(57)【要約】【課題】圧縮着火方式と火花点火方式とで運転可能な内燃機関を圧縮着火方式で運転させる要求負荷の範囲を、アルコールとガソリンとから成る混合燃料中のガソリンのオクタン価に適した範囲に可変的に設定する。【解決手段】混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップを備え、その推定したオクタン価に応じて、圧縮着火方式を選択する内燃機関５の要求負荷の範囲を変更する。推定したオクタン価が小さいほど、圧縮着火方式を選択する要求負荷の範囲を低負荷側に拡大する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、
前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップを備え、その推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記推定したオクタン価が小さいほど、前記圧縮着火方式を選択する前記要求負荷の範囲を低負荷側に拡大するように、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記内燃機関に供給するアルコールとガソリンとの供給割合は、該内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合が、前記推定したオクタン価が低いほど、高くなるように、該内燃機関の運転状態と該推定したオクタン価とに応じて決定されることを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記分離ステップは、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離することを特徴とすることを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記主燃料タンクへの混合燃料の補充が行われた場合において、その補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量とを計測する第１ステップと、
前記補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値と前記補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値とから、前記主燃料タンクに補充された混合燃料のアルコール濃度を推定する第２ステップと、
前記補充された混合燃料のアルコール濃度の推定値から該補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価を推定する第３ステップと、
前記補充前において前記ガソリンオクタン価推定ステップで最後に推定された前記分離タンク内のガソリンのオクタン価の値と、前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価の推定値と、補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量の計測値とから、該補充後における分離タンク内のガソリンの使用量と該分離タンク内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータを設定する第４ステップとを備え、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、該補充の終了時から前記分離タンク内のガソリンの使用量を計測しつつ、該使用量の計測値と前記パラメータとに基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関での燃料の実際の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータの値を計測する第５ステップと、該燃焼時期指標パラメータの計測値が示す燃焼時期を目標とする燃焼時期に一致させるように、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を調整するための第１操作量を決定し、該第１操作量に応じて前記供給割合を調整する第６ステップとを備え、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記第１操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の運転制御方法において、
前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を検知する第７ステップと、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を前記ノッキングの発生を防止するように調整するための第２操作量を、検知された前記ノッキングの発生の有無に応じて該第２操作量の値が増減するように決定し、該第２操作量に応じて前記供給割合を調整する第８ステップとを備え、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記第１操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルコールとガソリンとの混合燃料を使用して運転を行う内燃機関の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境対策のために、燃料として、エタノール等のアルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能な内燃機関が自動車等の動力源として用いられるようになってきている。この種の混合燃料としては、例えば、エタノールを１０％（体積％）の含有割合でガソリンに添加したＥ１０燃料や、エタノールを２０％（体積％）の含有割合でガソリンに添加したＥ２０燃料、エタノールを８５％（体積％）の含有割合でガソリンに添加したＥ８５燃料等、燃料中のアルコール濃度が異なる複数種類の燃料が提供されている。
【０００３】
そして、混合燃料中のアルコール濃度によらずに内燃機関を運転させることが可能な技術として、例えば特許文献１に見られる技術が本願出願人により提案されている。
【０００４】
特許文献１に見られる技術では、アルコールとガソリンとの混合燃料に水を添加し、これにより得られる混合液を、アルコールと水との混合液（以下、アルコール水溶液ということがある）とガソリンとに分離する。
【０００５】
そして、特許文献１に見られる技術では、分離したアルコール水溶液と、ガソリンとを、それらの供給量を各別に制御しつつ内燃機関に供給して、該内燃機関の運転を行う。この場合、内燃機関は、予混合圧縮着火方式での運転と火花点火方式での運転が可能であり、これらの運転方式が内燃機関の負荷などに応じて切り換えられる。そして、いずれの運転方式でも、内燃機関に供給するアルコール水溶液及びガソリンの全体の燃料のオクタン価が、内燃機関の吸気温度や負荷に適したオクタン価になるように、アルコール水溶液及びガソリンのそれぞれの供給量（ひいては、それらの供給量の相互の割合い）が制御される。
【特許文献１】特開２００８−１９０４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動車等に搭載される内燃機関で利用される上記混合燃料中のガソリンは、通常のレギュラーガソリンと同じ性状のものとは限らず、製造工程上の理由等によって、通常のレギュラーガソリンとはオクタン価が異なるものとなっている場合が多々ある。例えば、通常のレギュラーガソリンのオクタン価は約９０であるのに対し、Ｅ１０燃料中のガソリンのオクタン価や、Ｅ２０燃料中のガソリンのオクタン価は、通常、それぞれ約８０、約７０である。
【０００７】
従って、内燃機関用の燃料タンクに充填する混合燃料の種類によって、該混合燃料中のガソリンのオクタン価が異なることとなる。さらに、燃料タンクに新たに充填（補充）される混合燃料と、燃料タンク内の既存の混合燃料とでそれらの種類が相違する場合には、それらが混ざり合った混合燃料中のガソリンのオクタン価は、新たに充填される混合燃料中のガソリンのオクタン価と既存の混合燃料中のガソリンのオクタン価との間の中間的なオクタン価となる。
【０００８】
このように、内燃機関の燃料として燃料タンク内に充填される混合燃料中のガソリンのオクタン価は一定ではなく、ばらつきを生じる。
【０００９】
しかるに、前記特許文献１に見られる技術では、燃料タンク内の混合燃料中のガソリンのオクタン価が上記の如くばらつくことが考慮されていない。このため、特に要求負荷が低い低負荷域での内燃機関の運転時に、排気中のＮＯｘ低減等のために効果的な予混合圧縮着火方式での運転を行うと、失火を生じる恐れがあった。また、この失火の発生を防止するために、予混合圧縮着火方式での運転領域（内燃機関の要求負荷の範囲）を狭めておくと、排気中のＮＯｘ低減等のために予混合圧縮着火方式での運転を行うことが好ましい状態であっても、火花点火方式での運転が行うこととなってしまうという不都合がある。
【００１０】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、内燃機関の運転を圧縮着火方式で行う要求負荷の範囲を、アルコールとガソリンとから成る混合燃料中のガソリンのオクタン価に適した範囲に可変的に設定しつつ、該圧縮着火方式での運転と火花点火方式での運転とをそれぞれに適した領域で行うことができる内燃機関の運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内燃機関の運転制御方法は、かかる目的を達成するために、燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料を使用する内燃機関の運転制御方法であって、前記混合燃料からアルコールとガソリンとを分離する分離ステップと、少なくとも内燃機関の要求負荷を含む該内燃機関の運転状態に応じて圧縮着火方式と火花点火方式とのうちのいずれか一方を選択する着火方式選択ステップとを有し、前記分離ステップで分離したアルコールとガソリンとを少なくとも内燃機関の運転状態に応じて決定される供給割合で該内燃機関に供給しつつ、前記着火方式選択ステップで選択した着火方式で内燃機関の運転を行わせるようにした運転制御方法において、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定ステップを備え、その推定したオクタン価に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更することを特徴とする（第１発明）。
【００１２】
かかる第１発明によれば、前記ガソリンオクタン価推定ステップで推定したガソリンのオクタン価（分離ステップで分離したガソリンのオクタン価）に応じて、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更する。このため、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を、前記混合燃料中のガソリンのオクタン価に適した範囲に設定できる。その結果、前記圧縮着火方式での運転と火花点火方式での運転とをそれぞれに適した領域で行うことができる。
【００１３】
なお、第１発明において、内燃機関へのアルコールとガソリンとの供給割合は、基本的には、内燃機関の要求負荷が低いほど、内燃機関に供給する燃料の全体に対するガソリンの供給割合を増加させ、逆に、内燃機関の要求負荷が高いほど、内燃機関に供給する燃料の全体に対するアルコールの供給割合を増加させるようにすればよい。
【００１４】
かかる第１発明では、前記推定したオクタン価が小さいほど、前記圧縮着火方式を選択する前記要求負荷の範囲を低負荷側に拡大するように、前記着火方式選択ステップで圧縮着火方式を選択する内燃機関の要求負荷の範囲を変更することが好ましい（第２発明）。
【００１５】
すなわち、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価が小さいほど、該ガソリンの着火性が高まるので、内燃機関への該ガソリンの供給割合を比較的多くすることで、要求負荷が低い状態で圧縮着火方式の内燃機関の運転を行っても、失火の発生を防止することができる。従って、第２発明では、前記推定したオクタン価が小さいほど、前記圧縮着火方式を選択する前記要求負荷の範囲を低負荷側に拡大する。これにより、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価が小さい場合に、圧縮着火方式での運転を行う内燃機関の運転領域を拡大し、内燃機関の排気中のＮＯｘ低減等の効果を高めることができる。
【００１６】
また、本発明では、前記内燃機関に供給するアルコールとガソリンとの供給割合は、該内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合が、前記推定したオクタン価が低いほど、高くなるように、該内燃機関の運転状態と該推定したオクタン価とに応じて決定されることが好ましい（第３発明）。
【００１７】
これによれば、前記推定したオクタン価が比較的低い場合に、内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合を高くするので、特に、内燃機関の要求負荷が比較的高い場合に、内燃機関のノッキングの発生の防止効果を高めることができる。また、上記と逆に、前記推定したオクタン価が比較的高い場合に、内燃機関に供給する燃料全体に対するアルコールの供給割合を低くすることとなるので、特に、内燃機関の要求負荷が比較的低い場合に、失火の発生の防止効果を高めることができる。
【００１８】
また、本発明では、前記分離ステップは、前記混合燃料を貯蔵する主燃料タンク内の該混合燃料を、該混合燃料に水を混合しつつ分離タンクに供給し、該分離タンクで混合燃料と水との混合液をガソリンと、アルコール及び水の混合液であるアルコール水溶液とに分離することが好適である（第４発明）。
【００１９】
この第４発明によれば、分離タンクで、ガソリンとアルコール水溶液とをそれらの比重差によって上下に分離できるので、混合燃料の分離ための装置構成を簡略なものにすることができる。
【００２０】
かかる第４発明では、次のようにして、混合燃料から分離したガソリン（分離タンク内のガソリン）のオクタン価を推定することが可能である。
【００２１】
すなわち、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充が行われた場合において、その補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及び該混合燃料のアルコール濃度と、該補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量とを計測する第１ステップと、
前記補充前の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値と前記補充後の主燃料タンクの混合燃料の残量及びアルコール濃度の計測値とから、前記主燃料タンクに補充された混合燃料のアルコール濃度を推定する第２ステップと、
前記補充された混合燃料のアルコール濃度の推定値から該補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価を推定する第３ステップと、
前記補充前において前記ガソリンオクタン価推定ステップで最後に推定された前記分離タンク内のガソリンのオクタン価の値と、前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価の推定値と、補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量の計測値とから、該補充後における分離タンク内のガソリンの使用量と該分離タンク内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータを設定する第４ステップとを備え、
前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、該補充の終了時から前記分離タンク内のガソリンの使用量を計測しつつ、該使用量の計測値と前記パラメータとに基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する（第５発明）。
【００２２】
ここで、前記主燃料タンクに混合燃料の補充が行われた場合に、その補充された混合燃料のアルコール濃度と、該混合燃料のガソリンのオクタン価との間には、一般には相関性がある。すなわち、例えばＥ２０燃料では、その燃料中のガソリンのオクタン価は約７０程度であり、Ｅ１０燃料では、その燃料中のガソリンのオクタン価は約８０程度である。そこで、第５発明では、前記第１〜第３ステップの処理によって、前記補充された混合燃料のアルコール濃度を推定し、そのアルコール濃度の推定値から前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価を推定する。
【００２３】
一方、分離タンク内のガソリンは、主燃料タンクへの混合燃料の補充前に該分離タンクに残存していたガソリンが内燃機関の運転等によって使用されていくに伴い、最終的に、主燃料タンク内のガソリンによって置換されることとなる。従って、該分離タンク内のガソリンのオクタン価は、該ガソリンの使用に伴い、前記補充前におけるオクタン価から、前記補充後の混合燃料中のガソリンのオクタン価に変化することとなる。
【００２４】
そこで、第５発明では、前記補充前において前記ガソリンオクタン価推定ステップで最後に推定された前記分離タンク内のガソリンのオクタン価の値と、前記補充された混合燃料中のガソリンのオクタン価の推定値と、補充前の前記分離タンク内のガソリンの残量の計測値とから、該補充後における分離タンク内のガソリンの使用量と該分離タンク内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータを設定しておく。
【００２５】
そして、前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、該補充の終了時から前記分離タンク内のガソリンの使用量を計測しつつ、該使用量の計測値と前記パラメータとに基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する。
【００２６】
これにより、主燃料タンクへの混合燃料の補充直後の期間において、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定することができることとなる。
【００２７】
また、前記第１〜第４発明では、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、次のようにして、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することも可能である。
【００２８】
すなわち、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関での燃料の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータの値を計測する第５ステップと、該燃焼時期指標パラメータの計測値が示す燃焼時期を目標とする燃焼時期に一致させるように、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を調整するための第１操作量を決定し、該第１操作量に応じて前記供給割合を調整する第６ステップとを備え、前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記圧縮着火方式での内燃機関の運転時に、前記第１操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する（第６発明）。
【００２９】
ここで、圧縮着火方式での内燃機関の運転時には、内燃機関に供給される燃料中のガソリンのオクタン価は、内燃機関での燃料の実際の燃焼時期に影響を及ぼす一要因となる。従って、前記第５ステップ及び第６ステップを備えて、前記第１操作量に応じて前記供給割合を調整した場合に、該第１操作量は、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価に依存して変化する。そこで、第６発明では、該第１操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する。これにより、圧縮着火燃焼方式での内燃機関の運転時に、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することができることとなる。
【００３０】
なお、第６発明と第５発明とを併用してもよい。この場合には、例えば、主燃料タンクへの混合燃料の補充直後で（例えば分離タンク内のガソリンの使用量が所定値以下である場合）、且つ、該内燃機関の機関温度（例えば冷却水温）が、所定温度以下であるという条件が成立する場合に、前記第５発明の手法で混合燃料から分離したガソリン（分離タンク内のガソリン）のオクタン価を推定し、上記条件が成立しない場合での圧縮着火燃焼方式での運転時に第６発明の手法で混合燃料から分離したガソリン（分離タンク内のガソリン）のオクタン価を推定することが好ましい。
【００３１】
また、前記第１〜第４発明では、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、次のようにして、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することも可能である。
【００３２】
すなわち、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記内燃機関のノッキングの発生の有無を検知する第７ステップと、内燃機関に対するアルコールとガソリンとの供給割合を前記ノッキングの発生を防止するように調整するための第２操作量を、検知された前記ノッキングの発生の有無に応じて該第２操作量の値が増減するように決定し、該第２操作量に応じて前記供給割合を調整する第８ステップとを備え、前記ガソリンオクタン価推定ステップは、前記火花点火方式での内燃機関の運転時に、前記第１操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する（第７発明）。
【００３３】
ここで、内燃機関に供給するガソリンのオクタン価は、内燃機関のノッキングの発生の有無に影響を及ぼす一要因となる。従って、前記第７ステップ及び第８ステップを備えて、前記第２操作量に応じて前記供給割合を調整するようにした場合には、該第２操作量は、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価に依存して変化する。そこで、第７発明では、該第２操作量に基づき、前記分離ステップで分離したガソリンのオクタン価を推定する。これにより、火花点火方式での内燃機関の運転時に、混合燃料から分離したガソリンのオクタン価を推定することができることとなる。
【００３４】
なお、第７発明と第５発明又は第６発明とを併用してもよい。この場合、第５発明と併用する場合には、例えば、主燃料タンクへの混合燃料の補充直後で（例えば分離タンク内のガソリン及びエタノール水溶液の全体の使用量が所定値以下である場合）、且つ、該内燃機関の機関温度（例えば冷却水温）が、所定温度以下であるという条件が成立する場合に、前記第５発明の手法で混合燃料から分離したガソリン（分離タンク内のガソリン）のオクタン価を推定し、上記条件が成立しない場合での火花点火方式での運転時に第７発明の手法で混合燃料から分離したガソリン（分離タンク内のガソリン）のオクタン価を推定することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の一実施形態を図１〜図１７を参照して説明する。まず、図１〜図３を参照して、本実施形態における内燃機関の運転制御システムの構成を説明する。
【００３６】
図１を参照して、本実施形態における内燃機関５への燃料供給を行う燃料供給システム１は、アルコールとガソリン（サブオクタンガソリン）との混合燃料を収容する主燃料タンクであるメインタンク２と、上記混合燃料を組成するアルコール及びガソリンを上下に分離させた状態で収容する分離タンク３と、メインタンク２内の混合燃料を分離させるための水を収容する水タンク４とを備える。上記アルコールは、本実施形態ではエタノールである。以降の説明では、メインタンク２に収容される混合燃料をメイン燃料という。該メイン燃料は、例えばＥ１０燃料、Ｅ２０燃料等である。
【００３７】
内燃機関５は、ＨＣＣＩ方式（ＨＣＣＩ：Homogeneous Charge Compression Ignition）と言われる予混合圧縮着火方式での運転（以下、ＨＣＣＩ運転という）と、ＳＩ方式（ＳＩ：Spark Ignition）と言われる火花点火方式での運転（以下、ＳＩ運転という）とが可能な機関である。本実施形態では、この内燃機関５は、複数気筒（例えば４気筒）を有する機関であり、図示しない車両の推進力発生源として該車両に搭載される。以下に、この内燃機関５の概略構成（より詳しくは吸排気系を含めた内燃機関５の概略構成）を図２を参照して説明しておく。なお、図２では、内燃機関５の１気筒分の概略構成だけを代表的に図示している。
【００３８】
内燃機関５の各気筒４１は、シリンダブロックおよびシリンダヘッドなどから構成される機関基体４２内に形成されている。各気筒４１には、その軸心方向に往復動自在なピストン４３が収容され、このピストン４３の上側（シリンダヘッド側）の空間が燃焼室４４として形成されている。各ピストン４３は、コンロッド４５を介して内燃機関５の出力軸であるクランク軸４６に連結され、各気筒４１のピストン４３の往復動に伴いクランク軸４６が回転する。
【００３９】
各気筒４１の燃焼室４４は、吸気バルブ４７により開閉される吸気ポート４８を介して吸気マニホールド４９に連通していると共に、排気バルブ５０により開閉される排気ポート５１を介して排気マニホールド５２に連通している。吸気バルブ４７および排気バルブ５０は、クランク軸４６の回転に連動するカムシャフトを有するバルブ駆動機構（図示省略）を介して開閉駆動される。なお、吸気バルブ４７及び排気バルブ５０は電動式のバルブであってもよい。
【００４０】
各気筒４１に対応する吸気マニホールド４９は、全ての気筒４１について共通の吸気路５３に合流している。そして、この吸気路５３には、電動式のスロットル弁５４が設けられ、このスロットル弁５４の開度を制御することによって、各気筒４１の吸気量（空気供給量）が操作されるようになっている。
【００４１】
各気筒４１に対応する排気マニホールド５２は、全ての気筒４１について共通の排気路５５に合流しており、各気筒４１で生成される排ガスは、該排気路５５に設けられた浄化触媒（図示省略）を介して排出されるようになっている。
【００４２】
また、内燃機関５には、各気筒４１毎に、２つの燃料噴射弁６，７が備えられている。本実施形態では、これら燃料噴射弁６，７のうちの一方、例えば燃料噴射弁６は、ポート噴射型のものであり、各気筒４１に対応する吸気ポート４８に向かって燃料を噴射するように、吸気マニホールド４９に装着されている。また、他方の燃料噴射弁７は、直噴型のものであり、各気筒４１の燃焼室４４に直接的に燃料を噴射するように、機関基体４２（シリンダヘッドの部分）に装着されている。
【００４３】
これらの燃料噴射弁６，７は、後述するＥＣＵ３０によって、それぞれの噴射時間と開弁タイミングとを制御可能であり、その制御によって、各気筒４１に対する燃料の供給量（１燃焼サイクル当たりの供給量）と、該燃料の供給タイミングとが制御される。
【００４４】
また、これらの燃料噴射弁６，７のうちの一方、例えば燃料噴射弁６は、前記分離燃料供給モードにおいて、ガソリンを噴射するために用いる噴射弁であり、他方の燃料噴射弁７は、前記分離燃料供給モードにおいて、エタノールを噴射するために用いる噴射弁である。さらに、燃料噴射弁６，７のうちの一方、例えば、燃料噴射弁６は、前記非分離燃料供給モードにおいては、メインタンク２内のメイン燃料を噴射するために用いる噴射弁である。従って、燃料噴射弁６は、分離燃料供給モードと、非分離燃料供給モードとで共用する噴射弁となっている。この場合、燃料噴射弁７は、非分離燃料供給モードでは使用されない。
【００４５】
なお、燃料噴射弁６，７の両方をポート噴射型のものとしてもよい。また、燃料噴射弁６の代わりに、燃料噴射弁７を分離燃料供給モードと、非分離燃料供給モードとで共用する噴射弁としてもよい。
【００４６】
また、内燃機関５は、各気筒４１毎に点火プラグ５６を備えている。この点火プラグ５６は、その電極を燃焼室４４に臨ませて、機関基体４２（シリンダヘッドの部分）に装着されている。
【００４７】
また、内燃機関５には、上記した構成のほか、内燃機関５の運転状態を検出する各種のセンサが付設されている。例えば、クランク軸４６の回転角度を検出するクランク角センサ５７、内燃機関５の吸気圧（絶対圧）を検出する吸気圧センサ５８、各気筒４１の燃焼室４４での混合気の燃焼時に流れるイオン電流を検出するイオン電流センサ５９、各気筒４１で燃焼した混合気の空燃比を検出する空燃比センサ６０等のセンサが備えられ、これらのセンサの出力が後述するＥＣＵ３０に入力されるようになっている。
【００４８】
この場合、クランク角センサ５７は、クランク軸４６が所定角度、回転する毎に、パルス信号を制御装置２に出力するセンサである。そして、その出力は、クランク軸４６の回転角度であるクランク角を把握するために利用されるほか、該クランク角の時間的変化率としてのクランク軸４６の回転速度（すなわち内燃機関５の回転数）を把握するために利用される。
【００４９】
また、吸気圧センサ５８は、前記スロットル弁５４の下流側（前記吸気マニホールド４９の合流箇所の近傍）で吸気路５３に装着されており、その箇所での吸気路５３内の圧力（絶対圧）を内燃機関５の吸気圧として検出する。
【００５０】
また、空燃比センサ６０は、内燃機関５の各気筒４１毎の排気マニホールド５２の集合箇所の近傍で前記排気路５５に装着され、排気中の酸素濃度によって表される空燃比を検出する。
【００５１】
また、前記イオン電流センサ５９は、上記イオン電流を流す導電性のプローブ５９ａと、該プローブ５９ａに流れるイオン電流を電圧信号に変換する信号生成部５９ｂとから構成される。本実施形態では、プローブ５９は、機関基体４２と電気的に絶縁した状態で点火プラグ３６と一体に設けられている。
【００５２】
なお、図示は省略するが、上記した各センサ５７〜６０の他、内燃機関５の機関温度（冷却水温）を検出する機関温度センサ、潤滑油の温度を検出する湯温センサ、吸気温度を検出する吸気温度センサ、内燃機関５のノッキング検知用センサ（例えば機関基体４２の振動や、各気筒４１の筒内圧、燃焼音などを検出するセンサ）、内燃機関５を搭載した車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ等も備えらており、これらのセンサの出力も後述するＥＣＵ３０に入力される。
【００５３】
以上のように構成されている内燃機関５では、前記ＨＣＣＩ運転においては、各気筒４１の各燃焼サイクルの所要のタイミングで、該気筒４１に対応する燃料噴射弁６，７の一方又は両方から各気筒４１の燃焼室４４に燃料が供給される。そして、その供給された燃料と該気筒４１の吸気行程で燃焼室４４内に充填される空気との混合気が該気筒４４の圧縮行程で圧縮される。その圧縮により、該混合気が高温になって燃料の自着火燃焼が行なわれる。なお、このＨＣＣＩ運転では、各気筒４４の混合気の空燃比は、理論空燃比よりもリーンとなる空燃比である。
【００５４】
また、前記ＳＩ運転においては、上記と同様に各気筒４１の燃焼室４４内の混合気が該気筒４１の圧縮行程で圧縮される。そして、その圧縮された混合気の燃料が、点火プラグ５６から発せられる点火火花によって、着火燃焼する。なお、このＳＩ運転では、各気筒４１の混合気の空燃比は、理論空燃比近傍の空燃比である。
【００５５】
図１に戻って、メインタンク２には、該メインタンク２内のメイン燃料を加圧して分離タンク３に供給するフィードポンプ８が付設されている。このフィードポンプ８は、その吸入口がメインタンク２内に開通し、吐出口が分離タンク３にメイン燃料供給路９を介して接続されている。そして、フィードポンプ８は、その吸入口から吸入したメインタンク２内のメイン燃料を所定の圧力に加圧し、その加圧したメイン燃料を吐出口からメイン燃料供給路９を介して分離タンク３に供給するようにしている。
【００５６】
水タンク４には、該水タンク４内の水を加圧して分離タンク３に供給するフィードポンプ１３が付設されている。このフィードポンプ１３は、その吸入口が水タンク４内に開通し、吐出口が分離タンク３に水供給路１４を介して接続されている。そして、フィードポンプ１３は、その吸入口から吸入した水を、分離タンク３内の圧力（前記フィードポンプ７の吐出圧）よりも若干高い圧力に加圧し、その加圧した水を吐出口から水供給路１４を介して分離タンク３に供給するようにしている。この場合、水供給路１４には、流量制御弁１５が介装され、この流量制御弁１５の開度を制御することで、分離タンク３に供給する水の量を調整することが可能となっている。
【００５７】
分離タンク３は、その内部空間の上部側にガソリンを収容すると共に、下部側にエタノールと水との混合液（以下、エタノール水溶液という）を収容するタンクである。
【００５８】
ここで、本実施形態では、分離タンク３にメインタンク２から供給されるメイン燃料と、水タンク４から供給される水とは、図示を省略する撹拌機によって一旦、攪拌されて、混合されるようになっている。この場合、その混合液（エタノールとガソリンと水との混合液）のうちのエタノールはガソリンに比べて親水性が高いので、水と容易に混合する。また、ガソリンの比重は、エタノールおよび水の比重よりも小さい。このため、分離タンク３内で攪拌された混合液のうち、エタノールと水との混合液であるエタノール水溶液と、ガソリンとが、分離タンク３内で自然に分離し、該分離タンク３の内部空間の上部側と下部側とにそれぞれガソリン、エタノール水溶液が溜まることとなる。この場合、ガソリンとエタノール水溶液とは、エタノール水溶液の上端面を界面として互いに接した状態で分離タンク３内に収容される。これにより、分離タンク３内でのガソリンとエタノール水溶液との分離および収容がなされることとなり、本発明における分離ステップが実現されることとなる。そして、本実施形態では、分離タンク３の内部空間が、分離したガソリンおよびエタノール水溶液によって常時、満杯になると共に、これらの液体が前記フィードポンプ８の吐出圧とほぼ同程度の圧力に加圧された状態に保たれる。
【００５９】
このようにガソリンとエタノール水溶液とを分離させて収容する分離タンク３の内部空間のうち、ガソリンが溜まる上部側の空間は、該分離タンク３の上部から導出されたガソリン供給路１６を介して前記燃料噴射弁６に接続されている。これにより、分離タンク３内の加圧されたガソリンがガソリン供給路１６を介して燃料噴射弁６に供給されるようになっている。
【００６０】
また、分離タンク３の内部空間のうち、エタノール水溶液が溜まる下部側の空間は、該分離タンク３の下部から導出されたエタノール供給路１７を介して前記燃料噴射弁７に接続されている。これにより、分離タンク３内の加圧されたエタノール水溶液が第５燃料供給路１７を介して燃料噴射弁７に供給されるようになっている。
【００６１】
さらに、分離タンク３の内部空間のうち、ガソリンが溜まる上部側の空間は、前記ガソリン供給路１６とは別に該分離タンク３の上部から導出されたガソリン戻し通路１８を介して前記メインタンク２に接続されている。そして、このガソリン戻し通路１８には、流量制御弁１９が介装されている。この場合、流量制御弁１９を開弁することで、分離タンク３の内部空間の上部の加圧されたガソリンを、ガソリン戻し通路１８を介してメインタンク２に戻すことが可能となっている。
【００６２】
本実施形態における燃料供給システム１は、さらに、メインタンク２内のメイン燃料中のエタノールの含有割合（エタノール濃度）に応じた出力を発生する第１エタノール濃度センサ２０と、分離タンク３内のエタノール水溶液とガソリンとの界面の高さに応じた出力を発生するフロートセンサ２１と、分離タンク３から燃料噴射弁７に供給されるエタノール水溶液中のエタノール濃度に応じた出力を発生する第２エタノール濃度センサ２２と、メインタンク２内のメイン燃料の残量を検出するメイン燃料残量センサ２３と、前記燃料噴射弁６，７の動作制御等の内燃機関５の運転制御を行う制御ユニット３０（以下、ＥＣＵ３０という）とを備える。
【００６３】
第１エタノール濃度センサ２０は、メインタンク２内に配置され、第２エタノール濃度センサ２２は、前記第５燃料供給路１７の途中に介装されている。これらのエタノール濃度センサ２０，２２はエタノールに反応する濃度センサである。
【００６４】
以降の説明では、これらのエタノール濃度センサ２０，２２がそれぞれ検出するエタノール濃度を区別するため、第１エタノール濃度センサ２０の出力が示すエタノール濃度をエタノール含有割合、第２エタノール濃度センサ２２の出力が示すエタノール濃度をエタノール水溶液濃度ということがある。
【００６５】
なお、メインタンク２内のメイン燃料中のエタノール含有割合をEt_r［％］としたとき、ガソリンの含有割合（ガソリン濃度）は１００−Et_r［％］となる。このため、メインタンク２内のメイン燃料中のエタノール含有割合と、ガソリン含有割合とは、その一方を計測すれば、他方も間接的に計測されることとなる。従って、第１エタノール濃度センサ２０の代わりに、ガソリン濃度を検出し得る濃度センサをメインタンク２内に配置してもよい。
【００６６】
フロートセンサ２１は、分離タンク３内に上下方向に延在して設けられたガイドロッド２１ａに嵌合され、該ガイドロッド２１ａに沿って上下方向に移動自在とされている。このフロートセンサ２１は、ガソリンの比重よりも大きく、且つ、エタノール水溶液の比重よりも小さい比重を有する。このため、該フロートセンサ２１は、ガソリンとエタノール水溶液との界面の位置で浮遊し、該界面の上下動に伴い上下動するようになっている。そして、該フロートセンサ２１は、該ガイドロッド２１ａに対する上下方向の相対的な位置に応じた出力を発生する。従って、該フロートセンサ２１の出力は、分離タンク３内の界面の高さ（以降、界面高さH_FLという）に応じた出力となる。
【００６７】
ここで、本実施形態では、分離タンク３の内部空間は、前記したようにガソリンおよびエタノール水溶液によって常時、満杯とされるので、分離タンク３内のガソリンの残量とエタノール水溶液の残量との総和は、分離タンク３の内部空間の容積に等しく、一定値となる。また、分離タンク３の横断面積（上方から見た断面積）は、上下方向でほぼ一定とされている。このため、前記フロートセンサ１５の出力は、分離タンク３内の界面高さH_FLに応じた出力としての意味を持つだけでなく、分離タンク３におけるガソリンおよびエタノール水溶液のそれぞれの残量に応じた出力としての意味を持つ。
【００６８】
ＥＣＵ２３は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含む電子回路ユニットであり、上記の各センサ２０〜２２の出力が入力されると共に、前記したセンサ５７〜６０等の各種のセンサから、内燃機関５の運転状態に関する検出データが入力される。そして、該ＥＣＵ２３は、これらの入力データや、あらかじめ記憶保持したマップデータなどを基に、内燃機関５の運転制御に関する所定の制御処理を実行する。
【００６９】
本実施形態では、図３に示す如く、ＥＣＵ３０は、それが実行する制御処理により実現される主な機能として、メイン燃料中のガソリンのオクタン価を推定するガソリンオクタン価推定手段３０ａと、内燃機関５の運転モードを決定する運転モード決定手段３０ｂと、前記燃料噴射弁６，７、点火プラグ５６及びスロットル弁５４を介して内燃機関５の運転を制御する運転制御手段３０ｃとを有する。この場合、運転モード決定手段３０ｂが決定する運転モードは、前記ＨＣＣＩ運転を行うＨＣＣＩ運転モードと、前記ＳＩ運転を行うＳＩ運転モードとを有する。そして、運転モード決定手段３０ｂは、これらの運転モードを選択的に決定するための参照データとして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａで推定されたガソリンのオクタン価ＲＯＮ（以下、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮという）を用いる。
【００７０】
また、運転制御手段３０ｃは、運転モード決定手段３０ｂで決定された運転モードとその運転モードの変化に応じた態様で、燃料噴射弁６，７、点火プラグ５６及びスロットル弁５４を介して内燃機関５の運転を制御する。そして、この制御においては、運転制御手段３０ｃは、上記オクタン価推定値ＲＯＮを参照データとして使用する。
【００７１】
なお、図３での図示は省略したが、ＥＣＵ３０は、上記の機能的手段の他、燃料供給システム１の水タンク４から分離タンク３への水量を前記流量制御弁１５を介して制御する水量制御手段や、分離タンク３からメインタンク２へのガソリンの戻し流量を前記流量制御弁１９を介して制御するカソリン戻し制御手段も有する。この場合、水量制御手段は、例えば、第２エタノール濃度センサ２２の出力が示すエタノール水溶液濃度が一定値に保たれるように水供給路１４の流量制御弁１５の開度を制御する。また、ガソリン戻し制御手段は、フロートセンサ２１の出力が示す界面高さH_FLが所定値よりも低く、分離タンク３内のエタノール水溶液が不足気味（分離タンク３内のガソリンが過剰気味）である場合には、ガソリン戻し通路１８の流量制御弁１９を開弁する。これにより、分離タンク３内のガソリンの一部がガソリン戻し通路１８を介してメインタンク２に戻され、分離タンク３内のガソリン及びエタノール水溶液のそれぞれの残量が不均衡になるのが防止される。
【００７２】
次に、ＥＣＵ３０の制御処理をさらに詳細に説明する。まず、図４〜図１３を参照して、前記運転モード決定手段３０ｂ及び運転制御手段３０ｃに関する処理を説明する。
【００７３】
ＥＣＵ３０は、内燃機関５の運転中に図４に示すフローチャートの処理を所定の演算処理周期で逐次実行する。以下説明すると、ＥＣＵ３０は、まず、Ｓ１において、前記運転モード決定手段３０ｂにより、内燃機関５の運転モードを決定する処理を実行する。
【００７４】
この処理は、具体的には図５のフローチャートに示す如く実行される。すなわち、運転モード決定手段３０ｂは、まず、Ｓ１０１において、内燃機関５の回転数の検出値Ｎｅ（以下、単に回転数検出値Ｎｅという）、内燃機関５の各気筒４１の正味平均有効圧力Ｐｍｉ（所謂ＢＭＥＰ）の目標値（以下、単に目標Ｐｍｉという）、及びメイン燃料のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの現在値（今回の演算処理周期での値）を取得する。ここで、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅは、前記クランク角センサ５７の出力が示すクランク角の時間的変化率として、該クランク角センサ５７の出力からＥＣＵ３０が認識した検出値である。また、目標Ｐｍｉは、内燃機関５を搭載した車両のアクセルペダルの踏み込み量の検出値に応じてＥＣＵ３０が決定した目標値である。この目標Ｐｍｉは、本実施形態では、内燃機関５の要求負荷を表す指標としての意味を持つ。また、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮは、オクタン価推定手段３０ａの後述する推定処理により決定された推定値である。
【００７５】
なお、内燃機関５の要求負荷を表す指標としては、目標Ｐｍｉの代わりに、内燃機関５の目標トルク（出力トルクの目標値）、吸気圧、吸気量等を用いてもよい。
【００７６】
次いで、Ｓ１０２において、運転モード決定手段３０ｂは、ＨＣＣＩ運転を行うべき内燃機関５の要求負荷の適正範囲を規定するものとしての正味平均有効圧力Ｐｍｉの範囲（以下、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲という）の上限値H_Lmt_Pmi及び下限値L_Lmt_Pmiを、現在の回転数検出値Ｎｅとガソリンオクタン価推定値ＲＯＮとに応じて決定する。上記ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲は、換言すれば、内燃機関５の排気中のＮＯｘの低減や、内燃機関５の熱効率の向上を図る上で、ＳＩ運転よりもＨＣＣＩ運転を行うことが適した領域であると共に、内燃機関５の失火やノッキングを発生させることなく好適にＨＣＣＩ運転を行い得る範囲である。
【００７７】
このＳ１０２の処理を図６（ａ），（ｂ）及び図７を参照して以下に説明する。
【００７８】
本実施形態では、ガソリンのオクタン価の、あらかじめ定められた代表的な複数種類の値のそれぞれに対応して、内燃機関５の回転数と、ＨＣＣＩ運転を行うべき正味平均有効圧力Ｐｍｉの上限値及び下限値との間の関係を規定するデータであるＨＣＣＩ運転範囲設定用データが、あらかじめＥＣＵ３０に記憶保持されている。各ＨＣＣＩ運転範囲設定用データは、分離タンク３内のガソリンが該ＨＣＣＩ運転範囲設定用データに対応する値のオクタン価を有するガソリンとなっている状態で、分離タンク３内のガソリン及びエタノール水溶液を使用して内燃機関５のＨＣＣＩ運転を行った場合に、ノッキングや失火などを発生することなく、そのＨＣＣＩ運転を好適に行い得る正味平均有効圧力Ｐｍｉの範囲を規定するものである。
【００７９】
より具体的には、本実施形態では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ガソリンのオクタン価の２種類の値にそれぞれ対応する２種類のＨＣＣＩ運転範囲設定用データが例えばデータテーブルの形態で用意されている。図６（ａ）は、ガソリンのオクタン価が例えば“８０”である場合に対応しており、内燃機関５の回転数とＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値との間の関係を曲線ａ１により表し、該回転数とＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の下限値との間の関係を曲線ａ２により表している。従って、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが“８０”である場合には、曲線ａ１，ａ２の間のＰｍｉの範囲が、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲を示すものとなる。
【００８０】
また、図６（ｂ）は、ガソリンのオクタン価が例えば“７０”である場合に対応しており、内燃機関５の回転数とＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値との間の関係を曲線ｂ１により表し、該回転数とＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の下限値との間の関係を曲線ｂ２により表している。従って、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが“７０”である場合には、曲線ｂ１，ｂ２の間のＰｍｉの範囲が、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲を示すものとなる。
【００８１】
なお、オクタン価“８０”は、Ｅ１０燃料中のガソリンの標準的なオクタン価、オクタン価“７０”は、Ｅ２０燃料中のガソリンの標準的なオクタン価である。また、図６（ａ），（ｂ）における曲線ａ３，ｂ３は、ＳＩ運転で可能な最大の正味平均有効圧力Ｐｍｉ（最大要求負荷に対応するＰｍｉ）を表しており、曲線ａ３，ｂ３の下側の領域で内燃機関５の運転を行うことが可能である。
【００８２】
この場合、図６（ａ），（ｂ）を比較して判るように、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲は、ガソリンのオクタン価が“８０”である場合よりも、“７０”である場合の方が、Ｐｍｉの低い領域側（要求負荷の低い領域側）に拡大している。換言すれば、ガソリンのオクタン価が“８０”である場合のＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の下限値よりも、ガソリンのオクタン価が“７０”である場合のＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の下限値の方が低くなっている。これは、内燃機関５の要求負荷が低い状況（目標Ｐｍｉが低い状況）では、オクタン価のより低いガソリンを使用することで、失火の発生を防止しつつ、適切なＨＣＣＩ運転を行うことができるからである。
【００８３】
補足すると、本実施形態では、内燃機関５の供給するガソリン及びエタノール水溶液の量を任意に調整できるため、内燃機関５の要求負荷が比較的高い状況（目標Ｐｍｉが比較的高い状況）では、内燃機関５のノッキングを発生させずにＨＣＣＩ運転を適切に行うために、基本的には、オクタン価がガソリンよりも高いエタノールの供給量が十分に多くなるように内燃機関５に分離タンク３内の燃料（ガソリン及びエタノール水溶液）を供給して、ＨＣＣＩ運転を行うこととなる。このため、図６（ａ），（ｂ）に示すＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値は、ガソリンのオクタン価に依存せずに、互いに同等になっている。
【００８４】
運転モード決定手段３０ｂは、Ｓ１０２において、上記の２種類のＨＣＣＩ運転範囲設定用データを使用して、現在の回転数検出値Ｎｅ及びガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに対応するＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値H_Lmt_Pmi及び下限値L_Lmt_Pmiを決定する。その決定処理は図７のブロック図で示す如く実行される。
【００８５】
すなわち、運転モード決定手段３０ｂは、まず、処理部Ｓ１０２ａ，Ｓ１０２ｂの処理を実行する。処理部Ｓ１０２ａでは、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅから、図６（ａ）のＨＣＣＩ運転範囲設定用データに基づいて、ガソリンのオクタン価が“８０”であると仮定した場合における該回転数検出値Ｎｅに対応するＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値H_Lmt80及び下限値L_Lmt80が求められる。また、処理部Ｓ１０２ｂでは、回転数検出値Ｎｅから、図６（ｂ）のＨＣＣＩ運転範囲設定用データに基づいて、ガソリンのオクタン価が“７０”であると仮定した場合における該回転数検出値Ｎｅに対応するＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値H_Lm70及び下限値L_Lmt70が求められる。
【００８６】
次いで、運転モード決定手段３０ｂは、処理部Ｓ１０２ｃの処理を実行する。処理部Ｓ１０２ｃでは、オクタン価が“８０”である場合の上限値H_Lmt80と、オクタン価が“７０”である場合の上限値H_Lmt70とから、補間処理によって、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに対応するＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値H_Lmt_Pmiが算出される。同様に、オクタン価が“８０”である場合の下限値L_Lmt80と、オクタン価が“７０”である場合の下限値L_Lmt70とから、補間処理によって、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに対応するＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の下限値L_Lmt_Pmiが算出される。
【００８７】
上記補間処理では、ガソリンのオクタン価とＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値との間の関係、並びに、ガソリンのオクタン価とＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の下限値との間の関係が、それぞれ一次関数（直線）により近似され、その一次関数を用いて、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに対応するＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値H_Lmt_Pmiと下限値L_Lmt_Pmiとが算出される。
【００８８】
この場合、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲は、前記したように、ガソリンのオクタン価が“８０”である場合よりも、“７０”である場合の方が、Ｐｍｉの低い領域側（要求負荷の低い領域側）に拡大している。このため、Ｓ１０２の処理によって、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが低いほど、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲が低負荷側（Ｐｍｉがより低い側）に拡大するように、該ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲がガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに応じて可変的に設定されることとなる。
【００８９】
図５の説明に戻って、次に、運転モード決定手段３０ｂは、Ｓ１０３の判断処理を実行する。このＳ１０３の判断処理では、Ｓ１０１で取得した目標Ｐｍｉが、上記の如く決定したＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲の上限値H_Lmt_Pmiと下限値L_Lmt_Pmiとの間に存するか否か（L_Lmt_Pmi≦目標Ｐｍｉ≦H_Lmt_PmiHであるか否か）を判断する。
【００９０】
そして、この判断結果が否定的である場合、すなわち、目標ＰｍｉがＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲から逸脱している場合には、運転モード決定手段３０ｂは、内燃機関５の運転モードとしてＳＩ運転モードを設定する（Ｓ１０４）。また、Ｓ１０３の判断結果が肯定的である場合、目標ＰｍｉがＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲に存する場合には、運転モード決定手段３０ｂは、内燃機関５の運転モードとしてＨＣＣＩ運転モードを設定する（Ｓ１０５）。
【００９１】
以上が図４のＳ１における運転モード決定手段３０ｂの処理の詳細である。
【００９２】
補足すると、本実施形態では、Ｓ１０３〜Ｓ１０５の処理によって、本発明における着火方式選択ステップが実現されることとなる。
【００９３】
なお、本実施形態では、２種類のＨＣＣＩ運転範囲設定用データを用いたが、さらに多くのＨＣＣＩ運転範囲設定用データを用いてもよい。
【００９４】
次に、ＥＣＵ３０は、図４のＳ２〜Ｓ８において、前記運転制御手段３０ｃの処理を実行する。
【００９５】
すなわち、運転制御手段３０ｃは、まず、Ｓ２において、前記Ｓ１で決定された内燃機関５の運転モードがＨＣＣＩ運転モードであるか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、さらにＳ３において、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換えが完了した状態であるか否かを判断する。
【００９６】
ここで、連続的なＳＩ運転時と、連続的なＨＣＣＩ運転時とでは、内燃機関５の各気筒４１に分離タンク３から供給すべきガソリンとエタノール水溶液との供給割合等、内燃機関５の運転制御形態が相違するため、ＳＩ運転とＨＣＣＩ運転との間の切換えを急激に行うと、内燃機関５のノッキングや失火、排気中のＮＯx等の増加を招く恐れがある。
【００９７】
このため、本実施形態では、運転制御手段３０ｃは、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換時と、ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換時には、一時的な所定期間（内燃機関５の回転数に同期した所定期間）において、それらの切換用の運転制御を行う。
【００９８】
上記Ｓ３の判断処理は、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換用の運転制御を行うための所定期間が経過したか否かを判断する処理である。そして、このＳ３の判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、ＨＣＣＩ運転用制御の処理を実行する（Ｓ５）。また、Ｓ３の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換用制御の処理を実行する（Ｓ６）。
【００９９】
一方、前記Ｓ２の判断結果が否定的である場合、すなわち、Ｓ１で決定された運転モードがＳＩ運転モードである場合には、運転制御手段３０ｃは、前記Ｓ３の判断処理の場合と同様に、Ｓ４において、ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換えが完了したか否か（ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換用の運転制御を行うための所定期間が経過したか否か）を判断する。そして、このＳ３の判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、ＳＩ運転用制御の処理を実行する（Ｓ７）。また、Ｓ３の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換用制御の処理を実行する（Ｓ８）。
【０１００】
上記Ｓ５〜Ｓ８の制御処理をより具体的に以下に説明する。
【０１０１】
まず、図８〜図１３を参照して、Ｓ５におけるＨＣＣＩ運転用制御の処理とＳ７におけるＳＩ運転用制御の処理とを説明する。これらの処理では、運転制御手段３０ｃは、図８のブロック図に示す処理を実行することによって、内燃機関５の各気筒４１の燃焼サイクル毎に、前記燃料噴射弁６によるガソリンの噴射量と前記燃料噴射弁７によるエタノール水溶液の噴射量とをそれぞれ規定する操作量（制御入力）としてのガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを決定し、その決定した燃料噴射時間Ti_Ga，Ti_EWに応じて、それぞれ燃料噴射弁６，７の動作（開弁時間）を制御する
具体的には、運転制御手段３０ｃは、まず、エタノール基本供給割合決定部３０１の処理を実行する。この処理では、内燃機関５の現在の回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉと、現在のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮとから、各気筒４１に分離タンク３から供給する燃料全体中のエタノールの割合いの基本値であるエタノール基本供給割合Et_inj_rbが決定される。
【０１０２】
ここで、本実施形態では、エタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定するために、ＨＣＣＩ運転モード及びＳＩ運転モードの各運転モード毎に、ガソリンのオクタン価の代表的な複数種類の値、例えば、“８０”と“７０”との２種類の値のそれぞれに対応して、回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉと、エタノール基本供給割合Et_inj_rbとの間の関係を規定するデータとして、図９（ａ），（ｂ）及び図１０（ａ），（ｂ）に例示するマップデータがあらかじめＥＣＵ３０に記憶保持されている。図９（ａ）は、運転モードがＨＣＣＩ運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“８０”である場合に対応するマップデータ、図９（ｂ）は、運転モードがＨＣＣＩ運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“７０”である場合に対応するマップデータ、図１０（ａ）は、運転モードがＳＩ運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“８０”である場合に対応するマップデータ、図１０（ｂ）は、運転モードがＳＩ運転モードであり、且つ、ガソリンのオクタン価が例えば“７０”である場合に対応するマップデータである。
【０１０３】
これらのマップデータは、分離タンク３内の実際のガソリンのオクタン価が、各マップデータに対応するオクタン価に一致することを前提とすると共に、内燃機関５の運転状態が、機関温度（冷却水温）、吸気温度、潤滑油の温度等（内燃機関５の回転数及び要求負荷以外の運転条件）がある標準的な範囲内に収まるような定常運転状態であることを前提として、ノッキングや失火などを発生することなく、内燃機関５のＨＣＣＩ運転又はＳＩ運転をできるだけ高効率で行い、また、排気中のＮＯｘ等をできるだけ低減させることができるように設定されている。
【０１０４】
この場合、ＨＣＣＩ運転モード及びＳＩ運転モードのいずれの運転モードにおいても、目標Ｐｍｉが比較的高いものとなる領域（要求負荷が比較的高い領域）において、ガソリンのオクタン価が“８０”である場合よりも、該オクタン価が“７０”である場合の方が、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが大きくなるように上記マップデータが設定されている。また、ＨＣＣＩ運転モード及びＳＩ運転モードのいずれの運転モードにおいても、目標Ｐｍｉが（ひいては要求負荷が）高いほど、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが大きくなるように上記マップデータが設定されている。
【０１０５】
エタノール基本供給割合決定部３０１は、これらマップデータを使用して、内燃機関５の現在の回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉと、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮとに対応するエタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定する。
【０１０６】
具体的には、エタノール基本供給割合決定部３０１は、前記Ｓ５のＨＣＣＩ運転用制御においては、内燃機関５の現在の回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉから、ガソリンのオクタン価が“８０”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbと、ガソリンのオクタン価が“７０”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbとをそれぞれ、図９（ａ）のマップデータ、図９（ｂ）のマップデータに基づいて求める。そして、これらのエタノール基本供給割合Et_inj_rbから、前記運転モード決定手段３０ｂの処理部Ｓ１０２ｃと同様の補間処理によって、現在のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに対応するエタノール基本供給割合Et_inj_rbを算出する。
【０１０７】
また、前記Ｓ７のＳＩ運転用制御においては、エタノール基本供給割合決定部３０１は、内燃機関５の現在の回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉから、ガソリンのオクタン価が“８０”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbと、ガソリンのオクタン価が“７０”であると仮定した場合のエタノール基本供給割合Et_inj_rbとをそれぞれ、図１０（ａ）のマップデータ、図１０（ｂ）のマップデータに基づいて求める。そして、これらのエタノール基本供給割合Et_inj_rbから、前記運転モード決定手段３０ｂの処理部Ｓ１０２ｃと同様の補間処理によって、現在のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに対応するエタノール基本供給割合Et_inj_rbを算出する。
【０１０８】
この場合、ガソリンのオクタン価が“８０”である場合と、“７０”である場合とで、前記の如く、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが設定されているので、ＨＣＣＩ運転モード及びＳＩ運転モードのいずれの運転モードにおいても、目標Ｐｍｉが比較的高いものとなる領域（要求負荷が比較的高い領域）において、該目標Ｐｍｉと回転数検出値Ｎｅとを一定とした場合、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが低いほど、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが高くなり、また、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが高いほど、エタノール基本供給割合Et_inj_rbが低くなる。
【０１０９】
次いで、運転制御手段３０ｃは、上記の如く求めたエタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正する処理を処理部３０２，３０３で実行することで、内燃機関５の各気筒４１に対する実際のエタノールの供給割合である実エタノール供給割合Et_inj_ratを決定する。
【０１１０】
処理部３０２での補正処理は、内燃機関５のＨＣＣＩ運転時（前記Ｓ５のＨＣＣＩ運転用制御時）に、各気筒４１での燃料の実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期からずれるのを防止するために後述する如く決定される燃焼時期調整用補正係数K_hcciをエタノール基本供給割合Et_inj_rbを乗じることによって、該エタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正する処理である。
【０１１１】
また、処理部３０３での補正処理は、内燃機関５のＳＩ運転時（前記Ｓ７のＳＩ運転用制御時）に、内燃機関５のノッキングの発生を防止するために後述する如く決定されるノッキング防止用補正係数K_siをエタノール基本供給割合Et_inj_rbを乗じることによって、該エタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正する処理である。
【０１１２】
なお、内燃機関５のＨＣＣＩ運転時（前記Ｓ５のＨＣＣＩ運転用制御時）には、K_si＝１とされ、処理部３０３での補正処理は実質的に省略される。また、内燃機関５のＳＩ運転時（前記Ｓ７のＳＩ運転用制御時）には、K_hcci＝１とされ、処理部３０２での補正処理は実質的に省略される。従って、ＨＣＣＩ運転時には、Et_inj_rat＝Et_inj_rb×K_hcciにより、実エタノール供給割合Et_inj_ratが決定され、ＳＩ運転時には、Et_inj_rat＝Et_inj_rb×K_siにより、実エタノール供給割合Et_inj_ratが決定されることとなる。
【０１１３】
前記燃焼時期調整用補正係数K_hcciは、内燃機関５のＨＣＣＩ運転時に、前記イオン電流センサ５９の出力を利用して、以下に説明する如く運転制御手段３０ｃにより決定される。
【０１１４】
まず、イオン電流センサ５９の出力と、内燃機関５の各気筒４１における燃料の実際の燃焼時期との関係について図１１参照して説明する。図１１はイオン電流センサ５０の出力が示す各気筒４１のイオン電流の検出値の波形（横軸をクランク角とした波形）を例示している。その波形は、各燃焼サイクルにおいて、クランク角がある値CA_ionmaxである時にピーク値（最大値）を持つような波形となる。そして、イオン電流の検出値が、最大値となるクランク角CA_ionmax（以下、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxという）は、各気筒４１における燃料の実際の燃焼時期と強い相関性を有し、該燃焼時期を表す指標値となる。
【０１１５】
そこで、本実施形態では、各気筒４１におけるイオン電流ピーククランク角CA_ionmaxを、実際の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータとして用いる。そして、運転制御手段３０ｃは、イオン電流センサ５９の出力の時系列を基に、燃焼時期指標パラメータとしてイオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの値を逐次検出するようにしている。これにより、本発明における第５ステップが実現される。
【０１１６】
そして、運転制御手段３０ｃは、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの検出値を、各気筒４１における目標とする燃焼時期に相当するイオン電流ピーククランク角の目標値CA_ionmax_objに一致させるように、フィードバック制御則により前記燃焼時期調整用補正係数K_hcciを逐次決定する。具体的には、運転制御手段３０ｃは、各気筒４１の燃焼サイクルに同期して、図１２のブロック図に示す処理を実行することによって、前記燃焼時期調整用補正係数K_hcciを逐次決定する。すなわち、運転制御手段３０ｃは、演算部３０２ａにより、イオン電流ピーククランク角の目標値CA_ionmax_objと、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの現在の検出値との偏差ΔCA_ionmax（＝CA_ionmax_obj−CA_ionmax）を算出する。この場合、目標値CA_ionmax_objは、内燃機関５の現在の回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉから図示しないマップデータに基づいて決定される。さらに、運転制御手段３０ｃは、この偏差ΔCA_ionmaxから、該偏差ΔCA_ionmaxを“０”に収束させるように、Ｆ／Ｂ演算部３０２ｂにより燃焼時期調整用補正係数K_hcciを算出する。この場合、Ｆ／Ｂ演算部３０２ｂにおけるフィードバック制御則としては、例えば比例則を用いる。すなわち、Ｆ／Ｂ演算部３０２ｂは、ΔCA_ionmaxに所定のゲイン（比例ゲイン）を乗じ、これに“１”を加えることで燃焼時期調整用補正係数K_hcciを算出する。なお、上記フィードバック制御則は、比例則に限られるものではなく、ＰＩＤ則などの他の制御則を使用してもよい。
【０１１７】
以上の如く、燃焼時期調整用補正係数K_hcciは、ＨＣＣＩ運転時（前記Ｓ５のＨＣＣＩ運転用制御時）に、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxの検出値を目標値CA_ionmax_objに一致させるように、ひいては、各気筒４１における実際の燃焼時期を目標とする燃焼時期に一致させるようにフィードバック制御則により決定される。この場合、実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期よりも遅角している場合には、各気筒４１に供給する燃料全体に対するエタノールの供給割合を減少させて、該燃料全体のオクタン価を低下させるために、燃焼時期調整用補正係数K_hcciは“１”よりも小さい値に決定される。また、実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期よりも進角している場合には、各気筒４１に供給する燃料全体に対するエタノールの供給割合を増加させて、該燃料全体のオクタン価を高めるために、燃焼時期調整用補正係数K_hcciは“１”よりも大きい値に決定される。
【０１１８】
なお、本実施形態では、実際の燃焼時期を表す燃焼時期指標パラメータとして、イオン電流ピーククランク角CA_ionmaxを用いたが、該燃焼時期指標パラメータとしては、例えば、各気筒４１の筒内圧力を用いるようにしてもよい。
【０１１９】
補足すると、図８の処理部３０２の処理と、図１２のブロック図で示す処理とによって、本発明における第６ステップが実現される。
【０１２０】
また、前記ノッキング防止用補正係数K_siは、内燃機関５のＳＩ運転時に、図１３のフローチャートに示す処理によって、運転制御手段３０ｃが逐次決定する。
【０１２１】
すなわち、運転制御手段３０ｃは、ＳＩ運転時に、図示しないノッキング検知用センサの出力を基に、ノッキングの発生が検出されたか否かをＳ３３１で判断する。なお、ノッキング検知用センサは、機関基体４２の振動や、各気筒４１の筒内圧、燃焼音などを検出するセンサ等により構成される。また、Ｓ３３１の処理により、本発明における第７ステップが実現される。
【０１２２】
Ｓ３３１の判断結果が肯定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、ノッキング防止用補正係数K_siの値を所定値だけ増加させる（Ｓ３３２）。なお、ノッキング防止用補正係数K_isの初期値（内燃機関５の運転開始時、あるいは、ＳＩ運転の開始時の値）は“１”に設定される。
【０１２３】
また、Ｓ３３１の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段３０ｃはさらに、Ｓ３３３において、ノッキングの未検出状態（Ｓ３３１の判断結果が否定的となる状態）が、所定時間以上継続したか否かを判断する。この判断結果が、肯定的である場合、すなわち、所定時間以上継続して、ノッキングの発生が検出されなかった場合には、運転制御手段３０ｃは、Ｓ３３４において、ノッキング防止用補正係数K_siの値を所定値だけ減少させる。そして、Ｓ３３３の判断結果が否定的である場合には、運転制御手段３０ｃは、Ｓ３３４の処理を省略し、ノッキング防止用補正係数K_siの値を現状に維持する。
【０１２４】
以上のようにして、ノッキング防止用補正係数K_siの値は、ノッキングの発生が検出されると増加するように決定される。そして、ノッキングの発生が検出されない場合には、その状態が所定時間以上、継続することを条件として、ノッキング防止用補正係数K_siの値が減少される。
【０１２５】
これにより、内燃機関５のＳＩ運転時に、ノッキングが発生すると、各気筒４１に供給する燃料全体に対するエタノールの供給割合を増加させ、ひいては、該燃料全体のオクタン価を高めるように、ノッキング防止用補正係数K_siの値が決定される。
【０１２６】
補足すると、図８の処理部３０３の処理と、図１３のＳ３３２、３３４の処理によって、本発明における第８ステップが実現される。
【０１２７】
図８の説明に戻って、運転制御手段３０ｃは、次に、エタノール要求噴射量決定部３０４の処理を実行する。このエタノール要求噴射量決定部３０４は、内燃機関５の現在の回転数検出値Ｎｅおよび目標ＰＭｉと、上記の如く決定された実エタノール供給割合Et_inj_ratとを基に、前記燃料噴射弁７によるエタノールの要求噴射量Et_injを決定する。この処理は例えば、次のように実行される。
【０１２８】
すなわち、エタノール要求噴射量決定部３０４は、まず、現在の回転数検出値Ｎｅおよび目標Ｐｍｉから、あらかじめＥＣＵ３０に記憶保持されたマップデータ（図示省略）により、目標Ｐｍｉを実現するために内燃機関５の各気筒４１に供給すべき燃料全体の総発熱量を要求総発熱量として求め、その要求総発熱量を発生するために必要なエタノールの量を、エタノール要求総量Inj_allとして求める。該エタノール要求総量Inj_allは、上記要求総発熱量を、エタノールの低位発熱量により除算することで算出される。
【０１２９】
そして、エタノール要求噴射量決定部３０４は、上記のようにして求めたエタノール要求総量Inj_allに、前記実エタノール供給割合Et_inj_ratを乗じることによって、エタノール要求噴射量Et_injを算出する。
【０１３０】
運転制御手段３０ｃは、次に、ガソリン要求噴射量決定部３０５の処理と、演算部３０６の処理とを実行する。この場合、ガソリン要求噴射量決定部３０５は、エタノール要求噴射量決定部３０４で上記の如く求められたエタノール要求噴射量Et_injとエタノール要求総量Inj_allとから次式（１）により、ガソリン要求噴射量Ga_injを算出する。
【０１３１】
Ga_inj＝((Inj_all−Et_inj）×エタノールの低位発熱量）／ガソリンの低位発熱量
……（１）
この式（１）の分子は、エタノール要求総量Inj_allに相当する前記要求総発熱量から、エタノール要求噴射量Et_injに相当する発熱量を差し引いた残余の発熱量を意味する。従って、その残余の発熱量を発生するために必要なガソリンの量が、ガソリン要求噴射量Ga_injとして算出される。なお、式（１）におけるガソリンの低位発熱量は、基準のオクタン価（例えば“８０”あるいは“７０”）のガソリンの低位発熱量である。
【０１３２】
また、演算部３０６の処理では、エタノール要求噴射量決定部３０４で算出されたエタノール要求噴射量Et_injを、前記第２エタノール濃度センサ２２の出力が示すエタノール水溶液濃度EW_rの検出値により除算することによって、エタノール水溶液要求噴射量EW_injが求められる。
【０１３３】
なお、前記ガソリン要求噴射量Ga_injは、次のようにして決定してもよい。すなわち、前記要求総発熱量を発生するために必要なガソリンの量としてのガソリン要求総量を求め（要求総発熱量をガソリンの低位発熱量で除算する）、そのガソリン要求総量に、前記実エタノール供給割合Et_inj_ratに対応するガソリンの供給割合（＝１００−Et_inj_rat［％］）を乗じることによって、ガソリン要求噴射量Ga_injを決定する。この場合には、ガソリン要求噴射量Ga_injをエタノール要求噴射量Et_injよりも先に決定するようにしてもよい。
【０１３４】
次いで、運転制御手段３０ｃは、流量・時間変換部３０７，３０８の処理を実行する。
【０１３５】
この場合、流量・時間変換部３０７は、ガソリン要求噴射量決定部３０５で決定されたガソリン要求噴射量Ga_injから、あらかじめＥＣＵ３０に記憶保持されたテーブルデータまたは所定の演算式に基づいて、前記ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaを求める。また、流量・時間変換部３０８は、演算部３０６で求められたエタノール水溶液要求噴射量EW_injから、あらかじめＥＣＵ３０に記憶保持されたテーブルデータまたは所定の演算式に基づいて、前記エタノール用燃料噴射時間Ti_EWを求める。
【０１３６】
運転制御手段３０ｃは、前記Ｓ５のＨＣＣＩ運転用制御時と、前記Ｓ７のＳＩ運転用制御時とにおいて、上記の如く決定したガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWに従って、それぞれ燃料噴射弁６，７の開弁時間を制御する。この場合、運転制御手段３０ｃは、各燃料噴射弁５，６の開弁開始タイミング（噴射タイミング）を、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標Ｐｍｉとから図示しないマップデータに基づいて決定したタイミングに制御する。なお、該マップデータは、ＨＣＣＩ運転用とＳＩ運転用とで各別に用意される。
【０１３７】
また、ＳＩ運転時（Ｓ７のＳＩ運転用制御時）には、運転制御手段３０ｃは、前記点火プラグ３０の放電タイミング、すなわち、燃料の点火時期を、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標Ｐｍｉとから図示しないマップデータに基づいて決定したタイミングに制御する。
【０１３８】
また、ＨＣＣＩ運転時とＳＩ運転時とにおいて、運転制御手段３０ｃは、スロットル弁５４を次のように制御する。すなわち、内燃機関５の現在の回転数検出値ＮＥと目標Ｐｍｉとから、図示しないマップデータに基づき、目標Ｐｍｉを実現するために適切な内燃機関５の目標吸気圧を決定する。なお、該マップデータは、ＨＣＣＩ運転用とＳＩ運転用とで各別に用意される。そして、運転制御手段３０ｃは、この目標吸気圧に、前記吸気圧センサ５８の出力が示す吸気圧の検出値を一致させるように、フィードバック制御によりスロットル弁５４の開度を制御する。
【０１３９】
以上が、Ｓ５のＨＣＣＩ運転用制御、及びＳ７のＳＩ運転用制御の処理の詳細である。
【０１４０】
なお、ＨＣＣＩ運転用制御とＳＩ運転用制御のいずれにおいても、実エタノール供給割合Et_inj_ratを決定する際に、燃焼時期調整用補正係数K_hcci又はノッキング防止用補正係数K_siによる補正処理に加えて、内燃機関５の運転状態が比較的急激に変化する過渡期における燃焼状態の適正化等を目的とした補正処理をエタノール基本供給割合Et_inj_rbに施すようにしてもよい。また、ＳＩ運転用制御においては、前記空燃比センサ６０で検出された空燃比を目標とする空燃比に一致させるための補正処理をエタノール基本供給割合Et_inj_rbに施すようにしてもよい。さらに、ＨＣＣＩ運転制御時とＳＩ運転制御時のいずれにおいても、前記界面高さH_FLやメインタンク２内のエタノール含有割合Et_rに応じて実エタノール供給割合Et_inj_ratを適宜調整することで、分離タンク３内のガソリンの残量とエタノール水溶液の残量とが過度に不均衡になるのを防止するようにしてもよい。
【０１４１】
次に、前記Ｓ６及びＳ７の切換用制御の処理を説明する。なお、これらの処理は、ＨＣＣＩ運転時の制御処理又はＳＩ運転時の制御処理と同様の処理に付加的な処理を組み合わせたものである。
【０１４２】
前記Ｓ６の処理、すなわち、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換用制御の処理では、運転制御手段３０ｃは、ＨＣＣＩ運転時と同じ処理により、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを算出する。ただし、ここで、算出するTi_Ga，Ti_EWは、内燃機関５の運転制御のために実際に使用する噴射時間そのものではないので、以降の説明では、便宜上、それぞれをガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWという。
【０１４３】
そして、運転制御手段３０ｃは、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを、それぞれ、ＳＩ運転の終了時（運転モードがＳＩ運転モードからＨＣＣＩ運転モードに切り換わった直前のタイミング）に算出された値から、所定の変化パターンで徐々に変化させ、最終的に、上記ガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWに収束させるように逐次決定する。
【０１４４】
運転制御手段３０ｃは、このように決定したガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWに従って、それぞれ燃料噴射弁６，７の開弁時間を制御する。この場合、運転制御手段３０ｃは、各燃料噴射弁５，６の開弁開始タイミング（噴射タイミング）を、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標Ｐｍｉとから図示しないマップデータ（ＨＣＣＩ運転用のマップデータ）に基づいて決定したタイミングに制御する。さらに、運転制御手段３０ｃは、点火プラグ３０による点火時期を、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標ＰｍｉとからＳＩ運転時と同じマップデータに基づいて決定した基本タイミングに、所定の変化パターンの補正量を加えたタイミングに逐次制御し、最終的に点火プラグ３０の放電動作を停止させる。なお、スロットル弁５４の制御は、ＨＣＣＩ運転時と同じである。
【０１４５】
以上が前記Ｓ６における、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換用制御の処理である。
【０１４６】
また、前記Ｓ７の処理、すなわち、ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換用制御の処理では、運転制御手段３０ｃは、ＳＩ運転時と同じ処理により、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを算出する。ただし、ここで、算出するTi_Ga，Ti_EWは、前記Ｓ７の処理の場合と同様に、内燃機関５の運転制御のために実際に使用する噴射時間そのものではないので、以降の説明では、それぞれをガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWという。
【０１４７】
そして、運転制御手段３０ｃは、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWを、それぞれ、ＨＣＣＩ運転の終了時（運転モードがＨＣＣＩ運転モードからＳＩ運転モードに切り換わった直前のタイミング）に算出された値から、所定の変化パターンで徐々に変化させ、最終的に、上記ガソリン用燃料噴射参照値Ti_Ga、エタノール用燃料噴射参照値Ti_EWに収束させるように逐次決定する。
【０１４８】
運転制御手段３０ｃは、このように決定したガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWに従って、それぞれ燃料噴射弁６，７の開弁時間を制御する。この場合、運転制御手段３０ｃは、各燃料噴射弁５，６の開弁開始タイミング（噴射タイミング）を、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標Ｐｍｉとから図示しないマップデータ（ＨＣＣＩ運転用のマップデータ）に基づいて決定したタイミングに制御する。さらに、運転制御手段３０ｃは、点火プラグ３０による点火時期を、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標ＰｍｉとからＳＩ運転時と同じマップデータに基づいて決定した基本タイミングに、所定の変化パターンの補正量を付加したタイミングに逐次制御し、最終的に該点火時期を上記基本タイミングに収束させる。なお、スロットル弁５４の制御は、ＳＩ運転時と同じである。
【０１４９】
以上が前記Ｓ７における、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切換用制御の処理である。
【０１５０】
次に、前記ガソリンオクタン価推定手段３０ａの処理を説明する。この処理は、本発明におけるガソリンオクタン価推定ステップを実現するものである。
【０１５１】
ＥＣＵ３０は、ガソリンオクタン価推定手段３０ａによって、図１４のフローチャートに示す処理を所定の演算処理周期で実行する。なお、この処理は、前記運転モード決定手段３０ｂ及び運転制御手段３０ｃの処理よりも低速で行われる。
【０１５２】
ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、まず、Ｓ１１において、前記したセンサの出力から、内燃機関５の運転状態を検出する。具体的には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅ及び目標Ｐｍｉを前記Ｓ１０１（図５を参照）と同様に取得すると共に、さらに図示しないセンサによって内燃機関５の冷却水温の検出値、吸気温度の検出値、潤滑油の温度の検出値などを取得する。
【０１５３】
次いで、Ｓ１２において、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、分離タンク３の燃料流出積算量が所定値よりも小さいか否かを判断する。ここで、上記燃料流出積算量は、メインタンク２へのメイン燃料の補充（以下、給油という）が行われた後に、分離タンク３から流出した燃料（ガソリン及びエタノール水溶液）の総積算量、すなわち、分離タンク３内の燃料全体の総使用量を意味する。この燃料流出積算量は、本実施形態では、分離タンク３から内燃機関５に供給した燃料の積算量と分離タンク３からガソリン戻し通路１８を介してメインタンク２に戻されたガソリンの積算量との総和である。そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、メインタンク２の給油がおこなれる毎に、燃料流出積算量を“０”にリセットすると共に、各回の給油後から次の給油時まで、燃料流出積算量を算出するようにしている。この場合、ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaおよびエタノール用燃料噴射時間Ti_EWによりそれぞれ規定されるガソリンの供給量とエタノール水溶液の供給量とを累積加算することで、分離タンク３から内燃機関５に供給された燃料の積算量が算出される。また、前記流量制御弁１９に対する制御指令により規定されるガソリン戻し通路１８の流量を累積加算することで、分離タンク３からメインタンク２に戻されたガソリンの積算量が算出される。そして、これらの積算量の総和を求めることで、分離タンク３の燃料流出積算量が算出される。
【０１５４】
なお、次回の給油時までの燃料流出積算量の算出値は、内燃機関５の運転停止中は、ＥＥＰＲＯＭ等の図示しない不揮発性メモリに記憶保持される。
【０１５５】
Ｓ１２の判断結果が肯定的であるということは、メインタンク２への給油後に分離タンク３から流出した燃料の総積算量が小さく、給油直後の状態であることを意味する。この場合には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、次に、Ｓ１３において、内燃機関５の現在の冷却水温（Ｓ１１で取得した検出値）が所定温度よりも低いか否か、すなわち、内燃機関５が冷機状態であるか否かを判断する。
【０１５６】
ここで、本実施形態では、内燃機関５の運転中に、基本的には、後述するＨＣＣＩ運転時用オクタン価推定処理、又は、ＳＩ運転時用オクタン価推定処理により分離タンク３内のガソリンのオクタン価を推定する（ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを決定する）。ただし、各気筒４１での燃料の燃焼が不安定なものとなりやすい内燃機関５の冷機状態では、ＨＣＣＩ運転時用オクタン価推定処理、又は、ＳＩ運転時用オクタン価推定処理にゆるガソリンのオクタン価の推定精度が低下しやすい。
【０１５７】
そこで、Ｓ１３の判断結果が肯定的である場合には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、Ｓ１４において、給油直後用オクタン価推定処理を実行する。
【０１５８】
また、Ｓ１２の判断結果又はＳ１３の判断結果が否定的でる場合には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、Ｓ１５において、前回の運転モード（前回の演算処理周期での運転モード）がＨＣＣＩ運転モードであるか否かを判断する。そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、Ｓ１５の判断結果が肯定的である場合には、ＨＣＣＩ運転時用オクタン価推定処理を実行し（Ｓ１６）、否定的である場合には、ＳＩ時運転用オクタン価推定処理を実行する（Ｓ１７）。
【０１５９】
以下に、前記給油直後用オクタン価推定処理、ＨＣＣＩ運転時オクタン価推定処理、ＳＩ運転時オクタン価推定処理を具体的に説明する。
【０１６０】
給油直後用オクタン価推定処理は、次のように実行される。ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、メインタンク２の給油が行われた場合に、給油直後用オクタン価推定処理の事前準備処理を実行する。この事前準備処理は、メインタンク２の給油が行われる毎に実行され、後述する変化率dRon/dQgを算出しておく処理である。
【０１６１】
この事前準備処理では、メインタンク２の給油開始時と給油終了時とにおいて、メインタンク２内の混合燃料の残量と、該混合燃料中のエンタノール含有割合とが前記メイン燃料残量センサ２３及び前記第１エタノール濃度センサ２０を介して検出される。また、給油開始時における分離タンク３内のガソリンの残量VolGが前記フロートセンサ２１の出力（界面高さH_FLの検出値）から計測される。これにより、本発明における第１ステップが実現される。
【０１６２】
そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、メインタンク２の給油前後における前記メイン燃料残量センサ２３による検出値と、前記第１エタノール濃度センサ２０による検出値とを用いて、メインタンク２に新たに補充されたメイン燃料（以下、補充燃料という）のエタノール含有割合Et_rBを推定する。具体的には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、メインタンク２の給油開始時にメイン燃料残量センサ２３を介して検出されたメインタンク２内のメイン燃料の残量（体積）VolAと、給油終了時にメイン燃料残量センサ２３に検出されたメインタンク２内のメイン燃料の残量（体積）VolCと、給油開始時に第１エタノール濃度センサ２０により検出されたメイン燃料のエタノール含有割合Et_rAと、給油終了時に第１エタノール濃度センサ２０により検出されたメイン燃料のエタノール含有割合Et_rCとから次式（２）により、補充燃料中のエタノール含有割合Et_rBを推定する。これにより、本発明におえる第２ステップが実現される。
【０１６３】
Et_rB＝（Et_rC×VolC−Et_rA×VolA）／VolB      ……（２）
ただし、VolB＝VolC−VolA
なお、式（２）の右辺の分子は、給油後のメイン燃料のエタノールの体積（＝Et_rC×VolC）と、給油前のメイン燃料のエタノールの体積（＝Et_rA×VolA）との差、すなわち、補充燃料のエタノールの体積を表している。また、式（２）の分母は、補充燃料の体積を表している。
【０１６４】
次いで、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、上記の如く推定した補充燃料のエタノール含有割合Et_rBから、該補充燃料のガソリンの概略的なオクタン価RonBを推定する。
【０１６５】
ここで、本実施形態では、Ｅ１０燃料、Ｅ２０燃料など、メインタンク２に補充され得る代表的な複数種類のメイン燃料のガソリンの標準的なオクタン価の値がデータベースとしてＥＣＵ３０にあらかじめ記憶保持されている。その標準的なオクタン価の値は、例えばＥ１０燃料では“８０”、Ｅ２０燃料では“７０”である。そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、補充燃料のエタノール含有割合Et_rBの推定値から、上記データベールを参照することで、該推定値に対応するメイン燃料の種類を特定し、その特定した種類のメイン燃料の標準的なオクタン価の値を補充燃料のガソリンのオクタン価RonBの概略的な推定値として決定する。これにより、本発明における第３ステップが実現される。
【０１６６】
次いで、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、上記の如く推定した補充燃料のガソリンのオクタン価RonBと、給油前のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonAと、前記式（２）の演算で用いた給油前後のメイン燃料の残量VolA，VolCの検出値及び補充燃料の体積VolB（＝ＶolC−VolA）とから、次式（３）により、給油後のメインタンク２内のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCを推定する。
【０１６７】
RonC＝（RonA×VolA＋RonB×VolB）／VolC      ……（３）
すなわち、VolA／VolC，VolB／VolCを重み係数として、RonAとRonBとの重み付き平均を求めることにより、給油後のメインタンク２内のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCを推定する。この場合、給油前のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonAの値としては、給油前の内燃機関５の運転中に、ガソリンオクタン価推定手段３０ａが推定した分離タンク３内のガソリンのオクタン価である前記ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの最新値が用いられる。
【０１６８】
ここで、分離タンク３内のガソリンは、給油直後では、メインタンク２内のメイン燃料のガソリンそのものではないものの、内燃機関５の運転を行う（分離タンク３内のガソリンを消費する）ことによって、メインタンク２内のメイン燃料のガソリンで置換されていく。
【０１６９】
この場合、分離タンク３内のガソリンのオクタン価は、図１５のグラフで示す如く、メインタンク２の給油前における値（＝RonA）を初期値として、その初期値からほぼ直線的に、給油後のメインタンク２内のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCに向かって変化していくこと考えられる。なお、図１５のグラフでは、例示的にRonA＞RonCとしている。また、図１５の横軸のガソリン流出積算量は、給油後に分離タンク３から流出したガソリンの積算量を意味する。
【０１７０】
そこで、本実施形態では、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、前記式（３）により算出した給油後のメイン燃料のガソリンのオクタン価RonCの推定値と、給油前の分離タンク３のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの最新値（＝RonA）と、給油開始時の前記フロートセンサ２１の出力（界面高さH_FLの検出値）から計測された分離タンク３内のガソリンの残量VolGとから、次式（４）により、分離タンク３のガソリン流出積算量に対する、分離タンク３内のガソリンのオクタン価の変化率dRon/dQg（すなわち、図５のグラフの傾き）を算出し、この値を次回の給油時まで記憶保持しておく。これにより前記事前準備処理が完了する。
【０１７１】
dRon/dQg＝（RonC−RonA）／VolG      ……（４）
補足すると、本実施形態では、前記式（３）によりオクタン価RonCを推定する処理と、式（４）とにより、変化率dRon/dQgを算出する処理とによって、本発明における第４ステップが実現される。この場合、変化率dRon/dQgは、給油後における分離タンク３内のガソリンの使用量（流出量）と該分離タンク３内のガソリンのオクタン価の変化との間の関係を規定するパラメータとしての意味を持つ。
【０１７２】
そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、前記給油直後オクタン価推定処理では、上記の如く事前準備処理で決定した変化率dRon/dQgを使用して、分離タンク３のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求める。
【０１７３】
具体的には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、前記燃料流出積算量と同様に、給油後に分離タンク３から流出したガソリンの積算量である前記ガソリン流出積算量を計測しておく。この場合、前記ガソリン用燃料噴射時間Ti_Gaにより規定されるガソリンの供給量を累積加算することで、分離タンク３から内燃機関５に供給されたガソリンの積算量が算出される。また、前記流量制御弁１９に対する制御指令により規定されるガソリン戻し通路１８の流量を累積加算することで、分離タンク３からメインタンク２に戻されたガソリンの積算量が算出される。そして、これらの積算量の総和を求めることで、分離タンク３のガソリン流出積算量が算出される。あるいは、前記燃料流出積算量から、前記エタノール用燃料噴射時間Ti_EWにより規定されるエタノール水溶液の供給量を累積加算てなる値（分離タンク３から内燃機関５に供給されたエタノール水溶液の積算量）を減じることによって、ガソリン流出積算量を算出するようにしてもよい。
【０１７４】
そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、上記の如く求めたガソリン流出積算量と、給油前の分離タンク３のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの最新値（＝RonA）と、前記変化率dRon/dQgとから次式（５）により、新たなガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求める。
【０１７５】
ＲＯＮ＝RonA＋（dRon/dQg）×ガソリン流出積算量      ……（５）
以上が、給油直後オクタン価推定処理の詳細である。なお、図１４のフローチャートから判るように、給油直後オクタン価推定処理は、給油直後で、且つ、内燃機関５が冷機状態である場合にのみ実行される推定処理である。
【０１７６】
次に、ＨＣＣＩ運転時オクタン価推定処理を説明する。この推定処理では、ＨＣＣＩ運転時にエタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正するための燃焼時期調整用補正係数K_hcciがガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求めるために使用される。
【０１７７】
ここで、前記エタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定するために用いるマップデータ（図９（ａ），（ｂ）並びに図１０（ａ），（ｂ）のマップデータ）は、前記したように、分離タンク３内の実際のガソリンのオクタン価が、各マップデータに対応するオクタン価に一致することを前提とすると共に、内燃機関５の機関温度（冷却水温）、吸気温度、潤滑油の温度等の運転状態（内燃機関５の回転数及び要求負荷以外の運転状態）が所定の標準的な範囲内に収まるような定常運転状態（以下、基準運転状態という）であることを前提として、ノッキングや失火などを発生することなく、内燃機関５のＨＣＣＩ運転又はＳＩ運転をできるけ高効率で行うことができ、また、排気中のＮＯx等をできるだけ少なくできるような燃料の燃焼が実現されるように設定されている。
【０１７８】
このため、分離タンク３内のガソリンの実際のオクタン価（以下、単に実ガソリンオクタン価という）が、前記エタノール基本供給割合Et_inj_rbを決定するために用いるガソリンオクタン価推定値ＲＯＮと異なる場合には、燃料の実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期に対してずれを生じ、ひいては、燃焼時期調整用補正係数K_hcciが“１”からずれることなる。従って、ＨＣＣＩ運転モードでの前記基準運転状態において、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの実ガソリンオクタン価に対する誤差は、燃焼時期調整用補正係数K_hcciに影響を及ぼす要因となり、該燃焼時期調整用補正係数K_hcciの値がガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの誤差の程度を表す指標値となる。
【０１７９】
そこで、本実施形態では、ＨＣＣＩ運転時オクタン価推定処理においては、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、内燃機関５の運転状態が前記基準運転状態である場合に、図１６のブロック図に示す処理を実行することで、分離タンク３のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求める。
【０１８０】
具体的には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、“１”と燃焼時期調整用補正係数K_hcciとの偏差（＝１−K_hcci）を演算部Ｓ１１６ａで求める。そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、この偏差から、該偏差を“０”に収束させるように、Ｆ／Ｂ演算部１１６ｂにより、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの補正量（操作量）を求める。この場合、Ｆ／Ｂ演算部１１６ｂの演算では、比例則等のフィードバック制御則が用いられる。
【０１８１】
次いで、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、Ｆ／Ｂ演算部１１６ｂで求めた補正量を、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの前回値（ガソリンオクタン価推定手段３０ａが前回の処理で求めた値）に演算部１１６ｃで加算することにより、新たなガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを算出する。
【０１８２】
以上のようにして、ＨＣＣＩ運転時オクタン価推定処理では、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮは、燃焼時期調整用補正係数K_hcciが“１”に収束するように、フィードバック制御により逐次更新される。これにより、内燃機関５の機関温度や吸気温度等の運転状態（回転数及び目標Ｐｍｉ以外の運転状態）が前記基準運転状態となる場合に、内燃機関５の各気筒４１における燃料の実際の燃焼時期が目標とする燃焼時期に一致させ得るように、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが求められることとなる。
【０１８３】
以上がＨＣＣＩ運転時オクタン価推定処理の詳細である。なお、本実施形態では、内燃機関５の運転状態が前記基準運転状態である場合にガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを更新するようにしたが、内燃機関５の機関温度や吸気温度等が基準運転状態から逸脱している場合に、該機関温度や吸気温度に応じた補正を追加してガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求めるようにしてもよい。
【０１８４】
次に、ＳＩ運転時オクタン価推定処理を説明する。この推定処理では、ＳＩ運転時にエタノール基本供給割合Et_inj_rbを補正するためのノッキング防止用補正係数K_siがガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求めるために使用される。
【０１８５】
内燃機関５の回転数及び要求負荷以外の運転状態が前記基準運転状態である場合に、軽度のノッキングが発生するような内燃機関５の回転数及び要求負荷の組は、概ね分離タンク３内のガソリンのオクタン価に依存すると考えられる。
【０１８６】
そこで、本実施形態では、内燃機関５の機関温度や吸気温度等の運転状態が前記基準運転状態であることを前提とした場合に、軽度のノッキングが発生し得る内燃機関５の回転数及び目標Ｐｍｉの範囲（以下、ノッキング発生範囲）をあらかじめ設定して、ＥＣＵ３０に記憶保持しておく。そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、ＳＩ運転モードでの内燃機関５の運転時に、内燃機関５の機関温度や吸気温度等の運転状態が前記基準運転状態となり、且つ、内燃機関５の回転数検出値Ｎｅと目標Ｐｍｉとが上記ノッキング発生範囲に存する状態となった場合に、図１７のブロック図に示す処理を実行することで、分離タンク３のガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求める。
【０１８７】
具体的には、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、“１”とノッキング防止用補正係数K_siとの偏差（＝１−K_si）を演算部Ｓ１１７ａで求める。そして、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、この偏差から、該偏差を“０”に収束させるように、Ｆ／Ｂ演算部１１７ｂにより、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの補正量（操作量）を求める。この場合、Ｆ／Ｂ演算部１１７ｂの演算では、比例則等のフィードバック制御則が用いられる。
【０１８８】
次いで、ガソリンオクタン価推定手段３０ａは、Ｆ／Ｂ演算部１１７ｂで求めた補正量を、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮの前回値（ガソリンオクタン価推定手段３０ａが前回の処理で求めた値）に演算部１１７ｃで加算することにより、新たなガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを算出する。
【０１８９】
以上のようにして、ＳＩ運転時オクタン価推定処理では、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮは、ノッキング防止用補正係数K_siが“１”に収束するように、フィードバック制御により逐次更新される。これにより、内燃機関５の回転数及び目標Ｐｍｉ以外の運転状態が基準運転状態であり、また、回転数検出値Ｎｅと目標Ｐｍｉとがノッキング発生範囲に存する場合に、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが求められることとなる。
【０１９０】
以上がＳＩ運転時オクタン価推定処理の詳細である。なお、本実施形態では、内燃機関５の回転数及び目標Ｐｍｉ（要求負荷）以外の運転状態が前記基準運転状態である場合にガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを更新するようにしたが、内燃機関５の機関温度や吸気温度等が基準運転状態から逸脱している場合に、該機関温度や吸気温度に応じた補正を追加してガソリンオクタン価推定値ＲＯＮを求めるようにしてもよい。
【０１９１】
以上説明した本実施形態によれば、分離タンク３内のガソリンのオクタン価を推定し、その推定値（ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮ）に応じて、ＨＣＣＩ運転を行うためのＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲が可変的に設定される。このため、分離タンク３内のガソリンのオクタン価に適したＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲を設定できる。特に、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮが低い場合に、ＨＣＣＩ運転用Ｐｍｉ適正範囲を、正味平均有効圧力Ｐｍｉの低い側（要求負荷の低い側）に拡大できるので、内燃機関５の排気中のＮＯx等を低減できる内燃機関５の運転領域を広げることができる。
【０１９２】
また、内燃機関５の各気筒４１に分離タンク３から供給する燃料全体中のエタノールの割合いの基本値であるエタノール基本供給割合Et_inj_rbが、ガソリンオクタン価推定値ＲＯＮに応じて可変的に決定される。このため、内燃機関５の各気筒４１に分離タンク３から供給するガソリン及びエタノールの供給割合を、分離タンク３内のガソリンのオクタン価に適した供給割合に設定することができる。
【０１９３】
なお、以上説明した実施形態では、メイン燃料のうちのアルコールがエタノールである場合を例にとって説明したが、該アルコールは例えばメタノールであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の運転制御システムにおける燃料供給システムの概略構成を示す図。
【図２】実施形態における内燃機関の要部構成の概略構成を示す図。
【図３】図１に示す制御ユニット（ＥＣＵ）の主要な機能を示すブロック図。
【図４】図３に示す制御ユニット（ＥＣＵ）の運転モード決定手段及び運転制御手段に関する処理を示すフローチャート。
【図５】図４のＳ１の処理を示すフローチャート。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は図５のＳ１０２の処理で使用する２種類のＨＣＣＩ運転範囲設定用データを示す図。
【図７】図５のＳ１０２の処理を示すブロック図。
【図８】図４のＳ５及びＳ７で実行する運転制御手段の処理を示すブロック図。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、図８に示すエタノール基本供給割合決定部で使用するマップデータを示す図。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、図８に示すエタノール基本供給割合決定部で使用するマップデータを示す図。
【図１１】実施形態の内燃機関に備えたイオン電流センサの出力特性を示すグラフ。
【図１２】図８に示す燃焼時期調整用補正係数K_hcciを決定する処理を示すブロック図。
【図１３】図８に示すノッキング防止用補正係数K_siを決定する処理を示すフローチャート。
【図１４】図３に示す制御ユニット（ＥＣＵ）のガソリンオクタン価推定手段の処理を示すフローチャート。
【図１５】図１４のＳ１４の処理を説明するためのグラフ。
【図１６】図１４のＳ１６の処理を示すブロック図。
【図１７】図１４のＳ１７の処理を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１９５】
２…メインタンク（主燃料タンク）、３…分離タンク、５…内燃機関、３０ａ…ガソリンオクタン価推定手段、３０ｂ…運転モード決定手段。
【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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【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】
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【図１４】
2010156209.tif 000015
【図１５】
2010156209.tif 000016
【図１６】
2010156209.tif 000017
【図１７】
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【図１】
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