(57)【要約】【課題】予混合圧縮自着火燃焼内燃機関において、予混合時間が短い機関高回転および／または高負荷運転領域であっても、予混合を良好に行うことにより、より広い運転領域でより好適な予混合圧縮自着火燃焼を行うことが可能な技術を提供する。【解決手段】予混合圧縮自着火燃焼を行う場合に、エンジン回転数および／または負荷が大きくなる程、内燃機関に供給される燃料のうち沸点の低い低沸点燃料（軽質燃料）を増量させる。エンジン回転数が大きくなる程混合時間が短くなり、燃料噴射量が大きくなる程混合時間が長く必要となるので、この運転領域において、蒸発性のよい軽質燃料を増量することにより、混合を良好に行うことができる。【選択図】  図１
2005016322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮自着火内燃機関において、
内燃機関に供給される燃料のうち、所定温度より低い沸点を有する低沸点燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段と、
予混合圧縮自着火燃焼を行う場合に、機関回転数および／または機関負荷に基づいて前記燃料供給手段を制御する手段であって、機関回転数および／または機関負荷が大きくなる程、前記燃料供給手段により供給される低沸点燃料を増量させる制御手段と、
を備えることを特徴とする予混合圧縮自着火内燃機関。
【請求項２】
前記気筒内の温度を検出または推定する筒内温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記筒内温度検出手段により検出または推定された筒内温度が低い程、前記燃料供給手段により供給される低沸点燃料を増量させることを特徴とする請求項１に記載の予混合圧縮自着火内燃機関。
【請求項３】
請求項１または２に記載の予混合圧縮自着火内燃機関は、前記予混合圧縮自着火燃焼と、前記予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼とを選択的に切り替える予混合圧縮自着火内燃機関であって、
前記制御手段は、前記通常燃焼が行われる場合、該通常燃焼が行われる運転状態と同等の運転状態で前記予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合よりも、前記燃料供給手段により供給される低沸点燃料を減量させることを特徴とする予混合圧縮自着火内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予混合圧縮自着火内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料を噴射することで、該燃料と吸気（空気）との予混合気を形成し、該予混合気を燃焼に供する予混合圧縮自着火内燃機関の開発が進められている。予混合圧縮自着火内燃機関では、燃料を早期に噴射することにより、燃料と吸気とを十分に混合させてから着火・燃焼させるため、ＮＯｘや煙の排出が抑制される運転が可能となるものである。
【０００３】
このような予混合圧縮自着火燃焼においては、燃料と吸気とが十分に混合していることが重要である。機関回転数が高回転となるような運転状態においては予混合するための時間が短く、また、機関高負荷となるような運転状態においては燃料噴射量が多い（すなわち、混合させる燃料量が多い）ため混合に長い時間が必要となる。このため、燃料と吸気との十分な混合が得られ難く、予混合圧縮自着火燃焼が困難であり、予混合圧縮自着火燃焼の運転領域は機関低回転・低負荷側に限られてしまう。
【０００４】
広い運転領域で安定した圧縮自己着火燃焼を行わせるものとしては、例えば、吸気ポートに着火性の良い低オクタン価燃料、筒内に耐ノック性の良い高オクタン価燃料をそれぞれ噴射するガソリン内燃機関であって、負荷に応じて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料との比率を制御する内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記の内燃機関においては高負荷運転領域で高オクタン価燃料を供給することにより耐ノック性の向上を図るものであり、予混合時間が短い高負荷運転領域で予混合を良好に行うことは難しい。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１７９３６８号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２４７６４号公報
【特許文献３】
特開１１−３１５７３３号公報
【特許文献４】
特開平８−１４４８８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、予混合圧縮自着火燃焼内燃機関において、予混合時間が短い機関高回転および／または高負荷運転領域であっても、予混合を良好に行うことにより、より広い運転領域でより好適な予混合圧縮自着火燃焼を行うことが可能な技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る予混合圧縮自着火内燃機関にあっては、機関運転状態が高回転および／または高負荷の時程、沸点の低い燃料（蒸発性の良好な燃料、密度の小さい燃料）を増量して（沸点の低い燃料の割合を大きくして）気筒に供給することを要旨とするものである。
【０００９】
燃料と吸気との混合には、混合時間の拡大と混合のスピードアップが重要であるが、機関高回転および／または高負荷運転領域においては、混合時間を拡大することは困難なため、混合のスピードアップを図ることが必要となる。そして、混合スピードにおいては燃料の蒸発性が大きく影響するものと考えられる。したがって、本発明では、機関高回転および／または高負荷運転になるほど、蒸発性のよい燃料を増量して（蒸発性のよい燃料の割合を大きくして）気筒に供給するものである。
【００１０】
蒸発性のよい燃料としては、内燃機関に供給される燃料のうち沸点の低い低沸点燃料（以下、軽質燃料という場合もある）を用いることとした。これには、内燃機関に供給される燃料を、沸点が所定温度より高い成分（高沸点燃料、以下重質燃料という場合もある）と低い成分（軽質燃料）とで少なくとも２つに分け、運転領域に応じて重質燃料と軽質燃料との混合割合を調整して内燃機関に供給するとよい。重質燃料と軽質燃料とは予め別々に容易されていてもよいし、燃料を貯蔵する燃料タンクから気筒に燃料が供給される間に、燃料を重質燃料と軽質燃料とに分ける手段が設けられていてもよい。
【００１１】
図１は、機関回転数と、機関負荷として燃料噴射量とにより表される運転領域において、燃料の割合を説明するための図である。
【００１２】
図１において、横軸は機関回転数を示しており、機関回転数が大きくなればなる程、燃料と吸気との混合時間が短くなり、機関回転数が小さくなればなる程、混合時間は長くなる。また、縦軸は燃料噴射量を示しており、燃料噴射量が大きくなればなる程、燃料と吸気との混合時間が長く必要となり、燃料噴射量が小さくなればなる程、混合時間は短くても予混合が可能となる。このように、機関運転領域が、高回転・高負荷（燃料噴射量増）では、燃料と吸気との混合が困難となる。したがって、図１に示す矢印は、機関運転領域が、高回転および／または高負荷になる程、蒸発性のよい軽質燃料の割合を大きくした燃料を供給することを示すものである。また、低回転・低負荷の運転領域では、混合が比較的容易なため重質燃料の割合を大きくした燃料を供給する。
【００１３】
ここで、内燃機関に供給される燃料が、軽質燃料のみから構成されるものであってもよいが、上述したように燃料を分けて軽質燃料を得ることにより、従来使用されている燃料で機関運転を行うことができる。また、所定温度は、内燃機関の仕様によって固定された温度であってもよいし、運転状態に応じて変更できる温度であってもよい。
【００１４】
本発明の具体的な構成としては、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮自着火内燃機関において、
内燃機関に供給される燃料のうち、所定温度より低い沸点を有する低沸点燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段と、
予混合圧縮自着火燃焼を行う場合に、機関回転数および／または機関負荷に基づいて前記燃料供給手段を制御する手段であって、機関回転数および／または機関負荷が大きくなる程、前記燃料供給手段により供給される低沸点燃料を増量させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
このように構成することにより、機関回転数が高回転となるような運転状態において予混合するための時間が短い程、および／または、機関高負荷となるような運転状態において燃料噴射量が多く（すなわち、混合させる燃料量が多い）混合に長い時間が必要となる程、蒸発性のよい低沸点燃料を供給する（増量する）ことができるので、燃料と吸気とをより良好に混合させることができる。
【００１６】
したがって、従来よりも、より高回転および／または高負荷な機関運転領域で予混合圧縮自着火燃焼を行うことが可能となる。また、燃料と吸気とが良好に混合することにより、混合が不十分なときのように濃い混合気が形成される部分が存在することはないので、燃焼が激しくなることもなく、安定した燃焼を得ることができる。すなわち、予混合圧縮自着火燃焼を行う内燃機関において、より広い運転領域でＮＯｘや煙の排出の抑制が可能となる。
【００１７】
また、燃料噴射時期においては、機関高回転になった場合、燃料と吸気との混合時間が短くなるため、従来では、ボアフラッシング（噴射された燃料が液状のまま直接気筒内壁に到達してしまうことにより気筒壁面の潤滑油膜を洗い流してしまい油膜切れが生じる現象）を防ぐために進角側に制限する必要があったが、低沸点燃料を増量して、燃料の蒸発性を向上させることにより、ボアフラッシングの発生を抑制することができるので、燃料噴射時期を制限することなく実行することができるようになる。なお、機関負荷とは、燃料噴射量やアクセル操作量などに基づくものである。
【００１８】
ここで、燃料の蒸発性においては、雰囲気温度との関係も重要となるので、機関運転状態に加えて、雰囲気温度をも考慮するとよい。雰囲気温度が低い場合、特に、冷間時においては、燃料は蒸発し難くなるため、ボアフラッシングが生じたり、燃料と吸気との混合が不十分となって排気エミッションや燃費が悪化する可能性がある。そこで、雰囲気温度が低い場合には、雰囲気温度が低い程、軽質燃料を増量する（軽質燃料の割合を大きくする）ことにより、燃料を蒸発し易くするとよい。また、雰囲気温度が高い場合には、燃料は蒸発し易くなるので、雰囲気温度が高い程、軽質燃料の割合を小さくするとよい。雰囲気温度としては、例えば、気筒の筒内温度や、機関冷却水の水温などを適用するとよい。
【００１９】
具体的には、上記の構成において、
前記気筒内の温度を検出または推定する筒内温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記筒内温度検出手段により検出または推定された筒内温度が低い程、前記燃料供給手段により供給される低沸点燃料を増量させることも好ましい。
【００２０】
このように構成することにより、燃料が蒸発し難く、燃料と吸気との混合が良好に行われない可能性のあるような雰囲気温度が低い場合において、軽質燃料を増量させることができるので、燃料の蒸発性を良好にすることができ、燃料と吸気との混合が良好となる。したがって、冷間時においても、ボアフラッシングの発生や、排気エミッション・燃費の悪化を抑制しつつ、予混合圧縮自着火燃焼を行うことが可能となる。
【００２１】
ここで、予混合圧縮自着火燃焼が機関高回転・高負荷運転領域で行われる頻度が多くなると、軽質燃料がより多く消費されてしまい、燃料の残量が比較的多くても、軽質燃料の残量が少なく重質燃料の残量が多くなる可能性がある。このような場合、予混合圧縮自着火燃焼が可能な運転領域が制限されてしまうこととなる。そこで、予混合圧縮自着火燃焼と、予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼（いわゆる拡散燃焼）とを選択的に切り替える内燃機関においては、通常燃焼が行われる場合に、予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合よりも軽質燃料の割合を小さくし重質燃料の割合を大きくして、軽質燃料の消費を抑えるとよい。これは、通常燃焼は、高温・高圧下で燃料が噴射されて燃焼が行われるため、予混合圧縮自着火燃焼よりも、燃料の蒸発性による着火や燃焼への影響が小さく、重質燃料の割合が大きくてもエミッションへの影響は比較的小さいことによるものである。
【００２２】
具体的には、上記記載の予混合圧縮自着火内燃機関は、前記予混合圧縮自着火燃焼と、前記予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼とを選択的に切り替える予混合圧縮自着火内燃機関であって、
前記制御手段は、前記通常燃焼が行われる場合、該通常燃焼が行われる運転状態と同等の運転状態で前記予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合よりも、前記燃料供給手段により供給される低沸点燃料を減量させる。
【００２３】
これにより、軽質燃料と重質燃料との消費割合の均等化を図ることができる。なお、軽質燃料の残量と重質燃料の残量とを検出し、残量の割合に基づいて軽質燃料と重質燃料との消費割合が略等しくなるように、通常燃焼が行われる場合の燃料の割合を変えてもよい。
【００２４】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を、ディーゼルエンジンに適用した実施の形態について説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関としてディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。
【００２７】
図１に示すように、内燃機関（以下、エンジンという）１は、吸入行程、圧縮行程、爆発行程（膨張行程）及び排気行程の４サイクルを繰り返して出力を得るディーゼルエンジンである。エンジン１は、その内部に気筒（燃焼室）２を形成する。気筒２で発生する燃料の爆発力は、ピストン３及びコンロッド４を介してクランクシャフト（図示略）の回転力に変換される。また、気筒２には、吸気通路５の最下流部をなす吸気ポート１１と、排気通路６の最上流部をなす排気ポート８とが設けられている。吸気ポート１１と気筒２との境界は吸気弁１２によって開閉される。また、排気ポート８と気筒２との境界は排気弁９によって開閉される。
【００２８】
エンジン１は、２つの燃料噴射弁１０ａ，１０ｂを備えている。そして、２つの燃料噴射弁１０ａ，１０ｂには、燃料タンク１７に貯蔵された燃料が軽質燃料と重質燃料とにそれぞれ分けられて供給される。すなわち、燃料供給系は、燃料噴射弁１０ａ，１０ｂ、コモンレール１３ａ，１３ｂ、サプライポンプ１４ａ，１４ｂ、軽質燃料タンク１５ａ、重質燃料タンク１５ｂ、分離装置１６、燃料タンク１７等を備えて構成される。ここで、燃料噴射弁１０ａ，コモンレール１３ａおよびサプライポンプ１４ａは、燃料供給手段を構成している。
【００２９】
分離装置１６は、燃料タンク１７に貯蔵された燃料を沸点の差を利用して２つの燃料に分けるもので、燃料を部分蒸発させ蒸気を回収して残留燃料と分けることにより、軽質燃料と重質燃料とに分留（分別蒸留）するものである。分離装置１６で分留された軽質燃料と重質燃料とは、それぞれ軽質燃料タンク１５ａ、重質燃料タンク１５ｂに貯蔵される。ここで、分離装置１６は、燃料タンク１７に貯蔵された燃料を軽質燃料と重質燃料とに分ける（沸点の異なる燃料に分ける、沸点の異なる燃料を生成する）ものであればよく、例えば、燃料を分解したり改質したりする装置であってもよい。
【００３０】
サプライポンプ１４ａ，１４ｂは、それぞれ軽質燃料タンク１５ａ、重質燃料タンク１５ｂから汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路を介してコモンレール１３ａ，１３ｂに供給する。コモンレール１３ａ，１３ｂは、サプライポンプ１４ａ，１４ｂから供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を燃料噴射弁１０ａ，１０ｂに分配する。燃料噴射弁１０ａ，１０ｂは、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、適宜開弁して気筒２内に燃料を噴射供給する。
【００３１】
このように、軽質燃料タンク１５ａに貯蔵された軽質燃料は、サプライポンプ１４ａ、コモンレール１３ａを介して燃料噴射弁１０ａから気筒２内に噴射される。また、重質燃料タンク１５ｂに貯蔵された重質燃料は、サプライポンプ１４ｂ、コモンレール１３ｂを介して燃料噴射弁１０ｂから気筒２内に噴射される。
【００３２】
また、排気通路６には、排気中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、微粒子（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）等を浄化する排気浄化装置７が設けられている。
【００３３】
エンジン１は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の踏込量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ、クランクシャフト（図示略）のエンジン回転数に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ、及びエンジン１内を循環する冷却水の温度（冷却水温）に応じた信号を出力する水温センサ、吸気通路５を通じて気筒２に導入される空気の流量（吸入空気量）に応じた信号を出力するエアフロメータ等、各種センサを備える。これら各種センサの信号は、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）２０に入力される。例えば、アクセルポジションセンサはアクセル開度に比例した出力電圧をＥＣＵ２０に出力し、ＥＣＵ２０はアクセルポジションセンサの出力信号に基づいて負荷を演算する。クランクポジションセンサはクランクシャフトが一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ２０に出力し、ＥＣＵ２０はこの出力パルスに基づいてエンジン回転数を演算する。ＥＣＵ２０は、これら負荷やエンジン回転数などによってエンジン１の運転状態を検出する。
【００３４】
ＥＣＵ２０は、制御手段を構成するものであって、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びバックアップＲＡＭ等からなる論理演算回路を備え、各種センサの信号に基づいてエンジン１の各種構成要素を統括制御する。
【００３５】
また、ＥＣＵ２０は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、エンジン回転数の演算、エンジン負荷の演算、燃料噴射量の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ２０が入力した各種信号やＥＣＵ２０が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ２０のＲＡＭに一時的に記憶される。更に、ＥＣＵ２０は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って定期的に後述するような、軽質燃料と重質燃料との混合割合を制御して燃料噴射弁１０ａ，１０ｂを開閉操作する燃料供給制御（燃料噴射制御）などを実行する。
【００３６】
また、エンジン１には、吸気通路５と排気通路６とを連通する還流通路（以下、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路という）３０が形成されている。このＥＧＲ通路３０は、排気の一部を適宜吸気通路５に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路３０には、同通路３０内を流れるガス（以下、ＥＧＲガスという）の流れ方向（図２中において矢印で示す）に沿って上流から下流にかけ、ＥＧＲクーラ３１、ＥＧＲ弁３２が、順次配設されている。
【００３７】
ＥＧＲクーラ３１は、ＥＧＲ通路３０の周囲を取り巻くように設けられ、ＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲ弁３２は、ＥＣＵ２０の指令信号に従って無段階に開閉される電子制御弁であり、ＥＧＲガスの流量を自在に調整することができる。
【００３８】
ＥＣＵ２０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転状態に基づきＥＧＲ制御を実施する。ここで、ＥＧＲ制御とは、ＥＧＲ通路に設けられた電子制御式のＥＧＲ弁（開閉弁）３２を操作して、ＥＧＲ通路を通過するガスの流量、言い換えれば排気通路６から吸気通路５に還流される排気の流量調整を行う処理をいう。
【００３９】
目標となるＥＧＲ弁３２の開弁量（以下、目標開弁量）は、基本的にはエンジン１の運転状態に基づき、予め設定されたマップ（図示略）を参照して決定される。ＥＣＵ２０は、この目標開弁量をエンジン１の運転中所定時間毎に更新し、逐次、ＥＧＲ弁３２の実際の開弁量が更新された目標開弁量に合致するよう同ＥＧＲ弁３２の駆動回路に指令信号を出力する。
【００４０】
また、本実施の形態に係るエンジン１は、ＥＣＵ２０からの指令によって吸気行程中または圧縮行程中に燃料噴射弁１０ａ，１０ｂから気筒２へ向けて燃料を噴射することで、気筒２内において燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される、いわゆる予混合圧縮自着火燃焼を行う内燃機関である。
【００４１】
次に、ＥＣＵ２０による燃料供給制御（燃料噴射制御）について説明する。
【００４２】
本実施の形態において、ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態、すなわち、エンジン回転数および／または燃料噴射量に基づいて、燃料噴射弁１０ａから噴射される軽質燃料と、燃料噴射弁１０ｂから噴射される重質燃料との混合割合を制御している。
【００４３】
図３は、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図である。
【００４４】
図３において、０．０〜１．０の数値は、燃料噴射弁１０ａ及び燃料噴射弁１０ｂから噴射される燃料噴射量の総量（総噴射量）に対する重質燃料（燃料噴射弁１０ｂから噴射される燃料噴射量）の割合を示すもので、エンジン回転数が高い（いわゆる高回転である）程、および／または、燃料噴射量が多い（いわゆる高負荷である）程、その割合は小さくなっている、すなわち、軽質燃料の割合が多くなっている。また、これは、エンジン回転数が低い（いわゆる低回転である）程、および／または、燃料噴射量が少ない（いわゆる低負荷である）程、重質燃料の割合は大きくなっているとも換言できる。図３に示すような関係は、予め実験等により導き出されてマップ化されＲＯＭに記憶されているとよい。
【００４５】
そして、ＥＣＵ２０は、このような関係に基づいて、エンジンの回転数・燃料噴射量ごとに燃料の混合割合を決定し、燃料噴射弁１０ａ，１０ｂを制御することにより、燃料噴射制御（燃料供給制御）を実行するものである。
【００４６】
このように、燃料を軽質燃料と重質燃料とに分け、エンジン１の運転状態が高回転および／または高負荷領域である場合に、軽質燃料の割合を大きくした燃料をエンジン１に供給することにより、燃料を軽質燃料と重質燃料とに分けることなくエンジンに供給した場合に比べて、燃料の蒸発性をより良好にすることができる。これにより、軽質燃料と吸気との混合がより良好に行われる領域が高回転および／または高負荷領域側に拡がることとなり、予混合圧縮自着火燃焼を行うことができる運転領域を高回転・高負荷領域側に拡大することが可能となる。したがって、予混合圧縮自着火燃焼を行うエンジンにおいて、より広い運転領域でＮＯｘや煙の排出の抑制が可能となる。
【００４７】
図４は、エンジン１の他の実施の形態を示す概略構成図であり、図２に示したエンジン１に対して燃料供給系が異なっている。なお、図２に示した構成と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４８】
図２に示したエンジン１においては、燃料タンク１７に貯蔵された燃料を分離装置１６にて分留することにより軽質燃料と重質燃料とに分けて軽質燃料タンク１５ａと重質燃料タンク１５ｂとに貯蔵させたが、予め軽質燃料と重質燃料とが分けられていて、図４に示すようにそれぞれの専用タンク（軽質燃料タンク１５ａと重質燃料タンク１５ｂ）に予め貯蔵されていてもよい。
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態２においては、上述した実施の形態１に対して、雰囲気温度をも考慮するものであり、エンジン１の運転状態に加えて、雰囲気温度に応じて燃料の混合割合を補正するものである。以下に、雰囲気温度として、エンジン１の冷却水の水温と、気筒２の筒内温度とを用いた場合について説明する。なお、本実施の形態に係るエンジンの構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５０】
まず、エンジン１の冷却水の水温により燃料の混合割合を補正する場合について説明する。
【００５１】
図５は、上記実施の形態１で説明した図３と同様、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図であり、同図（ａ）は水温が高い場合（例えば、８０℃）、同図（ｂ）は水温が低い場合（例えば、２０℃）の関係を示すものである。
【００５２】
図５に示すように、エンジン回転数・燃料噴射量が同じ条件（同じ運転領域）において、エンジンの冷却水温が低い場合には、冷却水温が高い場合よりも、軽質燃料の割合を大きくしている。
【００５３】
このように、上記実施の形態１で説明した制御に加えて、エンジンの冷却水の水温に基づいて、水温が低い場合には、軽質燃料の割合が大きくなるように燃料の混合割合を補正することによって、雰囲気温度が低い場合、特に冷間時においても、燃料の蒸発性をより良好なものとすることができるので、ボアフラッシングの発生や、排気エミッション・燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００５４】
次に、気筒２の筒内温度により燃料の混合割合を補正する場合について説明する。気筒２の筒内温度は、直接検出するものであってもよいが、吸入空気量、ＥＧＲ率（エンジンに吸入される吸気に含まれるＥＧＲガスの割合、すなわち、ＥＧＲ量／（空気（新気）量＋ＥＧＲ量）をＥＧＲ率という）、吸気温度などから推定するとよい。この場合、吸入空気量、ＥＧＲ率、吸気温度などと筒内温度との関係を予め実験等により導き出してマップ化してＲＯＭに記憶させておくとよい。
【００５５】
そして、図３に示すようなエンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示すマップを、筒内温度ごとに備える（例えば、筒内温度に応じて数段階備える）ことにより、燃料の混合割合を補正する制御をより細かく行うものである。
【００５６】
燃料の混合割合の補正については、上記同様、エンジン回転数・燃料噴射量が同じ条件（同じ運転領域）において、筒内温度が低くなる程、（筒内温度が高い場合に比べて）軽質燃料の割合を大きくする。
【００５７】
図６は、エンジン回転数と、燃料噴射量と、気筒２の筒内温度とにより燃料の混合割合を補正するための制御を示すフローチャート図である。
【００５８】
まず、ステップＳ１０１では、エンジン１の運転状態を反映する各種情報（例えば、エンジン回転数や、アクセル開度や、吸入空気量や、水温など）を取得する。続いてステップＳ１０２においては、ステップＳ１０１で取得された情報に基づいて、（総）燃料噴射量が算出される。続いてステップＳ１０３においては、ステップＳ１０１で取得された情報に基づいて気筒２の筒内温度が推定される。
【００５９】
そして、続くステップＳ１０４において、ステップＳ１０１で取得されたエンジン回転数と、ステップＳ１０２で算出された燃料噴射量と、ステップＳ１０３で推定された筒内温度に基づいて、補正燃料混合割合が算出される。
【００６０】
ここで、補正燃料混合割合の算出は、基準となる基準筒内温度と推定された筒内温度との差から、図３に示すようなエンジン回転数と燃料噴射量とから導き出される燃料混合割合に対する補正量を算出するものであってもよいし、エンジン回転数と燃料噴射量と雰囲気温度との３つをパラメータとして形成される３次元マップを予め備えることにより算出してもよい。
【００６１】
このように、上記実施の形態１で説明した制御に加えて、雰囲気温度に基づいて、燃料の混合割合を補正することによって、雰囲気温度が低い場合、特に冷間時においても、燃料の蒸発性をより良好なものとすることができるので、ボアフラッシングの発生や、排気エミッション・燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る内燃機関においては、予混合圧縮自着火燃焼と、通常燃焼とが切り替え可能に構成されるものであり、これらの燃焼方法ごとに燃料の混合割合を変えることにより、重質燃料と軽質燃料との消費割合の調整を図るものである。なお、本実施の形態に係るエンジンの構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６３】
図７は、上記実施の形態１で説明した図３と同様、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図であり、同図（ａ）は予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合、同図（ｂ）は通常燃焼が行われる場合の関係を示すものである。
【００６４】
図７に示すように、エンジン回転数・燃料噴射量が同じ条件（同じ運転領域）においては、通常燃焼が行われる場合の方が、予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合よりも軽質燃料の割合を小さく（重質燃料の割合を大きく）している。
【００６５】
このように、燃焼方法に応じて、重質燃料と軽質燃料との混合割合を変えることにより、軽質燃料と重質燃料との消費割合の均等化を図ることが可能となる。したがって、重質燃料に対して軽質燃料の消費の割合が大きくなり過ぎることを防止することができる。すなわち、燃料（軽質燃料タンク１５ａおよび重質燃料タンク１５ｂに貯蔵されている燃料）としては、まだ残量が比較的ある場合に、そのほとんどが重質燃料となってしまうようなことはない。これにより、軽質燃料の残量が少なくなってしまうことにより、高回転および／または高負荷運転領域で予混合圧縮自着火燃焼が行われなくなるようなこともない。すなわち、予混合圧縮自着火燃焼が行われる運転領域が制限されてしまうことはない。また、燃料を効率よく使用することができるので、所定の燃料量（例えば、燃料タンク１７の許容限界量や、１回の給油量）に対する機関運転時間（距離）の延長を図ることが可能となる。
【００６６】
（実施の形態４）
実施の形態４では、軽質燃料と重質燃料とを分留する範囲を変更する（分留操作する温度や圧力を変更する、以下、便宜的に軽質燃料と重質燃料とを分ける温度として分留点という）ものである。分留点を変更することにより、内燃機関に供給される燃料における（占める）軽質燃料と重質燃料との割合を変更することができる。なお、本実施の形態に係るエンジンの構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６７】
まず、分留点を温度が低い方（低沸点側）に変更した場合について説明する。
【００６８】
分留点を低沸点側に変更した場合、変更後の軽質燃料の総量としては変更前よりも少なくなるが、変更前には含まれていた沸点の高い燃料が変更後には含まれなくなるため、より軽質な燃料（沸点の低い燃料）の割合が増えることになる。より軽質な燃料の割合が増えることにより、蒸発性も向上し、燃料と吸気との混合がより良好となるので、変更前よりもさらに高回転側および／または高負荷側まで予混合圧縮自着火燃焼が可能な領域を拡大させることができる。
【００６９】
図８は、軽質燃料と重質燃料との割合を変更する前後において、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図である。図において、変更前の混合割合を実線で示し、変更後の混合割合を点線で示している。
【００７０】
図８に示すように、予混合圧縮自着火燃焼が可能な領域は、総噴射量に対する重質燃料の混合割合が同じ場合では、分留点の変更前よりも変更後の方が、より高回転および／または高負荷運転領域側となっている。これにより、予混合圧縮自着火燃焼が可能な領域が高回転および／または高負荷運転領域側に拡大していることがわかる。
【００７１】
また、図８からわかるように、軽質燃料が使用される運転領域が、高回転および／または高負荷運転領域側に移動している。これは、低負荷運転領域や中負荷運転領域において、軽質燃料が使用される割合が小さくなることを示すものであり、すなわち、軽質燃料と重質燃料との消費割合の均等化を図ることができることを意味するものである。したがって、重質燃料に対して軽質燃料の消費の割合が大きくなり過ぎることを防止することができる。すなわち、燃料（軽質燃料タンク１５ａおよび重質燃料タンク１５ｂに貯蔵されている燃料）としては、まだ残量が比較的ある場合に、そのほとんどが重質燃料となってしまうようなことはない。これにより、軽質燃料の残量が少なくなってしまうことにより、高回転および／または高負荷運転領域で予混合圧縮自着火燃焼が行われなくなるようなこともない。すなわち、予混合圧縮自着火燃焼が行われる運転領域が制限されてしまうことはない。また、燃料を効率よく使用することができるので、所定の燃料量（例えば、燃料タンク１７の許容限界量や、１回の給油量）に対する機関運転時間（距離）の延長を図ることが可能となる。
【００７２】
次に、分留点を温度が高い方（高沸点側）に変更した場合について説明する。
【００７３】
分留点を高沸点側に変更した場合、変更前には含まれていなかった沸点の高い燃料が変更後に含まれることになるため、変更後の軽質燃料は変更前よりやや重質な性状となり、変更後の軽質燃料の総量としては変更前よりも多くなる（重質燃料に対する軽質燃料の割合が大きくなる）。すなわち、変更前よりも軽質燃料の量を増やすことができるので、所定の燃料量（例えば、燃料タンク１７の許容限界量や、１回の給油量）に対する高回転側および／または高負荷側での機関運転時間（距離）の延長を図ることができる。
【００７４】
ここで、分留点の変更にあっては、軽質燃料と重質燃料との実際の使用割合から分留点を変更するようにしてもよい。これには、例えば、軽質燃料の残量（または軽質燃料の噴射量（噴射時間））を検出する手段と、重質燃料の残量（または重質燃料の噴射量（噴射時間））を検出する手段とを設けることにより、実際の使用割合を検出し、この使用割合に応じて、分留点（分留操作する温度や圧力）を変更するとよい。
【００７５】
これにより、軽質燃料の消費と重質燃料の消費とをより確実に略等しいものとすることができるので、所定の燃料量（例えば、燃料タンクの許容限界量や、１回の給油量）に対する機関運転時間（距離）の延長を図ることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予混合圧縮自着火燃焼内燃機関において、予混合時間が短い機関高回転および／または高負荷運転領域であっても、予混合を良好に行うことにより、より広い運転領域でより好適な予混合圧縮自着火燃焼を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】機関回転数と燃料噴射量とにより表される運転領域において、燃料の割合を説明するための図。
【図２】実施の形態１に係る内燃機関としてディーゼルエンジンの概略構成を示す図。
【図３】エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図。
【図４】エンジンの他の実施の形態を示す概略構成図。
【図５】実施の形態２において、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図。
【図６】実施の形態２において、エンジン回転数と、燃料噴射量と、気筒２の筒内温度とにより燃料の混合割合を補正するための制御を示すフローチャート図。
【図７】実施の形態３において、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図。
【図８】実施の形態４において、軽質燃料と重質燃料との割合を変更する前後において、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて決定される燃料の混合割合を示す図。
【符号の説明】
１  エンジン
２  気筒
３  ピストン
４  コンロッド
５  吸気通路
６  排気通路
７  排気浄化部
８  排気ポート
９  排気弁
１０ａ，１０ｂ  燃料噴射弁
１１  吸気ポート
１２  吸気弁
１３ａ，１３ｂ  コモンレール
１４ａ，１４ｂ  サプライポンプ
１５ａ  軽質燃料タンク
１５ｂ  重質燃料タンク
１６  分離装置
１７  燃料タンク
２０  ＥＣＵ
３０  ＥＧＲ通路
３１  ＥＧＲクーラ
３２  ＥＧＲ弁
【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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