(57)【要約】【課題】ポート噴射のリーンインバランスが生じたときに排気系に取り付けられた浄化装置の触媒の過熱を抑制しつつインバランスを抑制する。【解決手段】筒内噴射弁とポート噴射弁とを有する複数気筒のエンジンを備えるエンジン装置において、筒内噴射弁による燃料噴射とポート噴射弁による燃料噴射とに対して、空燃比の変動またはエンジンの回転変動に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判断するインバランス診断を実行する。そして、ポート噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じていると診断したときには、ポート噴射弁による燃料噴射領域を筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更する。【選択図】図２
2018112112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを有する複数気筒のエンジンと、
燃料タンクからの燃料を加圧して前記ポート噴射弁が接続された第１供給流路に供給する第１ポンプと、前記第１供給流路の燃料を加圧して前記筒内噴射弁が接続される第２供給流路に供給する第２ポンプとを有する燃料供給装置と、
前記エンジンの状態に応じて前記筒内噴射弁による燃料噴射と前記ポート噴射弁による燃料噴射との噴射比率を調整して前記エンジンを運転制御すると共に前記燃料供給装置を制御し、前記筒内噴射弁による燃料噴射と前記ポート噴射弁による燃料噴射とに対して、空燃比の変動または前記エンジンの回転変動に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも多くなっているリッチインバランスが生じているか否か又は何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判断するインバランス診断を実行する制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じていると診断したときには、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更する、
エンジン装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更して前記エンジンを運転するときには、失火しにくい燃料噴射タイミングで前記筒内噴射弁から燃料噴射する、
エンジン装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更して前記エンジンを運転するときには、前記第２供給流路内の燃料圧力として失火しにくい圧力となるように前記燃料供給装置を制御する、
エンジン装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した後に、前記筒内噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じていると診断したときには、前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した領域を元の前記ポート噴射弁による燃料噴射領域に戻す、
エンジン装置。
【請求項５】
請求項４記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した領域を元の前記ポート噴射弁による燃料噴射領域に戻して前記エンジンを運転するときには、失火しにくい燃料噴射タイミングで前記ポート噴射弁から燃料噴射する、
エンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン装置に関し、詳しくは、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを有する複数気筒のエンジンを備えるエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエンジン装置としては、筒内噴射弁とポート噴射弁とを有する複数気筒のエンジンを備える装置において、燃料噴射に基づく気筒間のばらつき異常（インバランス）が生じたときには、インバランスを相殺する処理を実行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インバランスを相殺する処理として、燃料噴射時間の増減処理や、可変噴孔噴射弁の場合には有効開口面積の増減処理、吸気弁の開度の増減処理などを、インバランスを相殺する方向に実行し、これにより、インバランスを解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３３４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のエンジン装置において、何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているリーンインバランスが生じたときに燃料噴射時間を増加することによりインバランスを解消する場合、インバランスの程度が大きいときには、排気系に取り付けられた浄化装置の触媒が過熱してしまう場合が生じる。触媒の過熱を抑制するために、気筒別に燃料噴射量の増量を行なう必要があるが、増量が過剰になってしまう。
【０００５】
本発明のエンジン装置は、ポート噴射のリーンインバランスが生じたときに排気系に取り付けられた浄化装置の触媒の過熱を抑制しつつインバランスを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のエンジン装置は、
筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを有する複数気筒のエンジンと、
燃料タンクからの燃料を加圧して前記ポート噴射弁が接続された第１供給流路に供給する第１ポンプと、前記第１供給流路の燃料を加圧して前記筒内噴射弁が接続される第２供給流路に供給する第２ポンプとを有する燃料供給装置と、
前記エンジンの状態に応じて前記筒内噴射弁による燃料噴射と前記ポート噴射弁による燃料噴射との噴射比率を調整して前記エンジンを運転制御すると共に前記燃料供給装置を制御し、前記筒内噴射弁による燃料噴射と前記ポート噴射弁による燃料噴射とに対して、空燃比の変動または前記エンジンの回転変動に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも多くなっているリッチインバランスが生じているか否か又は何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判断するインバランス診断を実行する制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じていると診断したときには、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のエンジン装置では、エンジンの状態に応じて筒内噴射弁による燃料噴射とポート噴射弁による燃料噴射との噴射比率を調整してエンジンを運転制御する。そして、筒内噴射弁による燃料噴射とポート噴射弁による燃料噴射とに対して、空燃比の変動またはエンジンの回転変動に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも多くなっているリッチインバランスが生じているか否か又は何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判断するインバランス診断を実行する。このインバランス診断により、ポート噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じていると診断したときには、ポート噴射弁による燃料噴射領域を筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更する。これにより、ポート噴射弁による燃料噴射領域でもポート噴射弁によって燃料噴射することによりインバランスを抑制することができ、排気浄化装置の触媒の過熱を抑制することができる。即ち、排気浄化装置の触媒の過熱を抑制しつつインバランスを抑制することができる。
【０００９】
このとき、前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更して前記エンジンを運転するときには、失火しにくい燃料噴射タイミングで前記筒内噴射弁から燃料噴射するものとしてもよい。ポート噴射弁による燃料噴射領域は、ポート噴射弁から燃料噴射してエンジンを運転する方が、筒内噴射弁から燃料噴射してエンジンを運転する場合に比して、燃費や安定性などの観点から優位となる領域である。このため、ポート噴射弁による燃料噴射領域を筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更してエンジンを運転するときに、失火しにくい燃料噴射タイミングで筒内噴射弁から燃料噴射することにより、筒内噴射弁による燃料噴射領域に切り換えることによって燃費や安定性などが低下するのを抑制することができる。ここで、「失火しにくい燃料噴射タイミング」は、実験などにより求められる最も失火しにくい燃料噴射タイミングを含むだけでなく、その近傍の燃料噴射タイミングを含むものとしてもよく、また、安定して爆発燃焼することができる燃料噴射タイミングを含むものとしてもよい。
【００１０】
また、前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更して前記エンジンを運転するときには、前記第２供給流路内の燃料圧力として失火しにくい圧力となるように前記燃料供給装置を制御するものとしてもよい。筒内噴射弁による燃料噴射領域に切り換えることによって燃費や安定性などが低下するのを抑制することができる。ここで、「失火しにくい圧力」は、実験などにより求められる最も失火しにくい第２供給流路内の燃料圧力を含むだけでなく、その近傍の燃料圧力を含むものとしてもよく、また、安定して爆発燃焼することができる燃料圧力を含むものとしてもよい。
【００１１】
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記ポート噴射弁による燃料噴射領域を前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した後に、前記筒内噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じている診断されたときには、前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した領域を元の前記ポート噴射弁による燃料噴射領域に戻すものとしてもよい。一般的な多くのエンジンでは、ポート噴射弁による燃料噴射と筒内噴射弁による燃料噴射に対して共にリーンインバランスが生じているときには、ポート噴射弁による燃料噴射に対するリーンインバランスの方が筒内噴射弁による燃料噴射に対するリーンインバランスより、その程度が小さくなる。このため、ポート噴射弁による燃料噴射領域を筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した後に、筒内噴射弁による燃料噴射に対してリーンインバランスが生じている診断されたときには、筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した領域を元のポート噴射弁による燃料噴射領域に戻すことにより、インバランスの程度を小さくすることができる。
【００１２】
この場合、前記制御装置は、前記筒内噴射弁による燃料噴射領域に変更した領域を元の前記ポート噴射弁による燃料噴射領域に戻して前記エンジンを運転するときには、失火しにくい燃料噴射タイミングで前記ポート噴射弁から燃料噴射するものとしてもよい。こうすれば、インバランスの程度を抑制することができる。ここで、「失火しにくい燃料噴射タイミング」は、実験などにより求められる最も失火しにくい燃料噴射タイミングを含むだけでなく、その近傍の燃料噴射タイミングを含むものとしてもよく、また、安定して爆発燃焼することができる燃料噴射タイミングを含むものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ＥＣＵ７０により実行される噴射モード領域切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】比較例と実施例における噴射モードと空燃比と触媒床温度の時間変化を示す説明図である。
【図４】実施例における噴射モードと空燃比と触媒床温度の時間変化を示す説明図である。
【図５】変形例の噴射モード領域切替処理ルーチンの一例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】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図である。実施例のエンジン装置１０は、図示するように、エンジン１２と、燃料供給装置６０と、エンジン１２を運転制御する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７０と、を備える。なお、エンジン装置１０は、エンジン１２からの動力だけを用いて走行する自動車や、エンジン１２および図示しないモータからの動力を用いて走行するハイブリッド自動車などに搭載される。
【００１６】
エンジン１２は、複数気筒（例えば、４気筒，６気筒，８気筒など）を有し、ガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。図示するように、エンジン１２は、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１２５と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、を有する。エンジン１２は、筒内噴射弁１２５とポート噴射弁１２６とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとの何れかで運転が可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２によって清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共にポート噴射弁１２６から燃料を噴射して空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室に吸入し、吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内噴射弁１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程で筒内噴射弁１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン１２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。
【００１７】
燃料供給装置６０は、燃料タンク５８の燃料をエンジン１２の筒内噴射弁１２５やポート噴射弁１２６に燃料を供給する装置として構成されている。燃料供給装置６０は、燃料タンク５８の燃料をポート噴射弁１２６が接続された燃料パイプ６３に供給する電動の燃料ポンプ６２と、燃料パイプ６３内の燃料を加圧して筒内噴射弁１２５が接続されたデリバリパイプ６６に供給する高圧燃料ポンプ６４と、を備える。また、燃料供給装置６０は、デリバリパイプ６６と燃料タンク５８とに接続されたリリーフパイプ６８に設けられてデリバリパイプ６６内の加圧された燃料の圧力（燃圧）を大気圧との差圧によって減圧可能なリリーフバルブ６７を備える。高圧燃料ポンプ６４は、エンジン１２からの動力（カムシャフトの回転）によって駆動されて燃料パイプ６３内の燃料を加圧するポンプである。高圧燃料ポンプ６４は、その吸入口に接続されて燃料を加圧する際に開閉する電磁バルブ６４ａと、その吐出口に接続されて燃料の逆流を防止すると共にデリバリパイプ６６内の燃圧を保持するチェックバルブ６４ｂと、を有する。これにより、高圧燃料ポンプ６４は、エンジン１２の運転中に電磁バルブ６４ａが開弁されると燃料ポンプ６２からの燃料を吸入し、電磁バルブ６４ａが閉弁されたときにエンジン１２からの動力によって作動する図示しないプランジャによって圧縮した燃料をチェックバルブ６４ｂを介してデリバリパイプ６６に断続的に送り込むことにより、デリバリパイプ６６に供給する燃料を加圧する。リリーフバルブ６７は、デリバリパイプ６６内の燃圧が過剰となるのを防止すると共にエンジン１２の停止時にデリバリパイプ６６内の燃圧を低下させるように開弁される電磁バルブである。リリーフバルブ６７が開弁されると、デリバリパイプ６６内の燃料はリリーフパイプ６８を介して燃料タンク５８に戻される。
【００１８】
ＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
【００１９】
ＥＣＵ７０には、エンジン１２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションθｃｒや、エンジン１２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗなどを挙げることができる。また、燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎや、吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａなども挙げることができる。さらに、スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨや、吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａなども挙げることができる。加えて、排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２なども挙げることができる。また、高圧燃料ポンプ６４の回転数を検出する回転数センサ６４ｃからの回転数Ｎｐ，燃料供給装置６０のデリバリパイプ６６内の燃圧（筒内噴射弁１２５に供給する燃料の燃圧）を検出する燃圧センサ６９からの燃圧Ｐｆ（以下、「検出燃圧Ｐｆｄｅｔ」という）なども挙げることができる。
【００２０】
ＥＣＵ７０からは、エンジン１２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、筒内噴射弁１２５への駆動信号や、ポート噴射弁１２６への駆動信号、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号などを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号や、燃料ポンプ６２への駆動信号、高圧燃料ポンプ６４の電磁バルブ６４ａへの駆動信号，リリーフバルブ６７への駆動信号なども挙げることができる。
【００２１】
ＥＣＵ７０は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションθｃｒに基づいてエンジン１２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン１２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン１２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したりしている。
【００２２】
こうして構成された実施例のエンジン装置１０では、ＥＣＵ７０は、エンジン１２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって運転されるように、エンジン１２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御を行なう。点火制御については、本発明の中核をなさないことから、詳細な説明は省略する。吸入空気量制御では、目標トルクＴｅ＊に基づいて目標空気量Ｑａ＊を設定し、吸入空気量Ｑａが目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を駆動制御する。燃料噴射制御では、まず、エンジン１２の運転状態（例えば、エンジン１２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ）に基づいてポート噴射モード，筒内噴射モード，共用噴射モードから実行用噴射モードを設定する。続いて、目標空気量Ｑａ＊と実行用噴射モードとに基づいて空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊（例えば理論空燃比）となるように筒内噴射弁１２５およびポート噴射弁１２６の目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊，Ｑｆｐ＊を設定する。そして、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊，Ｑｆｐ＊に基づいて筒内噴射弁１２５およびポート噴射弁１２６の目標燃料噴射時間τｆｄ＊，τｆｐ＊を設定し、目標燃料噴射時間τｆｄ＊，τｆｐ＊の燃料噴射が筒内噴射弁１２５およびポート噴射弁１２６から行なわれるように筒内噴射弁１２５およびポート噴射弁１２６を駆動制御する。
【００２３】
筒内噴射弁１２５の目標燃料噴射時間τｆｄ＊は、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊と、燃圧センサ６９からの検出燃圧Ｐｆｄｅｔと、に基づいて設定する。具体的には、目標燃料噴射時間τｆｄ＊は、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊が多いときには小さいときに比して長くなるように、詳細には、目標燃料噴射量Ｑｆ＊が多いほど長くなるようにｆｓが高いほど短くなるように設定する。ポート噴射弁１２６の目標燃料噴射量τｆｐ＊は、目標燃料噴射量Ｑｆｐ＊に基づいて設定する。具体的には、目標燃料噴射時間τｆｐ＊は、目標燃料噴射量Ｑｆｐ＊が多いときには小さいときに比して長くなるように、詳細には、目標燃料噴射量Ｑｆ＊が多いほど長くなるように設定する。
【００２４】
また、エンジン１２を運転する際には、検出燃圧Ｐｆｄｅｔが目標燃圧Ｐｆ＊となるように高圧燃料ポンプ６４（電磁バルブ６４ａ）を駆動制御する。目標燃圧Ｐｆ＊は、エンジン１２の運転状態（エンジン１２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ）に基づいて設定される。なお、実施例では、エンジン１２の運転開始からある程度の時間が経過するまでは、筒内噴射モードを実行用噴射モードに設定して燃料噴射制御を行なっている。
【００２５】
ＥＣＵ７０は、インバランス診断を実行するための診断実行条件が成立したときに、筒内噴射やポート噴射での、燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かのインバランス診断を実行している。インバランス診断実行条件は、インバランス診断を実行するための診断前提条件とインバランス診断を実行を要求する判定要求条件とを含んでいる。診断前提条件は、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であるときに、成立していると判定する。閾値Ｔｗｒｅｆは、エンジン１２の暖機が完了しているか否かの判定に用いられる閾値であり、例えば、７０℃，７５℃，８０℃などを用いることができる。判定要求条件は、エンジン１２の動作点が筒内噴射やポート噴射のインバランス診断を実行するための（実行に適した）判定領域内のときに、成立していると判定する。判定領域は、エンジン１２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以上かつ所定回転数Ｎｅ２以下であると共にエンジン１２の体積効率ＫＬが所定効率ＫＬ１以上かつ所定効率ＫＬ２以下の領域として定められる。ここで、所定回転数Ｎｅ１は、例えば、１１５０ｒｐｍ，１２００ｒｐｍ，１２５０ｒｐｍなどを用いることができる。所定回転数Ｎｅ２は、例えば、１９５０ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２０５０ｒｐｍなどを用いることができる。所定効率ＫＬ１は、例えば、３８％，４０％，４２％などを用いることができる。所定効率ＫＬ２は、例えば、６３％，６５％，６７％などを用いることができる。こうした診断前提条件および判定実行条件の２条件が成立しているときに、インバランス診断実行条件が成立する。インバランス診断では、何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも多くなっているか否かのリッチインバランス診断と、何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているか否かのリーンインバランス診断と、が行なわれる。リッチインバランス診断では、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの波形をモニタし、この波形の傾きｋａｆが判定用閾値ｋａｆｔｈを超えているときにリッチインバランスが生じていると判定する。判定用閾値ｋａｆｔは、燃料噴射系に異常が生じていないときにおける空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの波形の傾きの最大値ｋｒｅｆをｋ倍（例えば、１．２倍，１，４倍，１．６倍など）した値として設定されている。リーンインバランス診断では、リッチインバランス診断と同様の方法でリーンインバランスが生じているか否かを判定したり、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒが各気筒の上死点から３０度だけ回転するのに要した所要時間Ｔ３０（エンジン１２の回転変動）を用いて燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを判定する。なお、筒内噴射のインバランスの診断は、筒内噴射モードでエンジン１２を運転する場合に行なうことができる他、筒内噴射とポート噴射との比率が８：２や７：３などとしてエンジン１２を運転する場合にも行なうことができる。逆にポート噴射のインバランスの診断は、ポート噴射モードでエンジン１２を運転する場合に行なうことができる他、ポート噴射と筒内噴射との比率が８：２や７：３などとしてエンジン１２を運転する場合にも行なうことができる。
【００２６】
次に、こうして構成された実施例のエンジン装置１０の動作、特に、ポート噴射のリーンインバランスが診断されたときの動作について説明する。図２は、ＥＣＵ７０により実行される噴射モード領域切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２７】
この噴射モード領域切替処理ルーチンが実行されると、ＥＣＵ７０は、まず、インバランス診断によりポート噴射のリーンインバランスが生じていると診断されているか否かを調べる（ステップＳ１００）。ポート噴射のリーンインバランスは生じていないと診断されているときには、通常制御として（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ここで、本ルーチンにおける通常制御としては、エンジン１２の各動作点（各運転ポイント）において予め定められた噴射モード（ポート噴射モードや筒内噴射モード、共用噴射モード）の領域を保持するものである。
【００２８】
ステップＳ１００でポート噴射のリーンインバランスが生じていると診断されているときには、エンジンの動作領域のうちポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更する（ステップＳ１１０）。ポート噴射モード領域は、ポート噴射モードによりエンジン１２を運転する方が、筒内噴射モードによりエンジン１２を運転する場合に比して、燃費や安定性などの観点から優位となる領域であるが、ポート噴射のリーンインバランスが生じているときには、リーンインバランスが生じていない筒内噴射モードにより、エンジン１２を運転する方が燃費や安定性の低下を抑制することができる。また、リーンインバランスを継続すると、浄化装置１３４の浄化触媒（三元触媒）の温度を上昇させ、浄化触媒を過熱する恐れがあるが、筒内噴射モード領域に切り替えてリーンインバランスを解消することにより、浄化触媒の過熱を抑制することができる。
【００２９】
続いて、そして、モードの領域変更後のインバランス診断により筒内噴射のリーンインバランスが生じていると診断されたか否かを調べる（ステップＳ１２０）。筒内噴射のリーンインバランスは生じていないと診断されたときには、モードの領域変更を保持して本ルーチンを終了し、筒内噴射のリーンインバランスが生じていると診断されたときには、領域変更した領域を元のポート噴射モード領域に戻して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。一般的な多くのエンジンと同様に実施例のエンジン１２では、ポート噴射モード領域でポート噴射のリーンインバランスと筒内噴射のリーンインバランスが生じているときには、ポート噴射のリーンインバランスの程度の方が筒内噴射のリーンインバランスの程度より小さくなる。このため、ポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更した後に、筒内噴射のリーンインバランスが生じている診断されたときには、変更した領域を元のポート噴射モード領域に戻すことにより、インバランスの程度を小さくすることができる。
【００３０】
図３は、ポート噴射のインバランスが生じたときの比較例と実施例の噴射モードと空燃比と触媒床温度の時間変化の一例を示す説明図である。図中、触媒床温度（実施例）の一点鎖線は、触媒床温度（比較例）を示す。比較例は、ポート噴射のインバランスが生じたでもポート噴射モード領域を保持した場合である。比較例では、ポート噴射のインバランスが生じると、空燃比が大きく変動し、触媒床温度は時間の経過に伴って高くなり過熱が生じる。一方、実施例では、ポート噴射のインバランスが生じていると診断されて時間Ｔ１に、ポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更されることにより、噴射モードがポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替えられる。筒内噴射のインバランスは生じていないから、大きく変動していた空燃比はその変動が小さくなり、温度上昇していた触媒床温度はその温度を保持する。
【００３１】
図４は、ポート噴射のリーンインバランスが生じたことにより領域変更した後のインバランス診断により筒内噴射のリーンインバランスが生じていると診断したときの実施例における噴射モードと空燃比と触媒床温度の時間変化を示す説明図である。空燃比が大きく変動するためポート噴射のインバランスが生じていると診断され、時間Ｔ２にポート噴射モード領域が筒内噴射モード領域に変更され、噴射モードはポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替えられる。筒内噴射でもリーンインバランスが生じているから空燃比は更に大きく変動する。これが診断されると、変更された領域が元のポート噴射モード領域に戻され、空燃比の変動も元に戻る。触媒床温度は、領域変更されることにより上昇速度が大きくなるが、領域変更を戻されることにより、ポート噴射のインバランスの程度に応じた温度に収束する。
【００３２】
以上説明した実施例のエンジン装置１０では、ポート噴射のリーンインバランスが診断されたときには、ポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更する。これにより、エンジン１２の排気系に取り付けられた浄化装置１３４の浄化触媒の過熱を抑制しつつインバランスを抑制することができる。ポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更した後のインバランス診断によりポート噴射のリーンインバランスが診断されたときには、領域変更した領域を元のポート噴射モード領域に戻す。これにより、領域変更を保持した場合に比して、インバランスの程度を小さくすることができる。
【００３３】
実施例のエンジン装置１０では、ポート噴射のリーンインバランスが診断されたときには、ポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更するものとした。こうした領域変更に加えて、図５の変形例の噴射モード切替処理ルーチンに示すように、領域変更したときには筒内噴射における燃料噴射タイミングとデリバリパイプ６６の燃圧Ｐｆｄを失火しにくいタイミングと圧力に変更（ステップＳ１１５）するものとしてもよい。ポート噴射モード領域は、ポート噴射モードによりエンジン１２を運転する方が、筒内噴射モードによりエンジン１２を運転する場合に比して、燃費や安定性などの観点から優位となる領域である。このため、ポート噴射モード領域を筒内噴射モード領域に変更してエンジンを運転するときに、失火しにくい燃料噴射タイミングや失火しにくい燃圧Ｐｆｄとすることにより、筒内噴射モード領域に切り換えることによって燃費や安定性などが低下するのを抑制することができる。ここで、「失火しにくい燃料噴射タイミング」としては、実験などにより求められる最も失火しにくい燃料噴射タイミングとしてもよいし、その近傍の燃料噴射タイミングとしてもよく、また、安定して爆発燃焼することができる燃料噴射タイミングとしてもよい。
【００３４】
実施例のエンジン装置１０では、領域変更した後のインバランス診断によりポート噴射のリーンインバランスが診断されたときには、領域変更した領域を元のポート噴射モード領域に戻すものとした。こうした領域変更の戻しに加えて、図５の変形例の噴射モード切替処理ルーチンに示すように、領域変更を戻すときにはポート噴射における燃料噴射タイミングを失火しにくいタイミングに変更（ステップＳ１３５）するものとしてもよい。こうすれば、インバランスの程度を抑制することができる。
【００３５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、筒内噴射弁１２５が「筒内噴射弁」に相当し、ポート噴射弁１２６が「ポート噴射弁」に相当し、エンジン１２が「エンジン」に相当する。燃料タンク５８が「燃料タンク」に相当し、燃料パイプ６３が「第１供給流路」に相当し、燃料ポンプ６２が「第１ポンプ」に相当し、デリバリパイプ６６が「第２供給流路」に相当し、高圧燃料ポンプ６４が「第２ポンプ」に相当し、燃料供給装置６０が「燃料供給装置」に相当する。そして、電子制御ユニット７０（ＥＣＵ７０）が「制御装置」に相当する。
【００３６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  エンジン装置、１２  エンジン、２６  クランクシャフト、５８  燃料タンク、６０  燃料供給装置、６２  燃料ポンプ、６３  燃料パイプ、６４  高圧燃料ポンプ、６４ａ  電磁バルブ、６４ｂ  チェックバルブ、６４ｃ  回転数センサ、６６  デリバリパイプ、６７  リリーフバルブ、６８  リリーフパイプ、６９  燃圧センサ、７０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２５  筒内噴射弁、１２６  ポート噴射弁、１２８  吸気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５ａ  空燃比センサ、１３５ｂ  酸素センサ、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４３  圧力センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構。
【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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