがかえって目標ラムダからリッチ側に離れてしまうことを、回避することができる。

特に、エンジン制御の進歩に伴って目標ラムダ（即ち、目標空燃比）をリーンに設定するケースが増えても、図２におけるＳ１１０，Ｓ１７０，Ｓ１８０〜Ｓ２１０の処理により精度の高い空燃比制御が可能となる。

［４．効果］
以上詳述した実施形態のＥＣＵ１によれば、以下の効果を奏する。
（１）判定部４２は、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常か否かを、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合とで、異なる条件により判定する。このため、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合との各々において、空燃比Ｆ／Ｂ制御の異常を、別々の条件によって適切に判定することができるようになる。よって、目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合との各々において、異常な空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を、適切に停止させることができるようになる。尚、図２におけるＳ１３０〜Ｓ１６０で判定される条件は、目標空燃比がリッチの場合の異常判定条件に相当し、図２におけるＳ１８０〜Ｓ２１０で判定される条件は、目標空燃比がリーンの場合の異常判定条件に相当する。

（２）判定部４２は、目標空燃比がリッチの場合には、「制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を所定時間継続して実施しても、Ｏ２センサ１９の出力がリーンを示している」という条件が成立した場合に、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定するように構成されている。

このため、目標空燃比がリッチであるのに、空燃比センサ出力のリッチ側へのずれに起因して、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施により実際の空燃比がかえってリーンになってしまう、という不具合を回避することができる。

（３）判定部４２は、目標空燃比がリッチの場合には、更に、制御部４１による燃料噴射量の補正がリーン補正である、という条件Ｒ１をアンド条件として、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定するように構成されている。このため、制御部４１による燃料噴射量の補正がリーン補正でなくリッチ補正である場合には、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止されない。

目標空燃比がリッチの場合の空燃比Ｆ／Ｂ制御では、空燃比センサ出力がリッチ側にずれていると、実際の空燃比が目標空燃比よりもリーンになるが、図４の例で説明したように、リッチ補正が行われる場合には、実際の空燃比のリーン化を抑制するように作用する。よって、この場合には、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止しないようにしている。このため、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施禁止により実際の空燃比がかえって目標空燃比からリーン側に離れてしまうことを、回避することができる。一方、図３の例で説明したように、リーン補正が行われる場合には、実際の空燃比が目標空燃比からリーン側へ離れることを助長するため、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止される。

（４）判定部４２は、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始される前における空燃比センサ出力が目標空燃比よりも小さければ、制御部４１による燃料噴射量の補正がリーン補正であると判定するように構成されている。このため、リーン補正かリッチ補正かを比較的簡単に判定することができる。

（５）判定部４２は、目標空燃比がリッチの場合には、更に、「Ｏ２センサ１９に異常が無く、且つ、Ｏ２センサ１９が活性化している」という条件をアンド条件として、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定するように構成されている。

このため、空燃比Ｆ／Ｂ制御についての異常判定の精度を向上させることができる。空燃比Ｆ／Ｂ制御の異常の有無を、信頼性の高いＯ２センサ１９の出力に基づいて判定することができるからである。

（６）判定部４２は、目標空燃比がリーンの場合には、「制御部４１が空燃比Ｆ／Ｂ制御を所定時間継続して実施しても、Ｏ２センサ１９の出力がリッチを示している」という条件が成立した場合に、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定するように構成されている。

このため、目標空燃比がリーンであるのに、空燃比センサ出力のリーン側へのずれに起因して、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施により実際の空燃比がかえってリッチになってしまう、という不具合を回避することができる。

（７）判定部４２は、目標空燃比がリーンの場合には、更に、制御部４１による燃料噴射量の補正がリッチ補正である、という条件Ｌ１をアンド条件として、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定するように構成されている。このため、制御部４１による燃料噴射量の補正がリッチ補正でなくリーン補正である場合には、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止されない。

目標空燃比がリーンの場合の空燃比Ｆ／Ｂ制御では、空燃比センサ出力がリーン側にずれていると、実際の空燃比が目標空燃比よりもリッチになるが、図６の例で説明したように、リーン補正が行われる場合には、実際の空燃比のリッチ化を抑制するように作用する。よって、この場合には、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施を禁止しないようにしている。このため、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施禁止により実際の空燃比がかえって目標空燃比からリッチ側に離れてしまうことを、回避することができる。一方、図５の例で説明したように、リッチ補正が行われる場合には、実際の空燃比が目標空燃比からリッチ側へ離れることを助長するため、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施が禁止される。

（８）判定部４２は、空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始される前における空燃比センサ出力が目標空燃比よりも大きければ、制御部４１による燃料噴射量の補正がリッチ補正であると判定するように構成されている。このため、リーン補正かリッチ補正かを比較的簡単に判定することができる。

（９）判定部４２は、目標空燃比がリーンの場合にも、更に、「Ｏ２センサ１９に異常が無く、且つ、Ｏ２センサ１９が活性化している」という条件をアンド条件として、空燃比Ｆ／Ｂ制御が異常と判定するように構成されている。このため、空燃比Ｆ／Ｂ制御についての異常判定の精度を向上させることができる。

［５．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

例えば、エンジン３は、インジェクタ７からシリンダ５内に燃料が直接噴射される筒内噴射式エンジンであっても良い。また例えば、図２におけるＳ１３０〜Ｓ１６０で判定される条件と、図２におけるＳ１８０〜Ｓ２１０で判定される条件との、何れか一方を、前述した条件とは別の条件に設定しても良い。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。尚、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

また、上述したＥＣＵ１の他、当該ＥＣＵ１を構成要素とするシステム、当該ＥＣＵ１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、空燃比Ｆ／Ｂ制御の異常判定方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…ＥＣＵ、３…エンジン、１３…排気通路、１７…空燃比センサ、２５…マイコン、４１…制御部、４２…判定部

Claims (9)

1. エンジン（３）の排気通路（１３）に設けられた空燃比センサ（１７）の出力に基づいて実際の空燃比が目標空燃比に収束するように前記エンジンへの燃料噴射量を補正する、空燃比フィードバック制御を実施するように構成された制御部（２５，４１）と、
   前記空燃比フィードバック制御が異常か否かを判定し、異常と判定した場合には、前記制御部による前記空燃比フィードバック制御の実施を禁止するように構成された判定部（２５，４２，Ｓ１１０〜Ｓ２１０）と、を備え、
   前記判定部は、前記空燃比フィードバック制御が異常か否かを、前記目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合とで、異なる条件により判定するように構成され、
   更に、前記判定部は、前記目標空燃比がリッチの場合には、前記制御部が前記空燃比フィードバック制御を所定時間継続して実施しても、前記排気通路において前記空燃比センサとは別に設けられている酸素センサ（１９）の出力がリーンを示している、という条件が成立した場合に、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記目標空燃比がリッチの場合には、更に、前記制御部による前記燃料噴射量の補正が該燃料噴射量を減少させるリーン補正である、という条件をアンド条件として、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
3. 請求項２に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記空燃比フィードバック制御が開始される前における前記空燃比センサの出力が示す空燃比が、前記目標空燃比よりも小さければ、前記制御部による前記燃料噴射量の補正が前記リーン補正である、と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記目標空燃比がリッチの場合には、更に、前記酸素センサに異常が無く、且つ、前記酸素センサが活性化している、という条件をアンド条件として、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記目標空燃比がリーンの場合には、前記制御部が前記空燃比フィードバック制御を所定時間継続して実施しても、前記酸素センサの出力がリッチを示している、という条件が成立した場合に、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
6. エンジン（３）の排気通路（１３）に設けられた空燃比センサ（１７）の出力に基づいて実際の空燃比が目標空燃比に収束するように前記エンジンへの燃料噴射量を補正する、空燃比フィードバック制御を実施するように構成された制御部（２５，４１）と、
   前記空燃比フィードバック制御が異常か否かを判定し、異常と判定した場合には、前記制御部による前記空燃比フィードバック制御の実施を禁止するように構成された判定部（２５，４２，Ｓ１１０〜Ｓ２１０）と、を備え、
   前記判定部は、前記空燃比フィードバック制御が異常か否かを、前記目標空燃比がリッチの場合とリーンの場合とで、異なる条件により判定するように構成され、
   更に、前記判定部は、前記目標空燃比がリーンの場合には、前記制御部が前記空燃比フィードバック制御を所定時間継続して実施しても、前記排気通路において前記空燃比センサとは別に設けられている酸素センサ（１９）の出力がリッチを示している、という条件が成立した場合に、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記目標空燃比がリーンの場合には、更に、前記制御部による前記燃料噴射量の補正が該燃料噴射量を増加させるリッチ補正である、という条件をアンド条件として、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
8. 請求項７に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記空燃比フィードバック制御が開始される前における前記空燃比センサの出力が示す空燃比が、前記目標空燃比よりも大きければ、前記制御部による前記燃料噴射量の補正が前記リッチ補正である、と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。
9. 請求項５ないし請求項８の何れか１項に記載のエンジン制御装置であって、
   前記判定部は、前記目標空燃比がリーンの場合には、更に、前記酸素センサに異常が無く、且つ、前記酸素センサが活性化している、という条件をアンド条件として、前記空燃比フィードバック制御が異常と判定するように構成されている、
   エンジン制御装置。