(57)【要約】【課題】必要な燃料供給量を確保しながら、筒内噴射タイプの燃料噴射弁の先端部の温度を低下させることで、先端部へのデポシットの堆積を抑制できる内燃機関の燃料供給制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関３は、燃焼室３ｄ内に燃料を噴射する筒内噴射弁６と、吸気ポート４ａに燃料を噴射するポート噴射弁７を有する。本発明の燃料供給制御装置では、内燃機関３の運転状態に応じて、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩとポート噴射量ＱＦ＿ＰＩを算出する（ステップ１３、２６、２７）。筒内噴射弁６の先端部の温度ＴＥＭＰ＿ＤＩを算出し（ステップ１４）、先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩが所定温度ＴＰＲＥＦ以上のときに、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩポート噴射量ＱＦ＿ＰＩを維持するとともに、筒内噴射弁６の先端部の温度を低下させるために、燃圧ＰＦ＿ＤＩを低下させ、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩを延長する先端部温度制御を実行する（ステップ１６、１７）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射する第２燃料噴射弁を、気筒ごとに有する内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である燃圧を変更可能な燃圧変更手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記第１燃料噴射弁から噴射される第１燃料噴射量、及び前記第２燃料噴射弁から噴射される第２燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記第１燃料噴射弁の先端部の温度を取得する先端部温度取得手段と、
当該取得された第１燃料噴射弁の先端部の温度が所定温度以上のときに、前記算出された第１及び第２燃料噴射量を維持するとともに、前記先端部の温度を低下させるために、前記燃圧を低下させ、前記第１燃料噴射弁からの燃料の噴射時間を延長する先端部温度制御を実行する先端部温度制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記先端部温度制御の実行に伴い、前記第１燃料噴射弁の前記先端部の温度が前記所定温度を下回ったときに、前記先端部からデポジットを除去するために、前記燃圧を上昇させるデポジット除去制御を実行するデポジット除去制御手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
低オクタン価燃料を貯留する第１燃料タンクと、
低オクタン価燃料よりもオクタン価が高い高オクタン価燃料を貯留する第２燃料タンクと、
前記第１燃料タンク及び前記第２燃料タンクから前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁への燃料供給経路を切り替えるための切替手段と、
前記第２燃料タンクに貯留される高オクタン価燃料の残量を検出する高オクタン価燃料残量検出手段と、
前記切替手段を制御することにより、前記第１及び第２燃料噴射弁への燃料供給モードを、前記検出された高オクタン価燃料の残量が所定量以上のときに、前記第１燃料噴射弁に低オクタン価燃料を供給するとともに、前記第２燃料噴射弁に高オクタン価燃料を供給する燃料併用モードに設定し、前記高オクタン価燃料の残量が前記所定量未満のときに、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の双方に低オクタン価燃料を供給する低オクタン価燃料専用モードに設定する燃料供給モード設定手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射量算出手段は、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記燃焼室に供給される燃料の総量を、総燃料供給量として算出する総燃料供給量算出手段と、
前記燃料供給モードが前記燃料併用モードのときに、前記燃焼室に供給される燃料の目標オクタン価を設定する目標オクタン価設定手段と、
当該設定された目標オクタン価に応じて、前記第１燃料噴射弁から噴射される低オクタン価燃料の量と前記第２燃料噴射弁から噴射される高オクタン価燃料の量との比率を、噴射量比率として算出する噴射量比率算出手段と、を有するとともに、
前記算出された総燃料供給量及び噴射量比率に応じて、前記第１燃料噴射量及び前記第２燃料噴射量を算出し、
前記第１燃料噴射弁が噴射可能な上限噴射量は、前記燃料噴射量算出手段によって算出される第１燃料噴射量の最大値以上で、かつ前記総燃料供給量算出手段によって算出される総燃料供給量の最大値よりも小さな値に設定されていることを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射する第２燃料噴射弁を有する内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの燃料噴射弁を有する従来の内燃機関の燃料供給制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。２つの燃料噴射弁はいずれも、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射タイプのものである。また、この内燃機関では、オクタン価が異なる２種類のガソリンが用いられており、低オクタン価ガソリンは第１燃料噴射弁から噴射され、高オクタン価ガソリンは第２燃料噴射弁から噴射される。
【０００３】
また、この燃料供給制御装置では、高負荷時にノッキングが発生し始めていると判定されたときには、点火時期をリタードするのに代えて、第２燃料噴射弁からの高オクタン価ガソリンの供給割合を増加させる。これにより、点火時期のリタードによる内燃機関の運転効率の低下を回避しながら、ノッキングを抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５５４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した筒内噴射タイプの燃料噴射弁は、噴孔を有する先端部が高温の燃焼室内に晒されるため、噴孔にデポジットが堆積しやすいという課題を有する。そのようなデポジットの堆積が生じると、燃料噴射弁の噴射特性が変化することによって、所望の燃料量を精度良く供給することが困難になり、内燃機関の制御精度の低下を招く。
【０００６】
これに対し、上述した従来の燃料供給制御装置では、高負荷時のノッキングを抑制するために、第１燃料噴射弁からの低オクタン価ガソリンの供給割合が低減される。すなわち、高負荷であることで燃焼室からの受熱量が多いという条件において、第１燃料噴射弁からの燃料噴射量が減少する。このため、燃料が第１燃料噴射弁を通る際の熱交換による冷却効果を十分に得ることができず、燃料噴射弁の噴孔にデポシットが堆積しやすくなり、上述した不具合に至るおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、必要な燃料供給量を確保しながら、筒内噴射タイプの燃料噴射弁の先端部の温度を低下させることによって、先端部へのデポシットの堆積を抑制することができる内燃機関の燃料供給制御装置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】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃焼室３ｄ内に燃料を噴射する第１燃料噴射弁（実施形態における（以下、本項において同じ）筒内噴射弁６）と、吸気ポート４ａに燃料を噴射する第２燃料噴射弁（ポート噴射弁７）を、気筒３ａごとに有する内燃機関の燃料供給制御装置であって、第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である燃圧（ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩ）を変更可能な燃圧変更手段（ＥＣＵ２、高圧ポンプ１５）と、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、吸気量ＧＡＩＲ、エンジン水温ＴＷ、空燃比ＬＡＦ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ３１、エアフローセンサ３２、水温センサ３３、空燃比センサ３５）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、第１燃料噴射弁から噴射される第１燃料噴射量（筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩ）、及び第２燃料噴射弁から噴射される第２燃料噴射量（ポート噴射量ＱＦ＿ＰＩ）を算出する燃料噴射量算出手段（ＥＣＵ２、図３、図６のステップ１３、２６、２７）と、第１燃料噴射弁の先端部の温度ＴＥＭＰ＿ＤＩを取得する先端部温度取得手段（ＥＣＵ２、図６のステップ１４）と、取得された第１燃料噴射弁の先端部の温度ＴＥＭＰ＿ＤＩが所定温度ＴＰＲＥＦ以上のときに、算出された第１及び第２燃料噴射量を維持するとともに、先端部の温度を低下させるために、燃圧を低下させ、第１燃料噴射弁からの燃料の噴射時間（筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩ）を延長する先端部温度制御を実行する先端部温度制御手段（ＥＣＵ２、図６のステップ１６、１７）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この内燃機関は、気筒ごとに第１及び第２燃料噴射弁を有し、第１燃料噴射弁は燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射タイプのもの、第２燃料噴射弁は吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射タイプのものである。
【００１０】
本発明の燃料供給制御装置によれば、検出された内燃機関の運転状態に応じて、第１及び第２燃料噴射弁からそれぞれ噴射される第１燃料噴射量及び第２燃料噴射量を算出する。また、第１燃料噴射弁の先端部の温度を取得するとともに、取得された第１燃料噴射弁の先端部の温度が所定温度以上のときには、算出された第１及び第２燃料噴射量を維持する。また、第１燃料噴射弁に対し、供給される燃料の圧力（燃圧）を低下させるとともに、燃料の噴射時間を延長する先端部温度制御が実行される。
【００１１】
このように第１燃料噴射弁の噴射時間が延長されると、燃料が第１燃料噴射弁を通る際の熱交換の時間が長くなることによって、熱交換による冷却効果が高められる。それにより、第１燃料噴射弁の先端部の温度を低下させることによって、先端部の噴孔へのデポシットの堆積を抑制することができ、したがって、第１燃料噴射弁の噴射特性の変動を抑制し、内燃機関の制御を精度良く行うことができる。
【００１２】
また、この先端部温度制御では、第１燃料噴射弁の噴射時間を延長するとともに、燃圧を低下させることで、第１燃料噴射量が維持されるので、内燃機関の運転状態の変動を伴うことなく、上述した効果を得ることができる。さらに、第１燃料噴射弁に加えて第２燃料噴射弁が設けられているので、例えば内燃機関の負荷が増加するのに応じて、第１燃料噴射量を変えずに、第２燃料噴射量を増大させることが可能である。それにより、内燃機関の高負荷時の先端部温度制御において、第１燃料噴射弁の噴射時間が過度に延長されることがなくなるので、噴射時間の過度の延長による混合気の空燃比の精度や排ガス特性への影響を回避することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、先端部温度制御の実行に伴い、第１燃料噴射弁の先端部の温度ＴＥＭＰ＿ＤＩが所定温度ＴＰＲＥＦを下回ったときに、先端部からデポジットを除去するために、燃圧を上昇させるデポジット除去制御を実行するデポジット除去制御手段（ＥＣＵ２、図６のステップ２０、２１）をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、先端部温度制御が終了したときに、デポジット除去制御を実行することによって、燃圧を上昇させる。これにより、先端部温度制御の終了時に、先端部に付着しようとするデポシットを高い燃圧で吹き飛ばし、除去することによって、デポシットの堆積をさらに抑制することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、低オクタン価燃料（ガソリンＧ）を貯留する第１燃料タンク１１と、低オクタン価燃料よりもオクタン価が高い高オクタン価燃料（エタノールＥ）を貯留する第２燃料タンク１２と、第１燃料タンク１１及び第２燃料タンク１２から第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁への燃料供給経路（ガソリン供給通路１４、エタノール供給通路１６、連通路１７）を切り替えるための切替手段（切替弁１８）と、第２燃料タンク１２に貯留される高オクタン価燃料の残量（エタノール残量ＱＲＦ２）を検出する高オクタン価燃料残量検出手段（エタノール残量センサ３４）と、切替手段を制御することにより、第１及び第２燃料噴射弁への燃料供給モードを、検出された高オクタン価燃料の残量が所定量ＱＲＲＥＦ以上のときに、第１燃料噴射弁に低オクタン価燃料を供給するとともに、第２燃料噴射弁に高オクタン価燃料を供給する燃料併用モードに設定し、高オクタン価燃料の残量が所定量ＱＲＲＥＦ未満のときに、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の双方に低オクタン価燃料を供給する低オクタン価燃料専用モードに設定する燃料供給モード設定手段（ＥＣＵ２、図６のステップ１１、１２、２４）と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
この内燃機関では、燃料として、第１燃料タンクに貯留された低オクタン価燃料と、第２燃料タンクに貯留された高オクタン価燃料が用意されるとともに、第１及び第２燃料タンクから第１及び第２燃料噴射弁への燃料供給経路が切替可能になっている。また、第２燃料タンク内の高オクタン価燃料の残量が検出される。
【００１７】
そして、検出された高オクタン価燃料の残量が所定量以上のときには、燃料供給経路の切替により、第１及び第２燃料噴射弁への燃料供給モードが、第１燃料噴射弁に低オクタン価燃料を供給するとともに、第２燃料噴射弁に高オクタン価燃料を供給する燃料併用モードに設定される。この燃料併用モードでは、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料が併用されることにより、燃料全体としてのオクタン価を適切に調整することによって、ノッキングを適切に抑制することができる。
【００１８】
一方、高オクタン価燃料の残量が所定量未満のときには、燃料供給モードは、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の双方に低オクタン価燃料を供給する低オクタン価燃料専用モードに設定される。これにより、残量が少なくなった高オクタン価燃料のそれ以上の消費を回避するとともに、低オクタン価燃料を第１及び第２燃料噴射弁の双方から噴射することによって、必要な燃料量を確保することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、燃料噴射量算出手段は、内燃機関３の運転状態に応じて、燃焼室３ｄに供給される燃料の総量を、総燃料供給量ＱＦとして算出する総燃料供給量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１２）と、燃料供給モードが燃料併用モードのときに、燃焼室３ｄに供給される燃料の目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤを設定する目標オクタン価設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ５、図４）と、設定された目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤに応じて、第１燃料噴射弁から噴射される低オクタン価燃料の量と第２燃料噴射弁から噴射される高オクタン価燃料の量との比率を、噴射量比率（ガソリン割合ＲＦ１、エタノール割合ＲＦ２）として算出する噴射量比率算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ６、７）と、を有するとともに、算出された総燃料供給量ＱＦ及び噴射量比率に応じて、第１燃料噴射量及び第２燃料噴射量を算出し、第１燃料噴射弁が噴射可能な上限噴射量Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴは、燃料噴射量算出手段によって算出される第１燃料噴射量の最大値以上で、かつ総燃料供給量算出手段によって算出される総燃料供給量ＱＦの最大値よりも小さな値に設定されていること（図６のステップ、２７）を特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、内燃機関の運転状態に応じて、燃焼室に供給される総燃料供給量を算出する。また、燃料供給モードが燃料併用モードのときには、燃焼室に供給される燃料の目標オクタン価を設定し、この目標オクタン価に応じて、第１燃料噴射弁から噴射される低オクタン価燃料の量と第２燃料噴射弁から噴射される高オクタン価燃料の量との比率を、噴射量比率として算出する。そして、このように算出された総燃料供給量及び噴射量比率に応じて、第１及び第２燃料噴射量を算出する。したがって、燃焼室に供給される燃料全体として、内燃機関の運転状態に応じて、必要な燃料量を確保できるとともに、適切なオクタン価を得ることができる。
【００２１】
また、第１燃料噴射弁が噴射可能な上限噴射量が、燃料噴射量算出手段によって算出される第１燃料噴射量の最大値以上の値に設定されているので、第１燃料噴射弁に要求される量の燃料を、第１燃料噴射弁によって支障なく噴射することができる。さらに、第１燃料噴射弁の上限噴射量が、総燃料供給量算出手段によって算出される総燃料供給量の最大値よりも小さな値に設定されているため、第１燃料噴射弁の燃料噴射量が総燃料供給量に対して不足する場合があるものの、その場合、この不足分は第２燃料噴射弁の燃料噴射量によって補われる。
【００２２】
以上の関係から、例えば、第１燃料噴射弁の上限噴射量を第１燃料噴射量の最大値又はその付近の比較的小さな値に設定し、第１燃料噴射弁のゲイン（噴射時間に対する噴射量の傾き）を比較的小さく設定することが可能である。それにより、先端部温度制御において第１燃料噴射弁の噴射時間をより長く延長することができ、第１燃料噴射弁の先端部の冷却効果をより良好に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した内燃機関を概略的に示す図である。
【図２】燃料供給制御装置を示すブロック図である。
【図３】ガソリン供給量及びエタノール供給量の算出処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の算出処理において燃料の目標オクタン価の算出に用いられるマップである。
【図５】図３の算出処理においてエタノール割合の算出に用いられるマップである。
【図６】燃料供給制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を示す。このエンジン３は、車両（図示せず）に搭載されており、低オクタン価燃料としてのガソリンＧと、高オクタン価燃料としてのエタノールＥを併用するものである。ガソリンＧは、１０％程度のエタノール成分を含む市販のものであり、第１燃料タンク１１に貯留されている。エタノールＥは、６０％程度のエタノール成分を含むものであり、第２燃料タンク１２に貯留されている。第１燃料タンク１１及び第２燃料タンク１２の内部には、低圧ポンプ１１ａ及び１２ａがそれぞれ設けられている。
【００２５】
本実施形態では、エタノールＥは、分離装置１３によってガソリンＧから生成される。この分離装置１３は、第１燃料タンク１１から通路１３ａを介して供給されたガソリンＧから、エタノール成分を分離することによって、エタノールＥを生成するとともに、生成したエタノールＥを通路１３ｂを介して第２燃料タンク１２に供給する。分離装置１３の動作は、後述するＥＣＵ２によって制御される（図２参照）。
【００２６】
エンジン３は、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有している。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。燃焼室３ｄには、吸気ポート４ａ及び吸気マニホルド４ｂを介して、吸気通路４が接続されるとともに、排気ポート５ａ及び排気マニホルド５ｂを介して、排気通路５が接続されている。
【００２７】
また、シリンダヘッド３ｃの側部には筒内噴射弁６が設けられ、吸気マニホルド４ｂにはポート噴射弁７が設けられている。また、シリンダヘッド３ｃには、燃焼室３ｄ内に生成された燃料と空気との混合気を点火するための点火プラグ８が設けられている。
【００２８】
筒内噴射弁６は、噴孔（図示せず）を有する先端部が燃焼室３ｄに臨むように設けられており、燃料を噴孔から燃焼室３ｄ内に直接、噴射する。一方、ポート噴射弁７は、燃料を吸気ポート４ａに噴射する。また、後述する理由から、筒内噴射弁６のゲイン（噴射時間に対する噴射量の傾き）は、比較的小さな値に設定されている。
【００２９】
筒内噴射弁６は、ガソリン供給通路１４、及びその途中に設けられた高圧ポンプ１５を介して、第１燃料タンク１１に接続されている。ポート噴射弁７は、エタノール供給通路１６を介して、第２燃料タンク１２に接続されている。
【００３０】
また、ガソリン供給通路１４の高圧ポンプ１５よりも上流側とエタノール供給通路１６には、連通路１７が接続され、このエタノール供給通路１６と連通路１７との接続部に、切替弁１８が設けられている。切替弁１８は、ポート噴射弁７を、エタノール供給通路１６側とガソリン供給通路１４側に切り替えて接続するものであり、その動作はＥＣＵ２によって制御される。
【００３１】
以上の構成から、切替弁１８の切替状態にかかわらず、ガソリンＧは、第１燃料タンク１１からガソリン供給通路１４を介し、高圧ポンプ１５によって昇圧された状態で、筒内噴射弁６に供給され（図１の矢印Ａ）、筒内噴射弁６から噴射される。また、筒内噴射弁６に供給されるガソリンＧの圧力（以下「ガソリン圧」という）ＰＦ＿ＤＩは、高圧ポンプ１５の動作をＥＣＵ２で制御することによって変更される。
【００３２】
また、切替弁１８がエタノール供給通路１６側に切り替えられた状態では、エタノールＥが、第２燃料タンク１２からエタノール供給通路１６を介して、ポート噴射弁７に供給され（図１の矢印Ｂ）、ポート噴射弁７から噴射される。以下、このように筒内噴射弁６にガソリンＧを供給し、ポート噴射弁７にエタノールＥを供給する燃料供給モードを「燃料併用モード」という。
【００３３】
一方、切替弁１８がガソリン供給通路１４側に切り替えられた状態では、エタノールＥは供給されず、第１燃料タンク１１内のガソリンＧが、ガソリン供給通路１４、連通路１７、及び切替弁１８よりも下流側のエタノール供給通路１６の部分を介して、ポート噴射弁７に供給され（図１の矢印Ｂ’）、ポート噴射弁７から噴射される。以下、このように筒内噴射弁６及びポート噴射弁７の双方にガソリンＧを供給する燃料供給モードを「ガソリン専用モード」という。
【００３４】
第２燃料タンク１２には、貯留されるエタノールＥの量（以下「エタノール残量」という）ＱＲＦ２を検出するエタノール残量センサ３４が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２に入力される（図２参照）。
【００３５】
また、ＥＣＵ２には、クランク角センサ３１から、パルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号が入力される。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒３ａにおいて、ピストン３ｂが吸気行程の開始時の上死点付近に位置することを表す信号であり、実施形態のように気筒３ａが４つの場合には、クランク角１８０°ごとに出力される。
【００３６】
また、ＥＣＵ２には、吸気通路４に設けられたエアフローセンサ３２から、気筒３ａに吸入される吸気量ＧＡＩＲを表す検出信号が、水温センサ３３から、エンジン３の冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを表す検出信号が、排気通路５に設けられた空燃比センサ３５から、燃焼室３ｄ内に生成された混合気の空燃比ＬＡＦを表す検出信号が、それぞれ入力される。
【００３７】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、入力された各種のセンサ３１〜３５からの検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別する。また、その判別結果に応じて、筒内噴射弁６及びポート噴射弁７のそれぞれの燃料噴射量及び噴射時間、点火プラグ８の点火時期ＩＧを制御するとともに、前述した分離装置１３、高圧ポンプ１５や切替弁１８の動作を制御する。
【００３８】
本実施形態では、ＥＣＵ２が、燃圧変更手段、燃料噴射量算出手段、先端部温度取得手段、先端部温度制御手段、デポジット除去制御手段、燃料供給モード設定手段、総燃料供給量算出手段、目標オクタン価設定手段、及び噴射量比率算出手段に相当する。
【００３９】
次に、図３〜図６を参照しながら、ＥＣＵ２で実行される、エンジン３の燃料供給制御処理について説明する。このうち、図３は、燃焼室３ｄに供給されるガソリン供給量ＱＦ１及びエタノール供給量ＱＦ２の算出処理を示す。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。
【００４０】
本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、検出されたエンジン回転数ＮＥ及び吸気量ＧＡＩＲに応じ、所定のマップを検索することによって、ガソリン供給量ＱＦ１とエタノール供給量ＱＦ２との和である総燃料供給量ＱＦの基本値ＱＦＢを算出する。図示しないが、このマップでは、基本値ＱＦＢは、吸気量ＧＡＩＲが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００４１】
次に、算出された基本値ＱＦＢに補正係数ＫＦを乗算することによって、総燃料供給量ＱＦを算出する（ステップ２）。この補正係数ＫＦは、エンジン水温ＴＷに応じた水温補正係数を含む環境補正のための各種の補正係数や、空燃比ＬＡＦに応じた空燃比補正係数などを互いに乗算したものである。
【００４２】
次に、検出されたエタノール残量ＱＲＦ２が所定量ＱＲＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ３）。この答えがＮＯのときには、第２燃料タンク１２内のエタノールＥの残量が少ないため、エタノールＥを用いず、もっぱらガソリンＧを用いるものとして、ガソリン割合ＲＦ１を１００％に、エタノール割合ＲＦ２を０％に設定する（ステップ４）。
【００４３】
一方、前記ステップ３の答えがＹＥＳのときには、第２燃料タンク１２内のエタノールＥの残量が多いため、ガソリンＧ及びエタノールＥの双方を用いるものとして、まず、燃料の目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤを算出する（ステップ５）。この目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤの算出は、吸気量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、図４に示すマップを検索することによって行われる。
【００４４】
図４のマップは、エンジン回転数ＮＥの高・中・低の３つの所定値ＮＥＨ、ＮＥＭ、ＮＥＬと吸気量ＧＡＩＲに対して、目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤを設定したものである。このマップでは、目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤは、吸気量ＧＡＩＲが大きいほど、また、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より大きな値に設定されている。なお、検出されたエンジン回転数ＮＥが上記の３つの所定値のいずれにも一致しないときには、目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤは、補間計算によって算出される。
【００４５】
次に、算出された目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤに応じ、図５に示すマップを検索することによって、エタノール割合ＲＦ２を算出する（ステップ６）。このマップは、ガソリンＧとエタノールＥを混合した燃料のエタノール割合ＲＦ２とそれによって得られる燃料のオクタン価との関係を、実験などによって求め、目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤとエタノール割合ＲＦ２との関係として設定したものである。エタノールＥはガソリンＧよりもオクタン価が高いため、このマップでは、エタノール割合ＲＦ２は、目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００４６】
次に、算出されたエタノール割合ＲＦ２を１００％から減算することによって、ガソリン割合ＲＦ１を算出する（ステップ７）。
【００４７】
次に、ステップ８に進み、ステップ２で算出された総燃料供給量ＱＦに、ステップ４又はステップ７で算出されたガソリン割合ＲＦ１を乗算することによって、ガソリン供給量ＱＦ１を算出する。また、総燃料供給量ＱＦに、ステップ４又はステップ６で算出されたエタノール割合ＲＦ２を乗算することによって、エタノール供給量ＱＦ２を算出し、本処理を終了する。
【００４８】
次に、図６に示す燃料供給制御処理について説明する。この燃料供給制御処理は、燃料供給モードを設定するとともに、筒内噴射弁６の先端部の温度を低下させるための先端部温度制御などを実行するものである。本処理もまた、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。
【００４９】
本処理では、まずステップ１１において、図３のステップ３と同様、エタノール残量ＱＲＦ２が所定量ＱＲＲＥＦ以上であるか否かを判別する。この答えがＹＥＳのときには、エタノール残量ＱＲＦ２が多いとして、燃料供給モードを燃料併用モードに設定する（ステップ１２）。これにより、切替弁１８がエタノール供給通路１６側に切り替えられることによって、筒内噴射弁６にガソリンＧが供給され、ポート噴射弁７にエタノールＥが供給される。
【００５０】
一方、ステップ１１の答えがＮＯのときには、エタノール残量ＱＲＦ２が少ないとして、燃料供給モードをガソリン専用モードに設定する（ステップ２４）。これにより、切替弁１８がガソリン供給通路１４側に切り替えられることによって、エタノールＥの供給が停止され、筒内噴射弁６及びポート噴射弁７の双方にガソリンＧが供給される。
【００５１】
前記ステップ１２で燃料供給モードを燃料併用モードに設定したときには、ステップ１３に進み、図３のステップ８で算出されたガソリン供給量ＱＦ１を、筒内噴射弁６の燃料噴射量（以下「筒内噴射量」という）ＱＦ＿ＤＩとして設定する。また、ステップ８で算出されたエタノール供給量ＱＦ２を、ポート噴射弁７の燃料噴射量（以下「ポート噴射量」という）ＱＦ＿ＰＩとして設定する。
【００５２】
次に、筒内噴射弁６の先端部の温度ＴＥＭＰ＿ＤＩを算出する（ステップ１４）。この先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩの算出は、筒内噴射弁６の先端部の温度に影響を及ぼす各種のパラメータ、例えば、エンジン回転数ＮＥ、吸気量ＧＡＩＲ、点火時期ＩＧ、エンジン水温ＴＷ、及び後述するようにして算出される筒内噴射弁６の噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、行われる。
【００５３】
次に、算出された先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩが、所定温度ＴＰＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１５）。この答えがＹＥＳのときには、筒内噴射弁６の先端部温度が高いため、先端部にデポジットが堆積するおそれがあるとして、その堆積を抑制するために先端部温度制御を実行する。
【００５４】
具体的には、ステップ１６において、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩを先端部温度制御用のより低い第１所定圧ＰＦＬに設定する。この設定に応じて高圧ポンプ１５が制御されることにより、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩが第１所定圧ＰＦＬに低下する。
【００５５】
次に、ステップ１３で算出された筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩと第１所定圧ＰＦＬに応じて、筒内噴射弁６の噴射時間（以下「筒内噴射時間」という）ＴＩＭＥ＿ＤＩを算出する（ステップ１７）。この場合、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩは、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩが維持されるように算出され、その結果、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩが第１所定圧ＰＦＬに低下した分、延長される。このように筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩが延長されることによって、ガソリンＧによる先端部の冷却効果が高められ、先端部温度が低下することにより、先端部へのデポジットの堆積が抑制される。
【００５６】
次に、先端部温度制御が終了した後の経過時間を計時するアップカウント式のタイマの値ＴＭ＿ＣＯＮを０にリセットし（ステップ１８）、本処理を終了する。
【００５７】
一方、前記ステップ１５の答えがＮＯで、先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩが所定温度ＴＰＲＥＦよりも低いときには、上記のタイマ値ＴＭ＿ＣＯＮが所定時間ＴＭＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１９）。この答えがＮＯのとき、すなわち、先端部温度制御の終了後、所定時間ＴＭＲＥＦが経過していないときには、筒内噴射弁６の先端部からデポジットを除去するためのデポジット除去制御を実行する。
【００５８】
具体的には、ステップ２０において、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩをデポジット除去制御用のより高い第２所定圧ＰＦＨに設定する。この設定に応じて高圧ポンプ１５が制御されることにより、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩが第２所定圧ＰＦＨに上昇する。
【００５９】
次に、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩと第２所定圧ＰＦＨに応じて、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩを算出し（ステップ２１）、本処理を終了する。この場合にも、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩは、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩが維持されるように算出され、その結果、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩが第２所定圧ＰＦＨに上昇した分、短縮される。以上のようにガソリン圧ＰＦ＿ＤＩを上昇させることによって、先端部温度制御の終了時に、筒内噴射弁６の先端部に付着しようとするデポシットが高いガソリン圧で吹き飛ばされ、除去されることにより、先端部へのデポシットの堆積が抑制される。
【００６０】
また、前記ステップ１９の答えがＹＥＳで、先端部温度制御の終了後、所定時間ＴＭＲＥＦが経過したときには、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩを通常制御用の第３所定圧ＰＦＮ（ＰＦＬ＜ＰＦＮ＜ＰＦＨ）に設定する（ステップ２２）。次に、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩと第３所定圧ＰＦＮに応じて、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩを算出し（ステップ２３）、本処理を終了する。この場合にも、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩは、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩが維持されるように算出される。
【００６１】
一方、前記ステップ２４で燃料供給モードをガソリン専用モードに設定したときには、ステップ２５に進み、図３のステップ８で算出されたガソリン供給量ＱＦ１が、筒内噴射弁６の上限噴射量Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴ以下であるか否かを判別する。この答えがＹＥＳのときには、ガソリン供給量ＱＦ１を筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩとして設定するとともに、ポート噴射量ＱＦ＿ＰＩを０に設定し（ステップ２６）、本処理を終了する。
【００６２】
一方、上記ステップ２５の答えがＮＯで、ガソリン供給量ＱＦ１が筒内噴射弁６の上限噴射量Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴを上回ったときには、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩを上限噴射量Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴに設定するとともに、ポート噴射量ＱＦ＿ＰＩを、ガソリン供給量ＱＦ１と上限噴射量Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴとの差分（＝ＱＦ１−Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴ）に設定し、本処理を終了する。このような設定により、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩとポート噴射量ＱＦ＿ＰＩの和がガソリン供給量ＱＦ１に等しくなり、必要なガソリン供給量ＱＦ１が確保される。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、算出された筒内噴射弁６の先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩが所定温度ＴＰＲＥＦ以上になったときに、先端部温度制御を実行することによって、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩを第１所定圧ＰＦＬに低下させる（ステップ１６）とともに、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩを延長する（ステップ１７）。
【００６４】
この筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩの延長によって、燃料が筒内噴射弁６を通る際の熱交換による冷却効果を高めることができる。それにより、筒内噴射弁６の先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩを低下させることによって、先端部の噴孔へのデポシットの堆積を抑制することができ、したがって、筒内噴射弁６の噴射特性の変動を抑制し、エンジン３の制御を精度良く行うことができる。
【００６５】
また、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩを延長するに際し、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩを低下させることによって、筒内噴射量ＱＦ＿ＤＩが維持されるので、エンジン３の運転状態の変動を伴うことなく、上述した効果を得ることができる。さらに、燃料併用モードにおいて、エンジン３の負荷が増加したときには、ノッキングを抑制するためにエタノール割合ＲＦ２が高められ、ポート噴射量ＱＦ＿ＰＩが増大するように制御される。それにより、エンジン３の高負荷時の先端部温度制御において、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩが過度に延長されることがなくなるので、筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩの過度の延長による混合気の空燃比の精度や排ガス特性への影響を回避することができる。
【００６６】
また、先端部温度制御の終了後、所定時間ＴＭＲＥＦが経過するまでの間に、デポジット除去制御を実行することによって、ガソリン圧ＰＦ＿ＤＩを第２所定圧ＰＦＨに上昇させる（ステップ２０）。これにより、先端部温度制御の終了時に、筒内噴射弁６の先端部に付着しようとするデポシットを高いガソリン圧ＰＦ＿ＤＩで吹き飛ばし、除去することによって、デポシットの堆積をさらに抑制することができる。
【００６７】
さらに、検出されたエタノール残量ＱＲＦ２が所定量ＱＲＲＥＦ以上のときには、燃料供給モードを燃料併用モードに設定するとともに、エンジン３の運転状態に基づいて設定された目標オクタン価ＲＯＮＣＭＤに応じて、ガソリン割合ＲＦ１及びエタノール割合ＲＦ２を設定する。これにより、エンジン３の運転状態に応じて、燃料全体としてのオクタン価を適切に調整し、ノッキングを適切に抑制することができる。
【００６８】
一方、エタノール残量ＱＲＦ２が所定量ＱＲＲＥＦ未満のときには、燃料供給モードをガソリン専用モードに設定する。これにより、残量が少なくなったエタノールＥのそれ以上の消費を回避するとともに、ガソリンＧを筒内噴射弁６及びポート噴射弁７の双方から噴射することによって、必要な燃料量を確保することができる。
【００６９】
また、筒内噴射弁６のゲインが比較的小さな値に設定されているので、先端部温度制御において筒内噴射時間ＴＩＭＥ＿ＤＩをより長く延長することができ、筒内噴射弁６の先端部の冷却効果をより良好に得ることができる。
【００７０】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、先端部温度制御及びデポシット除去制御を、燃料供給モードが燃料併用モードのときにのみ実行しているが、それと同様の条件で、ガソリン併用モードのときに実行してもよい。
【００７１】
また、実施形態は、筒内噴射弁６及びポート噴射弁７から、オクタン価が異なる２種類の燃料を噴射する例であるが、本発明は、同じ１種類の燃料をそれぞれ噴射する場合にも適用できる。さらに、実施形態では、低オクタン価燃料及び高オクタン価燃料として、ガソリンＧ及びエタノールＥをそれぞれ用いているが、オクタン価が相対的に異なる限り、他の種類の燃料を用いてもよい。また、実施形態では、エタノールＥは、車両に搭載された分離装置１３によってガソリンＧから生成されるが、このような分離装置によらず、第２燃料タンク１２に直接、給油される既製のものでもよいことはもちろんである。
【００７２】
また、実施形態では、筒内噴射弁６の先端部温度ＴＥＭＰ＿ＤＩを、前述した５つのパラメータを用い、マップによって算出しているが、これらのパラメータに加えて、又はそれらの一部に代えて、筒内噴射弁６の先端部温度に影響を及ぼす他のパラメータを用いてもよく、あるいは、マップに代えて、あらかじめ設定したモデル式を用いてもよい。
【００７３】
さらに、実施形態は、本発明を車両用のエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
２  ＥＣＵ（燃圧変更手段、燃料噴射量算出手段、先端部温度取得手段、先端部温度制      御手段、デポジット除去制御手段、燃料供給モード設定手段、総燃料供給量算出手      段、目標オクタン価設定手段、噴射量比率算出手段）
３  エンジン（内燃機関）
３ａ  気筒
３ｄ  燃焼室
４ａ  吸気ポート
６  筒内噴射弁（第１燃料噴射弁）
７  ポート噴射弁（第２燃料噴射弁）
１１  第１燃料タンク
１２  第２燃料タンク
１４  ガソリン供給通路（燃料供給経路）
１５  高圧ポンプ（燃圧変更手段）
１６  エタノール供給通路（燃料供給経路）
１７  連通路（燃料供給経路）
１８  切替弁（切替手段）
３１  クランク角センサ（運転状態検出手段）
３２  エアフローセンサ（運転状態検出手段）
３３  水温センサ（運転状態検出手段）
３４  エタノール残量センサ（高オクタン価燃料残量検出手段）
３５  空燃比センサ（運転状態検出手段）
Ｇ  ガソリン（低オクタン価燃料）
Ｅ  エタノール（高オクタン価燃料）
ＰＦ＿ＤＩ  ガソリン圧（燃圧）
ＱＦ＿ＤＩ  筒内噴射量（第１燃料噴射量）
ＱＦ＿ＰＩ  ポート噴射量（第２燃料噴射量）
ＴＥＭＰ＿ＤＩ  筒内噴射弁の先端部温度（第１燃料噴射弁の先端部の温度）
ＴＰＲＥＦ  所定温度
ＰＦＬ  先端部温度制御用のガソリン圧の第１所定圧
ＴＩＭＥ＿ＤＩ  筒内噴射時間（第１燃料噴射弁からの燃料の噴射時間）
ＰＦＨ  デポシット除去制御用のガソリン圧の第２所定圧
ＱＲＦ２  エタノール残量（高オクタン価燃料の残量）
ＱＲＲＥＦ  所定量
ＱＦ  総燃料供給量
ＲＯＮＣＭＤ  目標オクタン価
ＲＦ１  ガソリン割合（噴射量比率）
ＲＦ２  エタノール割合（噴射量比率）
Ｑ＿ＤＩ＿ＬＭＴ  筒内噴射弁の上限噴射量（第１燃料噴射弁の上限噴射量）
ＮＥ  エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＧＡＩＲ  吸気量（内燃機関の運転状態）
ＴＷ  エンジン水温（内燃機関の運転状態）
ＬＡＦ  空燃比（内燃機関の運転状態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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