(57)【要約】【課題】可変圧縮比内燃機関における触媒過熱防止のための燃料の増量を適切に制御することにより、触媒の過熱を防止し且つ触媒温度の過度の低下を回避することが可能な燃料供給装置を提供すること。【解決手段】この燃料供給装置は機械圧縮比を変更する圧縮比変更機構を備えるとともに排気通路に触媒３３を備えた機関１０に適用される。この燃料供給装置は、負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥが所定の触媒過熱防止運転条件を満足するとき、触媒過熱防止増量値KOTPに応じて燃料供給量を増加し、触媒の過熱を防止する。設定されている機械圧縮比が高い場合には圧縮比が低い場合より燃焼効率が高いので排気温度が低下する。その結果、触媒の温度も低くなる。そこで、この燃料供給装置は、触媒過熱防止増量値KOTPを機械圧縮比が高いほど小さくする。【選択図】図２
2009185669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に触媒を備えるとともに、ピストンが上死点位置にあるときの燃焼室容積に対する同ピストンが下死点位置にあるときの燃焼室容積の比である機械圧縮比を変更する圧縮比変更機構を備えた可変圧縮比内燃機関に適用され、
前記機関の機械圧縮比を取得する機械圧縮比取得手段と、
前記機関の負荷が大きいほど大きくなる負荷関連値を取得する負荷関連値取得手段と、
前記取得された負荷関連値と前記取得された機械圧縮比とに基づいて前記触媒の温度を低下させるための触媒過熱防止増量値を決定するとともに同決定した触媒過熱防止増量値に基づいて前記機関に供給される燃料の量を増大する増量実行手段と、
を備えた可変圧縮比内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記増量実行手段は、前記取得された機械圧縮比が高いほど前記触媒過熱防止増量値を小さく設定するように構成された燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記増量実行手段は、前記取得された負荷関連値が大きいほど高くなるように且つ前記取得された機械圧縮比が高いほど低くなるように排ガス温度を推定するとともに、同推定した排ガス温度に基づいて前記触媒の温度を推定し、同推定した触媒の温度が所定閾値温度以上であるときに前記触媒過熱防止増量値を前記機関に供給される燃料の量を増大させる値に設定するように構成された燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記増量実行手段は、前記取得された負荷関連値により示される負荷が所定の閾値負荷以上であるときに前記触媒過熱防止増量値を前記機関に供給される燃料の量を増大させる値に設定し、且つ、前記取得された機械圧縮比が高くなるほど同閾値負荷を大きくするように構成された燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に触媒を備えるとともに機械圧縮比を変更することができる可変圧縮比内燃機関に適用される燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気通路に配設された排気浄化触媒（以下、「触媒」とも称呼する。）の温度（触媒床温）が高くなる運転状態において、機関に供給される燃料量（以下、「燃料供給量」とも称呼する。）を触媒過熱防止増量値に応じて増大する燃料供給装置が知られている。この触媒過熱防止増量値によって燃料供給量を増大することにより、触媒内の状態を酸素が不足した状態とすることができる。従って、触媒内における酸化反応に伴う発熱の量が低下するので、触媒の過熱を防止することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
一方、例えば、クランクケースに対してシリンダブロックをシリンダの軸線方向に移動させたり、クランクケースに対するシリンダブロックの傾斜角を変更させたりすること等により、機械圧縮比（単に、「圧縮比」とも称呼する。）を変更することができる可変圧縮比内燃機関が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２３９５３１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６７７１号公報
【発明の開示】
【０００４】
ところで、圧縮比が変更されると排ガス温度も変化する。例えば、圧縮比が低い場合には圧縮比が高い場合に比べ燃焼効率が低下する。従って、エネルギーの大きい排ガスが燃焼室から排気通路へと排出される。即ち、排ガスの温度が高くなる。このため、圧縮比が低い場合、圧縮比が高い場合に比較して触媒の温度は上昇する。
【０００５】
しかしながら、従来の触媒過熱防止増量値は圧縮比が一定であるとの前提下にて適合されているので、可変圧縮比機関において圧縮比が変更された場合、触媒の過熱を回避できないか或いは触媒の温度を過度に低下させてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。本発明の目的の一つは、可変圧縮比内燃機関における触媒過熱防止増量値を機械圧縮比に応じて変更することにより、触媒の温度が過度に高くなること及び無駄な増量により触媒温度を過度に低下させてしまうことを回避することが可能な可変圧縮比内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【０００７】
この目的を達成するための本発明による燃料供給装置は、
排気通路に触媒を備えるとともに、「ピストンが上死点位置にあるときの燃焼室容積」に対する「同ピストンが下死点位置にあるときの燃焼室容積」の比である「機械圧縮比」を（運転状態に応じて）変更する圧縮比変更機構を備えた可変圧縮比内燃機関に適用される。
【０００８】
この燃料供給装置は、
前記機関の機械圧縮比を取得する機械圧縮比取得手段と、
前記機関の負荷が大きいほど大きくなる負荷関連値を取得する負荷関連値取得手段と、
前記取得された負荷関連値と前記取得された機械圧縮比とに基づいて前記触媒の温度を低下させるための触媒過熱防止増量値を決定するとともに同決定した触媒過熱防止増量値に基づいて前記機関に供給される燃料の量を増加する増量実行手段と、
を備える。
【０００９】
例えば、ある機関負荷にて機関が運転されている場合であっても、圧縮比が高い場合には圧縮比が低い場合よりも排ガス温度が低下するので、触媒の温度も低くなる。従って、上記構成のように、取得された負荷関連値と取得された機械圧縮比とに基づいて「触媒の温度を低下させるための触媒過熱防止増量値」を決定すれば、圧縮比に関わらず触媒の過熱を防止するとともに触媒の温度が過度に低下することを回避することができる。
【００１０】
本発明の一態様において、前記増量実行手段は、前記取得された機械圧縮比が高いほど前記触媒過熱防止増量値を小さく設定するように構成されることが好適である。
【００１１】
これによれば、機械圧縮比が高いとき（即ち、機械圧縮比が低い場合に比べて触媒の温度が低くなる傾向にあるとき）、触媒過熱防止増量値が過大となることを回避できる。従って、触媒の温度が過度に低下することを回避することができる。更に、圧縮比が低いときに触媒過熱防止増量値が過小となることを回避できるので、触媒の温度が過大になること（触媒が過熱すること）を回避することができる。
【００１２】
本発明の他の態様において、
前記増量実行手段は、前記取得された負荷関連値が大きいほど高くなるように且つ前記取得された機械圧縮比が高いほど低くなるように排ガス温度を推定するとともに、同推定した排ガス温度に基づいて前記触媒の温度を推定し、同推定した触媒の温度が所定閾値温度以上であるときに前記触媒過熱防止増量値を前記機関に供給される燃料の量を増大させる値に設定するように構成されることが好適である。
【００１３】
これによれば、圧縮比が種々の値をとった場合であっても、触媒の温度を精度良く推定することができる。そして、その推定された触媒の温度が所定閾値温度以上であるときに、触媒過熱防止のための触媒過熱防止増量値による燃料増量が実施される。この結果、触媒の過熱及び触媒温度の過度の低下を回避することができる。
【００１４】
本発明の別の態様において、
前記増量実行手段は、前記取得された負荷関連値により示される負荷が所定の閾値負荷以上であるときに前記触媒過熱防止増量値を前記機関に供給される燃料の量を増大させる値に設定し、且つ、前記取得された機械圧縮比が高くなるほど同閾値負荷を大きくするように構成されることが好適である。
【００１５】
これによれば、例えば、機関がある負荷にて運転されている場合において、機械圧縮比が低いことにより触媒の温度が上昇する可能性がある場合には触媒過熱防止増量値に基づく燃料増量（触媒過熱防止増量）が行われ、圧縮比が高いことにより触媒の温度が上昇する可能性がない場合には触媒過熱防止増量が行われないようにすることができる。この結果、触媒の過熱及び触媒温度の過度の低下を回避することができる。
【００１６】
（好ましい態様）
ところで、近年、エタノール等のアルコールを多く含有する燃料（以下、「アルコール含有燃料」とも称呼する。）が使用される場合がある。燃焼温度は、アルコール含有燃料中のアルコール濃度が高くなるほど低下する。従って、燃料中のアルコール濃度が高くなるほど排ガス温度も低下する。その結果、特に、燃料中のアルコール濃度が高く且つ圧縮比が高い場合、触媒過熱防止のための触媒過熱防止増量値に基づく燃料の増量分が過大となる恐れがある。
【００１７】
そこで、本発明による燃料供給装置の他の態様は、
燃料に含まれるアルコールの濃度が所定閾値濃度以上であるか否かを判定する濃度判定手段を備えるとともに、
前記増量実行手段は、前記アルコールの濃度が前記所定閾値濃度以上であると判定されている場合にのみ、前記触媒過熱防止増量値を前記取得された機械圧縮比に基づいて変更するように構成されることが好適である。
【００１８】
これによれば、特に、燃料にアルコールが多量に含まれていて排ガス温度が低下する傾向にある場合において、触媒過熱防止増量によって触媒の温度が過度に低下してしまうことを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による可変圧縮比内燃機関の燃料供給装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置（以下、「第１燃料供給装置」とも称呼する。）が適用される可変圧縮比内燃機関１０の概略断面図である。この機関１０は、多気筒（直列４気筒）・ピストン往復動型・火花点火式・ガソリン内燃機関である。この機関１０は、通常のガソリン燃料及びエタノール等のアルコールを含むガソリン燃料（アルコール含有燃料）により運転され得る。
【００２１】
機関１０は、クランクケース１１、オイルパン１２、シリンダブロック１３及びシリンダヘッド部１４を含んでいる。なお、図１は特定の気筒の断面を示している。他の気筒も同様な構成を備えている。
【００２２】
クランクケース１１は、クランクシャフト１１ａを回転可能に支持している。オイルパン１２は、クランクケース１１の下方（下部）においてクランクケース１１に固定されている。オイルパン１２は、クランクケース１１とともに、クランクシャフト１１ａ及び潤滑油等を収容する空間を形成している。
【００２３】
シリンダブロック１３は、クランクケース１１の上方に配置されている。シリンダブロック１３は、クランクケース１１の上部に固定された側壁１１ｂの内側面に沿って摺動できるようになっている。
【００２４】
シリンダブロック１３は、中空円筒状のシリンダ（シリンダボア）１３ａを複数個（４気筒分）備えている。ピストン１３ｂは略円筒形であり、シリンダ１３ａに収容されている。ピストン１３ｂは、コネクティングロッド１３ｃによってクランクシャフト１１ａに連結されている。シリンダブロック１３は、後述するように、クランクケース１１に対してシリンダ１３ａの軸線ＣＣ方向（以下、「上下方向」とも称呼する。）に移動することにより、機関１０の機械圧縮比を変更するようになっている。なお、機械圧縮比（単に、「圧縮比」とも言う。）は、「ピストン１３ｂが上死点位置にあるときの燃焼室容積に対するピストン１３ｂが下死点位置にあるときの燃焼室容積の比」として定義される。
【００２５】
シリンダヘッド部１４は、シリンダブロック１３の上方に配置され、シリンダブロック１３に固定されている。シリンダヘッド部１４には、燃焼室の上面を形成するシリンダヘッド下面１４ａ、燃焼室に連通する吸気ポート１４ｂ、及び、燃焼室に連通する排気ポート１４ｃが形成されている。
【００２６】
更に、シリンダヘッド部１４は、吸気ポート１４ｂを開閉する吸気弁１４ｄ、吸気弁１４ｄを駆動するインンテークカムを備えるインテークカムシャフト１４ｅ、排気ポート１４ｃを開閉する排気弁１４ｆ、排気弁１４ｆを駆動するエグゾーストカムを備えるエグゾーストカムシャフト１４ｇ、点火プラグ１４ｈ及びイグニッションコイルを含むイグナイタ１４ｉ等を収容している。イグナイタ１４ｉは、後述する電気制御装置からの点火指示信号に応答して燃焼室内に露呈した点火プラグ１４ｈの火花発生部に点火用の火花を発生させるようになっている。シリンダヘッド部１４の上部には、ヘッドカバー１４ｊが固定されている。
【００２７】
機関１０は、圧縮比を変更するための圧縮比変更機構１５を備えている。この圧縮比変更機構１５は、例えば、特開２００３−２０６７７１号公報、特開２００７−３０３４２３号公報、特開２００７−３２１５８９号公報及び特開２００４−２１８５２２号公報等に開示された機構と同様である。圧縮比変更機構１５は、図１において、その機能を示すブロックにより示されている。
【００２８】
圧縮比変更機構１５は、シリンダブロック１３とクランクケース１１との間に介装されている。圧縮比変更機構１５は後述する電気制御装置から圧縮比変更機構のアクチュエータ（例えば、電動モータ）１５ａへの駆動信号に応答してシリンダ１３ａの軸線ＣＣ方向（上下方向）に伸縮する。この伸縮により、シリンダブロック１３とクランクケース１１との距離が変更され、機関１０の機械圧縮比が変更される。
【００２９】
更に、機関１０は燃料噴射弁（インジェクタ）１６を備えている。燃料噴射弁１６は、吸気ポート１４ｂに連通するようにシリンダヘッド部１４に接続されたインテークマニホールド２１に固定されている。燃料噴射弁１６は燃料噴射指示信号に応答して、その噴射指示信号に含まれる指示噴射量の燃料を吸気ポート１４ｂ内に噴射するようになっている。
【００３０】
更に、機関１０は、図２に示したように、燃焼室にガソリン混合気を供給するための吸気系統２０と、燃焼室からの排気ガスを外部に放出するための排気系統３０とを含んでいる。
【００３１】
吸気系統２０は、前述したインテークマニホールド２１、吸気管（吸気ダクト）２２、エアフィルタ２３、スロットル弁２４及びスロットル弁アクチュエータ２４ａを備えている。
【００３２】
インテークマニホールド２１は、複数の枝部２１ａとサージタンク２１ｂとからなっている。各枝部２１ａの一端は各吸気ポート１４ｂに接続され、各枝部２１ａの他端はサージタンク２１ｂに接続されている。吸気管２２はサージタンク２１ｂに接続されている。インテークマニホールド２１及び吸気管２２は吸気通路を構成している。エアフィルタ２３は吸気管２２の端部に設けられている。スロットル弁２４は吸気管２２に回動可能に設けられ、回動することにより吸気管２２が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ（スロットル弁駆動手段）２４ａは、ＤＣモータからなり、指示信号に応答してスロットル弁２４を回転駆動するようになっている。
【００３３】
排気系統３０は、エキゾーストマニホールド３１、エキゾーストパイプ（排気管）３２及び触媒（三元触媒、排気浄化触媒）３３を備えている。
【００３４】
エキゾーストマニホールド３１は、各排気ポート１４ｃに接続された複数の枝部３１ａと、それらの枝部３１ａが集合した集合部３１ｂと、を備えている。エキゾーストパイプ３２は、エキゾーストマニホールド３１の集合部３１ｂに接続されている。エキゾーストマニホールド３１及びエキゾーストパイプ３２は排気経路を構成している。なお、本明細書において、エキゾーストマニホールド３１の集合部３１ｂとエキゾーストパイプ３２とが形成する排ガスを通過させるための経路を、便宜上「排気通路」と称呼する。
【００３５】
触媒３３は、セラミックからなる担持体に「触媒物質である貴金属」及び「セリア（CeO2)」を担持していて、触媒機能と、酸素吸蔵・放出機能（単に「酸素吸蔵機能」又は「Ｏ２ストレージ機能」とも称呼する。）と、を有する三元触媒である。触媒３３はエキゾーストパイプ３２に配設（介装）されている。換言すると、触媒３３は、集合部３１ｂよりも下流の排気通路に配設されている。
【００３６】
更に、第１燃料供給装置は、熱線式エアフローメータ４１、スロットルポジションセンサ４２、機関回転速度センサ４３、ストロークセンサ４４、空燃比センサ４５及びアクセル開度センサ４６を備えている。
【００３７】
エアフローメータ４１は、吸気管２２内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量（機関１０の単位時間あたりの吸入空気量）Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ４２は、スロットル弁２４の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
【００３８】
機関回転速度センサ４３は、インテークカムシャフトが５°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにインテークカムシャフトが３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。機関回転速度センサ４３から出力される信号は後述する電気制御装置５０により機関回転速度ＮＥを表す信号に変換されるようになっている。更に、電気制御装置５０は、機関回転速度センサ４３からの信号に基いて、機関１０のクランク角度（絶対クランク角）を取得するようになっている。
【００３９】
ストロークセンサ４４は、クランクケース１１（例えば、クランクケース１１の上端）とシリンダブロック１３（例えば、シリンダブロック１３の下端）との距離を計測し、その距離ＳＴを表す信号を出力するようになっている。距離ＳＴにより機関１０の機械圧縮比εを取得することができる。
【００４０】
空燃比センサ４５は、エキゾーストマニホールド３１の集合部３１ｂと触媒３３との間の位置においてエキゾーストマニホールド３１及びエキゾーストパイプ３２の何れか（即ち、排気通路）に配設されている。空燃比センサ４５は、空燃比センサ４５が配設された排気通路内の部位を流れる排ガス（被検出ガス）の空燃比に応じた出力値を出力するようになっている。
【００４１】
より具体的に述べると、空燃比センサ４５は限界電流式の酸素濃度センサである。空燃比センサ４５は、図３に示したように、被検出ガスの空燃比Ａ／Ｆ（従って、機関に供給される混合気の空燃比）に応じた電圧である出力値Vabyfsを出力するようになっている。この出力値Vabyfsは、被検出ガスの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比であるときに値Vstoichに一致する。出力値Vabyfsは、被検出ガスの空燃比Ａ／Ｆが大きくなる（リーンとなる）ほど増大する。即ち、空燃比センサ４５は、検出対象のガスの空燃比Ａ／Ｆの変化に対して出力が連続的に変化する広域空燃比センサである。
【００４２】
電気制御装置５０は、図３に示したテーブル（マップ）Mapabyfsを記憶していて、そのテーブルに実際の出力値Vabyfsを適用することによって空燃比を検出する（検出空燃比abyfsを取得する）ようになっている。
【００４３】
再び、図２を参照すると、アクセル開度センサ４６は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡｐの操作量を検出し、アクセルペダルＡｐの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００４４】
電気制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース等からなる周知のマイクロコンピュータである。
【００４５】
電気制御装置５０（電気制御装置５０のインターフェース）は、前記センサ４１〜４６と接続され、ＣＰＵにセンサ４１〜４６からの信号を供給するとともに、ＣＰＵの指示に応じて、イグナイタ１４ｉ、燃料噴射弁１６、スロットル弁アクチュエータ２４ａ及び圧縮比変更機構１５のアクチュエータ１５ａ等に指示信号及び／又は駆動信号を送出するようになっている。
【００４６】
次に、上記のように構成された第１燃料供給装置の作動について説明する。
【００４７】
＜圧縮比制御＞
電気制御装置５０のＣＰＵは、図４にフローチャートにより示した圧縮比制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図４のステップ４００から処理を開始し、以下に述べるステップ４１０及びステップ４２０の処理を順に行い、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００４８】
ステップ４１０：ＣＰＵは機関１０のアクセルペダル操作量Accpと機関回転速度ＮＥと目標圧縮比εｔｇｔとの関係を予め定めた目標圧縮比テーブルに、実際のアクセルペダル操作量Accp及び実際の機関回転速度ＮＥを適用することにより、現時点における目標圧縮比εｔｇｔを決定する。
【００４９】
この目標圧縮比テーブルによれば、目標圧縮比εｔｇｔは、例えばアクセルペダル操作量Accpが小さくなるほど高くなるように設定される。なお、目標圧縮比εｔｇｔは、機関１０の暖機状態（例えば、機関１０の冷却水温度）により補正されてもよい。この場合、目標圧縮比εｔｇｔは、例えば機関冷却水温度が低くなるほど小さくなるように設定され得る。これによれば、機関冷却水温度が低く触媒３３の温度が低いと推定される場合、排ガス温度を上昇せしめ、それにより触媒３３の暖機を促進することができる。
【００５０】
ステップ４２０：ＣＰＵは実際の圧縮比である「実圧縮比ε」がステップ４１０にて決定された目標圧縮比εｔｇｔと一致するように、圧縮比変更機構１５のアクチュエータ１５ａへ駆動信号を送出する。これにより、シリンダブロック１３とクランクケース１１との距離が変更せしめられ、その結果、実圧縮比εが目標圧縮比εｔｇｔと一致せしめられる。
【００５１】
＜燃料噴射制御＞
ＣＰＵは、図５にフローチャートにより示した燃料噴射制御ルーチンを任意の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°）に一致する毎に繰り返し実行するようになっている。このクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度に一致して吸気行程を迎える気筒は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。
【００５２】
任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角度になると、ＣＰＵ７１は図５のステップ５００から処理を開始し、以下に述べるステップ５１０乃至ステップ５４０の処理を順に行い、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５３】
ステップ５１０：ＣＰＵは、現時点の吸入空気量Ｇａと、現時点の機関回転速度ＮＥと、関数（テーブル）ｆと、に基づいて、燃料噴射気筒に吸入される筒内吸入空気量（空気重量）Ｍｃを算出する。筒内吸入空気量Ｍｃは機関１０の吸気通路における空気の挙動をモデル化した周知の空気量推定モデル（空気モデル）を用いて求められてもよい。
【００５４】
ステップ５２０：ＣＰＵは、下記（１）式に示したように、筒内吸入空気量Ｍｃを目標空燃比である理論空燃比stoich（例えば、１４．７）によって除すことにより基本燃料噴射量Fbaseを求める。
Fbase＝Ｍｃ／stoich    …（１）
【００５５】
ステップ５３０：ＣＰＵは、下記（２）式に示したように、基本燃料噴射量Fbaseに触媒過熱防止増量値KOTP及びフィードバック補正値KFmainを乗じることにより、最終燃料噴射量Fiを算出する。即ち、ＣＰＵは基本燃料噴射量Fbaseを、触媒過熱防止増量値KOTP及びフィードバック補正値KFmainによって補正する。フィードバック補正値KFmain及び触媒過熱防止増量値KOTPは、後述するように、別途求められている（図６及び図８を参照。）。この（２）式から明らかなように、触媒過熱防止増量値KOTPが基準値である「１」に設定されているとき燃料の増大は行われず、機関に供給される混合気の空燃比は理論空燃比に維持される。触媒過熱防止増量値KOTPが「１」より大きい値に設定されると、その触媒過熱防止増量値KOTPに応じて燃料供給量が増大され、機関に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりもリッチ側の空燃比になる。
Fi＝KOTP・KFmain・Fbase    …（２）
【００５６】
ステップ５４０：ＣＰＵは、最終燃料噴射量Fiの燃料を、吸気行程を迎えている気筒（燃料噴射気筒）に対して備えられている燃料噴射弁１６から噴射するように、その燃料噴射弁１６に噴射指示信号を送出する。
【００５７】
＜フィードバック補正値の算出＞
ＣＰＵは、図６にフローチャートにより示したフィードバック補正値算出ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図６のステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５に進んでフィードバック制御条件（空燃比フィードバック制御条件）が成立しているか否かを判定する。フィードバック制御条件は、例えば、フューエルカット中でなく、負荷（負荷率）ＫＬが所定値以下であり、空燃比センサ４５が活性化しており、且つ、後述する触媒過熱防止増量値KOTPが「１」に設定されている（即ち、触媒過熱防止のために空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御しようとしていない）ときに成立する。
【００５８】
なお、機関の負荷ＫＬは、下記（３）式に従って求められる。この（３）式において、ρは空気密度（単位は（ｇ／ｌ））、Ｌは機関１０の排気量（単位は（ｌ））、４は機関１０の気筒数である。排気量Ｌは、ストロークセンサ４４によって測定される距離ＳＴに基づいて修正される。
ＫＬ＝｛Ｍｃ／（ρ・Ｌ／４）｝・１００（％）  …（３）
【００５９】
いま、フィードバック制御条件が成立しているものとして説明を続けると、ＣＰＵはステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進み、図３に示したテーブルMapabyfsに空燃比センサ４５の出力値Vabyfsを適用することにより、検出空燃比abyfsを取得する。
【００６０】
次に、ＣＰＵはステップ６１５に進み、検出空燃比abyfsが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であるか否かを判定する。このとき、検出空燃比abyfsが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であれば、ＣＰＵはステップ６１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６２０に進んでフィードバック補正値KFmainを変更量ｄＫだけ減少する。これに対し、検出空燃比abyfsが理論空燃比よりもリーン側の空燃比であれば、ＣＰＵはステップ６１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６２５に進んでフィードバック補正値KFmainを変更量ｄＫだけ増大する。なお、ステップ６２０及びステップ６２５におけるフィードバック補正値KFmainの変更量ｄＫは、一定値であってもよく、下記（４）式に示したように検出空燃比abyfsと理論空燃比との偏差ＤＦを比例・積分制御により求めた値であってもよい。（４）式において、Ｇｐは比例定数、Ｇｉは積分定数、ΣＤＦは偏差ＤＦの時間積分値である。
ｄＫ＝Ｇｐ・ＤＦ＋Ｇｉ・ΣＤＦ    …（４）
【００６１】
ところで、近年、エタノール等のアルコールを多く含有する燃料、即ち、アルコール含有燃料が使用される場合がある。ＣＰＵは、後述する触媒過熱防止増量値KOTPを「燃料に含まれるアルコールの濃度」に応じて変更する。そこで、ＣＰＵは以下に述べるステップ６３０乃至ステップ６４５により、「燃料に含まれるアルコールの濃度」が所定閾値濃度Ｄｔｈ以上であるか否かを判定し、その判定結果をアルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａに格納する。
【００６２】
ステップ６３０：ＣＰＵはフィードバック補正値KFmainの時間的平均値KFmaveを算出（更新）する。平均値KFmaveは、例えば、下記の（５）式に基づいて算出される。（５）式においでβは０より大きく１より小さい所定の定数、KFmain（ｋ）は現時点におけるフィードバック補正値KFmain、KFmave（ｋ）は更新される前の平均値KFmave、KFmave（k＋１）は更新後の平均値KFmaveである。
KFmave（ｋ＋１）＝β・KFmave（ｋ）＋（１−β）・KFmain（ｋ）    …（５）
【００６３】
図７の（Ａ）は、理論空燃比を目標空燃比として空燃比のフィードバック制御がなされている場合における実際の空燃比Ａ／Ｆ、及び、フィードバック補正値KFmainの時間的変化を示すグラフである。曲線Ｃ１は燃料にアルコールが含まれていない場合のフィードバック補正値KFmainを示し、曲線Ｃ２は燃料に多量のアルコールが含まれている場合のフィードバック補正値KFmainを示す。このように、燃料にアルコールが含有されると、燃料にアルコールが含有されていない場合に比べ、フィードバック補正値KFmainを増大させることによってより多くの燃料を機関１０に供給しなければ、機関の空燃比を理論空燃比に一致させることができない。
【００６４】
即ち、図７の（Ｂ）に示したように、フィードバック補正値KFmainの時間的平均値KFmaveが大きくなるほど、燃料に含まれるアルコールの濃度が大きいと判定することができる。従って、時間的平均値KFmaveが所定の閾値１＋α以上であれば、燃料に含まれるアルコールの濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈ以上であると判定することができる。
【００６５】
そこで、ＣＰＵは、図６のステップ６３５において、時間的平均値KFmaveが所定の閾値１＋α以上であるか否かを判定する。このとき、時間的平均値KFmaveが所定の閾値１＋α以上であれば、ＣＰＵはステップ６３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６４０に進み、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値を「１」に設定する。これに対し、時間的平均値KFmaveが所定の閾値１＋αより小さければ、ＣＰＵはステップ６３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６４５に進み、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値を「０」に設定する。なお、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値はバックアップＲＡＭに格納され、次に更新されるまで、その格納された値が有効な値として使用される。その後、ＣＰＵはステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６６】
以上の処理により、フィードバック補正値KFmainが算出されるとともに、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が操作される。一方、現時点においてフィードバック制御条件が成立していなければ、ＣＰＵはステップ６０５において「Ｎｏ」と判定し、ステップ６５０に進んでフィードバック補正値KFmainの値を「１」に設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６７】
＜触媒過熱防止増量値の算出＞
ＣＰＵは、図８にフローチャートにより示した触媒過熱防止増量値算出ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図８のステップ８００から処理を開始し、ステップ８１０に進んで触媒過熱防止増量値KOTPの基本値となる「増量基本値ＫＢ」を決定する。具体的に述べると、ＣＰＵは、負荷ＫＬと機関回転速度ＮＥと増量基本値ＫＢとの関係を規定するテーブル（増量テーブル）に、実際の負荷ＫＬ及び実際の機関回転速度ＮＥを適用することにより、現時点の増量基本値ＫＢを決定する。負荷ＫＬは、機関の負荷ＫＬが大きいほど大きくなる負荷関連値とも称呼される。
【００６８】
このステップ８１０にて使用される増量テーブルは、機械圧縮比が想定される範囲において最も低い値である場合において触媒過熱防止増量KOTPが適切な値となるような基本値ＫＢが得られるように適合されている。また、この増量テーブルによれば、中低負荷且つ中低回転速度領域において増量基本値ＫＢは「０」に設定される。即ち、機関１０の負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥが、図８のステップ８１０内に示したテーブルにおける曲線ＯＴＰ１よりも低負荷側にある場合、増量基本値ＫＢは「０」に設定される。曲線ＯＴＰ１上の負荷は機関回転速度が大きくなるほど小さくなる。更に、この増量テーブルによれば、曲線ＯＴＰ１よりも高負荷側の領域において負荷ＫＬ又は機関回転速度ＮＥが大きくなるほど増量基本値ＫＢは大きくなるように決定される。次に、ＣＰＵはステップ８２０に進み、増量基本値ＫＢが０より大きいか否かを判定する。
【００６９】
＜仮定１＞
いま、増量基本値ＫＢが０より大きいと仮定する。更に、燃料に多量のアルコールが含まれている（燃料に含まれているアルコール濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈ以上である）と仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３０に進み、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「１」であるか否かを判定する。前述した仮定に従えば燃料に多量のアルコールが含まれている。従って、ＣＰＵは、先に説明した図６のステップ６３５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６４０にてアルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａを「１」に設定している。
【００７０】
よって、ＣＰＵはステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進み、補正係数ｋを決定する。具体的に述べると、ＣＰＵは圧縮比（機械圧縮比）εと補正係数ｋとの関係を規定したテーブルに実際の圧縮比εを適用することにより、現時点における補正係数ｋを決定する。このテーブルによれば、補正係数ｋの最大値は１．０であり、補正係数ｋは実際の圧縮比εが高いほど０より大きい範囲内において小さくなるように決定される。なお、ＣＰＵは実際の圧縮比εをストロークセンサ４４により計測される距離ＳＴに基づいて取得する。このとき、実際の圧縮比εは距離ＳＴが大きいほど小さくなるように算出される。
【００７１】
次に、ＣＰＵはステップ８５０に進み、下記（６）式に従って触媒過熱防止増量値KOTPを算出する。
KOTP＝１＋ｋ・ＫＢ    …（６）
その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み本ルーチンを一旦終了する。
【００７２】
これにより、触媒過熱防止増量値KOTPは１より大きくなるので、フィードバック制御条件は不成立となる。従って、フィードバック補正値KFmainは「１」に設定される（図６のステップ６５０を参照。）。また、図５のステップ５３０及びステップ５４０の処理が実行されることにより、燃料噴射量は理論空燃比を得るための基本燃料噴射量Fbaseよりも多くなる。このため、機関の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比となる。従って、触媒３３内において酸素が不足するので、酸化反応が抑制され、酸化反応に伴う発熱量が低下する。その結果、触媒３３の温度が低下する。
【００７３】
このように、燃料のアルコール濃度が所定閾値アルコール濃度Ｄｔｈ以上である場合、実際の圧縮比εが高くなるほど補正係数ｋは小さくなり、その結果、触媒過熱防止増量値KOTPも圧縮比εが高くなるほど小さくなるように決定される。
【００７４】
＜仮定２＞
いま、ステップ８１０にて決定される増量基本値ＫＢが０より大きいと仮定する。更に、燃料にはアルコールが含まれていないか又は燃料に含まれているアルコール濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈより小さいと仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３０に進み、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「０」であることからステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定する。
【００７５】
そして、ＣＰＵはステップ８６０に進み、下記（７）式に従って触媒過熱防止増量値KOTPを算出する。
KOTP＝１＋ＫＢ    …（７）
その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、触媒過熱防止増量値KOTPは１より大きくなるので、触媒３３の温度が低下する。
【００７６】
（７）式は（６）式の補正係数ｋを「１」に設定した場合に得られる式と等価な式である。このように、燃料のアルコール濃度が所定閾値アルコール濃度Ｄｔｈより小さい場合、求められる触媒過熱防止増量値KOTPは実際の圧縮比εに依存して変化しない。
【００７７】
＜仮定３＞
いま、ステップ８１０にて決定される増量基本値ＫＢが０であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８７０に進んで触媒過熱防止増量値KOTPを「１」に設定する。これにより、燃料噴射量の増量は行われないから、機関の空燃比は理論空燃比に維持される。
【００７８】
以上、説明したように、第１燃料供給装置は、排気通路に触媒３３を備えるとともに、機械圧縮比を変更する圧縮比変更機構１５を備えた可変圧縮比内燃機関１０に適用される。第１燃料供給装置は、前記機関の運転状態を示す値（負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ）が所定の触媒過熱防止運転条件（図８のステップ８１０に示した曲線ＯＴＰ１にて決まる状態よりも高負荷側であるとの条件）を満足するとき同触媒過熱防止運転条件を満足していないときよりも前記機関に供給される燃料量を触媒過熱防止増量値KOTPに応じて増加することにより同触媒の過熱を防止する増量実行手段を備える（図８のルーチン及び図５のルーチンを参照。）。
【００７９】
更に、第１燃料供給装置は、
前記機関の圧縮比（機械圧縮比）εを取得する機械圧縮比取得手段（ストロークセンサ４４）を備えるとともに、
前記増量実行手段は、前記触媒過熱防止増量値KOTPを前記取得された機械圧縮比εに基づいて変更するように構成されている（図８のステップ８４０及びステップ８５０を参照。）。
【００８０】
また、この第１燃料供給装置は、
前記機関の機械圧縮比εを取得する機械圧縮比取得手段（ストロークセンサ４４）と、
前記機関の負荷が大きいほど大きくなる負荷関連値（ここでは負荷ＫＬ）を取得する負荷関連値取得手段（負荷ＫＬを上記（３）式に基づいて求める手段）と、
前記取得された負荷関連値（負荷ＫＬ）と前記取得された機械圧縮比εとに基づいて前記触媒の温度を低下させるための触媒過熱防止増量値KOTPを決定するとともに同決定した触媒過熱防止増量値KOTPに基づいて前記機関に供給される燃料の量を増加する増量実行手段（図８のルーチン及び図５のルーチンを参照。）を備える装置でもある。
【００８１】
ある機関負荷及びある機関回転速度にて機関が運転されている場合であっても、圧縮比が高い場合には圧縮比が低い場合よりも排ガス温度が低下するので、触媒３３の温度も低くなる。従って、上記第１燃料供給装置のように、触媒過熱防止増量値KOTPを取得された機械圧縮比εに基づいて変更すれば、圧縮比εに関わらず、触媒３３の過熱を防止するとともに触媒３３の温度が過度に低下することを回避することができる。
【００８２】
更に、第１燃料供給装置の前記増量実行手段は、前記取得された機械圧縮比εが高いほど前記触媒過熱防止増量値KOTPを小さく設定するように構成されている（図８のステップ８４０及びステップ８５０を参照。）。
【００８３】
これによれば、機械圧縮比εが高いときに触媒過熱防止増量値KOTPが過大となることを回避できるので、触媒３３の温度が過度に低下することを回避することができる。更に、圧縮比εが低いときに触媒過熱防止増量値KOTPが過小となることを回避できるので、触媒３３の温度が過大になること（触媒３３が過熱すること）を回避することができる。
【００８４】
更に、第１燃料供給装置は、燃料に含まれるアルコールの濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈ以上であるか否かを判定する濃度判定手段（図６のステップ６３０乃至ステップ６４５を参照。）を備える。そして、前記増量実行手段は、前記アルコールの濃度が前記所定閾値濃度Ｄｔｈ以上であると判定されている場合（即ち、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「１」に設定されている場合）にのみ、前記触媒過熱防止増量値KOTPを前記取得された機械圧縮比εに基づいて変更するように構成されている（図８のステップ８３０乃至ステップ８６０を参照。）。
【００８５】
従って、燃料にアルコールが多量に含まれていて排ガス温度が低下する傾向にある場合に、触媒過熱防止増量値KOTPにより過剰に増量された燃料が機関１０に供給されない。その結果、特に、燃料にアルコールが多量に含まれていて且つ圧縮比εが高い場合に、触媒３３の温度が過度に低下することを回避することができる。
【００８６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置（以下、「第２燃料供給装置」とも称呼する。）について説明する。この第２燃料供給装置は、そのＣＰＵが図８に代わる図９の触媒過熱防止増量値算出ルーチンを所定時間の経過毎に実行する点においてのみ第１燃料供給装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
【００８７】
ＣＰＵは、所定のタイミングになると、図９のステップ９００から処理を開始し、ステップ９１０に進んで排ガス温度Tgasを推定する。具体的に述べると、ＣＰＵは、負荷ＫＬと排ガス温度Tgasとの関係を各圧縮比εに対して規定するテーブルに、実際の負荷ＫＬと実際の圧縮比εとを適用することにより、現時点の排ガス温度Tgasを決定する。このテーブルによれば、負荷ＫＬが大きいほど排ガス温度Tgasは高くなるように求められる。更に、このテーブルによれば、実際の圧縮比εが高くなるほど、ある負荷ＫＬに対する排ガス温度Tgasが低くなるように排ガス温度Tgasが求められる。
【００８８】
次に、ＣＰＵはステップ９２０に進み、下記（８）式に従って触媒３３の温度（触媒温、触媒床温）TempCCROを更新・決定する。（８）式においてγは０より大きく１より小さい所定の定数、TempCCRO（ｋ）は更新される前の触媒温TempCCRO、TempCCRO（ｋ＋１）は更新後の触媒温TempCCROである。
TempCCRO（ｋ＋１）＝γ・TempCCRO（ｋ）＋（１−γ）・Tgas    …（８）
【００８９】
次に、ＣＰＵはステップ９３０に進んで触媒過熱防止増量値KOTPを決定する。具体的に述べると、ＣＰＵは、触媒温TempCCROと触媒過熱防止増量値KOTPとの関係を規定するテーブルに、上記ステップ９２０にて推定された触媒温TempCCROを適用することにより、現時点の触媒過熱防止増量値KOTPを決定する。このテーブルによれば、推定された触媒温TempCCROが閾値温度Tth以下の領域において、触媒過熱防止増量値KOTPは１に設定される。更に、このテーブルによれば、推定された触媒温TempCCROが閾値温度Tthより大きい領域において、触媒過熱防止増量値KOTPは推定された触媒温TempCCROが高いほど１より大きい値をとりながら大きくなるように設定される。この結果、機関１０に供給される燃料の量は、推定された触媒温TempCCROが閾値温度Tthより大きい領域において触媒温TempCCROが高いほど大きくなる。換言すると、機関１０に供給される混合気の空燃比は、推定された触媒温TempCCROが閾値温度Tthより大きい領域において触媒温TempCCROが高いほどリッチ側の空燃比に設定される。
【００９０】
以上、説明したように、第２燃料供給装置は、取得された機械圧縮比εが高くなるほど排ガス温度が低下するとの前提下にて前記触媒の温度TempCCROを「機関の運転状態を示す値」として推定する（図９のステップ９１０及びステップ９２０を参照。）とともに、その推定した触媒の温度TempCCROが所定閾値温度Tth以上であることを「触媒過熱防止運転条件」として定める増量実行手段を備えている（図９のステップ９３０を参照。）。
【００９１】
換言すると、第２燃料供給装置の増量実行手段は、前記取得された負荷関連値（この場合、負荷ＫＬ）が大きいほど高くなるように且つ前記取得された機械圧縮比εが高いほど低くなるように排ガス温度Tgasを推定するとともに、同推定した排ガス温度Tgasに基づいて前記触媒の温度TempCCROを推定し、同推定した触媒の温度TempCCROが所定閾値温度Tth以上であるときに前記触媒過熱防止増量値KOTPを「前記機関に供給される燃料の量を増大させる値（即ち、「１」より大きい値）」に設定するように構成されている（図９のルーチンを参照。）。
【００９２】
このように排ガス温度Tgasが実際の負荷関連値（ＫＬ）と実際の機械圧縮比εとに基づいて推定されるから、第２燃料供給装置も、第１燃料供給装置と同様、「取得された負荷関連値（負荷ＫＬ）と取得された機械圧縮比εとに基づいて触媒過熱防止増量値KOTPを決定するとともに、その決定した触媒過熱防止増量値KOTPに基づいて機関に供給される燃料の量を増加する増量実行手段」を備えると言うことができる。
【００９３】
このように構成された第２燃料供給装置は、圧縮比εが種々の値をとった場合であっても、触媒３３の温度TempCCROを精度良く推定することができる。そして、第２燃料供給装置は、その推定された触媒３３の温度TempCCROが所定閾値温度Tth以上であるときに、触媒過熱防止のための触媒過熱防止増量値KOTPによる燃料増量（空燃比のリッチ化）を実施するから、触媒３３の過熱及び触媒３３の温度の過度の低下を回避することができる。
【００９４】
なお、図９のステップ９００とステップ９１０との間に、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「１」であるか否かを判定するステップを追加し、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「１」である場合にステップ９１０に進むようにプログラムを構成してもよい。この場合、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「１」でなければ、ＣＰＵは圧縮比εに関わらずに（圧縮比εが想定される圧縮比の中で最も低いと仮定して）排ガス温度Tgasを負荷ＫＬに基づいて推定し、その後、ステップ９２０以降に進むように構成されることが好適である。
【００９５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置（以下、「第３燃料供給装置」とも称呼する。）について説明する。この第３燃料供給装置は、そのＣＰＵが図８に代わる図１０の触媒過熱防止増量値算出ルーチンを所定時間の経過毎に実行する点においてのみ第１燃料供給装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
【００９６】
ＣＰＵは、所定のタイミングになると、図１０のステップ１０００から処理を開始し、ステップ１０１０に進んでアルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値が「１」であるか否かを判定する。いま、燃料に多量のアルコールが含まれていて燃料のアルコール濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈ以上であるとすると、ＣＰＵは、先に説明した図６のステップ６３５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６４０にてアルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａを「１」に設定している。
【００９７】
従って、ＣＰＵ７１はステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進み、触媒過熱防止増量を実行する運転領域（以下、「増量領域」とも称呼する。）を実際の圧縮比εに応じて決定する。この増量領域は、負荷ＫＬと機関回転速度ＮＥとの関係を表す曲線（即ち、図１０のステップ１０２０内の第１曲線Ｌ１、第２曲線Ｌ２及び第３曲線Ｌ３）により区画される。これらの曲線（第１曲線Ｌ１乃至第３曲線Ｌ３）は、いずれも機関回転速度ＮＥが増大するにつれて負荷ＫＬが小さくなるように負荷ＫＬと機関回転速度ＮＥとの関係を定める曲線である。
【００９８】
第１曲線Ｌ１は第２曲線Ｌ２及び第３曲線Ｌ３よりも低負荷側且つ低回転速度側の曲線である。第３曲線Ｌ３は第１曲線Ｌ１及び第２曲線Ｌ２よりも高負荷側且つ高回転速度側の曲線である。従って、第２曲線Ｌ２は第１曲線Ｌ１と第３曲線Ｌ３との間に存在する曲線である。なお、説明の便宜上、第１曲線Ｌ１よりも低負荷且つ低回転速度側の領域を低負荷領域Ａ０、第１曲線Ｌ１と第２曲線Ｌ２との間の領域を第１領域Ａ１、第２曲線Ｌ２と第３曲線Ｌ３との間の領域を第２領域Ａ２、第３曲線Ｌ３よりも高負荷且つ高回転速度側の領域を第３領域Ａ３とも称呼する。
【００９９】
上記ステップ１０２０によれば、圧縮比εが第１閾値圧縮比以下である場合、第１曲線Ｌ１よりも高負荷側且つ高回転速度側の総ての領域（即ち、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とを含む領域）が増量領域として選択される。圧縮比εが第１閾値圧縮比よりも大きく且つその第１閾値圧縮比よりも大きな第２閾値圧縮比以下である場合、第２曲線Ｌ２よりも高負荷側且つ高回転速度側の総ての領域（即ち、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とを含む領域）が増量領域として選択される。更に、圧縮比εが第２閾値圧縮比よりも大きい場合、第３曲線Ｌ３よりも高負荷側且つ高回転速度側の領域（即ち、第３領域Ａ３）が増量領域として選択される。このように、触媒過熱防止増量を実行する増量領域は、圧縮比εが大きいほど高負荷側且つ高回転速度側へと移行する。
【０１００】
次に、ＣＰＵはステップ１０３０に進んで「負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」により決まる現時点の運転状態が上記ステップ１０２０にて決定された増量領域内にあるか否かを判定する。そして、現時点の運転状態が増量領域内にある場合、ＣＰＵはステップ１０３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０４０に進み、下記（９）式に従って触媒過熱防止増量値KOTPを算出する。この（９）式において、値ＫＣは予め定められた正の定数（例えば、０．２）である。
KOTP＝１＋ＫＣ    …（９）
【０１０１】
その後、ＣＰＵはステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、触媒過熱防止増量が実行される（図５のステップ５３０を参照。）。
【０１０２】
一方、ステップ１０３０の判定時において、「負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」により決まる現時点の運転状態が上記ステップ１０２０にて決定された増量領域内にない場合、ＣＰＵはステップ１０３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０５０に進み、触媒過熱防止増量値KOTPを１に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、この場合には触媒過熱防止増量は実行されない（図５のステップ５３０を参照。）。
【０１０３】
ところで、燃料のアルコール濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈよりも小さい場合、ＣＰＵは、先に説明した図６のステップ６３５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６４５にてアルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａを「０」に設定している。従って、この場合、ＣＰＵはステップ１０１０に進んだとき、そのステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０６０に進み、前述した圧縮比εが第１閾値圧縮比以下である場合と同じ領域、即ち、第１曲線Ｌ１よりも高負荷側且つ高回転速度側の総ての領域（第１領域Ａ１と第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とを含む領域）を増量領域として設定する。その後、ＣＰＵは前述したステップ１０３０以降に進む。
【０１０４】
この結果、燃料のアルコール濃度が所定閾値濃度Ｄｔｈよりも小さい場合、実際の圧縮比εに関わらず、「負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」により決まる現時点の運転状態が第１曲線Ｌ１よりも高負荷側且つ高回転速度側の領域にあるとき、触媒過熱防止増量が実行される。
【０１０５】
以上、説明したように、第３燃料供給装置は、前記機関の負荷を示す値（負荷ＫＬ）を前記機関の運転状態を示す値として取得するとともに、同取得した機関の負荷ＫＬが所定の閾値負荷（第１曲線Ｌ１、第２曲線Ｌ２及び第３曲線Ｌ３の何れかにより定まる機関回転速度ＮＥが大きくなるほど小さくなる閾値負荷）以上であることを触媒過熱防止運転条件として定め、且つ、取得された機械圧縮比εが高くなるほど閾値負荷を大きくする（機械圧縮比εが大きくなるにつれて第１曲線Ｌ１、第２曲線Ｌ２及び第３曲線Ｌ３の順に閾値負荷を選択する）ように構成された増量実行手段を備えている（図１０のルーチン、特に、ステップ１０２０を参照。）。
【０１０６】
換言すると、第３燃料供給装置の増量実行手段は、前記機関の負荷ＫＬを前記負荷関連値として取得するとともに同取得した負荷ＫＬが所定の閾値負荷（第１曲線Ｌ１、第２曲線Ｌ２及び第３曲線Ｌ３の何れかにより定まる機関回転速度ＮＥが大きくなるほど小さくなる閾値負荷）以上であるときに前記触媒過熱防止増量値KOTPを「前記機関に供給される燃料の量を増大させる値（１より大きい値）」に設定し、且つ、前記取得された機械圧縮比εが高くなるほど同閾値負荷を大きくする（機械圧縮比εが大きくなるにつれて第１曲線Ｌ１、第２曲線Ｌ２及び第３曲線Ｌ３の順に閾値負荷を選択する）ように構成されている。
【０１０７】
従って、第３燃料供給装置は、ある機関負荷及びある機関回転速度において、圧縮比εが低いことにより触媒３３の温度が上昇する可能性がある場合には触媒過熱防止のための燃料増量を行い、圧縮比εが高いことにより触媒３３の温度が上昇する可能性がない場合には触媒過熱防止のための燃料増量が行われないようにすることができる。この結果、触媒３３の過熱及び触媒３３の温度の過度の低下を回避することができる。
【０１０８】
以上、説明したように、本発明による可変圧縮比内燃機関の燃料供給装置の各実施形態によれば、触媒過熱防止増量値KOTPが少なくとも実際の負荷に関連する値と実際の機械圧縮比εとに基づいて決定される。換言すると、各実施形態の燃料供給装置は、触媒過熱防止増量値KOTP及び触媒過熱防止運転条件のうちの少なくとも一方を実際の機械圧縮比εに基づいて変更するように構成されている。従って、機械圧縮比εに関わらず、触媒３３の過熱及び触媒３３の温度の過度の低下を回避することができる。
【０１０９】
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態において、ＣＰＵはフィードバック補正値KFmainの時間的平均値KFmaveを用いて「燃料のアルコール濃度が所定閾値濃度以上であるか否か」を判定していた。これに加え、又は、これに代え、機関１０がノックコントロールフィードバック制御に基づく点火時期制御を実行する機関であれば、ＣＰＵは点火時期に基づいて「燃料のアルコール濃度が所定閾値濃度以上であるか否か」を判定してもよい。
【０１１０】
より具体的に述べると、ノックコントロールフィードバック制御において、ＣＰＵはノックセンサがノッキングの発生を検出したとき点火時期を所定量だけ遅角する。その後、ノッキングが検出されなければ、ＣＰＵは点火時期を徐々に進角する。
【０１１１】
ところで、燃料に含まれるアルコールの濃度が高くなるほど、同一の機関運転状態においてノッキングが発生し難くなる。従って、アルコールの濃度が高くなるほど、点火時期は進角側に移行する。そこで、ＣＰＵは、機関１０がノッキングが発生し易い高負荷領域内の所定の負荷及び所定のエンジン回転速度で運転が実行されているとき、点火時期の時間的平均値が閾値点火時期よりも進角側であれば燃料に含まれるアルコールの濃度が所定閾値濃度以上であると判定し、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値を「１」に設定する。これに対し、機関１０がノッキングが発生し易い高負荷領域内の所定の負荷及び所定のエンジン回転速度で運転が実行されているとき、点火時期の時間的平均値が閾値点火時期よりも遅角側であれば燃料に含まれるアルコールの濃度が所定閾値濃度より小さいと判定し、アルコール濃度過大フラグＸＥｔｈａの値を「０」に設定する。なお、この場合、実際の圧縮比εが高いほど閾値点火時期を遅角側に移行させることが望ましい。
【０１１２】
また、機械圧縮比を変更する機構は上述した圧縮比変更機構１５には限定されない。即ち、圧縮比変更機構は、クランクケースに対するシリンダブロックの傾斜角を変更させたることにより機械圧縮比を変更する機構であってもよく、例えば、特開２００８−２８３１４号公報及び特開２００７−２４７５４５号公報等に開示された機構であってもよい。
【０１１３】
また、上記各実施形態において、実際の圧縮比εはストロークセンサ４４が検出する距離ＳＴに基づいて取得されていた。これに代え、各燃料供給装置は、電気制御装置５０から圧縮比変更機構１５のアクチュエータ１５ａに送出される指示信号（駆動信号）に基づいて実際の圧縮比εを取得するように構成されてもよい。
【０１１４】
更に、図８のルーチンにおけるステップ８３０及びステップ８６０を省略してもよい。同様に、図１０のルーチンにおけるステップ１０１０及びステップ１０６０を省略してもよい。即ち、第１燃料供給装置及び第３燃料供給装置は、燃料に含まれるアルコールの濃度に関わらず、触媒過熱防止増量値KOTPを圧縮比εに応じて変更するように構成されてもよい。
【０１１５】
加えて、例えば、第１燃料供給装置において使用される増量テーブル（図８のステップ８１０を参照。）は、機械圧縮比が想定される範囲において最も低い値である場合において触媒過熱防止増量KOTPが適切な値となるような基本値ＫＢが得られるように適合されていた。これに対し、その増量テーブルは、例えば、機械圧縮比が想定される範囲において最も高い値である場合において触媒過熱防止増量KOTPが適切な値となるような基本値ＫＢが得られるように適合されてもよい。但し、この場合、補正係数ｋ（図８のステップ８４０を参照。）は、機械圧縮比が想定される範囲において最も高い値である場合において「１」となり、機械圧縮比が低下するにつれて「１」より大きい値をとりながら増大するように定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の各実施形態に係る燃料供給装置が適用される可変圧縮比内燃機関の概略断面図である。
【図２】図１に示した内燃機関の概略平面図である。
【図３】図２に示した空燃比センサの出力値と空燃比との関係を示したグラフ（ルックアップテーブル）である。
【図４】図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する圧縮比制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するフィードバック補正値算出ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】（Ａ）は空燃比フィードバック制御中における空燃比及びフィードバック補正値の時間的変化を示したグラフであり、（Ｂ）はフィードバック補正値の時間的平均値と燃料に含まれるアルコールの濃度との関係を示したグラフである。
【図８】図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する触媒過熱防止増量値算出ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置のＣＰＵが実行する触媒過熱防止増量値算出ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置のＣＰＵが実行する触媒過熱防止増量値算出ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…可変圧縮比内燃機関、１１…クランクケース、１１ａ…クランクシャフト、１２…オイルパン、１３…シリンダブロック、１３ａ…シリンダ、１３ｂ…ピストン、１４…シリンダヘッド部、１４ｂ…吸気ポート、１４ｃ…排気ポート、１４ｄ…吸気弁、１４ｆ…排気弁、１４ｈ…点火プラグ、１４ｉ…イグナイタ、１５…圧縮比変更機構、１５ａ…アクチュエータ、１６…燃料噴射弁、２１…インテークマニホールド、２２…吸気管、２４…スロットル弁、３１…エキゾーストマニホールド、３２…エキゾーストパイプ、３３…触媒、４１…熱線式エアフローメータ、４２…スロットルポジションセンサ、４３…機関回転速度センサ、４４…ストロークセンサ、４５…空燃比センサ、４６…アクセル開度センサ、５０…電気制御装置。
【図１】
2009185669.tif 000003
【図２】
2009185669.tif 000004
【図３】
2009185669.tif 000005
【図４】
2009185669.tif 000006
【図５】
2009185669.tif 000007
【図６】
2009185669.tif 000008
【図７】
2009185669.tif 000009
【図８】
2009185669.tif 000010
【図９】
2009185669.tif 000011
【図１０】
2009185669.tif 000012