JP7186029B2 - 内燃機関の制御装置及び診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置及び診断方法に関し、詳しくは、１気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関において、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の異常の有無を診断する技術に関する。

特許文献１には、エンジンの各気筒毎にそれぞれ２つの燃料噴射弁を配置したシステムにおいて、空燃比の異常が発生した気筒において２つの燃料噴射弁の指令噴射量の合計を一定に保ちつつ該２つの燃料噴射弁の指令噴射量の比率を徐々に変化させる噴射比率変化制御を実行して、空燃比フィードバック補正量の学習値を用いて異常な燃料噴射弁を特定する、異常診断装置が開示されている。

特開２００９－１８０１７１号公報

ところで、例えば、２つの燃料噴射弁のうちの第１燃料噴射弁において、噴射パルス幅（開弁時間）に対する燃料噴射量が設計値からずれる異常（本願では、「噴射特性の異常」と称する）が生じ、係る噴射特性の異常が、燃料噴射量が設計値よりも多くなる異常であると、空燃比が設定値（目標空燃比）よりもリッチになる異常が生じる。このとき、異常診断装置が、第１燃料噴射弁の噴射比率を徐々に増加させ第２燃料噴射弁の噴射比率を徐々に減少させる噴射比率変化制御を実行すると、空燃比はよりリッチになる。

一方、２つの燃料噴射弁のうちの第２燃料噴射弁において、異物の噛み込みなどによって弁体が開弁位置に固着し、燃料が噴きっぱなしになる異常（本願では、「開弁維持の異常」と称する）が生じた場合も、空燃比が設定値（目標空燃比）よりもリッチになる異常が生じる。このとき、異常診断装置が、第１燃料噴射弁の噴射比率を増大させ第２燃料噴射弁の噴射比率を減少させる噴射比率制御を実行すると、リッチシフトは増加することになる。
つまり、第１燃料噴射弁で噴射特性の異常が生じたときと、第２燃料噴射弁で開弁維持の異常が生じたときとで、噴射比率制御による空燃比変化の方向が同じになる。このため、噴射比率制御を実施したときの空燃比の変化方向に基づく診断では、正常な燃料噴射弁を誤って異常と診断してしまう可能性があった。

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の異常診断の精度を向上させることにある。

本発明によれば、その１つの態様において、内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とのうちのいずれか一方で燃料噴射を行わせる、第２噴射制御と、を実施して、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する構成であって、前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合は前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合は前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが第１閾値より小さい場合は前記第１燃料噴射弁が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第２燃料噴射弁が異常であると判定し、前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値より小さい場合は前記第２燃料噴射弁が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第１燃料噴射弁が異常であると判定する。

上記発明によると、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の異常診断の精度を向上させることができる。

内燃機関のシステム構成を示す図である。 内燃機関における燃料噴射弁の配置を示す図である。 燃料噴射弁の異常診断の第１形態を示すフローチャートである。 燃料噴射弁の異常診断の第１形態を示すフローチャートである。 第１燃料噴射弁に噴射特性の異常が発生したときの配分比率と噴射量との相関を示す図である。 第２燃料噴射弁に噴射特性の異常が発生したときの配分比率と噴射量との相関を示す図である。 第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生したときの配分比率と噴射量との相関を示す図である。 第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生したときの配分比率と噴射量との相関を示す図である。 第１燃料噴射弁に噴射特性の異常が発生していて第２燃料噴射弁のみで噴射させたときの噴射量を示す図である。 第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していて第２燃料噴射弁のみで噴射させたときの噴射量を示す図である。 第２燃料噴射弁に噴射特性の異常が発生していて第１燃料噴射弁のみで噴射させたときの噴射量を示す図である。 第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していて第１燃料噴射弁のみで噴射させたときの噴射量を示す図である。 燃料噴射弁の異常診断の第２形態を示すフローチャートである。 燃料噴射弁の異常診断の第２形態を示すフローチャートである。 燃料噴射弁の異常診断の第３形態を示すフローチャートである。 燃料噴射弁の異常診断の第３形態を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置及び診断方法を適用する、車両用の内燃機関１１の一態様を示すシステム構成図である。
図１において、内燃機関１１の吸気は、空気流量計１２、電制スロットル弁１３、コレクタ１４の順に通過し、その後、各気筒に備わる２つの吸気ポート１５ａ，１５ｂ、及び、２つの吸気バルブ１６ａ，１６ｂを介して燃焼室１７に流入する。

吸気ポート１５ａ，１５ｂのうちの第１吸気ポート１５ａは第１燃料噴射弁２１ａを備え、第２吸気ポート１５ｂは第２燃料噴射弁２１ｂを備える。燃料噴射弁２１ａ，２１ｂは、吸気ポート１５ａ，１５ｂの内部に燃料を噴射する。
つまり、内燃機関１１は、１気筒に第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂを配置した機関である。

電動式の燃料ポンプ６１は、燃料タンク６２内の燃料を所定圧に昇圧して２つの燃料噴射弁２１ａ，２１ｂに供給する。
そして、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂは、開弁時間（噴射パルス幅）に比例する量の燃料を噴射する。

燃圧センサ６３は、２つの燃料噴射弁２１ａ，２１ｂに供給される燃料の圧力である燃圧ＰＦを検出する。
また、内燃機関１１は、点火コイル２２、点火プラグ２３を有する点火装置２４を各気筒にそれぞれ備える。

そして、燃焼室１７内の混合気は、点火プラグ２３による火花点火により着火燃焼し、燃焼により燃焼室１７内に生じた排気ガスは、各気筒に備わる２つの排気バルブ２５ａ，２５ｂ、及び、２つの排気ポート２６ａ，２６ｂを介して排気系に流出する。
内燃機関１１の排気系は、排気ポート２６ａ，２６ｂの集合部の直下に配置した第１触媒装置３１（マニ触媒）と、第１触媒装置３１の下流の排気ダクト３２に配置した第２触媒装置３３（床下触媒）とを備える。
なお、第１触媒装置３１及び第２触媒装置３３は、三元触媒を内蔵する。

また、内燃機関１１は、空燃比検出器である空燃比センサ３４を、第１触媒装置３１の上流に備える。空燃比センサ３４は、第１触媒装置３１上流における排気空燃比ＲＡＢＦを検出する。
また、内燃機関１１は、排気管２６とコレクタ１４とを連通させる排気還流管４１と、排気還流管４１の開口面積、換言すれば、排気還流量を調整する排気還流制御弁４２とを有する排気還流装置４３を備える。

制御装置５１は、プロセッサやメモリを有するマイクロコンピュータを備え、各種センサからの検出信号を制御プログラムにしたがって演算処理して、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂによる燃料噴射、電制スロットル弁１３の開度、点火プラグ２３による点火、排気還流制御弁４２の開度、燃料ポンプ６１による燃料吐出量などを制御する、電子制御装置である。
制御装置５１は、燃圧センサ６３が出力する燃圧ＰＦに応じた信号、空燃比センサ３４が出力する排気空燃比ＲＡＢＦに応じた信号を受けるとともに、空気流量計１２が出力する内燃機関１１の吸入空気流量ＱＡに応じた信号、クランク角センサ５２が出力するクランクシャフト５３の回転角位置ＰＯＳに応じた信号、水温センサ５４が出力する内燃機関１１の冷却水温度ＴＷに応じた信号、アクセル開度センサ５５が出力するアクセルペダル５６の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣ）に応じた信号などを受ける。

制御装置５１は、クランクシャフト５３の回転角位置ＰＯＳに基づき機関回転速度ＮＥを算出し、吸入空気流量ＱＡ及び機関回転速度ＮＥに基づき機関負荷を求める。
そして、制御装置５１は、機関負荷、機関回転速度ＮＥ、冷却水温度ＴＷなどの機関運転条件に応じて目標点火時期及び目標排気還流量を算出する。
更に、制御装置５１は、目標点火時期に応じて点火コイル２２に点火信号を出力し、目標排気還流量に応じて排気還流制御弁４２に開度制御信号を出力する。

また、制御装置５１は、アクセル開度ＡＣＣなどから電制スロットル弁１３の目標開度を算出し、この目標開度に応じて電制スロットル弁１３のスロットルモータを駆動制御する。
また、制御装置５１は、燃圧センサ６３が検出する燃料圧力ＦＰが目標燃圧に近づくように、燃料ポンプ６１のモータの印加電圧を制御し、燃料ポンプ６１の燃料吐出量を調整する。

更に、制御装置５１は、１燃焼サイクルで燃料噴射弁２１ａ，２１ｂから噴射させる燃料総量に相当する燃料噴射パルス幅ＴＩ（ms）を演算するとともに、燃料噴射パルス幅ＴＩを配分比率に応じて各燃料噴射弁２１ａ，２１ｂに振り分け、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂそれぞれから燃料を噴射させて、内燃機関１１の空燃比を制御する。
制御装置５１は、吸入空気流量ＱＡ及び機関回転速度ＮＥに基づき、目標空燃比（設定値）の空燃比を形成するための基本燃料噴射パルス幅ＴＰを演算するとともに、空燃比センサ３４が検出する空燃比が目標空燃比に近づくように、基本燃料噴射パルス幅ＴＰを補正するための空燃比フィードバック補正値LAMBDAを設定する。

そして、制御装置５１は、基本燃料噴射パルス幅ＴＰ、空燃比フィードバック補正値LAMBDAなどに基づいて燃料噴射パルス幅ＴＩを求める。
なお、空燃比センサ３４による空燃比の検出値に基づく燃料噴射パルス幅ＴＩの補正制御を実施せずに燃料噴射させたときの実空燃比、つまり、空燃比を目標空燃比に一致させるための補正を施さない状態で得られる実空燃比がベース空燃比であり、空燃比センサ３４による空燃比の検出値に基づく燃料噴射パルス幅ＴＩの補正分が、ベース空燃比の目標空燃比からのずれである空燃比エラーを示す。
例えば、噴射パルス幅に対する噴射量が所期値よりも増えて実空燃比が目標空燃比よりもリッチになると、空燃比補正制御によって噴射パルス幅を短く補正して実空燃比を目標空燃比に戻すが、このときに噴射パルス幅を短くする補正を施さない場合の目標空燃比よりもリッチである実空燃比がベース空燃比である。
そして、実空燃比と目標空燃比とのずれが空燃比補正で修正されて実空燃比が目標空燃比に一致するようになったときの空燃比補正分が、ベース空燃比（空燃比補正無しでの実空燃比）と目標空燃比との間のずれ量（空燃比エラー）を示すことになる。

前述のように、制御装置５１は、燃料噴射パルス幅ＴＩ（総燃料噴射量）を第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとに配分する制御を実施する。
配分比率の基本値は５：５であり、係る配分比率であるときに、制御装置５１は、燃料噴射パルス幅ＴＩの半分（50％）に相当する燃料量を第１燃料噴射弁２１ａで噴射させ、同じく燃料噴射パルス幅ＴＩの半分（50％）に相当する燃料量が第２燃料噴射弁２１ｂで噴射させる。
なお、制御装置５１は、配分比率を任意に変更することが可能で、５：５の配分比率から０：１０或いは１０：０にまで段階的に配分比率を変化させることができる。

図２は、吸気ポート１５ａ，１５ｂにおける燃料噴射弁２１ａ，２１ｂの配置を示す図である。
内燃機関１１は、１気筒に２つ吸気バルブ１６ａ，１６ｂ及び２つの排気バルブ２５ａ，２５ｂを備えた４バルブの４ストロークエンジンである。

第１吸気バルブ１６ａは第１吸気ポート１５ａを開閉し、第２吸気バルブ１６ｂは第２吸気ポート１５ｂを開閉する。
そして、第１燃料噴射弁２１ａは、第１吸気バルブ１６ａ上流の第１吸気ポート１５ａに配置され、第１吸気バルブ１６ａの傘部に向けて燃料を噴射する。
また、第２燃料噴射弁２１ｂは、第２吸気バルブ１６ｂ上流の第２吸気ポート１５ｂに配置され、第２吸気バルブ１６ｂの傘部に向けて燃料を噴射する。

但し、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂは、図２とは異なる配置で設けることができる。
例えば、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂを、同一吸気ポートの上下流に配置することができる。
更に、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂは、１方向に燃料を噴射する１方向噴射弁にされず、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂの少なくとも一方を２方向に燃料を噴射する２方向噴射弁とすることができる。

制御装置５１は、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂによる燃料噴射を制御する機能を有するとともに、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂの異常の有無を診断する診断機能、つまり、診断部としての機能をソフトウェアとして備える。
「第１実施形態」
図３及び図４に示すフローチャートは、制御装置５１による燃料噴射弁２１ａ，２１ｂの診断処理の手順を示す。

制御装置５１は、まず、ステップＳ１０１で、ベース空燃比が目標空燃比から所定以上にリッチになるリッチシフト異常、換言すれば、内燃機関１１の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生しているか否かを、空燃比フィードバック制御による空燃比補正値に基づき判断する。
つまり、空燃比フィードバック制御による空燃比補正値がリッチシフト異常を判定するための閾値を超えていて、空燃比補正値が閾値であるときよりも噴射パルス幅をより大きく減少補正しているときに、制御装置５１は、リッチシフト異常の発生を判定する。

そして、リッチシフト異常が発生している場合、制御装置５１は、ステップＳ１０２に進み、リッチシフト異常が燃料噴射弁２１ａ，２１ｂのうちのいずれの異常によるものであるかを診断する処理の実施を許可する条件が成立しているか否かを判断する。
制御装置５１は、ステップＳ１０２で、例えば、内燃機関１１のアイドル運転状態、又は、燃料噴射弁２１ａ，２１ｂのうちのいずれの一方のみによる燃料噴射で目標空燃比の混合気を生成できる低負荷領域での定常運転状態であるときに、診断許可条件が成立していると判断する。
更に、制御装置５１は、空燃比フィードバック制御の開始時であることを診断許可条件とすることができる。

診断許可条件が成立している場合、制御装置５１は、ステップＳ１０３に進み、総燃料噴射量（燃料噴射パルス幅ＴＩ）を第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとに配分する比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施し、このときの空燃比エラーの変化を求める。
つまり、第１噴射制御とは、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとに配分する燃料噴射量の比率を変化させる噴射制御であり、制御装置５１は、係る第１噴射制御を実施したときの空燃比の変化を求める。

なお、制御装置５１は、空燃比エラーの変化を、空燃比フィードバック制御による空燃比補正値の変化に基づき判断する。
また、制御装置５１は、内燃機関１１が空燃比を気筒毎に検出する空燃比検出器を備え、リッチシフト異常の有無を気筒毎に検出できる場合は、リッチシフト異常が生じている気筒のみで配分比率を変化させて空燃比エラーの変化を求める。
また、制御装置５１は、気筒別の空燃比検出が不能で全気筒の平均空燃比が検出される場合、配分比率を変化させて空燃比エラーの変化を求める処理を、対象とする気筒を順次切り替えて気筒毎に実施する。

制御装置５１は、ステップＳ１０３の第１噴射制御において、所定の配分比率、例えば５：５から第１燃料噴射弁２１ａの比率を段階的に上げ、相対的に第２燃料噴射弁２１ｂの比率を段階的に下げる処理を実施する。
なお、制御装置５１は、所定の配分比率の状態から、第２燃料噴射弁２１ｂの比率を段階的に上げ、相対的に第１燃料噴射弁２１ａの比率を段階的に下げる処理を実施することができる。
但し、係る配分比率の処理は、第１燃料噴射弁２１ａの比率を段階的に上げ、相対的に第２燃料噴射弁２１ｂの比率を段階的に下げる処理と実質的に同じである。

図５に示す配分比率変化の一態様では、制御装置５１は、配分比率を５：５、６：４、７：３、８：２の順に段階的に変更する。
以下では、配分比率を変更したときの空燃比エラーの変化と、燃料噴射弁の異常との相関を、図５－図８を参照して説明する。
なお、図５－図８は、総燃料噴射量（燃料噴射パルス幅ＴＩ）を１００としたときに、各配分比率で燃料噴射弁２１ａ，２１ｂが噴射する燃料量を示す。

例えば、噴射パルス幅（開弁時間）に対する燃料噴射量が設計値よりも１０％だけ増える噴射特性の異常が第１燃料噴射弁２１ａで発生し、その結果リッチシフト異常が発生したと仮定する。
この場合、図５に示すように、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が増えるほど第１燃料噴射弁２１ａが余分に噴射する燃料量が増えることになる。このため、配分比率が５：５、６：４、７：３、８：２の順に段階的に変化すると、総燃料噴射量が段階的に増えて空燃比はよりリッチになり、空燃比エラーが拡大する。

一方、噴射パルス幅に対する燃料噴射量が設計値よりも１０％だけ増える噴射特性の異常が第２燃料噴射弁２１ｂで発生し、その結果リッチシフト異常が発生した場合、図６に示すように、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率が減るほど第２燃料噴射弁２１ｂが余分に噴射する燃料量が減る。
このため、配分比率が５：５、６：４、７：３、８：２の順に段階的に変化すると、総燃料噴射量が段階的に減って空燃比はリーン方向に変化して目標空燃比に近づき、空燃比エラーは縮小する。

したがって、リッチシフト異常の発生原因が、第１燃料噴射弁２１ａ又は第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常であれば、制御装置５１は、配分比率を段階的に変更したときの空燃比（空燃比エラー）の変化方向に基づき、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれに噴射特性の異常が生じたかを特定できる。
しかし、リッチシフト異常の発生原因が、第１燃料噴射弁２１ａ又は第２燃料噴射弁２１ｂにおいて、異物の噛み込みなどによって弁体が開弁位置に固着し、燃料が噴きっぱなしになる異常である開弁維持の異常であった場合、制御装置５１は、上記の第１噴射制御を実施したときの空燃比の変化方向に基づく診断処理では、正常な燃料噴射弁を異常であると誤診断する可能性がある。

図７は、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が生じ、第１燃料噴射弁２１ａが正常であるときに、配分比率が段階的に変化したときのリッチシフトの変化を示す。
なお、図７では、開弁維持の異常が生じた燃料噴射弁が１燃焼サイクルで噴射する燃料量を、総燃料噴射量の指令値の８０％と仮定している。

この場合、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率（噴射パルス幅）が変化しても第２燃料噴射弁２１ｂは一定量の燃料を噴射する。
このため、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が段階的に上がって第１燃料噴射弁２１ａが噴射する燃料量が増えると、第１燃料噴射弁２１ａによる燃料噴射量と第２燃料噴射弁２１ｂによる燃料噴射量との総量は段階的に増えることになり、リッチシフトは増加することになる。

つまり、第１燃料噴射弁２１ａに噴射特性の異常が生じたとき（図５参照）と、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が生じたとき（図７参照）とでは、配分比率が変わったときのリッチシフトの変化方向が増加方向で一致するため、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常と、第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常とを区別することができない。
換言すれば、制御装置５１が、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率を段階的に上げ、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率を相対的に下げたときに、ベース空燃比がよりリッチになってリッチシフトが増加したことに基づき第１燃料噴射弁２１ａの異常（噴射特性の異常）を判定すると、実際には第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常である可能性がある。

また、図８は、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が生じ、第２燃料噴射弁２１ｂが正常であるときに、配分比率が段階的に変化したときのリッチシフトの変化を示す。
この場合、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が変化しても、第１燃料噴射弁２１ａは一定量の燃料を噴射する。このため、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率が段階的に減って第２燃料噴射弁２１ｂが噴射する燃料量が減ると、第１燃料噴射弁２１ａによる噴射量と第２燃料噴射弁２１ｂによる噴射量との総量は段階的に減り、リッチシフトは減少することになる。

つまり、第２燃料噴射弁２１ｂに噴射特性の異常が生じたとき（図６参照）と、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が生じたときとでは、リッチシフトの変化方向が減少方向で一致するため、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常と、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常とを区別することができない。
そこで、制御装置５１は、ステップＳ１０４以降で、噴射特性の異常と開弁維持の異常とを区別するための処理として第２噴射制御を実施する。

まず、制御装置５１は、ステップＳ１０４で、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率を段階的に増やし第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率を相対的に減らしたときにリッチシフト（空燃比エラー）が増加したか否かを判断する。
配分比率を段階的に変化させたときにリッチシフトが増加する原因は、前述のように、第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常と、第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常との双方があり、これらを区別する必要がある。

このとき、制御装置５１は、ステップＳ１０５に進み、開弁維持の異常が発生している可能性がある第２燃料噴射弁２１ｂで指令総噴射量の全てを噴射させ、第１燃料噴射弁２１ａによる燃料噴射を停止させる処理、つまり、配分比率を０：１０とする処理を実施する。
制御装置５１は、通常時において、第１燃料噴射弁２１ａによる噴射量と第２燃料噴射弁２１ｂによる噴射量との配分比率を５：５とし、高負荷領域でも吸入空気量に見合う燃料量のうちの半分を各燃料噴射弁２１ａ，２１ｂそれぞれで噴射させるので、１本の燃料噴射弁で最大に噴射できる燃料量は、所定以上の高負荷域での吸入空気量に見合う燃料量よりも少なく設定されている。

このため、制御装置５１は、ステップＳ１０５で配分比率を０：１０とする処理を実施する場合、１本の燃料噴射弁で噴射できる量の燃料で目標空燃比の混合気を生成できる負荷条件とする必要がある。
そこで、制御装置５１は、ステップＳ１０２で、１本の燃料噴射弁による燃料噴射で目標空燃比の混合気を生成できる低負荷領域であることを診断許可条件とするか、ステップＳ１０５で配分比率を０：１０とする処理を実施する場合は、１本の燃料噴射弁による燃料噴射で目標空燃比の混合気を生成できる最大空気量以下に吸入空気量を制限する処理を実施する。
なお、制御装置５１は、吸入空気量の増加を通常よりも抑制して燃料噴射弁２１ａ，２１ｂのいずれか一方で燃料噴射を行わせる処理を、後述するステップＳ１１１においても同様に実施する。

リッチシフト異常の原因が第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常であるときに、第２燃料噴射弁２１ｂのみで噴射させると、正常な燃料噴射弁で燃料噴射を行わせることになるため、図９に示すように、第２燃料噴射弁２１ｂは指令噴射量の燃料を噴射する。
このため、第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常によるベース空燃比のリッチ化が略解消し、空燃比フィードバック制御による空燃比補正値は、噴射パルス幅を変更しない値である初期値に近づくことになる。

一方、リッチシフト異常の原因が第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常であるときに、第２燃料噴射弁２１ｂのみで噴射させると、図１０に示すように、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射パルス幅を空燃比フィードバック制御で補正しても燃料噴射量が変化せず、空燃比を目標空燃比に近づけることができないため、空燃比フィードバック制御による空燃比補正量が蓄積して、空燃比補正値は初期値から遠ざかることになる。
そこで、制御装置５１は、ステップＳ１０６で、第２燃料噴射弁２１ｂのみで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値が初期値近傍で、空燃比エラーが所定値よりも小さくベース空燃比が目標空燃比付近になっていると判断すると、ステップＳ１０７に進んで、第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常を判定し、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定する。

一方、制御装置５１は、ステップＳ１０６で、第２燃料噴射弁２１ｂのみで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値が初期値から所定以上に離れていて、空燃比エラーが所定値よりも大きい、つまり、ベース空燃比が目標空燃比から所定以上にずれていると判断すると、ステップＳ１０９に進んで、第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常（噴きっぱなし異常）を判定し、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定する。
このように、制御装置５１は、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施したときにリッチシフトが増加した場合、前述のように、第１燃料噴射弁２１ａによる燃料噴射を停止させ第２燃料噴射弁２１ｂのみで燃料を噴射させる第２噴射制御を実施する。

そして、制御装置５１は、第２燃料噴射弁２１ｂのみで燃料噴射を行わせたときの空燃比エラーの大きさに基づいて、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれの異常であるかを判別し、更に、異常が噴射特性の異常であるか開弁維持の異常であるかを区別する。
したがって、制御装置５１は、第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常が発生したときに、誤って第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常を判定することを抑止できる。

制御装置５１は、ステップＳ１０７又はステップＳ１０９で、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのうちの異常燃料噴射弁を特定すると、係る判定結果に基づき（異常時処理であるフェイルセーフ処理を実施する。
つまり、制御装置５１は、診断部による診断結果を受けて異常時処理を実施する異常時処理部としての機能をソフトウェアとして備える。

制御装置５１は、ステップＳ１０７で、第１燃料噴射弁２１ａは噴射特性の異常を発生していて、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定した場合、ステップＳ１０８に進み、噴射特性の異常が生じている第１燃料噴射弁２１ａの噴射を停止させ、正常である第２燃料噴射弁２１ｂで燃料噴射を行わせて内燃機関１１を運転させる。
これにより、ベース空燃比のずれを十分に小さくして内燃機関１１の運転を継続させることができる。

一方、制御装置５１は、ステップＳ１０９で、第１燃料噴射弁２１ａは正常であって、第２燃料噴射弁２１ｂは開弁維持の異常が発生していると判定した場合、ステップＳ１１０に進み、正常である第１燃料噴射弁２１ａの噴射を停止させ、開弁維持の異常が生じている第２燃料噴射弁２１ｂが噴射する燃料で内燃機関１１を運転させる。
この場合、第２燃料噴射弁２１ｂは、制御装置５１によって噴射を停止させることや噴射量を調整することが不能であって燃料を継続して噴射するが、制御装置５１は、正常である第１燃料噴射弁２１ａの噴射を停止させることが可能である。

そこで、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの噴射を停止させることで、実現可能な範囲で燃料噴射量を可及的に減らし、低負荷域で内燃機関１１の運転を継続させるときのリッチシフトを抑制する。
なお、制御装置５１が、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０で、第１燃料噴射弁２１ａの噴射を停止させ第２燃料噴射弁２１ｂのみで燃料噴射を行わせて内燃機関１１を運転させるフェイルセーフ処理を実施する場合、第２燃料噴射弁２１ｂのみで噴射できる燃料量で目標空燃比の混合気を生成できる低負荷側の領域に限定した運転を行わせる必要がある。

そこで、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂが正常であるときに比べて、電制スロットル弁１３の開度制御における上限開度をより小さく変更する。
また、制御装置５１は、ステップＳ１０８、ステップＳ１１０でのフェイルセーフ処理として、第１燃料噴射弁２１ａの異常（噴射特性の異常）又は第２燃料噴射弁２１ｂの異常（開弁維持の異常）を判定したことを診断履歴として不揮発性メモリに保存し、また、燃料系異常若しくは内燃機関１１の異常の発生を、車両の運転者にランプなどの警告装置を用いて警告することができる。

一方、制御装置５１は、ステップＳ１０３で第１燃料噴射弁２１ａの配分比率を段階的に上げ相対的に第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率を段階的に下げる処理を実施した結果、リッチシフトが減少した場合、ステップＳ１０４からステップＳ１１１に進む。
配分比率が段階的に変化するときにリッチシフトが減少するが小さくなる原因は、前述のように、第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常と、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常との双方があり、これらを区別する必要がある。

このとき、制御装置５１は、ステップＳ１１１に進み、開弁維持の異常が発生している可能性がある第１燃料噴射弁２１ａで指令総噴射量の全てを噴射させ、第２燃料噴射弁２１ｂによる燃料噴射を停止させる処理、つまり、配分比率を１０：０とする処理を実施する。
ここで、リッチシフト異常の原因が第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常であるときに、制御装置５１が第１燃料噴射弁２１ａのみで噴射させると、正常な燃料噴射弁で燃料噴射を行わせることになるため、図１１に示すように、第１燃料噴射弁２１ａは指令噴射量の燃料を噴射する。
これによって、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常によるベース空燃比のリッチ化は略解消し、空燃比フィードバック制御による空燃比補正値は、噴射パルス幅を変更しない値である初期値に近づくことになる。

一方、リッチシフト異常の原因が第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常であるときに、制御装置５１が、第１燃料噴射弁２１ａのみで噴射させ、第１燃料噴射弁２１ａの噴射パルス幅を空燃比フィードバック制御で補正しても、図１２に示すように、第１燃料噴射弁２１ａの燃料噴射量は変化しない。
このため、制御装置５１は、空燃比を目標空燃比に近づけることができず、空燃比フィードバック制御による空燃比補正量が蓄積して空燃比補正値は初期値から遠ざかることになる。

そこで、制御装置５１は、ステップＳ１１２で、第１燃料噴射弁２１ａのみで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値が初期値近傍で、空燃比エラーが所定値よりも小さいと判断すると、ステップＳ１１３に進んで、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常を判定し、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定する。
一方、制御装置５１は、ステップＳ１１１で、第１燃料噴射弁２１ａのみで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値に基づき空燃比エラーが所定値よりも大きいと判断すると、ステップＳ１１５に進んで、第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常を判定し、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定する。

このように、制御装置５１は、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施したときにリッチシフトが減少した場合、前述のように、第２燃料噴射弁２１ｂによる燃料噴射を停止させ第１燃料噴射弁２１ａのみで燃料を噴射させる第２噴射制御を実施する。
そして、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａのみで燃料噴射を行わせたときの空燃比エラーの大きさに基づいて、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれの異常であるかを判別し、更に、異常が噴射特性の異常であるか開弁維持の異常であるかを区別する。
したがって、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常が発生したときに、誤って第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常を判定することを抑止できる。

制御装置５１は、ステップＳ１１３又はステップＳ１１５で、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのうちの異常燃料噴射弁を特定すると、係る判定結果に基づき異常時処理であるフェイルセーフ処理を実施する。
制御装置５１は、ステップＳ１１３で、第２燃料噴射弁２１ｂは噴射特性の異常が発生していて、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定した場合、ステップＳ１１４に進み、噴射特性の異常が生じている第２燃料噴射弁２１ｂの噴射を停止させ、正常である第１燃料噴射弁２１ａで燃料噴射を行わせて内燃機関１１を運転させる。
これにより、ベース空燃比のずれを十分に小さくして内燃機関１１の運転を継続させることができる。

一方、制御装置５１は、ステップＳ１１５で、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であって、第１燃料噴射弁２１ａは開弁維持の異常を発生していると判定した場合、ステップＳ１１６に進み、正常である第２燃料噴射弁２１ｂの噴射を停止させ、開弁維持の異常が生じている第１燃料噴射弁２１ａが噴射する燃料で内燃機関１１を運転させる。
この場合、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの噴射を停止させることや第１燃料噴射弁２１ａの噴射量を調整することができず、第１燃料噴射弁２１ａは燃料を継続して噴射する。

しかし、制御装置５１は、正常である第２燃料噴射弁２１ｂの噴射を停止させることができ、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射を停止させることで、実現可能な範囲で噴射量を可及的に減して、低負荷域で内燃機関１１の運転を継続させるときのリッチシフトを抑制する。
なお、制御装置５１は、ステップＳ１１０又はステップＳ１１６で、正常な燃料噴射弁による燃料噴射を停止させ、開弁維持の異常が生じている燃料噴射弁が噴射する燃料で機関を運転させるときに、空燃比フィードバック制御及び空燃比フィードバック制御による空燃比補正値の学習を停止させることができる。

これは、開弁維持の異常が生じている燃料噴射弁が噴射する燃料によってリッチシフトが生じ、係るリッチシフトを抑制しようとして他の気筒の燃料噴射量を減量補正すると、全ての気筒の空燃比が目標空燃比からずれるためである。
また、開弁維持の異常がいずれかの燃料噴射弁で生じている場合、制御装置５１は、燃料噴射弁への燃料供給圧を低下させることで、開弁維持の異常が生じている燃料噴射弁が噴射する燃料量を減らしてリッチシフトを抑制することができる。

「第２実施形態」
図１３及び図１４に示すフローチャートは、制御装置５１による診断処理の第２の態様を示す。
図３及び図４に示したフローチャートにしたがった診断処理では、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施した後に、開弁維持の異常が生じている可能性がある燃料噴射弁のみで噴射させる第２噴射制御を実施した。

これに対し、図１３及び図１４に示すフローチャートにしたがった診断処理では、第２噴射制御として、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの双方で燃料噴射を行わせるとともに双方の燃料噴射量を減らしてリッチシフトを小さくする制御を実施し、第２噴射制御を実施したときの空燃比エラーの大きさから噴射特性の異常と開弁維持の異常とを区別して診断する。

図１３及び図１４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２０１－ステップＳ２０４の各処理は、図３のステップＳ１０１－ステップＳ１０４の各処理と同様な処理を実施するので、詳細な説明は省略する。
制御装置５１は、ステップＳ２０４で、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施したときにリッチシフトが増加したと判断すると、ステップＳ２０５に進む。

制御装置５１は、ステップＳ２０５で、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの燃料噴射量の配分比率を所定値に固定した状態で空燃比フィードバック制御を行う第２噴射制御を実施し、空燃比フィードバック制御によって第１燃料噴射弁２１ａの燃料噴射量と第２燃料噴射弁２１ｂの燃料噴射量を減らして、空燃比を目標空燃比に近づけるようにする。
このとき、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が発生していると、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が高く第１燃料噴射弁２１ａが噴射する燃料量が多いほど、ベース空燃比はより大きくリッチシフトすることになる。

したがって、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が高い方が、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が生じているか否かをベース空燃比（空燃比エラー）に基づき判断することが容易になる。
そこで、制御装置５１は、ステップＳ２０５において、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率を通常の５０％よりも高い比率に設定し、例えば、第１噴射制御で設定した配分比率である８：２に維持することができる。但し、制御装置５１は、ステップＳ２０５において、配分比率を５：５に維持することができる。

そして、制御装置５１は、ステップＳ２０６で、第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値に基づいて空燃比エラーが所定値よりも小さいと判断すると、ステップＳ２０７に進んで、第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常を判定し、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定する。
一方、制御装置５１は、ステップＳ２０６で、第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値に基づき空燃比エラーが所定値よりも大きいと判断すると、ステップＳ２０９に進んで、第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常を判定し、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定する。

また、制御装置５１は、ステップＳ２０４で、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施したときにリッチシフトが減少したと判断すると、ステップＳ２１１に進む。このとき、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が発生している可能性と、第２燃料噴射弁２１ｂに噴射特性の異常が発生している可能性とがある。
制御装置５１は、ステップＳ２１１で、ステップＳ２０６と同様に、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの燃料噴射の配分比率を所定値に固定した状態で空燃比フィードバック制御を行わせる第２噴射制御を実施する。

この場合、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が発生していると、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率が高く第２燃料噴射弁２１ｂが噴射する燃料量が多いほど、ベース空燃比はよりリッチシフトすることになり、制御装置５１は、空燃比エラーに基づく異常態様の判別が容易になる。
そこで、制御装置５１は、ステップＳ２１１において、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率を通常の５０％よりも高い比率、例えば、２：８に設定することができる。但し、制御装置５１は、ステップＳ２１１において、配分比率を５：５に維持することができる。

そして、制御装置５１は、ステップＳ２１２で、第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値に基づいて空燃比エラーが所定値よりも小さいと判断すると、ステップＳ２１３に進んで、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常を判定し、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定する。
一方、制御装置５１は、ステップＳ２１２で、第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂで噴射させたときの空燃比フィードバック制御による空燃比補正値に基づいて空燃比エラーが所定値よりも大きいと判断すると、ステップＳ２１５に進んで、第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常を判定し、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定する。

なお、制御装置５１は、ステップＳ２０８、ステップＳ２１０、ステップＳ２１４、ステップＳ２１６で、フェイルセーフ処理（異常時処理）を実施するが、係るフェイルセーフ処理の内容は、先に説明したステップＳ１０８、ステップＳ１１０、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６と同様であるので、詳細な説明は省略する。
制御装置５１は、図１３及び図１４に示すフローチャートしたがった診断処理を実施した場合も、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれの異常であるかを判別するとともに、異常が噴射特性の異常であるか開弁維持の異常であるかを区別することができるため、異常態様に応じた適切なフェイルセーフ処理を実施できる。
前述した第１実施形態乃至第２実施形態は、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力又は燃料供給量（燃料ポンプ吐出量）を機関運転状態に応じて可変制御する可変燃圧制御システムに適用できる他、調圧弁などを使用して燃料圧力乃至燃料供給量（燃料ポンプ吐出量）を固定化したシステムにも適用することができる。

「第３実施形態」
図１５及び図１６に示すフローチャートは、制御装置５１による診断処理の第３の態様を示す。
図１５及び図１６に示すフローチャートにしたがった診断処理では、第２噴射制御として、所定の配分比率に固定して第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂで燃料噴射を行わせ、かつ、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとに供給する燃料の圧力を低下させる制御を実施する。

図１５及び図１６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０１－ステップＳ３０４の各処理は、図３のステップＳ１０１－ステップＳ１０４の各処理と同様な処理を実施するので、詳細な説明は省略する。
制御装置５１は、ステップＳ３０４で、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施したときにリッチシフトが増加したと判断すると、ステップＳ３０５に進む。このとき、第１燃料噴射弁２１ａに噴射特性の異常が発生している可能性と、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が発生している可能性とがある。

制御装置５１は、ステップＳ３０５で、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの燃料噴射の配分比率を所定値に固定した状態で、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとに供給する燃料の圧力を低下させ、燃料圧力の低下による単位時間当たりの噴射量の減少に応じて第１燃料噴射弁２１ａの噴射パルス幅及び第２燃料噴射弁２１ｂの噴射パルス幅を増大補正する第２噴射制御を実施する。
ここで、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が発生している場合、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が高く第１燃料噴射弁２１ａが噴射する燃料量が多いほど、ベース空燃比はより大きくリッチシフトすることになる。

したがって、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率が高い方が、第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が生じているか否かをベース空燃比（空燃比エラー）に基づき容易に判別できる。
そこで、制御装置５１は、ステップＳ３０５において、第１燃料噴射弁２１ａの配分比率を通常の５０％よりも高い比率に設定し、例えば、第１噴射制御で設定した配分比率である８：２に維持することができる。但し、制御装置５１は、ステップＳ３０５において、配分比率を５：５に維持することができる。

そして、制御装置５１は、ステップＳ３０６で、第２噴射制御を実施したときの空燃比フィードバック制御による補正値（空燃比エラー）が、第２噴射制御の実施によって縮小したか変化しなかったかを判断する。
第２燃料噴射弁２１ｂに開弁維持の異常が生じている場合、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射量は、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射パルス幅を変化させても変わらないが、燃圧を低下させると減少する。

一方、第１燃料噴射弁２１ａが正常であれば、第１燃料噴射弁２１ａは、燃圧変動があっても略一定の燃料を噴射するため、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの総噴射量は燃圧を低下させることで低下し、空燃比エラーは縮小することになる。
これに対し、第１燃料噴射弁２１ａに噴射特性の異常が生じている場合、制御装置５１が燃圧の低下に応じて噴射パルス幅の補正が実施することで、第１燃料噴射弁２１ａは、燃圧変動があっても噴射特性による誤差分を含んだまま略一定の燃料を噴射することになる。

一方、第２燃料噴射弁２１ｂは、正常であれば燃圧変動があっても略一定の燃料を噴射するから、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの総噴射量は略変化せず、空燃比エラーは略変化しないことになる。
したがって、第２噴射制御を実施したときの空燃比フィードバック制御による補正値、換言すれば、空燃比エラーが第２噴射制御の実施によって略変化しなかった場合、制御装置５１は、ステップＳ３０７に進んで、第１燃料噴射弁２１ａの噴射特性の異常を判定し、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定する。

一方、制御装置５１は、ステップＳ３０６で、空燃比フィードバック制御による補正値が第２噴射制御の実施によって縮小したと判断すると、ステップＳ３０９に進んで、第２燃料噴射弁２１ｂの開弁維持の異常を判定し、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定する。
また、制御装置５１は、ステップＳ２０４で、配分比率を段階的に変化させる第１噴射制御を実施したときにリッチシフトが減少したと判断すると、ステップＳ３１１に進む。

このとき、第２燃料噴射弁２１ｂに噴射特性の異常が発生している可能性と、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が発生している可能性とがある。
制御装置５１は、ステップＳ３１１で、ステップＳ３０５と同様に、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの燃料噴射の配分比率を所定値に固定した状態で、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとに供給する燃料の圧力を低下させ、燃料圧力の変化による単位時間当たりの噴射量の変化に応じて第１燃料噴射弁２１ａの噴射パルス幅及び第２燃料噴射弁２１ｂの噴射パルス幅を補正する第２噴射制御を実施する。

ここで、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が発生している場合は、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率が高く第２燃料噴射弁２１ｂが噴射する燃料量が多いほど、ベース空燃比はより大きくリッチシフトすることになる。
したがって、制御装置５１は、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率が高い方が、第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が生じているか否かをベース空燃比（空燃比エラー）に基づき容易に判別できる。

そこで、制御装置５１は、ステップＳ３１１において、第２燃料噴射弁２１ｂの配分比率を通常の５０％よりも高い比率とし、例えば、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの配分比率を２：８に設定することができる。但し、制御装置５１は、ステップＳ３１１において、配分比率を５：５に維持することができる。
そして、制御装置５１は、ステップＳ３１２で、第２噴射制御を実施したときの空燃比フィードバック制御による補正値（空燃比エラー）が、第２噴射制御の実施によって縮小したか変化しなかったかを判断する。

第１燃料噴射弁２１ａに開弁維持の異常が生じている場合、第１燃料噴射弁２１ａの噴射量は、第１燃料噴射弁２１ａの噴射パルス幅を変化させても変わらないが、燃圧を低下させると減少することになる。
一方、第２燃料噴射弁２１ｂが正常であれば、第２燃料噴射弁２１ｂは燃圧変動があっても略一定の燃料を噴射するから、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの総噴射量は燃圧を低下させることで低下し、空燃比エラーは縮小する。

これに対し、第２燃料噴射弁２１ｂに噴射特性の異常が生じている場合、制御装置５１が燃圧の低下に応じて噴射パルス幅の補正を実施することで、第２燃料噴射弁２１ｂは、燃圧変動があっても噴射特性による誤差分を含んだまま略一定の燃料を噴射することになる。
一方、第１燃料噴射弁２１ａは、正常であれば燃圧変動があっても略一定の燃料を噴射するから、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとの総噴射量は略変化せず、空燃比エラーは略変化しないことになる。

したがって、第２噴射制御を実施したときの空燃比フィードバック制御による補正値（空燃比エラー）が第２噴射制御の実施によって略変化しなかった場合、制御装置５１は、ステップＳ３１３に進んで、第２燃料噴射弁２１ｂの噴射特性の異常を判定し、第１燃料噴射弁２１ａは正常であると判定する。
一方、制御装置５１は、ステップＳ３１２で、空燃比フィードバック制御による補正値（空燃比エラー）が第２噴射制御の実施によって縮小したと判断すると、ステップＳ３１５に進んで、第１燃料噴射弁２１ａの開弁維持の異常を判定し、第２燃料噴射弁２１ｂは正常であると判定する。

なお、制御装置５１は、ステップＳ３０８、ステップＳ３１０、ステップＳ３１４、ステップＳ３１６で、フェイルセーフ処理（異常時処理）を実施するが、係るフェイルセーフ処理の内容は、先に説明したステップＳ１０８、ステップＳ１１０、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６と同様であるので、詳細な説明は省略する。
制御装置５１は、図１５及び図１６に示すフローチャートにしたがって診断処理を実施した場合も、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれの異常であるかを判別するとともに、異常が噴射特性の異常であるか開弁維持の異常であるかを区別することができ、異常態様に応じた適切なフェイルセーフ処理を実施できる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれか一方に開弁維持の異常が発生したとき、制御装置５１は、開弁維持の異常が発生した異常燃料噴射弁の開閉駆動を繰り返したり、燃圧を上昇させたりして、異物の除去を図ることができる。
また、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれか一方に開弁維持の異常が発生したとき、制御装置５１は、開弁維持の異常が発生した異常燃料噴射弁への燃料供給を断ち、残る正常な燃料噴射弁で燃料噴射を継続させることができる。

また、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれか一方に噴射特性の異常が発生したとき、制御装置５１は、噴射特性の異常が発生した異常燃料噴射弁の配分比率を０％よりも高く５０％（通常時の配分比率）よりも低い比率にまで低下させ、両燃料噴射弁２１ａ，２１ｂで燃料噴射を実施させることができる。
また、第１燃料噴射弁２１ａと第２燃料噴射弁２１ｂとのいずれか一方に開弁維持の異常が発生して、正常な燃料噴射弁の噴射を停止させるときに、制御装置５１は、内燃機関１１の負荷などに応じて燃圧を調整し、開弁維持の異常が発生した異常燃料噴射弁が噴射する燃料量が機関負荷の増加（低下）に応じて増大（減少）するように制御することができる。

また、制御装置５１は、第１燃料噴射弁２１ａ及び第２燃料噴射弁２１ｂが正常であって双方で燃料噴射を行わせるときに、双方の燃料噴射弁を同じ噴射タイミングで噴射させることができ、更に、相互に異なる噴射タイミングで噴射させることができる。
また、制御装置５１は、複数気筒のいずれかで燃料噴射弁の噴射特性の異常が発生したときに、係る異常燃料噴射弁が発生した気筒への燃料噴射を停止させて休止させることができる。

１１…内燃機関、１５ａ，１５ｂ…吸気ポート、２１ａ，２１ｂ…燃料噴射弁、３４…空燃比センサ、５１…制御装置

Claims (9)

1. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用される、内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とのうちのいずれか一方で燃料噴射を行わせる、第２噴射制御と、を実施して、
   前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断部を備え、
   前記診断部は、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合は前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合は前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、
   前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが第１閾値より小さい場合は前記第１燃料噴射弁が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第２燃料噴射弁が異常であると判定し、
   前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値より小さい場合は前記第２燃料噴射弁が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第１燃料噴射弁が異常であると判定する、
   内燃機関の制御装置。
2. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用される、内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とのうちのいずれか一方で燃料噴射を行わせる、第２噴射制御と、を実施して、
   前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断部を備え、
   前記診断部は、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合は前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合は前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、
   前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが第１閾値より小さい場合は前記第１燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、
   前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値より小さい場合は前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定する、
   内燃機関の制御装置。
3. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用される、内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記比率を所定比率として前記第１燃料噴射弁による燃料噴射量及び前記第２燃料噴射弁による燃料噴射量を共に減少させる、第２噴射制御と、を実施して、
   前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断部を備え、
   前記診断部は、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが第２閾値を上回ると前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが前記第２閾値を下回ると前記第１燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定し、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが前記第２閾値を上回ると前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが前記第２閾値を下回ると前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定する、
   内燃機関の制御装置。
4. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用される、内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記比率を所定比率として前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせる噴射制御であって、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を低下させつつ、燃料の圧力の低下に応じて前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の噴射パルス幅を増大補正することで燃料噴射量を一定とする、第２噴射制御と、を実施して、
   前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断部を備え、
   前記診断部は、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが縮小すると前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが変化しないと前記第１燃料噴射弁の噴射特性の異常であると判定し、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが縮小すると前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが変化しないと前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定する、
   内燃機関の制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記診断部による診断結果を受けて異常時処理を実施する異常時処理部を備え、
   前記異常時処理部は、
   前記第１燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定されたときと、前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定されたときとの双方で、前記第１燃料噴射弁による燃料噴射を停止させ、前記第２燃料噴射弁による燃料噴射を継続させて前記内燃機関を運転させ、
   前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定されたときと、前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定されたときとの双方で、前記第２燃料噴射弁による燃料噴射を停止させ、前記第１燃料噴射弁による燃料噴射を継続させて前記内燃機関を運転させる、
   内燃機関の制御装置。
6. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用され、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断方法であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とのうちのいずれか一方で燃料噴射を行わせる、第２噴射制御と、を実施することを含み、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合は前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合は前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、
   前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが第１閾値より小さい場合は前記第１燃料噴射弁が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第２燃料噴射弁が異常であると判定し、
   前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値より小さい場合は前記第２燃料噴射弁が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第１燃料噴射弁が異常であると判定する、
   診断方法。
7. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用され、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断方法であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とのうちのいずれか一方で燃料噴射を行わせる、第２噴射制御と、を実施することを含み、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合は前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合は前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせ、
   前記第２噴射制御において前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが第１閾値より小さい場合は前記第１燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、
   前記第２噴射制御において前記第１燃料噴射弁で燃料噴射を行わせたときに、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値より小さい場合は前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定し、空燃比の前記設定値からのずれが前記第１閾値以上である場合は前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定する、
   診断方法。
8. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用され、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断方法であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記比率を所定比率として前記第１燃料噴射弁による燃料噴射量及び前記第２燃料噴射弁による燃料噴射量を共に減少させる、第２噴射制御と、を実施することを含み、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが第２閾値を上回ると前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが前記第２閾値を下回ると前記第１燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定し、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが前記第２閾値を上回ると前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときの空燃比の前記設定値からのずれが前記第２閾値を下回ると前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定する、
   診断方法。
9. １気筒に第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用され、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁のうちの異常燃料噴射弁を特定する、診断方法であって、
   前記内燃機関の空燃比が設定値よりもリッチになる異常が発生したときに、
   前記第１燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を増加させ、前記第２燃料噴射弁に配分する燃料噴射量の比率を相対的に減少させる、第１噴射制御と、
   前記比率を所定比率として前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁で燃料噴射を行わせる噴射制御であって、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を低下させつつ、燃料の圧力の低下に応じて前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の噴射パルス幅を増大補正することで燃料噴射量を一定とする、第２噴射制御と、を実施することを含み、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比がよりリッチになった場合、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが縮小すると前記第２燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが変化しないと前記第１燃料噴射弁の噴射特性の異常であると判定し、
   前記第１噴射制御を実施したときに空燃比が前記設定値に近づいた場合、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが縮小すると前記第１燃料噴射弁に開弁維持の異常が発生していると判定し、前記第２噴射制御を実施したときに空燃比の前記設定値からのずれが変化しないと前記第２燃料噴射弁の噴射特性が異常であると判定する、
   診断方法。

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