(57)【要約】 【課題】アルコール混合燃料の分割噴射可能なエンジンにおいて、アルコール濃度に関わらず筒内壁面の燃料付着を抑える。【解決手段】インジェクタが筒内へ直接燃料を噴射する筒内噴射式エンジンで均質燃焼による運転を行う場合、燃料となるエタノール混合ガソリンを、吸気行程においてインジェクタから分割噴射させる。そして、エタノール混合ガソリンのエタノール濃度が所定値α以上である場合、分割噴射時における一回の燃料噴射期間Ｔｅを所定期間Ｔｋ内に収めるため、エタノール混合ガソリンのエタノール濃度に応じて分割噴射回数を増加させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコール混合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、
火花点火式エンジンの筒内にアルコール混合燃料を直接噴射する燃料噴射装置を制御し、アルコール濃度およびエンジン運転状態に応じた燃料噴射量に従ってアルコール混合燃料を吸気行程内で分割噴射させることが可能な燃料噴射時期調整手段とを備え、
前記燃料噴射時期調整手段が、一回の燃料噴射期間が所定の期間内に収まるように、アルコール濃度に応じて燃料噴射回数を調整することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射時期調整手段が、前記一回の燃料噴射期間が前記所定の期間を超える所定濃度値以上のアルコール濃度である場合、燃料噴射回数をアルコール濃度に応じて増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射時期調整手段が、アルコール濃度が所定の限界濃度以下の場合、アルコール濃度に応じた燃料噴射回数に従って分割噴射させることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射時期調整手段が、アルコール濃度が前記限界濃度を超える場合、前記燃料噴射装置の燃圧を上げて一回の燃料噴射期間に噴射する燃料噴射量を増加させ、前記限界噴射時期以前に分割噴射をすべて行うことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射時期調整手段が、アルコール濃度が前記限界濃度を超える場合、前記噴射終了限度時期以前に終了できる一部の燃料噴射を吸気行程で行い、残りの燃料噴射を層状混合気を形成するように圧縮行程で行うことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射時期調整手段が、圧縮行程における最後の燃料噴射の終了時期から点火時期までの期間が少なくとも層状混合気形成に必要な期間以上となるように、エンジン運転状態に応じて変化する点火時期に従って圧縮行程の燃料噴射タイミングを調整することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
筒内にアルコール混合燃料を直接噴射する燃料噴射装置と、
筒内に吸入された空気とアルコール混合燃料との均質混合気を点火し、燃焼させる点火栓とを備え、
前記燃料噴射装置が、アルコール濃度およびエンジン運転状態に応じた燃料噴射量に従ってアルコール混合燃料を吸気行程内で分割噴射可能であって、一回の燃料噴射期間が筒内壁面への燃料付着量を抑える所定の期間内に収まるように、アルコール濃度に応じて燃料噴射回数を変更しながらアルコール混合燃料を噴射することを特徴とする筒内噴射式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンに関し、特に、エタノール混合ガソリンなどアルコールを含む燃料を使用する場合の燃料噴射制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射式ガソリンエンジンでは、均質燃焼による運転が可能であり、吸気行程内にインジェクタから燃料を噴射させ、燃料と空気とが均一な混合気を生成させる。筒内に燃料を直接噴射するため、燃料噴射量増加によって筒内壁面への燃料付着が増加する。燃料付着量の増加によってエンジンオイルが希釈化されることを防ぐため、例えば、燃料噴射を複数回に分けて分割噴射を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、エタノール混合ガソリンなどのアルコール混合燃料もＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）自動車などに供給されているが、アルコール混合燃料はアルコールの含まれない純ガソリンと比べて気化特性、発熱量などの燃料性状が異なる。また、アルコール濃度の違いによって燃料性状が変化し、アルコール濃度が高くなるほど理論空燃比の値は下がる。アルコール濃度に合わせた燃料噴射制御を行うため、例えば、アルコール濃度に応じて空燃比を補正し、燃料噴射量を調整する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−５２６６０号公報
【特許文献２】特開平５−０５４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アルコール混合燃料を使用する場合、理論空燃比の違いによって、ガソリン使用時より燃料噴射量を増加させる必要がある。燃料を分割噴射してエンジン運転を行っても、燃料噴射量の増加に伴い、一回の燃料噴射の燃料噴射期間が長くなる。その結果、インジェクタからの噴霧長さが伸びて壁面に到達する燃料の量が増加し、燃料付着量の増加によってエンジンオイルが希釈化される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の燃料噴射制御装置は、アルコール混合燃料を燃料として使用可能なＦＦＶなどの自動車に取り付けられるエンジンの燃料噴射制御装置である。ここで、アルコール混合燃料は、アルコールをガソリンなどの燃料に混合させた燃料のことをいう。また、アルコール混合燃料には、アルコールが所定の割合で含まれた混合燃料だけではなく、アルコールを含まない燃料（アルコール濃度０％）、あるいはアルコールのみの燃料（アルコール１００％）も含まれるものとする。
【０００６】
本発明の燃料噴射制御装置は、アルコール混合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、火花点火式エンジンの筒内にアルコール混合燃料を直接噴射する燃料噴射装置を制御する燃料噴射時期調整手段とを備える。燃料噴射時期調整手段は、アルコール濃度およびエンジン運転状態（負荷、エンジン回転数など）に応じた燃料噴射量に従い、アルコール混合燃料を吸気行程内で分割噴射させることが可能である。
【０００７】
燃料タンク内に様々なアルコール濃度の燃料が補給されると、噴射する燃料のアルコール濃度は使用中に変化し、それに応じて燃料噴射量も変化する。本発明の燃料噴射時期調整手段は、筒内壁面への燃料付着量を抑えるため、一回の燃料噴射期間が所定の期間内に収まるように燃料噴射回数を調整する。ここで、一回の燃料噴射期間とは、分割噴射の場合には、各燃料噴射における燃料噴射開始から終了までの燃料噴射期間に相当する。分割噴射せずに一度だけの燃料噴射の場合、その噴射期間に相当する。また、所定の期間とは、アルコール濃度に関わらず筒内壁面への燃料付着を抑える、すなわち、アルコール濃度の変化に伴って燃料噴射量が増加しても筒内壁面への燃料付着量増加を実質的に抑える燃料噴射を実現可能な期間を表す。所定期間は、燃料噴射装置の噴射特性、噴射方向、燃圧、エンジンの燃料室形状などに従って定められる。例えば、純ガソリン燃料を使用している時と比べて実質的な燃料付着の増加が現れない期間として定めてもよい。
【０００８】
分割噴射回数（１回を含む）は、燃料噴射装置の特性（例えば、一度に噴射できる燃料量の最小限度量、燃圧）、吸気行程期間などを考慮して定められる。また、分割噴射時の各燃料噴射期間は、燃圧などによって定められ、例えばすべて同じ期間に設定される。さらに、隣接する燃料噴射の間隔（前の燃料噴射終了時期から次の燃料噴射開始までの期間）も、燃料噴射装置の特性などによって決まる。アルコール濃度に応じて燃料噴射量の総量が増加するのに伴い、一回当たりの燃料噴射量も増加し、一回の燃料噴射期間が長くなる。
【０００９】
燃料噴射時期調整手段は、燃料噴射回数を換えることによって一回の燃料噴射期間を短く抑える。例えば、アルコール濃度に応じた燃料噴射量の増加に伴って一回の燃料噴射期間が所定期間を超える場合、燃料噴射時期調整手段は、それまでの燃料噴射回数を増加させ、一回の燃料噴射期間を所定期間内に収める。また、時間の経過によってアルコール濃度が低くなれば、燃料噴射回数を減らせばよい。このように燃料噴射回数を分割することで、アルコール濃度の変化に関わらず筒内壁面への燃料付着増加を抑えながら、均質な混合気が形成される。
【００１０】
燃料噴射回数の変更を容易に設定するため、純ガソリン燃料使用時もしくはアルコール濃度が相対的に低いアルコール混合燃料を使用した時の燃料噴射回数を基準とし、アルコール濃度の増加に合わせて燃料噴射回数を増加させるのが望ましい。例えば、燃料噴射時期調整手段は、一回の燃料噴射期間が所定の期間を超える所定濃度値以上のアルコール濃度である場合、アルコール濃度に応じて燃料噴射回数を増加させればよい。所定濃度値は、例えば、総燃料噴射量が純ガソリン燃料と実質的に変わらない低濃度値として定められる。
【００１１】
燃料噴射回数を増加させた場合、分割噴射における最後の燃料噴射の終了時期が吸気行程終了付近まで達すると、噴射燃料の気化期間、混合気形成期間が短くなり、混合気の均質性が不安定になる。そのため、燃料噴射時期調整手段は、アルコール濃度が所定の限界濃度以下であるか否かを判断するのがよい。ここで、限界濃度は、アルコール濃度に応じた燃料噴射回数による分割噴射を均質混合気生成の限度となる噴射終了限度時期（例えば、ピストンが下死点に位置する時期）以前にすべて終了する限度値を示す。燃料噴射をすべて終了可能と判断した場合、アルコール濃度に応じた燃料噴射回数に従って分割噴射させればよい。
【００１２】
限界噴射時期以前に燃料噴射をすべて終了させることができない、すなわちアルコール濃度が限界濃度を超えていると判断した場合、一回の燃料噴射期間を増加させずに燃料すべてを噴射させるため、燃料噴射装置の燃圧を上げるのがよい。すなわち、燃料噴射装置の燃圧を上げて一回の燃料噴射期間に噴射する燃料噴射量を増加させるのがよい。そして、燃料噴射時期調整手段は、限界噴射時期以前にすべての分割噴射を行う。あるいは、燃料噴射時期調整手段は、燃焼の安定性を確保するため、噴射終了限度時期以前に終了できる一部の燃料噴射を吸気行程で行い、残りの燃料噴射を、層状混合気を形成するように圧縮行程で行うのが望ましい。
【００１３】
圧縮行程において層状混合気を形成するためには、最後の燃料噴射の終了時期から点火時期までの期間を少なくとも層状混合気形成に必要な期間以上にする必要がある。この期間は、燃焼室（ピストン表面）の形状、燃圧、単位時間当たりの燃料噴射量などに従って変わる。一方で、点火時期は、エンジン運転状態に応じて進角側、遅角側にシフトする。そのため、燃料噴射時期調整手段は、エンジン運転状態に応じて変化する点火時期に基づき、圧縮行程における最後の燃料噴射終了時期から点火時期までの期間が少なくとも層状混合気形成に必要な期間以上となるように、圧縮行程の燃料噴射タイミングを調整するのが望ましい。
【００１４】
エンジンとして特徴づけられる本発明の筒内噴射式エンジンは、筒内にアルコール混合燃料を直接噴射する燃料噴射装置と、筒内に吸入された空気とアルコール混合燃料との均質混合気を点火し、燃焼させる点火栓とを備える。燃料噴射装置は、アルコール濃度およびエンジン運転状態に応じた燃料噴射量に従ってアルコール混合燃料を吸気行程内で分割噴射可能であって、一回の燃料噴射期間が筒内壁面への燃料付着量を抑える所定の期間内に収まるように、アルコール濃度に応じて燃料噴射回数を変更しながらアルコール混合燃料を噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アルコール混合燃料の分割噴射可能なエンジンにおいて、アルコール濃度に関わらず筒内壁面の燃料付着を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、図面を参照して、本発明の実施形態である筒内噴射式エンジンについて説明する。
【００１７】
図１は、第１の実施形態である筒内噴射式エンジンを含めた燃料噴射制御系全体の概略的構成を示した図である。
【００１８】
筒内噴射式の多気筒エンジン１０は、ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）などの自動車（図示せず）に装備されており、図１には、１つの気筒が図示されている。エアクリーナー１２を通って吸気管１４に吸入された空気は、電子制御式スロットルバルブ１６を介して吸気管１４の吸気ポート１４Ａまで給送され、エンジン本体のシリンダ１３内へ吸入される。
【００１９】
高圧噴射型インジェクタ１８は、シリンダ１３内部へ燃料を直接噴射するようにシリンダヘッド１５に取り付けられており、吸入空気の入ったシリンダ１３内に燃料を噴射する。シリンダヘット１５の頂部付近に取り付けられた点火栓１９は、燃料と吸入空気の混合気を点火し、燃焼させる。燃焼ガスは、排気管２６の排気ポート２６Ａから排出される。      
【００２０】
コンロッド２２を介してクランクシャフト２０に接続されたピストン２４は、吸入〜排気のサイクルに合わせてシリンダ１３内を往復運動する。一方、カムシャフト（図示せず）の回転に従ってリフト動作する吸排気弁（図示せず）は、クランクシャフト２０の回転に従って吸気ポート１４Ａ、排気ポート２６Ａを開閉し、これにより、ピストン２４の動きに合わせて空気の吸入、排気が行われる。
【００２１】
筒内噴射式エンジン１０は、均質燃焼とともに成層燃焼が可能であり、ここでは、部分負荷時および高速、高負荷時において、均質燃焼による運転が通常行われる。吸気行程では、吸気ポート１４Ａからシリンダ１３に流入した空気が渦流となって流動し、インジェクタ１８から流動する空気に燃料が噴射される。その結果、空気と燃料が均一に混ざった均質混合気が形成される。そして、点火栓１９によって混合気が点火され、燃焼が生じる。後述するように、ここでは、燃料を複数回に分けて噴射する分割噴射が実行される。
【００２２】
燃焼ガスは、排気管２６を通って触媒コンバータ２８へ送られ、三元触媒の触媒作用によって浄化される。浄化された排ガスは、エキゾーストパイプ（図示せず）へ送られるとともに、ＥＧＲバルブ３０、ＥＧＲ管路３２を通って吸気管１４へ環流される。Ｏ２センサ４０は、排気ガスの酸素濃度を検出する。  
【００２３】
一方、所定の条件に従って成層燃焼による運転を行う場合、インジェクタ１８が圧縮行程後半に燃料を噴射する。ピストン２４の上面２４Ａには凹部が形成されており、噴射された燃料は凹部に沿って流動する。その結果、層状混合気（成層混合気）が生成され、点火栓１９周りにはほぼ理論空燃比に近い燃料濃度の混合気が、その周囲には希薄混合気が生成される。層状混合気が点火栓１９によって点火されることによって成層燃焼が生じる。
【００２４】
ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭを含むＥＣＵ３４は、エンジン１０の動作を制御し、クランクポジションセンサ３６，吸気温センサ３７、スロットルバルブポジションセンサ３８，吸気管圧センサ３９ととともに、Ｏ２センサ４０、アクセル開度センサ４１、水温センサ４２など各センサからの信号を検出する。また、ＥＣＵ３４は、検出されるアクセル開度、クランクシャフト２０の回転数および回転位置などのパラメータ情報に基づいて、インジェクタ１８、点火栓１９、スロットルバルブ１４、ＥＧＲバルブ３０等へ制御信号を出力し、燃料噴射時期、点火時期とともに、燃料噴射量、吸入空気量、ＥＧＲ率などを調整する。ここでは、理論空燃比（ストイキ値）に基づいた燃焼運転が行われ、検出された酸素濃度に基づいて燃料噴射量などが調整される。
【００２５】
図２に示すように、燃料タンク４４に貯留された燃料は、燃料タンク４４に取り付けられた低圧ポンプ４６によって吸い上げられ、高圧ポンプ４８へ送られる。吸い上げられた燃料は、高圧ポンプ４８によって目標噴射圧（燃圧）まで加圧され、燃料分配管５０を介してインジェクタ１８へ供給される。燃料タンク４４内には、低圧用レギュレータ５３が設けられ、また、高圧ポンプ４８内部に高圧用レギュレータ（図示せず）が設けられており、それぞれ燃圧を調整する。
【００２６】
燃料タンク４４には、エタノール含有のエタノール混合ガソリン、エタノール１００％のニートエタノール、あるいはエタノールの含まない純ガソリンなどが燃料として補給される。燃料分配管５０に設けられた静電容量型のエタノール濃度センサ５２は、エタノールの誘電率に基づいてシリンダ内へ噴射する燃料のエタノール濃度（０％〜１００％）を検出する。また、燃圧センサ５１は、燃料分配管５０内の燃圧を検出する。
【００２７】
図３は、ＥＣＵ３４によって実行される燃料噴射制御処理のフローチャートである。ここでは、均質燃焼による運転時の燃料噴射制御処理を示す。また、図４は、燃料噴射のタイミングチャートであり、クランク角によって燃料噴射時期を表している。燃料噴射制御処理は、メイン処理に対する割り込み処理として、所定時間間隔で実行される。
【００２８】
ステップＳ１０１では、エタノール濃度センサ５２によってエタノール濃度（％）が検出される。燃料タンク４４には、前述したようにエタノール混合ガソリン、ニートエタノール、あるいはエタノールの含まれていない純ガソリンなどが補給されるため、燃料のエタノール濃度は、補給される燃料の種類、混合の程度によって随時変化する。エタノールの発熱量、気化特性は、ガソリンと異なり、理論空燃比はガソリンに比べて低い（純エタノールの場合、理論空燃比は約９）。エタノール濃度が高くなるほど燃料噴射量を増加させる必要がある。ステップＳ１０２では、エタノール濃度が所定値α以上であるか否かが判断される。
【００２９】
ステップＳ１０２において、エタノール濃度が所定値αより低い、すなわち、エタノール濃度が低く、純ガソリンの燃料性状に近いと判断された場合、ステップＳ１０３に進み、純ガソリン使用時の分割噴射を実行するように、分割噴射回数、燃料噴射タイミング等が設定される。上述したように、均質燃焼による運転では、燃料の分割噴射が実行され、所定値αより低いエタノール濃度の場合、燃料噴射回数を３回とする分割噴射が行われる。
【００３０】
図４には、分割噴射のタイミングが図示されている。分割噴射における各燃料噴射期間Ｔｇは同じであり、一回の燃料噴射期間Ｔｇは、シリンダ１３の壁面への燃料付着を防ぐように定められている。燃料噴射期間Ｔｇは、インジェクタ１８の燃圧などの噴射特性に従って変わる。また、燃料噴射間隔（一回の燃料噴射終了から次の燃料噴射開始までの時間間隔）Ｔｈは、インジェクタ１８の噴射特性等に従って定められる。ここでは、燃料噴射期間Ｔｇ、燃料噴射間隔Ｔｈは、いずれも同じ期間、間隔に定められている。
【００３１】
一方、ステップＳ１０２において、エタノール濃度が所定値α以上であると判断された場合、ステップＳ１０４において、エタノール濃度に基づいた燃料噴射量に従い、分割噴射回数が求められる。そして、求められた燃料噴射回数および燃料噴射量に従って、一回の燃料噴射における燃料噴射期間、燃料噴射開始タイミングが求められる。一回の燃料噴射期間をいずれも一定とするため、燃料噴射量の総量を燃料噴射回数で割った燃料量が一回の燃料噴射期として定められる。
【００３２】
図４には、所定のエタノール濃度（≧α）の燃料噴射量に対して分割噴射回数を変更せず、純ガソリンと同じ回数（＝３回）に設定したときの噴射タイミングが破線によって図示されている。一般に、シリンダ１３の壁面への燃料付着量は、燃圧だけでなく燃料噴射期間によっても影響され、燃料噴射期間が長くなるほど燃料付着量が多くなる。燃料噴射期間Ｔ’ｅは、シリンダ１３の壁面への燃料付着量を期間Ｔｇに比べて増加させる。
【００３３】
本実施形態では、エタノール濃度に関わらず一回の燃料噴射期間が所定期間（以下、符号Ｔｋで表す）内に収まるように、分割噴射回数が定められる。所定期間Ｔｋは、インジェクタ１８の噴射特性、燃焼室形状などに従って変化し、燃料付着量を抑えてエンジンオイルに希釈される燃料の増加を防ぐ限度期間として定められる。図４に示すように、分割噴射回数が４回に設定された時の燃料噴射タイミングが図示されている。一回の燃料噴射期間Ｔｅは所定期間Ｔｋより短い。なお、燃料噴射期間Ｔｅは、インジェクタ１８の性能によって決まる最短噴射期間、すなわち限度となる噴射期間を超えるように設定されている。
【００３４】
ＥＣＵ３４のＲＯＭには、所定濃度値αより低い濃度のエタノール混合ガソリンを使用する時に基準となっている燃料噴射回数（ここでは３回）に対して上乗せする回数、すなわち、基準の燃料噴射回数に対して増加させる噴射回数が、エタノール濃度に応じて記憶されている。図４では、基準となる燃料噴射回数に対して噴射回数が１つ増加されている。
【００３５】
ステップＳ１０５では、エンジン回転数に従う吸気行程期間、そして設定された燃料噴射期間Ｔｅ、燃料噴射間隔Ｔｈに基づき、分割噴射における最後の燃料噴射の終了時期、すなわち分割噴射終了時期Ｋｆが算出される。ただし、分割噴射中の最初の燃料噴射における噴射開始時期は、エタノール濃度に関わらず一定であり、燃料噴射間隔Ｔｈもエタノール濃度によって変化しない。そして、ステップＳ１０６では、算出された分割噴射終了時期Ｋｆがピストン２４の下死点位置に応じた時期以前であるか、すなわち、分割噴射が吸気行程期間内ですべて終了するか否かが判断される。この分割噴射終了時期Ｋｆが下死点以前になるアルコール濃度（限界濃度）では、すべて吸気行程内で燃料を噴射することが出来る。燃料噴射時期が遅くなると、噴射燃料の霧化、混合気の形成までの時間が短くなり、混合気の均質性が悪化する。ここでは、噴射終了限度時期Ｋｆを下死点に応じた時期に定める。
【００３６】
ステップＳ１０６において、分割噴射終了時期が噴射終了限度時期Ｋｆ以前であると判断されると、ステップＳ１０７へ進み、ステップＳ１０２で求められた燃料噴射回数が設定されるとともに、一回の燃料噴射期間、燃料噴射間隔が設定される。インジェクタ１８は、設定された燃料噴射回数、燃料噴射期間、燃料噴射間隔に従って燃料を分割噴射する。
【００３７】
一方、ステップＳ１０６において、分割噴射終了時期が噴射終了限度時期Ｋｆを超える場合、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、噴射終了限度時期Ｋｆ以前に燃料噴射がすべて終了するように、各燃料噴射時におけるインジェクタ１８の燃圧が所定量だけ上げられる。これにより、一回の燃料噴射で噴出される燃料量が増加し、噴射終了限度時期Ｋｆを超えた燃料噴射回数分だけ少ない噴射回数によって分割噴射が行われる。ただし、燃料付着が増加しない限度で燃圧が補正される。
【００３８】
このように第１の実施形態によれば、筒内噴射式エンジン１０で均質燃焼による運転を行う場合、燃料となるエタノール混合ガソリンが吸気行程においてインジェクタ１８から分割噴射される。そして、エタノール混合ガソリンのエタノール濃度が所定値α以上である場合、エタノール濃度に応じて燃料噴射回数が増加される。これにより、分割噴射時における一回の燃料噴射期間Ｔｅが所定期間Ｔｋ内に収まることとなり、壁面への燃料付着によるエンジンオイルの希釈を防ぐことができる。その結果、オイル希釈による潤滑性能の悪化および未燃燃料の蒸発によるストイキ運転の不安定化を防ぐことができる。また、噴射終了限度時期Ｋｆ以前に分割噴射がすべて終了するため、均質混合気が確実に形成される。
【００３９】
次に、図５，６を用いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、下死点以前（吸気行程期間）で分割噴射をすべて終了できない場合、圧縮行程で残りの燃料噴射を行う。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００４０】
図５は、第２の実施形態における燃料噴射制御処理のフローチャートである。図６は、第２の実施形態における分割噴射のタイミングチャートである。
【００４１】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の実行は、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の実行と同じである。すなわち、エタノール濃度が所定値α以上である場合、燃料噴射の分割回数を増加し、その分割噴射回数に従って噴射終了時期が算出される。そして、算出された噴射終了時期が下死点に応じた噴射終了限度時期Ｋｆであるか否かが判断される。算出された噴射終了時期が噴射終了限度時期Ｋｆ以前である場合、ステップＳ２０７へ進み、分割噴射回数、燃料噴射時期がそのまま設定される。一方、ステップＳ２０６において、噴射終了時期が噴射終了限度時期Ｋｆを超えると判断された場合、ステップＳ２０８へ進み、圧縮行程における燃料噴射時期が求められる。      
【００４２】
図６には、エタノール濃度に応じた分割噴射回数による燃料噴射タイミングが破線で図示されている。求められた分割噴射回数（ここでは４回）によって燃料を分割噴射させると、燃料噴射終了時期が噴射終了限度時期Ｋｆ（下死点）を超える。第２の実施形態では、吸気行程内で終了できない燃料噴射（図４では、４回目の燃料噴射）を圧縮行程で実行し、層状混合気を形成する。層状混合気を形成して弱成層燃焼による運転を行うため、燃料噴射時期は、点火時期Ｋｓに近い圧縮行程後半に定められる。
【００４３】
ステップＳ２０９では、エンジン回転数、要求トルクなどのパラメータ情報に基づき、要求される点火時期Ｋｓが算出される。そして、ステップＳ２１０では、得られた点火時期Ｋｓに所定期間Ｌｍだけ進角側にシフトした時期を、圧縮行程時における噴射終了時期として設定する。
【００４４】
弱成層燃焼を生じさせるため、点火時期Ｋｓに近い圧縮行程後半に燃料を噴射させるが、過度に点火時期Ｋｓに接近すると、層状混合気が形成されず、不完全な成層燃焼が生じる。そのため、層状混合気形成に必要な燃料噴射終了時期から点火時期までの所定期間Ｌｍを確保するように、運転状況に応じて変化する点火時期Ｋｆに合わせて燃料噴射時期が修正される。この所定期間Ｌｍは、エンジンのシリンダ１３の内面形状、燃圧、単位時間当たりの燃料噴射量など様々な特性に従って決まる。
【００４５】
ステップＳ２１１では、ステップＳ２０４において求められた分割噴射回数、吸気行程における燃料噴射期間、燃料噴射間隔、さらには圧縮行程における燃料噴射時期が設定される。インジェクタ１８は、ＥＣＵ３４からの制御信号に基づき、吸気行程から圧縮行程に渡って燃料を分割噴射する。
【００４６】
なお、分割噴射回数は任意に設定可能であり、インジェクタ１８の噴射性能などに合わせて設定すればよい。純ガソリン使用時には一度に燃料を噴射し（燃料噴射回数が１回）、エタノール濃度が高くなった場合に分割噴射し、その分割噴射回数を２回、３回と設定するように構成してもよい。また、一回の燃料噴射期間Ｔｅを各燃料噴射で異なる期間に設定してもよく、所定期間Ｔｋ内に各燃料噴射期間が収まるように設定すればよい。また、エタノール濃度から直接燃料噴射回数の増加分を求める代わりに、エタノール濃度に従って燃料噴射量の総量を最初に算出し、その後、エタノール濃度に応じて燃料噴射回数を調整するように構成してもよい。
【００４７】
第１、第２の実施形態では、理論空燃比に基づいた燃料噴射制御を行っているが、運転状況、走行状況に合わせて要求すべき目標空燃比を設定し、その設定された目標空燃比に基づいて燃料噴射量を制御してもよい。エンジン運転状態、そしてエタノール濃度に応じて燃料噴射制御を行えばよい。
【００４８】
本実施形態ではエタノール混合ガソリンが使用されているが、エタノール以外のアルコール混合燃料を使用してもよく、アルコールの種類に応じて燃料噴射量の増加量を調整すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施形態である筒内噴射式エンジンを含めた燃料噴射制御系全体の概略的構成図である。
【図２】燃料供給系の概略的構成図である。
【図３】ＥＣＵによって実行される燃料噴射制御処理のフローチャートである。
【図４】分割噴射のタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態における燃料噴射制御処理のフローチャートである。
【図６】第２の実施形態における分割噴射のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  筒内噴射式エンジン
１３  シリンダ
１４  吸気管
２６  排気管
１８  インジェクタ
１９  点火栓
３４  ＥＣＵ
５２  エタノール濃度センサ
Ｔｅ、Ｔｇ  一回の燃料噴射期間
Ｋｆ  噴射終了限度時期
Ｔｋ  所定期間
【図１】
2008255907.tif 000003
【図２】
2008255907.tif 000004
【図３】
2008255907.tif 000005
【図４】
2008255907.tif 000006
【図５】
2008255907.tif 000007
【図６】
2008255907.tif 000008