(57)【要約】【課題】この発明は、改質燃料の噴射量が増えた場合でも、主燃料の噴射量が不足するのを防止し、主燃料の噴射を安定的に行うことを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒２８を備える。機関の運転時には、燃料ポンプ４６により供給される燃料を、主燃料噴射弁１８から燃焼室に向けて噴射すると共に、改質燃料噴射弁３４から燃料改質触媒２８に向けて噴射する。これにより、触媒２８から生じた可燃ガスは、排気ガスと共に吸気系に還流される。また、ＥＣＵ５０は、改質燃料の噴射により生じる燃料の圧力の低下量に応じて、主燃料の目標噴射量を補正する。このため、多量の改質燃料が噴射されることにより燃料の圧力が過渡的に低下した場合でも、主燃料の噴射量を高い精度で制御することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の筒内または吸気通路内に主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
改質燃料から可燃ガスを生成するための燃料改質触媒と、
前記主燃料と共通の燃料供給系統から供給される改質燃料を前記燃料改質触媒に向けて噴射する改質燃料噴射手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記主燃料噴射手段による主燃料の目標噴射量を可変に設定する目標噴射量設定手段と、
前記改質燃料が噴射されるときに前記燃料供給系統で生じる燃料の圧力低下量を取得する燃圧低下量取得手段と、
前記燃料の圧力低下量が大きくなるにつれて、前記主燃料の目標噴射量が増大するように当該目標噴射量を補正する主燃料補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料中に含まれるアルコールの濃度を検出するための燃料性状検出手段を備え、
前記主燃料補正手段は、前記燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて、前記主燃料の目標噴射量を増大させる構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記改質燃料の噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作で噴射される改質燃料の噴射量を減少させ、かつ前記改質燃料の単位時間当りの噴射回数を増大させる分割噴射手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の筒内または吸気通路内に主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
改質燃料から可燃ガスを生成するための燃料改質触媒と、
前記主燃料と共通の燃料供給系統から供給される改質燃料を前記燃料改質触媒に向けて噴射する改質燃料噴射手段と、
前記改質燃料の噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作で噴射される改質燃料の噴射量を減少させ、かつ改質燃料の単位時間当りの噴射回数を増大させる分割噴射手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料改質触媒によって燃料から可燃ガスを生成し、この可燃ガスを吸気系に還流させる構成とした内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１（特開２００６−２９１９０１号公報）に開示されているように、排気ガスの熱を利用して燃料を可燃ガスに改質する構成とした内燃機関が知られている。この種の従来技術による内燃機関の制御装置は、水蒸気改質反応によって改質燃料から可燃ガス（改質ガス）を生成するための燃料改質触媒を備えている。
【０００３】
内燃機関の運転時には、主燃料噴射弁から燃焼室に向けて主燃料が噴射される。また、所定の運転条件が成立した場合には、改質燃料噴射弁から燃料改質触媒に向けて改質燃料を噴射する改質ＥＧＲ制御も実施される。この改質ＥＧＲ制御では、噴射された改質燃料が燃料改質触媒に到達すると、触媒の作用により改質ガスが生成され、この改質ガスは排気ガスと共に吸気系に還流される。
【０００４】
ここで、従来技術では、１回の噴射における改質燃料の噴射期間を、内燃機関の運転状態に関らず一定とした上で、改質燃料の噴射間隔を運転状態に応じて変更する構成としている。これにより、従来技術では、改質燃料から生成される改質ガスの分布状態を均質化し、筒内での燃焼状態を改善するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９１９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術では、主燃料噴射弁により内燃機関の燃焼室に向けて主燃料を噴射し、また改質燃料噴射弁により燃焼改質触媒に向けて改質燃料を噴射する。これら２つの噴射弁には、共通の燃料ポンプから燃料がそれぞれ供給される。即ち、燃料ポンプの吐出側には、主燃料噴射弁と改質燃料噴射弁とが並列に接続されている。
【０００７】
しかしながら、従来技術では、内燃機関の運転状態によっては改質燃料の噴射間隔が短くなる場合がある。そして、この場合には、比較的多量の改質燃料が短時間で噴射されることになるため、主燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）が一時的に低下することがある。
【０００８】
このような燃圧の低下が生じると、例えば主燃料噴射弁が通常の開弁動作を行っても、燃圧が低下した分だけ噴射量が不足することになる。このため、従来技術では、改質燃料の噴射量が増大したときに、主燃料の噴射量が不足して燃焼状態が不安定となる虞れがあり、これによって運転性や排気エミッションが悪化するという問題がある。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、改質燃料の噴射量が増えた場合でも、その影響で主燃料の噴射量が不足するのを防止することができ、運転性や排気エミッションを良好に保持することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、内燃機関の筒内または吸気通路内に主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
改質燃料から可燃ガスを生成するための燃料改質触媒と、
前記主燃料と共通の燃料供給系統から供給される改質燃料を前記燃料改質触媒に向けて噴射する改質燃料噴射手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記主燃料噴射手段による主燃料の目標噴射量を可変に設定する目標噴射量設定手段と、
前記改質燃料が噴射されるときに前記燃料供給系統で生じる燃料の圧力低下量を取得する燃圧低下量取得手段と、
前記燃料の圧力低下量が大きくなるにつれて、前記主燃料の目標噴射量が増大するように当該目標噴射量を補正する主燃料補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、前記燃料中に含まれるアルコールの濃度を検出するための燃料性状検出手段を備え、
前記主燃料補正手段は、前記燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて、前記主燃料の目標噴射量を増大させる構成としている。
【００１２】
第３の発明は、前記改質燃料の噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作で噴射される改質燃料の噴射量を減少させ、かつ前記改質燃料の単位時間当りの噴射回数を増大させる分割噴射手段を備える構成としている。
【００１３】
第４の発明は、内燃機関の筒内または吸気通路内に主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
改質燃料から可燃ガスを生成するための燃料改質触媒と、
前記主燃料と共通の燃料供給系統から供給される改質燃料を前記燃料改質触媒に向けて噴射する改質燃料噴射手段と、
前記改質燃料の噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作で噴射される改質燃料の噴射量を減少させ、かつ改質燃料の単位時間当りの噴射回数を増大させる分割噴射手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、改質燃料を噴射することにより、燃料の圧力が過渡的に低下した場合でも、その分だけ補正を行うことにより目標噴射量を増大させることができる。これにより、主燃料噴射手段による噴射流量の低下を補償することができ、その実際の噴射量を、補正前の目標噴射量（規定の燃料圧力における目標噴射量）に一致させることができる。
【００１５】
従って、改質燃料の噴射により燃料の圧力が過渡的に低下し易い状況でも、この燃圧低下の影響で主燃料の噴射量が不足するのを確実に防止することができる。これにより、改質燃料の噴射を実行しつつ、これと並行して主燃料の噴射量を高い精度で安定的に制御することができ、運転性や排気エミッションを良好に保持することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて、主燃料の目標噴射量を増大させることができる。これにより、燃料圧力の低下による影響度がアルコール濃度毎に異なる場合でも、個々のアルコール濃度に応じて主燃料の噴射量を正確に補正することができる。従って、燃料噴射の補正精度を高めることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、改質燃料の噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作で噴射される改質燃料の噴射量を減少させ、かつ改質燃料の単位時間当りの噴射回数を増大させることができる。これにより、改質燃料の噴射が燃料圧力に与える影響を抑えることができ、燃料圧力の低下量を減少させることができる。また、改質燃料の噴射周波数を増大させることにより、１回当りの噴射量を減らしたとしても、改質燃料の総噴射量は十分に確保することができる。従って、燃料の圧力を安定させることができ、第１，第２の発明による効果を相乗的に高めることができる。
【００１８】
第４の発明によれば、改質燃料の総噴射量を確保しつつ、１回当りの噴射量を減らして燃料圧力の低下を抑えることができる。従って、第１の発明とほぼ同様に、改質燃料の噴射により燃料の圧力が過渡的に低下し易い状況でも、主燃料の噴射量を高い精度で安定的に制御することができ、運転性や排気エミッションを良好に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図４を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。本実施形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、例えばアルコールとガソリンとを混合した燃料によって運転されるものであり、本実施の形態では、その一例として、エタノールとガソリンとの混合燃料を用いるものとする。
【００２０】
内燃機関１０の吸気通路となる吸気管１２は、吸気マニホールド１４を介して各気筒の吸気ポートに接続されている。吸気管１２の途中には、吸入空気量を調整する電動式のスロットル弁１６が設置されている。各気筒の吸気ポートには、主燃料噴射手段としての主燃料噴射弁１８がそれぞれ設けられている。
【００２１】
これらの主燃料噴射弁１８は、後述のＥＣＵ５０により開，閉される電磁弁等であり、気筒内の筒内または吸気管１２内に燃料（以下、主燃料と称す）を噴射する。この場合、主燃料の噴射量は、主燃料噴射弁１８に供給される燃料の圧力（燃圧）が規定の圧力に保持されているときに、噴射弁の開弁時間にほぼ比例したものとなる。従って、ＥＣＵ５０は、主燃料噴射弁１８の開弁時間に応じて主燃料の噴射量を制御することができる。
【００２２】
また、内燃機関１０の排気管２０は、排気マニホールド２２を介して各気筒の排気ポートに接続されている。また、排気管２０の途中には熱交換器２４が設けられている。そして、熱交換器２４内には、複数の改質室２６が互いに間隔をもって形成されており、これらの改質室２６内には、例えばＲｈ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属材料を含有する燃料改質触媒２８が担持されている。
【００２３】
各改質室２６の間には、改質室２６と遮断された排気通路３０が設けられている。これらの排気通路３０は、排気管２０の途中に接続されている。このように構成された熱交換器２４によれば、排気通路３０を通過する排気ガスの熱により、改質室２６（燃料改質触媒２８）を加熱することができる。この加熱により、燃料改質触媒２８は、後述の改質反応を生じさせることができる。
【００２４】
排気管２０には、熱交換器２４の上流側で分岐する分岐管３２が設けられている。分岐管３２の下流側は、熱交換器２４の改質室２６に接続されている。分岐管３２の途中には、改質燃料供給手段としての改質燃料噴射弁３４が設けられている。この改質燃料噴射弁３４は、電磁弁等からなり、分岐管３２内を流れる排気ガス中に燃料（以下、改質燃料と称す）を噴射するものである。
【００２５】
この構成により、排気管２０を流れる排気ガスの一部は、分岐管３２によって改質室２６に導入され、改質燃料噴射弁３４によって改質燃料の供給を受ける。これらの排気ガスと改質燃料との混合ガスは、改質室２６に流入し、燃料改質触媒２８の作用によって後述の改質反応を起こす。
【００２６】
この改質反応により生成された改質ガス（可燃ガス）は、排気ガスと混合されたＥＧＲガスとなる。そして、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路３６を通って吸気管１２内に還流され、吸入空気と混合される。ＥＧＲ通路３６には、ＥＧＲガスを冷却するための冷却器３８と、吸気管１２に対するＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を可変に設定する電磁式の流量調整弁４０とが設けられている。
【００２７】
また、排気管２０を流れる排気ガスのうち、分岐管３２に流入しなかった残りの排気ガスは、熱交換器２４の排気通路３０を通過し、改質室２６に熱を供給する。そして、この排気ガスは、排気管２０に設けられた三元触媒等からなる排気浄化触媒４２によって浄化され、外部に排出される。
【００２８】
一方、内燃機関１０において、エタノールとガソリンとの混合燃料は、燃料タンク４４に貯留されている。燃料タンク４４には、当該タンク内の燃料を主燃料及び改質燃料として各噴射弁１８，３４に供給する燃料ポンプ４６が付設されている。燃料ポンプ４６の吐出側には、燃料配管４８を介して各噴射弁１８，３４が並列に接続されている。これらの燃料ポンプ４６と燃料配管４８は、噴射弁１８，３４にとって共通の燃料供給系統となっている。また、燃料配管４８内の燃圧は、例えばプレッシャレギュレータ等の圧力調整装置（図示せず）によって規定の圧力に保持されている。
【００２９】
さらに、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。ＥＣＵ５０の入力側には、排気ガスセンサ５２、触媒温度センサ５４、燃料性状センサ５６及び燃圧センサ５８を含むセンサ系統が接続されている。
【００３０】
排気ガスセンサ５２は、例えばＡ／Ｆセンサ、酸素濃度センサ等により構成され、排気管２０に設けられている。そして、排気ガスセンサ５２は、排気ガスの空燃比を検出し、その検出信号をＥＣＵ５０に出力する。触媒温度センサ５４は、熱交換器２４の改質室２６に設けられており、燃料改質触媒２８の温度を検出する。また、燃料性状センサ５６は、燃料中のアルコール濃度を検出する燃料性状検出手段を構成しており、例えば燃料配管４８に設けられている。さらに、燃圧センサ５８は、燃料配管４８内を流れる燃料の圧力を検出するものである。
【００３１】
また、ＥＣＵ５０の入力側に接続されたセンサ系統には、例えば機関回転数を検出する回転センサ、吸入空気量を検出するエアフローメータ、冷却水温度を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等のように、内燃機関１０の運転制御に用いられる一般的なセンサが含まれている。
【００３２】
一方、ＥＣＵ５０の出力側には、前述したスロットル弁１６、主燃料噴射弁１８、改質燃料噴射弁３４、流量調整弁４０、燃料ポンプ４６等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動することにより、燃料噴射制御、空燃比フィードバック制御、点火時期制御、改質ＥＧＲ制御等を含めて各種の運転制御を行う。
【００３３】
この場合、燃料噴射制御では、例えば吸入空気量、アクセル開度、燃料中のアルコール濃度等に応じて主燃料の目標噴射量を設定する。そして、この目標噴射量に対応する時間だけ、主燃料噴射弁１８を開弁させることにより、筒内の燃焼室に向けて主燃料を噴射する。また、改質ＥＧＲ制御では、以下に述べるように、排気ガスと改質燃料との改質反応によって生成された改質ガスを、排気ガスと共に吸気管１２内に還流させる。
【００３４】
（改質ＥＧＲ制御）
改質ＥＧＲ制御では、まず、内燃機関の運転状態や触媒温度等に応じて、改質燃料の目標噴射量を設定する。そして、この目標噴射量に対応する時間だけ、改質燃料噴射弁３４を開弁させることにより、分岐管３２内を流れる排気ガス中に改質燃料を噴射する。噴射された改質燃料と排気ガスとの混合ガスは、熱交換器２４の改質室２６内に流入する。
【００３５】
これにより、改質室２６内では、燃料改質触媒２８の作用により、混合ガス中のエタノールと、排気ガス中の水蒸気および二酸化炭素とが改質反応（水蒸気改質反応）を起こす。この水蒸気改質反応により、下記の(１)式に示すように、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とが生成される。
【００３６】
C2H5OH＋0.4CO2＋0.6H2O＋2.3N2＋Q1→3.6H2＋2.4CO＋2.3N2  ・・・（１）
【００３７】
また、混合ガス中のガソリンも、下記の(２)式に示すように、排気ガス中の水蒸気および二酸化炭素と改質反応を起こす。
【００３８】
1.56(7.6CO2＋6.8H2O＋40.8N2)＋3C7.6H13.6＋Q2
→31H2＋34.7CO＋63.6N2    ・・・（２）
【００３９】
上記(１)式中の熱量Q1、及び(２)式中の熱量Q2は、改質反応によって吸収される反応熱である。即ち、これらの改質反応は吸熱反応であるから、上記(１)，(２)式中の右辺で表される改質ガスの有する熱量は、当該各式の左辺に記載された反応前の物質が有する熱量よりも大きくなる。
【００４０】
このため、熱交換器２４によれば、排気通路３０を通過する排気ガスの熱を燃料改質触媒２８に伝達し、上記改質反応に吸収させることができる。つまり、本実施の形態のシステムでは、排気ガスの熱を回収、利用して、改質燃料をより熱量の大きい物質（Ｈ２及びＣＯ）に転換することができる。
【００４１】
なお、ガソリンの改質反応で必要な熱量Q2は極めて大きいので、この改質反応が生じるためには、例えば燃料改質触媒２８が６００℃以上の高温となる必要がある。このため、内燃機関１０の運転中には、エタノールの改質反応が広い運転領域で安定的に生じるのに対し、ガソリンの改質反応は、例えば排気温度が上昇する高回転・高負荷運転領域等に限って、効率よく生じるようになる。
【００４２】
上記の改質反応により得られた改質ガスは、排気ガスと混合することによりＥＧＲガスとなる。このＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路３６を通って吸気管１２内に還流され、吸入空気と混合される。このとき、ＥＣＵ５０は、吸気管１２に還流されるＥＧＲガスの還流量を流量調整弁４０によって制御する。そして、ＥＧＲガスは、吸入空気と共に内燃機関１０の気筒内に流入し、改質ガス中のＨ２とＣＯは、主燃料噴射弁１８から噴射された燃料と共に気筒内で燃焼する。
【００４３】
この場合、改質ガスは、前述したように、熱交換器２４によって排気ガスの熱を回収した分だけ、元の燃料よりも熱量が増えている。このため、改質ガスを内燃機関１０で燃焼させることにより、システム全体としての熱効率が向上するので、内燃機関１０の燃費性能を改善することができる。しかも、熱交換器２４によれば、触媒専用の加熱機器や加熱エネルギを用いなくても、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒２８を加熱することができる。これにより、運転効率の高い排気熱回収型のシステムを構成することができる。
【００４４】
また、改質ＥＧＲ制御は、改質ガスを含むＥＧＲガスを吸気系に還流させることにより、ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)としての効果を高めることができる。一般に、ＥＧＲ率を高くしていくと、燃焼が不安定になるので、ＥＧＲ率には上限がある。これに対し、改質ＥＧＲ制御の実行時には、ＥＧＲガス中に可燃ガスが含まれる分だけ燃焼状態が良好となる。
【００４５】
このため、改質ＥＧＲ制御では、排気ガスのみを吸気系に還流させる通常のＥＧＲ制御と比較して、ＥＧＲ率の上限を高め、ＥＧＲ量を増大させることができる。従って、改質ＥＧＲ制御によれば、多量のＥＧＲガスを吸気系に還流させることが可能となるので、燃費性能を更に向上させることができ、またエミッションを改善することができる。
【００４６】
［実施の形態１の特徴部分］
上述したように、改質ＥＧＲ制御中には、主燃料噴射弁１８による燃料噴射と、改質燃料噴射弁３４による燃料噴射とがそれぞれ実施される。このため、改質燃料の噴射量（改質噴射量）が増大した場合には、主燃料噴射弁１８に供給される燃圧が一時的に低下し、主燃料の噴射量が目標噴射量に対して不足する虞れがある。
【００４７】
そこで、本実施の形態では、例えば改質噴射量の大小、噴射開始からの経過時間、改質燃料噴射弁３４の動作特性等に応じて燃圧低下量を推定演算する。そして、改質噴射の影響により燃圧が低下するほど、主燃料の目標噴射量を増大させる制御（主燃料補正制御）を行う構成としている。また、本実施の形態では、改質燃料の目標噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作における改質噴射量を減少させ、かつ単位時間当りの改質噴射の回数を増大させる制御（分割噴射制御）を行う構成としている。以下、これらの内容について詳述する。
【００４８】
（燃圧低下量の推定演算）
主燃料噴射弁１８に供給される燃圧は、改質噴射が開始されることにより低下し、その後は噴射開始からの時間が経過するにつれて、規定の圧力に向けて上昇する。この場合、燃圧の低下量は、改質噴射量が増大するにつれて大きくなり、また噴射開始からの時間が経過するにつれて小さくなる。
【００４９】
このため、本実施の形態では、予め実験等を行うことにより、例えば改質噴射量と、噴射開始からの経過時間と、燃圧低下量との関係を求めておき、この関係をマップデータとしてＥＣＵ５０に記憶させている。この構成によれば、改質燃料の目標噴射量等を用いて前記マップデータを参照することにより、改質噴射による燃圧低下量や、燃圧低下量の時間的な変化を推定演算することができる。従って、燃料センサ５８を用いなくても、簡単な構造で燃圧低下量を取得することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、必ずしも燃圧低下量を推定演算する必要はない。即ち、例えば燃圧センサ５８の出力を読込みつつ、その出力変化に応じて燃圧低下量を算出する構成としてもよい。また、前述のマップデータから参照した推定値を、燃圧センサ５８の出力に応じて補正することにより、燃圧低下量を取得する構成としてもよい。
【００５１】
（主燃料補正制御）
主燃料補正制御では、まず、燃圧低下量と燃料中のアルコール濃度とに応じて主燃料噴射用の補正係数を演算する。そして、この補正係数を、例えば乗算、加算等の手段により主燃料の目標噴射量に反映させ、これによって目標噴射量を補正する。図２は、燃圧低下量、アルコール濃度及び補正係数の関係を示すデータである。このデータは、予め実験等により求められ、マップデータとしてＥＣＵ５０に記憶されている。
【００５２】
主燃料噴射弁１８の開弁時間を一定として考えた場合、改質噴射による燃圧低下量が大きくなると、その分だけ主燃料の噴射量が低下する。このため、補正係数は、図２に示すように、燃圧低下量が大きくなるにつれて、その分だけ主燃料の目標噴射量を増大させる（言換えれば、主燃料噴射弁１８の開弁時間を長くする）ように設定されている。
【００５３】
この構成によれば、燃圧低下により主燃料噴射弁１８の噴射流量が減少したとしても、その分だけ開弁時間を長くして目標噴射量を増大させることができる。即ち、噴射流量の減少を開弁時間の延長によって補償することができ、実際の噴射量を補正前の目標噴射量（規定の燃圧状態における目標噴射量）に一致させることができる。
【００５４】
従って、改質噴射により燃圧が過渡的に低下し易い状況でも、燃圧低下の影響で主燃料の噴射量が不足するのを確実に防止することができる。これにより、改質噴射制御を実行しつつ、これと並行して主燃料の噴射量を高い精度で安定的に制御することができ、運転性や排気エミッションを良好に保持することができる。
【００５５】
次に、アルコール濃度と補正係数との関係について述べる。一般に、アルコールはガソリンよりも発熱量が小さいから、燃料中のアルコール濃度が高いほど、主燃料を増量する必要が生じる。この結果、主燃料噴射弁１８の開弁時間が長くなると、その分だけ燃圧低下の影響が主燃料の噴射量に大きく反映されるようになる。つまり、燃圧低下量が一定でも、燃料中のアルコール濃度が高いほど、噴射量の減少量が大きくなる。
【００５６】
このため、本実施の形態では、図２に示すように、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて補正係数を増大させ、主燃料の目標噴射量が増大するように補正している。この構成によれば、燃圧低下の影響度がアルコール濃度毎に異なる場合でも、個々のアルコール濃度に応じて補正係数を正確に設定することができる。従って、主燃料の噴射量をより高い精度で補正することができる。
【００５７】
（分割噴射制御）
多量の改質噴射が行われると、その分だけ燃料配管４８内の燃料が過渡的に減少し、燃圧低下量が大きくなる。このため、１回の改質噴射における噴射量が少ないほど、燃圧低下量を小さくすることができる。
【００５８】
そこで、分割噴射制御では、改質燃料の目標噴射量が上限判定値以上となったときに、１回の改質噴射における噴射量を減少させると共に、単位時間当りの噴射回数（噴射周波数）を増大させる構成としている。ここで、上限判定値とは、例えば分割噴射制御を実行しなくても、燃圧低下量が許容範囲内となるような改質噴射量の上限値であり、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００５９】
図３は、通常の改質噴射制御と分割噴射制御における燃料の噴射状態を比較したものである。図３（ａ）は通常の改質噴射制御を示し、図３（ｂ）は分割噴射制御を示している。これらの図に示すように、分割噴射制御では、１回の噴射動作における改質噴射量（改質燃料噴射弁３４の開弁時間ｔ）が通常の改質噴射制御よりも小さく設定されている。一方、単位時間当りの改質噴射の回数は、通常の改質噴射制御よりも多く設定されている。
【００６０】
なお、本実施の形態では、改質燃料の目標噴射量が上限判定値以上であるか否かに応じて、改質噴射量及び噴射周波数を２段階で切換える場合を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明では、改質燃料の目標噴射量が増えるにつれて、１回の噴射動作における改質噴射量を複数段階にわたって徐々に減少させると共に、噴射周波数を徐々に増大させる構成としてもよい。
【００６１】
上述したように、分割噴射制御では、１回の噴射動作における改質噴射量を小さくすることができる。これにより、改質噴射が燃圧に与える影響を抑えることができ、燃圧低下量を減少させることができる。また、改質噴射の噴射周波数を増大させることができるから、１回当りの改質噴射量を減らしたとしても、改質燃料の総噴射量は十分に確保することができる。
【００６２】
即ち、分割噴射制御によれば、改質燃料の総噴射量を確保しつつ、１回当りの噴射量を減らして燃圧を安定させることができる。これにより、主燃料補正制御の場合とほぼ同様に、主燃料の噴射量を高い精度で制御することができる。また、主燃料補正制御の効果を相乗的に高めることができる。
【００６３】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図４は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。
【００６４】
まず、ステップ１００では、内燃機関の運転状態（例えば吸入空気量、負荷状態、機関回転数等）をセンサ系統によって検出する。ステップ１０２では、燃料性状センサ５６によって燃料中のアルコール濃度を検出する。また、ステップ１０４では、例えば内燃機関の運転状態、燃料中のアルコール濃度、触媒温度等に応じて主燃料の目標噴射量を設定する。また、ステップ１０６では、例えば内燃機関の運転状態、燃料中のアルコール濃度、触媒温度、ＥＧＲガスの還流量等に応じて、改質燃料の目標噴射量を設定する。
【００６５】
次に、ステップ１０８では、前述したように、改質燃料の目標噴射量等を用いてマップデータを参照することにより、改質噴射による燃圧低下量や、燃圧低下量の時間的な変化を推定演算する。そして、ステップ１１０では、主燃料補正制御を行うために、燃圧低下量と、燃料中のアルコール濃度とに応じて主燃料噴射用の補正係数を演算する。
【００６６】
ステップ１１２では、主燃料の目標噴射量に対して、例えば乗算、加算等の手段により補正係数を反映させ、目標噴射量を補正する。そして、ステップ１１４では、補正後の目標噴射量に対応する時間だけ、主燃料噴射弁１８を開弁させることにより、内燃機関の燃焼室に向けて主燃料を噴射する。
【００６７】
次に、ステップ１１６では、前述したように、改質燃料の目標噴射量が上限判定値以上であるか否かを判定する。ここで「ＹＥＳ」と判定したときには、この目標噴射量分の改質燃料を一度に噴射すると、主燃料の噴射動作が影響を受けると判断される。
【００６８】
そこで、この場合には、ステップ１１８において、単位時間当りの改質噴射の回数を増大させ、ステップ１２０では、１回の噴射動作における改質噴射量を減少させる。そして、ステップ１２２では、ステップ１１８，１２０で設定した噴射量及び噴射周波数に基づいて、改質燃料噴射弁３４から改質燃料を噴射する。
【００６９】
一方、ステップ１１６で「ＮＯ」と判定したときには、改質燃料の目標噴射量がそれほど大きくないので、この目標噴射量分の改質燃料を一度に噴射したとしても、主燃料の噴射動作には殆ど影響ないと判断される。そこで、この場合には、分割噴射制御を行わずに、ステップ１２２で改質燃料を噴射する。
【００７０】
このように、本実施の形態によれば、改質燃料の目標噴射量に応じて、必要な場合にのみ分割噴射制御を行うことができる。そして、分割噴射制御の実施時には、多量の改質燃料を噴射したとしても、主燃料噴射弁１８側の燃圧を安定的に維持することができる。
【００７１】
なお、前記実施の形態では、図４中のステップ１０４が目標噴射量設定手段の具体例を示している。ステップ１０８は、燃圧低下量取得手段の具体例を示している。また、ステップ１１０，１１２は、主燃料補正手段の具体例を示している。さらに、ステップ１１８，１２０は、分割噴射手段の具体例を示している。
【００７２】
また、実施の形態では、改質噴射による燃圧の低下に対応して、主燃料補正制御と分割噴射制御の両方を行う構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、主燃料補正制御と分割噴射制御のうち何れか一方のみを行う構成としてもよい。
【００７３】
また、実施の形態では、改質燃料として、ガソリンとエタノールとの混合燃料を用いるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばメタノール等を含めた他のアルコールと、ガソリンとの混合燃料を改質燃料として用いる構成としてもよい。
【００７４】
また、本発明に適用される燃料は、少なくともガソリンを含む燃料であればよく、アルコールを含有する燃料に限定されるものではない。即ち、本発明は、例えばガソリンのみによって構成された燃料、及びガソリンにアルコール以外の材料を混入した燃料にも適用することができる。
【００７５】
さらに、実施の形態では、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒２８を加熱するものとした。しかし、本発明は、必ずしも排気ガスの熱を利用する必要はなく、非排気熱回収型の内燃機関に適用してもよい。即ち、本発明は、排気ガス以外の熱源（例えば、専用の加熱機器等）によって燃料改質触媒２８を加熱する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体図である。
【図２】燃圧低下量及びアルコール濃度と、主燃料噴射用の補正係数との関係を示す特性線図である。
【図３】通常の改質噴射制御による噴射状態と、分割噴射制御による噴射状態とを比較して示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１０  内燃機関
１２  吸気管
１４  吸気マニホールド
１６  スロットル弁
１８  主燃料噴射弁（主燃料噴射手段）
２０  排気管
２４  熱交換器
２６  改質室
２８  燃料改質触媒
３０  排気通路
３２  分岐管
３４  改質燃料噴射弁（改質燃料噴射手段）
３６  ＥＧＲ通路
３８  冷却器
４０  流量調整弁
４２  排気浄化触媒
４４  燃料タンク
４６  燃料ポンプ（燃料供給系統）
４８  燃料配管（燃料供給系統）
５０  ＥＣＵ
５２  排気ガスセンサ
５４  触媒温度センサ
５６  燃料性状センサ（燃料性状検出手段）
５８  燃圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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