JP7444081B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本開示は内燃機関の制御装置に関するものである。

特許文献１には、排気を浄化する触媒コンバータと、該触媒コンバータよりも上流側に設けられた上流側空燃比センサと、該触媒コンバータよりも下流側に設けられた下流側空燃比センサと、を排気通路において備える内燃機関の制御装置が開示されている。

触媒コンバータの酸素吸蔵容量を算出する方法が知られている。具体的には、まず、制御装置は、目標空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に設定する。すると、ある程度の時間的遅れの後、触媒コンバータよりも下流側において排気の空燃比がリッチになる。これは、触媒コンバータ内の吸蔵酸素の全てが放出されたことを意味する。次いで、制御装置は、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定する。すると、ある程度の時間的遅れの後、触媒コンバータよりも上流側において排気の空燃比がリーンになる。これは、リーン燃焼を通じて触媒コンバータに酸素が供給され始めたことを意味する。触媒コンバータに酸素が供給され始めた後、触媒コンバータにおける酸素吸蔵量が増加する。触媒コンバータに酸素が吸蔵され、酸素吸蔵量が増加している最中は、触媒コンバータの下流には酸素はほとんど流出しない。よって、触媒コンバータにおける酸素吸蔵量が増加している最中は、下流側空燃比センサによって検出される空燃比はリッチなままである。触媒コンバータにおける酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達すると、それ以上は酸素を吸蔵できなくなり、触媒コンバータの下流側に酸素が流出するようになる。このため、触媒コンバータにおける酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達すると、下流側空燃比センサによって検出される空燃比はリーンに変化する。

このようにして、制御装置は、リッチ燃焼を継続することによって下流側空燃比センサがリッチな空燃比を検出した後、下流側空燃比センサがリーンな空燃比を検出する時点までリーン燃焼を継続する。制御装置は、当該リーン燃焼に起因して上流側空燃比センサがリーンな空燃比を検出した時点から、下流側空燃比センサがリーンな空燃比を検出する時点まで触媒コンバータに流入する酸素の量を積算することによって酸素吸蔵容量を算出する。

特開２０１０－１７４８０５号公報

上記制御装置は、リーン燃焼を通じて触媒コンバータに酸素を供給することによって触媒コンバータの酸素吸蔵容量を算出する。これは、リーン燃焼に起因して排気性状が悪化するので、好ましくない。

そこで、リーン燃焼に代えて、モータリング制御を通じて触媒コンバータに酸素を供給することが考えられる。なお、モータリング制御とは、全ての気筒においてフューエルカットを実行し、モータジェネレータによって内燃機関の出力軸を駆動して内燃機関を空転させる制御を意味する。

しかし、モータリング制御を通じて触媒コンバータに酸素を供給し、触媒コンバータの酸素吸蔵容量を算出する場合、バッテリの電力を消費する。バッテリの電力を消費すると、内燃機関による発電の必要性が生じる。このため、モータリング制御を通じて触媒コンバータの酸素吸蔵容量を算出する場合、その後の内燃機関による発電によって燃費が悪化してしまう。

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記載する。
本開示の一態様によれば、複数の気筒と、排気を浄化するように構成されるとともに酸素を吸蔵するように構成された触媒コンバータと、前記触媒コンバータよりも下流側に設けられ、酸素を検出するように構成された排気センサと、を有する内燃機関を制御する前記内燃機関の制御装置であって、処理回路を備え、該処理回路は、前記排気センサが排気の空燃比がリッチであると検出するまで、前記触媒コンバータにリッチな空燃比を有する排気を供給するリッチ化処理と、前記リッチ化処理において前記排気センサが排気の空燃比がリッチであると検出した後、前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで前記触媒コンバータに空気を供給する空気供給処理と、前記空気供給処理において前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで前記触媒コンバータに供給された空気の量を積算することによって前記触媒コンバータの酸素吸蔵容量を推定する酸素吸蔵容量推定処理と、を実行するように構成され、前記空気供給処理は、前記複数の気筒のうちの１つ以上の気筒に対する燃料の供給を停止し、かつ、前記複数の気筒のうちの残りの気筒において理論空燃比以下の空燃比で燃焼を実行することによって、前記複数の気筒から前記触媒コンバータに供給される排気全体の空燃比をリーンに制御することを含む内燃機関の制御装置が提供される。

上記構成によれば、空気供給処理は、複数の気筒のうちの１つ以上の気筒に対する燃料の供給を停止し、かつ、複数の気筒のうちの残りの気筒において理論空燃比以下の空燃比で燃焼を実行することを含む。このため、理論空燃比以下の空燃比で燃焼が行われることによって生じたエネルギによって内燃機関の出力軸が駆動され、燃料の供給を停止した１つ以上の気筒から触媒コンバータに空気が供給される。すなわち、リーン燃焼を行う場合と比較して排気性状の悪化を抑制しつつ酸素吸蔵容量を推定できる。さらには、触媒コンバータに空気を供給するためにモータリング制御を行う必要性もなくなるので、モータリング制御に起因した燃費の悪化が抑制される。

前記処理回路は、前記空気供給処理において前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで積算した空気の量である積算空気量が第１閾値よりも小さいとき、前記触媒コンバータが異常であると判定するように構成されていてもよい。

触媒コンバータに異常がある場合、触媒コンバータは十分な量の酸素を吸蔵できない。すなわち、触媒コンバータに異常がある場合、空燃比がリーンであると検出するまでの積算空気量は小さい。そこで、上記構成では、触媒コンバータが異常であることを判定するための閾値として第１閾値を設定し、積算空気量の大きさが第１閾値よりも小さいか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が第１閾値よりも小さいことに基づいて、触媒コンバータの異常を判定することができる。

前記処理回路は、前記空気供給処理において前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで積算した空気の量である積算空気量が第１閾値以上であるとき、前記触媒コンバータが正常であると判定するように構成されていてもよい。

触媒コンバータが正常である場合、触媒コンバータは十分な酸素を吸蔵できる。すなわち、触媒コンバータが正常である場合、空燃比がリーンであると検出するまでの積算空気量はある程度の大きさになる。そこで、上記構成では、触媒コンバータが正常であることを判定するための閾値として第１閾値を設定し、積算空気量の大きさが第１閾値以上であるか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が第１閾値以上であることに基づいて、触媒コンバータが正常であると判定することができる。

前記処理回路は、前記積算空気量が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下であるとき、前記排気センサが正常であると判定するように構成されていてもよい。
酸素吸蔵容量は、触媒コンバータの仕様に応じて決まる。このため、積算空気量が触媒コンバータの仕様に応じた酸素吸蔵容量に対応する所定の範囲から逸脱していないことを確認すれば、排気センサが正常であると判定できる。そこで、上記構成では、排気センサが正常であることを判定するための閾値として第２閾値を設定し、積算空気量の大きさが、第２閾値以下であるか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が第２閾値以下であることに基づいて、排気センサが正常であると判定できる。

前記処理回路は、前記積算空気量が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きいとき、前記排気センサが異常であると判定するように構成されていてもよい。
酸素吸蔵容量は、触媒コンバータの仕様に応じて決まる。このため、積算空気量が触媒コンバータの仕様に応じた酸素吸蔵容量に対応する所定の範囲から逸脱していることを確認すれば、排気センサに異常があると判定できる。そこで、上記構成では、排気センサに異常があることを判定するための閾値として第２閾値を設定し、積算空気量の大きさが、第２閾値よりも大きいか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が、第２閾値よりも大きいことに基づいて、排気センサが異常であると判定できる。

前記空気供給処理は、前記複数の気筒のうちの１つ以上の気筒に対する燃料の供給を停止し、かつ、前記複数の気筒のうちの残りの気筒において理論空燃比で燃焼を実行することを含んでいてもよい。

複数の気筒のうちの１つ以上の気筒に対する燃料の供給を停止する際、複数の気筒のうちの残りの気筒において理論空燃比で燃焼を実行する。このため、燃料の供給を停止する１つ以上の気筒以外の気筒から触媒コンバータに供給される未然燃料が触媒コンバータ中の酸素と反応するといった状況を回避できる。これにより、酸素吸蔵容量をより正確に推定できる。

一実施形態に係る制御装置と、同制御装置の制御対象である内燃機関を搭載したハイブリッド車両とを示す模式図。 走行距離に応じて進行する触媒コンバータの劣化について説明するグラフ。 同実施形態に係る制御装置が実行する排気システム正常判定処理のフローチャート。 図３の排気システム正常判定処理において実行される積算空気量算出処理のフローチャート。

以下、一実施形態に係る内燃機関の制御装置であり、ハイブリッド車両制御装置でもある制御装置３９について、図１～図４を参照して説明する。
＜車両の構成について＞
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車両１０は、内燃機関（以下、エンジンと記載する）１１を備えている。以下において、ハイブリッド車両１０は、車両１０と記載する。車両１０は、バッテリ２８を備えている。車両１０は、第１モータ１２及び第２モータ１３を備えている。第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、モータモードと発電機モードとを有する。すなわち、第１モータ１２及び第２モータ１３は、モータとしても発電機としても機能する。モータモードでは、バッテリ２８から第１モータ１２及び／又は第２モータ１３に電力が供給され、供給された電力が駆動力に変換される。すなわち、第１モータ１２及び／又は第２モータ１３は、車両１０を駆動することが可能である。発電機モードでは、外部から供給された駆動力を利用して第１モータ１２及び／又は第２モータ１３が発電する。そして、第１モータ１２及び／又は第２モータ１３が発電した電力をバッテリ２８に充電する。

遊星ギア機構１７が、車両１０に設けられている。遊星ギア機構１７は、３つの回転要素を有する。すなわち、遊星ギア機構１７は、サンギア１４、プラネタリキャリア１５、リングギア１６を有する。プラネタリキャリア１５には、トランスアクスルダンパ１８を介してエンジン１１の出力軸であるクランク軸３０が連結されている。サンギア１４には第１モータ１２が連結されている。リングギア１６には、カウンタドライブギア１９が一体に設けられている。カウンタドライブギア１９には、カウンタドリブンギア２０が噛み合わされている。そして、第２モータ１３は、カウンタドリブンギア２０に噛み合わされたリダクションギア２１に連結されている。

カウンタドリブンギア２０には、ファイナルドライブギア２２が一体回転可能に連結されている。ファイナルドライブギア２２には、ファイナルドリブンギア２３が噛み合わされている。そして、ファイナルドリブンギア２３には、差動機構２４を介して、車輪２５の駆動軸２６が連結されている。

第１モータ１２及び第２モータ１３は、パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと記載する）２７を介してバッテリ２８に電気的に接続されている。ＰＣＵ２７は、バッテリ２８から第１モータ１２及び第２モータ１３へ供給される電力の量を調整する。ＰＣＵ２７は、第１モータ１２及び第２モータ１３からバッテリ２８へ供給される電力の量を調整する。すなわち、ＰＣＵ２７は、放電量及び充電量を調整する。

エンジン１１は、複数の気筒３１と、吸気通路３２と、排気通路３３と、を備えている。なお、図１に示す例では、エンジン１１は、４つの気筒３１を備えた４気筒エンジンである。吸気が吸気通路３２を流れて各気筒３１に流入する。各気筒３１において、混合気が燃焼される。各気筒３１での燃焼により生じた排気が、排気通路３３を流れる。吸気通路３２には、吸気通路３２を流れる吸気の流量を調整するための弁であるスロットルバルブ３４が設けられている。吸気中に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁３５が、各気筒３１に対して１つずつ設けられている。なお、複数の燃料噴射弁３５は、各気筒３１に対して複数個ずつ設けられていてもよいし、各気筒３１に対して設けられている個数がそれぞれ異なっていてもよい。また、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する複数の点火プラグ３６が、各気筒３１に対して１つずつ設けられている。なお、複数の点火プラグ３６は、各気筒３１に対して複数個ずつ設けられていてもよいし、各気筒３１に対して設けられている個数がそれぞれ異なっていてもよい。さらに、排気通路３３には、酸素を吸蔵し、吸蔵した酸素と排気中の未然燃料とを反応させることによって排気を浄化することが可能な触媒コンバータ３７が設けられている。触媒コンバータ３７は、排気に含まれる未然燃料を除去できる。例えば、触媒コンバータ３７を構成する多孔質材の表面には、三元触媒が担持されている。触媒コンバータ３７は、さらに、排気に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭと記載する）を捕集してもよい。すなわち、触媒コンバータ３７は、三元触媒を担持するガソリン・パーティキュレート・フィルタ（以下、ＧＰＦと記載する）であってよい。

＜制御装置について＞
車両１０には、エンジン１１を制御する電子制御装置であるエンジン制御部３８が搭載されている。また、車両１０には、エンジン制御部３８及びＰＣＵ２７を統括的に制御する制御装置３９が搭載されている。すなわち、この制御装置３９は、エンジン制御部３８の制御を通じてエンジン１１を制御する内燃機関の制御装置でもある。また、この制御装置３９は、ＰＣＵ２７の制御を通じて放電量及び充電量を調整し、第１モータ１２及び第２モータ１３を制御する。すなわち、制御装置３９は、エンジン１１及び第１モータ１２及び第２モータ１３を制御して車両１０を制御する。エンジン制御部３８及び制御装置３９はそれぞれ、コンピュータユニットとして構成されている。コンピュータユニットは、Read Only Memory（ＲＯＭ）、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）を備える。ＲＯＭは、制御用のプログラムやデータを記憶する。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域である。

エンジン制御部３８には、エンジン１１の吸入空気量を検出するエアフローメータ４０の検出信号が入力されている。エンジン制御部３８には、クランク軸３０の回転角を検出するクランク角センサ４１の検出信号が入力されている。エンジン制御部３８には、エンジン１１の冷却水の温度を検出する水温センサ４２の検出信号が入力されている。エンジン制御部３８には、触媒コンバータ３７に流入する排気の温度を検出する排気温センサ４３の検出信号が入力されている。エンジン制御部３８には、上流側空燃比センサ４６の検出信号が入力されている。なお、上流側空燃比センサ４６は、排気通路３３における触媒コンバータ３７よりも上流側に設けられ、排気通路３３を流れるガスの酸素濃度を検出する。すなわち、上流側空燃比センサ４６は、空燃比を検出する。エンジン制御部３８には、下流側空燃比センサ４７の検出信号が入力されている。下流側空燃比センサ４７は、酸素を検出するように構成された排気センサに相当する。なお、下流側空燃比センサ４７は、排気通路３３における触媒コンバータ３７よりも下流側に設けられ、排気通路３３を流れるガスの酸素濃度を検出する。すなわち、下流側空燃比センサ４７は、上流側空燃比センサ４６と同じ種類の空燃比センサである。なお、上流側空燃比センサ４６及び下流側空燃比センサ４７は、理論空燃比を境に出力を急峻に変化させるセンサであってもよい。すなわち、上流側空燃比センサ４６及び下流側空燃比センサ４７は、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときにリッチ出力をし、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときにリーン出力をする酸素センサであってもよい。エンジン制御部３８は、クランク角センサ４１の検出信号に基づき、クランク軸３０の回転数（以下、エンジン回転数と記載する）を演算する。また、エンジン制御部３８は、エンジン回転数及び吸入空気量に基づき、エンジン負荷率ＫＬを演算する。エンジン負荷率ＫＬについて説明する。吸気行程において各気筒３１に流入する空気の量は、シリンダ流入空気量と称される。現在のエンジン回転数においてスロットルバルブ３４を全開とした状態でエンジン１１を定常運転したときのシリンダ流入空気量を全開空気量とする。エンジン負荷率ＫＬは、この全開空気量に対する、現在のシリンダ流入空気量の比率を表している。また、エンジン制御部３８は、上流側空燃比センサ４６及び下流側空燃比センサ４７の検出信号に基づき、空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御を実行する。例えば、後述するリッチ化処理においては、理論空燃比よりもリッチな空燃比が目標空燃比として設定される。係る場合、空燃比フィードバック制御を通じて、空燃比がリッチな空燃比に近づくように制御される。これによって、触媒コンバータ３７にリッチな空燃比を有する排気が供給されるようになる。

制御装置３９には、バッテリ２８の電流ＩＢ、電圧ＶＢ、及び温度ＴＢが入力されている。そして、制御装置３９は、これら電流ＩＢ、電圧ＶＢ、及び温度ＴＢに基づき、バッテリ２８の蓄電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算している。また、制御装置３９には、運転者のアクセルペダルの踏込量であるアクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセルペダルセンサ４４の検出信号が入力されている。制御装置３９には、車両１０の走行速度である車速Ｖを検出する車速センサ４５の検出信号が入力されている。そして、制御装置３９は、アクセル開度ＡＣＣＰ及び車速Ｖに基づき車両１０の駆動力の要求値である車両要求駆動力を演算する。制御装置３９は、車両要求駆動力及び蓄電率ＳＯＣ等に基づき、エンジン出力の要求値である要求エンジン出力を演算する。制御装置３９は、車両要求駆動力及び蓄電率ＳＯＣ等に基づき、第１モータ１２の力行／回生トルクの要求値であるＭＧ１要求トルクを演算する。制御装置３９は、車両要求駆動力及び蓄電率ＳＯＣ等に基づき、第２モータ１３の力行／回生トルクの要求値であるＭＧ２要求トルクを演算する。そして、車両１０の走行制御が行われる。詳細には、エンジン制御部３８が要求エンジン出力に応じてエンジン１１の出力制御を行う。ＰＣＵ２７がＭＧ１要求トルク及びＭＧ２要求トルクに応じて第１モータ１２及び第２モータ１３のトルク制御を行う。

＜酸素吸蔵容量推定処理について＞
制御装置３９は、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量を推定する酸素吸蔵容量推定処理を実行することができる。酸素吸蔵容量は、酸素吸蔵量がゼロになった時点から酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達するまで触媒コンバータ３７に供給された空気の量を積算することによって推定できる。酸素吸蔵量容量推定処理を実行する前に、まず、制御装置３９は、下流側空燃比センサ４７が排気の空燃比がリッチであると検出するまで、触媒コンバータ３７にリッチな空燃比を有する排気を供給するリッチ化処理を実行する。リッチな空燃比を有する排気を触媒コンバータ３７に供給している最中に下流側空燃比センサ４７がリッチな空燃比を検出する場合、酸素吸蔵量がゼロと考えられる。詳細には、触媒コンバータ３７の酸素が枯渇して、リッチな空燃比を有する排気が触媒コンバータ３７によって浄化されることなく、そのまま触媒コンバータ３７の下流に流れていると考えられる。次いで、制御装置３９は、リッチ化処理において下流側空燃比センサ４７が排気の空燃比がリッチであると検出した後、下流側空燃比センサ４７が排気の空燃比がリーンであると検出するまで触媒コンバータ３７に空気を供給する空気供給処理を実行する。リーンな空燃比を有する排気を触媒コンバータ３７に供給している最中に下流側空燃比センサ４７がリーンな空燃比を検出する場合、酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達していると考えられる。詳細には、酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達して、リーンな空燃比を有する排気中の酸素が触媒コンバータ３７によって吸蔵されることなく、そのまま触媒コンバータ３７の下流に流れていると考えられる。そこで、制御装置３９は、空気供給処理において下流側空燃比センサ４７が排気の空燃比がリーンであると検出するまで触媒コンバータ３７に供給された空気の量を積算することによって触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量を推定する酸素吸蔵容量推定処理を実行する。このように、下流側空燃比センサ４７が空燃比がリッチであることを検出した時点から、下流側空燃比センサ４７が空燃比がリーンであることを検出する時点までに触媒コンバータ３７に供給された空気の量を積算することによって、酸素吸蔵容量が推定される。酸素吸蔵容量推定処理の詳細については、図３及び図４を参照して後述する。

＜触媒コンバータの劣化について＞
図２を参照して、触媒コンバータ３７において生じる新品状態からの劣化について説明する。

車両１０の走行に伴い、エンジン１１の運転が繰り返されると、触媒コンバータ３７の熱ストレスが累積し、触媒コンバータ３７が劣化する。そのため、図２に示すように、走行距離が増大するにつれて触媒コンバータ３７の劣化が進行し、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量が低下する。ここで、図２のグラフの縦軸は触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量であり、グラフの横軸は走行距離である。触媒コンバータ３７に異常がある場合、触媒コンバータ３７は十分な量の酸素を吸蔵できない。すなわち、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量が低下して、第１閾値ＯＳＣＴｈ１を下回った場合、触媒コンバータ３７が異常であると考えられる。ここで、第１閾値ＯＳＣＴｈ１は、触媒コンバータ３７の劣化が許容できるか否かを考慮して予め設定された閾値である。すなわち、酸素吸蔵容量が第１閾値ＯＳＣＴｈ１以上である場合には触媒コンバータが正常であり、酸素吸蔵容量が第１閾値ＯＳＣＴｈ１よりも小さい場合には触媒コンバータが異常であると考えられる。

上述したように、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量は、下流側空燃比センサ４７が空燃比がリーンであることを示すまでの空気の量の積算値に基づいて推定される。このため、触媒コンバータ３７の仕様から大きく逸脱するほど推定された酸素吸蔵容量が大きい場合、下流側空燃比センサ４７に異常があると考えられる。推定された酸素吸蔵容量が、触媒コンバータ３７の仕様から大きく逸脱しているか否かを判定するための閾値として第２閾値ＯＳＣＴｈ２を設定することができる。第２閾値ＯＳＣＴｈ２は、例えば、通常の新品の触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量の１．１培の値である。こうした構成を採用すれば、推定された酸素吸蔵容量が、第２閾値ＯＳＣＴｈ２よりも大きいことに基づいて、下流側空燃比センサ４７が異常であると判定できる。下流側空燃比センサ４７が異常であるとは、例えば、下流側空燃比センサ４７の応答性が極めて低下している等、下流側空燃比センサ４７が現実の空燃比を反映した値を出力できないことを意味する。また、推定された酸素吸蔵容量が、第２閾値ＯＳＣＴｈ２以下であることに基づいて、下流側空燃比センサ４７が正常であると判定できる。

＜排気システム正常判定処理について＞
図３を参照して、触媒コンバータ３７又は下流側空燃比センサ４７が正常であるか否かを判定する排気システム正常判定処理を説明する。排気システム正常判定処理は車両１０のメインスイッチがオフからオンに変化することを条件に１回実行される。

制御装置３９は、Ｓ３００において、後続の処理の実行に係る前提条件が成立しているか否かを判定する。前提条件に関しては後述する。制御装置３９は、前提条件が成立していない場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、Ｓ３００の処理を繰返す。制御装置３９は、前提条件が成立している場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、Ｓ３０２に進む。例えば、前提条件は、下流側空燃比センサ４７の温度が活性温度以上と推定される旨の条件を含み得る。下流側空燃比センサ４７の温度が活性温度以上であるとき、下流側空燃比センサ４７の検出精度が確保される。これによって、下流側空燃比センサ４７の検出値を用いる排気システム正常判定処理の精度が確保される。

制御装置３９は、Ｓ３０２において、リッチ化処理を実行する。詳細には、制御装置３９は、目標空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に設定することを通じて、触媒コンバータ３７にリッチな空燃比を有する排気を供給する。次いで、制御装置３９は、Ｓ３０４に進む。

制御装置３９は、Ｓ３０４において、下流側空燃比センサ４７がリッチな空燃比を検出しているか否かを判定する。制御装置３９は、下流側空燃比センサ４７がリッチな空燃比を検出していない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、Ｓ３００に戻る。制御装置３９は、下流側空燃比センサ４７がリッチな空燃比を検出している場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、Ｓ３０６に進む。下流側空燃比センサ４７がリッチな空燃比を検出するようになった場合、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵量がゼロになったと考えられる。

制御装置３９は、Ｓ３０６において、部分気筒フューエルカット制御（以下、部分気筒Ｆ／Ｃ制御と記載する）を実行する。部分気筒Ｆ／Ｃ制御は、複数の気筒３１のうちの１つ以上の気筒３１に対する燃料の供給を停止し、かつ、複数の気筒３１のうちの残りの気筒３１において理論空燃比で燃焼を実行することを含む。例えば、Ｓ３０６では、制御装置３９は、エンジン制御部３８に１つの気筒３１に対する燃料の供給を停止させ、かつ、残りの３つの気筒３１において理論空燃比で燃焼を実行させる。こうして部分気筒Ｆ／Ｃ制御を実行することにより、理論空燃比で燃焼が行われることによって生じたエネルギによってクランク軸３０が駆動され、燃料の供給を停止した気筒３１から触媒コンバータ３７に空気が供給される。すなわち、Ｓ３０６は、触媒コンバータ３７に空気を供給する空気供給処理である。このように、制御装置３９は、触媒コンバータ３７に空気を供給する空気供給処理を実行する。これによって、触媒コンバータ３７に空気を供給するとともに、エンジン１１からの出力を車輪２５の駆動又はバッテリ２８の充電に用いることができる。すなわち、部分気筒Ｆ／Ｃ制御は、負荷運転中（例えば、駆動力要求又は充電要求がある場合）に行われる。次いで、制御装置３９は、Ｓ３０８に進む。

制御装置３９は、Ｓ３０８において、積算空気量算出処理を実行する。ここでの積算空気量とは、下流側空燃比センサ４７が空燃比がリッチであると検出した時点から、下流側空燃比センサ４７が空燃比がリーンであると検出する時点までに触媒コンバータ３７に供給された空気の量を積算することによって得られる値である。すなわち、ここでの積算空気量とは、空気供給処理において下流側空燃比センサ４７が排気の空燃比がリーンであると検出するまで積算した空気の量である。積算空気量算出処理は、次のように行われる。

図４に示すように、制御装置３９は、積算空気量算出処理を開始すると、Ｓ４００において、前回の積算空気量を取得する。なお、上述したように、積算空気量は、排気システム正常判定処理を開始してから初めてＳ３０４において肯定判定がなされ、部分気筒Ｆ／Ｃ制御を開始したときからの積算値である。そのため、排気システム正常判定処理を開始したとき積算空気量の初期値はゼロである。次いで、制御装置３９は、Ｓ４０２において、吸入空気量に基づき今回のＦ／Ｃ気筒３１のシリンダ流入空気量を取得する。Ｆ／Ｃ気筒３１とはフューエルカットが行われる気筒３１を意味する。吸入空気量は、エアフローメータ４０の検出値に基づいて取得される。次いで、制御装置３９は、Ｓ４０４において、前回の積算空気量に今回のＦ／Ｃ気筒３１のシリンダ流入空気量を足すことによって、積算空気量を更新する。こうして積算空気量算出処理を実行すると、次いで、制御装置３９は、Ｓ３１０に進む。

制御装置３９は、Ｓ３１０において、下流側空燃比センサ４７がリーンな空燃比を検出しているか否かを判定する。下流側空燃比センサ４７がリーンな空燃比を検出している場合、酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達していると考えられる。制御装置３９は、Ｓ３１０において、下流側空燃比センサ４７がリーンな空燃比を検出している場合（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、Ｓ３１２に進む。

制御装置３９は、Ｓ３１２において、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１よりも小さいか否かを判定する。制御装置３９は、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１よりも小さい場合（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）、Ｓ３１４に進み、触媒コンバータ３７が異常と判定する。第１閾値ＩＡＡＴｈ１とは、第１閾値ＯＳＣＴｈ１を空気量に換算した値である。Ｓ３１２において参照される積算空気量を酸素量に換算すると、酸素吸蔵容量が得られる。積算空気量を第１閾値ＩＡＡＴｈ１と比較することは、酸素吸蔵容量を第１閾値ＯＳＣＴｈ１と比較することと等価である。図２を参照して、酸素吸蔵容量が第１閾値ＯＳＣＴｈ１よりも小さい場合には触媒コンバータが異常であると考えられると上述した。制御装置３９は、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１よりも小さい場合、触媒コンバータ３７が異常と判定できる。

制御装置３９は、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１以上である場合（Ｓ３１２：Ｎｏ）、Ｓ３１６に進み、Ｓ３１６において、触媒コンバータ３７が正常と判定する。次いで、制御装置３９は、Ｓ３１８において、下流側空燃比センサ４７が正常と判定する。

制御装置３９は、Ｓ３１０において、下流側空燃比センサ４７がリーンな空燃比を検出していない場合（Ｓ３１０：Ｎｏ）、Ｓ３２０に進む。制御装置３９は、Ｓ３２０において、積算空気量が第２閾値ＩＡＡＴｈ２よりも大きいか否かを判定する。制御装置３９は、積算空気量が第２閾値ＩＡＡＴｈ２よりも大きい場合（Ｓ３２０：Ｙｅｓ）、Ｓ３２２に進み、Ｓ３２２において、下流側空燃比センサ４７が異常と判定する。第２閾値ＩＡＡＴｈ２とは、第２閾値ＯＳＣＴｈ２を空気量に換算した値である。Ｓ３２０において参照される積算空気量を酸素量に換算すると、酸素吸蔵量が得られる。積算空気量を第２閾値ＩＡＡＴｈ２と比較することは、酸素吸蔵量を第２閾値ＯＳＣＴｈ２と比較することと等価である。図２を参照して、酸素吸蔵容量が第２閾値ＯＳＣＴｈ２よりも大きい場合には下流側空燃比センサ４７が異常であると考えられると上述した。制御装置３９は、積算空気量が第２閾値ＩＡＡＴｈ２よりも大きい場合、下流側空燃比センサ４７が異常と判定できる。すなわち、係る場合、積算空気量が触媒コンバータ３７の仕様に応じた酸素吸蔵容量に対応する所定の範囲から逸脱している。制御装置３９は、積算空気量が第２閾値ＩＡＡＴｈ２以下である場合（Ｓ３２０：Ｎｏ）、Ｓ３０６に進み、処理を継続する。

制御装置３９は、Ｓ３１４、Ｓ３１８、又はＳ３２２の処理を実行した場合、排気システム正常判定処理を終了する。
＜本実施形態の作用＞
排気システム正常判定処理を通じて、まず、リッチ化処理により触媒コンバータ３７の酸素吸蔵量がゼロにされる（Ｓ３００～Ｓ３０４）。そして、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵量がゼロになると（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、部分気筒Ｆ／Ｃによる空気供給処理（Ｓ３０６）が実行されるとともに、積算空気量の算出が行われる（Ｓ３０８）。そして、下流側空燃比センサ４７がリーンであると検出するようになり（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、酸素が触媒コンバータ３７よりも下流側に到達するようになると、積算空気量の算出を停止する。この時点までの積算空気量は、酸素吸蔵量がゼロの状態から触媒コンバータ３７が酸素を吸蔵しきれなくなるまでの触媒コンバータ３７への空気の供給量である。そのため、この積算空気量は触媒コンバータ３７の酸素吸蔵容量の大きさを示している。すなわち、この制御装置３９においては、Ｓ３１０において肯定判定がなされるまでの積算空気量を算出する処理が、酸素吸蔵容量推定処理に該当する。

そして、上記排気システム正常判定処理は、こうして酸素吸蔵容量推定処理が完了すると、酸素吸蔵容量の指標値である精算空気量に基づいて、触媒コンバータ３７又は下流側空燃比センサ４７の正常又は異常を判定する（Ｓ３１４、Ｓ３１６、Ｓ３１８、Ｓ３２２）。

＜本実施形態の効果＞
（１）空気供給処理は、複数の気筒３１のうちの１つ以上の気筒３１に対する燃料の供給を停止し、かつ、複数の気筒３１のうちの残りの気筒３１において理論空燃比で燃焼を実行することを含む。このため、理論空燃比で燃焼が行われることによって生じたエネルギによってクランク軸３０が駆動され、燃料の供給を停止した１つ以上の気筒３１から触媒コンバータ３７に空気が供給される。すなわち、リーン燃焼を行う場合と比較して排気性状の悪化を抑制しつつ酸素吸蔵容量を推定できる。さらには、触媒コンバータ３７に空気を供給するためにモータリング制御を行う必要性もなくなるので、モータリング制御に起因した燃費の悪化が抑制される。

（２）触媒コンバータ３７に異常がある場合、触媒コンバータ３７は十分な量の酸素を吸蔵できない。すなわち、触媒コンバータ３７に異常がある場合、空燃比がリーンであると検出するまでの積算空気量は小さい。そこで、上記構成では、触媒コンバータ３７が異常であることを判定するための閾値として第１閾値ＩＡＡＴｈ１を設定し、積算空気量の大きさが第１閾値ＩＡＡＴｈ１よりも小さいか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１よりも小さいことに基づいて、触媒コンバータ３７の異常を判定することができる。

（３）触媒コンバータ３７が正常である場合、触媒コンバータ３７は十分な酸素を吸蔵できる。すなわち、触媒コンバータ３７が正常である場合、空燃比がリーンであると検出するまでの積算空気量はある程度の大きさになる。そこで、上記構成では、触媒コンバータ３７が正常であることを判定するための閾値として第１閾値ＩＡＡＴｈ１を設定し、積算空気量の大きさが第１閾値ＩＡＡＴｈ１以上であるか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１以上であることに基づいて、触媒コンバータ３７が正常であると判定することができる。

（４）酸素吸蔵容量は、触媒コンバータ３７の仕様に応じて決まる。このため、積算空気量が触媒コンバータ３７の仕様に応じた酸素吸蔵容量に対応する所定の範囲から逸脱していることを確認すれば、下流側空燃比センサ４７に異常があると判定できる。そこで、上記構成では、下流側空燃比センサ４７に異常があることを判定するための閾値として第２閾値ＩＡＡＴｈ２を設定し、積算空気量の大きさが、第２閾値ＩＡＡＴｈ２よりも大きいか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が、第２閾値ＩＡＡＴｈ２よりも大きいことに基づいて、下流側空燃比センサ４７が異常であると判定できる。

（５）触媒コンバータ３７に空気を供給する方法としては、複数の気筒３１の全てにおいて燃焼を停止する全気筒フューエルカット制御（以下、全気筒Ｆ／Ｃ制御と記載する）が考えられる。しかし、全気筒Ｆ／Ｃ制御は、無負荷運転中において行われる。すなわち、全気筒Ｆ／Ｃ制御は、駆動力要求及び充電要求がないことを条件に実行される。車両が運転されているときには、駆動力要求又は充電要求があることが多い。そのため、全気筒Ｆ／Ｃ制御によって空気供給処理を実現するようにした場合、触媒コンバータ３７の酸素吸蔵量が酸素吸蔵容量に到達する前に、全気筒Ｆ／Ｃ制御が終了してしまい、酸素吸蔵容量の推定をなかなか完了させることができない。これに対し、部分気筒Ｆ／Ｃ制御は、駆動力要求又は充電要求があるときに実行される。このため、本実施形態によれば、全気筒Ｆ／Ｃ制御のみを通じて触媒コンバータ３７に空気を供給することによって積算空気量を算出する構成と比較して、積算空気量を算出可能な機会を増やし、酸素吸蔵容量の推定機会を得ることができる。

（６）酸素吸蔵容量を推定する場合、リーン燃焼ではなく部分気筒Ｆ／Ｃ制御を通じて触媒コンバータ３７に空気が供給される。リーン燃焼と比較して部分気筒Ｆ／Ｃ制御は効率良く触媒コンバータ３７に空気を供給できる。よって、リーン燃焼を通じて酸素吸蔵容量を推定する構成と比較して、部分気筒Ｆ／Ｃ制御を行うことで迅速に酸素吸蔵容量を推定できる。

（７）部分気筒Ｆ／Ｃ制御を実行する際、Ｆ／Ｃ気筒３１以外の気筒３１では理論空燃比で燃焼が実行される。このため、Ｆ／Ｃ気筒３１以外の気筒３１から触媒コンバータ３７に供給される未然燃料が触媒コンバータ３７中の酸素と反応するといった状況を回避できる。これにより、酸素吸蔵容量をより正確に推定できる。

さらに、Ｆ／Ｃ気筒３１以外の気筒から触媒コンバータ３７に供給される空気の量を積算空気量に含める必要が生じない。本実施形態とは異なり、Ｆ／Ｃ気筒３１以外の気筒３１においてリーン燃焼が実行される場合、上流側空燃比センサ４６の出力に基づいてＦ／Ｃ気筒３１以外の気筒３１から触媒コンバータ３７に供給される空気の量を算出する必要が生じる。本実施形態では、Ｆ／Ｃ気筒３１以外の気筒３１では理論空燃比で燃焼が実行されるので、上流側空燃比センサ４６が不要となる。このため、上流側空燃比センサ４６のゲイン又は応答性に起因して積算空気量の算出に悪影響が生じる可能性を排除できる。

（変更例）
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、空気供給処理は、複数の気筒３１のうちの１つ以上の気筒３１に対する燃料の供給を停止し、かつ、複数の気筒３１のうちの残りの気筒３１において理論空燃比で燃焼を実行することを含む。これに代えて、空気供給処理は、複数の気筒３１のうちの１つ以上の気筒３１に対する燃料の供給を停止し、かつ、複数の気筒３１のうちの残りの気筒３１において理論空燃比未満の空燃比で燃焼を実行することによって、複数の気筒３１から触媒コンバータ３７に供給される排気全体の空燃比をリーンに制御することを含んでいてもよい。係る場合も、燃焼が行われる気筒３１においてリーン燃焼が行われない。このため、リーン燃焼を行う場合と比較して排気性状の悪化を抑制しつつ酸素吸蔵容量を推定できる。より正確に排気システム正常判定処理を実行するために、Ｓ３１２又はＳ３２０において積算空気量は、理論空燃比未満の空燃比で燃焼を実行した気筒３１から触媒コンバータ３７に供給された未然燃料と反応する空気の量の分だけ減算されてもよい。

・上流側空燃比センサ４６は省略されてもよい。
・上記実施形態では、部分気筒Ｆ／Ｃ制御のみによって空気供給処理を実行する例を示したが、全気筒Ｆ／Ｃ制御を組み合わせて空気供給処理を実行してもよい。すなわち、負荷運転時には部分気筒Ｆ／Ｃ制御によって空気を供給し、無負荷運転時には全気筒Ｆ／Ｃ制御によって空気を供給する構成を採用してもよい。こうした構成を採用すれば、無負荷運転時であろうと、負荷運転時であろうと空気を供給することができるため、とぎれなく触媒コンバータ３７に空気を供給し続けることができる。したがって速やかに酸素吸蔵量容量推定処理を完了させることができる。

・上記実施形態では、空気供給処理は、エンジン制御部３８に１つの気筒３１に対する燃料の供給を停止させ、かつ、残りの３つの気筒３１において理論空燃比で燃焼を実行させている。これに代えて、例えば、空気供給処理は、エンジン制御部３８に２つの気筒３１に対する燃料の供給を停止させ、かつ、残りの２つの気筒３１において理論空燃比で燃焼を実行させることを含む。すなわち、空気供給処理において燃料の供給を停止する気筒３１の数は１つには限らない。すなわち、複数の気筒３１のいずれにおいてフューエルカットを行うかは適宜変更可能である。複数の気筒３１のちの１つ以上の特定気筒３１においてのみフューエルカットを行ってもよい。ある気筒３１において複数の燃焼サイクルのうちの１回の頻度でフューエルカットを行ってもよい。

・部分気筒Ｆ／Ｃ制御を実行すると、瞬間的なトルク抜けが発生する。部分気筒Ｆ／Ｃ制御の実行時において、瞬間的なトルク抜けに起因した駆動力不足及び／又はノイズバイブレーション悪化を抑制するための処理を実行してもよい。例えば、エンジン１１の出力低下分を補償するようにエンジン１１への要求出力値をかさ上げする処理によって、駆動力不足を解消してもよい。エンジン１１の出力低下分を第１モータ１２及び／又は第２モータ１３によって補填する処理によって駆動力不足を解消してもよい。エンジン１１のトルク脈動に合わせてモータトルクを周期的に補填する処理によってノイズバイブレーション悪化を解消してもよい。

・例えば、前提条件は、瞬間的なトルク抜けに起因した駆動力不足及び／又はノイズバイブレーション悪化を抑制するための処理の実行が許可されている旨の条件を含み得る。例えば、前提条件は、バッテリ２８の状態が所定の状態である旨の条件を含み得る。これによって、バッテリ２８が低温状態であること又は蓄電率が低いことに起因してバッテリ２８を用いた上記処理の実行ができないといった状況を回避できる。例えば、前提条件は、第１モータ１２及び／又は第２モータ１３の状態に係る条件を含み得る。例えば第１モータ１２及び／又は第２モータ１３中の部品（例えば、コイル、インバータ）の温度が高く、部品保護のために第１モータ１２及び／又は第２モータ１３のトルクが制限されていて第１モータ１２及び／又は第２モータ１３を用いた上記処理の実行ができないといった状況を回避できる。例えば、前提条件は、通信の状態が所定の状態にある（例えば、通信途絶が生じておらず、かつ、通信遅延が生じていない）旨の条件を含み得る。上記処理を実現するために行われているＥＣＵ間の通信の信頼性が保証される。

・排気システム正常判定処理において部分気筒Ｆ／Ｃ制御が中断された場合、排気システム正常判定処理が中断される。部分気筒Ｆ／Ｃ制御が中断を回避するような処理を行ってもよい。例えば、ハイブリッド車両において間欠停止禁止及び全気筒Ｆ／Ｃ制御禁止した上でエンジンへの要求出力を一定に保つ又は嵩上げするような制御を行い、エンジン１１の出力の過不足をバッテリ２８への充放電量で調整してもよい。

・部分気筒Ｆ／Ｃ制御を実行するとき、空燃比フィードバック制御を停止してもよい。或いは、部分気筒Ｆ／Ｃ制御を実行するとき、フィードバックゲインを小さくしてもよい。これによって、部分気筒Ｆ／Ｃ制御に起因して生じるリーンスパイク（過渡的に空燃比がリーンになること）によって、燃焼が行われる気筒３１である燃焼気筒３１における目標空燃比を過度にリッチ補正することを回避し得る。

・部分気筒Ｆ／Ｃ制御に起因して生じるリーンスパイクに起因して空燃比学習値を不適切に更新する可能性がある。これを防止するために、部分気筒Ｆ／Ｃ制御中は、空燃比学習制御を停止してもよい。

・部分気筒Ｆ／Ｃ制御中においては、Ｆ／Ｃ気筒３１における点火を停止してもよい。これによって、Ｆ／Ｃ気筒３１における意図しない燃焼を防止できる。この他、Ｆ／Ｃ気筒３１における意図しない燃焼を抑制するために、パージカット、燃焼気筒３１においては直噴を行うこと、ポート噴射弁のみを有する構成では吸気弁の開弁と同期して燃料を噴射すること、ＥＧＲカット、吸気バルブタイミングを進角して吸気系に混合気が逆流することを抑制すること等行い得る。

・上記実施形態では、複数の気筒３１の数は４つである。複数の気筒３１の数は適宜変更可能である。
・上記実施形態では、触媒コンバータ３７の正常又は異常を判定する処理、下流側空燃比センサ４７の正常又は異常を判定する処理が行われる。これらの処理は省略されてもよい。すなわち、Ｓ３１２、Ｓ３１４、Ｓ３１６、Ｓ３１８、Ｓ３２０、Ｓ３２２の処理は省略されてもよい。

・上記実施形態では、排気システム正常判定処理は車両１０のメインスイッチがオフからオンに変化することを条件に１回実行される。これに代えて、例えば、積算空気量と第１閾値ＩＡＡＴｈ１との偏差が小さい場合、或いは、積算空気量と第２閾値ＩＡＡＴｈ２との偏差が小さい場合、複数回排気システム正常判定処理を実行してもよい。複数回排気システム正常判定処理を行った結果に基づいて排気システムの正常判定を行うことによって、判定精度が高められ得る。

・排気システム正常判定処理において、触媒コンバータ３７又は下流側空燃比センサ４７が異常と判定された場合、背景技術の欄に記載した方法等の別の方法で異常を判定してもよい。

・上記実施形態では、排気システム正常判定処理は車両１０のメインスイッチがオフからオンに変化することを条件に１回実行される。これに代えて、例えば、排気システム正常判定処理は、定常エミッションを低減することを目的とする部分気筒Ｆ／Ｃ制御又はＧＰＦ再生を目的とする部分気筒Ｆ／Ｃ制御の実行を条件に実行されてもよい。

・上記実施形態において説明した排気システム正常判定処理に係る前提条件は、適宜変更可能である。例えば、前提条件は、積算空気量の算出に関わる部品及びセンサ（例えば、スロットルバルブ３４、エアフローメータ４０等）が故障していない旨の条件を含み得る。これによって、排気システム正常判定処理の精度が確保され得る。例えば、前提条件は、エンジン１１が、エンジン冷却水温及び油温が例えば７５度以上であることに基づいて暖気完了状態と判定される旨の条件を含み得る。前提条件は、エンジン１１が運転中であり、停止状態ではない旨の条件を含み得る。例えば、前提条件は、空燃比が理論空燃比から変動する可能性のある制御が実行されていない旨の条件を含み得る。これは、例えば、特殊な燃料増量制御が実行されていない旨の条件である。特殊な燃料増量制御は、例えば、部品保護増量であってよい。部品保護増量とは、燃料を増加させると排気温度が下がって排気に接する部品が熱によって劣化するのを抑制できるといった点に着目して行われる制御である。特殊な燃料増量制御は、例えば、パワー増量、冷間増量、エンジン始動後増量、フューエルカット終了後増量を含み得る。特殊な燃料増量制御が実行されていない旨の条件が満たされているとき、Ｆ／Ｃ気筒３１以外の気筒３１において理論空燃比において燃焼を実行できる。これによって、Ｆ／Ｃ気筒３１から触媒コンバータ３７に供給される空気の量に基づいて積算空気量を精度良く算出できる。例えば、前提条件は、触媒コンバータ３７の温度が所定の範囲内（例えば、５００～８００度）にあると推定される旨の条件を含み得る。これは、触媒コンバータ３７の温度が酸素吸蔵容量に影響する可能性を考慮したものである。所定の範囲の下限値は、触媒活性温度であってもよく、所定の範囲の上限値は、部品保護温度であってもよい。例えば、前提条件は、エンジン回転数の変化が小さく、かつ、負荷変化が小さい旨の条件を含み得る。すなわち、前提条件は、エンジン１１が過渡運転状態ではない旨の条件を含み得る。これによって、エンジン１１が過渡運転状態にあることに起因した積算空気量の算出精度の低下、エンジン１１が過渡運転状態にあることに起因した空燃比の制御の不安定化を回避し得る。例えば、係る条件を設定することによって、ポート噴射弁を有するエンジンの過渡運転時におけるポートウェット量の変化に起因した空燃比の不安定化を回避し得る。例えば、前提条件は、積算空気量の算出に影響を与え得る外気圧、吸入空気温度、外気温に関する条件を含み得る。例えば、前提条件は、吸入空気量が所定範囲内（例えば、５～３０ｇ／ｓ）である旨の条件を含み得る。吸入空気量の下限値を設定することによって、吸入空気量が小さ過ぎる場合に、積算空気量の大きさに基づいて行われる排気システム正常判定処理に時間がかかってしまうことを回避できる。吸入空気量の上限値を設定することによって、積算空気量の大きさに基づいて行われる排気システム正常判定処理の信頼度が確保され得る。仮に吸入空気量が大き過ぎる場合、最初にＳ３０６及びＳ３０８の処理を実行した時点において、下流側空燃比センサ４７の出力がリーンになるとともに、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１を超えてしまう状況が生じ得る。係る場合には、酸素吸蔵容量が第１閾値ＯＳＣＴｈ１よりも小さくなっていたとしても、触媒コンバータ３７が異常と判定できない。例えば、前提条件は、Ｆ／Ｃ気筒３１に燃料が供給される可能性のある制御の実行中でない旨の条件を含み得る。これによって、Ｆ／Ｃ気筒３１から触媒コンバータ３７に供給される空気が燃料と反応して、積算空気量の算出が困難となる状況を回避し得る。同様の理由により、例えば、前提条件は、パージ濃度（燃料タンクから吸気通路３２に流入する燃料蒸気の濃度）が小さく（例えば、ゼロ）、及び／又は排気ガス再循環（ＥＧＲ）量が小さい（例えば、ゼロ）旨の条件を含み得る。例えば、前提条件は、排気システム正常判定処理の実行時点におけるエンジン１１の運転領域及び該運転領域の近くにおいて、空燃比制御の学習が完了済みである旨の条件を含み得る。これによって、空燃比を理論空燃比に制御することの精度が確保される。

・上記実施形態では、制御装置３９は、積算空気量を第１閾値ＩＡＡＴｈ１又は第２閾値ＩＡＡＴｈ２と比較する処理を実行する。しかしながら、これは例示に過ぎない。制御装置３９は、積算空気量を酸素量に換算し、換算した酸素量を第１閾値ＯＳＣＴｈ１又は第２閾値ＯＳＣＴｈ２と比較してもよい。

・上記実施形態では、Ｆ／Ｃ気筒３１の吸入空気量は、エアフローメータ４０の検出値に基づいて取得される。これに代えて、吸入空気量は、吸気系物理モデルから計算されてもよい。例えば、設計諸元と、スロットル開度、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）、ＥＧＲ等のアクチュエータ量とから計算されてよい。これに代えて、吸入空気量は、インテークマニホールド圧力センサに基づいて取得されてもよい。

・上記実施形態では、制御装置３９は、積算空気量が第１閾値ＩＡＡＴｈ１以上である場合、Ｓ３１８において下流側空燃比センサ４７が正常と判定する。制御装置３９は、空燃比がリーンであると検出するまでの積算空気量が第２閾値ＩＡＡＴｈ２以下であるとき、下流側空燃比センサ４７が正常であると判定してもよい。酸素吸蔵容量は、触媒コンバータ３７の仕様に応じて決まる。このため、積算空気量が触媒コンバータ３７の仕様に応じた酸素吸蔵容量に対応する所定の範囲から逸脱していないことを確認すれば、下流側空燃比センサ４７が正常であると判定できる。そこで、上記構成では、下流側空燃比センサ４７が正常であることを判定するための閾値として第２閾値ＩＡＡＴｈ２を設定し、積算空気量の大きさが、第２閾値ＩＡＡＴｈ２以下であるか否かを確認する。こうした構成を採用すれば、積算空気量が第２閾値ＩＡＡＴｈ２以下であることに基づいて、下流側空燃比センサ４７が正常であると判定できる。

・排気システム正常判定処理が終了したら、部分気筒Ｆ／Ｃ制御等から元の制御状態に戻してもよい。しかしながら、ＧＰＦ再生のための昇温要求等において部分気筒Ｆ／Ｃ制御が要求されている場合には部分気筒Ｆ／Ｃ制御を終了せず継続してもよい。

・排気システム正常判定処理終了時にはフューエルカットによる触媒コンバータ３７への酸素供給量が過剰となっている可能性がある。よって、排気システム正常判定処理終了後には通常時よりも目標空燃比をリッチに設定する等、燃料噴射量を増大させる制御を実施してもよい。

・排気システム正常判定処理中においてフューエルカットが行われていた気筒３１は他の燃焼気筒３１に比べて筒内温度が低下しており、かつ、ポートウェットが不足している状態である。このため、排気システム正常判定処理後、フューエルカットが行われていた気筒３１において、他の燃焼気筒３１よりも燃料噴射量を増大させることにより気筒３１間の発生トルクを均一にしてもよい。

・上記実施形態では、制御装置３９は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを備えて、ソフトウェア処理を実行する。しかしながら、これは例示に過ぎない。例えば、制御装置３９は、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路（例えばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置３９は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）制御装置３９は、プログラムに従って全ての処理を実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。すなわち、制御装置３９は、ソフトウェア実行装置を備える。（ｂ）制御装置３９は、プログラムに従って処理の一部を実行する処理装置と、プログラム格納装置とを備える。さらに、制御装置３９は、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路を備える。（ｃ）制御装置３９は、全ての処理を実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、ソフトウェア実行装置、及び／又は、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、ソフトウェア実行装置及び専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路（processing circuitry）によって実行され得る。処理回路に含まれるソフトウェア実行装置及び専用のハードウェア回路は複数であってもよい。プログラム格納装置すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

１０…ハイブリッド車両（車両）
１１…内燃機関（エンジン）
３１…気筒
３７…触媒コンバータ
３９…制御装置
４７…下流側空燃比センサ（排気センサ）

Claims (6)

1. 複数の気筒と、排気を浄化するように構成されるとともに酸素を吸蔵するように構成された触媒コンバータと、前記触媒コンバータよりも下流側に設けられ、酸素を検出するように構成された排気センサと、を有する内燃機関を制御する前記内燃機関の制御装置であって、処理回路を備え、該処理回路は、
   前記排気センサが排気の空燃比がリッチであると検出するまで、前記触媒コンバータにリッチな空燃比を有する排気を供給するリッチ化処理と、
   前記リッチ化処理において前記排気センサが排気の空燃比がリッチであると検出した後、前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで前記触媒コンバータに空気を供給する空気供給処理と、
   前記空気供給処理において前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで前記触媒コンバータに供給された空気の量を積算することによって前記触媒コンバータの酸素吸蔵容量を推定する酸素吸蔵容量推定処理と、を実行するように構成され、
   前記空気供給処理は、前記複数の気筒のうちの１つ以上の気筒に対する燃料の供給を停止し、かつ、前記複数の気筒のうちの残りの気筒において理論空燃比以下の空燃比で燃焼を実行することによって、前記複数の気筒から前記触媒コンバータに供給される排気全体の空燃比をリーンに制御することを含む
   内燃機関の制御装置。
2. 前記処理回路は、前記空気供給処理において前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで積算した空気の量である積算空気量が第１閾値よりも小さいとき、前記触媒コンバータが異常であると判定するように構成されている
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記処理回路は、前記空気供給処理において前記排気センサが排気の空燃比がリーンであると検出するまで積算した空気の量である積算空気量が第１閾値以上であるとき、前記触媒コンバータが正常であると判定するように構成されている
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記処理回路は、前記積算空気量が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下であるとき、前記排気センサが正常であると判定するように構成されている
   請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記処理回路は、前記積算空気量が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きいとき、前記排気センサが異常であると判定するように構成されている
   請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記空気供給処理は、前記複数の気筒のうちの１つ以上の気筒に対する燃料の供給を停止し、かつ、前記複数の気筒のうちの残りの気筒において理論空燃比で燃焼を実行することを含む
   請求項１～５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。