(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の燃料を噴射することが可能なエンジンを対象として各燃料の噴射配分を制御するエンジンの燃料噴射制御装置であって、
各燃料の噴射配分に関わる指標と所定のエンジン性能に関わる物理量との関係、または各燃料の噴射配分に関わる指標と所定のエンジン性能に関わる物理量の該指標に対する勾配との関係を表すエンジン特性を、エンジンの運転状態と対応付けて記憶する特性記憶手段と、
エンジンの運転状態を複数時刻において予測する運転状態予測手段と、
運転状態予測手段により予測された複数時刻でのエンジンの運転状態に対応する第１のエンジン特性の組を特性記憶手段から読み出し、複数時刻での前記指標の総和を設定範囲内に収め且つ複数時刻での前記物理量の総和を最小にするための噴射条件を該読み出した第１のエンジン特性の組を用いて算出する噴射条件算出手段と、
噴射条件算出手段により算出された噴射条件に基づいて各燃料の噴射配分を制御する噴射制御手段と、
を備え、
前記エンジン性能に関わる物理量は、エンジンの燃費性能に関わる物理量、またはエンジンのエミッション性能に関わる物理量であることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
噴射制御手段は、前記噴射条件と運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態とに基づいて各燃料の噴射配分を制御することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
噴射制御手段は、運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態に対応する第２のエンジン特性を特性記憶手段から読み出し、前記噴射条件と該読み出した第２のエンジン特性とに基づいて各燃料の噴射配分を制御することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
噴射条件算出手段は、前記噴射条件として、前記第１のエンジン特性の組における前記指標と前記物理量の関係を表す各曲線に一定勾配で接する接線の勾配を、該曲線と該接線の各接点に対応する指標の総和が設定範囲内となる条件で算出することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
噴射条件算出手段は、前記噴射条件として、前記第１のエンジン特性の組における前記指標と前記物理量の関係を表す各曲線に一定勾配で接する接線の勾配を、該曲線と該接線の各接点に対応する指標の総和が設定範囲内となる条件で算出し、
噴射制御手段は、前記第２のエンジン特性における前記指標と前記物理量の関係を表す曲線と噴射条件算出手段により算出された勾配を有する接線との接点に対応する指標の値を算出し、該算出した指標の値に基づいて各燃料の噴射配分を制御することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
噴射条件算出手段は、前記噴射条件として、前記第１のエンジン特性の組における前記指標と前記物理量の関係を表す各曲線に一定勾配で接する接線の該曲線との各接点に対応する指標の値を、該指標の総和が設定範囲内となる条件で算出することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
各燃料の噴射配分に関わる指標は、各燃料の残量に偏りが生じることなく各燃料が噴射される場合の値を０とする指標であることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
噴射条件算出手段は、複数時刻での前記指標の総和を略０にし且つ複数時刻での前記物理量の総和を最小にするための噴射条件を前記第１のエンジン特性の組を用いて算出することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
特性記憶手段は、前記エンジン特性を、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクと対応付けて記憶し、
運転状態予測手段は、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクを予測することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
請求項２，３，５のいずれか１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
特性記憶手段は、前記エンジン特性を、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクと対応付けて記憶し、
運転状態検出手段は、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクを検出することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
エンジンが搭載された車両の走行状態を複数時刻において予測する走行状態予測手段を備え、
運転状態予測手段は、走行状態予測手段により予測された車両の走行状態に基づいてエンジンの運転状態を予測することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
走行状態予測手段は、車両の現在位置と、車両の走行経路と、車両の現在位置周辺における道路に関わる情報と、車両の現在位置周辺における交通情報と、のいずれか１つ以上に基づいて、車両の走行状態を予測することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
運転状態予測手段は、予め設定されたエンジンの運転モードに基づいてエンジンの運転状態を予測することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項１４】
２種類の燃料を噴射することが可能なエンジンであって、
各燃料の噴射配分を制御する燃料噴射制御装置を備え、
該燃料噴射制御装置が、請求項１〜１３のいずれか１に記載の燃料噴射制御装置であることを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃料を噴射することが可能なエンジン及びその燃料噴射制御装置に関し、特に、各燃料の噴射配分の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に複数の燃料を供給し運転する関連技術が下記特許文献１，２に開示されている。特許文献１には、２種類の燃料を所定の割合で燃焼室内へ噴射するために噴射弁を制御する方法が開示されている。より具体的には、第１燃料としてアルコールを、第２燃料として軽油を用い、噴射弁における１ストロークあたりの軽油の充填量を制御することで、第１燃料（アルコール）と第２燃料（軽油）の噴射割合を制御している。そして、ディーゼル機関の主燃料としてアルコールを噴射するのに先立ち、アルコールよりも圧縮着火性の良好な軽油を少量噴射することで、先に着火した軽油によりアルコールの燃焼を開始ないしは補助している。
【０００３】
また、特許文献２には、１種類の燃料から燃料分離手段によりオクタン価の異なる複数種類の燃料を生成し、運転領域に応じてこれら複数種類の燃料の各々の使用比率を変更する内燃機関が開示されている。より具体的には、生成された各燃料は一旦サブタンクに収納され、燃料噴射の際には、高いオクタン価が必要な運転領域では高いオクタン価の燃料成分の使用比率を高くし、低いオクタン価が必要な運転領域では低いオクタン価の燃料成分の使用比率を高くし、この間の運転領域では残量の多い燃料成分の使用比率を高くするように噴射制御を行っている。
【０００４】
さらに、特許文献２には、自己着火燃焼方式の運転と火花点火燃焼方式の運転の両方を行うことができる内燃機関に複数種類の燃料を供給する場合も開示されている。その場合に、ある運転領域で使用割合が多い方の燃料成分の残量が所定量よりも少なくなったとき、あるいは、その運転領域で使用割合が少ない方の燃料成分の残量が所定量よりも多くなったときには、残量が多い方の燃料成分を多く供給するように燃料の使用割合を変更するとともに燃焼方式を切り換えている。これによって、燃料残量の偏りを抑制している。さらに、燃料残量が偏ったときに、自動変速機の変速点を移動させ、残量の少ない方の燃料成分の使用比率が低い運転領域を利用するように制御することによっても、燃料残量の偏りを抑制している。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０７３０７号公報
【特許文献２】特開２００１−５００７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の燃料を噴射することが可能な内燃機関においては、各燃料の噴射配分を運転条件に応じて変更することで、例えば燃費やエミッション等の性能を向上させることができる。ただし、特定の燃料だけを消費してしまうと、各燃料の噴射配分を適切に行うために、給油頻度が増大してしまうことになる。そこで、各燃料の噴射配分を制御する際には、燃費やエミッション等の性能を向上させることだけでなく、各燃料の残量に偏りを発生させないことも要求される。
【０００７】
特許文献１では、アルコール（第１燃料）は機関の負荷に応じて噴射量が大きく変化するのに対して、軽油（第２燃料）は着火源として機能すればよいため機関の負荷に応じた噴射量の変化が少ない。その結果、第１燃料と第２燃料の噴射配分は機関の負荷に応じて大きく変化するので、各燃料の残量に偏りが発生しやすくなる。
【０００８】
また、特許文献２では、残量の多い燃料成分の使用比率を高くするように噴射制御を行うことで、各燃料の残量の偏りを抑制している。しかし、その場合は、燃費やエミッション等の性能を配慮した各燃料の噴射配分の制御は行われない。そのため、各燃料の残量の偏りは抑制されるものの、適切な燃費やエミッション等の性能が得られるとは限らない。
【０００９】
本発明は、複数の燃料を噴射する場合に、各燃料の残量の偏りを抑止することができるとともに、例えば燃費やエミッション等のエンジン性能を向上させることができるエンジン及びその燃料噴射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】
【００１０】
本発明に係るエンジン及びその燃料噴射制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【００１１】
本発明に係るエンジンの燃料噴射制御装置は、２種類の燃料を噴射することが可能なエンジンを対象として各燃料の噴射配分を制御するエンジンの燃料噴射制御装置であって、各燃料の噴射配分に関わる指標と所定のエンジン性能に関わる物理量との関係、または各燃料の噴射配分に関わる指標と所定のエンジン性能に関わる物理量の該指標に対する勾配との関係を表すエンジン特性を、エンジンの運転状態と対応付けて記憶する特性記憶手段と、エンジンの運転状態を複数時刻において予測する運転状態予測手段と、運転状態予測手段により予測された複数時刻でのエンジンの運転状態に対応する第１のエンジン特性の組を特性記憶手段から読み出し、複数時刻での前記指標の総和を設定範囲内に収め且つ複数時刻での前記物理量の総和を最小にするための噴射条件を該読み出した第１のエンジン特性の組を用いて算出する噴射条件算出手段と、噴射条件算出手段により算出された噴射条件に基づいて各燃料の噴射配分を制御する噴射制御手段と、を備え、前記エンジン性能に関わる物理量は、エンジンの燃費性能に関わる物理量、またはエンジンのエミッション性能に関わる物理量であることを要旨とする。
【００１２】
本発明の一態様では、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、噴射制御手段は、前記噴射条件と運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態とに基づいて各燃料の噴射配分を制御することが好適である。この態様では、噴射制御手段は、運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態に対応する第２のエンジン特性を特性記憶手段から読み出し、前記噴射条件と該読み出した第２のエンジン特性とに基づいて各燃料の噴射配分を制御することが好適である。
【００１３】
また、本発明の一態様では、噴射条件算出手段は、前記噴射条件として、前記第１のエンジン特性の組における前記指標と前記物理量の関係を表す各曲線に一定勾配で接する接線の勾配を、該曲線と該接線の各接点に対応する指標の総和が設定範囲内となる条件で算出することが好適である。
【００１４】
また、本発明の一態様では、噴射条件算出手段は、前記噴射条件として、前記第１のエンジン特性の組における前記指標と前記物理量の関係を表す各曲線に一定勾配で接する接線の勾配を、該曲線と該接線の各接点に対応する指標の総和が設定範囲内となる条件で算出し、噴射制御手段は、前記第２のエンジン特性における前記指標と前記物理量の関係を表す曲線と噴射条件算出手段により算出された勾配を有する接線との接点に対応する指標の値を算出し、該算出した指標の値に基づいて各燃料の噴射配分を制御することが好適である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、噴射条件算出手段は、前記噴射条件として、前記第１のエンジン特性の組における前記指標と前記物理量の関係を表す各曲線に一定勾配で接する接線の該曲線との各接点に対応する指標の値を、該指標の総和が設定範囲内となる条件で算出することが好適である。
【００１６】
また、本発明の一態様では、各燃料の噴射配分に関わる指標は、各燃料の残量に偏りが生じることなく各燃料が噴射される場合の値を０とする指標であることが好適である。この態様では、噴射条件算出手段は、複数時刻での前記指標の総和を略０にし且つ複数時刻での前記物理量の総和を最小にするための噴射条件を前記第１のエンジン特性の組を用いて算出することが好適である。
【００１７】
また、本発明の一態様では、特性記憶手段は、前記エンジン特性を、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクと対応付けて記憶し、運転状態予測手段は、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクを予測することが好適である。
【００１８】
また、本発明の一態様では、特性記憶手段は、前記エンジン特性を、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクと対応付けて記憶し、運転状態検出手段は、エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転速度及びエンジントルクを検出することが好適である。
【００１９】
また、本発明の一態様では、エンジンが搭載された車両の走行状態を複数時刻において予測する走行状態予測手段を備え、運転状態予測手段は、走行状態予測手段により予測された車両の走行状態に基づいてエンジンの運転状態を予測することが好適である。この態様では、走行状態予測手段は、車両の現在位置と、車両の走行経路と、車両の現在位置周辺における道路に関わる情報と、車両の現在位置周辺における交通情報と、のいずれか１つ以上に基づいて、車両の走行状態を予測することが好適である。
【００２０】
また、本発明の一態様では、運転状態予測手段は、予め設定されたエンジンの運転モードに基づいてエンジンの運転状態を予測することが好適である。
【００２３】
また、本発明に係るエンジンは、２種類の燃料を噴射することが可能なエンジンであって、各燃料の噴射配分を制御する燃料噴射制御装置を備え、該燃料噴射制御装置が、本発明に係るエンジンの燃料噴射制御装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の燃料を噴射する場合に、複数時刻での各燃料の噴射配分に関わる指標の総和を設定範囲内に収め且つ複数時刻でのエンジン性能に関わる物理量の総和を最小にするための噴射条件を算出し、この噴射条件に基づいて各燃料の噴射配分を制御する。その結果、各燃料の残量の偏りを抑止することができるとともに、例えば燃費やエミッション等のエンジン性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２６】
「実施形態１」
図１は、本発明の実施形態１に係るエンジンを含むシステム全体の概略構成を示す図である。本実施形態に係るエンジン１０は、例えば車両に搭載されており、特性の異なる複数種類の燃料を燃料噴射弁２０，２１のどちらか一方から、または両方同時に噴射することが可能である。
【００２７】
メイン燃料タンク１２は、外部から給油された燃料（例えばガソリン）を貯留する。分留器１４は、メイン燃料タンク１２から供給された燃料を、例えば燃料の各成分の沸点の違いを利用して、低いオクタン価を有する低オクタン価燃料と高いオクタン価を有する高オクタン価燃料とに分留する。この分留器１４による分留の際には、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とが所定の割合で生成される。分留された低オクタン価燃料はサブ燃料タンク１６に貯留され、分留された高オクタン価燃料はサブ燃料タンク１８に貯留される。
【００２８】
エンジン（内燃機関）１０は、燃料噴射弁２０，２１のどちらか一方から、または両方同時に噴射された燃料を燃焼させて動力を発生させる。エンジン１０が発生させた動力は、図示しない変速機により変速されてから車両等の負荷の駆動に用いられる。ここでの燃料噴射弁２０，２１は、オクタン価が互いに異なる燃料を噴射することが可能である。より具体的には、燃料噴射弁２０は、燃料ポンプ２２によりサブ燃料タンク１６から供給された低オクタン価燃料をエンジン１０の筒内に直接噴射することが可能であり、燃料噴射弁２１は、燃料ポンプ２４によりサブ燃料タンク１８から供給された高オクタン価燃料をエンジン１０の吸気管内に噴射することが可能である。そして、燃料噴射弁２０，２１の各々の駆動制御（開弁期間の制御）により、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射配分を制御することができるとともに、全体の燃料噴射量を制御することができる。なお、本実施形態では、燃料噴射弁２０，２１の両方をエンジン１０の吸気管内に臨ませ、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の両方をエンジン１０の吸気管内に噴射してもよいし、燃料噴射弁２０，２１の両方をエンジン１０の筒内に臨ませ、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の両方をエンジン１０の筒内に噴射してもよい。
【００２９】
車両位置検出装置３２は、エンジン１０が搭載された車両の現在位置を例えばＧＰＳ等を用いて検出し、車両の現在位置を示す信号をナビゲーション装置３６及び電子制御装置４２へ出力する。
【００３０】
交通情報受信装置３４は、例えばＶＩＣＳ等を用いて交通情報を外部から通信により受信し、交通情報を示す信号をナビゲーション装置３６及び電子制御装置４２へ出力する。ここでの交通情報としては、例えば渋滞情報、工事や通行止め等の規制情報等が挙げられる。
【００３１】
ナビゲーション装置３６は、道路地図データを地図データベースに記憶しており、車両の現在位置周辺における道路地図を地図データベースから読み出して車両の現在位置とともに画面上に表示する。そして、ナビゲーション装置３６は、操作者により車両の目的地の入力が行われた場合は、車両の現在位置と車両の目的地に基づき車両の走行経路を設定して画面上に表示する。さらに、ナビゲーション装置３６は、車両の現在位置周辺における交通情報を画面上に表示することもできる。なお、ナビゲーション装置３６からは、車両の走行経路及び車両の現在位置周辺における道路に関わる情報が電子制御装置４２へ出力される。
【００３２】
電子制御装置４２は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、を備える。この電子制御装置４２には、図示しないセンサにより検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号、車速Ｖを示す信号、アクセル開度Ａを示す信号、及び変速機の変速段Ｄを示す信号等が入力ポートを介して入力されている。さらに、電子制御装置４２には、車両位置検出装置３２からの車両の現在位置を示す信号、交通情報受信装置３４からの交通情報を示す信号、及びナビゲーション装置３６からの車両の走行経路と車両の現在位置周辺における道路に関わる情報を示す信号等も入力ポートを介して入力されている。一方、電子制御装置４２からは、燃料噴射弁２０，２１の各々の駆動制御（開弁期間の制御）を行うための噴射制御信号等が出力ポートを介して出力されており、この噴射制御信号によって、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射配分と、全体の燃料噴射量とが制御される。
【００３３】
電子制御装置４２は、例えば図２に示す機能ブロック図により構成することができる。電子制御装置４２は、以下に説明するエンジン特性記憶部５２、車両走行パターン予測部５４、エンジン運転条件変換部５６、第１エンジン特性選択部５８、燃料噴射条件算出部６０、エンジン運転状態検出部６２、第２エンジン特性選択部６４、及び燃料噴射制御部６６を備えている。
【００３４】
エンジン特性記憶部５２は、各燃料の噴射配分に関わる指標ｃとエンジン性能に関わる物理量ｘの関係を表すエンジン特性を、エンジン１０の運転状態と対応付けて記憶する。ここでのエンジン性能に関わる物理量ｘの具体例としては、例えばエンジン１０の正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）や燃料流量（ＢＦＣ、ＢＳＦＣにエンジン出力を掛けた量）等のエンジン１０の燃費性能に関わる物理量を挙げることができる。さらに、例えばエンジン１０のＮＯｘ排出流量等のエンジン１０のエミッション性能に関わる物理量を用いることもできる。
【００３５】
以下、エンジン特性記憶部５２に記憶するエンジン特性の具体例について、より詳細に説明する。ここで、噴射された燃料の平均オクタン価（平均ＲＯＮ）と燃料流量（ＢＦＣ）との関係は、図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す特性で表すことができる。ここで、図３（Ａ）はエンジン回転速度Ｎｅ＝１２００ｒｐｍ且つ成層燃焼の場合、図３（Ｂ）はエンジン回転速度Ｎｅ＝１６００ｒｐｍ且つ成層燃焼の場合、図３（Ｃ）はエンジン回転速度Ｎｅ＝２４００ｒｐｍ且つ成層燃焼の場合の特性を示している。そして、図４（Ａ）はエンジン回転速度Ｎｅ＝１２００ｒｐｍ且つ均質燃焼の場合、図４（Ｂ）はエンジン回転速度Ｎｅ＝１６００ｒｐｍ且つ均質燃焼の場合、図４（Ｃ）はエンジン回転速度Ｎｅ＝２４００ｒｐｍ且つ均質燃焼の場合の特性を示している。平均ＲＯＮに対する燃料流量（ＢＦＣ）の特性は、図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、エンジン回転速度ＮｅやエンジントルクＴｅやエンジン１０の燃焼形態（成層燃焼または均質燃焼）に応じて変化する。
【００３６】
さらに、分留器１４による低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の生成割合がｐ：ｑで、且つサブ燃料タンク１６とサブ燃料タンク１８に残っている燃料量の比がｐ：ｑである場合を考える。その場合には、低オクタン価燃料の生成量（サブ燃料タンク１６の容量）に対する消費割合と、高オクタン価燃料の生成量（サブ燃料タンク１８の容量）に対する消費割合とを等しく保つように、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射配分を制御することで、各燃料がその残量に偏りが生じることなく消費されることになる。さらに、サブ燃料タンク１６，１８に残っている各燃料の深さ（又は液面高さ）が等しく、サブ燃料タンク１６とサブ燃料タンク１８の水平断面の面積比がｐ：ｑである場合は、サブ燃料タンク１６，１８内の燃料の液面高さを等しく保つように各燃料の噴射配分を制御することで、各燃料がその残量に偏りが生じることなく消費されることになる。
【００３７】
低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の使用割合（噴射配分）をａ：１−ａ（０≦ａ≦１）、消費（噴射）される全体の燃料流量をｘとすると、低オクタン価燃料の生成量に対する消費割合と高オクタン価燃料の生成量に対する消費割合の差（サブ燃料タンク１６，１８間の液面高さの差）ｃは、以下の（１）式で表すことができる。
【００３８】
ｃ＝Σ(ａ×ｘ／ｐ)−Σ((１−ａ)×ｘ／ｑ)      （１）
【００３９】
長い時間スパンで考えると、燃料消費割合の差ｃは以下の（２）式で表すことができる。（２）式から、各燃料をその残量に偏りが生じることなく消費するためには、所定の時間内でｃ＝０が成立するよう低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射配分を制御することが必要となる。
【００４０】
ｃ＝ａ×ｘ／ｐ−(１−ａ)×ｘ／ｑ      （２）
【００４１】
また、低オクタン価燃料のＲＯＮ（リサーチ法オクタン価）をＬ、高オクタン価燃料のＲＯＮをＨとすると、噴射燃料の平均ＲＯＮは、以下の（３）式で表すことができる。
【００４２】
ＲＯＮ＝Ｌ×ａ＋Ｈ×(１−ａ)＝Ｈ−(Ｈ−Ｌ)×ａ      （３）
【００４３】
（２）式及び（３）式から、以下の（４）式が得られる。
【００４４】
ｃ＝((Ｈ−ＲＯＮ)／ｐ−(ＲＯＮ−Ｌ)／ｑ)×ｘ／(Ｈ−Ｌ)      （４）
【００４５】
この（４）式を用いて、図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図４（Ａ）〜（Ｃ）の特性を燃料流量ｘと燃料消費割合の差ｃとの関係に変換したものを、図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示す。燃料流量ｘと燃料消費割合の差ｃとの関係も、図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、エンジン回転速度ＮｅやエンジントルクＴｅやエンジン１０の燃焼形態（成層燃焼または均質燃焼）に応じて変化する。そして、エンジン特性としてこのｘとｃの関係を、エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとエンジン１０の燃焼形態に対応付けてエンジン特性記憶部５２に記憶する。この場合の指標ｃは、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射配分（使用割合）に応じて変化する指標であり、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射配分がｐ：ｑのときに、（２）式からｃ＝０となり、各燃料の残量に偏りが生じることなく各燃料が消費（噴射）されることになる。また、ｐ：ｑよりも低オクタン価燃料の方の噴射配分が高くなるときは、指標ｃの値は正となる。一方、ｐ：ｑよりも高オクタン価燃料の方の噴射配分が高くなるときは、指標ｃの値は負となる。
【００４６】
車両走行パターン予測部５４は、所定時間δＴ０における車両の走行パターンを予測することで、車両の走行状態を複数時刻ｔ１〜ｔｎ（ｎは２以上の自然数）において予測する。時刻ｔ１〜ｔｎにおける各時間間隔は、δＴ０よりも十分小さい所定値δＴ１に設定されている。ここでは車両の走行状態として、車両速度Ｖｐと車両駆動力Ｆｐと変速機の変速段Ｄｐを複数時刻ｔ１〜ｔｎにおいて予測する。そして、車両の走行パターン、すなわち車両速度Ｖｐと車両駆動力Ｆｐと変速機の変速段Ｄｐの時系列パターンについては、例えば車両位置検出装置３２からの車両の現在位置と、ナビゲーション装置３６からの車両の走行経路と、ナビゲーション装置３６からの車両の現在位置周辺における道路に関わる情報と、交通情報受信装置３４からの車両の現在位置周辺における交通情報と、に基づいて予測することができる。ただし、これらのいずれか１つ以上に基づいても、車両の走行パターンを予測することができる。車両走行パターン予測部５４により予測された所定時間Ｔ０における車両の走行パターン（複数時刻ｔ１〜ｔｎでの車両の走行状態）は、エンジン運転条件変換部５６へ出力される。
【００４７】
エンジン運転条件変換部５６は、車両走行パターン予測部５４により予測された所定時間Ｔ０における車両の走行パターンをエンジン１０の運転パターンに変換することで、エンジン１０の運転状態を複数時刻ｔ１〜ｔｎにおいて予測する。ここではエンジン１０の運転状態として、エンジン回転速度ＮｅｐとエンジントルクＴｅｐとエンジン１０の燃焼形態（成層燃焼または均質燃焼）を、車両走行パターン予測部５４からの車両の走行状態（車両速度Ｖｐと車両駆動力Ｆｐと変速機の変速段Ｄｐ）に基づいて予測する。エンジン運転条件変換部５６により予測された所定時間Ｔ０におけるエンジン１０の運転パターン（複数時刻ｔ１〜ｔｎでのエンジン１０の運転状態）は、第１エンジン特性選択部５８へ出力される。
【００４８】
第１エンジン特性選択部５８は、エンジン運転条件変換部５６により予測された複数時刻ｔ１〜ｔｎでのエンジン１０の運転状態に対応するエンジン特性の組をエンジン特性記憶部５２から読み出す。より具体的には、第１エンジン特性選択部５８は、時刻ｔ１〜ｔｎの各々におけるエンジン回転速度ＮｅｐとエンジントルクＴｅｐとエンジン１０の燃焼形態に対応するエンジン特性（物理量ｘと指標ｃの関係）をエンジン特性記憶部５２からそれぞれ読み出す。第１エンジン特性選択部５８によりエンジン特性記憶部５２から読み出されたエンジン特性の組は、燃料噴射条件算出部６０へ出力される。
【００４９】
燃料噴射条件算出部６０は、第１エンジン特性選択部５８により選択されたエンジン特性（物理量ｘと指標ｃの関係）の組を用いて、複数時刻ｔ１〜ｔｎでの指標ｃの総和を設定範囲内に収め且つ複数時刻ｔ１〜ｔｎでの物理量ｘの総和を最小にするための噴射条件を算出する。燃料噴射条件算出部６０により算出された噴射条件は、燃料噴射制御部６６へ出力される。
【００５０】
以下、この噴射条件の算出方法について、より詳細に説明する。例えばエンジン特性として物理量（燃料流量）ｘを指標ｃの関数ｈ(ｃ)（以下、消費関数とする）で表すものとすると、第１エンジン特性選択部５８により選択されたエンジン特性の組、すなわち時刻ｔ１〜ｔｎでのエンジン１０の運転状態に対応するｎ個の消費関数は、例えば図７に示すｎ個の曲線で表すことができる。図７は、各消費関数（各曲線）ｘi＝ｈ(ｃi)（ｉは１〜ｎのいずれかの自然数）が下に凸の関数である場合を示している。このとき、複数時刻ｔ１〜ｔｎでの指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃを０にする条件の下で複数時刻ｔ１〜ｔｎでの物理量ｘ1〜ｘnの総和Ｆ(Ｃ)を最小にする問題は、以下の（６）式を制約条件として以下の（５）式の目的関数を最小にする問題で表すことができる。
【００５１】
【数１】
0004604943.tif 000002
【００５２】
そのときのラグランジェ関数Ｌ(Ｃ，λ)については、以下の（７）式で定義することができる。
【００５３】
【数２】
0004604943.tif 000003
【００５４】
（６）式（Ｃ＝０）の制約条件で（５）式の目的関数Ｆ(Ｃ)を最小にするための条件は、ラグランジェ乗数法により以下の（８）、（９）式で表される。（８）式は、１〜ｎのすべてのｉに対して成立することが必要である。
【００５５】
【数３】
0004604943.tif 000004
【００５６】
（８）、（９）式は、以下の（１０）、（１１）式で表される。（１０）式も、１〜ｎのすべてのｉに対して成立することが必要である。
【００５７】
【数４】
0004604943.tif 000005
【００５８】
（１１）式は、（６）式の制約条件そのものである。一方、（１０）式から、１〜ｎのすべてのｉに対して（１２）式が成立することが必要である。
【００５９】
【数５】
0004604943.tif 000006
【００６０】
（１２）式は、図７に示すｎ個の消費関数ｘi＝ｈ(ｃi)（ｎ個の曲線）の各々に一定勾配で接する接線の勾配が−λであることを示している。そこで、燃料噴射条件算出部６０は、ｎ個の消費関数ｘi＝ｈ(ｃi)を表す各曲線と一定勾配接線との各接点（図７の動作点）に対応する指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃが０になる条件で、λ（接線の勾配）の値を算出することにより、前述の噴射条件を算出することができる。そして、指標ｃ1〜ｃnの各々の値も、このλ（接線の勾配）の値に対応して算出することができる。このように、燃料噴射条件算出部６０は、前述の噴射条件（接線の勾配）をラグランジェ乗数法を利用して算出する。
【００６１】
なお、以上説明した車両走行パターン予測部５４による車両の走行状態の予測処理、エンジン運転条件変換部５６によるエンジン１０の運転状態の予測処理、第１エンジン特性選択部５８によるエンジン特性の組の選択処理、及び燃料噴射条件算出部６０による噴射条件（接線の勾配）の算出処理は、所定時間δＴ０おきに繰り返して実行される。
【００６２】
エンジン運転状態検出部６２は、エンジン１０の運転状態を検出する。ここではエンジン１０の運転状態として、エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとエンジン１０の燃焼形態（成層燃焼または均質燃焼）を検出する。ここでのエンジン回転速度Ｎｅについては、図示しないセンサにより直接検出してもよいし、図示しないセンサにより検出された車速Ｖ及び変速機の変速段Ｄから算出することもできる。また、エンジン１０の燃焼形態については、例えば図示しないセンサにより検出されたアクセル開度Ａから取得することができる。また、エンジントルクＴｅについては、例えば図示しないセンサにより検出されたアクセル開度Ａ及びエンジン回転速度Ｎｅから算出することができる。エンジン運転状態検出部６２により検出されたエンジン１０の運転状態は、第２エンジン特性選択部６４へ出力される。
【００６３】
第２エンジン特性選択部６４は、エンジン運転状態検出部６２により検出されたエンジン１０の運転状態に対応するエンジン特性をエンジン特性記憶部５２から読み出す。より具体的には、第２エンジン特性選択部６４は、時刻ｔｊにおけるエンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとエンジン１０の燃焼形態に対応するエンジン特性（物理量ｘと指標ｃの関係）をエンジン特性記憶部５２から読み出す。第２エンジン特性選択部６４によりエンジン特性記憶部５２から読み出されたエンジン特性は、燃料噴射制御部６６へ出力される。
【００６４】
燃料噴射制御部６６は、燃料噴射条件算出部６０により算出された噴射条件（接線の勾配−λ）と第２エンジン特性選択部６４により選択されたエンジン特性（物理量ｘと指標ｃの関係）とに基づいて、燃料噴射弁２０，２１の各々の駆動制御（開弁期間の制御）を行うことで、各燃料の噴射配分を制御する。例えばエンジン特性として物理量（燃料流量）ｘを指標ｃの消費関数ｈ(ｃ)で表すものとすると、第２エンジン特性選択部６４により選択されたエンジン特性、すなわち時刻ｔｊでのエンジン１０の運転状態に対応する消費関数ｘ＝ｈ(ｃ)は、例えば図８に示す曲線で表すことができる。そして、燃料噴射制御部６６は、図８に示すように、この消費関数ｘ＝ｈ(ｃ)を表す曲線と燃料噴射条件算出部６０により算出された勾配（−λの勾配）を有する接線との接点（ｃj，ｘj）に対応する指標ｃの値ｃjを算出し、この算出した指標ｃの値ｃjに基づいて各燃料（低オクタン価燃料と高オクタン価燃料）の噴射配分を算出する。なお、前述したように、第２エンジン特性選択部６４では、エンジン運転状態検出部６２により検出されたエンジン１０の運転状態に対応するエンジン特性がエンジン特性記憶部５２から読み出される。そのため、燃料噴射制御部６６では、燃料噴射条件算出部６０により算出された噴射条件（接線の勾配）とエンジン運転状態検出部６２により検出されたエンジン１０の運転状態に基づいて各燃料の噴射配分が制御されることになる。また、全体の燃料噴射量については、例えば図示しないセンサにより検出されたアクセル開度Ａに基づいて燃料噴射弁２０，２１の駆動制御を行うことで、その制御が行われる。
【００６５】
なお、以上説明したエンジン運転状態検出部６２によるエンジン１０の運転状態の検出処理、第２エンジン特性選択部６４によるエンジン特性の選択処理、及び燃料噴射制御部６６による各燃料の噴射配分の算出処理は、所定時間δＴ１おきに繰り返して実行される。
【００６６】
次に、本願発明者が行った検討結果について説明する。以下に説明する検討結果は、実際に測定したエンジン特性を用いて、仮定したエンジン運転パターンでの燃料消費状況を計算によって求めたものである。
【００６７】
ここではエンジン運転状態変換部５６により予測されたエンジン１０の運転パターン及びエンジン運転状態検出部６２により検出されたエンジン１０の運転パターン（エンジン回転速度ＮｅｐとエンジントルクＴｅｐの時系列パターン）が、ともに図９に示す時系列パターンであるものとする。そして、図９に示す時系列パターンにおいて所定時間δＴ１毎のエンジン１０の運転状態に対応してエンジン特性記憶部５２から読み出される（第１エンジン特性部５８及び第２エンジン特性部６４により選択される）エンジン特性が、図１０の燃料消費量ｘと指標ｃの関係を示す複数の曲線（動作線）で表されるものとする。また、分留器１４による低オクタン価燃料（燃料Ａ）と高オクタン価燃料（燃料Ｂ）の生成割合を８：２とする。この場合は、燃料Ａと燃料Ｂの噴射配分（使用割合）が８：２のときに指標ｃの値が０となる。
【００６８】
時刻ｔ１〜ｔｎの各々において燃料消費量ｘを最小とするよう各燃料の噴射配分を制御する（以下、比較例１とする）場合は、図１１の各動作点に示すように、時刻ｔ１〜ｔｎの各々に対応するエンジン特性（ｘとｃの関係を表す曲線）において燃料消費量ｘが最小となるときの指標ｃを算出し、この算出した指標ｃに応じて各燃料の噴射配分を制御する。この比較例１において、図９に示す時系列パターン全体を通しての燃料消費量は、時刻ｔ１〜ｔｎの各々における燃料消費量ｘを積算することで得られ、１２．０７［ｇ］となる。そして、燃料Ａと燃料Ｂの図９に示す時系列パターン全体を通しての消費量（噴射量）は、それぞれ９．２１［ｇ］、２．８６［ｇ］となる。ただし、燃料Ｂを２．８６［ｇ］生成するためには、元燃料（メイン燃料タンク１２内の燃料）が１４．３１［ｇ］必要となる。１４．３１［ｇ］の元燃料からは１１．４５［ｇ］の燃料Ａが生成されるため、燃料Ａが２．２４［ｇ］分過剰に残ることになる。すなわち、比較例１では、各燃料の残量に偏りが生じることになる。
【００６９】
また、図１２の各動作点に示すように、時刻ｔ１〜ｔｎのすべての時点において指標ｃが０となるよう各燃料の噴射配分を制御する（以下、比較例２とする）場合は、燃料Ａと燃料Ｂが常に８：２の割合で消費されることになるため、各燃料の残量に偏りは発生しない。しかし、この比較例２において、図９の時系列パターン全体を通しての燃料消費量は、１２．２７［ｇ］となり、比較例１よりも燃料消費量が増大することになる。なお、燃料Ａと燃料Ｂの図９に示す時系列パターン全体を通しての消費量（噴射量）は、それぞれ９．８２［ｇ］、２．４５［ｇ］となる。
【００７０】
次に、図１３の各動作点に示すように、時刻ｔ１〜ｔｎの各々に対応するエンジン特性（ｘとｃの関係を表す曲線）と一定勾配接線との各接点を、各接点に対応する指標ｃiの総和Ｃが０になる条件で算出し、この算出した各接点に応じて各燃料の噴射配分を制御する（以下、実施例とする）場合を考える。この実施例において、図９に示す時系列パターン全体を通しての燃料消費量は、１２．１８［ｇ］となり、比較例２よりも減少する。そして、燃料Ａと燃料Ｂの図９に示す時系列パターン全体を通しての消費量（噴射量）は、それぞれ９．７４［ｇ］、２．４４［ｇ］となり、この比はほぼ８：２となる。すなわち、この実施例では、各燃料の残量に偏りはほとんど発生しない。
【００７１】
以上説明した比較例１，２と実施例の比較結果を表１に示す。比較例１では、実際に消費される燃料Ａ，Ｂの総和は最小となるが、各燃料の生成に要する元燃料の量は増大する。比較例２では、実際に消費される燃料Ａ，Ｂの総和が元燃料の量に等しくなるものの、これらの量は増大する。これに対して実施例では、実際に消費される燃料Ａ，Ｂの総和を元燃料の量に等しくすることができるとともに、これらの量を低減することができる。
【００７２】
【表１】
0004604943.tif 000007
【００７３】
以上説明した本実施形態においては、複数時刻ｔ１〜ｔｎでの各燃料の噴射配分に関わる指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃを０にし且つ複数時刻ｔ１〜ｔｎでのエンジン性能に関わる物理量ｘ1〜ｘnの総和Ｆ(Ｃ)を最小にするための噴射条件を、指標ｃと物理量ｘの関係を表すエンジン特性の組を用いて算出する。より具体的には、エンジン特性の組（ｎ個の消費関数ｘi＝ｈ(ｃi)）を表す各曲線に一定勾配で接する接線の勾配を、各曲線と一定勾配接線との各接点（図７の動作点）に対応する指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃが０になる条件で算出する。そして、この算出した噴射条件（接線の勾配）に基づいて各燃料の噴射配分を制御することで、各燃料の使用割合を所望の範囲に収めつつ、例えば燃費性能等のエンジン性能を最適化することができる。その結果、各燃料の残量の偏りを抑止して給油頻度を低減することができるとともに、エンジン性能を向上させることができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、指標ｃと物理量ｘの関係を表すエンジン特性を、エンジン１０の運転状態と対応付けてエンジン特性記憶部５２に予め記憶しておく。そして、予測した時刻ｔ１〜ｔｎでのエンジン１０の運転状態に対応するエンジン特性の組をエンジン特性記憶部５２から読み出し、この読み出したエンジン特性の組を用いて噴射条件（接線の勾配）を算出する。これによって、指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃを０にし且つ物理量ｘ1〜ｘnの総和Ｆ(Ｃ)を最小にするための噴射条件（接線の勾配）をエンジン１０の運転状態に応じてより適切に算出することができるので、各燃料の噴射配分制御をより適切に行うことができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、算出した噴射条件（接線の勾配）と検出したエンジン１０の運転状態とに基づいて各燃料の噴射配分を制御する。より具体的には、検出したエンジン１０の運転状態に対応するエンジン特性をエンジン特性記憶部５２から読み出し、この読み出したエンジン特性（消費関数ｘ＝ｈ(ｃ)）を表す曲線と一定勾配接線との接点（ｃj，ｘj）に対応する指標ｃの値ｃjに基づいて各燃料の噴射配分を算出する。これによって、各燃料の噴射配分を検出したエンジン１０の運転状態に応じてより適切に行うことができる。
【００７６】
次に、実施形態１の他の構成例について説明する。
【００７７】
図１４に示す構成例においては、図１に示す構成例と比較して、分留器１４が省略されており、オクタン価の異なる燃料が燃料タンク１７，１９に直接給油される。例えば燃料タンク１７には低オクタン価燃料が給油され、燃料タンク１９には高オクタン価燃料が給油される。そして、燃料タンク１７内の低オクタン価燃料は燃料ポンプ２２により燃料噴射弁２０へ供給され、燃料タンク１９内の高オクタン価燃料は燃料ポンプ２４により燃料噴射弁２１へ供給される。
【００７８】
また、図１５に示す構成例においては、図１に示す構成例と比較して、燃料切換弁２６，２８が設けられている。燃料切換弁２６は、燃料ポンプ２２により燃料噴射弁２０へ供給する燃料を、メイン燃料タンク１２内の元燃料とサブ燃料タンク１６内の低オクタン価燃料との間で切り換える。燃料切換弁２８は、燃料ポンプ２４により燃料噴射弁２１へ供給する燃料を、メイン燃料タンク１２内の元燃料とサブ燃料タンク１８内の高オクタン価燃料との間で切り換える。図１５に示す構成例によれば、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の他に、分留前の元燃料も噴射することが可能である。
【００７９】
「実施形態２」
図１６は、本発明の実施形態２に係るエンジンを含むシステム全体の概略構成を示す図である。本実施形態に係るエンジン１０は、例えば車両に搭載されており、特性の異なる複数種類の燃料としてガソリン及び軽油をガソリンインジェクタ１２０及び軽油インジェクタ１２１からそれぞれ噴射することが可能である。なお、以下の説明では、実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８０】
ガソリンタンク１１２は、外部から給油されたガソリンを貯留する。ガソリンインジェクタ１２０は、ガソリンポンプ１２２によりガソリンタンク１１２から供給されたガソリンをエンジン１０の吸気管内に噴射することが可能である。また、軽油タンク１１３は、外部から給油された軽油を貯留する。軽油インジェクタ１２１は、軽油ポンプ１２３により軽油タンク１１３から供給された軽油をエンジン１０の筒内に直接噴射することが可能である。電子制御装置４２は、ガソリンインジェクタ１２０の駆動制御及び軽油インジェクタ１２１の駆動制御を行うことで、ガソリン及び軽油の噴射量を制御するとともに、ガソリンと軽油の噴射配分を制御する。なお、軽油のセタン価は、ガソリンのセタン価よりも大きい。
【００８１】
本実施形態に係るエンジン１０では、図１７に示すように、ガソリン及び軽油を用いた３種類の燃焼形態をエンジン負荷に応じて切り換えることができる。より具体的には、低負荷領域では二燃料の予混合圧縮着火（ＰＣＣＩ）による成層燃焼を行い、中負荷領域では軽油多点点火による急速燃焼を行い、高負荷領域では通常のディーゼル燃焼を行う。
【００８２】
そして、本実施形態に係るエンジン１０では、ガソリンと軽油の噴射配分を変化させると、ＮＯｘ排出量等のエミッション性能も変化する。例えば全体の噴射量に対する軽油の噴射割合（軽油噴射量／（軽油噴射量＋ガソリン噴射量））とＮＯｘ排出流量との関係は、図１８に示す特性で表すことができる。ただし、図１８に示す各曲線は、エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとエンジン１０の燃焼形態を一定とした場合の特性を示している。すなわち、全体の噴射量に対する軽油の噴射割合とＮＯｘ排出流量との関係は、エンジン回転速度ＮｅやエンジントルクＴｅやエンジン１０の燃焼形態に応じて変化する。
【００８３】
軽油タンク１１３とガソリンタンク１１２の容量比がｐ：ｑである場合は、軽油タンク１１３の容量に対する軽油の消費割合とガソリンタンク１１２の容量に対するガソリンの消費割合とを等しく保つよう軽油とガソリンの噴射配分を所定時間の間でｐ：ｑに制御することで、各燃料がその残量に偏りが生じることなく消費されることになる。さらに、軽油タンク１１３とガソリンタンク１１２の給油直後の液面高さが等しく、軽油タンク１１３とガソリンタンク１１２の水平断面の面積比がｐ：ｑである場合は、軽油タンク１１３とガソリンタンク１１２とで燃料の液面高さを等しく保つよう各燃料の噴射配分を制御することで、各燃料がその残量に偏りが生じることなく消費されることになる。なお、軽油タンク１１３とガソリンタンク１１２の容量比ｐ：ｑについては、例えば１０・１５モード等の運転モードでＮＯｘ排出量を最小とするよう各燃料の噴射配分を制御した場合における軽油とガソリンの使用割合に基づいて設定することができる。
【００８４】
軽油の噴射量（消費量）をｒとしガソリンの噴射量（消費量）をｓとすると、軽油タンク１１３の容量に対する軽油の消費割合とガソリンタンク１１２の容量に対するガソリンの消費割合の差（軽油タンク１１３とガソリンタンク１１２の液面高さの差）ｃは、実施形態１と同様にして以下の（１３）式で表すことができる。
【００８５】
ｃ＝ｒ／ｐ−ｓ／ｑ      （１３）
【００８６】
図１８に示す特性をＮＯｘ排出流量ｘと燃料消費割合の差ｃとの関係に変換したものを図１９に示す。図１９に示すＮＯｘ排出流量ｘと燃料消費割合の差ｃとの関係も、エンジン回転速度ＮｅやエンジントルクＴｅやエンジン１０の燃焼形態に応じて変化する。そして、エンジン特性としてこの物理量ｘと指標ｃの関係を、エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとエンジン１０の燃焼形態に対応付けて電子制御装置４２のエンジン特性記憶部５２に記憶する。ただし、物理量ｘとして、他の排気ガス成分の排出流量を用いることもできる。この場合の指標ｃは、軽油とガソリンの噴射配分（使用割合）に応じて変化する指標であり、軽油とガソリンの所定時間内の噴射配分がｐ：ｑのときに、（１３）式からｃ＝０となり、各燃料の残量に偏りが生じることなく各燃料が消費（噴射）されることになる。また、ｐ：ｑよりも軽油の方の噴射配分が高くなるときは、指標ｃの値は正となる。一方、ｐ：ｑよりもガソリンの方の噴射配分が高くなるときは、指標ｃの値は負となる。なお、電子制御装置４２の他の構成については実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
以上説明した本実施形態においても、各燃料の使用割合を所望の範囲に収めつつ、例えばエミッション性能等のエンジン性能を最適化することができる。したがって、各燃料の残量の偏りを抑止して給油頻度を低減することができるとともに、エミッション性能等のエンジン性能を向上させることができる。
【００８８】
以上の各実施形態の説明では、エンジン運転条件変換部５６が車両走行パターン予測部５４により予測された車両の走行状態に基づいてエンジン１０の運転状態を予測するものとした。ただし、各実施形態では、例えば１０・１５モードに対応した所定のエンジン１０の運転モード（時系列パターン）を電子制御装置４２の記憶部に予め記憶しておき、エンジン運転条件変換部５６は、この記憶部に記憶されたエンジン１０の運転モードに基づいてエンジン１０の運転状態を予測することもできる。その場合は、車両位置検出装置３２、交通情報受信装置３４、ナビゲーション装置３６、及び車両走行パターン予測部５４を省略することができる。
【００８９】
また、以上の各実施形態の説明では、燃料噴射条件算出部６０が、ｎ個の消費関数ｘi＝ｈ(ｃi)を表す各曲線に一定勾配で接する接線の勾配を、各曲線と一定勾配接線との各接点（図７の動作点）に対応する指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃが０になる条件で算出するものとした。ただし、各実施形態では、燃料噴射条件算出部６０は、各接点（図７の動作点）に対応する指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃが０の近傍値になる条件で、接線の勾配を算出することもできる。さらに、各接点（図７の動作点）に対応する指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃが設定範囲内に収まる条件で、接線の勾配を算出することもできる。
【００９０】
また、以上の各実施形態の説明では、燃料噴射制御部６６が、燃料噴射条件算出部６０により算出された接線の勾配とエンジン運転状態検出部６２により検出されたエンジン１０の運転状態とに基づいて各燃料の噴射配分を制御するものとした。ただし、各実施形態では、燃料噴射条件算出部６０は、噴射条件として、ｎ個の消費関数ｘi＝ｈ(ｃi)を表す曲線と一定勾配接線との各接点（図７の動作点）に対応する指標ｃ1〜ｃnの各々の値を、指標ｃ1〜ｃnの総和Ｃが設定範囲内（例えば０または０の近傍値）となる条件で算出することもできる。そして、燃料噴射制御部６６は、時刻ｔ１〜ｔｎの各々における各燃料の噴射配分を、この算出された指標ｃ1〜ｃnの各々の値に基づいてそれぞれ算出して制御することもできる。これによっても、各燃料の使用割合を所望の範囲に収めつつ、エンジン性能を最適化することができる。なお、その場合は、エンジン運転状態検出部６２及び第２エンジン特性選択部６４を省略することができる。
【００９１】
また、以上の各実施形態の説明では、エンジン特性記憶部５２がエンジン特性として各燃料の噴射配分に関わる指標ｃとエンジン性能に関わる物理量ｘの関係を記憶するものとした。ただし、各実施形態では、エンジン特性記憶部５２は、エンジン特性として、各燃料の噴射配分に関わる指標ｃとエンジン性能に関わる物理量ｘの指標ｃに対する勾配∂ｘ／∂ｃとの関係を記憶することもできる。その場合でも、燃料噴射条件算出部６０は、複数時刻ｔ１〜ｔｎでの指標ｃの総和を設定範囲内に収め且つ複数時刻ｔ１〜ｔｎでの物理量ｘの総和を最小にするための噴射条件（接線の勾配や指標ｃ1〜ｃnの各々の値）を算出することができる。
【００９２】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施形態１に係るエンジンを含むシステム全体の概略構成を示す図である。
【図２】電子制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】燃料の平均オクタン価と燃料流量との関係の一例を示す図である。
【図４】燃料の平均オクタン価と燃料流量との関係の一例を示す図である。
【図５】エンジン特性記憶部に記憶するエンジン特性の一例を示す図である。
【図６】エンジン特性記憶部に記憶するエンジン特性の一例を示す図である。
【図７】第１エンジン特性選択部により選択されたエンジン特性の組の一例を示す図である。
【図８】各燃料の噴射配分の算出方法を説明する図である。
【図９】エンジンの運転パターンの一例を示す図である。
【図１０】所定時間毎のエンジンの運転状態に対応してエンジン特性記憶部から読み出されるエンジン特性の一例を示す図である。
【図１１】比較例１における各エンジン特性の動作点を示す図である。
【図１２】比較例２における各エンジン特性の動作点を示す図である。
【図１３】実施例における各エンジン特性の動作点を示す図である。
【図１４】実施形態１に係るエンジンを含むシステム全体の他の概略構成を示す図である。
【図１５】実施形態１に係るエンジンを含むシステム全体の他の概略構成を示す図である。
【図１６】実施形態２に係るエンジンを含むシステム全体の概略構成を示す図である。
【図１７】実施形態２に係るエンジンの負荷に対する燃焼形態を説明する図である。
【図１８】軽油の噴射割合とＮＯｘ排出流量との関係の一例を示す図である。
【図１９】エンジン特性記憶部に記憶するエンジン特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  エンジン、１２  メイン燃料タンク、１４  分留器、１６，１８  サブ燃料タンク、１７，１９  燃料タンク、２０，２１  燃料噴射弁、２２，２４  燃料ポンプ、２６，２８  燃料切換弁、３２  車両位置検出装置、３４  交通情報受信装置、３６  ナビゲーション装置、４２  電子制御装置、５２  エンジン特性記憶部、５４  車両走行パターン予測部、５６  エンジン運転条件変換部、５８  第１エンジン特性選択部、６０  燃料噴射条件算出部、６２  エンジン運転状態検出部、６４  第２エンジン特性選択部、６６  燃料噴射制御部、１１２  ガソリンタンク、１１３  軽油タンク、１２０  ガソリンインジェクタ、１２１  軽油インジェクタ、１２２  ガソリンポンプ、１２３  軽油ポンプ。
【図１】
0004604943.tif 000008
【図２】
0004604943.tif 000009
【図３】
0004604943.tif 000010
【図４】
0004604943.tif 000011
【図５】
0004604943.tif 000012
【図６】
0004604943.tif 000013
【図７】
0004604943.tif 000014
【図８】
0004604943.tif 000015
【図９】
0004604943.tif 000016
【図１０】
0004604943.tif 000017
【図１１】
0004604943.tif 000018
【図１２】
0004604943.tif 000019
【図１３】
0004604943.tif 000020
【図１４】
0004604943.tif 000021
【図１５】
0004604943.tif 000022
【図１６】
0004604943.tif 000023
【図１７】
0004604943.tif 000024
【図１８】
0004604943.tif 000025
【図１９】
0004604943.tif 000026