(57)【要約】【課題】  アルコール／ガソリン燃料をシリンダ内に直接噴射可能なＦＦＶ用エンジンにおいて、アルコール濃度が変化した場合でも確実に成層燃焼を実現する。【解決手段】  燃料が所定のアルコール濃度である場合の基本噴射量Ｑ０及び基本噴射圧Ｐ０をエンジン運転状態に基づいて決定する手段（ステップＳ１０２，１０３）と、基本噴射量Ｑ０及び基本噴射圧Ｐ０に基づいてインジェクタ通電時間Ｔｉを決定する手段（ステップＳ１０４）と、実際のアルコール濃度ＡＬＣに応じた噴射量が前記インジェクタ通電時間Ｔｉ中に噴射されるように、実際のアルコール濃度ＡＬＣに応じて基本噴射圧Ｐ０を補正する手段（ステップＳ１０８，１０９）とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。燃料のアルコール濃度が基本状態から変化しても噴射期間は変わらず同じとなり、成層燃焼に適した予め決められた噴射期間で燃料噴射を行うことができる。【選択図】  図２
2006291718.tif 000002
【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をそれぞれ単独でまたは混合して使用可能であると共に、燃料をシリンダ内に直接噴射する筒内噴射用インジェクタを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
燃料が所定のアルコール濃度である場合の基本となる噴射量及び噴射圧をエンジン運転状態に基づいて決定する噴射量及び噴射圧決定手段と、
前記基本となる噴射量及び噴射圧に基づいてインジェクタ通電時間を決定するインジェクタ通電時間決定手段と、
前記アルコール濃度検出手段によって検出された実際のアルコール濃度に応じて前記基本となる噴射圧を補正する噴射圧補正手段であって、前記実際のアルコール濃度に応じた噴射量が前記インジェクタ通電時間中に噴射されるように、前記噴射圧を補正する噴射圧補正手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記アルコール濃度検出手段によって検出された前記実際のアルコール濃度に応じて前記基本となる噴射量を補正する噴射量補正手段をさらに備え、前記噴射圧補正手段が、前記噴射量補正手段によって補正された後の噴射量が前記インジェクタ通電時間中に噴射されるように、前記噴射圧を補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記基本となる噴射量及び噴射圧が、噴射された燃料の全量がピストンの所定位置に衝突するように設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記所定位置が、前記ピストンの頂部に設けられた凹部の内面であることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独でまたは混合して使用可能であると共に、燃料をシリンダ内に直接噴射する筒内噴射用インジェクタを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリン燃料に加えて、代替燃料としてのアルコールを同時に使用可能なシステムが実用化されており、このシステムを搭載した自動車などの車両（ＦＦＶ; Flexible Fuel Vehicle）では、ガソリンは勿論のこと、アルコールとガソリンとの混合燃料、またはアルコールのみで走行が可能なようになっている（例えば特許文献１参照）。このＦＦＶに使用される燃料のアルコール濃度（含有率）は、燃料補給の際のユーザー事情等により、０％（ガソリンのみ）から１００％（アルコールのみ）の間で変化する。
【０００３】
燃料がガソリン１００％（アルコール濃度０％）のときの理論空燃比は約１４．９であり、他方、燃料がアルコール１００％のときの理論空燃比は、アルコールがメタノールの場合６．４５、アルコールがエタノールの場合９．０１である。したがって、アルコール濃度が高くなるほど、理論空燃比は低下し、同じエンジン運転状態においては燃料噴射量を多くする必要がある。そこで、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を増減補正することが行われている。
一方、シリンダ内に燃料を直接噴射する直噴式ガソリンエンジンも知られている。この種のエンジンでは、圧縮行程において筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射し、点火プラグ付近には比較的リッチな混合気層を形成すると共にその周辺には比較的リーンな混合気層を形成し、燃焼室全体の混合気を成層化して、点火燃焼させる成層燃焼が行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０６４９８号公報
【特許文献２】特開平６−２５７５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＦＦＶ用エンジンを成層燃焼可能な直噴式とした場合、次のような問題が発生する。即ち、成層燃焼を実現するには予め決められた噴射期間に正確に燃料噴射を行わなければならない。しかしながら、燃料のアルコール濃度が変化し燃料噴射量が増減補正されると、これに応じて噴射期間が変わり、成層燃焼の実現が困難となる。
【０００６】
なお、特許文献２に開示されているようなアルコール濃度に基づく噴射圧の変更を行うと、燃料噴射量の増量補正分或いは減量補正分をある程度は補うことができる。しかしながら、特許文献２には、アルコール濃度が高いときには噴射圧を高くし、アルコール濃度が低いときには噴射圧を低くすることが開示されているのみであり、このことのみによって前記問題を解決するのは困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ＦＦＶ用エンジンにおいて、アルコール濃度が変化した場合でも確実に成層燃焼を実現することができる内燃機関の燃料噴射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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の一形態は、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独でまたは混合して使用可能であると共に、燃料をシリンダ内に直接噴射する筒内噴射用インジェクタを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、燃料が所定のアルコール濃度である場合の基本となる噴射量及び噴射圧をエンジン運転状態に基づいて決定する噴射量及び噴射圧決定手段と、前記基本となる噴射量及び噴射圧に基づいてインジェクタ通電時間を決定するインジェクタ通電時間決定手段と、前記アルコール濃度検出手段によって検出された実際のアルコール濃度に応じて前記基本となる噴射圧を補正する噴射圧補正手段であって、前記実際のアルコール濃度に応じた噴射量が前記インジェクタ通電時間中に噴射されるように、前記噴射圧を補正する噴射圧補正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この本発明の一形態によれば、噴射圧が上記の如く補正されるので、燃料のアルコール濃度が前記所定のアルコール濃度から変化した場合であっても、実際のアルコール濃度に応じた噴射量が、基本となるインジェクタ通電時間中に噴射される。即ち、アルコール濃度が基本状態から変化しても噴射期間は基本状態と変わらず同じとなる。これにより、成層燃焼に適した予め決められた噴射期間で燃料噴射を行うことができ、アルコール濃度が変化した場合でも確実に成層燃焼を実現することができる。
【００１０】
ここで、前記アルコール濃度検出手段によって検出された前記実際のアルコール濃度に応じて前記基本となる噴射量を補正する噴射量補正手段をさらに備え、前記噴射圧補正手段が、前記噴射量補正手段によって補正された後の噴射量が前記インジェクタ通電時間中に噴射されるように、前記噴射圧を補正するようにしてもよい。
好ましくは、前記基本となる噴射量及び噴射圧が、噴射された燃料の全量がピストンの所定位置に衝突するように設定されている。
また好ましくは、前記所定位置が、前記ピストンの頂部に設けられた凹部の内面である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＦＦＶ用エンジンにおいて、アルコール濃度が変化した場合でも確実に成層燃焼を実現することができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１は、本実施形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を示す。図示されるエンジン１はＦＦＶ用直噴式内燃機関であり、本実施形態では４気筒であるが、気筒数に特に制限は無い。本実施形態は、シリンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタ１１を備えた直噴式であるが、この筒内噴射用インジェクタ１１に加えて別途、吸気通路内特に吸気ポート内に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタを備えたデュアル噴射式内燃機関にも、本発明は適用可能である。
【００１４】
各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から電制スロットル弁３の制御を受けて、サージタンク４および吸気通路５を介して空気が吸入される。吸気通路５は、エンジン１のシリンダヘッドに気筒毎に形成された吸気ポートと、これら吸気ポートに連通してシリンダヘッドに取り付けられる吸気マニホールドの内部通路とを含む。
【００１５】
他方、筒内燃焼室に燃料を直接噴射するように、電磁式の筒内噴射用インジェクタ１１が気筒毎に設けられている。本実施形態の筒内噴射用インジェクタ１１は、圧縮行程特にその後期で燃料噴射を行い、成層燃焼を実現させるように指向及び構成されている。ただし吸気行程で燃料噴射を行うことも可能である。成層燃焼を実現させる圧縮行程噴射の場合、図１０に示されるように、燃料Ｆは、ピストン４３の頂部に設けられた凹部４４内に向けて、そのピストン４３の上昇中に噴射され、その凹部４４の内面４４ａ（特に底面）に全量が衝突する。そして凹部内面４４ａに沿って巻き上がるタンブル状の噴霧の流れを生成する過程で燃料と空気とが混合され、点火プラグ７付近には比較的リッチな混合気層が形成され、このリッチな混合気層の周りには比較的リーンな混合気層が形成される。こうして混合気は成層化され、燃焼室全体の空燃比は理論空燃比よりもリーンとされ、確実な着火燃焼を確保しつつも燃費の大幅な改善が図られる。
【００１６】
筒内噴射用インジェクタ１１は、制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３０により通電（オン）されることで開弁し、燃料を噴射し、ＥＣＵ３０により非通電（オフ）とされると閉弁し、燃料噴射を停止する。
【００１７】
燃焼室に形成された混合気は、ＥＣＵ３０からの点火信号に基づき、点火プラグ７により点火されて、燃焼する。エンジン１からの排気は排気通路８を通じて排出される。排気通路８には、エンジン１のシリンダヘッドに気筒毎に形成された排気ポートと、これら排気ポートに連通してシリンダヘッドに取り付けられる排気マニホールドの内部通路とが含まれる。排気マニホールドの下流側には排気浄化用の触媒９が配設され、触媒９の下流側には排気管が接続されている。吸気ポートの出口及び排気ポートの入口はそれぞれ図示しない吸気弁及び排気弁により開閉される。
【００１８】
各筒内噴射用インジェクタ１１には、燃料タンク１０に貯留された燃料が燃料供給系１２を介して供給される。ここで本実施形態のエンジン１は、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独でまたは混合して使用可能となっており、燃料タンク１０には任意のアルコール濃度を有する燃料が貯留される。この燃料は、ガソリン１００％のときもあるし、メタノール、エタノール等のアルコールがガソリンに混合された混合燃料の場合もあるし、さらにはアルコール１００％の場合もある。燃料タンク１０にどのような燃料が給油されるかは、例えば、ユーザがどのようなガソリンスタンドが利用可能かなどといったユーザの使用環境に依存することが多い。
【００１９】
燃料供給系１２は、各筒内噴射用インジェクタ１１に共通に接続されたデリバリパイプ１３と、デリバリパイプ１３に燃料タンク１０内の燃料を供給するための燃料供給管１６と、燃料供給管１６に燃料タンク１０内の燃料を送り込むための低圧燃料ポンプ１４と、低圧燃料ポンプ１４により送られてきた燃料をデリバリパイプ１３に圧送する高圧燃料ポンプ１５とを備える。高圧燃料ポンプ１５は、デリバリパイプ１３内の燃料圧即ち筒内噴射用インジェクタ１１における噴射圧を比較的高圧となるまで高める。この燃料圧或いは噴射圧は制御可能であり、これはＥＣＵ３０が高圧燃料ポンプ１５の作動量を制御し、その吐出流量を制御することで達成される。こうして噴射圧制御手段が高圧燃料ポンプ１５及びＥＣＵ３０により構成されることになる。なお噴射圧制御手段は他の構成であってもよい。
【００２０】
デリバリパイプ１３内の燃料を燃料タンク１０に積極的に回収するための燃料回収系１８も設けられる。この燃料回収系１８にはリリーフバルブ２０が設けられ、リリーフバルブ２０はＥＣＵ３０により開閉制御され、エンジン運転時には通常閉とされる。
【００２１】
燃料供給系１２には、アルコール濃度検出手段を構成するアルコール濃度センサ２１が設けられている。本実施形態のアルコール濃度センサ２１は、燃料の誘電率に基づいてアルコール濃度を検出する静電容量式のものが用いられている。しかしながら、アルコール濃度検出手段として、燃料の屈折率に基づいてアルコール濃度を検出する光学式のアルコール濃度センサなども使用可能である。本実施形態ではアルコール濃度センサ２１が燃料供給管１６に設けられているが、燃料タンク１０やデリバリパイプ１３等の他の位置に設けられてもよい。デリバリパイプ１３には、その内部の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ２３が設けられている。
【００２２】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサ類からの入力信号を受け、これに基づいて所定の演算処理を行い、筒内噴射用インジェクタ１１、点火プラグ７、電制スロットル弁３の駆動モータ１９、低圧燃料ポンプ１４、高圧燃料ポンプ１５、リリーフバルブ２０等を制御する。
【００２３】
前記センサ類には、前述のアルコール濃度センサ２１及び燃料圧力センサ２３以外に以下のものも含まれる。すなわち、エンジン１にはそのクランク位相を検出するためのクランクセンサ２４が設けられる。クランクセンサ２４は、所定のクランク位相間隔でパルス信号を出力する。このパルス信号に基づいてＥＣＵ３０はエンジン１の実際のクランク位相を検出すると共に、回転速度を演算する。このようにクランクセンサ２４及びＥＣＵ３０によってクランク位相検出手段及びエンジン回転速度検出手段が構成される。
【００２４】
また、吸気温を検出する吸気温センサ２６、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２７、スロットル弁３の開度を検出するスロットルポジションセンサ２８、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ２９、及びスロットル弁３下流の吸気通路５内の圧力を検出する吸気圧センサ２５が前記センサ類に含まれる。ＥＣＵ３０は、基本的には、スロットルポジションセンサ２８の出力値がアクセル開度センサ２７の出力値に応じた値となるように駆動モータ１９を制御し、スロットル弁３の開度を制御する。またＥＣＵ３０は、吸気圧センサ２５の出力値に基づきエンジン負荷を演算する。このように本実施形態では吸気圧センサ２５及びＥＣＵ３０によりエンジン負荷検出手段が構成される。なお、アクセル開度センサ２７の出力値に基づきエンジン負荷を演算したり、空気量センサを設けてその出力値に基づきエンジン負荷を演算するようにしてもよい。この場合、アクセル開度センサ２７及びＥＣＵ３０、或いは空気量センサ及びＥＣＵ３０によりエンジン負荷検出手段が構成される。
【００２５】
さて、上述のような直噴式内燃機関で成層燃焼を実現しようとする場合、予め決められた噴射時期に、予め決められた噴射期間で、正確に燃料噴射を行わなければならない。即ち、成層燃焼を実現するには図１０に示したように燃焼室内の燃料噴霧の形状が非常に重要であり、この所望の噴霧形状を得るには、燃料をピストンの所定位置に正確に衝突させなくてならない。本実施形態の場合だと、上昇中のピストン４３の凹部内面４４ａに確実に燃料の全量を衝突させることが必要である。
【００２６】
一方、本実施形態のエンジンはＦＦＶ用であり、詳しくは後述するが、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量が補正される。このときもし仮に燃料噴射量が増量側に補正されると、これに応じて噴射期間が長期化し、燃料がピストン４３の凹部内面４４ａに衝突できないことが起こり得る。結果として、狭いアルコール濃度範囲でしか成層燃焼を実現できない可能性がある。
そこで、本実施形態では以下の如き制御を行うことによりこの問題の解決を図っている。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る燃料噴射制御の一態様を示すフローチャートである。このフローチャートは、ＥＣＵ３０によって噴射サイクル毎に実行される処理ルーチンを示したものである。他方、この処理ルーチンの実行に際しては図３〜７に示されるマップが使用される。これらマップは実機試験等に基づいて予め作成され、ＥＣＵ３０のメモリ（ＲＯＭ）に記憶されている。
【００２８】
まず最初のステップＳ１０１において、実際のエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷Ｌ及びアルコール濃度ＡＬＣの値が読み込まれる。これらの値はそれぞれクランクセンサ２４、吸気圧センサ２５及びアルコール濃度センサ２１の検出値に基づく値である。
【００２９】
次のステップＳ１０２では、基本となる燃料噴射量（基本噴射量）Ｑ０が、図３に示されるようなマップを参照して決定される。このマップには、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに対応した基本噴射量Ｑ０の値が入力されている。この基本噴射量Ｑ０は、燃料がガソリン１００％（即ち、アルコール濃度０％）で且つ噴射圧が後述の基本噴射圧であることを前提として設定されている。このステップＳ１０２では、ステップＳ１０１において読み込まれた実際のエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌとマップとから基本噴射量Ｑ０が決定される。
【００３０】
次のステップＳ１０３では、基本となる噴射圧（基本噴射圧）Ｐ０が、図４に示されるようなマップを参照して決定される。このマップには、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに対応した基本噴射圧Ｐ０の値が入力されている。この基本噴射圧Ｐ０も、基本噴射量Ｑ０と同様、燃料がガソリン１００％（即ち、アルコール濃度０％）であることを前提として設定されている。このように、本制御における「基本」とは、燃料がガソリン１００％即ちアルコール濃度が０％である場合をいう。このステップＳ１０３では、ステップＳ１０１において読み込まれた実際のエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌとマップとから基本噴射圧Ｐ０が決定される。
【００３１】
次のステップＳ１０４では、基本噴射量Ｑ０と基本噴射圧Ｐ０とに基づいてインジェクタ通電時間Ｔｉが決定される。ここでは単純に基本状態を前提として、基本噴射量Ｑ０がインジェクタ通電時間Ｔｉに換算されるだけである。このインジェクタ通電時間Ｔｉは、当然ながら、成層燃焼が実現可能なインジェクタ開弁期間或いは噴射期間に該当する。
次のステップＳ１０５では、基本となる噴射時期（基本噴射時期）ｔｉが、図５に示されるようなマップを参照して決定される。このマップには、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに対応した基本噴射時期ｔｉの値が入力されている。この基本噴射時期ｔｉも、燃料がガソリン１００％であることを前提として設定されている。基本噴射時期ｔｉは、エンジン回転速度Ｎｅが高速であるほど進角側である。このステップＳ１０５では、ステップＳ１０１において読み込まれた実際のエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌとマップとから基本噴射時期ｔｉが決定される。
【００３２】
この後のステップＳ１０６、Ｓ１０７ではアルコール濃度に基づく燃料噴射量の補正が行われる。まずステップＳ１０６では、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが、図６に示されるようなマップを参照して決定される。このマップには、燃料のアルコール濃度ＡＬＣ（％）に対応したアルコール濃度補正係数Ｋａｌｃの値が入力されており、アルコール濃度ＡＬＣが高くなるほどアルコール濃度補正係数Ｋａｌｃは大きくなる。これは、燃料のアルコール濃度ＡＬＣが高くなるほど必要な燃料量は多くなるためである。アルコール濃度が０％のとき（即ち燃料がガソリン１００％のとき）、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃは１であり、アルコール濃度が０％から大きくなるに従って（即ち燃料のうちのガソリンの割合が減少するに従って）、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが１から増大される。このステップＳ１０６では、ステップＳ１０１において読み込まれた実際のアルコール濃度ＡＬＣとマップとからアルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが決定される。
【００３３】
次のステップＳ１０７では、アルコール濃度補正後の燃料噴射量Ｑが式：Ｑ＝Ｋａｌｃ・Ｑ０に基づいて決定される。こうして基本噴射量Ｑ０は燃料のアルコール濃度に応じて補正される。ここでは乗算により補正を行うが、加算等によって補正を行うようにしてもよい。
【００３４】
この後のステップＳ１０８、Ｓ１０９ではアルコール濃度に基づく噴射圧の補正が行われる。まずステップＳ１０８では、噴射圧補正係数Ｊａｌｃが、図７に示されるようなマップを参照して決定される。このマップには、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃに対応した噴射圧補正係数Ｊａｌｃの値が入力されており、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが大きくなるほど噴射圧補正係数Ｊａｌｃは大きくなる。これは、後に理解されるが、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが大きいほど、つまり燃料のアルコール濃度ＡＬＣが高いほど、噴射圧を増大するためである。アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが１のとき（即ち燃料がガソリン１００％のとき）、噴射圧補正係数Ｊａｌｃは１であり、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃが１から大きくなるに従って（即ち燃料のうちのガソリンの割合が減少するに従って）、噴射圧補正係数Ｊａｌｃが１から増大される。このステップＳ１０８では、ステップＳ１０６において決定されたアルコール濃度補正係数Ｋａｌｃとマップとから噴射圧補正係数Ｊａｌｃが決定される。
【００３５】
次のステップＳ１０９では、アルコール濃度補正後の噴射圧Ｐが式：Ｐ＝Ｊａｌｃ・Ｐ０に基づいて決定される。このように基本噴射圧Ｐ０は燃料のアルコール濃度に応じて補正される。ここでは乗算により補正を行うが、加算等によって補正を行うようにしてもよい。
【００３６】
この噴射圧の補正においては、ステップＳ１０７で決定された補正後噴射量Ｑが、ステップＳ１０４で決定されたインジェクタ通電時間Ｔｉ中に噴射されるように、基本噴射圧Ｐ０が補正される。即ち、補正後噴射圧Ｐは、アルコール濃度に応じて補正された後の噴射量Ｑが、基本の噴射期間Ｔｉ中に噴射されるようになる値である。さらに換言すれば、補正後噴射圧Ｐによりインジェクタ通電時間Ｔｉだけ燃料噴射を行えば補正後噴射量Ｑが噴射されるように、噴射圧の補正が行われ、噴射圧補正係数Ｊａｌｃが設定されている。こうすることによって、燃料のアルコール濃度が基本状態から変化した場合であっても、インジェクタ通電時間Ｔｉ即ち噴射期間は変わらず、基本状態と同じとなり、成層燃焼に適した予め決められた噴射期間で燃料噴射を行うことができる。
【００３７】
アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃと噴射圧補正係数Ｊａｌｃとの関係については、両者を正比例の関係とすることができ（この場合両者は常に同値）、或いは正比例以外の関係とすることもできる。噴射圧補正係数Ｊａｌｃは、アルコール濃度補正係数Ｋａｌｃからではなくアルコール濃度ＡＬＣから直接求めるようにしてもよい。
【００３８】
ここで、噴射圧の補正自体の必要性について述べる。既に説明したように、良好な成層燃焼を実現するにはある一定期間内に燃料噴射を行う必要がある。例えば本実施形態のようなウォールガイド方式では、燃料噴霧をピストンに衝突させてプラグ方向に巻き上げて成層混合気を形成させる。即ち、ピストンが適正な高さにあるとき、言い換えればクランク角が適正な角度にあるときに燃料噴射した場合のみ、適正な成層燃焼を実現させることが可能である。一方、ある一定のクランク角範囲で噴射できる燃料量は、噴射圧とエンジン回転速度とに依存する。図９に示されるように、エンジン回転速度がＮ１のとき、アルコール濃度が低い場合の噴射量Ｑｂのときには、噴射圧Ｐｂで成層燃焼が可能である。しかし、同じエンジン運転状態（エンジン回転速度＝Ｎ１）でも、アルコール濃度が増加して必要な燃料量がＱａになった場合、噴射圧をＰａまで上昇させないと成層燃焼ができない。これが燃料のアルコール濃度に基づいて噴射圧を補正する理由である。
【００３９】
さて、こうしてステップＳ１０９において補正後噴射圧Ｐが決定された後は、ステップＳ１１０に進み、実際の噴射圧が補正後噴射圧Ｐに制御される。即ち、デリバリパイプ１３内の燃料圧が補正後噴射圧Ｐに制御され、具体的には、燃料圧力センサ２３の検出値が補正後噴射圧Ｐに一致するよう制御弁６が制御され、高圧燃料ポンプ１５の吐出流量が制御される。
【００４０】
次に、ステップＳ１１１では、基本噴射時期ｔｉの到来と同時にインジェクタ通電時間Ｔｉだけ筒内噴射用インジェクタ１１が通電される。このようにアルコール濃度が変化した場合であっても噴射時期は基本状態と同じである。要するに、基本状態からアルコール濃度が変化した場合であっても、それに応じて噴射圧及び噴射量が変わるだけで、噴射時期及び噴射期間は変化しない。これにより図１０の如く、燃料Ｆの全量をピストン４３の凹部内面４４ａに確実に衝突させられ、予め決められた時期及び期間で燃料噴射を行い、成層燃焼を確実に実現することが可能になる。また、全範囲のアルコール濃度（０〜１００％）で成層燃焼が実現可能となる。
【００４１】
図８には、本実施形態に係る燃料噴射制御の別の態様が示されている。この別の態様は、前記態様と比較して、ステップＳ１０８が省略される点、及びステップＳ１０９がステップＳ１０９‘に置き換えられる点を除いて同じである。
【００４２】
ステップＳ１０９‘においては、補正後噴射圧Ｐが式：Ｐ＝（Ｑ／Ｑ０）・Ｐに基づいて決定される。このようにここでは噴射圧補正係数Ｊａｌｃが用いられずに噴射圧の補正が行われる。この式から明らかなように、この別の態様における補正後噴射圧Ｐは、前記態様において噴射圧補正係数Ｊａｌｃがアルコール濃度補正係数Ｋａｌｃと正比例の関係にある場合（つまり両者が同値である場合）に匹敵する。この態様によっても前記同様の作用効果を発揮することが可能である。
【００４３】
以上の説明から分かるように、本実施形態においては、噴射量及び噴射圧決定手段がＥＣＵ３０のステップＳ１０２，Ｓ１０３を実行する部分によって構成され、インジェクタ通電時間決定手段がＥＣＵ３０のステップＳ１０４を実行する部分によって構成され、噴射圧補正手段がＥＣＵ３０のステップＳ１０８，Ｓ１０９若しくはＳ１０９‘を実行する部分によって構成され、噴射量補正手段がＥＣＵ３０のステップＳ１０６，Ｓ１０７を実行する部分によって構成される。また、燃料が所定のアルコール濃度である場合（本実施形態では０％）の基本となる噴射時期をエンジン運転状態に基づいて決定する噴射時期決定手段が、ＥＣＵ３０のステップＳ１０５を実行する部分によって構成される。
【００４４】
以上の実施形態は種々の変形が可能である。例えば、図２に示される処理においてステップＳ１０７は省略することも可能である。なぜならこのステップＳ１０７で決定される補正後噴射量は図２における以降の演算に使用されないからである。図２及び図３に示された処理は、簡単化のため本発明に関連する部分のみを示したものであり、水温補正や空燃比補正などの他の処理を含むことも当然可能である。前記実施形態では、燃料のアルコール濃度が０％の場合、即ち燃料がガソリン１００％の場合を基本としたが、他のアルコール濃度の場合を基本とすることもできる。マップに代わり演算式に従って各種演算処理を実行することもできる。
【００４５】
本発明は、上述のようなウォールガイド方式に限らず、エアガイド方式又はスプレーガイド方式の成層燃焼の場合においても同様の作用効果が得られる。ここでウォールガイド方式とは、図１０に示したように、主に燃料噴霧の貫徹力ないしエネルギを利用して燃料噴霧を点火プラグ７付近に集中させる方式である。これに対し、エアガイド方式とは、図１１に示されるように、燃焼室内の気流のエネルギを利用して燃料噴霧を点火プラグ７付近に集中させる方式である。この気流は主にタンブル流であり、補助的にスワール流である。またスプレーガイド方式とは、図１２に示されるように、比較的貫徹力の弱い燃料噴霧を点火プラグ付近に漂わせるようにして集中させる方式である。図示例では筒内噴射用インジェクタ１１が点火プラグ（図に現れず）に並列され、シリンダ軸方向に沿って配設されている。ここで示されるエアガイド方式及びスプレーガイド方式ともに、ピストン４３の頂部にそれぞれ部分球形及び浅皿形の凹部４４‘，４４“が設けられ、凹部４４‘，４４“の内面４４ａ‘，４４ａ“に向けて燃料噴射が行われる。これら方式についても成層燃焼実現のためにピストンの所定位置に燃料を衝突させることが重要であり、本発明が大変有効である。
【００４６】
本発明は、前述したように成層燃焼の実現の場合に特に有効であるが、これに限られる訳ではなく、例えば均質燃焼やストイキ燃焼の直噴の場合にも有効である。この場合、燃料噴射圧の補正によって最適な時期（例えば下死点）に燃料噴射を実行し、出力を最大に保つことができる利点がある。
【００４７】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を示すシステム平面図である。
【図２】本実施形態に係る燃料噴射制御の一態様を示すフローチャートである。
【図３】基本噴射量を決定するためのマップである。
【図４】基本噴射圧を決定するためのマップである。
【図５】基本噴射時期を決定するためのマップである。
【図６】アルコール濃度補正係数を決定するためのマップである。
【図７】噴射圧補正係数を決定するためのマップである。
【図８】本実施形態に係る燃料噴射制御の他の態様を示すフローチャートである。
【図９】エンジン回転速度、燃料噴射量及び噴射圧の関係を示す線図である。
【図１０】成層燃焼のための燃料噴射時の様子を示す断面図であり、ウォールガイド方式の場合である。
【図１１】成層燃焼のための燃料噴射時の様子を示す断面図であり、エアガイド方式の場合である。
【図１２】成層燃焼のための燃料噴射時の様子を示す断面図であり、スプレーガイド方式の場合である。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンジン
６  制御弁
７  点火プラグ
１０  燃料タンク
１１  筒内噴射用インジェクタ
１３  デリバリパイプ
１５  高圧燃料ポンプ
２１  アルコール濃度センサ
２３  燃料圧力センサ
２４  クランクセンサ
２５  吸気圧センサ
３０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４３  ピストン
４４  凹部
４４ａ  内面
ＡＬＣ  アルコール濃度
Ｑ０  基本噴射量
Ｑ    補正後の噴射量
Ｐ０  基本噴射圧
Ｐ    補正後の噴射圧
Ｔｉ  インジェクタ通電時間
【図１】
2006291718.tif 000003
【図２】
2006291718.tif 000004
【図３】
2006291718.tif 000005
【図４】
2006291718.tif 000006
【図５】
2006291718.tif 000007
【図６】
2006291718.tif 000008
【図７】
2006291718.tif 000009
【図８】
2006291718.tif 000010
【図９】
2006291718.tif 000011
【図１０】
2006291718.tif 000012
【図１１】
2006291718.tif 000013
【図１２】
2006291718.tif 000014