(57)【要約】【課題】吸気ポートに噴射された燃料の吸気ポート内壁面への付着量の軽減を図ること。【解決手段】燃料タンク４１に貯留された燃料Ｆを吸気ポート１１ｂに噴射する燃料ポート噴射手段（燃料噴射弁５４等）と当該燃料Ｆを燃焼室ＣＣ内に直接噴射する燃料筒内直接噴射手段（燃料噴射弁５９等）とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置（電子制御装置１）において、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定し、内燃機関の機関温度が低温のときに、燃料Ｆのアルコール濃度が高いほど燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を内燃機関の機関温度が高温のときよりも高くする燃料噴射比率設定手段を備えること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに貯留された燃料を吸気ポートに噴射する燃料ポート噴射手段と当該燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料筒内直接噴射手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料と前記燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料の燃料噴射比率を設定し、前記内燃機関の機関温度が低温のときに、前記燃料のアルコール濃度が高いほど前記燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を前記内燃機関の機関温度が高温のときよりも高くする燃料噴射比率設定手段を備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
燃料タンクに貯留された燃料を吸気ポートに噴射する燃料ポート噴射手段と当該燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料筒内直接噴射手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料と前記燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料の燃料噴射比率を設定し、前記内燃機関の運転状態が過渡運転状態のときに、前記燃料のアルコール濃度が高いほど前記燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を前記内燃機関の運転状態が定常運転状態のときよりも高くする燃料噴射比率設定手段を備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射比率設定手段は、前記過渡運転状態の過渡度合いが高いほど前記燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を高くするよう構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料性状の異なる複数種類の燃料を用いての運転が可能な内燃機関に適用される燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車業界においては、自動車を取り巻く環境の変化に対応させる為に様々な取り組みが行われている。例えば、内燃機関の分野では、異なる燃料性状の燃料を用いても運転を行うことのできる所謂多種燃料内燃機関についての取り組みが為されている。この種の多種燃料内燃機関が搭載された車輌は、一般にフレキシブル燃料車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｕｅｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれており、その一例としては、ガソリン燃料，アルコール燃料又はこれらの混合燃料の何れを利用しても運転を可能にし、埋蔵量の限界が謳われ続けているガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図らんとするものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、アルコール燃料を主燃料とし、内燃機関の温度が所定値以下の場合にガソリン燃料を供給して運転を行う多種燃料内燃機関について開示されている。
【０００３】
ここで、下記の特許文献２には、吸気系の上流側と下流側にアルコール混合燃料用の燃料噴射弁を各々配設した内燃機関の燃料供給制御装置が開示されている。この燃料供給制御装置は、その上流側の燃料噴射弁から噴射される燃料と下流側の燃料噴射弁から噴射される燃料の燃料噴射比率を制御可能であり、アルコール混合燃料のアルコール濃度が高ければ高いほど上流側の燃料噴射弁の燃料噴射割合を高めていっている。尚、この燃料供給制御装置は、内燃機関の運転状態が加速時等のような過渡運転状態にある場合に、過渡応答性を向上させるべく、下流側の燃料噴射弁の燃料噴射割合を高めている。
【０００４】
【特許文献１】特公昭６１−６０２５８号公報
【特許文献２】特開平３−４７４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アルコール燃料やアルコール濃度の高いアルコール混合燃料等のような低揮発性燃料は、ガソリン燃料等の高揮発性燃料に比べて気化潜熱が高く、蒸発し難いので、混合気を形成し難い。例えば、エタノールは、その沸点が７８．５℃と高く、これよりも低温では蒸発し難い。従って、冷間始動時等のように内燃機関の機関温度が低いときには、低揮発性燃料が吸気ポートへと噴射された際に、その一部が吸気ポートの内壁面に蒸発することなく付着して霧化されなくなる虞がある。また、その吸気ポートの内壁面への付着量は、低揮発性燃料の揮発度合いが低くなればなるほど（つまり、アルコール濃度が高くなればなるほど）増えていく。
【０００６】
ここで、内燃機関の運転状態は、吸入空気量の増減変化が小さい（例えば、アクセル開度変化量の小さい）定常運転状態と吸入空気量の増減変化が大きい（例えば、アクセル開度変化量の大きい）過渡運転状態とに大別することができる。そして、その過渡運転状態の中でも吸入空気量を増加させている状態の場合には、それに応じて燃焼室内に供給する燃料の量も増えるので、吸気ポートに噴射された低揮発性燃料の吸気ポート内壁面への付着量が増加してしまう。
【０００７】
このように、機関温度が低温の場合や吸入空気量増加中の過渡運転状態の場合には、吸気ポートに噴射された低揮発性燃料がその内壁面に付着し易い。特に、低揮発性燃料は、揮発度合いが低い（アルコール濃度が高い）ほど蒸発し難くなるので、噴射された内のより多くが吸気ポートの内壁面に付着してしまう傾向にある。そして、その吸気ポートへの付着により、燃焼室内においては、その付着の分だけ燃焼室内への燃料供給量が目標値に対して少なくなり、空燃比が目標値よりも希薄側になって出力トルクを低下させてしまう。つまり、この場合の内燃機関は、目標とする出力を発生させることができず、応答性が悪化してしまう可能性がある。
【０００８】
また、上述したように空燃比にずれが生じた場合には、燃料噴射量を例えばフィードバック制御等して目標空燃比となるようにする。例えば、空燃比が目標空燃比に対して希薄側になっている場合には、燃料噴射量を増加させて目標空燃比へと制御を行う。しかしながら、機関温度が低温のときには、燃焼室内で燃焼が行われる度に機関温度が上昇していくので、低揮発性燃料の吸気ポートの内壁面への付着量が減っていき、更に、先の燃料噴射によって付着した低揮発性燃料が蒸発して今回噴射された低揮発性燃料と一緒に燃焼室に送られる可能性がある。これが為、その際には、希薄側になっていた空燃比が目標空燃比を超えて過濃側に移ってしまう虞がある。従って、低揮発性燃料の吸気ポートの内壁面への付着によって空燃比がずれてしまう状況下においては、そのずれにより希薄空燃比になったならば窒素酸化物（ＮＯｘ）に代表される有害物質の生成量が増加し、そのずれにより過濃空燃比になったならば炭化水素（ＨＣ）に代表される有害物質の生成量が増加してしまう。つまり、かかる状況下においては、エミッション性能の悪化を招いてしまう虞がある。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、噴射された燃料の吸気ポートへの付着量を軽減させることの可能な燃料噴射制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、燃料タンクに貯留された燃料を吸気ポートに噴射する燃料ポート噴射手段と当該燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料筒内直接噴射手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料と燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料の燃料噴射比率を設定し、内燃機関の機関温度が低温のときに、燃料のアルコール濃度が高いほど燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を内燃機関の機関温度が高温のときよりも高くする燃料噴射比率設定手段を備えている。
【００１１】
これにより、この請求項１記載の燃料噴射制御装置は、機関温度が低温のときに燃料のアルコール濃度が高いほど燃料ポート噴射手段からの燃料の噴射量を減少させることができるので、吸気ポートに噴射された燃料の吸気ポート内壁面への付着量を軽減させることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、燃料タンクに貯留された燃料を吸気ポートに噴射する燃料ポート噴射手段と当該燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料筒内直接噴射手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料と燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料の燃料噴射比率を設定し、内燃機関の運転状態が過渡運転状態のときに、燃料のアルコール濃度が高いほど燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を内燃機関の運転状態が定常運転状態のときよりも高くする燃料噴射比率設定手段を備えている。
【００１３】
これにより、この請求項２記載の燃料噴射制御装置は、内燃機関が過渡運転状態のときに燃料のアルコール濃度が高いほど燃料ポート噴射手段からの燃料の噴射量を減少させることができるので、吸気ポートに噴射された燃料の吸気ポート内壁面への付着量を軽減させることができる。
【００１４】
また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置において、過渡運転状態の過渡度合いが高いほど燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合を高くするように燃料噴射比率設定手段を構成している。
【００１５】
これにより、この請求項３記載の燃料噴射制御装置は、過渡運転状態の過渡度合いが高くなるにつれて燃料ポート噴射手段からの燃料の噴射量を減少させることができるので、吸気ポートに噴射された燃料の吸気ポート内壁面への付着量を軽減させることができる。ここで、燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量は、過渡運転状態の過渡度合いが高いほど、つまり吸入空気変化量やアクセル開度変化量が増量側に大きくなっていくにつれて、増量させられる可能性が高くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る燃料噴射制御装置は、吸気ポートに噴射された燃料の吸気ポート内壁面への付着量を軽減させることにより、燃焼室内の混合気の空燃比を目標空燃比に合わせることができる。従って、この燃料噴射制御装置は、内燃機関の出力トルクの低下を抑えることができ、応答性の悪化を防ぐことができる。更に、この燃料噴射制御装置は、燃焼室内の混合気の空燃比を目標空燃比に制御できるので、空燃比のずれに起因する燃焼ガス中の窒素酸化物や炭化水素等の生成量の増加を抑えることができ、エミッション性能の悪化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る燃料噴射制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
本発明に係る燃料噴射制御装置の実施例を図１から図７に基づいて説明する。以下においては、適用対象たる内燃機関の一例を説明しつつその燃料噴射制御装置について詳述する。
【００１９】
ここで例示する内燃機関とは、ガソリン燃料，アルコール燃料（エタノール、メタノール、ブタノール等）又はこれらの混合燃料等のように異なる燃料性状の燃料を用いても運転を行うことのできる所謂フレキシブル燃料車に搭載される多種燃料内燃機関であって、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）１によって燃焼制御等の各種制御動作が実行されるものである。本実施例においては、その電子制御装置１の一機能として燃料噴射制御装置が構成されているものとする。尚、その電子制御装置１は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００２０】
最初に、ここで例示する内燃機関の構成について図１に基づき説明を行う。尚、その図１においては１気筒のみを図示しているが、本発明は、これに限らず、多気筒の多種燃料内燃機関にも適用可能である。本実施例においては、複数の気筒を具備しているものとして説明する。
【００２１】
この内燃機関には、燃焼室ＣＣを形成するシリンダヘッド１１，シリンダブロック１２及びピストン１３が備えられている。ここで、そのシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２は図１に示すヘッドガスケット１４を介してボルト等で締結されており、これにより形成されるシリンダヘッド１１の下面の凹部１１ａとシリンダブロック１２のシリンダボア１２ａとの空間内にピストン１３が往復移動可能に配置される。そして、上述した燃焼室ＣＣは、そのシリンダヘッド１１の凹部１１ａの壁面とシリンダボア１２ａの壁面とピストン１３の頂面１３ａとで囲まれた空間によって構成される。
【００２２】
この内燃機関は、機関回転数や機関負荷等の運転条件に従って空気と燃料を燃焼室ＣＣに送り込み、その運転条件に応じた燃焼制御を実行する。その空気については、図１に示す吸気通路２１とシリンダヘッド１１の吸気ポート１１ｂを介して外部から吸入される。一方、その燃料については、図１に示す燃料供給装置５０を用いて供給される。
【００２３】
先ず、空気の供給経路について説明する。
【００２４】
この内燃機関の吸気通路２１上には、外部から導入した空気に含まれる塵埃等の異物を除去するエアクリーナ２２と、外部からの吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段２３と、が設けられている。その吸入空気量検出手段２３としては、吸入空気量を直接検出するエアフロメータ等の空気量検出センサ、吸気通路２１内の圧力（即ち、吸気圧）を検出する吸気管圧センサなどが考えられる。後者の吸気管圧センサを利用する場合、吸入空気量は、その吸気圧と機関回転数から間接的に求める。この内燃機関においては、その吸入空気量検出手段２３の検出信号が電子制御装置１へと送られ、その検出信号に基づいて電子制御装置１が吸入空気量や機関負荷等を算出する。尚、機関回転数については、クランクシャフト１５の回転角度の検出を行うクランク角センサ１６の検出信号から把握させることができる。
【００２５】
また、その吸気通路２１上における吸入空気量検出手段２３よりも下流側には、燃焼室ＣＣ内へ流入させる空気の流量調節が可能なスロットルバルブ２４と、このスロットルバルブ２４を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ２５と、が設けられている。本実施例の電子制御装置１には、そのスロットルバルブアクチュエータ２５を運転条件に従って駆動制御し、その運転条件に応じた弁開度となるようにスロットルバルブ２４の開弁角度を調節させるスロットルバルブ制御手段が用意されている。ここでは、そのスロットルバルブアクチュエータ２５とスロットルバルブ制御手段とでスロットルバルブ開度制御手段を構成する。更に、この内燃機関においては、そのスロットルバルブ２４の弁開度を検出し、その検出信号を電子制御装置１に送信するスロットル開度センサ２６が設けられている。
【００２６】
一方、吸気ポート１１ｂはその一端が燃焼室ＣＣに開口しており、その開口部分に当該開口を開閉させる吸気バルブ３１が配設されている。その開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に吸気バルブ３１が配備される。従って、この内燃機関においては、その吸気バルブ３１を開弁させることによって吸気ポート１１ｂから燃焼室ＣＣ内に空気が吸入される一方、その吸気バルブ３１を閉弁させることによって燃焼室ＣＣ内への空気の流入が遮断される。
【００２７】
ここで、その吸気バルブ３１としては、例えば、図示しない吸気側カムシャフトの回転と弾性部材（弦巻バネ）の弾発力に伴って開閉駆動されるものがある。この種の吸気バルブ３１においては、その吸気側カムシャフトとクランクシャフト１５の間にチェーンやスプロケット等からなる動力伝達機構を介在させることによってその吸気側カムシャフトをクランクシャフト１５の回転に連動させ、予め設定された開閉時期に開閉駆動させる。ここで例示する内燃機関においては、このようなクランクシャフト１５の回転に同期して開閉駆動される吸気バルブ３１を適用することができる。
【００２８】
但し、この内燃機関は、その吸気バルブ３１の開閉時期やリフト量を変更可能な所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備してもよく、これにより、その吸気バルブ３１の開閉時期やリフト量を運転条件に応じた好適なものへと可変させることができるようになる。更にまた、この内燃機関においては、かかる可変バルブ機構と同様の作用効果を得るべく、電磁力を利用して吸気バルブ３１を開閉駆動させる所謂電磁駆動弁を利用してもよい。
【００２９】
続いて、燃料供給装置５０について説明する。
【００３０】
この燃料供給装置５０は、燃料タンク４１に貯留された燃料Ｆを吸気ポート１１ｂや燃焼室ＣＣに噴射させるものであり、その吸気ポート１１ｂへと噴射させる燃料Ｆと燃焼室ＣＣへと噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を運転条件に応じて変化させるものである。ここで、その燃料タンク４１には、前述したガソリン燃料やアルコール燃料等のような燃料性状の異なる燃料Ｆを貯留可能である。本実施例においては、アルコール混合燃料（アルコール燃料とガソリン燃料との混合燃料）が貯留されているものとする。
【００３１】
具体的に、この燃料供給装置５０は、吸気ポート１１ｂへと噴射させる燃料Ｆと燃焼室ＣＣへと噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定する電子制御装置１の燃料噴射比率設定手段と、吸気ポート１１ｂへの燃料Ｆと燃焼室ＣＣへの燃料Ｆの夫々の目標燃料噴射量を設定する電子制御装置１の目標燃料噴射量設定手段と、吸気ポート１１ｂへの燃料Ｆと燃焼室ＣＣへの燃料Ｆを夫々の目標燃料噴射量で噴射させる電子制御装置１の燃料噴射制御手段と、によって制御される。
【００３２】
その燃料噴射比率設定手段は、機関回転数や機関負荷等の運転条件に応じて０対１０から１０対０の間で吸気ポート１１ｂへの燃料Ｆと燃焼室ＣＣへの燃料Ｆの燃料噴射比率の設定を行う。また、目標燃料噴射量設定手段は、その燃料噴射比率と燃焼室ＣＣ内の混合気の目標空燃比と吸入空気量（機関負荷）とに基づいて夫々の燃料Ｆの目標燃料噴射量の設定を行う。尚、その燃焼室ＣＣ内の混合気の目標空燃比については、運転条件に応じて設定される。
【００３３】
また、この燃料供給装置５０は、燃料タンク４１内の燃料Ｆを吸気ポート１１ｂに噴射する燃料ポート噴射手段と、燃料タンク４１内の燃料Ｆを燃焼室ＣＣ内に直接噴射する燃料筒内直接噴射手段と、を備えている。従って、本実施例の燃料噴射比率設定手段は、その燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定するものとなる。
【００３４】
その燃料ポート噴射手段は、燃料Ｆを燃料タンク４１から吸い上げて第１燃料通路５１に送出するフィードポンプ５２と、その第１燃料通路５１の燃料Ｆを夫々の気筒に分配する第１燃料デリバリパイプ５３と、この第１燃料デリバリパイプ５３から供給された燃料Ｆを夫々の吸気ポート１１ｂに噴射する各気筒の燃料噴射弁（燃料噴射手段）５４と、を備える。この燃料ポート噴射手段は、目標燃料噴射量設定手段の設定した目標燃料噴射量と運転条件に応じた燃料噴射時期等の燃料噴射条件に従って燃料Ｆを噴射させるものであり、その燃料噴射条件に基づいて燃料噴射制御手段にフィードポンプ５２及び燃料噴射弁５４を駆動制御させるよう構成する。従って、この燃料ポート噴射手段においては、フィードポンプ５２によって燃料Ｆが燃料タンク４１から吸い上げられ、その燃料Ｆが燃料噴射条件で燃料噴射弁５４から噴射される。
【００３５】
また、燃料筒内直接噴射手段については、上述した第１燃料通路５１及びフィードポンプ５２と、その第１燃料通路５１から分岐した第２燃料通路５５と、この第２燃料通路５５の燃料Ｆを加圧して第３燃料通路５６に圧送する高圧燃料ポンプ５７と、その第３燃料通路５６の燃料Ｆを夫々の気筒に分配する第２燃料デリバリパイプ５８と、この第２燃料デリバリパイプ５８から供給された燃料Ｆを夫々の吸気ポート１１ｂに噴射する各気筒の燃料噴射弁（燃料噴射手段）５９と、を備える。この燃料筒内直接噴射手段は、目標燃料噴射量設定手段の設定した目標燃料噴射量と運転条件に応じた燃料噴射時期等の燃料噴射条件に従って燃料Ｆを噴射させるものであり、その燃料噴射条件に基づいて燃料噴射制御手段にフィードポンプ５２，高圧燃料ポンプ５７及び燃料噴射弁５９を駆動制御させるよう構成する。従って、この燃料筒内直接噴射手段においては、フィードポンプ５２によって燃料Ｆが燃料タンク４１から吸い上げられた後、高圧燃料ポンプ５７によって加圧され、その加圧後の燃料Ｆが燃料噴射条件で燃料噴射弁５９から噴射される。
【００３６】
吸気ポート１１ｂに供給された燃料Ｆは、その吸気ポート１１ｂ内で上述した空気と混ざり合いながら、吸気バルブ３１の開弁と共に燃焼室ＣＣ内へと供給される。また、燃焼室ＣＣ内に噴射された燃料Ｆは、燃焼室ＣＣ内において吸入空気やポート噴射に伴う混合気と混ざり合う。そして、その燃焼室ＣＣ内の混合気は、運転条件に応じた点火時期となった際に点火プラグ６１の着火動作によって燃焼させられる。その燃焼された後の筒内ガス（燃焼ガス）は、燃焼室ＣＣから図１に示す排気ポート１１ｃへと排出され、排気通路８１を介して大気へと放出される。
【００３７】
その排気ポート１１ｃには、燃焼室ＣＣとの間の開口を開閉させる排気バルブ７１が配設されている。その開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に上述した排気バルブ７１が配備される。従って、この内燃機関においては、その排気バルブ７１を開弁させることによって燃焼室ＣＣ内から排気ポート１１ｃに燃焼ガスが排出され、その排気バルブ７１を閉弁させることによって燃焼ガスの排気ポート１１ｃへの排出が遮断される。
【００３８】
ここで、その排気バルブ７１としては、上述した吸気バルブ３１と同様に、動力伝達機構を介在させたもの、所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備したものや所謂電磁駆動弁を適用することができる。
【００３９】
更に、排気通路８１上には排気浄化装置８２が配設されており、その排気浄化装置８２において排気ガス中の有害物質の浄化が行われる。
【００４０】
ところで、本実施例の内燃機関は、上述したように、燃料性状の異なる種々の燃料Ｆでの運転を可能にする。これが為、運転者は、現時点の燃料タンク４１にアルコール混合燃料が貯留されているからといって、必ずしも現状と同じ燃料混合比率のアルコール混合燃料が給油されるとは限らず、純度１００％のアルコール燃料やガソリン燃料を給油する可能性もある。また、そもそも、給油施設で提供されるアルコール混合燃料は、必ずしも常に同じ燃料混合比率のものが手に入るとは限らない。更に、給油施設で提供されるガソリン燃料は、国や地域によって、主たる成分はガソリン燃料であるが、そのガソリン燃料にアルコール燃料が混ぜられたアルコール混合燃料として提供されることもある。
【００４１】
つまり、実際の燃料タンク４１内には、特に給油後において、常に同じアルコール濃度の燃料Ｆが貯留されているとは限らない。従って、その燃料Ｆは、ガソリン燃料が主成分となった揮発性の高い高揮発性燃料になっている場合もあれば、アルコール燃料が主成分となった揮発性の低い低揮発性燃料になっている場合もある。そして、その燃料Ｆが低揮発性燃料になった場合、前述したように、機関温度が低温のときや内燃機関の運転状態が過渡運転状態（吸入空気量増加中）のときに吸気ポート１１ｂへと噴射された燃料Ｆは、その揮発度合いが低くなる（即ち、アルコール濃度が高くなる）ほど、その一部が吸気ポート１１ｂの内壁面に付着し易くなり、内燃機関の出力に係る応答性の低下やエミッション性能の悪化を招いてしまう可能性がある。
【００４２】
そこで、本実施例の燃料噴射制御装置は、燃料ポート噴射手段の燃料噴射弁５４から噴射された燃料Ｆの吸気ポート１１ｂの内壁面への付着量を軽減させ、これにより内燃機関の応答性やエミッション性能を向上させるべく前述した電子制御装置１の燃料噴射比率設定手段を構成する。
【００４３】
具体的に、その燃料噴射比率設定手段は、内燃機関の機関温度が低温のときに、燃料タンク４１内の燃料Ｆのアルコール濃度が高いほど燃料筒内直接噴射手段の燃料噴射割合（以下、「直噴側燃料噴射割合」という。）を機関温度が高温のときよりも高くするように構成する。例えば、この燃料噴射比率設定手段には、図２に示す直噴側燃料噴射割合マップデータを用いて直噴側燃料噴射割合を求めさせ、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定させる。その図２の直噴側燃料噴射割合マップデータは、機関温度に応じた直噴側燃料噴射割合を燃料Ｆのアルコール燃料混合割合（つまり、アルコール濃度）毎に示したものであり、例えば機関回転数や機関負荷等の運転条件に対応させたものが複数用意されている。尚、ここでは、図示の便宜上、機関温度が或る高温のときと或る低温のときの２条件のみを示している。
【００４４】
また、この燃料噴射比率設定手段は、内燃機関の運転状態が過渡運転状態のときに、その燃料Ｆのアルコール濃度が高いほど直噴側燃料噴射割合を内燃機関の運転状態が定常運転状態のときよりも高くするように構成する。例えば、この燃料噴射比率設定手段には、図３に示す直噴側燃料噴射割合マップデータを用いて直噴側燃料噴射割合を求めさせ、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定させる。その図３の直噴側燃料噴射割合マップデータは、内燃機関の運転状態に応じた直噴側燃料噴射割合を燃料Ｆのアルコール燃料混合割合（アルコール濃度）毎に示したものであり、例えば運転条件に対応させたものが複数用意されている。尚、ここでは、図示の便宜上、内燃機関の運転状態が或る定常運転状態のときと或る過渡運転状態のときの２条件のみを示している。
【００４５】
以下、本実施例の燃料噴射制御装置（電子制御装置１）の演算処理動作について図４及び図５のフローチャートに基づき説明する。
【００４６】
先ず、電子制御装置１の燃料噴射比率設定手段は、図４のフローチャートに示す如く、燃料Ｆのアルコール濃度の判定を行う（ステップＳＴ５）。そのアルコール濃度は、例えば、排気通路８１上の排気センサ８３の検出値（Ｏ２センサによる排気ガス中の酸素濃度やＡ／Ｆセンサによる排気ガスの空燃比）に基づき推定されたものでもよく、燃料タンク４１又は燃料供給装置５０の何れかの部品（ここでは燃料タンク４１）に配設したアルコール濃度センサ４２で検出してもよい。また、燃料Ｆのアルコール濃度は、給油情報等から取得してもよい。
【００４７】
この燃料噴射比率設定手段は、その燃料Ｆのアルコール濃度や運転条件に基づいて図２の直噴側燃料噴射割合マップデータを参照し、機関温度高温時（換言するならば、通常制御時）の直噴側燃料噴射割合の情報を読み込んで、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定する（ステップＳＴ１０）。
【００４８】
続いて、この燃料噴射比率設定手段は、内燃機関の機関温度（例えば、図１に示す水温センサ１７で検出された内燃機関の冷却水の温度）を検出し、この機関温度が低温であるのか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。
【００４９】
ここでは、例えば、上記ステップＳＴ１０で設定した燃料噴射比率のままで燃料ポート噴射手段（燃料噴射弁５４）から燃料Ｆを噴射させた場合に、その燃料Ｆの吸気ポート１１ｂの内壁面への付着量が内燃機関の運転に支障を来さない程度にまで少なくなっているときの機関温度を閾値として設定する。従って、このステップＳＴ１５は、例えば、その閾値と機関温度を比較して、機関温度が閾値よりも低ければ機関温度が低温であると判定させ、機関温度が閾値以上の高温であれば機関温度が高温であると判定させる。
【００５０】
このステップＳＴ１５で機関温度が低温であると判定された場合、燃料噴射比率設定手段は、その機関温度と上記ステップＳＴ１０と同じ燃料Ｆのアルコール濃度や運転条件とに基づいて再び図２の直噴側燃料噴射割合マップデータを参照し、その機関温度等に応じた機関温度低温時の直噴側燃料噴射割合の情報を読み込んで、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を再設定する（ステップＳＴ２０）。つまり、このステップＳＴ２０においては、直噴側燃料噴射割合が上記ステップＳＴ１０の機関温度高温時のものよりも高く設定される。
【００５１】
その後、電子制御装置１は、設定された燃料噴射比率に基づいて燃料Ｆの噴射を実行させる（ステップＳＴ２５）。具体的に、燃料噴射比率設定手段は、再設定された燃料噴射比率の設定値を電子制御装置１の目標燃料噴射量設定手段に渡し、その目標燃料噴射量設定手段に燃料ポート噴射手段からの燃料Ｆの目標燃料噴射量と燃料筒内直接噴射手段からの燃料Ｆの目標燃料噴射量を設定させる。そして、その目標燃料噴射量設定手段から夫々の目標燃料噴射量の設定値を受け取った燃料噴射制御手段は、燃料ポート噴射手段と燃料筒内直接噴射手段を制御して、その夫々の目標燃料噴射量で各々から燃料Ｆを噴射させる。ここで、上記ステップＳＴ１５で機関温度が高温と判定された場合、燃料噴射比率設定手段は、上記ステップＳＴ１０で設定された機関温度高温時の燃料噴射比率の設定値を目標燃料噴射量設定手段に渡す。
【００５２】
これにより、機関温度が高温のときには、吸気ポート１１ｂの内壁面に対する燃料Ｆの付着を抑えた通常通りの燃料噴射制御が行われる。
【００５３】
一方、機関温度が低温のときには、燃料Ｆのアルコール濃度が高いほど燃料ポート噴射手段からの燃料Ｆの噴射量を減少させているので、吸気ポート１１ｂに噴射された燃料Ｆの内壁面への付着量を軽減させることができる。また、その際には、その減少分を燃料筒内直接噴射手段からの噴射量で補っている。これが為、その際の内燃機関においては、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比が目標空燃比に合わせられるので、出力トルクの低下を抑えることができ、応答性の悪化を防ぐことができる。更に、その際には、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比が目標空燃比になっているので、空燃比のずれに起因する燃焼ガス中の窒素酸化物や炭化水素等の生成量の増加を抑えることができ、エミッション性能の悪化を防ぐことができる。
【００５４】
このように、図４のフローチャートにおいては、機関温度に応じた燃料噴射比率の設定動作を例示した。次に、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射比率の設定動作について図５のフローチャートを用いて例示する。尚、この場合の燃料噴射比率設定手段は、その図５のフローチャートに示す如く、上述した図４の例示と略同じ演算処理動作を行う。これが為、以下においては、その相違点を中心に説明を行う。
【００５５】
この場合の燃料噴射比率設定手段は、ステップＳＴ５で燃料Ｆのアルコール濃度の判定を行った後にステップＳＴ１０に進み、その燃料Ｆのアルコール濃度や運転条件に基づいて図３の直噴側燃料噴射割合マップデータを参照し、内燃機関が定常運転状態のとき（換言するならば、通常制御時）の直噴側燃料噴射割合の情報を読み込んで、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定する。
【００５６】
続いて、この燃料噴射比率設定手段は、内燃機関の運転状態が過渡運転状態であるのか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。
【００５７】
このステップＳＴ１６においては、例えば、吸入空気量検出手段２３の検出値に基づき吸入空気変化量を求め、この吸入空気変化量が所定値よりも大きければ過渡運転状態であると判定させ、吸入空気変化量が所定値以下であれば定常運転状態であると判定させればよい。その所定値としては、例えば、上記ステップＳＴ１０で設定した燃料噴射比率のままで燃料ポート噴射手段（燃料噴射弁５４）から燃料Ｆを噴射させた場合に、その燃料Ｆの吸気ポート１１ｂの内壁面への付着量が内燃機関の運転に支障を来さない程度にまで少なくなっているときの吸入空気変化量を設定すればよい。また、これとは別に、このステップＳＴ１６においては、例えば、運転者のアクセルペダル操作（アクセル開度）を検出する図１に示すアクセル開度センサ９１の検出値に基づきアクセル開度変化量を求め、このアクセル開度変化量が所定値よりも大きければ過渡運転状態であると判定させ、アクセル開度変化量が所定値以下であれば定常運転状態であると判定させればよい。その所定値としては、例えば、上記ステップＳＴ１０で設定した燃料噴射比率のままで燃料ポート噴射手段（燃料噴射弁５４）から燃料Ｆを噴射させた場合に、その燃料Ｆの吸気ポート１１ｂの内壁面への付着量が内燃機関の運転に支障を来さない程度にまで少なくなっているときのアクセル開度変化量を設定すればよい。
【００５８】
このステップＳＴ１６で内燃機関の運転状態が過渡運転状態であると判定された場合、燃料噴射比率設定手段は、上記ステップＳＴ１０と同じ燃料Ｆのアルコール濃度や運転条件とに基づいて再び図３の直噴側燃料噴射割合マップデータを参照し、そのアルコール濃度等に応じた過渡運転状態のときの直噴側燃料噴射割合の情報を読み込んで、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を再設定する（ステップＳＴ２１）。つまり、このステップＳＴ２１においては、直噴側燃料噴射割合が上記ステップＳＴ１０の定常運転状態のときのものよりも高く設定される。
【００５９】
ここで、このステップＳＴ１６においては、機関温度も考慮に入れて燃料噴射比率の再設定を行うことが好ましい。これは、過渡運転状態であっても、機関温度が低温になるにつれて吸気ポート１１ｂの内壁面への燃料Ｆの付着量が多くなるからである。これが為、図３の直噴側燃料噴射割合マップデータについては、機関温度も加味したものへと置き換えることが好ましい。例えば、そのようにした直噴側燃料噴射割合マップデータにおいては、機関温度が低温になるほど過渡運転状態における直噴側燃料噴射割合の傾斜角を大きくしていけばよい。つまり、かかる直噴側燃料噴射割合マップデータにおいては、機関温度が低温になればなるほど、同一アルコール濃度上における過渡運転状態の直噴側燃料噴射割合が定常運転状態の直噴側燃料噴射割合よりも高くなっていくようになる。
【００６０】
その後、電子制御装置１は、ステップＳＴ２５に進んで、設定された燃料噴射比率に基づき燃料Ｆの噴射を実行させる。
【００６１】
これにより、内燃機関の運転状態が定常運転状態のときには、吸気ポート１１ｂの内壁面に対する燃料Ｆの付着を抑えた通常通りの燃料噴射制御が行われる。
【００６２】
一方、内燃機関が過渡運転状態のときには、燃料Ｆのアルコール濃度が高いほど燃料ポート噴射手段からの燃料Ｆの噴射量を減少させているので、吸気ポート１１ｂに噴射された燃料Ｆの内壁面への付着量を軽減させることができる。その際には、上記の如く機関温度も考慮しているならば、その機関温度が低いほど燃料ポート噴射手段からの燃料Ｆの噴射量の減少幅が大きくなる。また、その際には、その減少分を燃料筒内直接噴射手段からの噴射量で補っている。これが為、その際の内燃機関においては、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比が目標空燃比に合わせられるので、出力トルクの低下を抑えることができ、応答性の悪化を防ぐことができる。更に、その際には、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比が目標空燃比になっているので、空燃比のずれに起因する燃焼ガス中の窒素酸化物や炭化水素等の生成量の増加を抑えることができ、エミッション性能の悪化を防ぐことができる。
【００６３】
以上示した如く、本実施例の燃料噴射制御装置は、機関温度が低温のときに、また、内燃機関の運転状態が過渡運転状態のときに、燃料Ｆのアルコール濃度が高ければ、燃料筒内直接噴射手段からの噴射量を増やす一方で、燃料ポート噴射手段からの噴射量を減少させている。これが為、その燃料ポート噴射手段から噴射された燃料Ｆの吸気ポート１１ｂへの付着を抑えることが可能なので、本実施例の燃料噴射制御装置は、上述したが如く内燃機関の応答性やエミッション性能の悪化を防ぐことができるようになる。
【００６４】
ところで、上記の例示においては、内燃機関の運転状態を吸入空気変化量やアクセル開度変化量に基づいて判別させている。即ち、その際の吸入空気変化量やアクセル開度変化量は、内燃機関の運転状態が過渡運転状態なのか、それとも定常運転状態なのかを判別する為だけに利用している。
【００６５】
しかしながら、過渡運転状態と判定されたときであっても、その際の吸入空気変化量やアクセル開度変化量の大きさ如何では、燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量を上述した図５の例示における設定値よりも更に減らすことが望ましい。つまり、燃焼室ＣＣ内に供給すべき総燃料噴射量（燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量と燃料筒内直接噴射手段からの燃料噴射量との合計）は吸入空気変化量やアクセル開度変化量が増量側に大きくなっていくにつれて（換言するならば、過渡運転状態の過渡度合いが高くなるにつれて）増加していくので、これに伴い燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量も増えていってしまう。これが為、その燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量は、その燃料Ｆの吸気ポート１１ｂへの付着量を減少させるべく、吸入空気変化量やアクセル開度変化量が大きいほど減らすことが好ましい。尚、アクセル開度変化量が増量側に大きくなればなるほど吸入空気変化量も増量側に大きくなっていく。
【００６６】
また、定常運転状態と判定されたときであっても、その際の燃料Ｆのアルコール濃度や機関温度如何では、燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量を減らさなければならない可能性もある。つまり、内燃機関が定常運転状態のときでも、例えば燃料Ｆのアルコール濃度が純度１００％のアルコール燃料のように高い場合や機関温度が低い場合、特に燃料Ｆのアルコール濃度が非常に高く且つ機関温度が非常に低い場合には、燃料ポート噴射手段から噴射された燃料Ｆが吸気ポート１１ｂの内壁面に付着し易くなるので、その燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量を減らすことが好ましい。
【００６７】
図６には、これらの点を踏まえた直噴側燃料噴射割合マップデータについて示している。この図６の直噴側燃料噴射割合マップデータは、燃料Ｆのアルコール濃度に応じた直噴側燃料噴射割合をアクセル開度変化量（吸入空気変化量）毎に示したものであり、例えば運転条件に対応させたものが複数用意されている。尚、ここでは、図示の便宜上、燃料Ｆのアルコール濃度が或る高濃度のときと或る低濃度のときの２条件のみを示している。また、便宜上図示はしていないが、この図６の直噴側燃料噴射割合マップデータにおいては、機関温度が低温になるほど直噴側燃料噴射割合の傾斜角を大きくする、又はその傾斜の開始点をアクセル開度変化量（吸入空気変化量）の小さい側へとずらす、又はその傾斜角を大きくしつつその傾斜の開始点をアクセル開度変化量（吸入空気変化量）の小さい側へとずらす。
【００６８】
この場合の燃料噴射制御装置（電子制御装置１）の演算処理動作について図７のフローチャートに基づき説明する。
【００６９】
先ず、この場合の燃料噴射比率設定手段は、ステップＳＴ５で燃料Ｆのアルコール濃度の判定を行った後に、アクセル開度センサ９１の検出値に基づきアクセル開度変化量（又は吸入空気量検出手段２３の検出値に基づき吸入空気変化量）を求め（ステップＳＴ１１）、更に機関温度（冷却水温等）の検出を行う（ステップＳＴ１２）。
【００７０】
その後、この燃料噴射比率設定手段は、その燃料Ｆのアルコール濃度，アクセル開度変化量（吸入空気変化量），機関温度及び運転条件に基づいて図６の直噴側燃料噴射割合マップデータを参照し、これらのパラメータに合致する直噴側燃料噴射割合の情報を読み込んで設定する（ステップＳＴ２２）。
【００７１】
この燃料噴射比率設定手段は、その直噴側燃料噴射割合に基づいて、燃料ポート噴射手段から噴射させる燃料Ｆと燃料筒内直接噴射手段から噴射させる燃料Ｆの燃料噴射比率を設定する。その後、電子制御装置１は、ステップＳＴ２５に進んで、設定された燃料噴射比率に基づき燃料Ｆの噴射を実行させる。
【００７２】
つまり、燃料噴射比率設定手段は、燃料Ｆのアルコール濃度が高ければ高いほど、アクセル開度変化量（吸入空気変化量）が大きければ大きいほど、そして、機関温度が低ければ低いほど、高い直噴側燃料噴射割合を設定すると共に低い燃料ポート噴射手段の燃料噴射割合（以下、「ポート側燃料噴射割合」という。）を設定する。これにより、燃料ポート噴射手段からの燃料噴射量は、燃料Ｆのアルコール濃度が高くなるにつれて、アクセル開度変化量（吸入空気変化量）が大きくなるにつれて、そして、機関温度が低くなるにつれて減量させられるようになる。従って、その際の内燃機関においては、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比がより正確な目標空燃比へと合わせられるので、出力トルクの低下を適切に抑えることができ、応答性の悪化を的確に防ぐことができる。更に、その際には、燃焼室ＣＣ内の混合気の空燃比が正確に目標空燃比になっているので、空燃比のずれに起因する燃焼ガス中の窒素酸化物や炭化水素等の生成量の増加を適切に抑えることができ、エミッション性能の悪化を的確に防ぐことができる。
【００７３】
以上示した如く、本実施例の燃料噴射制御装置は、機関温度が低温のときに、また、内燃機関の運転状態が過渡運転状態のときに、燃料Ｆのアルコール濃度が高ければ、燃料筒内直接噴射手段からの噴射量を増やす一方で、燃料ポート噴射手段からの噴射量を減少させている。これが為、その燃料ポート噴射手段から噴射された燃料Ｆの吸気ポート１１ｂへの付着を抑えることが可能なので、本実施例の燃料噴射制御装置は、上述したが如く内燃機関の応答性やエミッション性能の悪化を防ぐことができるようになる。
【００７４】
尚、上述した本実施例においては直噴側燃料噴射割合を求めるものとして例示したが、ポート側燃料噴射割合を求めるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明に係る燃料噴射制御装置は、吸気ポートに噴射された燃料の吸気ポート内壁面への付着量の軽減を図る技術に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る燃料噴射制御装置の適用対象となる内燃機関の一例について示す図である。
【図２】直噴側燃料噴射割合マップデータの一例を示す図である。
【図３】直噴側燃料噴射割合マップデータの他の例を示す図である。
【図４】本発明に係る燃料噴射制御装置における図２の直噴側燃料噴射割合マップデータを利用した演算処理動作の一例について説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る燃料噴射制御装置における図３の直噴側燃料噴射割合マップデータを利用した演算処理動作の一例について説明するフローチャートである。
【図６】直噴側燃料噴射割合マップデータの他の例を示す図である。
【図７】本発明に係る燃料噴射制御装置における図６の直噴側燃料噴射割合マップデータを利用した演算処理動作の一例について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１  電子制御装置（燃料噴射制御装置）
１７  水温センサ
２３  吸入空気量検出手段
４１  燃料タンク
４２  アルコール濃度センサ
５０  燃料供給装置
５４，５９  燃料噴射弁
８３  排気センサ
９１  アクセル開度センサ
ＣＣ  燃焼室
Ｆ  燃料
【図１】
2009121364.tif 000003
【図２】
2009121364.tif 000004
【図３】
2009121364.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009121364.tif 000007
【図６】
2009121364.tif 000008
【図７】
2009121364.tif 000009