特許 7521276 内燃機関の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-16

(45)【発行日】2024-07-24

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/14 20060101AFI20240717BHJP

   F02D 41/22 20060101ALI20240717BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

F02D41/14

F02D41/22

F02D41/34 100

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020112314

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011285

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】河内 陽平

(72)【発明者】

【氏名】松永 英雄

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１２０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２４４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２７９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７３６６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ４１／００－４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一気筒に対して異なる位置から燃料を供給するように配置された複数の燃料噴射部を有する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の実空燃比を検出する実空燃比検出部と、
複数の前記燃料噴射部を用いて複数の噴射モードを選択的に切替える燃料噴射制御部と、
を備え、
前記燃料噴射制御部は、
複数の前記噴射モードのうちいずれか一つの噴射モードに対応する前記燃料噴射部の異常を判断する故障判定部を有し、
前記故障判定部によりいずれか一つの噴射モードに対応する前記燃料噴射部に異常がないと判断される場合は、実空燃比に基づいて燃料噴射量を前記噴射モードに関わらずリアルタイムに補正するリアルタイム補正値を演算し、前記噴射モードに関わらず共通の前記リアルタイム補正値を用いて、前記燃料噴射部を制御し、
前記故障判定部によりいずれか一つの噴射モードに対応する前記燃料噴射部に異常があると判断される場合は、前記実空燃比に基づいて燃料噴射量を前記噴射モード別にリアルタイムに補正する噴射モード別補正値を演算し、
前記噴射モードを切替えた場合、切替えた前記噴射モードに対応する前記噴射モード別補正値を用いて、前記燃料噴射部を制御する、
内燃機関の制御装置。

【請求項2】

前記燃料噴射制御部は、
各前記噴射モード別補正値を、対応する前記噴射モードに切替えた時点の前記リアルタイム補正値をなまし処理した処理値を用いて演算する、
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項3】

前記燃料噴射制御部は、
複数の前記噴射モードのうちいずれか一つに切替えた場合、切替えた前記噴射モードが継続する間、切替える直前の前記噴射モードに対応する前記処理値を維持する、
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項4】

前記燃料噴射制御部は、目標空燃比を設定し、
各前記噴射モードに対応する前記リアルタイム補正値に基づいて前記目標空燃比と前記実空燃比との定常的な乖離値を学習値として前記燃料噴射部毎に記録し、
前記学習値に基づいて、前記複数の燃料噴射部のいずれか一つが異常であると判断する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項5】

前記故障判定部は、前記噴射モード別補正値に基づいて前記燃料噴射部の故障を判断する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項6】

前記燃料噴射制御部は、前記噴射モード別補正値に基づいて前記内燃機関のパージ濃度を推定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項7】

複数の前記燃料噴射部は、前記内燃機関のポートに燃料を噴射する第１燃料噴射部と、前記内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する第２燃料噴射部と、を含み、
前記燃料噴射制御部は、
前記第１燃料噴射部を用いて燃料を噴射する第１噴射モードと、
前記第１燃料噴射部からの燃料噴射量と第２燃料噴射部からの燃料噴射量が所定の基準噴射比率となるように、燃料を噴射する第２噴射モードと、を選択的に切替える、
請求項１から６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、噴射形態の異なる複数の燃料噴射部を有する内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の内燃機関は、内燃機関のポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁と、を有する。特許文献１の内燃機関の制御装置は、ポート噴射弁および筒内噴射弁（以下各噴射弁と明細書に記す）のそれぞれを制御し、ポート噴射モードおよび筒内噴射モード（以下各噴射モードと明細書に記す）のいずれかに切替える。

【0003】

また、特許文献１の内燃機関の制御装置は、実空燃比検出部を備え、目標空燃比と実空燃比との差に基づいて比例補正値および積分補正値（特許文献１ではフィードバック積分値Ｋ１）を設定する。この設定された比例補正値および積分補正値を用いて、制御装置は、空燃比のフィードバック補正値を演算し、各噴射弁の燃料噴射量を補正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１７３６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、このような複数の噴射モードを有する内燃機関では、経年劣化等の異常によって各噴射弁の噴射量にバラツキが生じることがある。このようなバラツキが発生すると、噴射モードが切り替わる場合、内燃機関から排出されるガスが悪化するおそれがある。

【0006】

特許文献１の内燃機関の制御装置では、このようなバラツキを抑制するために、各噴射弁の学習値をそれぞれ個別に演算し、更新して記憶する。各噴射弁の学習値は、各噴射モード時の積分補正値に基づいて各噴射弁に対応した学習反映係数を個別に演算し、学習反映係数を遅延処理して求められる。

【0007】

しかし、積分補正値はリアルタイムに演算されるため、上記演算方法では、演算負荷が増すおそれがある。

【0008】

本開示の課題は、演算負荷を減らしながら排ガスの悪化を抑制しやすい内燃機関の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本開示にかかる内燃機関の制御装置は、同一気筒に対して異なる位置から燃料を供給するように配置された複数の燃料噴射部を有する内燃機関の制御装置である。内燃機関の制御装置は、内燃機関の実空燃比を検出する実空燃比検出部と、複数の燃料噴射部を用いて複数の噴射モードを選択的に切替える燃料噴射制御部と、を備える。燃料噴射制御部は、故障判定部を有する。故障判定部は、複数の噴射モードのうちいずれか一つの噴射モードに対応する燃料噴射部の異常を判断する。燃料噴射制御部は、故障判定部によりいずれか一つの噴射モードに対応する燃料噴射部に異常がないと判断される場合は、実空燃比に基づいて燃料噴射量を前記噴射モードに関わらずリアルタイムに補正するリアルタイム補正値を演算し、噴射モードに関わらず共通のリアルタイム補正値を用いて、燃料噴射部を制御する。燃料噴射制御部は、故障判定部によりいずれか一つの噴射モードに対応する燃料噴射部に異常があると判断される場合は、複数の噴射モードのうちいずれか一つの噴射モードに対応する燃料噴射部が異常であると判断したのち、実空燃比に基づいて燃料噴射量を噴射モード別にリアルタイムに補正する噴射モード別補正値を演算し、噴射モードを切替えた場合、切替えた噴射モードに対応する噴射モード別補正値を用いて、燃料噴射部を制御する。

【0010】

（２）燃料噴射制御部は、噴射モードの切り替えによらず実空燃比に基づいて燃料噴射量をリアルタイムに補正するリアルタイム補正値を演算してもよい。燃料噴射制御部は、異常であると判断する前は、噴射モードに関わらずリアルタイム補正値に基づいて燃料噴射部を制御してもよい。
（３）燃料噴射制御部は、各噴射モード別補正値を、対応する噴射モードに切替えた時点のリアルタイム補正値をなまし処理した処理値を用いて演算してもよい。
（４）燃料噴射制御部は、複数の噴射モードのうちいずれか一つに切替えた場合、切替えた噴射モードが継続する間、切替える直前の噴射モードに対応する処理値を維持してもよい。
（５）燃料噴射制御部は、目標空燃比を設定してもよい。燃料噴射制御部は、各噴射モードに対応するリアルタイム補正値に基づいて目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離値を学習値として燃料噴射部毎に記録してもよい。燃料噴射制御部は、学習値に基づいて、複数の燃料噴射部のいずれか一つが異常であると判断してもよい。
（６）燃料噴射制御部は、噴射モード別補正値に基づいて燃料噴射部の故障を判断してもよい。
（７）燃料噴射制御部は、噴射モード別補正値に基づいて内燃機関のパージ濃度を推定してもよい。

【0011】

（８）複数の燃料噴射部は、内燃機関のポートに燃料を噴射する第１燃料噴射部と、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する第２燃料噴射部と、を含んでもよい。燃料噴射制御部は、第１燃料噴射部を用いて燃料を噴射する第１噴射モードと、第１燃料噴射部からの燃料噴射量と第２燃料噴射部からの燃料噴射量が所定の基準噴射比率となるように、燃料を噴射する第２噴射モードと、を選択的に切替えてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、演算負荷を減らしながら排ガスの悪化を抑制しやすい内燃機関の制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の一実施形態による内燃機関の制御装置の概要を示す図。

【図2】本開示の一実施形態による内燃機関の制御装置の制御手順を示すフローチャート。

【図3】本開示の一実施形態による内燃機関の制御装置の制御内容を示すタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、内燃機関１は、同一気筒に対して異なる位置から燃料を供給するように配置された複数の燃料噴射部を有する。本実施形態では、複数の燃料噴射部は、ポート噴射弁（第１燃料噴射部の一例）２と、筒内噴射弁（第２燃料噴射部の一例）３と、を含む。ポート噴射弁２は、内燃機関１のポート４に臨んで配置され、ポート４に燃料を噴射する。筒内噴射弁３は、内燃機関１の燃焼室５に臨んで配置され、燃焼室５に燃料を噴射する。本実施形態の内燃機関１は、スロットル６を有し、ポート噴射弁２、筒内噴射弁３、およびスロットル６によって、吸入空気と燃料量の混合比である空燃比を理論空燃比近傍に調整しながら運転するガソリンエンジンである。

【0015】

内燃機関１の排気菅７には、排気中の空燃比を計測するためのセンサが設けられる。本実施形態の内燃機関１は、第１空燃比センサ８と、第２空燃比センサ９と、を有する。第１空燃比センサ８は、内燃機関１の排気を浄化する排気浄化触媒１０の上流側に配置される。第２空燃比センサ９は、排気浄化触媒１０の下流側に配置される。第１空燃比センサ８、および第２空燃比センサ９（以下明細書において各空燃比センサと記す）は、排気中の空燃比に応じた信号を出力するセンサであり、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。なお、排気中の空燃比の計測は、かならずしも上記の各空燃比センサを用いる必要なく、例えば、一つの酸素濃度センサによって計測してもよいし、その他の既知の技術を用いてもよい。

【0016】

内燃機関１の制御装置２０は、実空燃比検出部２１と、燃料噴射制御部２２と、故障判定部２３と、を備える。内燃機関１の制御装置２０は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等と、を含むマイクロコンピュータによって構成される。制御装置２０は、各センサおよび各種装置からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関１が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。また、実空燃比検出部２１、燃料噴射制御部２２、および故障判定部２３は、制御装置２０に記憶されるソフトウェアによって実現される機能構成である。しかし、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

【0017】

実空燃比検出部２１は、各空燃比センサから信号を取得するとともに、取得した信号を演算処理して燃焼室５内の実際の空燃比に相当する実空燃比ＡＦｒを検知する。

【0018】

燃料噴射制御部２２は、複数の燃料噴射部を組み合わせた複数の噴射モードを選択的に切替える。本実施形態の複数の噴射モードは、ポート噴射弁２を用いるポート噴射モード（第１噴射モードの一例、以下明細書および図面においてＭＰＩモードと記す）と、筒内噴射弁３を用いる筒内噴射モード（第２噴射モードの一例、以下と明細書および図面においてＤＩモードと記す）と、を含む。

【0019】

燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードにおいてポート噴射弁２からのみ燃料を噴射する。一方、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードにおいてポート噴射弁２からの燃料噴射量と、筒内噴射弁３からの燃料噴射量が所定の基準噴射比率Ｒとなるように、燃料を噴射する。燃料噴射制御部２２は、これら複数の噴射モードを内燃機関１の回転数や負荷などの運転状態に応じて予め設定されたマップに基づいて切替える。なお、所定の基準噴射比率Ｒは、内燃機関１の回転数や負荷などの運転状態に応じて変更してもよい。

【0020】

燃料噴射制御部２２は、各噴射モードにおいて燃料噴射部の燃料噴射量の基準となる基準燃料噴射量Ｆｔを演算する。本実施形態では、基準燃料噴射量Ｆｔは、内燃機関１に要求される要求トルクに基づいて演算する。しかし、基準燃料噴射量Ｆｔは、内燃機関１の運転状態に応じて予め設定された値であってもよい。燃料噴射制御部２２は、基準燃料噴射量Ｆｔに対し各噴射モードにおける基準噴射比率Ｒを乗算し、各燃料噴射部の燃料噴射量を演算する。本実施形態では、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードでは基準燃料噴射量Ｆｔの全量をポート噴射弁２の燃料噴射量であるポート燃料噴射量Ｆｔｍに振り分ける。燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードでは基準燃料噴射量Ｆｔに基準噴射比率Ｒを乗算し、ポート燃料噴射量Ｆｔｍ、および筒内噴射弁３の燃料噴射量である筒内燃料噴射量Ｆｔｄを演算する。

【0021】

故障判定部２３は、ポート噴射弁２および筒内噴射弁３の故障を判定する。本実施形態では、故障判定部２３は、後述するポート噴射弁２の学習値ＫＬｉ、および筒内噴射弁３の学習値ＫＬｄのいずれか一方、または両方が第１所定期間Ｔ１の間、上限値に張り付いた状態となった場合、ポート噴射弁２および筒内噴射弁３のいずれか一方、または両方に異常があると判定する。

【0022】

次に、図２のフローチャートおよび図３のタイミングチャートを用いて、制御装置２０の燃料噴射制御部２２および故障判定部２３が行う空燃比フィードバック制御（以下明細書および図面においてフィードバックを単にＦ／Ｂと記す）の制御手順について説明する。制御装置２０は、イグニッションをオンし、空燃比Ｆ／Ｂが可能な運転状態（図３のｔ＝ｔ０、ストイキＦ／Ｂが成立の状態）となると制御手順を開始する。

【0023】

なお、本実施形態の燃料噴射制御部２２は、実空燃比と目標空燃比との差に応じて設定される比例補正値および積分補正値を用いるＰＩ制御によって空燃比Ｆ／Ｂ制御を行う。ＰＩ制御の詳細については、公知の技術であるため説明を省略する。また、制御装置２０は、内燃機関１の運転状態に応じて目標空燃比ＡＦｔを設定するが、目標空燃比ＡＦｔの設定については、特許文献１の制御装置と同様であるため、説明を省略する。

【0024】

ステップＳ１では、燃料噴射制御部２２は、実空燃比ＡＦｒと目標空燃比ＡＦｔの差分を所定の演算周期時間によって積分した積分補正値に基づいて、リアルタイム補正値Ｋｉを演算する。リアルタイム補正値Ｋｉは、空燃比Ｆ／Ｂ制御中は常時演算されるため、目標空燃比ＡＦｔに対する実空燃比ＡＦｒの差分を、燃料噴射量にリアルタイムに反映することができる。本実施形態では、リアルタイム補正値Ｋｉは、積分補正値に対し１を加算した値であり、基準燃料噴射量Ｆｔに対し乗算するためのＦ／Ｂ学習補正係数（特許文献１では学習反映係数）として機能する。

【0025】

ステップＳ２では、リアルタイム補正値Ｋｉに対し燃料噴射以外の燃焼寄与分を除いた正味リアルタイム補正値Ｋｒを演算する。燃料噴射以外の燃焼寄与分とは、内燃機関１のオイルによって希釈化された燃料が内燃機関１の暖機により蒸発した燃料である。したがって、正味リアルタイム補正値Ｋｒは、リアルタイム補正値Ｋｉに対して遅延する方向にオフセットする。

【0026】

ステップＳ３では、燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉに基づいて目標空燃比ＡＦｔと実空燃比ＡＦｒとの定常的な乖離値を、学習値ＫＬとして燃料噴射部毎に記録する。すなわち、学習値ＫＬはポート噴射弁２用（ＭＰＩ用）学習値ＫＬｉと、筒内噴射弁３用（ＤＩ用）学習値ＫＬｄと、を含む。燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉをなまし処理した値に所定係数を乗算することで、リアルタイム補正値Ｋｉの一部値を定常的な乖離値として学習値ＫＬに取り込み加算する。

【0027】

本実施形態では、筒内噴射弁３の燃料噴射量が経年劣化等によって著しく減少した場合の例を用いて、ＭＰＩ用学習値ＫＬｉおよびＤＩ用学習値ＫＬｄの演算方法についてより詳しく説明する。図３のｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２のリアルタイム補正値Ｋｉのグラフに示すように、ＤＩモードにおいて、筒内噴射弁３の燃料噴射量が減少しているため、実空燃比がリーンになる。この結果、リアルタイム補正値Ｋｉがリッチ側に上昇する。このとき、図３のｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２のＤＩ用学習値ＫＬｄのグラフに示すように、ＤＩモードにおいて燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉの上昇分をＤＩ用学習値ＫＬｄにのみに取り込み加算する。図３のｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３の間のＭＰＩ用学習値ＫＬｉのグラフに示すように、ＭＰＩモードにおいて燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉが上昇する場合、リアルタイム補正値Ｋｉの上昇分をＭＰＩ用学習値ＫＬｉのみに取り込み加算する。また、リアルタイム補正値Ｋｉがリーン側に下降する場合、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードにおいては、ＭＰＩ用学習値ＫＬｉを減算し、ＤＩモードにおいては、ＤＩ用学習値ＫＬｄを減算する。

【0028】

燃料噴射制御部２２は、ポート噴射弁２および筒内噴射弁３のいずれか一方が異常、すなわち故障の可能性があると判断するまで、噴射モードに関わらず、リアルタイム補正値Ｋｉに基づいてポート噴射弁２および筒内噴射弁３のいずれか一方、または両方を制御する。

【0029】

すなわち、ＭＰＩモードにおいて燃料噴射制御部２２は、基準燃料噴射量Ｆｔにリアルタイム補正値ＫｉとＭＰＩ用学習値ＫＬｉを乗算してポート噴射弁２のポート燃料噴射量Ｆｔｍを演算する。燃料噴射制御部２２は、演算結果をパルス信号に変換してポート噴射弁２に送信しポート噴射弁２を制御する。

【0030】

一方、ＤＩモードにおいて燃料噴射制御部２２は、基準燃料噴射量Ｆｔにリアルタイム補正値Ｋｉおよび基準噴射比率Ｒを乗算して、基準ポート燃料噴射量Ｆｔｍｂ、および基準筒内燃料噴射量Ｆｔｄｂを演算する。燃料噴射制御部２２は、基準ポート燃料噴射量ＦｔｍｂにＭＰＩ用学習値ＫＬｉを乗算して、ポート燃料噴射量Ｆｔｍを演算する。また、燃料噴射制御部２２は、基準筒内燃料噴射量ＦｔｄｂにＤＩ用学習値ＫＬｄを乗算して、筒内燃料噴射量Ｆｔｄを演算する。燃料噴射制御部２２は、演算結果をパルス信号に変換してポート噴射弁２および筒内噴射弁３のそれぞれに送信しポート噴射弁２および筒内噴射弁３を制御する。

【0031】

このような演算処理によって、燃料噴射制御部２２は、ポート噴射弁２および筒内噴射弁３用のリアルタイム補正値Ｋｉをそれぞれ個別に記録、更新する必要が無く、演算処理が少なくなる。また、ＭＰＩモードとＤＩモードとが切り替わった際の燃料噴射量の大きな変動を抑制でき、エンジントルクや回転数の急変を抑えることができる。

【0032】

しかし、筒内噴射弁３が劣化し燃料噴射量が著しく減少する一方、ポート噴射弁２は正常であるような場合、ＭＰＩモードであってもＤＩモードにおけるリアルタイム補正値Ｋｉに引きずられる。すなわち、図３のｔ＝ｔ２におけるリアルタイム補正値Ｋｉの破線のグラフに示すように、燃料噴射制御部２２が噴射モードをＤＩモードからＭＰＩモードに切替え、筒内噴射弁３が停止したにもかかわらず、図３のｔ＝ｔ２からｔ＝３のリアルタイム補正値ＫｉがＤＩモード時の値に引きずられリッチ側に振れる。このため、リアルタイム補正値ＫｉがＭＰＩモードにおける適正値に収束するまでの時間（以下収束時間と明細書に記す）が長い。この結果、この収束時間中の排ガスが悪化する。

【0033】

さらに、ＭＰＩモード時に加算されるＭＰＩ用学習値ＫＬｉも上昇し、ポート噴射弁２は故障していないのにもかかわらず、故障判定部２３が故障していると誤判定するおそれもある。

【0034】

そこで、制御装置２０は、以下のステップＳ４からステップＳ２０までの制御手順を行う。

【0035】

ステップＳ４およびステップＳ５では、燃料噴射制御部２２は、噴射モード別処理値を演算する。本実施形態では、噴射モード別処理値は、モード別リアルタイム補正フィルタ値（以下モード別ＲＴＦ値と明細書に記す）Ｋｆと、正味モード別リアルタイム補正フィルタ値（以下モード別正味ＲＴＦ値と明細書に記す）Ｋｆｒと、を含む。噴射モード別処理値は、リアルタイム補正値Ｋｉ、または正味リアルタイム補正値Ｋｒを、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した値である。具体的には、ステップＳ４では、燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉのなまし処理演算を行い、モード別ＲＴＦ値Ｋｆを算出する。ステップＳ５では、燃料噴射制御部２２は、正味リアルタイム補正値Ｋｒをなまし処理演算を行い、正味モード別ＲＴＦ値Ｋｆｒを算出する。

【0036】

また、燃料噴射制御部２２は、噴射モード別処理値を、各噴射モード別に演算する。すなわち、図３に示すように、噴射モード別処理値は、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｉ（第１噴射モード処理値の一例）、ＤＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｄ（第２噴射モード処理値の一例）、ＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｉ、およびＤＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｄの４つを含む。このうち、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｉ、ＤＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｄは、燃料噴射部を制御する際に用いる。ＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｉ、およびＤＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｄは後述するパージ濃度推定に用いる。

【0037】

図３のタイミングチャートのｔ＝０からｔ＝ｔ４までの期間の各噴射モード別処理値のグラフに示すように、燃料噴射制御部２２は、複数の噴射モードのうちいずれか一つに切替えた場合、切替えた噴射モードが継続する間、切替える前の噴射モードの処理値を、噴射モードが切替わる直前の値に維持する。

【0038】

本実施形態では、図３のｔ＝０からｔ＝ｔ１、およびｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３までの間は、ＭＰＩモードである（図３の噴射モードのグラフ参照）。この間、燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉおよび正味リアルタイム補正値Ｋｒをなまし処理し、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値ＫｆｉおよびＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｉを更新し記録する。一方、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモード用ＲＴＦ値ＫｆｄおよびＤＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｄの値を、ｔ＝ｔ０またはｔ＝２における処理値に維持する。

【0039】

また、図３のｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２、およびｔ＝ｔ３からｔ＝ｔ４までの間は、ＤＩモードである。この間、燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉおよび正味リアルタイム補正値Ｋｒをなまし処理し、ＤＩモード用ＲＴＦ値ＫｆｄおよびＤＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｄを更新し記録する。一方、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値ＫｆｉおよびＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｉの値を、ｔ＝ｔ１またはｔ＝ｔ３における処理値に維持する。

【0040】

図２に示すように、ステップＳ６では、燃料噴射制御部２２は、ポート噴射弁２が異常か否か判断する。本実施形態では、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードにおいてＭＰＩ用学習値ＫＬｉが第１所定期間Ｔ１よりも短い第２所定期間Ｔ２の間、上限値に張り付いた状態か否かによって、ポート噴射弁２が異常か否か判断する。燃料噴射制御部２２は、ポート噴射弁２に異常が無いと判断した場合（ステップＳ６ ＮＯ）、ステップＳ７に処理を進める。

【0041】

ステップＳ７では、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードが異常か否か判断する。本実施形態では、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードにおいてＭＰＩ用学習値ＫＬｉが上限値に張り付いた状態か否かによって、ポート噴射弁２が異常か否か判断する。燃料噴射制御部２２は、ポート噴射弁２に異常があると判断した場合（ステップＳ７ ＹＥＳ）、図３のｔ＝ｔ１の学習値張り付き判定のグラフに示すように、学習値張り付き判定フラグを成立させて、ステップＳ８に処理を進める。

【0042】

図２に示すように、ステップＳ８では、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードからＭＰＩモードに切替えるか否か判断する。燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替える場合（Ｓ８ Ｙｅｓ）、ステップＳ９に処理を進める。

【0043】

ステップＳ９では、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｉを取得し、リアルタイム補正値ＫｉをＭＰＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｉにリセットする（ｔ＝ｔ２のＡ地点参照）。燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替えると、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値ＫｆｉからＭＰＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ１（噴射モード別補正値、および第１噴射モード用補正値の一例）の演算を開始する。すなわち、図３のｔ＝ｔ２時点のＭＰＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ１の実線グラフが示すように、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替えた時点においては、ＭＰＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｉを用いて、ポート噴射弁２を制御する。

【0044】

図２に示すように、ステップＳ１０では、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｉを取得し、正味リアルタイム補正値ＫｒをＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｉにリセットする（ｔ＝ｔ２のＣ地点参照）。燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替えると、ＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値ＫｆｒｉからＭＰＩモード用正味リアルタイム補正値Ｋｒ１の演算を開始する。ステップＳ１１では、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモード用正味リアルタイム補正値Ｋｒ１を基準値として、パージ導入時のパージ濃度を推定する。本実施形態では、パージ非導入時のＭＰＩモード用正味ＲＴＦ値ＫｆｒｉとＭＰＩ用学習値ＫＬｉを合わせた値を基準値として、パージ導入時のＭＰＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ１の変化量をパージ濃度分として演算する。なお、燃料噴射系の異常を検知していない場合は、パージ濃度は、パージ非導入時に実施される各噴射系の学習値ＫＬｉ、ＫＬｄを基準とし、パージ導入時のリアルタイム補正値Ｋｉの変化量をパージ濃度分として演算する。

【0045】

ステップＳ１２では、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードに切替えるか否か判断する。燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードに切替えない場合（ステップＳ１２ ＮＯ）、Ｓ１３に処理を進める。

【0046】

ステップＳ１３では、燃料噴射制御部２２は、リアルタイム補正値Ｋｉ、ＭＰＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ１、および後述するＤＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ２の値をなまし処理し、故障判定用フィルタ値Ｋｆоを演算する。故障判定用フィルタ値Ｋｆоは、ポート噴射弁２、または筒内噴射弁３の異常後に演算された、ＭＰＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ１、ＤＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ２の処理値が含まれる。このため、リアルタイム補正値Ｋｉのみによって故障判定を行う場合に発生するリアルタイム補正値Ｋｉの収束時間に起因した誤判定を防止しやすい。燃料噴射制御部２２は、故障判定用フィルタ値Ｋｆоを演算したのち、ステップＳ１４に処理を進める。

【0047】

ステップＳ１４では、故障判定部２３は、故障判定用フィルタ値Ｋｆоに基づいてポート噴射弁２、または、筒内噴射弁３の故障を判定する。故障判定部２３は、故障と判定する場合（ステップＳ１４ ＹＥＳ）は、Ｓ１５に処理を進めて故障判定フラグを立てて、図示しないメータパネルに警告灯を点灯させて処理を終了する。一方、故障判定部２３は、故障と判定しない場合（ステップＳ１４ ＮＯ）、処理をステップＳ６に戻し、燃料噴射制御部２２が異常の判定フラグを消すまで、または故障判定部２３が故障を判定するまで、処理を続ける。異常の判定フラグは、例えばイグニッションスイッチがＯＦＦになった際に削除される。

【0048】

燃料噴射制御部２２は、ステップＳ６においてポート噴射弁２が異常であると判断した場合、ステップＳ１６に処理を進める。燃料噴射制御部２２は、ステップＳ１６では、ＤＩモードに切替えるか否か判断し、ＤＩモードに切替える場合（ステップＳ１６ ＹＥＳ）、ステップＳ１７に処理を進める。一方、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードに切替えない場合、Ｓ１４の前に処理を進める。

【0049】

燃料噴射制御部２２は、ステップＳ７において筒内噴射弁３に異常が無い場合、処理をステップＳ１に戻し、リアルタイム補正値Ｋｉを用いて各燃料噴射部を制御する。また、ステップＳ８において、ＭＰＩモードに切替えない場合（ステップＳ８ ＮＯ）、ステップＳ１４に処理を進め、筒内噴射弁３の学習値ＫＬｄが上限値に張り付いた状態かつ故障判定用フィルタ値Ｋｆоが閾値を超えた状態が第１所定期間Ｔ１継続した場合、故障と判定する。また、燃料噴射制御部２２は、ステップＳ１６において、ＤＩモードに切替えない場合（ステップＳ１６ ＮＯ）、ステップＳ１４に処理を進め、ポート噴射弁２の学習値ＫＬｉが上限値に張り付いた状態かつ故障判定用フィルタ値Ｋｆоが閾値を超えた状態が第１所定期間Ｔ１継続した場合、故障と判定する。

【0050】

また、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモードに切替える場合（ステップＳ１２ ＹＥＳ）、Ｓ１７に処理を進める。

【0051】

ステップＳ１７では、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｄを取得し、リアルタイム補正値ＫｉをＤＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｄにリセットする（図３のｔ＝ｔ３のＢ地点参照）。燃料噴射制御部２２は、ステップＳ１７においてＤＩモードに切替えると、ＤＩモード用ＲＴＦ値ＫｆｄからＤＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ２（噴射モード別補正値、および第２噴射モード補正値の一例）の演算を開始する。すなわち、図３のｔ＝ｔ３のＤＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ２が示すように、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替えた時点（ｔ＝ｔ３）においては、ＤＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｄを用いて、ポート噴射弁２および筒内噴射弁３を制御する。

【0052】

燃料噴射制御部２２は、ステップＳ１８に処理を進め、ＤＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｄを取得し、正味リアルタイム補正値Ｋｒ（ステップＳ１２を経由した場合は、ＭＰＩモード用正味リアルタイム補正値Ｋｒ１）をＤＩモード用正味ＲＴＦ値Ｋｆｒｄにリセットする（ｔ＝ｔ３のＤ地点参照）。燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替えると、ＤＩモード用正味ＲＴＦ値ＫｆｒｄからＤＩモード用正味リアルタイム補正値Ｋｒ２の演算を開始する。ステップＳ１９では、燃料噴射制御部２２は、ＤＩモード用正味リアルタイム補正値Ｋｒ２を基準値として、パージ導入時のパージ濃度を推定する。

【0053】

燃料噴射制御部２２は、ステップＳ２０に処理を進め、ＭＰＩモードに切替えるか否か判断する。燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替える場合、ステップＳ９に処理を進める。一方、燃料噴射制御部２２は、ＭＰＩモードに切替えない場合、ステップＳ１３に処理を進める。

【0054】

このように構成された内燃機関１の制御装置２０では、燃料噴射制御部２２は、筒内噴射弁３の異常が判断されたのち、ＭＰＩモードに切替えた場合、リアルタイム補正値ＫｉをＭＰＩモード用ＲＴＦ値Ｋｆｉに切替え、ＭＰＩモード用リアルタイム補正値Ｋｉ１の演算を開始する。これによって、図３のｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３の間のＭＰＩモードにおけるリアルタイム補正値Ｋｉの実線グラフが示すように、本実施形態の空燃比Ｆ／Ｂ制御を用いないリアルタイム補正値Ｋｉ（破線グラフ参照）に比べ、ＭＰＩモードにおけるポート噴射弁の噴射量を適切に補正できる。この結果、ＬＡＦＳ値（実空燃比ＡＦｒに相当）の実線グラフに示すように、実空燃比ＡＦｒが本実施形態の空燃比Ｆ／Ｂ制御を用いないＬＡＦＳ値（破線グラフ参照）に比べ、実空燃比ＡＦｒの収束時間が短い。この結果、収束時間中の排ガスが良くなる。

【0055】

さらに、上記期間のＭＰＩ用学習値ＫＬｉの実線グラフに示すように、本実施形態の空燃比Ｆ／Ｂ制御を用いない場合（破線参照）に比べ、ＭＰＩ用学習値ＫＬｉの誤学習を抑制しやすい。この結果、故障判定部２３による誤判定を抑制しやすい。

【0056】

また、本実施形態による内燃機関１の制御装置２０によれば、ポート噴射弁２、または筒内噴射弁３のいずれか一方が異常となるまでは、複数の噴射モード毎にリアルタイム補正値Ｋｉを演算し、更新し記録する必要が無い。これによって、特許文献１の制御装置のように、複数の噴射モード毎にリアルタイム補正値Ｋｉ（学習反映係数）を常に更新し記録する場合に比べ、制御装置２０の演算が少なくなる。

【0057】

また、ポート噴射弁２、または筒内噴射弁３のいずれか一方が異常となるまでは、噴射モードが切り替えられてもリアルタイム補正値Ｋｉに基づいて燃料噴射量が補正されるため、ポート噴射弁２、筒内噴射弁３に異常がない場合は燃料噴射量の大きな変動を抑制することができる。

【0058】

以上説明した通り、本開示によれば、演算負荷を減らしながら排ガスの悪化を抑制できる内燃機関１の制御装置２０を提供することができる。

【0059】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0060】

（ａ）上記実施形態では、複数の燃料噴射部は、ポート噴射弁２と、筒内噴射弁３と、を例に用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。複数の燃料噴射部は、ポート噴射弁を一つの吸気ポートに対して異なる位置に２つ設けてもよいし、筒内噴射弁を一つの燃焼室に対して異なる位置に２つ設けてもよい。また、燃料噴射部は一つの気筒に対して少なくとも２つ以上の異なる位置から燃料を供給するものであればよい。

【0061】

（ｂ）上記実施形態では、ＤＩモードにおいて、ポート噴射弁２および筒内噴射弁３の両方を用いて燃料噴射を行う例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。ＤＩモードにおいて基準噴射比率を、ポート噴射弁２をゼロとし、筒内噴射弁３を１００としてもよい。このような場合、筒内噴射弁３からのみ燃料が噴射される。

【符号の説明】

【0062】

１：内燃機関
２：ポート噴射弁（燃料噴射部、第１燃料噴射部の一例）
３：筒内噴射弁（燃料噴射部、第２燃料噴射部の一例）
４：ポート，５：燃焼室
２０：制御装置，２１：実空燃比検出部，２２：燃料噴射制御部
ＡＦｔ：目標空燃比，ＡＦｒ：実空燃比
ＫＬ：学習値，ＫＬｄ：ＤＩ用学習値，ＫＬｉ：ＭＰＩ用学習値
Ｋｆ：モード別ＲＴＦ値（処理値の一例）
Ｋｆｄ：ＤＩモード用ＲＴＦ値（噴射モード別処理値の一例）
Ｋｆｉ：ＭＰＩモード用ＲＴＦ値（噴射モード別処理値の一例）
Ｋｉ：リアルタイム補正値
Ｋｉ１：ＭＰＩモード用リアルタイム補正値（噴射モード別補正値、第１噴射モード補正値の一例）
Ｋｉ２：ＤＩモード用リアルタイム補正値（噴射モード別補正値、第２噴射モード補正値の一例）

【図1】

【図2】

【図3】