(57)【要約】【課題】ばらつき異常検出時における排気エミッションや燃費の悪化を抑制し、ばらつき異常を検出した場合にどちらのインジェクタが異常かを特定する。【課題手段】本発明によれば、各気筒に吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとを有する多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。気筒間空燃比のばらつき度合いに相関するパラメータを検出し、前記検出されたパラメータに基づき、インバランスの有無について判定する第１の判定を実行する。また排気中のＰＭの量を検出し、前記検出されたＰＭ量に基づき、吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かについて切り分ける第２の判定を実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒に吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとを有する多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置であって、
気筒間空燃比のばらつき度合いに相関するパラメータを検出し、前記検出されたパラメータに基づき、インバランスの有無について判定する第１の判定を実行すると共に、
排気中のＰＭの量を検出し、前記検出されたＰＭ量に基づき、前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かについて切り分ける第２の判定を実行する
ことを特徴とする気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項２】
前記第１の判定を実行し、前記第１の判定の判定結果がばらつき異常無しとする判定でない場合に前記第２の判定を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項３】
前記第２の判定が、前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かを仮判定するものであり、
前記第２の判定の結果、前記吸気通路噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記吸気通路噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第１の判定値を設定し、前記筒内噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記筒内噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第２の判定値を設定し、
前記第１または第２の判定値の設定後、検出された前記パラメータを前記第１または第２の判定値と比較してばらつき異常の有無を最終判定する前記第１の判定を再度実行し、ばらつき異常有りと最終判定したとき、異常と仮判定されていたインジェクタを異常と最終判定する前記第２の判定を再度実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項４】
前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かを仮判定する前記第２の判定を実行し、その判定結果に基づいて前記第１の判定を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項５】
前記第２の判定の結果、前記吸気通路噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記吸気通路噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第１の判定値を設定し、前記筒内噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記筒内噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第２の判定値を設定し、
前記第１または第２の判定値の設定後、検出された前記パラメータを前記第１または第２の判定値と比較してばらつき異常の有無を最終判定する前記第１の判定を実行し、ばらつき異常有りと最終判定したとき、異常と仮判定されていたインジェクタを異常と最終判定する前記第２の判定を再度実行する
ことを特徴とする請求項４に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項６】
前記第２の判定において、検出されたＰＭ量が所定値より大きいときには前記筒内噴射用インジェクタを異常と仮判定し、検出されたＰＭ量が前記所定値以下のときには前記吸気通路噴射用インジェクタを異常と仮判定する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項７】
前記第２の判定において、両インジェクタの噴射割合が所定割合を中心とした所定範囲内にある場合に、前記ＰＭ量の検出を行い、前記噴射割合が前記所定範囲外にある場合にはＰＭの検出を禁止する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項８】
前記所定割合が５０：５０である
ことを特徴とする請求項７に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項９】
検出されたＰＭ量を前記噴射割合に応じて補正する
ことを特徴とする請求項７または８に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項１０】
検出されたＰＭ量を、５０：５０の噴射割合相当の値になるよう補正する
ことを特徴とする請求項７または８に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項１１】
補正されたＰＭ量を順次積算し、その積算値に応じて前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かを仮判定する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項１２】
前記噴射割合の所定範囲を、検出された前記パラメータの値に応じて変更する
ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒間空燃比のばらつき異常を検出するための装置に係り、特に、多気筒内燃機関において気筒間の空燃比が比較的大きくばらついていることを検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、触媒を利用した排気浄化システムを備える内燃機関では、排気中有害成分の触媒による浄化を高効率で行うため、内燃機関で燃焼される混合気の空気と燃料との混合割合、すなわち空燃比のコントロールが欠かせない。こうした空燃比の制御を行うため、内燃機関の排気通路に空燃比センサを設け、これによって検出された空燃比を所定の目標空燃比に一致させるようフィードバック制御を実施している。
【０００３】
一方、多気筒内燃機関においては、通常全気筒に対し同一の制御量を用いて空燃比制御を行うため、空燃比制御を実行したとしても実際の空燃比が気筒間でばらつくことがある。このときばらつきの程度が小さければ、空燃比フィードバック制御で吸収可能であり、また触媒でも排気中有害成分を浄化処理可能なので、排気エミッションに影響を与えず、特に問題とならない。
【０００４】
しかし、例えば一部の気筒の燃料噴射系が故障するなどして、気筒間の空燃比が大きくばらつくと、排気エミッションを悪化させてしまい、問題となる。このような排気エミッションを悪化させる程の大きな空燃比ばらつきは異常として検出するのが望ましい。特に自動車用内燃機関の場合、排気エミッションの悪化した車両の走行を未然に防止するため、気筒間空燃比ばらつき異常を車載状態（オンボード）で検出することが要請されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、各気筒に筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを有する所謂デュアルインジェクション方式を採用した多気筒内燃機関が公知である（例えば特許文献１参照）。この場合、１燃焼当たりの１回の燃料噴射量を両インジェクタで分担して噴射する噴き分けが行われる。
【０００７】
一方、気筒間空燃比ばらつき異常の検出に際しては、気筒間空燃比のばらつき度合いに相関するパラメータを検出し、この検出されたパラメータを所定の判定値と比較してばらつき異常の有無を判定することが行われる。
【０００８】
デュアルインジェクションシステムにおいて、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの一方に異常が発生した場合、その異常なインジェクタのパラメータへの影響度が両インジェクタの噴射割合に応じて変化する。そのため、噴射割合の値によっては、異常なインジェクタのパラメータへの影響度が小さくなり、ばらつき異常検出を精度良く行えないという問題がある。
【０００９】
この問題の対策として、ばらつき異常検出時に、異常なインジェクタのパラメータへの影響度を増加し得るよう噴射割合を強制的に変更することが提案されている。しかし、このような噴射割合の強制変更は排気エミッションや燃費を悪化させる可能性があるため、最善の策とは言い難い。
【００１０】
一方、デュアルインジェクションシステムにおいて一方のインジェクタの異常に起因するばらつき異常が発生した場合、どちらのインジェクタが異常かを特定できるのが好ましい。後のインジェクタ交換等の修理を迅速、的確に行えるからである。
【００１１】
そこで本発明は、上記の事情に鑑みて創案され、その一の目的は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを有する多気筒内燃機関においてばらつき異常検出を行う場合に、排気エミッションや燃費の悪化を抑制することができる気筒間空燃比ばらつき異常検出装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、かかる多気筒内燃機関においてばらつき異常を検出した場合、どちらのインジェクタが異常かを特定することができる気筒間空燃比ばらつき異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一の態様によれば、
各気筒に吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとを有する多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置であって、
気筒間空燃比のばらつき度合いに相関するパラメータを検出し、前記検出されたパラメータに基づき、インバランスの有無について判定する第１の判定を実行すると共に、
排気中のＰＭの量を検出し、前記検出されたＰＭ量に基づき、前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かについて切り分ける第２の判定を実行する
ことを特徴とする気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。
【００１４】
これによれば、ばらつき異常検出時に両インジェクタの噴射割合を変更しないので、排気エミッションや燃費の悪化を抑制することができる。また検出されたＰＭ量に基づき、吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かについての第２の判定を実行するので、ばらつき異常を検出した場合にどちらのインジェクタが異常かを特定することができる。
【００１５】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第１の判定を実行し、その判定結果がばらつき異常無しとする判定でない場合に前記第２の判定を実行する。
【００１６】
これによれば、第１の判定の結果がばらつき異常無しとする判定でない場合に限って、ＰＭ量を検出し、どちらのインジェクタが異常かを判定する第２の判定を実行するので、第２の判定の実行頻度を減少し、ばらつき異常検出を効率的に実行することができる。
【００１７】
好ましくは、前記第２の判定が、前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かを仮判定するものであり、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第２の判定の結果、前記吸気通路噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記吸気通路噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第１の判定値を設定し、前記筒内噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記筒内噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第２の判定値を設定する。
【００１８】
これによれば、異常と仮判定されたインジェクタの種別に応じた最適な判定値を設定することができので、ばらつき異常検出の検出精度をより向上することが可能である。
【００１９】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第１または第２の判定値の設定後、検出された前記パラメータを前記第１または第２の判定値と比較してばらつき異常の有無を最終判定する前記第１の判定を再度実行し、ばらつき異常有りと最終判定したとき、異常と仮判定されていたインジェクタを異常と最終判定する前記第２の判定を再度実行する。
【００２０】
これによれば、ばらつき異常を検出したときに異常なインジェクタを確定的に特定することができる。
【００２１】
代替的に、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かを仮判定する前記第２の判定を実行し、その判定結果に基づいて前記第１の判定を実行してもよい。
【００２２】
この場合、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第２の判定の結果、前記吸気通路噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記吸気通路噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第１の判定値を設定し、前記筒内噴射用インジェクタを異常と仮判定した場合は、前記筒内噴射用インジェクタの異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第２の判定値を設定するのが好ましい。
【００２３】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第１または第２の判定値の設定後、検出された前記パラメータを前記第１または第２の判定値と比較してばらつき異常の有無を最終判定する前記第１の判定を実行し、ばらつき異常有りと最終判定したとき、異常と仮判定されていたインジェクタを異常と最終判定する前記第２の判定を再度実行する。
【００２４】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第２の判定において、検出されたＰＭ量が所定値より大きいときには前記筒内噴射用インジェクタを異常と仮判定し、検出されたＰＭ量が前記所定値以下のときには前記吸気通路噴射用インジェクタを異常と仮判定する。
【００２５】
ある気筒の筒内噴射用インジェクタが異常になると、異常発生後には異常発生前よりＰＭ排出量が多くなり、ある気筒の吸気通路噴射用インジェクタが異常になると、異常発生後には異常発生前よりＰＭ排出量が少なくなる傾向にある。よってこの特性を利用し、検出されたＰＭ量を所定値と比較することにより、どちらのインジェクタが異常かを特定することができる。
【００２６】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記第２の判定において、両インジェクタの噴射割合が所定割合を中心とした所定範囲内にある場合に、前記ＰＭ量の検出を行い、前記噴射割合が前記所定範囲外にある場合にはＰＭの検出を禁止する。
【００２７】
これにより、一方のインジェクタの異常影響がＰＭ排出量の差として現れ難い噴射割合の範囲をＰＭ量検出条件から除外することができ、異常インジェクタの判定精度を向上することができる。
【００２８】
好ましくは、前記所定割合が５０：５０である。
【００２９】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、検出されたＰＭ量を前記噴射割合に応じて補正する。
【００３０】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、検出されたＰＭ量を、５０：５０の噴射割合相当の値になるよう補正する。
【００３１】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、補正されたＰＭ量を順次積算し、その積算値に応じて前記吸気通路噴射用インジェクタと前記筒内噴射用インジェクタとのどちらが異常かを仮判定する。
【００３２】
好ましくは、前記気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、前記噴射割合の所定範囲を、検出された前記パラメータの値に応じて変更する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを有する多気筒内燃機関においてばらつき異常検出を行う場合に、排気エミッションや燃費の悪化を抑制することができるという、優れた効果が発揮される。また本発明によれば、かかる多気筒内燃機関においてばらつき異常を検出した場合、どちらのインジェクタが異常かを特定することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の概略図である。
【図２】触媒前センサおよび触媒後センサの出力特性を示すグラフである。
【図３】空燃比センサの出力変動を示すタイムチャートである。
【図４】図３のＵ部に相当する拡大図である。
【図５】インバランス割合と出力変動パラメータの関係を示すグラフである。
【図６】空燃比とＰＭ排出量の関係を示すグラフである。
【図７】ポートインジェクタの異常時と直噴インジェクタの異常時とを比較するための図である。
【図８】ばらつき異常検出のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図９】異常インジェクタ仮判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】出力変動パラメータ算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】噴き分け率とＰＭ排出量の関係を示すグラフである。
【図１２】ＰＭ量検出許容範囲とＰＭ量検出値の補正とを示すグラフである。
【図１３】補正係数算出用マップを示す。
【図１４】第２実施形態に係る異常インジェクタ仮判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】第３実施形態に係る噴き分け率とＰＭ排出量の関係を示すグラフである。
【図１６】乖離幅算出用マップを示す。
【図１７】比較的広い検出許容範囲を示すグラフである。
【図１８】比較的狭い検出許容範囲を示すグラフである。
【図１９】最小の検出許容範囲を示すグラフである。
【図２０】第３実施形態に係る異常インジェクタ仮判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】第４実施形態に係るばらつき異常検出のメインルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００３６】
図１は、第１実施形態に係る内燃機関の概略図である。図示されるように、内燃機関（エンジン）１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストンを往復移動させることにより動力を発生する。本実施形態の内燃機関１は自動車に搭載された多気筒内燃機関であり、より具体的には直列４気筒火花点火式内燃機関である。内燃機関１は＃１〜＃４気筒を備える。但しエンジンの気筒数、形式等は特に限定されない。
【００３７】
図示しないが、内燃機関１のシリンダヘッドには吸気ポートを開閉する吸気弁と、排気ポートを開閉する排気弁とが気筒ごとに配設されており、各吸気弁および各排気弁はカムシャフトによって開閉させられる。シリンダヘッドの頂部には、燃焼室３内の混合気に点火するための点火プラグ７が気筒ごとに取り付けられている。
【００３８】
各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管４を介して吸気集合室であるサージタンク８に接続されている。サージタンク８の上流側には吸気管１３が接続されており、吸気管１３の上流端にはエアクリーナ９が設けられている。そして吸気管１３には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５（吸入空気量検出手段）と、電子制御式のスロットルバルブ１０とが組み込まれている。吸気ポート、枝管４、サージタンク８及び吸気管１３により吸気通路が形成される。
【００３９】
各気筒にそれぞれ二つのインジェクタ、すなわち吸気通路噴射用インジェクタ２と筒内噴射用インジェクタ３とが設けられている。吸気通路噴射用インジェクタ２は、いわゆる均質燃焼を実現するよう、対応気筒の吸気通路、特に吸気ポート内に向けて燃料を噴射する。以下、吸気通路噴射用インジェクタをポートインジェクタともいう。他方、筒内噴射用インジェクタ３は、いわゆる成層燃焼を実現するよう、対応気筒の筒内（燃焼室内）に向けて燃料を直接噴射する。以下、筒内噴射用インジェクタを直噴インジェクタともいう。このように本実施形態のエンジンはデュアルインジェクション方式を採用している。
【００４０】
各気筒の排気ポートは排気マニフォールド１４に接続される。排気マニフォールド１４は、その上流部をなす気筒毎の枝管１４ａと、その下流部をなす排気集合部１４ｂとからなる。排気集合部１４ｂの下流側には排気管６が接続されている。排気ポート、排気マニフォールド１４及び排気管６により排気通路が形成される。
【００４１】
排気管６の上流側と下流側にはそれぞれ三元触媒からなる触媒、すなわち上流触媒１１と下流触媒１９が直列に取り付けられている。これら触媒１１，１９は酸素吸蔵能（Ｏ２ストレージ能）を有する。すなわち、触媒１１，１９は、排気ガスの空燃比がストイキ（理論空燃比、例えばＡ／Ｆ＝１４．６）より大きい（リーンな）ときに排気ガス中の過剰酸素を吸蔵し、ＮＯｘを還元する。また触媒１１，１９は、排気ガスの空燃比がストイキより小さい（リッチな）ときに吸蔵酸素を放出し、排気ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化する。
【００４２】
上流触媒１１の上流側及び下流側にそれぞれ排気ガスの空燃比を検出するための第１及び第２の空燃比センサ、即ち触媒前センサ１７及び触媒後センサ１８が設置されている。これら触媒前センサ１７及び触媒後センサ１８は、上流触媒１１の直前及び直後の位置に設置され、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する。特に、全気筒の排気ガスが合流する合流部に単一の触媒前センサ１７が設置されている。
【００４３】
上述の点火プラグ７、スロットルバルブ１０及びインジェクタ３１，３２等は、制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またＥＣＵ２０には、図示されるように、前述のエアフローメータ５、触媒前センサ１７、触媒後センサ１８のほか、内燃機関１のクランク角を検出するクランク角センサ１６、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５、排気中のＰＭ（パティキュレートマター、粒子状物質（煤等を含む））の量を検出するＰＭセンサ２１、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ３１，３２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００４４】
スロットルバルブ１０にはスロットル開度センサ（図示せず）が設けられ、スロットル開度センサからの信号がＥＣＵ２０に送られる。ＥＣＵ２０は、通常、アクセル開度に応じて定まる目標スロットル開度に、スロットルバルブ１０の開度（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００４５】
ＥＣＵ２０は、エアフローメータ５からの信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量である吸入空気量すなわち吸気流量を検出する。そしてＥＣＵ２０は、検出したアクセル開度、スロットル開度および吸入空気量の少なくとも一つに基づき、エンジン１の負荷を検出する。
【００４６】
ＥＣＵ２０は、クランク角センサ１６からのクランクパルス信号に基づき、クランク角自体を検出すると共にエンジン１の回転数を検出する。ここで「回転数」とは単位時間当たりの回転数のことをいい、回転速度と同義である。本実施形態では１分間当たりの回転数ｒｐｍのことをいう。
【００４７】
ＰＭセンサ２１は、上流触媒１１の上流側に配置され、触媒前センサ１７と同様に排気ガスの合流部に配置されている。ＥＣＵ２０は、ＰＭセンサ２１からの信号に基づき排気中のＰＭ量を検出する。
【００４８】
触媒前センサ１７は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能である。図２に触媒前センサ１７の出力特性を示す。図示するように、触媒前センサ１７は、排気空燃比に比例した大きさの電圧信号Ｖｆを出力する。排気空燃比がストイキであるときの出力電圧はＶｒｅｆｆ（例えば約３．３Ｖ）である。
【００４９】
他方、触媒後センサ１８は所謂Ｏ2センサからなり、ストイキを境に出力値が急変する特性を持つ。図２に触媒後センサ１８の出力特性を示す。図示するように、排気空燃比がストイキであるときの出力電圧、すなわちストイキ相当値はＶｒｅｆｒ（例えば０．４５Ｖ）である。触媒後センサ１８の出力電圧は所定の範囲（例えば０〜１Ｖ）内で変化する。排気空燃比がストイキよりリーンのとき、触媒後センサの出力電圧はストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより低くなり、排気空燃比がストイキよりリッチのとき、触媒後センサの出力電圧はストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより高くなる。
【００５０】
上流触媒１１及び下流触媒１９は、それぞれに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ近傍のときに排気中の有害成分であるＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。この三者を同時に高効率で浄化できる空燃比の幅（ウィンドウ）は比較的狭い。
【００５１】
そこで通常運転時、上流触媒１１に流入する排気ガスの空燃比がストイキ近傍に制御されるように、空燃比フィードバック制御がＥＣＵ２０により実行される。この空燃比フィードバック制御は、触媒前センサ１７によって検出された排気空燃比を所定の目標空燃比であるストイキに一致させるような主空燃比制御（主空燃比フィードバック制御）と、触媒後センサ１８によって検出された排気空燃比をストイキに一致させるような補助空燃比制御（補助空燃比フィードバック制御）とからなる。このような目標空燃比をストイキとする空燃比フィードバック制御をストイキ制御ともいう。
【００５２】
空燃比フィードバック制御においては同一の制御量が全気筒に対し一律に使用される。すなわち全気筒の燃料噴射量が同一のフィードバック補正量によりエンジンサイクル毎に補正される。
【００５３】
また本実施形態では、１燃焼当たりの１回の燃料噴射量を両インジェクタで分担して噴射する噴き分けが行われる。両インジェクタの噴射割合は噴き分け率αで規定される。ＥＣＵ２０は、噴き分け率αに応じて、ポートインジェクタ３１から噴射される燃料量（ポート噴射量という）と、直噴インジェクタ３２から噴射される燃料量（直噴噴射量という）とを設定し、これら燃料量に応じて各インジェクタ３１，３２を通電制御する。
【００５４】
噴き分け率αは、ここでは全燃料噴射量に対するポート噴射量の比をいい、０〜１の値を持つ。全燃料噴射量をＱｔとした場合、ポート噴射量Ｑｐはα×Ｑｔで表され、直噴噴射量Ｑｄは（１−α）×Ｑｔで表される。ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２、もしくはポート噴射量Ｑｐと直噴噴射量Ｑｄの噴射割合はＱｐ：Ｑｄ＝α：（１−α）（％）である。全燃料噴射量Ｑｔと噴き分け率αは、ＥＣＵ２０により、所定のマップ等に従って、エンジン運転状態（例えばエンジン回転数と負荷）に基づいて設定される。噴き分け率αも各気筒に対し同一の値が用いられる。
【００５５】
さて、例えば全気筒のうちの一部の気筒（特に１気筒）のインジェクタが故障し、気筒間に空燃比のばらつき（インバランス：imbalance）が発生したとする。例えば＃１気筒が他の＃２〜＃４気筒よりも燃料噴射量が多くなり、＃１気筒の空燃比が他の＃２〜＃４気筒の空燃比よりも大きくリッチ側にずれる場合等である。このとき前述のストイキ制御により比較的大きな補正量を与えれば、トータルガスの空燃比をストイキに制御できる場合がある。しかし、気筒別に見ると、＃１気筒がストイキより大きくリッチ、＃２〜＃４気筒がストイキよりリーンであり、全体のバランスとしてストイキとなっているに過ぎず、エミッション上好ましくないことは明らかである。そこで本実施形態では、かかる気筒間空燃比ばらつき異常を検出する装置が装備されている。
【００５６】
図３は触媒前センサ１７の出力変動を示す。図示するように、触媒前センサ１７によって検出される排気空燃比Ａ／Ｆは、１エンジンサイクル（＝７２０°ＣＡ）を１周期として周期的に変動する傾向にある。そして気筒間空燃比ばらつきが発生すると、１エンジンサイクル内での出力変動が大きくなる。（Ｂ）の空燃比線図ａ，ｂ，ｃはそれぞればらつき無し、１気筒のみ２０％のインバランス割合でリッチずれ、及び１気筒のみ５０％のインバランス割合でリッチずれの場合を示す。見られるように、ばらつき度合いが大きくなるほど空燃比変動の振幅が大きくなる。
【００５７】
ここでインバランス割合とは、気筒間空燃比のばらつき度合いを表す一つのパラメータである。即ち、インバランス割合とは、検出対象となる複数の気筒のうちある１気筒のみが燃料噴射量ズレを起こしている場合に、その燃料噴射量ズレを起こしている気筒（インバランス気筒）の燃料噴射量がどれくらいの割合で、燃料噴射量ズレを起こしていない気筒（バランス気筒）の燃料噴射量即ち基準噴射量からズレているかを示す値である。インバランス割合をＩＢ、インバランス気筒の燃料噴射量をＱｉｂ、バランス気筒の燃料噴射量即ち基準噴射量をＱｓとすると、ＩＢ（％）＝（Ｑｉｂ−Ｑｓ）／Ｑｓ×１００で表される。インバランス割合ＩＢが大きいほど、インバランス気筒のバランス気筒に対する燃料噴射量ズレが大きく、空燃比ばらつき度合いは大きい。
【００５８】
図３から理解されるように、インバランス割合が大きいほど、すなわち気筒間空燃比のばらつき度合いが大きいほど、触媒前センサ１７の出力変動が大きくなる。
【００５９】
よってこの特性を利用し、本実施形態では、触媒前センサ１７の出力変動度合いに相関する出力変動パラメータＸを、気筒間空燃比ばらつき度合いに相関するパラメータとして用い、ばらつき異常検出時に出力変動パラメータＸを算出あるいは検出する。そしてこの検出された出力変動パラメータＸに基づきばらつき異常あるいはインバランスの有無についての第１の判定を実行する。なお、前述のインバランス割合は単に説明目的のためだけに用いる。
【００６０】
以下に出力変動パラメータＸの算出方法を説明する。図４は図３のＵ部に相当する拡大図であり、特に１エンジンサイクル内の触媒前センサ出力の変動を簡略的に示す。触媒前センサ出力としては、触媒前センサ１７の出力電圧Ｖｆを空燃比Ａ／Ｆに換算した値を用いる。但し触媒前センサ１７の出力電圧Ｖｆを直接用いることも可能である。
【００６１】
図４（Ｂ）に示すように、ＥＣＵ１００は、１エンジンサイクル内において、所定のサンプル周期τ毎に、触媒前センサ出力Ａ／Ｆの値を取得する。そして今回（ｎ）のタイミングで取得した値Ａ／Ｆｎと、前回（ｎ−１）のタイミングで取得した値Ａ／Ｆｎ−１との差（出力差という）ΔＡ／Ｆｎを次式（１）により求める。この出力差ΔＡ／Ｆｎは今回のタイミングにおける微分値あるいは傾きと言い換えることができる。
【００６２】
【数１】
2014013032.tif 000003
【００６３】
出力差ΔＡ／Ｆｎの値はプラスの場合とマイナスの場合があり、プラスの場合はΔＡ／Ｆｎ＋で表し、マイナスの場合はΔＡ／Ｆｎ−で表す。
【００６４】
最も単純には、この出力差ΔＡ／Ｆｎが触媒前センサ出力の変動を表す。変動度合いが大きくなるほど空燃比線図の傾きが大きくなり、出力差ΔＡ／Ｆｎの絶対値が大きくなるからである。そこで所定の１タイミングにおける出力差ΔＡ／Ｆｎの値を出力変動パラメータとすることができる。
【００６５】
但し、本実施形態では精度向上のため、複数の出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値を出力変動パラメータとする。本実施形態では、１エンジンサイクルの間、各タイミング毎に出力差ΔＡ／Ｆｎを積算し、最終積算値をサンプル数Ｎで除し、１エンジンサイクル内の出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値を求める。そしてさらに、Ｍエンジンサイクル分（例えばＭ＝１００）だけ出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値を積算し、最終積算値をサイクル数Ｍで除し、Ｍエンジンサイクル内の出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値を求める。こうして求められた最終的な平均値を出力変動パラメータＸとする。触媒前センサ出力の変動度合いが大きくなるほど出力変動パラメータＸは大きくなる。
【００６６】
図５に、インバランス割合ＩＢ（％）と出力変動パラメータＸの関係を示す。図示されるように、インバランス割合ＩＢと出力変動パラメータＸの間には強い相関関係があり、インバランス割合ＩＢの絶対値が増加するほど空燃比変動パラメータＸも増加する。
【００６７】
次に、算出された出力変動パラメータＸが所定の判定値Ｘｔｈと比較されてばらつき異常の有無が判定される。すなわち、算出された出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈ以上であればばらつき異常有り（異常）、算出された出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈより小さければばらつき異常無し（正常）と判定される。
【００６８】
なお、触媒前センサ出力の変動度合いに相関する如何なる値をも出力変動パラメータとすることができる。例えば、１エンジンサイクル内における触媒前センサ出力の最大ピークと最小ピークの差（所謂ピークトゥピーク; peak to peak）、または２階微分値の最大ピークまたは最小ピークの絶対値に基づいて、出力変動パラメータを算出することもできる。触媒前センサ出力の変動度合いが大きいほど、触媒前センサ出力の最大ピークと最小ピークの差は大きくなり、また２階微分値の最大ピークまたは最小ピークの絶対値も大きくなるからである。
【００６９】
また、触媒前センサ出力の軌跡長または面積を出力変動パラメータとすることもできる。軌跡長とは、所定期間内（例えば１エンジンサイクル内）における前記出力差ΔＡ／Ｆｎの積算値、つまり平均化しない値である。面積とは、触媒前センサ出力と所定の基準値（例えばストイキ）との差の絶対値を所定期間内（例えば１エンジンサイクル内）で積算した値である。触媒前センサ出力の変動度合いが大きいほど、これら軌跡長および面積は大きくなる。
【００７０】
さらに、出力変動パラメータ以外のパラメータを、気筒間空燃比ばらつき度合いに相関するパラメータとして使用することもできる。例えば、エンジンの回転変動に相関するパラメータを使用することができる。気筒間空燃比ばらつき度合いが大きくなるほどエンジン回転変動が大きくなるからである。
【００７１】
ところで、本実施形態のようなデュアルインジェクション式エンジンにおいて、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２との一方に異常が発生した場合、その異常なインジェクタの出力変動パラメータＸへの影響度が、両インジェクタの噴射割合に応じて変化する。そのため、噴射割合の値によっては、異常なインジェクタの出力変動パラメータＸへの影響度が小さくなり、ばらつき異常検出を精度良く行えないという問題がある。
【００７２】
例えば、ある１気筒で直噴インジェクタ３２のみにインバランス割合で＋５０％相当のリッチずれ（燃料過多）異常が発生したとする。また正常である両インジェクタについて、各々の噴射割合が１００％であるときの各々の燃料噴射量を１とする。このとき、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２の噴射割合が５０：５０（噴き分け率α＝０．５）だとすると、両インジェクタによる合計噴射量は１×０．５＋１．５×０．５＝１．２５となる。両インジェクタが正常なときの合計噴射量は１であるから、合計噴射量で規定されるトータルインバランス割合は（１．２５−１）×１００＝＋２５％となり、見掛け上＋２５％のリッチずれとなる。直噴インジェクタ３２の噴射割合ないし分担率が（１−α）＝５０％である結果、直噴インジェクタ３２の異常影響が薄められて元々のインバランス割合＝＋５０％の半分しかトータルインバランス割合に反映されない。出力変動パラメータＸはトータルインバランス割合の値を反映するので、＋２５％相当の出力変動パラメータＸの値しか得られず、本来よりも正常側の値が得られてしまう。
【００７３】
また、極端な例として、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２の噴射割合が１００：０（噴き分け率α＝１．０）だと、両インジェクタによる合計噴射量は１×１．０＋１．５×０＝１、トータルインバランス割合は（１−１）×１００＝０％で、異常な直噴インジェクタ３２の影響は出力変動パラメータＸに全く反映されない。
【００７４】
この問題の対策として、ばらつき異常検出時に、異常なインジェクタのパラメータへの影響度を増加し得るよう噴射割合を強制的に変更することが提案されている。例えば前者の例では、噴き分け率αを基準値としての０．５から例えば０．２などに強制変更し、直噴インジェクタ３２の影響度をより高める。
【００７５】
しかし、噴き分け率αの基準値は、排気エミッションや燃費を最良にするよう各エンジン運転状態毎に予め定められた値であるから、これからの変更は排気エミッションや燃費を悪化させる可能性がある。そこで噴き分け率αの強制変更を伴わないばらつき異常検出の手法が望まれる。
【００７６】
一方、出力変動パラメータＸを検出するのみでは、どちらのインジェクタが異常かまでは特定ないし判別することができず、この点でも従来法には検出精度の点で改良の余地がある。この異常なインジェクタを特定できれば、後のインジェクタ交換等の修理を迅速、的確に行え、有利である。
【００７７】
例えば、ある１気筒でポートインジェクタ３１のみにインバランス割合で＋５０％相当のリッチずれ異常が発生し、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２の噴射割合が５０：５０であるとする。このとき合計噴射量は１．５×０．５＋１×０．５＝１．２５、トータルインバランス割合は（１．２５−１）×１００＝＋２５％となる。
【００７８】
他方、ある１気筒で直噴インジェクタ３２のみにインバランス割合で＋２５％相当のリッチずれ異常が発生し、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２の噴射割合が０：１００であるとする。このとき合計噴射量は１×０＋１．２５×１＝１．２５、トータルインバランス割合は（１．２５−１）×１００＝＋２５％となる。
【００７９】
このように、前者はポートインジェクタ３１が、後者は直噴インジェクタ３２が異常であるにも拘わらず、トータルインバランス割合は同じであり、得られる出力変動パラメータＸの値も同じになってしまう。よって出力変動パラメータＸの値だけではどちらのインジェクタが異常かまでは判別することができない。
【００８０】
そこで本実施形態では、ＰＭセンサ２１により排気中のＰＭの量を検出し、この検出されたＰＭ量に基づき、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２とのどちらが異常かについて切り分ける第２の判定を実行する。これにより、異常なインジェクタを特定し、検出精度を向上することができ、また後の修理を迅速、的確に行うことができる。
【００８１】
以下、ＰＭ量に基づきどちらのインジェクタが異常かを判定できる理由を説明する。一般に筒内燃焼室で発生するＰＭは、ポートインジェクタよりもむしろ直噴インジェクタからの噴射燃料に起因する。
【００８２】
図６には、筒内ガスの空燃比と、筒内燃焼室からのＰＭ排出量の関係を示す。線ａはポートインジェクタのみを備えたエンジン（ポート噴射式エンジン）の場合、線ｂは直噴インジェクタのみを備えたエンジン（直噴式エンジン）の場合である。
【００８３】
図示するように、直噴式エンジンのＰＭ排出量はポート噴射式エンジンのＰＭ排出量より著しく多く、ストイキ空燃比において前者は後者の約１０倍である。またポート噴射式エンジンの場合、空燃比が変化してもＰＭ排出量はほぼ一定であるが、直噴式エンジンの場合だと、空燃比がリッチになるほどＰＭ排出量は増加する。
【００８４】
よって、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２のどちらが異常かによって、ＰＭ排出量に大きな差が生じる。
【００８５】
図７は、ポートインジェクタ３１が異常なときと直噴インジェクタ３２が異常なときとを比較するための図である。まず図中左側のポートインジェクタ３１が異常なときを説明する。
【００８６】
ストイキ制御中、例えば＃１気筒のポートインジェクタ３１のみに異常が発生し、その燃料噴射量すなわちポート噴射量が正常時の量Ｑ１ｐより著しく増大したとする。すなわち＃１気筒のポートインジェクタ３１のみに空燃比のリッチずれ異常が発生したとする。この異常発生時点での各気筒、各インジェクタの燃料噴射量とＰＭ排出量とを「異常発生時」で示す。異常発生時点において、正常な他の＃２〜＃４気筒のポート噴射量と、全気筒の直噴噴射量とは、正常時の量Ｑ１ｐ、Ｑ１ｄである。なお、１気筒当たりの正常時のポート噴射量Ｑ１ｐと直噴噴射量Ｑ１ｄとの合計値がストイキ相当噴射量である。
【００８７】
この異常発生時点からある程度の時間が経過すると、空燃比フィードバック制御の影響により、全気筒トータルの排気ガスの空燃比が概ねストイキとなるよう、各気筒の各インジェクタの燃料噴射量が一律に減量される。このときの状態を「Ｆ／Ｂ後」で示す。＃２〜＃４気筒のポート噴射量と全気筒の直噴噴射量とは正常時の量Ｑ１ｐ、Ｑ１ｄより僅かに少なくなる。
【００８８】
ここで、ポートインジェクタ３１によるポート噴射燃料に起因するＰＭ排出量（ポートＰＭ排出量）と、直噴インジェクタ３２による直噴噴射燃料に起因するＰＭ排出量（直噴ＰＭ排出量）とについて、異常発生時とＦ／Ｂ後の比較を行う。
【００８９】
まず異常発生時、ポートＰＭ排出量は、全気筒について、正常時のポート噴射量Ｑ１ｐに対応した量Ｗ１ｐとなる。異常な＃１気筒でも他の正常気筒と同じである理由は、図６に示したように、ポート噴射燃料起因のＰＭ排出量が空燃比の影響をあまり受けないからである。従ってＦ／Ｂ後でも全気筒のポートＰＭ排出量は変化せず、正常時のポート噴射量Ｑ１ｐに対応した量Ｗ１ｐとなる。
【００９０】
他方、異常発生時の直噴ＰＭ排出量は、全気筒について、正常時の直噴噴射量Ｑ１ｄに対応した量Ｗ１ｄとなる。しかしＦ／Ｂ後には全気筒の直噴ＰＭ排出量がＷ１ｄよりも少なくなる。図６に示したように、直噴噴射量の減量により筒内がリーン化すると直噴噴射燃料起因のＰＭ排出量が減少するからである。
【００９１】
それ故、全気筒のポートＰＭ排出量と直噴ＰＭ排出量とのトータルのＰＭ排出量を考えた場合、ある１気筒のポートインジェクタ３１が異常になると、異常発生後には異常発生前よりＰＭ排出量が少なくなると結論づけることができる。
【００９２】
次に、図中右側の直噴インジェクタ３２が異常なときを説明する。
【００９３】
ストイキ制御中、例えば＃１気筒の直噴インジェクタ３２のみに異常が発生し、その燃料噴射量すなわち直噴噴射量が正常時の量Ｑ１ｄより著しく増大したとする。すなわち＃１気筒の直噴インジェクタ３２のみに空燃比のリッチずれ異常が発生したとする。この異常発生時点において、正常な全気筒のポート噴射量と＃２〜＃４気筒の直噴噴射量とは正常時の量Ｑ１ｐ、Ｑ１ｄである。
【００９４】
この異常発生時点からある程度の時間が経過すると、空燃比フィードバック制御の影響により、全気筒トータルの排気ガスの空燃比が概ねストイキとなるよう、各気筒の各インジェクタの燃料噴射量が一律に減量される。そして全気筒のポート噴射量と＃２〜＃４気筒の直噴噴射量とは正常時の量Ｑ１ｐ、Ｑ１ｄより僅かに少なくなる。
【００９５】
ポートＰＭ排出量は前述の理由により、全気筒について、異常発生時とＦ／Ｂ後とで変化せず、正常時のポート噴射量Ｑ１ｐに対応した量Ｗ１ｐである。
【００９６】
他方、異常発生時の直噴ＰＭ排出量については、正常な＃２〜＃４気筒では正常時の直噴噴射量Ｑ１ｄに対応した量Ｗ１ｄであるが、異常な＃１気筒では正常時の量Ｗ１ｄより顕著に多くなる。そしてＦ／Ｂ後の直噴ＰＭ排出量については、全気筒一律の直噴噴射量減量の結果、全気筒一律に減少される。
【００９７】
しかしＦ／Ｂ後では、＃２〜＃４気筒における正常時の量Ｗ１ｄに対する減少分の合計が、＃１気筒における正常時の量Ｗ１ｄに対する増加分よりも少ない。それ故、全気筒のポートＰＭ排出量と直噴ＰＭ排出量とのトータルのＰＭ排出量を考えた場合、ある１気筒の直噴インジェクタ３２が異常になると、異常発生後には異常発生前よりＰＭ排出量が多くなると結論づけることができる。
【００９８】
以上のような特性を利用することで、検出されたＰＭ量に基づき、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２とのどちらが異常かを判定することができる。この方法は特に、空燃比のリッチずれ異常が発生した一方のインジェクタを特定するのに好適である。
【００９９】
ここで、ＰＭ量に基づきどちらのインジェクタが異常かを判定する第２の判定には、二つの段階あるいはフェーズがある。その第１段階は、異常の可能性がある一方のインジェクタを仮あるいは暫定的に決定する判定である。この第１段階の判定を「仮判定」という。この第１段階で一方のインジェクタの異常が仮判定されたからといって、直ちに空燃比ばらつき異常が発生したと判断されるものではない。他方、第２段階は、異常なインジェクタを確定的あるいは最終的に決定する判定である。この第２段階の判定を「最終判定」という。
【０１００】
同様に、出力変動パラメータＸに基づきばらつき異常の有無を判定する第１の判定にも二つの段階あるいはフェーズがある。その第１段階は、ばらつき異常が発生している、あるいは発生していない可能性があるという仮あるいは暫定的な判定である。この第１段階の判定も「仮判定」という。他方、第２段階は、ばらつき異常が発生している、あるいは発生していないことを確定的あるいは最終的に決定する判定である。この第２段階の判定も「最終判定」という。
【０１０１】
ところで、ばらつき異常の有無を判定する第１の判定は、出力変動パラメータＸと判定値Ｘｔｈとの比較によって行うが、この判定値Ｘｔｈは、いずれのインジェクタが異常かによって変更するのが望ましい。一般に判定値Ｘｔｈは、排気エミッションに関するＯＢＤ（On-Board Diagnosis）規制値相当の値に設定されるが、このＯＢＤ規制値相当のインバランス割合ひいては出力変動パラメータＸの値は、いずれのインジェクタが異常かによって変化するからである。
【０１０２】
そこで本実施形態では、第２の判定、特にその第１段階の仮判定の結果に応じて、判定値Ｘｔｈを変更する。具体的には、ポートインジェクタ３１の異常を仮判定したときには、判定値Ｘｔｈを、ポートインジェクタ３１の異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第１の判定値としてのポート異常時判定値Ｘｔｈｐに設定する。また、直噴インジェクタ３２の異常を仮判定したときには、判定値Ｘｔｈを、直噴インジェクタ３２の異常に起因したばらつき異常の検出に適合された第２の判定値としての直噴異常時判定値Ｘｔｈｄに設定する。
【０１０３】
このようにすることで、異常と仮判定されたインジェクタの種別に応じた最適な判定値Ｘｔｈを設定することができ、ばらつき異常検出の検出精度をより向上することが可能である。
【０１０４】
次に、図８〜１０を用いて、より具体的なばらつき異常検出ルーチンを説明する。これらルーチンはＥＣＵ２０により所定のサンプル周期τ（例えば約１〜４ｍｓ）毎に繰り返し実行される。
【０１０５】
まず図８に示すばらつき異常検出のメインルーチンを説明する。このメインルーチンは所定の前提条件、例えば次の各条件が成立している場合に限って実行される。なお前提条件の例は他の例も可能である。
（１）エンジンの暖機が終了している。
（２）触媒前センサ１７および触媒後センサ１８が活性化している。
（３）上流触媒１１および下流触媒１９が活性化している。
（４）エンジンが定常運転中である。
（５）ストイキ制御中である。
【０１０６】
メインルーチンが開始されると、ステップＳ１０１において、異常インジェクタの仮判定完了フラグＦ１がオフか否かが判断される。仮判定完了フラグＦ１がオフの場合、すなわち異常インジェクタの仮判定が完了していない場合、ステップＳ１０２に進み後述する異常インジェクタ仮判定処理が行われ、ステップＳ１０３に進む。仮判定完了フラグＦ１がオンの場合、すなわち異常インジェクタの仮判定が既に完了している場合には、ステップＳ１０２をスキップしてステップＳ１０３に進む。
【０１０７】
ステップＳ１０３において、出力変動パラメータＸの算出完了フラグＦ２がオフか否かが判断される。算出完了フラグＦ２がオフの場合、すなわち出力変動パラメータＸの算出が完了していない場合、ステップＳ１０４に進み後述する出力変動パラメータ算出処理が行われ、ステップＳ１０５に進む。算出完了フラグＦ２がオンの場合、すなわち出力変動パラメータＸの算出が既に完了している場合には、ステップＳ１０４をスキップしてステップＳ１０５に進む。
【０１０８】
ステップＳ１０５では、仮判定完了フラグＦ１がオンで且つ算出完了フラグＦ２がオンという条件が満たされているか否かが判断される。条件が満たされてなければルーチンが終了され、条件が満たされていればステップＳ１０６に進む。
【０１０９】
ステップＳ１０６では、異常と仮判定されたインジェクタがポートインジェクタ３１か否かが判断される。ポートインジェクタ３１である場合、ステップＳ１０７で、判定値Ｘｔｈがポート異常時判定値Ｘｔｈｐに設定される。
【０１１０】
他方、ポートインジェクタ３１でない場合、すなわち直噴インジェクタ３２である場合、ステップＳ１０８で、判定値Ｘｔｈが直噴異常時判定値Ｘｔｈｄに設定される。
【０１１１】
次いでステップＳ１０９では、既に算出された出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈと比較される。出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈ以上のときには、ステップＳ１１０にてばらつき異常有り、すなわち異常と最終判定される。なおこの異常判定と同時に、異常の事実をユーザに知らせるべくチェックランプ等の警告装置を起動するのが好ましい。
【０１１２】
次いでステップＳ１１１において、異常と仮判定されていたインジェクタが最終的に異常と判定（すなわち最終判定）される。この場合、異常インジェクタに対応した診断コードがＥＣＵ２０に記憶され、後の修理段階での利用に供される。
【０１１３】
他方、ステップＳ１０９で、出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈより小さいときには、ステップＳ１１２にてばらつき異常無し、すなわち正常と最終判定され、ルーチンが終了される。このときには、異常と仮判定されていたインジェクタが実際には異常でない（すなわち正常である）と実質的に最終判定されることとなる。
【０１１４】
このように本実施形態では、どちらのインジェクタが異常かを仮判定する第２の判定を実行し（Ｓ１０６）、この第２の判定の結果に基づいてばらつき異常の有無を最終判定する第１の判定を実行する（Ｓ１１０，Ｓ１１２）。そしてばらつき異常有りと最終判定した場合、異常と仮判定されたインジェクタを異常と最終判定する（Ｓ１１１）。
【０１１５】
次に、図９に示す異常インジェクタ仮判定処理のサブルーチンを説明する。このサブルーチンは図８のメインルーチンのステップＳ１０２で実行されるものである。
【０１１６】
まずステップＳ２０１では、今回のサンプル時期ｎないしタイミングにおけるＰＭセンサ２１の検出値ＰＭｎが取得されると共に、この検出値ＰＭｎが積算される。ＰＭセンサ検出値の積算値ΣＰＭｎは次式（２）より算出される。
【０１１７】
【数２】
2014013032.tif 000004
【０１１８】
次いでステップＳ２０２において、ＰＭセンサ検出値の積算回数ＣＮＴの値が１だけ増加（インクリメント）される。
【０１１９】
次にステップＳ２０３において、積算回数ＣＮＴが所定のしきい値ＣＮＴｔｈ以上に達したか否かが判断される。しきい値ＣＮＴｔｈ以上に達してなければステップＳ２０８に進み、仮判定完了フラグＦ１がオフとされ、ルーチンが終了される。
【０１２０】
他方、積算回数ＣＮＴがしきい値ＣＮＴｔｈ以上に達したならばステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４においては、ＰＭセンサ検出値の積算値ΣＰＭｎが積算回数ＣＮＴで除算され、ＰＭセンサ検出値の平均値が算出される。そしてこのＰＭセンサ検出値の平均値が所定のしきい値ＰＭｔｈと比較される。
【０１２１】
ＰＭセンサ検出値の平均値がしきい値ＰＭｔｈより大きい場合、ステップＳ２０５において、直噴インジェクタ３２が異常と仮判定される。排気中のＰＭ量が相対的に多く、仮に異常が生じているとすれば、直噴インジェクタ３２にリッチずれ異常が生じている可能性が高いからである。
【０１２２】
他方、ＰＭセンサ検出値の平均値がしきい値ＰＭｔｈ以下の場合、ステップＳ２０６において、ポートインジェクタ３１が異常と仮判定される。排気中のＰＭ量が相対的に少なく、仮に異常が生じているとすれば、ポートインジェクタ３１にリッチずれ異常が生じている可能性が高いからである。
【０１２３】
次いで、ステップＳ２０７において仮判定完了フラグＦ１がオンされ、ルーチンが終了される。
【０１２４】
次に、図１０に示す出力変動パラメータ算出処理のサブルーチンを説明する。このサブルーチンは図８のメインルーチンのステップＳ１０４で実行されるものである。
【０１２５】
まずステップＳ３０１において、今回のサンプル時期ｎないしタイミングにおける触媒前センサ出力Ａ／Ｆｎが取得される。なお触媒前センサ出力Ａ／Ｆｎは触媒前センサ１７の出力電圧Ｖｆを空燃比に換算した値である。そして今回のタイミングにおけるセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎが前式（１）より算出される。
【０１２６】
次いでステップＳ３０２において、今回のタイミングにおけるセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎがゼロより大きいか否かが判断される。
【０１２７】
ゼロより大きい場合、すなわち今回タイミングのセンサ出力差（傾き）ΔＡ／Ｆｎがプラスであり、触媒前センサ出力の増加時の値である場合には、ステップＳ３０３で今回のタイミングにおけるプラスのセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎが積算され、その積算値ΣΔＡ／Ｆｎ＋が次式（３）より算出される。
【０１２８】
【数３】
2014013032.tif 000005
【０１２９】
そしてステップＳ３０４において、プラスのセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎの積算回数Ｃ１＋の値が１だけ増加（インクリメント）される。
【０１３０】
他方、今回のタイミングにおけるセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎがゼロ以下の場合、すなわち今回タイミングのセンサ出力差（傾き）ΔＡ／Ｆｎがゼロまたはマイナスであり、触媒前センサ出力の無変化時または減少時の値である場合には、ステップＳ３０５で今回のタイミングにおけるマイナスのセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎが積算され、その積算値ΣΔＡ／Ｆｎ−が次式（４）より算出される。
【０１３１】
【数４】
2014013032.tif 000006
【０１３２】
そしてステップＳ３０６において、マイナスのセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎの積算回数Ｃ１−の値が１だけ増加（インクリメント）される。
【０１３３】
次いで、ステップＳ３０７において、クランク角θが、１エンジンサイクル（０〜７２０°ＣＡ）中の基準クランク角である０°ＣＡであるか否かが判断される。この基準クランク角は、１エンジンサイクル中のセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値を算出するタイミングを規定する。なお基準クランク角は０°ＣＡ以外の値に定めることも可能である。クランク角θが０°ＣＡでない場合、ルーチンが終了される。
【０１３４】
他方、クランク角θが０°ＣＡである場合、ステップＳ３０８において、今回の１エンジンサイクル終了時点におけるセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値が算出されると共に、この平均値が積算される。まずプラスのセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎについては、プラスのセンサ出力差の積算値ΣΔＡ／Ｆｎ＋が積算回数Ｃ１＋で除算されてエンジンサイクル毎の平均値Ｒｍ＋（＝（ΣΔＡ／Ｆｎ＋）／Ｃ１＋）が算出される。そしてこの平均値Ｒｍ＋が、エンジンサイクル毎の平均値の積算値に加算され、平均値Ｒｍ＋の積算値ΣＲｍ＋が求められる。積算値ΣＲｍ＋は次式（５）より算出される。
【０１３５】
【数５】
2014013032.tif 000007
【０１３６】
同様に、マイナスのセンサ出力差ΔＡ／Ｆｎについては、マイナスのセンサ出力差の積算値ΣΔＡ／Ｆｎ−が積算回数Ｃ１−で除算されてエンジンサイクル毎の平均値Ｒｍ−（＝（ΣΔＡ／Ｆｎ−）／Ｃ１−）が算出される。そしてこの平均値Ｒｍ−が、エンジンサイクル毎の平均値の積算値に加算され、平均値Ｒｍ−の積算値ΣＲｍ−が求められる。積算値ΣＲｍ−は次式（６）より算出される。
【０１３７】
【数６】
2014013032.tif 000008
【０１３８】
次に、ステップＳ３０９において、エンジンサイクル毎のプラス平均値Ｒｍ＋とマイナス平均値Ｒｍ−の積算回数Ｃ２＋、Ｃ２−の値が１ずつ増加（インクリメント）される。
【０１３９】
この後ステップＳ３１０において、プラスのセンサ出力差の積算値ΣΔＡ／Ｆｎ＋とマイナスのセンサ出力差の積算値ΣΔＡ／Ｆｎ−との値がゼロにクリアされる。そしてステップＳ３１１において、プラスのセンサ出力差の積算回数Ｃ１＋とマイナスのセンサ出力差の積算回数Ｃ１−との値がゼロにクリアされる。
【０１４０】
次いでステップＳ３１２において、エンジンサイクル毎のプラス平均値の積算回数Ｃ２＋が所定のしきい値Ｍ＋以上に達し、且つエンジンサイクル毎のマイナス平均値の積算回数Ｃ２−が所定のしきい値Ｍ−以上に達したか否かが判断される。ノーの場合にはルーチンが終了される。
【０１４１】
他方、イエスの場合には、ステップＳ３１３において、積算値ΣＲｍ＋を積算回数Ｃ２＋で除してなるＭ＋エンジンサイクル中の平均値（ΣＲｍ＋）／Ｃ２＋と、積算値ΣＲｍ−を積算回数Ｃ２−で除してなるＭ−エンジンサイクル中の平均値（ΣＲｍ−）／Ｃ２−とが算出される。そしてこれら両平均値に基づき出力変動パラメータＸが算出される。
【０１４２】
この算出に際しては、両平均値の平均値を出力変動パラメータＸとすることができる。あるいは、両平均値の絶対値のうち大きい方を出力変動パラメータＸとすることもできる。あるいは、両平均値の絶対値の和を出力変動パラメータＸとすることもできる。いずれにしても、空燃比ばらつき度合いが大きいほど出力変動パラメータＸが大きくなるように出力変動パラメータＸが定められる。
【０１４３】
こうして出力変動パラメータＸが算出されたならば、ステップＳ３１４において出力変動パラメータＸの算出完了フラグＦ２が初期状態のオフからオンに切り換えられ、ルーチンが終了される。
【０１４４】
以上述べたように本実施形態によれば、検出されたＰＭ量に基づきポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２とのどちらが異常かを判定するので、ばらつき異常検出の検出精度を向上できる。また異常と判定（仮判定）されたインジェクタの種別に応じた最適な判定値Ｘｔｈを設定するので、ばらつき異常検出の検出精度をより向上することが可能である。さらにばらつき異常検出時に両インジェクタの噴射割合すなわち噴き分け率αを変更しないので、排気エミッションや燃費の悪化を確実に抑制することができる。そしてばらつき異常を検出した場合にどちらのインジェクタが異常かを特定することができるので、後の修理を迅速、的確に行うことができる。
【０１４５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお上記第１実施形態と同様の部分については説明を省略し、以下相違点を中心に説明する。
【０１４６】
第１実施形態においては、気筒間空燃比ばらつき異常が発生したときのＰＭ排出量が、異常原因となっているインジェクタの種別に応じて異なるという特性を利用し、検出されたＰＭ量に応じていずれのインジェクタが異常かを判定している。
【０１４７】
しかし、両インジェクタの噴射割合が偏っているときには、かかる判定を精度良く行えないという問題がある。
【０１４８】
図１１には、噴き分け率αとＰＭ排出量の関係を示す。線ａは、いずれのインジェクタにも異常が発生していない正常時を示す。線ｂは、ある１気筒のポートインジェクタ３１のみに異常が発生しているポート異常時を示す。線ｃは、ある１気筒の直噴インジェクタ３２のみに異常が発生している直噴異常時を示す。
【０１４９】
図示するように、正常時では、噴き分け率αの減少（直噴噴射割合の増大）に応じてＰＭ排出量がリニアに増大する傾向にある。そしてポート異常時では同一の噴き分け率αにおいてＰＭ排出量が正常時よりも少なくなる傾向にある。直噴異常時では逆に、同一の噴き分け率αにおいてＰＭ排出量が正常時よりも多くなる傾向にある。
【０１５０】
しかし、図中の円ｄ，ｅで示されるような、噴き分け率αがゼロ付近または１付近にある領域だと、正常時とポート異常時のＰＭ排出量の差、および正常時と直噴異常時のＰＭ排出量の差が極めて小さくなり、異常インジェクタの仮判定を精度良く行えない。つまり、ポートインジェクタ３１と直噴インジェクタ３２のほぼいずれかのみで燃料噴射を行っているような状況下では、異常インジェクタの燃料噴射量ずれの影響がＰＭ排出量の差として現れ難い。
【０１５１】
例えば、ある１気筒の直噴インジェクタ３２のみに異常が発生している直噴異常時であっても、図中の円ｅで示されるような噴き分け率αが１である場合（ポート噴射割合１００％の場合）には、ＰＭ排出量が正常時に比べ増加しない。従ってこの状況下でＰＭセンサ２１によりＰＭ量を検出し、検出値を積算しても、直噴インジェクタ３２の異常と判定することが困難である。
【０１５２】
一方、図示するように、正常時とポート異常時のＰＭ排出量の差、および正常時と直噴異常時のＰＭ排出量の差は、噴き分け率αが所定値である０．５、つまり両インジェクタの噴射割合が所定割合である５０：５０のときに最大となり、噴き分け率αが０．５から離れるにつれ減少する傾向にある。
【０１５３】
そこでこの特性に鑑み、本実施形態においては、ＰＭ量の検出を行う噴き分け率αの範囲を制限する。具体的には、図１２に示すように、基準噴き分け率α０＝０．５を中心とした±Δαの範囲内の噴き分け率αでのみ、ＰＭ量の検出を行う。
【０１５４】
これにより、一方のインジェクタの異常影響がＰＭ排出量の差として現れ難い噴き分け率αの値ないし範囲をＰＭ量検出条件から除外することができ、異常インジェクタの判定精度を向上することができる。
【０１５５】
上記Δαは乖離幅と称する正の値である。そして噴き分け率αに関するα０±Δαの範囲を検出許容範囲、それ以外の範囲を検出禁止範囲と称する。検出許容範囲には、少なくともα＝０（直噴噴射割合１００％）とα＝１（ポート噴射割合１００％）は含まれない。ここでの乖離幅Δαは例えば０．２５などといった一定値である。もっとも乖離幅Δαは実機試験等を通じて最適に設定あるいは適合し得る。
【０１５６】
ところで本実施形態ではさらに、検出許容範囲内でＰＭ量が検出された場合に、この検出されたＰＭ量を、検出時の噴き分け率αに応じて補正する。具体的には図１２に示すように、ある噴き分け率α１のときに検出されたＰＭ量を、基準噴き分け率α０相当の値に補正する。これにより噴き分け率αの変化の影響を無くし、異常インジェクタの仮判定精度をより向上することができる。
【０１５７】
補正に際しては、図１３に示すような所定のマップに従って、ＰＭ量検出時の噴き分け率αに対応した補正係数Ｋを求める。そしてこの補正係数Ｋを、ＰＭ量検出値に乗じて、補正後のＰＭ量検出値を求める。補正係数Ｋは、基準噴き分け率α０のとき１であり、噴き分け率αが基準噴き分け率α０から小さくなるにつれ１より小さくなり、噴き分け率αが基準噴き分け率α０から大きくなるにつれ１より大きくなる。これは図１１および１２に示すように、噴き分け率αが大きくなるほどＰＭ排出量が減少するという特性に合わせたものである。これにより任意の噴き分け率のときに検出されたＰＭ量を常に基準噴き分け率α０相当の値に補正することができる。
【０１５８】
なお、補正方法は他の方法も可能であり、例えば補正係数を乗算する代わりに補正値を加算してもよい。
【０１５９】
次に本実施形態のばらつき異常検出ルーチンを説明する。本実施形態において、図８のメインルーチンと、図１０の出力変動パラメータ算出処理サブルーチンとは第１実施形態と同様である。異常インジェクタ仮判定処理サブルーチンのみが第１実施形態と異なり、本実施形態では図１４に示すようなサブルーチンが用いられる。
【０１６０】
図１４に示すように、ステップＳ４０１では、今回のサンプル時期ｎないしタイミングにおける噴き分け率αと基準噴き分け率α０＝０．５との差の絶対値が乖離幅Δαより小さいか否かが判断される。すなわち、現状の噴き分け率αが検出許容範囲内に入っているか否かが判断される。
【０１６１】
イエスの場合、ステップＳ４０２において、今回のサンプル時期ｎないしタイミングにおけるＰＭセンサ２１の検出値ＰＭｎが取得されると共に、この検出値ＰＭｎが補正される。すなわち、現状の噴き分け率αに対応した補正係数Ｋが図１３のマップから取得され、この補正係数Ｋが検出値ＰＭｎに乗算されて補正後の検出値ＰＭｎ’が求められる。
【０１６２】
次いでステップＳ４０３において、前記ステップＳ２０１と同様、補正後の検出値ＰＭｎ’が積算される。積算値ΣＰＭｎは次式（２）’より算出される。
【０１６３】
【数７】
2014013032.tif 000009
【０１６４】
そしてステップＳ４０４において、前記ステップＳ２０２と同様、ＰＭセンサ検出値の積算回数ＣＮＴの値が１だけ増加（インクリメント）される。
【０１６５】
その後のステップＳ４０５〜Ｓ４１０は前記ステップＳ２０３〜Ｓ２０８と同様である。
【０１６６】
ステップＳ４０１がノーの場合、ステップＳ４０２〜Ｓ４０４がスキップされてステップＳ４０５に進む。このように噴き分け率αが検出許容範囲内に入っていない場合には、ＰＭ量の検出も、検出値の補正も、検出値の積算も行われない。ＰＭの検出は禁止される。
【０１６７】
なお、噴き分け率αが検出許容範囲内に入っていない場合には、ＰＭセンサ検出値が異常インジェクタ仮判定結果に反映されないようにすれば十分である。従って、ＰＭ量の検出を行って積算を行わない実施例や、ＰＭ量の検出と補正を行って積算を行わない実施例等も可能である。また検出値の補正は省略も可能である。
【０１６８】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態を説明する。前述の第２実施形態では、ＰＭ量検出を行う噴き分け率αの範囲を検出許容範囲α０±Δα内に限定した。
【０１６９】
しかし、空燃比ばらつき度合いが大きい場合には、両インジェクタの噴射割合がある程度偏っていても、異常インジェクタ仮判定精度を確保できることがある。
【０１７０】
図１５には噴き分け率αとＰＭ排出量の関係を示す。線ａは、いずれのインジェクタにも異常が発生していない正常時を示す。線ｂは、ある１気筒の直噴インジェクタ３２のみに異常が発生し、且つそのインバランス割合が比較的小さいばらつき小の直噴異常時を示す。線ｃは、ある１気筒の直噴インジェクタ３２のみに異常が発生し、且つそのインバランス割合が比較的大きいばらつき大の直噴異常時を示す。
【０１７１】
図示するように、ばらつき大の直噴異常時と正常時との間のＰＭ排出量の差ｄは、ばらつき小の直噴異常時と正常時との間のＰＭ排出量の差ｅより大きい。それ故、空燃比ばらつき度合いが大きい場合には、噴き分け率αがゼロまたは１により近づいた領域でも、異常インジェクタの燃料噴射量ずれの影響をＰＭ排出量の差として見分け易くなる。
【０１７２】
そこでこの特性に鑑み、本実施形態においては、検出許容範囲を、検出された出力変動パラメータＸの値に応じて変更する。具体的には、ばらつき大に相当する大きな出力変動パラメータＸの値が検出されたときには検出許容範囲を拡大し、ばらつき小に相当する小さな出力変動パラメータＸの値が検出されたときには検出許容範囲を縮小する。
【０１７３】
これにより、異常インジェクタの仮判定精度を確保しつつ、ばらつき大のときには検出許容範囲を拡大してＰＭ量検出を行うことができるので、ＰＭ量の検出および積算の機会を増加し、異常インジェクタ仮判定を速やかに実行することが可能となる。
【０１７４】
具体的には、図１６に示すような所定のマップに従い、検出された出力変動パラメータＸの値に応じて乖離幅Δαが変更される。概して乖離幅Δαは、出力変動パラメータＸが大きいほど大きくなる。
【０１７５】
出力変動パラメータＸの検出値が比較的大きいＸ３のときには、マップから得られる乖離幅Δαも比較的大きいΔα３となる。よって図１７に示すように、検出許容範囲は比較的広いα０±Δα３となる。
【０１７６】
出力変動パラメータＸの検出値が比較的小さいＸ２のときには、マップから得られる乖離幅Δαも比較的小さいΔα２となる。よって図１８に示すように、検出許容範囲は比較的狭いα０±Δα２となる。
【０１７７】
出力変動パラメータＸの検出値が所定の最小しきい値Ｘ１以下のときには、マップから得られる乖離幅Δαも最小乖離幅Δαｍｉｎとなる。よって図１９に示すように、検出許容範囲は最も狭いα０±Δαｍｉｎとなる。最小しきい値Ｘ１は、検出が必要な最も小さい空燃比ばらつきが発生したときの出力変動パラメータＸの値に相当する。このようにばらつき最小のときに検出許容範囲を最も狭めることで、異常インジェクタの仮判定精度を確保できる。
【０１７８】
なお、図１６に示すように乖離幅Δαの最大値は０．５より小さい。よって少なくともα＝０とα＝１は検出許容範囲から除外される。
【０１７９】
かかる検出許容範囲の変更は、出力変動パラメータＸの値が検出された後に行われる。出力変動パラメータＸの値が検出される前には、仮判定精度確保のため、検出許容範囲が最も狭いα０±Δαｍｉｎに設定される。
【０１８０】
次に本実施形態のばらつき異常検出ルーチンを説明する。本実施形態において、図８のメインルーチンと、図１０の出力変動パラメータ算出処理サブルーチンとは第１実施形態と同様である。異常インジェクタ仮判定処理サブルーチンのみが第１実施形態および第２実施形態と異なり、本実施形態では図２０に示すようなサブルーチンが用いられる。
【０１８１】
図２０に示すように、ステップＳ５０１では、出力変動パラメータＸの算出完了フラグＦ２がオンか否か、すなわち出力変動パラメータＸが検出済みか否かが判断される。
【０１８２】
イエスの場合、ステップＳ５０２において、出力変動パラメータＸの検出値に対応した乖離幅Δα（Ｘ）が図１６のマップから求められ、この求められた乖離幅Δα（Ｘ）が乖離幅Δαとして設定される。
【０１８３】
他方、ノーの場合、ステップＳ５０３において、最小乖離幅Δαｍｉｎが乖離幅Δαとして設定される。
【０１８４】
その後のステップＳ５０４〜Ｓ５１３は図１４に示した前記ステップＳ４０１〜Ｓ４１０と同様である。
【０１８５】
図２０のサブルーチンを用いて図８のメインルーチンを実行すると、ステップＳ１０４の出力変動パラメータ算出処理（図１０）で出力変動パラメータＸの算出が完了せず、算出完了フラグＦ２がオンになる前は、最小乖離幅Δαｍｉｎが乖離幅Δαとして設定され（ステップＳ５０３）、検出許容範囲が最も狭いα０±Δαｍｉｎに設定される。そして出力変動パラメータＸの算出が完了し、算出完了フラグＦ２がオンになった後は、算出された出力変動パラメータＸの値に対応した乖離幅Δα（Ｘ）が乖離幅Δαとして設定され（ステップＳ５０２）、検出許容範囲も出力変動パラメータＸの値に対応した範囲α０±Δα（Ｘ）に設定される。
【０１８６】
本実施形態においても第２実施形態と同様、ステップＳ５０５において、噴き分け率αに応じたＰＭセンサ検出値ＰＭｎの補正が実行される。ここで便宜上、補正は、図１１および図１５に示したような正常時の特性（線ａ）を前提として行われ、図１３に示した補正マップもそのように作成されている。噴き分け率αとＰＭ排出量の関係は、空燃比ばらつき度合いのみならず、いずれのインジェクタが異常かによっても変わるからである。
【０１８７】
一方、噴き分け率αとＰＭ排出量の関係が空燃比ばらつき度合いに応じて変化することに鑑みれば、噴き分け率αのみでなく、空燃比ばらつき度合いを表す出力変動パラメータＸの検出値にも基づいて、ＰＭセンサ検出値ＰＭｎを補正してもよい。これにより異常インジェクタ仮判定精度をさらに高められる可能性がある。この場合、図１３に示した補正マップは、噴き分け率αと出力変動パラメータＸに基づいて補正係数Ｋを求められるよう変形される。
【０１８８】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。なお上記実施形態と同様の部分については説明を省略し、以下相違点を中心に説明する。
【０１８９】
第１〜第３実施形態では、まずどちらのインジェクタが異常かを仮判定する第２の判定を実行し、この第２の判定の結果に基づいてばらつき異常の有無を最終判定する第１の判定を実行した。一方、この第４実施形態では、まずばらつき異常の有無についての第１の判定を実行し、この第１の判定の結果がばらつき異常無しとする旨の判定でない場合に、どちらのインジェクタが異常かを判定する第２の判定を実行する。
【０１９０】
本実施形態のばらつき異常検出のメインルーチンを図２１に示す。本実施形態はメインルーチンのみが第１実施形態（図８）と異なり、他のサブルーチンすなわち異常インジェクタ仮判定処理サブルーチンと出力変動パラメータ算出処理サブルーチンとはそれぞれ第１実施形態（図９、図１０）のものと同様である。なお、異常インジェクタ仮判定処理サブルーチンに関しては、第１実施形態のものに代えて、第２または第３実施形態のもの（図１４，図２０）を採用することも可能である。
【０１９１】
図２１に示すように、メインルーチンが開始されると、ステップＳ６０１において、出力変動パラメータＸの算出完了フラグＦ２がオンか否かが判断される。算出完了フラグＦ２がオンでない場合、ステップＳ６１３に進んで出力変動パラメータ算出処理が行われる。算出完了フラグＦ２がオンの場合にはステップＳ６０２に進む。
【０１９２】
ステップＳ６０２では、算出された出力変動パラメータＸが所定の正常判定値Ｘｔｈ１と比較される。この正常判定値Ｘｔｈ１は、出力変動パラメータＸが正常判定値Ｘｔｈ１より小さい場合に確実にばらつき異常無しと判定できるような値に設定されている。正常判定値Ｘｔｈ１はポート異常時判定値Ｘｔｈｐおよび直噴異常時判定値Ｘｔｈｄより小さい値である。
【０１９３】
出力変動パラメータＸが正常判定値Ｘｔｈ１より小さい場合、ステップＳ６０３に進んでばらつき異常無しと最終判定され、ルーチンが終了される。
【０１９４】
他方、出力変動パラメータＸが正常判定値Ｘｔｈ１以上の場合には、ばらつき異常が発生している可能性がある旨の仮判定が実質的になされ、ステップＳ６０４に進む。
【０１９５】
ステップＳ６０４では、異常インジェクタの仮判定完了フラグＦ１がオンか否かが判断される。仮判定完了フラグＦ１がオフの場合、ステップＳ６１２に進んで異常インジェクタ仮判定処理が行われる。
【０１９６】
他方、仮判定完了フラグＦ１がオンの場合には、ステップＳ６０５に進み、異常と仮判定されたインジェクタがポートインジェクタ３１か否かが判断される。ポートインジェクタ３１である場合、ステップＳ６０６で、判定値Ｘｔｈがポート異常時判定値Ｘｔｈｐに設定される。
【０１９７】
他方、ポートインジェクタ３１でない場合、すなわち直噴インジェクタ３２である場合、ステップＳ６０７で、判定値Ｘｔｈが直噴異常時判定値Ｘｔｈｄに設定される。
【０１９８】
次いでステップＳ６０８では、出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈ（＝ＸｔｈｐまたはＸｔｈｄ）と比較される。出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈ以上のときには、ステップＳ６０９にてばらつき異常有り、すなわち異常と最終判定される。そしてステップＳ６１０において、異常と仮判定されていたインジェクタが異常と最終判定される。
【０１９９】
他方、ステップＳ６０８で出力変動パラメータＸが判定値Ｘｔｈより小さいときには、ステップＳ６１１にてばらつき異常無し、すなわち正常と最終判定される。このときには異常と仮判定されていたインジェクタが実際には異常でない（すなわち正常である）と実質的に最終判定されることとなる。
【０２００】
本実施形態では、出力変動パラメータＸと正常判定値Ｘｔｈ１との比較の結果、ばらつき異常発生の可能性がある場合（ばらつき異常無しとする旨の判定でない場合）に限って（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、ＰＭ量を検出し（Ｓ６１２）、どちらのインジェクタが異常かを仮判定する（Ｓ６０５）。従って、かかる検出および仮判定の実行頻度を減少し、ばらつき異常検出を効率的に実行することができる。
【０２０１】
すなわち、一般的にインジェクタが異常に至るのは比較的長期間使用された後であり、それまではばらつき異常は発生しない。従ってインジェクタが異常状態に近づくまで（Ｘ≧Ｘｔｈ１となるまで）の長期間の間、ステップＳ６０３の正常判定のみが繰り返し実行され、異常インジェクタ仮判定処理は実行されない。よってＰＭ量検出および異常インジェクタ仮判定の実行頻度を第１実施形態よりも減少し、ばらつき異常検出を効率良く実行することができる。
【０２０２】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが可能である。例えば上記の各数値はあくまで例示であり、適宜変更が可能である。本発明は、気筒数、シリンダ配置形式、用途等の異なる内燃機関にも当然に適用可能であり、例えば直列４気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、自動車用以外のエンジン等にも適用可能である。
【０２０３】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０２０４】
１  内燃機関（エンジン）
３  燃焼室
６  排気管
１１  上流触媒
１７  触媒前センサ
１８  触媒後センサ
１９  下流触媒
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２１  ＰＭセンサ
３１  吸気通路噴射用インジェクタ（ポートインジェクタ）
３２  筒内噴射用インジェクタ（直噴インジェクタ）
【図１】
2014013032.tif 000010
【図２】
2014013032.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2014013032.tif 000022
【図１４】
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【図１５】
2014013032.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2014013032.tif 000028
【図２０】
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【図２１】
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