(57)【要約】  空燃比をフィードバック制御する所定の空燃比フィードバック制御領域内に、同一燃焼サイクル中に気筒内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射する第１領域と、同一燃焼サイクル中に第１燃料噴射弁及び吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁から燃料を噴射する第２領域と、を有している。第２領域においては、第１燃料噴射弁の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるように設定されている。第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁の診断は、例えば、第１領域で学習した第１空燃比学習値と、第２領域で学習した第２空燃比学習値と、を用いて行われる（ステップＳ８）。
2019082229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁と、
上記気筒に接続される吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、を有し、
空燃比をフィードバック制御する所定の空燃比フィードバック制御領域内に、同一燃焼サイクル中に上記第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射する第１領域と、同一燃焼サイクル中に上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁から燃料を噴射する第２領域と、を有し、
上記第２領域における上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量と上記第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるように設定され、
上記第１領域で学習した第１空燃比学習値と、上記第２領域で学習した第２空燃比学習値と、を用いて上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁の診断を行う内燃機関の診断方法。
【請求項２】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁と、
上記気筒に接続される吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、を有し、
空燃比をフィードバック制御する第１領域では、同一燃焼サイクル中に上記第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、
上記第１領域の外側に位置して空燃比をオープンループ制御し、１燃焼サイクル中に必要となる燃料噴射量が上記第１燃料噴射弁から１燃焼サイクル中に噴射可能な最大燃料噴射量よりも多くなる高回転高負荷領域では、上記第１燃料噴射弁が最大燃料噴射量で燃料を噴射するとともに、上記第２燃料噴射弁が上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量を補うように燃料を噴射し、
上記第１領域内に、上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁から燃料を噴射する第２領域を設定し、
上記第２領域では、同一燃焼サイクル中に、上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量と上記第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるよう設定され、
上記第１領域における第１空燃比学習値と、上記第２領域における第２空燃比学習値と、を用いて上記第２燃料噴射弁の擬似学習値を算出し、上記擬似学習値を用いて上記第２燃料噴射弁の診断を行う内燃機関の診断方法。
【請求項３】
第２空燃比学習値が所定値Ｋｂ以上となった場合には、上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁のうちの一方に故障があると診断する請求項１に記載の内燃機関の診断方法。
【請求項４】
第２空燃比学習値が所定値Ｋｂ以上となった場合に、第１空燃比学習値が所定値Ｋａ未満であれば、上記第２燃料噴射弁に故障があると診断する請求項１または３に記載の内燃機関の診断方法。
【請求項５】
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なり合うバルブオーバーラップ量を変更可能なバルブタイミング変更機構を有し、
上記第２領域は、上記気筒から上記吸気通路への排気の吹き返しが生じるバルブオーバーラップ量が拡大された領域を含むように設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の診断方法。
【請求項６】
上記第２領域は、上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量が、最小燃料噴射パルス幅で噴射された最小燃料噴射量以上となる範囲で上記所定比率となるように設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の診断方法。
【請求項７】
上記第２領域は、１燃焼サイクル中に上記気筒内に供給される燃料量が、少なくとも最小燃料噴射パルス幅で噴射された上記第１燃料噴射弁の最小燃料噴射量以上となるように設定されている請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の診断方法。
【請求項８】
上記第２領域は、空燃比フィードバック制御により燃料噴射量が減量補正されても、上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量が、最小燃料噴射パルス幅で噴射された最小燃料噴射量以下にならないように設定されている請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の診断方法。
【請求項９】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁と、
上記気筒に接続される吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、
空燃比をフィードバック制御する所定の空燃比フィードバック制御領域内の所定の第１領域では、同一燃焼サイクル中に上記第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射し、空燃比フィードバック制御領域内の所定の第２領域では、同一燃焼サイクル中に上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁から燃料を噴射し、上記第２領域における上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量と上記第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるように設定する燃料噴射制御部と、
上記第１領域で学習した第１空燃比学習値と、上記第２領域で学習した第２空燃比学習値と、を用いて上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁の診断を行う診断部と、を有する内燃機関の診断装置。
【請求項１０】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁と、
上記気筒に接続される吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁と、
空燃比をフィードバック制御する第１領域において、同一燃焼サイクル中に上記第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射するよう制御する第１領域制御部と、
上記第１領域の外側に位置し、１燃焼サイクル中に必要となる燃料噴射量が上記第１燃料噴射弁から１燃焼サイクル中に噴射可能な最大燃料噴射量よりも多くなる高回転高負荷領域において、上記第１燃料噴射弁が最大燃料噴射量で燃料を噴射するとともに、上記第２燃料噴射弁が上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量を補うように燃料を噴射して空燃比をオープンループ制御する高回転高負荷領域制御部と、
上記第１領域内に設定され、上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁から燃料を噴射する第２領域において、同一燃焼サイクル中に、上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量と上記第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるよう設定し、上記所定比率となるよう上記第１燃料噴射弁及び上記第２燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する第２領域制御部と、
上記第１領域における第１空燃比学習値と、上記第２領域における第２空燃比学習値と、を用いて上記第２燃料噴射弁の擬似学習値を算出する擬似学習値算出部と、
上記擬似学習値を用いて上記第２燃料噴射弁の診断を行う診断部と、を有する内燃機関の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の診断方法及び内燃機関の診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、気筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と、吸気通路内に燃料を噴射する吸気通路内燃料噴射弁とを有する内燃機関が開示されている。【０００３】
この特許文献１においては、冷却水の温度が所定温度未満の場合に、吸気通路内燃料噴射弁による燃料噴射（ポート噴射）と、筒内燃料噴射弁からの燃料噴射（筒内噴射）との噴き分け率（分担率）を固定している。【０００４】
また。この特許文献１においては、冷却水の温度が所定温度以上となると、ポート噴射と筒内噴射の噴き分け率が固定されず、そのときの運転状態に適した比率となる。【０００５】
しかしながら、この特許文献１においては、筒内に燃料を供給する場合に、筒内燃料噴射弁及び吸気通路内燃料噴射弁の双方が常に燃料を噴射している。【０００６】
そのため、筒内燃料噴射弁の噴射特性のずれや、吸気通路内燃料噴射弁の噴射特性のずれを診断できないという問題がある。【０００７】
すなわち、噴き分け率が固定されている運転領域では、筒内燃料噴射弁と吸気通路内燃料噴射弁の全体の噴射特性のずれは判るものの、個々の噴射弁の噴射特性のずれや、どちらの噴射弁がずれているのか、といった個々の噴射弁の自己診断が行えないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−９５５３２号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明の内燃機関は、空燃比をフィードバック制御する所定の空燃比フィードバック制御領域内に、気筒内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁のみから燃料を噴射する第１領域と、上記第１燃料噴射弁及び吸気通路内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁から燃料を噴射する第２領域と、を有し、上記第２領域における上記第１燃料噴射弁の燃料噴射量と上記第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるように設定され、上記第１領域で学習した第１空燃比学習値と、上記第２領域で学習した第２空燃比学習値と、を用いて上記第１燃料噴射弁と上記第２燃料噴射弁の診断を行う。
【００１０】
本発明によれば、第２領域において、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁の燃料噴射量の比率が運転状態によらず一定となっているので、第２燃料噴射弁を単独で噴射させることなく、第２燃料噴射弁の診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用された内燃機関の概略構成を模式的に示した説明図。
【図２】エンジン負荷と機関回転数とをパラメータとした運転領域マップ。
【図３】エンジン負荷と第１燃料噴射弁の燃料噴射量の相関を模式的に示した説明図。
【図４】エンジン負荷と第２燃料噴射弁の燃料噴射量の相関を模式的に示した説明図。
【図５】エンジン負荷と燃料噴射量の相関を模式的に示した説明図。
【図６】燃料噴射弁の診断を行う場合の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明が適用された内燃機関１の概略構成を模式的に示した説明図である。
【００１４】
内燃機関１は、駆動源として自動車等の車両に搭載されるものであって、吸気通路２と排気通路３とを有している。吸気通路２は、吸気弁４を介して気筒としての燃焼室５に接続されている。排気通路３は、排気弁６を介して燃焼室５に接続されている。
【００１５】
内燃機関１は、燃焼室５内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁７と、吸気弁４上流側の吸気通路２内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁８と、を有している。第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から噴射された燃料は、燃焼室５内で点火プラグ９により点火される。
【００１６】
吸気通路２には、吸気中の異物を捕集するエアクリーナ１０と、吸入空気量を検出するエアフローメータ１１と、コントロールユニット１２からの制御信号によって開度が制御される電動のスロットル弁１３と、が設けられている。
【００１７】
エアフローメータ１１は、スロットル弁１３の上流側に配置されている。エアフローメータ１１は、温度センサを内蔵したものであって、吸気導入口の吸気温度を検出可能となっている。エアクリーナ１０は、エアフローメータ１１の上流側に配置されている。
【００１８】
排気通路３には、三元触媒等の上流側排気触媒装置１４と、ＮＯｘトラップ触媒等の下流側排気触媒装置１５と、が設けられている。触媒としての下流側排気触媒装置１５は、触媒としての上流側排気触媒装置１４の下流側に配置されている。
【００１９】
また、この内燃機関１は、吸気通路２に設けられたコンプレッサ１６と排気通路３に設けられた排気タービン１７とを同軸上に備えたターボ過給機１８を有している。コンプレッサ１６は、スロットル弁１３の上流側で、かつエアフローメータ１１よりも下流側に配置されている。排気タービン１７は、上流側排気触媒装置１４よりも上流側に配置されている。
【００２０】
吸気通路２には、リサーキュレーション通路１９が接続されている。リサーキュレーション通路１９は、その一端がコンプレッサ１６の上流側で吸気通路２に接続され、その他端がコンプレッサ１６の下流側で吸気通路２に接続されている。
【００２１】
このリサーキュレーション通路１９には、コンプレッサ１６の下流側からコンプレッサ１６の上流側へ過給圧を解放可能な電動のリサーキュレーション弁２０が配置されている。なお、リサーキュレーション弁２０としては、コンプレッサ１６下流側の圧力が所定圧力以上となったときのみ開弁するようないわゆる逆止弁を用いることも可能である。
【００２２】
また、吸気通路２には、コンプレッサ１６の下流側に、コンプレッサ１６により圧縮（加圧）された吸気を冷却し、充填効率を良くするインタクーラ２１が設けられている。インタクーラ２１は、リサーキュレーション通路１９の下流側端よりも下流で、スロットル弁１３よりも上流側に位置している。
【００２３】
排気通路３には、排気タービン１７を迂回して排気タービン１７の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路２２が接続されている。排気バイパス通路２２の下流側端は、上流側排気触媒装置１４よりも上流側の位置で排気通路３に接続されている。排気バイパス通路２２には、排気バイパス通路２２内の排気流量を制御する電動のウエストゲート弁２３が配置されている。ウエストゲート弁２３は、排気タービン１７に導かれる排気ガスの一部を排気タービン１７の下流側にバイパスさせることが可能であり、内燃機関１の過給圧を制御可能なものである。
【００２４】
また、内燃機関１は、排気通路３から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２へ導入（還流）する排気還流（ＥＧＲ）が実施可能なものであって、排気通路３から分岐して吸気通路２に接続されたＥＧＲ通路２４を有している。ＥＧＲ通路２４は、その一端が上流側排気触媒装置１４と下流側排気触媒装置１５との間の位置で排気通路３に接続され、その他端がエアフローメータ１１の下流側となりコンプレッサ１６の上流側となる位置で吸気通路２に接続されている。このＥＧＲ通路２４には、ＥＧＲ通路２４内のＥＧＲガスの流量を制御する電動のＥＧＲ弁２５と、ＥＧＲガスを冷却可能なＥＧＲクーラ２６と、が設けられている。なお、図１中の２７は、吸気通路２のコレクタ部である。
【００２５】
吸気弁４は、吸気弁４の開閉時期を可変制御できるバルブタイミング変更機構としての可変バルブタイミング機構２８を備えている。本実施例の可変バルブタイミング機構２８は、カムシャフト（図示せず）の位相を遅進させることで開時期及び閉時期が同時に遅進する構成のものとなっている。つまり、可変バルブタイミング機構２８は、吸気弁の開時期及び閉時期を同時に遅進することで、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なり合うバルブオーバーラップ量を変更可能となっている。
【００２６】
このような可変バルブタイミング機構２８は、種々の型式のものが知られており、本発明は特定の形式の可変バルブタイミング機構に限定されるものではなく、バルブオーバーラップ量を変更可能なものであればよい。
【００２７】
例えば、可変バルブタイミング機構２８は、カムシャフトの前端部に同心状に配置されるスプロケットと、このスプロケットとカムシャフトとを所定の角度範囲内において相対的に回転させる油圧式の回転型アクチュエータと、を備えて構成されている。上記スプロケットは、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して後述するクランクシャフト３７に連動している。従って、スプロケットとカムシャフトとが相対回転することで、カムシャフトのクランク角に対する位相が変化する。上記回転型アクチュエータは、油圧により進角側へ付勢する進角側油圧室（図示せず）と、油圧により遅角側へ付勢する遅角側油圧室（図示せず）と、を有し、コントロールユニット１２からの制御信号によって図示せぬ油圧制御弁を介してこれらの油圧室への油圧供給を制御することによって、カムシャフトの位相を進角もしくは遅角させる構成となっている。この可変バルブタイミング機構２８によって可変制御されるカムシャフトの実際の制御位置（これは実際のバルブタイミングに対応する）は、カムシャフトの回転位置に応答するカム角センサ２９によって検出される。油圧制御弁を介した油圧供給は、カム角センサ２９によって検出される実際の制御位置が運転条件に応じて設定される目標制御位置に合致するようにコントロールユニット１２によってクローズドループ制御される。
【００２８】
コントロールユニット１２は、運転条件として内燃機関１のエンジン負荷と機関回転数とをパラメータとした目標制御位置マップを備えており、このマップに基づいて目標制御位置を設定する。目標制御位置は、基本的には、低回転数側では相対的に遅角側のバルブタイミングであり、機関回転数が高いほどバルブタイミングが進角する特性となっている。
【００２９】
基本的な吸気弁開時期は上死点前に設定されており、吸気弁閉時期は下死点後に設定されているので、可変バルブタイミング機構２８が進角動作すると、吸気弁開時期は上死点から進角側へ離れて排気弁６とのバルブオーバーラップが拡大し、吸気弁閉時期は下死点に近付いて体積効率が高くなる。なお、図示例では、排気弁６の動弁機構は開閉時期が変化しない構成となっているが、本発明においては、吸気弁４側の可変バルブタイミング機構２８に加えて排気弁６側にも可変バルブタイミング機構を設けた構成であってもよい。
【００３０】
また、内燃機関１は、シリンダブロック３１のシリンダボア３２内を往復動するピストン３３の上死点位置を変更することで内燃機関１の機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構３４を有している。すなわち、内燃機関１は、シリンダボア３２の内周面３２ａに対するピストン３３の摺動範囲を変更することで機械的圧縮比を変更可能なものとなっている。換言すれば、内燃機関１は、シリンダに対するピストン３３の摺動範囲を変更することで機械的圧縮比を変更可能なものである。機械的圧縮比とは、ピストン３３の上死点位置と下死点位置とによって決まる圧縮比である。
【００３１】
ピストン３３は、ピストン冠面側の第１ピストンリング３５、第１ピストンリングよりピストン冠面から離れた第２ピストンリング３６と、を有している。第１ピストンリング３５及び第２ピストンリング３６は、いわゆるコンプレッションリングであって、ピストン３３とシリンダボア３２の内周面３２ａとの隙間を無くし、気密保持のために用いられるものである。
【００３２】
可変圧縮比機構３４は、ピストン３３とクランクシャフト３７のクランクピン３８とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものである。可変圧縮比機構３４は、クランクピン３８に回転可能に装着されたロアリンク３９と、ロアリンク３９とピストン３３とを連結するアッパリンク４０と、偏心軸部４１ａが設けられた制御軸４１と、偏心軸部４１ａとロアリンク３９とを連結するコントロールリンク４２と、を有している。
【００３３】
クランクシャフト３７は、複数のジャーナル部４３及びクランクピン３８を備えている。ジャーナル部４３は、シリンダブロック３１とクランク軸受ブラケット４４との間に回転可能に支持されている。
【００３４】
アッパリンク４０は、一端がピストンピン４５に回転可能に取り付けられ、他端が第１連結ピン４６によりロアリンク３９と回転可能に連結されている。コントロールリンク４２は、一端が第２連結ピン４７によりロアリンク３９と回転可能に連結されており、他端が制御軸４１の偏心軸部４１ａに回転可能に取り付けられている。第１連結ピン４６及び第２連結ピン４７は、ロアリンク３９に対して圧入固定されている。
【００３５】
制御軸４１は、クランクシャフト３７と平行に配置され、かつシリンダブロック３１に回転可能に支持されている。詳述すると、制御軸４１は、クランク軸受ブラケット４４と制御軸軸受ブラケット４８との間に回転可能に支持されている。
【００３６】
シリンダブロック３１の下部には、オイルパンアッパ４９ａが取り付けられている。また、オイルパンアッパ４９ａの下部にはオイルパンロア４９ｂが取り付けられている。
【００３７】
制御軸４１には、第１アーム５０、第２アーム５１及び中間アーム５２を介して駆動軸５３の回転が伝達されている。中間アーム５２は第１アーム５０と第２アーム５１とを連結する。駆動軸５３は、オイルパンアッパ４９ａの外側にあって制御軸４１と平行に配置されている。駆動軸５３には、第１アーム５０が固定されている。
【００３８】
第１アーム５０には、中間アーム５２の一端がピン部材５４ａを介して回転可能に連結されている。中間アーム５２は、他端がピン部材５４ｂを介して制御軸４１に固定された第２アーム５１に回転可能に連結されている。
【００３９】
駆動軸５３、第１アーム５０及び中間アーム５２の一端側は、オイルパンアッパ４９ａの側面に取り付けられたハウジング５５に収容されている。
【００４０】
駆動軸５３は、一端が減速機（図示せず）を介してアクチュエータとしての電動モータ５６に連結されている。すなわち、駆動軸５３は、電動モータ５６により回転駆動可能となっている。駆動軸５３の回転数は、電動モータ５６の回転数を減速機により減速したものとなっている。
【００４１】
電動モータ５６の駆動により駆動軸５３が回転すると、中間アーム５２が駆動軸５３に直交する平面に沿って往復運動する。そして、中間アーム５２の往復運動に伴い中間アーム５２と第２アーム５１との連結位置が揺動し、制御軸４１が回転する。制御軸４１が回転してその回転位置が変化すると、コントロールリンク４２の揺動支点となる偏心軸部４１ａの位置が変化する。つまり、電動モータ５６により制御軸４１の回転位置を変更することで、ロアリンク３９の姿勢が変化し、ピストン３３の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、内燃機関１の機械的圧縮比が連続的に変更される。
【００４２】
電動モータ５６の回転は、内燃機関１の機械的圧縮比が運転条件に対応した圧縮比となるように、制御部としてのコントロールユニット１２によって制御されている。
【００４３】
コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。
【００４４】
コントロールユニット１２には、上述したエアフローメータ１１の検出信号、カム角センサ２９の検出信号のほか、クランクシャフト３７のクランク角を検出するクランク角センサ６１、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ６２、エンジンオイルの油温を検出する油温センサ６３、冷却水温度を検出する水温センサ６４、コレクタ部２７における過給圧（吸気圧）を検出する過給圧センサ６５等の各種センサ類の検出信号が入力されている。コントロールユニット１２は、アクセル開度センサ６２の検出値を用いて、内燃機関の要求負荷（エンジン負荷）が算出する。
【００４５】
クランク角センサ６１は、内燃機関１の機関回転数を検出可能なものである。
【００４６】
水温センサ６４は、シリンダブロック３１内のウォータジャケット３１ａにおける冷却水の温度を検出している。
【００４７】
そして、コントロールユニット１２は、各種センサ類の検出信号に基づいて、第１燃料噴射弁７、第２燃料噴射弁８による燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグ９による点火時期、スロットル弁１３の開度、リサーキュレーション弁２０の開度、ウエストゲート弁２３の開度、ＥＧＲ弁２５の開度、可変圧縮比機構３４による内燃機関１の機械的圧縮比、等を最適に制御している。
【００４８】
ここで、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８の燃料噴射量とは、吸気、圧縮、膨張、排気からなる１つの燃焼サイクルにおいて、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８が燃料噴射する量である。
【００４９】
コントロールユニット１２は、空燃比をフィードバック制御する所定の第１領域Ａ１では第１燃料噴射弁７のみが燃料を噴射するよう制御し、第１領域Ａ１内の所定の第２領域Ａ２では第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から燃料を噴射するよう制御し、第１領域Ａ１の外側に位置して空燃比をオープンループ制御する所定の高回転高負荷領域Ａ３では第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から燃料を噴射するよう制御する。
【００５０】
第１領域Ａ１、第２領域Ａ２及び高回転高負荷領域Ａ３は、図２に示すように、予め設定されている。運転領域がいずれの領域にあるかは、内燃機関１のエンジン負荷と機関回転数とによって決まる。すなわち、内燃機関１のエンジン負荷と機関回転数とをパラメータとした運転領域マップを備えており、このマップに基づいて現在どの運転領域にいるのか判断する。なお、図２中の特性線Ｌは、スロットル全開時の特性線である。また、図２におけるＲ１は、第２領域Ａ２のエンジン負荷の下限値Ｒ１である。
【００５１】
第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２においては、空燃比がフィードバック制御される。つまり、運転状態に応じて空燃比をフィードバック制御する所定の空燃比フィードバック制御領域は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２からなっている。
【００５２】
第１領域Ａ１は、同一燃焼サイクル中に第１燃料噴射弁７のみから燃料を噴射する。換言すれば、第１領域Ａ１においては、第２燃料噴射弁８は燃料を噴射しない。
【００５３】
つまり、コントロールユニット１２は、空燃比をフィードバック制御する第１領域Ａ１において、同一燃焼サイクル中に第１燃料噴射弁７のみから燃料を噴射するよう制御する第１領域制御部に相当する。
【００５４】
第２領域Ａ２は、同一燃焼サイクル中に第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から燃料を噴射する。そして、第２領域Ａ２においては、第１燃料噴射弁７の燃料噴射量と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率（例えば、第１燃料噴射弁７の燃料噴射量と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量のとの比率が６：４）なるように設定されている。
【００５５】
つまり、コントロールユニット１２は、第１領域Ａ１では第１燃料噴射弁７のみから燃料を噴射し、第２領域Ａ２では第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から燃料を噴射し、第２領域Ａ２における第１燃料噴射弁７の燃料噴射量と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるように設定する燃料噴射制御部に相当する。
【００５６】
換言すると、コントロールユニット１２は、第１領域Ａ１内に設定され、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から燃料を噴射する第２領域Ａ２において、同一燃焼サイクル中に、第１燃料噴射弁７の燃料噴射量と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量との比率が運転状態によらず一定の所定比率となるよう設定し、上記所定比率となるよう第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８の燃料噴射量を制御する第２領域制御部に相当する。
【００５７】
高回転高負荷領域Ａ３は、１燃焼サイクル中に必要となる燃料噴射量が第１燃料噴射弁７から１燃焼サイクル中に噴射可能な最大燃料噴射量ＤＩＧ＿Ｑｍａｘよりも多くなる領域である。高回転高負荷領域Ａ３では、第１燃料噴射弁７が最大燃料噴射量ＤＩＧ＿Ｑｍａｘで燃料を噴射するとともに、第２燃料噴射弁８が第１燃料噴射弁７の燃料噴射量を補うように燃料を噴射する。
【００５８】
つまり、コントロールユニット１２は、第１領域Ａ１の外側に位置し、１燃焼サイクル中に必要となる燃料噴射量が第１燃料噴射弁７から１燃焼サイクル中に噴射可能な最大燃料噴射量よりも多くなる高回転高負荷領域Ａ３において、第１燃料噴射弁７が最大燃料噴射量で燃料を噴射するとともに、第２燃料噴射弁８が第１燃料噴射弁７の燃料噴射量を補うように燃料を噴射して空燃比をオープンループ制御する高回転高負荷領域制御部に相当する。
【００５９】
図３〜図５は、エンジン負荷と燃料噴射量の相関を模式的に示した説明図である。図３は、エンジン負荷と第１燃料噴射弁７の燃料噴射量（ＤＩＧ＿ＩＮＪ噴射量）の相関を模式的に示している。図４は、エンジン負荷と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量（ＭＰＩ＿ＩＮＪ噴射量）の相関を模式的に示している。図５は、エンジン負荷と１燃焼サイクルに噴射される燃料噴射量（ｔｏｔａｌ＿ＩＮＪ噴射量）の相関を模式的に示している。
【００６０】
図３〜図５に示すように、第２領域Ａ２は、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から噴射される燃料噴射量が、最小燃料噴射パルス幅で噴射された最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ以上となる範囲で上記所定比率となるように設定される。
【００６１】
すなわち、第２領域Ａ２の規定するエンジン負荷の下限値Ｒ１は、第１燃料噴射弁７の燃料噴射量が最小燃料噴射量ＤＩＧ＿Ｑｍｉｎ以上であり、第２燃料噴射弁８の燃料噴射量が最小燃料噴射量ＭＰＩ＿Ｑｍｉｎ以上となるように設定される。
【００６２】
また、第２領域Ａ２は、１燃焼サイクル中に燃焼室５内に供給される燃料量が、少なくとも最小燃料噴射パルス幅で噴射された第１燃料噴射弁７の最小燃料噴射量ＤＩＧ＿Ｑｍｉｎ以上となるように設定されている。
【００６３】
さらに、第２領域Ａ２は、空燃比フィードバック制御により燃料噴射量が減量補正されても、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から噴射される燃料噴射量が、最小燃料噴射パルス幅で噴射された最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ以下にならないように設定されている。
【００６４】
すなわち、第２領域Ａ２の規定するエンジン負荷の下限値Ｒ１は、空燃比フィードバック制御により燃料噴射量が減量補正されたとしても、第１燃料噴射弁７の燃料噴射量が最小燃料噴射量ＤＩＧ＿Ｑｍｉｎ以上となり、第２燃料噴射弁８の燃料噴射量が最小燃料噴射量ＭＰＩ＿Ｑｍｉｎ以上となるようなマージンαを含むように設定される。
【００６５】
このように第２領域Ａ２を設定することで、第２領域Ａ２において分担率を所定の一定比率にすることができる。
【００６６】
さらに、第２領域Ａ２は、燃焼室５から吸気通路２への排気の吹き返しが生じるバルブオーバーラップ量が拡大された運転領域を含むように設定されている。
【００６７】
これにより、燃焼室５から吸気通路２への排気の吹き返しにより第２燃料噴射弁８の噴射口に目詰まりが生じることを防止することができる。
【００６８】
第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８は、熱による劣化やノズル先端に目詰まり等が生じることによって、噴射特性が設計時（工場出荷時）に対してずれることがある。
【００６９】
そこで、コントロールユニット１２は、第１領域Ａ１で学習した第１空燃比学習値と、第２領域Ａ２で学習した第２空燃比学習値と、を用いて、所定のタイミングで第１燃料噴射弁７と第２燃料噴射弁８の診断を行っている。つまり、コントロールユニット１２は、第１空燃比学習値と第１空燃比学習値とを用いて第１燃料噴射弁７と第２燃料噴射弁８の診断を行う診断部に相当する。また、フィードバッグ制御領域が燃料噴射弁７、８の診断を行う診断領域となっている。
【００７０】
第１空燃比学習値及び第２空燃比学習値は、空燃比フィードバック制御における空燃比の適正値に対する偏差量である。換言すれば、第１空燃比学習値及び第２空燃比学習値は、空燃比フィードバック制御における空燃比のずれ量である。
【００７１】
また、上記所定のタイミングとは、例えば、第１空燃比学習値を学習したタイミングや、第２空燃比学習値を学習したタイミングであってもよい。
【００７２】
コントロールユニット１２は、例えば、第１空燃比学習値が予め設定された所定値Ｋａ以上となると、第１燃料噴射弁７に故障があると診断する。
【００７３】
コントロールユニット１２は、例えば、第２空燃比学習値が予め設定された所定値Ｋｂ以上のとき、第１燃料噴射弁７と第２燃料噴射弁８のいずれかに故障があると診断する。
【００７４】
コントロールユニット１２は、例えば、第２空燃比学習値が予め設定された所定値Ｋｂ以上のとき、第１空燃比学習値が所定値Ｋａ未満であれば、第２燃料噴射弁８に故障があると診断する。
【００７５】
コントロールユニット１２は、例えば、第２空燃比学習値が所定値Ｋｂ未満のとき、第１空燃比学習値が所定値Ｋａ以上であれば、第１燃料噴射弁７に故障があると診断する。
【００７６】
第２領域Ａ２における第１燃料噴射弁７の燃料噴射量と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量との比率、すなわち第２領域Ａ２における２つの燃料噴射弁７、８の燃料噴射量の分担率が、運転状態によらず一定比率であれば、第１空燃比学習値と第２空燃比学習値とを対比することで、第２燃料噴射弁８の診断を行うことができる。
【００７７】
すなわち、第２燃料噴射弁８の燃料噴射を単独で行うことなく、第２燃料噴射弁８の診断を行うことができる。
【００７８】
これによって、所期の噴射特性に対して、第２燃料噴射弁８の噴射特性がずれているか否か診断できる。
【００７９】
さらに言えば、第２燃料噴射弁８の燃料噴射を単独で行うことなく、第２燃料噴射弁８の故障の有無を診断できる。
【００８０】
第２領域Ａ２において分担率が運転状態に応じて変化する場合、分担率の変化に合わせた空燃比学習値の学習や空燃比フィードバック制御が必要となる。これは、分担率に違いに応じて、燃料噴射弁の噴射特性がずれた場合に、分担率の違いに応じて、全体の燃料噴射量の流量変化割合が変化するためである。
【００８１】
そのため、空燃比学習が済んでいない領域で空燃比フィードバック制御を実施する場合、空燃比学習値を反映した空燃比フィードバック制御とはならないため、エミションが悪化する虞がある。
【００８２】
それに対して、上述した実施例では、第２領域Ａ２における第１燃料噴射弁７の燃料噴射量と第２燃料噴射弁８の燃料噴射量との比率、すなわち第２領域Ａ２における２つの燃料噴射弁７、８の燃料噴射量の分担率が、運転状態によらず一定比率であり、第２領域Ａ２における空燃比フィードバック制御中の燃料噴射量ずれ率は同一となる。
【００８３】
従って、第２領域Ａ２においては、第２領域Ａ２全体を１つの学習領域とし、第２領域Ａ２内のとある噴射量ずれ率を第２領域Ａ２の唯一の空燃比学習値とすることが可能となる。そのため、第２領域Ａ２において、空燃比フィードバック制御におけるフィードバックが容易になるとともに、空燃比学習が速やかに完了し、エミッションが悪化することを抑制することができる。
【００８４】
図６は、燃料噴射弁７、８の診断を行う場合の制御の流れの一例を示すフローチャートである。図６は、空燃比学習値を学習したタイミングで診断する場合を示している。
【００８５】
ステップＳ１では、空燃比フィードバック制御中であるか否かを判定する。空燃比フィードバック制御中である場合は、ステップＳ１からステップＳ２へ進む。空燃比フィードバック制御中でない場合は、今回のルーチンを終了する。
【００８６】
ステップＳ２では、運転領域が第１領域Ａ１であるか否かを判定する。第１領域Ａ１である場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進む。第１領域Ａ１でない場合には、ステップＳ２からステップＳ５へ進む。
【００８７】
ステップＳ３では、第１空燃比学習値を読み込む。そして、ステップＳ４では、ステップＳ３で読み込んだ第１空燃比学習値を用いて、第１燃料噴射弁７の故障診断を実施する。
【００８８】
ステップＳ５では、第２空燃比学習値を読み込む。ステップＳ６では、学習済みの第１空燃比学習値の有無を判定する。学習済みの空燃比学習値がある場合には、ステップＳ６からステップＳ７へ進む。学習済みの空燃比学習値がない場合には、ステップＳ６からステップＳ９へ進む。
【００８９】
ステップＳ７では、学習済みの第１空燃比学習値を読み込む。ステップＳ８では、ステップＳ５で読み込んだ第２空燃比学習値とステップＳ７で読み込んだ第１空燃比学習値とを用いて、第１燃料噴射弁７と第２燃料噴射弁８の故障診断を実施する。ステップＳ８では、第１燃料噴射弁７の故障の有無と、第２燃料噴射弁８の故障の有無を診断可能である。
【００９０】
ステップＳ４では、ステップＳ５で読み込んだ第２空燃比学習値を用いて、第１燃料噴射弁７と第２燃料噴射弁８の故障診断を実施する。ステップＳ９では、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８の少なくとも一方に故障がある場合、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８の少なくとも一方に故障があると診断可能である。つまり、ステップＳ９では、第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８の個別の故障診断はできないものの、故障があることについては診断可能である。
【００９１】
なお、上述した実施例において、コントロールユニット１２は、第１空燃比学習値と第２空燃比学習値と、を用いて第２燃料噴射弁８の擬似学習値を算出し、算出した擬似学習値を用いて第２燃料噴射弁８の診断することも可能である。この場合、コントロールユニット１２は、第１空燃比学習値と第２空燃比学習値と、を用いて第２燃料噴射弁８の擬似学習値を算出する擬似学習値算出部に相当するとともに、擬似学習値を用いて第２燃料噴射弁８の診断を行う診断部に相当することになる。
【００９２】
例えば、第２燃料噴射弁８の擬似学習値が予め設定された所定値Ｍ以上になると、第２燃料噴射弁８の噴射特性にずれがあると診断してもよい。第２燃料噴射弁８の擬似学習値は、例えば、第１空燃比学習値と第２空燃比学習値との差分として算出してもよい。
【００９３】
上述した実施例は、内燃機関の診断方法及び内燃機関の診断装置に関するものである。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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