(57)【要約】【課題】故障の誤判定を防止しつつ故障の早期発見を実現する。【解決手段】空燃比がフィードバック制御されるエンジン１０の燃料噴射システムに関する故障を判定する故障判定装置１であって、算出部２と判定部３と変更部４とを備える。算出部２は、空燃比の目標値と計測値との差に基づいて、その差の積分値と、その積分値の定常成分に相当する学習値とを算出する。判定部３は、積分値及び学習値のそれぞれを正常範囲と比較することで燃料噴射システムの故障を判定する。変更部４は、燃料噴射システムによる燃料噴射形態の切り換え直後の積分値が正常範囲外にある場合に、所定の緩和期間だけ正常範囲を積分値に基づき拡大する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空燃比がフィードバック制御されるエンジンの燃料噴射システムに関する故障を判定する故障判定装置であって、
前記空燃比の目標値と計測値との差に基づいて、前記差の積分値と前記積分値の定常成分に相当する学習値とを算出する算出部と、
前記積分値及び前記学習値のそれぞれを正常範囲と比較することで前記故障を判定する判定部と、
前記燃料噴射システムによる燃料噴射形態の切り換え直後の前記積分値が前記正常範囲外にある場合には、所定の緩和期間だけ前記正常範囲を前記積分値に基づき拡大する変更部と、を備えた
ことを特徴とする、故障判定装置。
【請求項２】
前記変更部は、前記学習値が前記正常範囲の上限値又は下限値に達している場合に、前記正常範囲を拡大する
ことを特徴とする、請求項１記載の故障判定装置。
【請求項３】
前記変更部は、拡大した前記正常範囲を前記緩和期間の終了に向かって徐々に狭める
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の故障判定装置。
【請求項４】
前記変更部は、前記燃料噴射形態の切り換え直後の前記積分値が前記正常範囲を逸脱している側に前記正常範囲を拡大するとともに前記正常範囲の境界値を当該積分値と一致させる
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の故障判定装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記積分値の前記正常範囲からの逸脱量に応じた長さの前記緩和期間を設定する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の故障判定装置。
【請求項６】
前記変更部は、前記燃料噴射形態が単独使用から併用に切り換えられた場合には、切り換え前後での前記燃料噴射形態の燃料噴射割合の変化に応じて前記緩和期間を補正する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の故障判定装置。
【請求項７】
前記変更部は、前記エンジンの行程を単位として前記緩和期間を設定する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射システムに関する故障を判定する故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの空燃比をフィードバック制御する燃料噴射システムにおいて、排気系に介装された空燃比センサや酸素濃度センサで実空燃比を検出し、その実空燃比に基づく故障判定を実施する手法が知られている。すなわち、フィードバック制御により実空燃比が目標空燃比に近づくように調節されているにも関わらず、実空燃比が目標空燃比から大きくかけ離れた値となる場合に、何らかの故障が燃料噴射システムに発生していると判断するものである。
【０００３】
一方、上記の故障判定手法では、燃料噴射形態の変更に起因する燃料噴射量，目標空燃比などの急変により、実空燃比が一時的に大きく変動し、誤判定が生じる可能性もある。そこで、燃料噴射形態が変更されてから一定の時間が経過するまでの間は、実空燃比による故障判定を禁止し、故障の誤判定を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６４００１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料噴射形態が変更されたときに一律に故障判定を禁止すると、その一定の時間内に発生した故障の発見が必然的に遅れることになるため、故障判定精度が低下する。また、故障の発見が遅れることで、エンジンの燃焼状態が不安定なまま空燃比が不適切に制御され続けることとなり、エンジン制御の安定性，信頼性が低下しうる。
【０００６】
本件の故障判定装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、故障の誤判定を防止しつつ故障の早期発見を実現することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）ここで開示する故障判定装置は、空燃比がフィードバック制御されるエンジンの燃料噴射システムに関する故障を判定する故障判定装置であって、前記空燃比の目標値と計測値との差に基づいて、前記差の積分値と前記積分値の定常成分に相当する学習値とを算出する算出部と、前記積分値及び前記学習値のそれぞれを正常範囲と比較することで前記故障を判定する判定部と、前記燃料噴射システムによる燃料噴射形態の切り換え直後の前記積分値が前記正常範囲外にある場合には、所定の緩和期間だけ前記正常範囲を前記積分値に基づき拡大する変更部と、を備えている。
【０００８】
（２）前記変更部は、前記学習値が前記正常範囲の上限値又は下限値に達している場合に、前記正常範囲を拡大することが好ましい。
（３）前記変更部は、拡大した前記正常範囲を前記緩和期間の終了に向かって徐々に狭めることが好ましい。
（４）前記変更部は、前記燃料噴射形態の切り換え直後の前記積分値が前記正常範囲を逸脱している側に前記正常範囲を拡大するとともに前記正常範囲の境界値を当該積分値と一致させることが好ましい。
【０００９】
（５）前記変更部は、前記積分値の前記正常範囲からの逸脱量に応じた長さの前記緩和期間を設定することが好ましい。
（６）前記変更部は、前記燃料噴射形態が単独使用から併用に切り換えられた場合には、切り換え前後での前記燃料噴射形態の燃料噴射割合の変化に応じて前記緩和期間を補正することが好ましい。
（７）前記変更部は、前記エンジンの行程を単位として前記緩和期間を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
開示の故障判定装置によれば、燃料噴射形態が切り換えられた直後の積分値が正常範囲外にある場合には正常範囲が拡大されるため、故障の誤判定を抑制することができる。また、故障の判定を保留する期間を設けないため、実際に故障している場合には積分値が拡大した正常範囲内に収まらず、故障を早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るエンジンの燃料噴射システム及び故障判定装置を示す模式図である。
【図２】正常範囲が拡大される緩和期間を説明するためのグラフである。
【図３】図１の故障判定装置による制御内容を説明するためのタイムチャート例である。
【図４】比較例として、噴射モード切換後にマスク期間を設ける装置による制御内容を説明するためのタイムチャート例である。
【図５】図１の故障判定装置での制御手順を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、実施形態としての故障判定装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１３】
［１．エンジン］
図１は、車両に搭載されるエンジン１０の燃料噴射システムと、燃料噴射システムに関する故障を判定する故障判定装置１とを示す模式図である。ここでは、複数気筒のうちの一つを示す。燃料噴射システムとしては、筒内噴射（DI）とポート噴射（MPI）とを使用した燃料噴射を実施するものを例示する。各気筒には、筒内で燃料を噴射する筒内噴射弁５と、吸気ポート内で燃料を噴射するポート噴射弁６とが設けられる。また、エンジン１０の吸気系には、スロットル弁９が配置される。筒内に導入される混合気の空燃比（A/F）は、筒内噴射弁５及びポート噴射弁６から噴射される燃料量と、スロットル弁９の開度によって制御される吸気量とに応じて変動しうる。
【００１４】
排気系には、空燃比（あるいは空気過剰率や当量比）を計測するためのセンサが取り付けられる。図１に示す例では、排気浄化触媒の上流側に第一空燃比センサ７が設けられ、排気浄化触媒の下流側に第二空燃比センサ８が設けられている。これらの空燃比センサ７，８は、排気中の酸素濃度や炭化水素濃度に応じた信号を出力しうるセンサであり、例えばリニア空燃比センサ（LAFS）やジルコニア式酸素濃度センサなどである。空燃比センサ７，８から出力される信号は、排気中の酸素濃度や炭化水素濃度から推定される実際の空燃比（すなわち、空燃比の計測値）に相当する。
【００１５】
エンジン１０の筒内で燃焼する混合気の空燃比は、空燃比の目標値と計測値との差に基づき、図示しないエンジン制御装置によってフィードバック制御（F/B制御）される。フィードバック制御では、空燃比の目標値と計測値との差が小さくなるように、燃料量が行程毎に補正される。一般に、フィードバック制御での補正値（燃料補正量）には、空燃比の目標値と計測値との差に応じて設定される比例補正値や、差の微分値に応じて設定される微分補正値や、差の積分値に応じて設定される積分補正値などが含まれる。本実施形態のフィードバック制御には、積分補正値（差の積算値）であるF/B積分値と、その定常成分に相当するA/F学習値とが少なくとも含まれる。これらの算出手法については後述する。
【００１６】
エンジン１０には、複数種類の噴射モード（燃料噴射形態）が予め設定されており、エンジン１０に要求される出力の大きさや運転状態（エンジン回転速度や負荷など）に応じて、燃料噴射システムによって切り換えられる。噴射モードとしては、例えば、MPI噴射モード，DI噴射モード，MPI+DI噴射モードが挙げられる。MPI噴射モードは、ポート噴射弁６のみを用いて燃料噴射を実施する噴射モードであり、DI噴射モードは、筒内噴射弁５のみを用いて燃料噴射を実施する噴射モードである。これに対し、MPI+DI噴射モードは、筒内噴射弁５及びポート噴射弁６を併用しながら燃料噴射を実施する噴射モードである。
【００１７】
なお、MPI+DI噴射モード（併用モード）には、筒内噴射弁５からの噴射回数を複数回に分けずに燃料を噴射するモード（MPI+DI一括噴射モード）と、筒内噴射弁５からの噴射回数を複数回に分けて燃料を噴射するモード（MPI+DI分割噴射モード）とが含まれていてもよい。また、併用モードにおけるポート噴射弁６からの燃料噴射量（ポート噴射量）と筒内噴射弁５からの燃料噴射量（筒内噴射量）との割合は、予め設定されていてもよいしエンジン１０の運転状態に応じて設定されてもよい。エンジン制御装置には、噴射モードを設定するためのマップ（図示略）が記憶されている。
【００１８】
故障判定装置１は、エンジン１０の燃料噴射システムに関する故障を判定する機能を持った電子制御装置（コンピュータ，ECU）であり、エンジン１０が搭載された車両の車載ネットワークに接続される。車載ネットワーク上には、上記の空燃比センサ７，８のほか、エンジン１０や補機類，各種センサ類なども接続される。故障判定装置１の内部には、バスを介して互いに接続されたプロセッサ，メモリ，インタフェイス装置などが内蔵される。なお、上述のエンジン制御装置の内部に故障判定装置１の機能を内蔵させてもよい。
【００１９】
プロセッサは、例えば制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ）などを内蔵する処理装置である。また、メモリは、プログラムや作業中のデータが格納される記憶装置であり、ROM，RAM，不揮発メモリなどを含む。故障判定装置１で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されプロセッサで実行される。
【００２０】
［２．制御構成］
図１中の故障判定装置１は、その機能をブロック図で模式的に表したものである。故障判定装置１には、算出部２，判定部３，変更部４が設けられる。本実施形態では、これらの要素の各機能がソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア（電子制御回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。
【００２１】
算出部２は、空燃比の目標値と計測値との差に基づき、燃料噴射量の補正量を算出するものである。ここでは補正量として、上記の積分補正値であるF/B積分値と、上記のA/F学習値とが算出される。F/B積分値は、エンジン１０の作動中は常に算出される。また、A/F学習値は、所定の学習条件が成立する状況下で算出される。学習条件には、前回のA/F学習値の算出から所定行程数（あるいは所定時間）が経過していることや、エンジン１０の運転状態が安定していることやエンジン１０の水温が所定温以上であることなどが含まれる。本実施形態のA/F学習値は、噴射モード毎に異なる値が設定されるものとする。ただし、共通のA/F学習値を有する噴射モードが存在してもよい。
【００２２】
F/B積分値は、例えば空燃比の目標値から計測値を減じたものの積算値に基づいて算出され、その積算値に所定のゲイン（但しゲイン＜0）を乗じた値とされる。この場合、空燃比の計測値が目標値と比較してリーンであれば（計測値が目標値よりも大きければ）F/B積分値が正の値となり、リーンの度合いが強いほどその絶対値が大きくなる。反対に、計測値が目標値と比較してリッチならばF/B積分値が負の値となり、リッチの度合いが強いほどその絶対値が大きくなる。
【００２３】
A/F学習値は、F/B積分値に遅延処理（例えば、一次ローパスフィルタや移動平均処理などのなまし処理）を施した値とされる。空燃比の計測値が目標値と比較してリーン傾向であれば、A/F学習値が正の値となり、その傾向が強いほどその絶対値が大きくなる。反対に、計測値が目標値と比較してリッチ傾向であればA/F学習値が負の値となり、その傾向が強いほどその絶対値が大きくなる。F/B積分値に遅延処理を施すことで、F/B積分値に含まれるノイズや高周波振動成分が除去され、その定常成分に相当する値が抽出される。なお、F/B積分値，A/F学習値の具体的な算出手法については、このような算出手法に限らず、公知のフィードバック制御の手法を採用することができる。
【００２４】
判定部３は、算出部２で算出されたF/B積分値及びA/F学習値のそれぞれを正常範囲と比較することで燃料噴射システムの故障判定を実施するものである。本実施形態の判定部３は、噴射モード毎に算出されるA/F学習値が正常範囲の上限値又は下限値に達しており、かつ、F/B積分値がA/F学習値と同じ方向に偏っていて正常範囲外にある状態が所定時間継続した場合に、燃料噴射システムに故障が発生したと判定する。
【００２５】
本実施形態では、図３及び図４に示すように、噴射モード毎に求められたA/F学習値と比較される正常範囲（図中模様部分）が、「補正量0」を中心としたリッチ補正側の上限値KmR，KdRとリーン補正側の下限値KmL，KdLとで規定される。リッチ補正とは、空燃比の計測値がリーン状態を示すことから燃料噴射量の不足分を増量調整する補正である。また、リーン補正とは、空燃比の計測値がリッチ状態を示すことから燃料噴射量の過多分を減量調整する補正である。なお、図３及び図４には、MPI用のA/F学習値とDI用のA/F学習値とを例示する。A/F学習値の正常範囲は予め設定されている。また、F/B積分値と比較される正常範囲（図中模様部分）は、「補正量0」を中心としたリッチ補正側の上限値KRとリーン補正側の下限値KLとで規定される。F/B積分値の正常範囲も予め設定されているが、この正常範囲は以下の変更部４によって変更されうる。
【００２６】
本実施形態の判定部３は、例えばMPI噴射モードである場合には、まず、MPI用のA/F学習値が正常範囲の上限値KmR又は下限値KmLに達しているか否かを判定する。例えば、図３に示すようにMPI用のA/F学習値が上限値KmRにも下限値KmLにも達していない場合には、判定部３はF/B積分値をチェックすることなくポート噴射に故障が発生していないと判定する。反対に、MPI用のA/F学習値が上限値KmR又は下限値KmLに達している場合には、判定部３はF/B積分値を正常範囲と比較する。
【００２７】
すなわち、F/B積分値がA/F学習値と同じ方向（リッチ補正側，リーン補正側）に偏っており、かつ、正常範囲外であるか否かを判定し、これらの条件を所定時間継続して満足した場合には、ポート噴射に故障が発生したと判定する。なお、判定部３は、MPI+DI噴射モードやDI噴射モードといった他の噴射モードの場合にも同様の判定を実施する。また、判定部３は、判定結果を故障コード（ダイアグコード）としてメモリに記録，保存するとともに、車室内に設けられたメーターパネルに表示して乗員に報知する。
【００２８】
ところで、噴射モードが切り換えられると燃料噴射量，目標空燃比，燃料噴射タイミング等の急変により、実空燃比が一時的に大きく変動し、誤判定を生じる可能性がある。そのため、従来は図４に示すように、噴射モードが切り換えられた時点から所定のマスク期間（故障判定が保留される期間）を設け、噴射モードの切換直後の誤判定を防止していた。
【００２９】
しかしながらこの手法では、故障の誤判定リスクと故障発見の遅延化という二つの可能性がある。例えば、DI用のA/F学習値が下限値KdLに達している状態で、MPI噴射モードからMPI+DI噴射モードに切り換えられた場合を想定する。図４中の左側に示すように、仮に筒内噴射及びポート噴射が共に正常であっても、F/B積分値が正常範囲外（リーン補正側）から正常範囲に向かって変化している期間がマスク期間を超えてしまうと、故障判定カウンタのカウントアップが開始されてしまい、誤判定を生じる可能性がある。
【００３０】
また、同様の場合を想定すると、仮に筒内噴射が故障している（燃料過多になっている）ときには、マスク期間の間は故障判定が保留されてしまうため、故障判定カウンタのカウントアップが開始されるタイミングが遅くなり、故障発見が遅れてしまう。さらに、図４中の右側に示すように、MPI+DI噴射モードが短時間で再びMPI噴射モードに切り換えられた場合には、故障判定カウンタが故障確定値CFに到達する前にリセットされてしまい、故障を発見することができない。
【００３１】
そこで、本実施形態の故障判定装置１には、噴射モードの切り換え直後にF/B積分値が正常範囲外にある場合に、一時的に正常範囲を拡大する変更部４が設けられる。変更部４は、F/B積分値の正常範囲を規定する上限値KR及び下限値KLの少なくとも一方を、F/B積分値に基づいて一時的に変更し、噴射モードの切り換え時点でF/B積分値が正常範囲以内に収まるようにする。なお、正常範囲が拡大される期間を「緩和期間」と呼ぶ。
【００３２】
F/B積分値の正常範囲が拡大される条件を以下に例示する。本実施形態の正常範囲は、条件１〜４のすべてが成立する場合に拡大される。
条件１．異なるA/F学習値を有する噴射モードへの切り換えがなされた
条件２．切り換え後のA/F学習値が正常範囲の上限値または下限値に達している
条件３．F/B積分値の符号とA/F学習値の符号とが一致する
条件４．F/B積分値が正常範囲外にある
【００３３】
本実施形態の変更部４は、切り換え後の噴射モードにおけるA/F学習値が正常範囲の上限値又は下限値に達している場合に、F/B積分値の正常範囲を拡大する。すなわち変更部４は、判定部３によって燃料噴射システムが故障していると判定される可能性がある場合に限り、正常範囲を拡大する。例えば、図３に示すように、DI用のA/F学習値が下限値KdLに達している状態でMPI噴射モードからMPI+DI噴射モードに切り換えられた場合に、F/B積分値が正常範囲をリーン補正側に逸脱しているときには、変更部４はF/B積分値の正常範囲を拡大する。
【００３４】
このとき変更部４は、噴射モードの切り換え直後のF/B積分値が正常範囲を逸脱している側に正常範囲を拡大するとともに、正常範囲の境界値（すなわち上限値又は下限値）をそのF/B積分値と一致させる。例えば、図３に示すように、F/B積分値が正常範囲をリーン補正側に逸脱しているときには、F/B積分値の正常範囲を規定するリーン補正側の下限値KLを小さな値に変更して正常範囲をリーン補正側に拡大する。さらに、下限値KLを、切り換え直後のF/B積分値に一致させる。これにより、切り換え直後のF/B積分値が正常範囲以内に収まる。図３中の左側に示すように、筒内噴射及びポート噴射が共に正常である場合には、F/B積分値は徐々に0に近づいていくことから、拡大した正常範囲以内に収まり続け、故障判定カウンタがカウントアップされることはない。
【００３５】
また、本実施形態の変更部４は、拡大した正常範囲を緩和期間の終了に向かって徐々に狭めていき、緩和期間の終了と同時に元の正常範囲に戻す。例えば、図３に示すように、F/B積分値の正常範囲をリーン補正側に拡大した場合には、その下限値KLを徐々に元の値に変更していく。これにより、燃料噴射システムの正常時には誤判定が抑制されるとともに、燃料噴射システムの故障時にはF/B積分値が拡大した正常範囲外となることから故障の発見に繋がる。
【００３６】
本実施形態の変更部４は、F/B積分値の正常範囲からの逸脱量に応じた長さに緩和期間を設定する。例えば、F/B積分値が正の場合には、F/B積分値から正常範囲の上限値KRを減じた値に基づいて、緩和期間を設定する。また、F/B積分値が負の場合には、正常範囲の下限値KLからF/B積分値を減じた値に基づいて、緩和期間を設定する。つまり、正常範囲からの逸脱量が大きいほど緩和期間が延長されるため、噴射モードの切り換えによって生じうる故障の誤判定が効率的に抑制される。
【００３７】
本実施形態の変更部４は、エンジン１０の行程を単位とした緩和期間を設定する。すなわち、緩和期間が行程数（いわゆるIG数）で与えられる。例えば図２に示すように、緩和期間がCAに設定されると、その値が緩和カウンタCに入力され、行程が進むたびにその値が所定値D（例えばD=1）ずつ減算される。その後、緩和カウンタCの値が0以下になるまでの時間が、正常範囲を拡大する時間とされる。正常範囲を拡大する時間は、緩和期間が一定であってもエンジン回転速度が大きいほど短縮される。つまり、エンジン１０の行程単位で緩和期間を設定することで、エンジン回転速度に見合った時間だけ正常範囲を拡大することが可能となり、故障の判定精度が向上する。
【００３８】
［３．フローチャート］
図５は、故障判定装置１で実施される制御手順を例示するフローチャートである。このフローチャートは、車両の主電源がオンの場合に故障判定装置１において所定の演算周期で実施される。
ステップＳ１では、エンジン１０の運転状態に基づいて噴射モードが選択，設定され、ステップＳ２では、空燃比の目標値と計測値との差に基づいてF/B積分値が算出される。次いで、ステップＳ３では、所定の学習条件の成否が判定され、学習条件が成立すると、ステップＳ４においてF/B積分値に基づいて噴射モード毎にA/F学習値が更新，学習される。なお、学習条件が成立しなければ、それまでのA/F学習値の値が変更されずに維持される。
【００３９】
ステップＳ５では、ステップＳ１において噴射モードが切り換えられていたか否かが判定される（条件１に相当）。噴射モードが切り換えられたときは、ステップＳ６〜Ｓ８において正常範囲の拡大条件が成立するか否かが判定される。まず、ステップＳ６において、A/F学習値が正常範囲の上限値又は下限値に達しているか否かが判定される（条件２に相当）。次に、ステップＳ７において、F/B積分値がA/F学習値と同じ方向（リッチ補正側，リーン補正側）に偏っているか否かが判定される（条件３に相当）。さらに、ステップＳ８において、F/B積分値が正常範囲外に存在しているか否かが判定される（条件４に相当）。
【００４０】
これらの条件が全て成立すると、ステップＳ９において、F/B積分値に基づいて所定の緩和期間だけ正常範囲が拡大される。なお、ここでは緩和期間もF/B積分値に基づいて設定され、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ５〜Ｓ８の判定においてＮｏと判定された場合には正常範囲は拡大されず、ステップＳ１０に進む。
【００４１】
ステップＳ１０では、燃料噴射システムの故障判定条件が成立するか否かが判定される。例えば、A/F学習値が上限値又は下限値に達した状態で、F/B積分値が正常範囲外にある状態が所定時間継続したか否かが判定される。この故障判定条件が成立すると、判定部３において、燃料噴射システムに故障が発生したものと判断され（ステップＳ１１）、判定結果がメモリに記録，保存されるとともに、メーターパネルに表示される。
【００４２】
［４．作用，効果］
（１）上述した故障判定装置１では、図３に示すように、噴射モードの切り換え直後のF/B積分値が正常範囲外にある場合には、所定の緩和期間だけその正常範囲がF/B積分値に基づいて拡大される。このため、噴射モードの切り換え直後であっても故障の誤判定を抑制することができる。また、従来のマスク期間が存在しない（故障判定を保留しない）ため、燃料噴射システムが実際に故障している場合には、F/B積分値が拡大した正常範囲から逸脱して故障判定条件が成立する。このため、燃料噴射システムの故障を早期に発見することができる。
【００４３】
（２）上述した故障判定装置１では、A/F学習値が正常範囲の上限値又は下限値に達している場合にF/B積分値の正常範囲が拡大される。すなわち、故障の誤判定が生じない状態では正常範囲が拡大されない。このように、上述した故障判定装置１によれば、正常範囲の拡大に制限を加えることができるため、判定精度を向上させることができる。
【００４４】
（３）また、図３に示すように、拡大された正常範囲は緩和期間の終了に向かって徐々に狭められる。F/B積分値は、燃料噴射システムが正常であれば、図中左側に示すように徐々に0に収束していくが、故障している場合には図中右側に示すように収束しない。そのため、正常範囲が徐々に狭められていくことで、図中右側に示すように故障判定カウンタのカウントアップが早期に開始されることになり、燃料噴射システムの故障をより早期に発見することができる。
【００４５】
（４）上述した故障判定装置１では、F/B積分値の正常範囲の境界値（上限値又は下限値）が噴射モードの切り換え直後のF/B積分値に一致するように変更されるため、切り換え直後の故障の誤判定を防止することができる。また、正常範囲を拡大させる量（境界値）を容易に設定することができ、制御構成を簡素化することができる。
（５）また、正常範囲を拡大する緩和期間が、F/B積分値の正常範囲からの逸脱量に応じた長さに設定されるため、緩和時間を適正化することができ、誤判定を防止することができる。
【００４６】
（６）なお、F/B積分値が正常範囲外から正常範囲に入るまでの時間は、エンジン回転速度が高いほど短くなる。したがって、エンジン回転速度が高いほど緩和期間が短く設定されることが望ましい。この点、本故障判定装置１では、緩和期間が行程単位で設定されるため、エンジン回転速度に応じて緩和期間が適正化される。このように、エンジン回転速度に見合った時間だけ故障判定条件を緩和することが可能となり、判定精度を向上させることができる。
【００４７】
（７）また、本実施形態の故障判定装置１では、異なるA/F学習値を有する噴射モードへの切り換えがなされたことを条件の一つとして、正常範囲が拡大される。つまり、たとえ噴射モードが切り換えられたとしても、A/F学習値が変更されていなければ正常範囲は拡大されず、通常の正常範囲において故障判定が実施される。これにより、故障判定条件が過度に緩和されるような事態を回避することができ、判定精度を向上させることができる。
【００４８】
［５．変形例］
上述した緩和期間の設定や正常範囲の変更は一例であって、上述したものに限られない。例えば、緩和期間が予め設定された一定値であってもよいし、F/B積分値に基づいて設定された緩和期間をさらに補正してもよい。
【００４９】
例えば、変更部４は、噴射モードが単独使用（例えばMPI噴射モード）から併用（例えばMPI+DI噴射モード）に切り換えられた場合に、切り換え前後での噴射モードの燃料噴射割合の変化に応じて緩和期間を補正してもよい。F/B積分値は、切り換え前後での燃料噴射割合の変化が大きいときには早く0に収束し、反対に、燃料噴射割合の変化が小さいときにはなかなか収束しない。そこで、変更部４は、燃料噴射割合の変化が大きいときには緩和時間を短く補正し、燃料噴射割合の変化が小さいときには緩和時間を長く補正する。これにより、緩和時間をより適正化することができ、故障をより早期に発見できるとともに誤判定を防止することができる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、変更部４が正常範囲をF/B積分値の逸脱している方向にのみ拡大しているが、正常範囲をリーン補正側及びリッチ補正側の両方に拡大してもよい。また、拡大した正常範囲の境界値（上限値，下限値）が、切り換え直後のF/B積分値と一致していなくてもよい。ただし、拡大した正常範囲以内に切り換え直後のF/B積分値が含まれていることが好ましい。また、図３に示すように、拡大した正常範囲が直線的に狭められなくてもよく、例えば、ステップ状や曲線状に徐々に狭くなっていてもよい。あるいは、緩和期間のあいだ、拡大した正常範囲が一定であってもよい。
【００５１】
変更部４は、A/F学習値によらず、噴射モードの切り換え直後のF/B積分値が正常範囲外にある場合にその正常範囲を拡大してもよい。
また、上述した実施形態では、噴射モード（燃料噴射形態）として、MPI噴射モード，DI噴射モード，MPI+DI噴射モードを例示したが、噴射モードはこれらに限られない。例えば、圧縮行程で筒内噴射を実施するDI圧縮行程噴射モードや、吸気行程で筒内噴射を実施するDI吸気行程噴射モードが設けられていてもよい。
【００５２】
また、空燃比フィードバック制御モード（空燃比フィードバック形態）として、ストイキフィードバック制御モード，リーンフィードバック制御モード，リッチフィードバック制御モードが設けられてもよい。また、エンジン１０が、パージ導入モードやパージ非導入モードといったキャニスターパージモードを有していてもよい。
【００５３】
また、上述した正常範囲の拡大（変更）は、多様な噴射モードの切り換えに際して適用可能であり、具体的な燃料噴射形態の種類は何ら限定されない。また、エンジン１０の種類は任意であり、ガソリンエンジン，アルコール混合ガソリンエンジンに適用可能である。燃料噴射方式についても同様であり、筒内噴射のみを実施する燃料噴射システムを前提としてもよいし、ポート噴射のみを実施する燃料噴射システムを前提としてもよい。なお、実空燃比を検出するためのセンサは、少なくとも排気系に一つ以上設けられていればよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  故障判定装置
２  算出部
３  判定部
４  変更部
５  筒内噴射弁
６  ポート噴射弁
７  第一空燃比センサ
８  第二空燃比センサ
９  スロットル弁
１０  エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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