(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と前記燃焼室内の混合気を点火するための点火プラグとを備えると共に、前記燃料噴射弁が前記燃焼室の天井部中央のシリンダヘッドに設けられてピストンの冠面方向に中空円錐状に燃料を噴射する筒内噴射式エンジンの制御装置であって、
燃料のアルコール濃度が高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合よりも燃料噴射圧を低くすることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
【請求項２】
燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と前記燃焼室内の混合気を点火するための点火プラグとを備えると共に、前記燃料噴射弁が前記燃焼室の天井部中央のシリンダヘッドに設けられてピストンの冠面方向に中空円錐状に燃料を噴射する筒内噴射式エンジンの制御装置であって、
燃料のアルコール濃度が高く、かつ、エンジンの冷却水温度もしくはオイル温度が所定温度より高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合、又は、エンジンの冷却水温度もしくはオイル温度が所定温度より低い場合よりも燃料噴射圧を低くすることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
【請求項３】
燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と前記燃焼室内の混合気を点火するための点火プラグとを備えると共に、前記燃料噴射弁が前記燃焼室の天井部中央のシリンダヘッドに設けられてピストンの冠面方向に中空円錐状に燃料を噴射する筒内噴射式エンジンの制御装置であって、
エンジンの冷却水温度もしくはオイル温度が所定温度より低く、かつ、燃料のアルコール濃度が高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合よりも燃料噴射圧を高くし、
エンジンの冷却水温度もしくはオイル温度が所定温度より高く、かつ、燃料のアルコール濃度が高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合よりも燃料噴射圧を低くすることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
【請求項４】
燃料のアルコール濃度が高い場合の圧縮行程での燃料噴射開始時期を、燃料のアルコール濃度が低い場合の圧縮行程での燃料噴射開始時期よりも遅角側にすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
【請求項５】
燃料のアルコール濃度が高い場合の吸気行程での燃料噴射開始時期を、燃料のアルコール濃度が低い場合の吸気行程での燃料噴射開始時期よりも進角側にすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
【請求項６】
燃料のアルコール濃度が高い場合の吸気行程での燃料噴射開始時期を、燃料のアルコール濃度が低い場合の吸気行程での燃料噴射開始時期よりも進角側にすることを特徴とする請求項４に記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と燃焼室内の混合気を点火するための点火プラグを備えた筒内噴射式エンジンの制御装置に係り、特に、燃料としてガソリン／アルコール混合燃料が用いられる場合に適応させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の低減やエネルギーの有効活用を目的として、ガソリンにエタノールやメタノールなどのアルコールを混ぜた混合燃料をエンジンの燃料として用いることが知られている。
【０００３】
また、環境保全のため粒子状物質（ＰＭ）の排出量低減化が求められており、エンジンからのＰＭ排出量が厳しく規制されている。加えて地球温暖化防止の観点からエンジンの燃費改善も強く求められている。
【０００４】
一方、エンジンの燃焼効率や出力向上のため、燃焼室内に燃料を直接噴射するとともに、噴射された燃料と吸入空気との混合気を点火プラグで点火して爆発燃焼させる筒内噴射式エンジンが普及している。
【０００５】
かかる筒内噴射式エンジンにおいて混合燃料が用いられる場合を想定して、例えば下記特許文献１には、粒子状物質（ＰＭ）の排出量低減化を図るべく、混合燃料のアルコール濃度に応じてガス流動の強さを変えることことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008-190478号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、筒内噴射式エンジンでは、狭い燃焼室内で燃料噴射が行われるため、燃料がピストン冠面やシリンダボア壁面などに付着しやすい。燃料が壁面に付着すると、空気と燃料との混合が不十分となり、ＰＭの発生原因となる。燃料噴霧が短時間で気化すれば壁面に付着する燃料を減らすことができるため、筒内噴射式エンジンでは、燃料噴射圧を高くして燃料噴霧の微粒化を促進している。しかし、燃料噴射圧を高く設定すると、燃料ポンプを駆動するための仕事量（補機駆動負荷）が増えるため、燃費が悪化する虞がある。
【０００８】
なお、前記特許文献１に所載のように、アルコール濃度に応じてガス流動の強さを変えても仕事量（補機駆動負荷）は変化しないので、燃費を改善することはできない。
【０００９】
本発明は、上記問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、ＰＭ排出量を増やすことなく燃費を改善することのできる筒内噴射式エンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、本発明に係る筒内噴射式エンジンの制御装置は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁と燃焼室内の混合気を点火するための点火プラグとを備えると共に、前記燃料噴射弁が前記燃焼室の天井部中央のシリンダヘッドに設けられてピストンの冠面方向に中空円錐状に燃料を噴射するものであって、燃料のアルコール濃度が高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合よりも燃料噴射圧を低くすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
ガソリンとアルコールの混合燃料では、アルコール濃度が高い方がＰＭの排出濃度が低くなる。従って、本発明に係る筒内噴射式エンジンの制御装置のように、前記燃料噴射弁が燃焼室の天井部中央のシリンダヘッドに設けられてピストンの冠面方向に中空円錐状に燃料を噴射する筒内噴射式エンジンの制御装置において、燃料のアルコール濃度が高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合よりも燃料噴射圧を低くすれば、燃料噴霧の粒径は大きくなるものの、ＰＭ排出濃度は低く抑えられる。
【００１２】
このように、前記燃料噴射弁が燃焼室の天井部中央のシリンダヘッドに設けられてピストンの冠面方向に中空円錐状に燃料を噴射する筒内噴射式エンジンの制御装置において、燃料のアルコール濃度が高い場合は、燃料のアルコール濃度が低い場合よりも燃料噴射圧を低くすることにより、アルコール濃度が高い場合に、燃料ポンプを駆動するための仕事量を減らすことができ、その結果、ＰＭ排出量を増やすことなく燃費を改善することができる。
上記した以外の、課題、構成、及び効果は、以下の実施形態により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る制御装置の一実施形態（実施例１〜３で共通）を、それが適用された筒内噴射式エンジンの一例と共に示す概略構成図。
【図２】図１に示されるエンジンの主要部概略縦断面図。
【図３】図１に示されるエンジンの主要部概略斜視図。
【図４】図１に示される燃料噴射弁の内部構造を示す断面図。
【図５】（ａ）は図４に示される燃料噴射弁の弁体側ガイド部の拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図６】図４に示される燃料噴射弁が開弁したときのノズル下部を示す拡大断面図。
【図７】燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧の形態の説明に供される図。
【図８】燃料噴射弁から噴射された噴霧のザウター平均粒径と噴射圧との関係を示す図。
【図９】アルコール濃度とアルコール濃度センサの出力電圧の関係を示す図。
【図１０】本発明の実施形態における高圧燃料ポンプの断面図。
【図１１】図１０に示される高圧燃料ポンプの噴射圧と駆動力の関係を示す図。
【図１２】吸排気弁の開閉時期、燃料噴射時期、及び点火時期の一例（実施例１）を示すタイムチャート。
【図１３】実施例で使用される燃焼モード領域マップを示す図。
【図１４】均質燃焼モードにおける燃焼室内の燃料噴霧、混合気の状態を示す図であり、（ａ）吸気行程後半、（ｂ）は点火時期（近傍）を示す。
【図１５】成層燃焼モードにおける燃焼室内の燃料噴霧、混合気の状態を示す図であり、（ａ）は圧縮行程時、（ｂ）は点火時期（近傍）を示している。
【図１６】図１に示されるＥＣＵが燃料噴射時期、燃料噴射圧等を設定する際に実行する処理・手順（プログラム）の一例（実施例１）の一部を示すフローチャート。
【図１７】実施例における燃料のアルコール濃度と噴射圧の関係を示す図。
【図１８】実施例における噴射圧設定マップを示した図であり、図１８（ａ）は基本噴射圧マップ、図１８（ｂ）は低噴射圧マップを示す。
【図１９】ガソリン／アルコール混合燃料におけるアルコール濃度とＰＭ排出濃度の関係の一例を示す図。
【図２０】噴射圧とＰＭ排出濃度の関係の一例を示す図。
【図２１】ガソリン／アルコール混合燃料の蒸留特性を示す図。
【図２２】実施例における低噴射圧マップの別例１を示す図。
【図２３】実施例における低噴射圧マップの別例２を示す図。
【図２４】実施例における低噴射圧マップの別例３を示す図。
【図２５】実施例における燃料のアルコール濃度と噴射圧の関係の別例１を示す図。
【図２６】実施例における燃料のアルコール濃度と噴射圧の関係の別例２を示す図。
【図２７】実施例における燃料のアルコール濃度と噴射圧の関係の別例３を示す図。
【図２８】実施例における燃料のアルコール濃度と噴射圧の関係の別例４を示す図。
【図２９】図１に示されるＥＣＵが燃料噴射時期、燃料噴射圧等を設定する際に実行する処理・手順（プログラム）の他の例（実施例２）の一部を示すフローチャート。
【図３０】実施例２における吸排気弁の開閉時期、燃料噴射時期、及び点火時期を示すタイムチャート。
【図３１】実施例において噴射圧を基本噴射圧に設定し、燃料を基本噴射時期で噴射した場合の噴霧挙動の説明に供される図。
【図３２】実施例において噴射圧を低噴射圧に設定し、燃料を基本噴射時期で噴射した場合の噴霧挙動の説明に供される図。
【図３３】実施例において噴射圧を低噴射圧に設定し、燃料を基本噴射時期より遅角化した場合の噴霧挙動の説明に供される図。
【図３４】図１に示されるＥＣＵが燃料噴射時期、燃料噴射圧等を設定する際に実行する処理・手順（プログラム）の別の例（実施例３）の一部を示すフローチャート。
【図３５】吸排気弁の開閉時期、燃料噴射時期、及び点火時期の別の例（実施例３）を示すタイムチャート。
【図３６】実施例２と実施例３を組み合わせた実施例４における吸排気弁の開閉時期、燃料噴射時期、及び点火時期を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る制御装置の一実施形態（実施例１〜３で共通）を、それが適用された筒内噴射式エンジンの一例と共に示す概略構成図である。
【００１５】
図示例のエンジン１は、例えば筒内噴射式の直列４気筒火花点火エンジンであり、ピストン１０３の上方に燃焼室１１０が画成され、この燃焼室１１０の天井部には燃焼室１１０に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１０６と燃料噴射弁１０６から噴射された燃料と吸入空気とで生成される混合気を点火するための点火プラグ１０７が臨設されている（エンジン１の構造詳細は図２、図３を参照しながら後述する）。
【００１６】
エンジン１は、燃料としてガソリンとアルコールの混合燃料が使用され、任意のアルコール濃度で運転可能なようにその装置部品並びに制御系の構成や仕様が決められている。
【００１７】
燃料タンク３内には、ガソリンとアルコールの混合燃料６が充填されている。混合燃料６のアルコール濃度は固定されたものではなく、ユーザーが補給する燃料仕様、補給時のタンク内の残存燃料の仕様、残存量などによって０〜１００％の範囲で変化する。
【００１８】
燃料タンク３内の混合燃料はフィードポンプ５によって３００ｋＰａ程度に加圧され、燃料配管７ａを通って高圧燃料ポンプ２に送られる。混合燃料は高圧燃料ポンプ２によってさらに５〜２０ＭＰａ程度に加圧され、高圧燃料配管７ｂを通って燃料噴射弁１０６に送られる。高圧燃料配管７ｂ内の燃料圧力（噴射圧）は圧力センサ９によって検出され、噴射圧信号Ｒ５がＥＣＵ（エンジン制御ユニット）に取り込まれる。
【００１９】
ＥＣＵは、圧燃料配管７ｂ内の噴射圧を目標噴射圧に収束一致させるべく、噴射圧信号Ｒ５に基づいて高圧燃料ポンプ２に送る噴射圧制御信号Ｃ２を調整して噴射圧（ボンプ吐出圧）をフィードバック制御する。
【００２０】
混合燃料のアルコール濃度は燃料タンク３内に設けられたアルコール濃度センサ４によって検出される。アルコール濃度センサ４からのアルコール濃度信号Ｒ１がＥＣＵに取り込まれる。アルコール濃度センサ４は燃料の誘電率、もしくは光の屈折率からアルコール濃度を検出し、電圧値として出力するものである。
【００２１】
図９は、燃料のアルコール濃度に対するアルコール濃度センサ４の出力電圧の関係の一例を示す。アルコール濃度センサ４はアルコール濃度０〜１００％に亘って、アルコール濃度に比例した電圧信号（アルコール濃度検出信号）Ｒ１を出力する。従って、アルコール濃度センサ４の出力電圧値から図９の関係を用いて燃料のアルコール濃度を求めることができる。
【００２２】
ＥＣＵから燃料噴射弁１０６へは、エンジン運転状態に応じたデューティ比（パルス幅）を持つ噴射パルス信号Ｃ３がクランク角で見て所定のタイミングで供給され、これによって、エンジン運転状態に応じた燃料噴射開始時期及び噴射時間（噴射量）をもって燃料噴射弁１０６から燃焼室１１０内へ燃料が噴射される。
【００２３】
燃焼室１１０内に噴射された燃料は、吸気カム軸により開閉駆動される吸気弁を介して燃焼室１１０に吸入された吸入空気との混合気を生成し、この混合気は、ＥＣＵから点火制御信号Ｃ４がクランク角で見て所定のタイミングで供給される点火コイル（図示省略）からの点火エネルギにより点火プラグ１０７で点火されて爆発燃焼し、その燃焼排ガス（排気ガス）は排気カム軸により開閉駆動される排気弁を介して排気通路１１１に排出される。
【００２４】
エンジン１の吸気通路１０９内には、吸入空気量を調整するための電制スロットル弁１０が設けられている。スロットル弁１０の開度（スロットル開度）はＥＣＵからスロットル弁１０に送られるスロットル開度制御信号Ｃ６により所定の開度に制御される。
【００２５】
さらに、ＥＣＵには、エンジンの冷却水温、クランク角信号、カム角信号、アクセル開度信号、トランスミッションのギアポジション信号等が取り込まれ、エンジン１の回転数、負荷（トルク）の検出、冷機／暖機状態の識別等、エンジン運転状態の種々の判定がＥＣＵによって行われる。
【００２６】
次に、エンジン１の構造詳細を図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、エンジン１の概略縦断面図であり、図３は、エンジン１の概略斜視図である。
【００２７】
エンジン１は、シリンダヘッド１Ａとシリンダブロック１Ｂ、及び該シリンダブロック１Ｂに摺動自在に嵌挿されたピストン１０３を有し、ピストン１０３上方には燃焼室１１０が画成され、燃焼室１１０の天井部略中央に燃料噴射弁１０６が臨設され、この燃料噴射弁１０６に近接して中央部よりやや排気ポート１１１寄りに点火プラグ１０７が配備されている。燃料噴射弁１０６は、電磁弁であり、前述の噴射パルス信号Ｃ３のデューティ比（パルス幅）に応じた時間だけ開弁して、概ね５から２０ＭＰａに加圧された燃料をその先端部に設けられた噴射口１２３から噴射するものである。ピストン１０３の冠面には、浅皿状のキャビティ１０３ａが設けられている。
【００２８】
燃焼室１１０には、吸気通路１０９の下流端（吸気ポート）１０９ａと排気通路１１１の上流端（排気ポート）１１１ａがそれぞれ開口しており、それぞれの開口部を開閉する吸気弁１０４と排気弁１０５が設けられている。
【００２９】
吸気弁１０４は吸気カム軸３１８に取りつけられた吸気カム１０４ａの回転によって上下動し、吸気ポート１０９ａの開口部を開閉する。同様に排気弁１０５は排気カム軸３１７に取りつけられた排気カム１０５ａの回転によって上下動し、排気ポート１１１ａの開口部を開閉する。
【００３０】
吸気カム軸３１８、排気カム軸３１７は図示しないタイミングベルトによってクランク軸３１９に連動して回転するようにされており、燃焼によって生じるクランク軸３１９の回転力によって吸気カム軸３１８、排気カム軸３１７がそれぞれ回転駆動される。
【００３１】
次に、燃料噴射弁１０６及びそれから噴射される燃料噴霧の形態について、図４から図８を参照しながら説明する。図４は、燃料噴射弁１０６の内部構造を示す断面図である。
【００３２】
燃料噴射弁１０６は、電磁式の駆動部１５０とノズル１２２とを有し、ノズル１２２は円筒状でその内部に弁体１２０が挿入されており、弁体１２０はノズル１２２に対して軸方向に動く構造になっている。弁体１２０とノズル１２２には、弁体１２０の軸方向の動きを案内するための弁体側ガイド部（大径部）１２５とノズル側ガイド部１２６が設けられている。弁体１２０の弁棒部１２１はノズル１２２の内径よりも細くなっており、弁棒部１２１とノズル（内周面）１２２との間の隙間が燃料流路１２４となっている。
【００３３】
図５（ａ）は、弁体側ガイド部１２５の拡大図を示しており、図５（ｂ）は、弁体側ガイド部１２５のＡ−Ａ断面を示している。弁体側ガイド部１２５には４つの面取り切欠部１２５ａが施されており、各面取り切欠部１２５ａとノズル側ガイド部（内周面）１２６の間には流路となる隙間があるため、燃料流路１２４を流れる燃料の流れを妨げない構造になっている。
【００３４】
図４に戻り、燃料噴射弁１０６について説明を続ける。燃料供給口１２８から供給された燃料は、燃料流路１２４を通って、ノズル１２２下端部の絞り弁座部１３２へ送られる。弁体１２０は、閉弁用ばね（圧縮コイルばね）１２７により閉弁方向（上向き）に付勢されており、電磁式の駆動部１５０が通電励磁されていないときには、閉弁用ばね１２７の付勢力により、弁体１２０の下端部に設けられた円錐状弁体部１２９（図６参照）がノズル１２２の絞り弁座部１３２に押し付けられているため、このときは燃料は噴射されない。
【００３５】
前記電磁式の駆動部１５０は、弁体１２０のリフト量を制御するためのもので、コイル１５１、コア１５２、アンカー１５３等で構成され、アンカー１５３は弁体１２０の上流側端部において、弁体１２０と接触している。コイル１５１に通電すると、コイル１５１とコア１５２、アンカー１５３の間で磁場が形成され、前記磁場に応じてアンカー１５３とコア１５２の間に生じる電磁吸引力によって、アンカー１５３はコア１５２に引き付けられる（下降する）。これにより、弁体１２０（円錐状弁体部１２９）は閉弁用ばね１２７の付勢力に抗して押し下げられて絞り弁座１３２から離れ、それらの間に円環状の間隙が生じ（以下、この間隙を噴射口１２３と称す）、噴射口１２３から燃料が噴射される（図６参照）。
【００３６】
次に、弁体１２０の開弁時の燃料噴射挙動について、図６及び図７を用いて説明する。図６は弁体１２０が開弁しているときの円錐状弁体部１２９と絞り弁座部１３２の周りを示す断面図である。また、図７は燃料噴射弁１０６から噴射された燃料噴霧ＳＰの形態を示す。
【００３７】
弁体１２０が押し下げられると、円錐状弁体部１２９が絞り弁座部１３２から離れて噴射口１２３が開き、燃料流路１２４内の高圧燃料が燃料液膜１５６となって外部に噴出する。円錐状弁体部１２９の円錐面に沿って燃料が噴出するため、噴射される燃料液膜１５６は中空円錐形状となる。液膜１５６の厚さは噴射口１２３から遠ざかる従い薄くなり、その先端が分裂して微細な液滴１５７が発生する。この結果、図７に示すような中空円錐状の噴霧ＳＰが形成される。
【００３８】
なお、液膜１５６の噴射口１２３からの噴出速度が速いほど、乱流による液膜１５６の擾乱が大きくなり、液滴への微粒化が促進される。
【００３９】
図８は、燃料噴射弁１０６から噴射された噴霧のザウター平均粒径と噴射圧との関係を示す。噴射圧が高くなるほど噴射口１２３から噴射される液膜１５６の速度が速くなるため、噴霧ＳＰのザウター平均粒径は小さくなる。例えば、本実施例の燃料噴射弁１０６においては、噴射圧が５ＭＰａのときはザウター平均粒径は３０μｍ程度である。一方、噴射圧を２０ＭＰａまで高くするとザウター平均粒径は１０μｍ程度にまで小さくなる。噴霧の表面積（液滴と周囲ガスとの境界面積の総和）はザウター平均粒径が小さいほど大きくなるため、噴射圧を高くすることで噴霧の気化速度を速くすることができる。
【００４１】
次に、高圧燃料ポンプ２の形態について図１０を用いて説明する。図１０は高圧燃料ポンプ２の断面図である。本例ではプランジャ３０１がエンジン１の排気カム軸３１７に取りつけられた駆動カム３０６の回転によって上下動する。プランジャ３０１の上下動によって燃料タンク３側の燃料配管７ａから供給される燃料がポンプ室３０２へ吸入され、高圧燃料配管７ｂへと吐出される。プランジャ３０１上昇中に電磁弁(ソレノイド）３０４に通電して押圧棒３０４ａを駆動することにより吸入逆止弁３０３を押し開けてポンプ室３０２内の燃料を燃料タンク側に逆流させ、これによって高圧燃料ポンプ２が吐出する燃料量が調整される。ポンプ室３０２内の燃料量が目標量になったところで電磁弁３０４への通電を止めて吸入逆止弁３０３を閉める。
【００４２】
ポンプ室３０２の燃料圧力はプランジャ３０１の上動により上昇し、ポンプ室３０２内の燃料が吐出逆止弁３０５を押し開けて高圧燃料配管７ｂ側へ吐出する。さらに高圧燃料配管７ｂの破壊を防止するためのリリーフ弁３０６が取り付けられており、高圧燃料配管７ｂの内部が所定圧以上の圧力なるとリリーフ弁３０６が開き燃料タンク３に燃料が逃げるようになっている。
【００４３】
高圧燃料ポンプ２から燃料噴射弁１０６へ供給される燃料の圧力（噴射圧）は電磁弁３０４で吸入逆止弁３０３を押し開けるタイミングで変化する。プランジャ３０１上昇中に吸入逆止弁３０３を開くタイミングが遅いほどポンプ室３０２内の燃料がより強く加圧され噴射圧が増大する。電磁弁３０４の開閉タイミングはＥＣＵから送られる噴射圧制御信号Ｃ２により、噴射圧が目標値になるように制御される。
【００４４】
駆動カム３０６がプランジャ３０１を押し上げるために必要な力（ポンプ駆動力）はポンプ室３０２内の圧力に比例する。ポンプ室３０２内の圧力と噴射圧はほぼ等しいため、噴射圧とポンプ駆動力との間には、図１１に示される如くの比例関係が成立する。ポンプ駆動力は、エンジン１のクランク軸の回転駆動力から得ているため、噴射圧を高くすればするほどポンプ駆動によるエンジン１の負荷（仕事量）は増大する。
【００４５】
次に、図１２から図１５を用いて本発明の実施形態におけるエンジン１の動作及び制御内容について説明する。図１２は、吸気弁１０４の開弁時期（ＩＶＯ）、吸気弁１０４の閉弁時期（ＩＶＣ）、排気弁１０５の開弁時期（ＥＶＯ）、排気弁の閉弁時期（ＥＶＣ）、燃料噴射時期、点火時期を示したタイムチャートである。本実施形態のエンジン１の運転モードには、均質燃焼モードと成層燃焼モードがあり、それぞれ燃料噴射時期が異なる。均質燃焼モードにおいては、燃料は吸気行程で噴射され、圧縮行程後期で点火される。一方、成層燃焼モードにおいては、燃料は圧縮行程で噴射され、圧縮行程後期で点火される。
【００４６】
均質燃焼モード領域と成層燃焼モード領域は、エンジン回転数とエンジントルクによって区分けされる。図１３は、横軸にエンジン回転数をとり、縦軸にエンジントルクをとって均質燃焼モード領域と成層燃焼モード領域を示した燃焼モードマップの例を示す。図１３に示される如くに、本実施形態においては、低中回転、低中トルク領域では成層燃焼モード、高回転、高トルク領域では均質燃焼モードが選択され、ＥＣＵによってそれぞれの燃焼モードに応じた時期に燃料が噴射される。
【００４７】
図１４は、均質燃焼モードにおける燃料噴霧、混合気の状態を示す。図１４（ａ）は均質燃焼モードにおける吸気行程の状態、図１４（ｂ）は均質燃焼モードにおける点火時期近傍（圧縮行程後期）の状態を示している。吸気行程ではピストン１０３が下降している状態で燃料噴射弁１０６から燃料噴霧ＳＰが下向きに（ピストン冠面方向に）噴射される。ピストン１０３が下降しているため、燃料噴霧ＳＰはピストン冠面に殆ど衝突しない。燃焼室１１０に噴射された噴霧は吸気ポート１０９から流入する空気の流れＧＦによって気化、混合が促進され、点火時期近傍では燃料と空気が均一に混ざった混合気が形成される。なお、このときの混合気は当量比がほぼ１（理論空燃比）となるように、燃料噴射量と吸入空気量が調整される。
【００４８】
図１５に、成層燃焼モードにおける燃料噴霧、混合気の状態を示す。図１５（ａ）は成層燃焼モードにおける圧縮行程の状態、図１５（ｂ）は成層燃焼モードにおける点火時期近傍（圧縮行程後期）の状態を示している。圧縮行程ではピストン１０３が上昇している状態で燃料噴射弁１０６から燃料噴霧ＳＰが下向きに（ピストン冠面方向に）噴射される。ピストン１０３が上昇しているため、燃料噴霧ＳＰの先端部はピストン冠面に衝突する。ピストン冠面に衝突した燃料は、噴霧自身が持つ貫通力によってピストン冠面上に広がり、キャビティ１０３ａの端部段差によって燃焼室１１０の上方向に巻き上がる。この結果、点火時期近傍においては燃焼室１１０の中心付近の燃料濃度が高く、その周囲は燃料濃度が低い混合気が形成される。なお、このとき燃焼室１１０全体での平均当量比は例えば０．２から０．７程度になるように燃料噴射量と吸入空気量が調整される。
【００４９】
このような成層混合気の形成により、全体としては希薄（理論空燃比よりリーン）な混合気であっても、点火プラグ１０７の電極ギャップ周辺の混合気の等量比はほぼ１に保たれ、点火プラグ１０７による点火が安定的に行われる。成層燃焼モードでは、希薄な混合気を燃焼することによって、低中負荷領域でのポンピング損失の低減、比熱比の向上等が図られ、均質燃焼モードに比べてエンジンの燃費効率を向上させることができる。
【００５０】
次に、本発明実施形態におけるエンジンの制御について図１６から図１８を用いて説明する。
図１６は、ＥＣＵが燃料噴射時期、燃料噴射圧等を設定する際に実行する処理・手順（プログラム）の一例（実施例１とする）の一部を示すフローチャートである。図１７は、図１６に示される実施例１で使用される燃料のアルコール濃度と噴射圧の関係を示すグラフである。また、図１８は、実施例１で使用される噴射圧設定マップを示している。
【００５１】
図１６に示される実施例１では、ステップＳ１１（以下、「ステップ」を省略）でエンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｒを求める。エンジン回転数Ｎｅはクランク角信号から求められ、エンジントルクはアクセル開度、エンジン回転数、車速、トランスミッションのギアポジション等の情報を用いて推定される。
【００５２】
次に、Ｓ１２においてエンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｒに基づき、基本噴射圧ＰｎＨ（ｎ＝１、２、３、・・・）を求める。基本噴射圧ＰｎＨは、図１８（ａ）に示される如くの、横軸にエンジン回転数、縦軸にエンジントルクがとられた基本噴射圧マップを参照することによって求められる。本実施例では、低回転、低トルク領域の噴射圧をＰ１Ｈ、中回転、中トルク領域の噴射圧をＰ２Ｈ、高回転、高トルク領域の噴射圧をＰ３Ｈとして、エンジントルク、エンジン回転数に応じて噴射圧を三段階に切り換えるようにしている。ただし、本発明はこれに限定される訳ではなく、噴射圧はエンジントルク、エンジン回転数等のエンジン運転状態に応じて、任意に設定することができることは勿論である。
【００５３】
続く、Ｓ１３においては、エンジントルクＴｒと予め定められたトルク閾値Ｔｒｃとを比較するとともに、エンジン回転数Ｎｅと予め定められた回転数閾値Ｎｅｃとを比較する。ここでＴｒｃ、Ｎｅｃは、前述した図１３に示される燃焼モードマップにおける成層燃焼モードと均質燃焼モードの境界点におけるエンジントルク（値）とエンジン回転数（値）である。
【００５４】
Ｓ１３においてエンジントルクＴｒがトルク閾値Ｔｒｃより低く、かつエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｃより低いと判断された場合は、エンジンの運転状態が成層燃焼モード領域にあると判定され、この場合は、Ｓ１４に進んで、成層燃焼モードに対応した基本噴射時期ＴＨ（圧縮行程）、スロットル開度、点火時期を、エンジン回転数、エンジントルク等に対するマップ値として求める。
【００５５】
それに対し、Ｓ１３においてエンジントルクＴｒがトルク閾値Ｔｒｃより高いか、又はエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｅｃより高いと判断された場合は、エンジンの運転状態が均質燃焼モード領域にあると判定され、この場合は、Ｓ１５に進んで、均質燃焼モードに対応した基本噴射時期ＴＨ（吸気行程）、スロットル開度、点火時期を、エンジン回転数、エンジントルク等に対するマップ値として求める。
【００５６】
次に進むＳ１６においては、冷却水温センサの出力値から冷却水温度Ｔｗを求め、続くＳ１７においてアルコール濃度センサの出力値から燃料中のアルコール濃度Ｃａを求め、Ｓ１８に進む。
【００５７】
Ｓ１８においては、冷却水温Ｔｗと予め定められた冷却水温閾値Ｔｗｃを比較するとともに、アルコール濃度Ｃａと予め定められたアルコール濃度閾値Ｃａｃを比較する。ここで、閾値Ｔｗｃはエンジンの冷機・暖機を判断するための冷却水温であり、例えばＴｗｃ＝８０℃である。また閾値Ｃａｃは混合燃料のＰＭ排出濃特性から求められたアルコール濃度であり、例えばＣａｃ＝１０％である。Ｓ１８で、冷却水温Ｔｗが冷却水温閾値Ｔｗｃより高く、かつアルコール濃度Ｃａがアルコール濃度閾値Ｃａｃより高い場合には、Ｓ１９に進み、目標噴射圧を低噴射圧ＰｎＬに設定する。低噴射圧ＰｎＬは、図１８（ｂ）の低噴射圧マップに、そのときのエンジン回転数及びエンジントルクを照合することにより求められる。そして、ＥＣＵから高圧燃料ポンプ２に、噴射圧を上記目標噴射圧（低噴射圧ＰｎＬ）に収束一致させるべく、噴射圧制御信号Ｃ２が送られ、噴射圧のフィードバック制御が別ルーチンで行われる。
【００５８】
一方、冷却水温Ｔｗが冷却水温閾値Ｔｗｃより低いか、又はアルコール濃度Ｃａがアルコール濃度閾値Ｃａｃより低い場合には、Ｓ２０に進み、目標噴射圧を基本噴射圧ＰｎＨに設定する。ここでＰｎＬ＜ＰｎＨである。
【００５９】
そして、ＥＣＵから高圧燃料ポンプ２に、吐出圧を上記目標噴射圧（基本噴射圧ＰｎＨ）に収束一致させるべく、噴射圧制御信号Ｃ２が送られ、噴射圧のフィードバック制御が別ルーチンで行われる。
【００６０】
ここで、図１７に示される如くに、本実施例ではアルコール濃度がＣａｃより高い場合の噴射圧が、アルコール濃度がＣａｃより低い場合の噴射圧より低く設定される。ＰｎＨは例えば１５ＭＰａであり、ＰｎＬは例えば７ＭＰａである。なお、噴射圧は上記ＰｎＨやＰｎＬに限られる訳ではなく、噴射圧（ＰｎＨやＰｎＬ）は、エンジンの緒元や目標とするＰＭ排出濃度などに応じて適宜設定することができる。
【００６１】
上記Ｓ１９及びＳ２０の後に進むＳ２１においては、クランク角度で見た燃料噴射開始時期及び噴射時間（パルス幅）Ｔｉを求める。これらは、エンジン回転数、エンジントルク、噴射圧等に基づいて演算もしくはマップを参照することにより求められる。
【００６２】
続くＳ２２においては、Ｓ２１で求められた燃料噴射開始時期及び噴射時間（パルス幅）Ｔｉをもって燃料噴射弁１０６に噴射制御信号Ｃ３を供給して燃料噴射制御を行うとともに、スロットル開度制御や点火時期制御等を行う（別ルーチン）。
【００６３】
次に、本実施例の作用、効果について図１９を参照しながら説明する。
図１９は、ガソリン／アルコール混合燃料におけるアルコール濃度とＰＭ排出濃度の関係の一例を示している。図１９に示されるようにＰＭ排出濃度はアルコール濃度の上昇に伴い減少する。これはアルコールにはＰＭの核生成の主要物質である芳香族炭化水素の含有率が少ないこと、またアルコール内には酸素を含むためＰＭ生成の原因となる不完全燃焼が起こりにくいことが理由である。
【００６４】
図２０は、噴射圧とＰＭ排出濃度の関係の一例を示す。ＰＭ排出濃度は噴射圧の上昇に伴い減少する。この理由について以下で説明する。
ＰＭの主な発生原因は、ピストン冠面などの燃焼室壁面に付着した燃料が充分に空気と混合できず、低酸素濃度状態で不完全燃焼することにある。噴射圧が高くなると燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の粒径が小さくなり、燃料の気化速度が速くなる。このため噴射圧が高くなると、壁面に付着する燃料量が減りＰＭ排出濃度が下がる。また噴射圧が高くなると噴霧と空気間に働くせん断力が大きくなり、燃料と空気との混合が促進される。この作用によって、噴射圧が高くなると局所的な燃料リッチ領域が減りＰＭ排出濃度が下がる。これらが、噴射圧が高くなるとＰＭ排出濃度が下がる主な理由である。
【００６５】
図２０において、目標のＰＭ排出濃度（目標値）を例えば０．２（Ａ．Ｕ．）としたとき、アルコール濃度０％の場合にＰＭ排出濃度を目標値以下にするには、噴射圧は１５ＭＰａ以上とする必要がある。一方、アルコール濃度が１０％の場合にＰＭ排出濃度を目標値以下にするには、噴射圧は７ＭＰａ以上で良い。
【００６６】
従って、アルコール濃度が１０％以下の場合には噴射圧を１５ＭＰａにして、アルコール濃度が１０％を超える場合には噴射圧を７ＭＰａにしても、ＰＭ排出濃度は目標値以下にすることができる。
【００６７】
一方、図１１に示される如くに、高圧燃料ポンプの駆動力は噴射圧に比例する。従って噴射圧を１５ＭＰａから７ＭＰａに下げると、高圧燃料ポンプの駆動力は概ね７／１５に低減できる。高圧駆動ポンプの駆動力はエンジン出力軸（クランク軸）より得ているため、これを減らすとエンジンの負荷（仕事量）が減り、燃費が向上する。このように、本発明実施例においては、アルコール濃度が所定濃度より高い場合に、ＰＭ排出量を増やすことなく、エンジンの燃費を改善できる。
【００６８】
前記実施例１におけるＥＣＵの処理手順を示す図１６のＳ１８において、冷却水温が冷却水温閾値Ｔｗｃより低い場合にのみ、目標噴射圧を低噴射圧に設定をしている理由について以下で説明する。
【００６９】
図２１は、ガソリン／アルコール混合燃料の蒸留特性を示す。図示のようにアルコール濃度が高い燃料では、低温での気化性がガソリン（アルコール濃度０％）に比べ低い。一方、燃料温度が概ね８０℃以上になるとアルコール濃度が高い燃料の気化性がガソリンに比べ良くなる。ガソリン／アルコール混合燃料はこのような気化特性を持っているため、エンジン冷機時のように壁温やガス温度が低い場合に、高アルコール濃度燃料の噴射圧を低噴射圧に設定すると、低温による気化性の低下に、低噴射圧化による噴霧粒径の粗大化が加わり、燃料の気化が悪くなる虞がある。これによってＰＭ排出量や未燃ＨＣ排出量の増加を招く虞がある。そこで冷却水温をモニターし、冷却水温が所定温度以上のときのみ、高アルコール濃度燃料の噴射圧を下げるようにすることで、燃料気化性の低下によるエミッション特性の悪化を未然に防止できる。また冷却水温の代わりにエンジンオイルの温度をモニターし、オイル温度が所定温度以上のときのみ、高アルコール濃度燃料の噴射圧を下げるようにしても同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、前記実施例における低噴射圧マップは、図２２に示すように、エンジン運転領域の一部を低噴射圧（ＰｎＬ）とし、残りの部分を基本噴射圧（ＰｎＨ）としても良い。例えば高回転、高トルク領域においては短期間に多くの燃料を噴射する必要があるので、高い噴射圧が必要とされる場合がある。この場合には、低回転、低トルク領域の噴射圧のみを低噴射圧（ＰｎＬ）設定としても良い。この領域においては基本噴射圧よりも低く設定されるため燃費改善効果を得ることができる。
【００７１】
さらに、図２３に示すように、エンジン運転領域の一部を低噴射圧（ＰｎＬ）、他の一部を基本噴射圧よりも高い噴射圧（ＰｎＵ）とし、残りの部分を基本噴射圧（ＰｎＨ）としても良い。
【００７２】
また図２４に示すように、エンジン運転領域の一部を低噴射圧（ＰｎＬ）、残りを基本噴射圧よりも高い噴射圧（ＰｎＵ）としても良い。アルコールはガソリンに比べ体積当たりの発熱量が少ないため、同一トルクを出すためにはガソリンに比べて噴射量を多くする必要がある。このため高回転、高負荷領域において基本噴射圧で噴射すると、噴射時間が長くなりすぎて燃料の気化、混合が不足する虞がある。そこで高回転、高負荷領域においては噴射圧を基本噴射圧よりも高くして、噴射期間を短縮することで、燃料の気化、混合の不足を未然に防止できる。低回転、低負荷運転領域では、基本噴射圧よりも低く設定されるため、この領域における燃費改善効果を得ることができる。
【００７３】
噴射圧設定方法としては、図１６のＳ１８〜Ｓ２０に示される方法以外にも、いくつかの方法が考えられる。図２５は、複数のアルコール濃度閾値Ｃａｃ１、Ｃａｃ２（Ｃａｃ＜Ｃａｃ２）を用いて、噴射圧を段階的に変える場合の一例を示す。
【００７４】
図２５に示される例では、アルコール濃度が０〜Ｃａｃ１では基本噴射圧ＰｎＨ、アルコール濃度がＣａｃ１〜Ｃａｃ２では低噴射圧ＰｎＬ１、アルコール濃度がＣａｃ２以上では低噴射圧ＰｎＬ２（ＰｎＨ＞ＰｎＬ１＞Ｐｎｌ２）に設定する場合を示している。アルコール濃度閾値Ｃａｃを３つ以上にして、さらに多段階に噴射圧を変えても良い。さらに図２６において符号Ａで示すように複数のアルコール濃度に対して噴射圧を連続的に変えてもよい。また図２６において符号Ｂで示すように、所定のアルコール濃度までは、アルコール濃度に対して噴射圧を変え、所定のアルコール濃度を超えると噴射圧を一定にしてもよい．これらの例のようにアルコール濃度に対して多段階、又は連続的に噴射圧を変えることで、アルコール濃度に応じたよりきめの細かい噴射圧を設定でき、燃費向上効果をより高めることができる。
【００７５】
また、図２７に示すように、冷却水温が冷却水温閾値Ｔｗｃより低い場合は、アルコール濃度の増加に対して噴射圧を高く設定し、冷却水温が冷却水温閾値Ｔｗｃより高い場合は、アルコール濃度の増加に対して噴射圧を低く設定してもよい。これは図２１に示したように、低温の場合、アルコールはガソリンに比べ気化性が悪いためである。従って低温時にはアルコール濃度が高いほど噴射圧を高くして噴霧の微粒化を促進して気化を促進することで、冷機時のエミッション特性悪化を防ぐことができる。暖気後は、アルコールはガソリンよりも気化性が良いので、アルコール濃度が高いほど噴射圧を低くして、ＰＭ排出の増加無しに燃費を改善できる。
【００７６】
また、温度上昇と共にアルコールの気化性は良くなるので、図２８に示される如くに、冷却水温の上昇に応じて、アルコール濃度に対する噴射圧の変化勾配を正勾配から負勾配に連続的に変えてもよい。このようにすると、アルコール濃度が高い場合に、温度の上昇に応じて気化が悪化しない範囲で速やかに噴射圧を下げることができるので、図２７に示される例に比べ、燃費改善効果をより高めることができる。
【００７７】
次に、ＥＣＵが燃料噴射時期、燃料噴射圧等を設定する際に実行する処理・手順（プログラム）の他の例（実施例２とする）を図２９のフローチャートを用いて説明する。図２９において前述した図１６に示される各ステップと同一内容のステップには共通の符号を付してそれらの重複説明を省略する。
【００７８】
図２９に示される実施例２においては、Ｓ１３においてエンジンの回転数、トルクから成層燃焼モード領域か、均質燃焼モード領域かが判定され、均質燃焼モード領域にある場合は、目標噴射圧が基本噴射圧ＰｎＨに設定され（Ｓ２０）、基本噴射時期ＴＨ（吸気行程）において燃料が噴射される（Ｓ２４）。
【００７９】
それに対し、成層燃焼モードにある場合は、水温Ｔｗが水温閾値Ｔｗｃより高く、かつ、アルコール濃度Ｃａがアルコール濃度閾値Ｃａｃより高い場合は、目標噴射圧を低噴射圧ＰｎＬに設定する（Ｓ１９）。さらに噴射遅角量ΔＴｒを求めて、噴射開始時期を基本噴射時期ＴＨ（圧縮行程）よりもΔＴｒだけ遅角側にする（Ｓ２３）。ここで噴射遅角量ΔＴｒはエンジン回転数、エンジントルクに対する噴射遅角量ΔＴｒマップ（図示しない）を参照することによって求められる。
【００８０】
一方、成層燃焼モードにおいて水温Ｔｗが水温閾値Ｔｗｃより低い、もしくは、アルコール濃度Ｃａがアルコール濃度閾値Ｃａｃより低い場合は、噴射圧を基本噴射圧ＰｎＨに設定する（Ｓ２０）。さらに噴射開始時期を基本噴射時期ＴＨにする（Ｓ２４）。
【００８１】
図２９に示される実施例２における噴射時期のタイムチャートを図３０示す。前述したように、成層燃焼モードにおける噴射圧は、冷却水温及びアルコール濃度に応じて、基本噴射圧に設定する場合と低噴射圧に設定する場合に分かれる。低噴射圧に設定した場合には、燃料の噴射開始時期が、基本噴射圧に設定された場合に対してΔＴｒだけ遅く（遅角化）される。
【００８２】
次に実施例２の作用、効果について説明する。
図３１〜図３３は、成層燃焼モードにおける燃焼室内の点火時期近傍での燃料噴霧挙動を示している。図３１は、噴射圧を基本噴射圧ＰｎＨに設定し、燃料を基本噴射時期ＴＨで噴射した場合の噴霧挙動を示す。この場合は、圧縮行程後期で噴射された燃料噴霧ＳＰの先端部はピストン冠面に衝突し、噴霧自身が持つ貫通力によってピストン冠面上に広がり、キャビティ１０３ａの端部段差によって燃焼室の上方向に巻き上がる。この結果、点火プラグ１０７の電極ギャップ部に燃料が到達する。これによって点火プラグ周りに燃料濃度が高い混合気が形成され、点火プラグによって点火、燃焼が行われる。
【００８３】
図３２は、噴射圧を低噴射圧ＰｎＬに設定し、燃料を基本噴射時期ＴＨで噴射した場合の噴霧挙動である。噴射圧が低いと噴霧自身の貫徹力が弱くなるため、キャビティ１０３ａの端部段差からの燃料の巻き上がり高さが基本噴射圧の場合（図３１に示される場合）に比べて低くなる。これによって点火プラグの電極ギャップ部の燃料濃度が低くなり、点火プラグによる点火、燃焼ができなくなる。
【００８４】
図３３は、噴射圧を低噴射圧ＰｎＬに設定し、燃料を基本噴射時期ＴＨよりもΔＴｒだけ遅角化した時期で噴射した場合の噴霧挙動である。噴射時期が遅角化しているため、噴射時期におけるピストン冠面位置が、基本噴射時期の場合よりも燃料噴射弁１０６のノズル先端に近くなる。これによって噴霧はより強い貫徹力でピストン冠面に衝突するため、キャビティ１０３ａの端部段差から巻き上がった燃料は基本噴射時期の場合に比べ点火プラグの電極ギャップ部に届きやすくなる。これによって、低噴射圧であっても点火プラグの電極ギャップ部に燃料濃度が高い混合気が形成され、点火プラグによって点火、燃焼が行われる。
【００８５】
即ち、本実施例２によれば、成層燃焼モードにおいて、アルコール濃度が高い場合に噴射圧を下げることで高圧燃料ポンプの駆動力を低減して燃費を改善するとともに、成層燃焼モードで低噴射圧に設定したときの噴射時期を遅角側に補正することで安定な着火、燃焼が可能となる。
【００８６】
次に、ＥＣＵが燃料噴射時期、燃料噴射圧等を設定する際に実行する処理・手順（プログラム）の別の例（実施例３とする）を図３４のフローチャートを用いて説明する。図３４において前述した図１６、図２９に示される各ステップと同一内容のステップには共通の符号を付してそれらの重複説明を省略する。
【００８７】
図３４に示される実施例３においては、Ｓ１３においてエンジンの回転数、トルクから成層燃焼モード領域か、均質燃焼モード領域かが判定され、成層燃焼モード領域にある場合は、目標噴射圧が基本噴射圧ＰｎＨに設定され（Ｓ２０）、基本噴射時期ＴＨ（吸気行程）において燃料が噴射される（Ｓ２４）。
【００８８】
均質燃焼モードでは水温Ｔｗが水温閾値Ｔｗｃより高く、かつ、アルコール濃度Ｃａがアルコール濃度閾値Ｃａｃより高い場合は、噴射圧を低噴射圧ＰｎＬに設定する（Ｓ１９）。さらに噴射進角量ΔＴａを求めて、噴射開始時期を基本噴射時期ＴＨ（吸気行程）よりもΔＴａだけ進角側にする（Ｓ２６）。ここで噴射進角量ΔＴａはエンジン回転数、エンジントルクに対する噴射進角量ΔＴａマップ（図示しない）を参照することによって求められる。
【００８９】
一方、均質燃焼モードにおいて水温Ｔｗが水温閾値Ｔｗｃより低い、もしくは、アルコール濃度Ｃａがアルコール濃度閾値Ｃａｃより低い場合は、噴射圧を基本噴射圧ＰｎＨに設定する（Ｓ２０）。さらに噴射開始時期を基本噴射時期ＴＨにする（Ｓ２４）。
【００９０】
図３４に示される実施例における噴射時期のタイムチャートを図３５に示す。前述したように、均質燃焼モードにおける噴射圧は、冷却水温及びアルコール濃度に応じて、基本噴射圧に設定する場合と低噴射圧に設定する場合に分かれる。低噴射圧に設定した場合には、燃料の噴射開始時期が、基本噴射圧に設定された場合に対してΔＴａだけ進角化される。
【００９１】
次に実施例３の作用、効果について説明する。
低噴射圧では基本噴射圧に比べて、同一の燃料を噴射するための噴射期間が長くなる。従って均質燃焼モードにおいて低噴射圧に設定された場合に、燃料噴射開始時期を基本噴射時期とすると、噴射終了時期は基本噴射圧の場合に比べて遅角側になる。すると、低噴射圧では燃焼室内での燃料噴霧の気化時間、燃料の混合時間が基本噴射圧の場合に比べて短くなり、気化、混合不良によるエミッション、燃費、出力性能が悪化する虞がある。実施例３では、均質燃焼モードにおいて、アルコール濃度が高い場合に噴射圧を低くするとともに、噴射開始時期を進角側に設定することで、燃料噴霧の気化時間、燃料の混合時間を長くすることができる。
【００９２】
これによって燃料の気化、混合不足によるエミッション、燃費、出力性能の悪化を未然に防止できる。また、一般に吸気行程での噴射開始時期を進角側にすると噴射開始時期においてピストンが上死点側に近寄っているため、燃料噴霧がピストンに付着してＰＭ排出濃度が増える虞がある。しかし、実施例３では、ＰＭが発生しにくいアルコール濃度が高い燃料の場合に噴射開始時期を進角側に設定するので、ＰＭ排出濃度が増えることはない。
【００９３】
即ち、実施例３によれば、均質燃焼モードにおいて、アルコール濃度が高い場合に噴射圧を下げることで高圧燃料ポンプの駆動力を低減して燃費を改善するとともに、均質燃焼モードで低噴射圧に設定したときの噴射時期を進角側に補正することで燃料の気化、混合不良によるエミッション、燃費、出力性能の悪化を防止できる。
【００９４】
また、本発明の実施例２と実施例３を組み合わせて、図３６に示すように、低噴射圧の設定時において、成層燃焼モードでは燃料噴射開始時期を遅角側に補正し、均質燃焼モードでは燃料噴射開始時期を進角側に補正するようにしても良い。このように組み合わせることで、アルコール濃度が高い場合の燃費改善が図られるとともに、成層燃料モード、均質燃焼モード双方での、低噴射圧化による燃料悪化を未然防止できる。
【符号の説明】
【００９５】
１…エンジン、２…高圧燃料ポンプ、３…燃料タンク、４…アルコール濃度センサ、５…フィードポンプ、７ａ…燃料配管、７ｂ…高圧燃料配管、９…噴射圧センサ、１０…スロットル弁、１０３…ピストン、１０３ａ…ピストンキャビティ、１０４…吸気弁、１０５…排気弁、１０６…燃料噴射弁、１０７…点火プラグ、１０９…吸気ポート、１１０…燃焼室、１１１…排気ポート、ＳＰ…燃料噴霧
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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