(57)【要約】燃料を吸気通路における吸気ポート又は燃焼室内に噴射するようにされた主噴射弁と、燃料を前記吸気通路における前記吸気ポートより上流部分又は前記主噴射弁をバイパスするバイパス通路内に噴射するようにされた副噴射弁と、排気通路に設けられた空燃比検出手段と、前記主噴射弁及び前記副噴射弁による燃料噴射量等の制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記主噴射弁による燃料噴射を行っている際に、一時的に前記副噴射弁による燃料噴射を実行するとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて使用燃料の性状を判定し、この判定された燃料の性状に応じて、燃料噴射量、点火時期等の制御パラメータを変更するようにされる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を吸気通路における吸気ポート又は燃焼室内に噴射するようにされた主噴射弁と、燃料を前記吸気通路における前記吸気ポートより上流部分又は前記主噴射弁をバイパスするバイパス通路内に噴射するようにされた副噴射弁と、排気通路に設けられた空燃比検出手段と、前記主噴射弁及び前記副噴射弁による燃料噴射量等の制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記主噴射弁による燃料噴射を行っている際に、一時的に前記副噴射弁による燃料噴射を実行するとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて使用燃料の性状を判定する燃料性状判定手段を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記燃料性状判定手段により判定された燃料の性状に応じて、燃料噴射量、点火時期等の制御パラメータを変更することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
燃料を吸気通路における吸気ポート又は燃焼室内に噴射するようにされた主噴射弁と、燃料を前記吸気通路における前記吸気ポートより上流部分又は前記主噴射弁をバイパスするバイパス通路内に噴射するようにされた副噴射弁と、排気通路に設けられた空燃比検出手段と、前記主噴射弁及び前記副噴射弁による燃料噴射量等の制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記主噴射弁による燃料噴射を行っている際に、一時的に前記副噴射弁による燃料噴射を実行するとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて、始動時又は始動後の前記主噴射弁による燃料噴射量、始動後の点火時期、及び、加速時の前記主噴射弁による燃料噴射量のうちの少なくとも一つを変更することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記副噴射弁は、燃料噴射口の他に、燃料タンクからの燃料が導入される燃料導入口と、前記主噴射弁に燃料を導出するための燃料導出口と、を有し、前記主噴射弁には、燃料が前記副噴射弁の燃料導出口から燃料配管を介して導入されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁から噴射された燃料が付着する内壁部分に凹凸が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁の燃料噴射方向に位置する内壁部分に、該内壁部分から内方に所定の間隙をおいて板状部材が配在され、前記副噴射弁から噴射された燃料が前記板状部材の表面に付着するようにされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記内壁部分と前記板状部材との間に断熱部材が挟み込まれていることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。、
【請求項８】
前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁から噴射された燃料が付着する部分より上流に、吸入空気の流速を抑制する遮蔽部材が配在されていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁から噴射された燃料が付着する壁面部分が、それより上流の壁面より窪ませられていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記副噴射弁から噴射される燃料の粒径が、前記主噴射弁から噴射される燃料の粒径より大きくされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記副噴射弁は、前記吸気通路におけるスロットル弁より下流において、前記スロットル弁の弁体の支軸に略平行に、吸気通路の中心軸線を含む平面と前記吸気通路内の壁面との交線周辺部に向けて、燃料を噴射するようにされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記副噴射弁は、前記スロットル弁の弁体に向けて燃料を噴射するようにされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記副噴射弁による燃料噴射を行っているとき、又は、前記副噴射弁による燃料噴射を開始する直前に、前記主噴射弁による燃料噴射量を減少させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて、実空燃比が目標空燃比となるように前記主噴射弁による燃料噴射量のフィードバック制御を行うようにされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記副噴射弁による予備燃料噴射を行った後、再び前記副噴射弁による燃料噴射を行うとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて、始動時又は始動後の前記主噴射弁による燃料噴射量、始動後の点火時期、及び、加速時の前記主噴射弁による燃料噴射量のうちの少なくとも一つを変更するようにされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、使用される燃料の性状（種類）に応じて最適な制御を行うことができるようにされたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】  一般に、多気筒エンジンでは、シリンダ（燃焼室）に吸入される混合気の空燃比が燃焼に適した所定の目標空燃比となるように、吸気ポートに設けられた噴射弁による燃料噴射量の制御が行われる。エンジンが冷機状態であるときには、吸気通路壁面の温度が低いことから、吸気弁や吸気ポートの壁面に付着した燃料が蒸発しにくい。このため、冷機状態では、燃料噴射量に対して燃焼室に吸入される燃料が減少する。このとき、燃焼が悪化しないように、通常、燃料噴射量を増量補正している。
ここで、吸気弁や吸気ポートに付着した燃料の蒸発率は、壁面温度が同じであっても、そのときの使用燃料の性状によって異なる。
このため、従来では、最も蒸発しにくい重質燃料を使用したときでも、空燃比がリーン化して燃焼が悪化しないように、燃料が付着している壁面の温度（に対応する例えば冷却水温）を考慮しつつ、燃料増量割合を余裕を見込んで多めに設定するようにしていた。
このため、比較的蒸発し易い軽質及び通常燃料を使用したときには、燃焼室に吸入される燃料が過剰となって、排気エミッション特性の悪化（ＨＣやＣＯの排出量が増加）したり、燃費が悪化するという問題があった。
このような使用燃料の違いによる排気エミッション特性や燃費の悪化を防止するための技術として、燃料の性状をエンジンの挙動から推定（判定）して、その推定（判定）された燃料性状に応じて、冷機始動時や始動後の燃料噴射量を制御することが知られている。
この場合、図７に示される如くに、燃料の蒸発率は、壁面温度が上昇すると１００％に近くなり、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れにくくなるので、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れやすい冷機状態にあるときに燃料性状を判定するようにしている。
例えば、特許第３４９４５１６号公報等には、燃料の蒸発率の違いによるトルクの変化を冷機始動時の回転変化により検出して燃料性状を判定することが提案されている。しかし、かかるトルク変化に基づく燃料性状判定方式では、前回の運転終了時に吸気通路内に残留する燃料や、噴射弁のもれ燃料等に起因して、同一燃料を使用しても、始動時においては回転数（の変化率）等が異なってしまうので、燃料性状を精度良く判定することができなかった。
また、例えば、特開２００１−１９３５４４号公報には、始動後の加速時等における、燃料噴射量の変化に対する空燃比の応答性に基づいて、燃料性状を判定することが提案されている。しかしながら、空燃比の応答性を検出するためには、空燃比センサが活性していることが必要であり、始動後（クランキング開始後）、空燃比センサが活性化するまで（精度良く空燃比を検出できる温度レベルに達するまで）には、１０秒程度を要し、一方で、吸気ポートに設けられる噴射弁からの噴射燃料が付着する吸気弁及びその周辺部の温度は、始動後急速に（約５秒程度で）上昇するため、空燃比センサが活性状態となって燃料性状の判定が可能となる時期には、吸気弁や吸気ポートの温度が既に上昇しており、重質ガソリンでも燃料の蒸発が促進されるので、軽質ガソリンとの蒸発率の差が現れにくくなり、そのため、燃料性状を精度良く判定することができなかった。
また、図８に示される如くに、吸入空気の流速が高くなると、空気との衝突により燃料の蒸発が促進されるため、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が（空燃比変化等に）現れにくくなるが、特に、吸気ポートでは、吸入行程におけるピストンの下降動作により吸入空気の流速が急激に上昇するため、燃料性状による空燃比変化等が現れにくくなって、燃料性状の判定精度が低下する。
また、吸気ポートでは、空気の偏流が生じやすく局所的に流速が高くなったり、さらに運転状態によって空気の流れが変動するため、壁面付着燃料の蒸発率が変動することも燃料性状判定の精度を低下させる要因となっていた。
さらに、燃料性状の判定を始動後の加速時に行う場合、ドライバーの加速の仕方は一定ではないので、空燃比の変化にばらつきを生じ、これによっても、燃料性状を精度良く判定することができなかった。
本発明は、前記した如くの従来の問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、使用されている燃料の性状に応じて、始動時及び始動後の燃料噴射量等の制御を最適に行うことができ、もって、排気エミッション特性や燃費を向上させることができるようにされたエンジンの制御装置を提供することにある。
【発明の開示】
前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置は、基本的には、燃料を吸気通路における吸気ポート又は燃焼室内に噴射するようにされた主噴射弁と、燃料を前記吸気通路における前記吸気ポートより上流部分又は前記主噴射弁をバイパスするバイパス通路内に噴射するようにされた副噴射弁と、排気通路に設けられた空燃比検出手段と、前記主噴射弁及び前記副噴射弁による燃料噴射量等の制御を行う制御手段と、を有する。
そして、前記制御手段は、前記主噴射弁による燃料噴射を行っている際に、一時的に前記副噴射弁による燃料噴射を実行するとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて使用燃料の性状を判定する燃料性状判定手段を備えていることを特徴としている。
この場合、前記制御手段は、好ましくは、前記燃料性状判定手段により判定された燃料の性状に応じて、燃料噴射量、点火時期等の制御パラメータを変更するようにされる。
他の好ましい態様では、燃料を吸気通路における吸気ポート又は燃焼室内に噴射するようにされた主噴射弁と、燃料を前記吸気通路における前記吸気ポートより上流部分又は前記主噴射弁をバイパスするバイパス通路内に噴射するようにされた副噴射弁と、排気通路に設けられた空燃比検出手段と、前記主噴射弁及び前記副噴射弁による燃料噴射量等の制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記主噴射弁による燃料噴射を行っている際に、一時的に前記副噴射弁による燃料噴射を実行するとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて、始動時又は始動後の前記主噴射弁による燃料噴射量、始動後の点火時期、及び、加速時の前記主噴射弁による燃料噴射量のうちの少なくとも一つを変更するようにされる。
前記副噴射弁は、好ましくは、燃料噴射口の他に、燃料タンクからの燃料が導入される燃料導入口と、前記主噴射弁に燃料を導出するための燃料導出口と、を有し、前記主噴射弁には、燃料を前記副噴射弁の燃料導出口から燃料配管を介して導入するようにされる。
好ましい態様では、前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁から噴射された燃料が付着する内壁部分に凹凸が設けられる。
他の好ましい態様では、前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁の燃料噴射方向に位置する内壁部分に、該内壁部分から内方に所定の間隙をおいて板状部材が配在され、前記副噴射弁から噴射された燃料が前記板状部材の表面に付着するようにされる。。
この場合、好ましい態様では、前記内壁部分と前記板状部材との間に断熱部材が挟み込まれる。
他の好ましい態様では、前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁から噴射された燃料が付着する部分より上流に、吸入空気の流速を抑制する遮蔽部材が配在される。
他の別の好ましい態様では、前記吸気通路もしくはバイパス通路における前記副噴射弁から噴射された燃料が付着する壁面部分が、それより上流の壁面より窪ませられる。
また、前記副噴射弁から噴射される燃料の粒径を、前記主噴射弁から噴射される燃料の粒径より大きくすることが好ましい。
前記副噴射弁は、好ましくは、前記吸気通路におけるスロットル弁より下流において、前記スロットル弁の弁体の支軸に略平行に、吸気通路の中心軸線を含む平面と前記吸気通路内の壁面との交線近傍に向けて、燃料を噴射するようにされる。
他の好ましい態様では、前記副噴射弁は、前記スロットル弁の弁体に向けて燃料を噴射するようにされる。
前記制御手段は、好ましくは、前記副噴射弁による燃料噴射を行っているとき、又は、前記副噴射弁による燃料噴射を開始する直前に、前記主噴射弁による燃料噴射量を減少させるようにされる。
前記制御手段は、好ましくは、前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて、実空燃比が目標空燃比となるように前記主噴射弁による燃料噴射量のフィードバック制御を行うようにされる。
前記制御手段は、好ましくは、前記副噴射弁による予備燃料噴射を行った後、再び前記副噴射弁による燃料噴射を行うとともに、そのときの前記空燃比検出手段により検出された空燃比の応答性に基づいて、始動時又は始動後の前記主噴射弁による燃料噴射量、始動後の点火時期、及び、加速時の前記主噴射弁による燃料噴射量のうちの少なくとも一つを変更するようにされる。
このような構成とされた本発明に係るエンジンの制御装置によれば、温度が低く空気流速の低い吸気通路上流側部分に副噴射弁を設け、この副噴射弁で追加噴射を行ったときの空燃比変化（応答性）に基づいて燃料の性状を判定するようにされるので、エンジンの燃料性状を精度良く判定できる。
これにより、始動時及び始動後の燃料噴射量を燃料性状に応じた最適な噴射量とすることができ、その結果、排気エミッション特性や燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る制御装置の一実施形態をそれが適用されたエンジンと共に示す概略構成図。
図２は、本発明に係る制御装置の他の実施形態をそれが適用されたエンジンと共に示す概略構成図。
図３は、燃料性状判定方式の一例の説明に供されるタイムチャート。
図４は、従来の燃料性状判定方式との比較説明に供されるタイムチャート。
図５は、燃料性状判定方式の他の例の説明に供されるタイムチャート。
図６は、燃料性状判定方式の他の別の例の説明に供されるタイムチャート。
図７は、壁面温度と蒸発率の関係を示すグラフ。
図８は、空気流速と蒸発率の関係を示すグラフ。
図９は、始動時噴射量の補正についての説明に供されるタイムチャート。
図１０は、空燃比変化に対する始動時噴射量の説明に供される図。
図１１は、コントロールユニットの内部構成図。
図１２は、コントロールユニットが実行する燃料性状判定ルーチンの一例を示すフローチャート。
図１３は、コントロールユニットが実行する始動時噴射量補正ルーチンの一例を示すフローチャート
図１４は、副噴射弁から噴射された燃料が付着する壁面部分をその上流部分より窪ませた例を示す図。
図１５は、副噴射弁の配置例の説明に供される図。
図１６は、噴射燃料の粒径と蒸発率の関係を示すグラフ。
図１７は、燃料性状判定方式の他の例の説明に供されるタイムチャート。
図１８は、副噴射弁の他の配置例の説明に供される図。
図１９は、図１８のＡ方向から見た吸気通路の断面図。
図２０は、燃料性状判定の精度を向上させる手法の一例の説明に供される図。
図２１は、燃料性状判定の精度を向上させる手法の他の例の説明に供される図。
図２２は、燃料性状判定の精度を向上させる手法の他の別の例の説明に供される図。
図２３は、燃料性状判定の精度を向上させる手法のさらに別の例の説明に供される図。
図２４は、副噴射弁のさらに別の配置例の説明に供される図。
図２５は、副噴射弁の噴霧形状の例を示す図
図２６は、壁面温度による判定レベルの補正についての説明に供される図。
図２７は、副噴射弁の構成例を示す図
図２８は、燃料性状判定方式の他の別の例の説明に供されるタイムチャート。
図２９は、給油ハッチスイッチの構成例を示す図。
発明を行うための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、車載用多気筒（例えばＶ形６気筒）エンジン１は、シリンダ１Ａに例えば６つの気筒（＃１〜＃６）が設けられ、各気筒には、ピストン１８が摺動自在に嵌挿され、このピストン１８上方に、吸気弁１６及び排気弁９により開閉される燃焼室１ａが画成されている。燃焼室１ａには、点火プラグ２４が臨設されている。
外部の空気は、ピストン１８の下降動作により、吸気弁１６が開く吸入行程時に、エアクリーナ１２、サージタンク１３、インテークマニホールド（分岐吸気通路部）１４、及び吸気ポート１５等で構成される吸気通路１１を介して燃焼室に吸入される。吸気通路１１の上流側部分には、スロットル弁１７が設けられ、また、下流側部分には、燃料を吸気弁１６及び吸気ポート１５に向けて噴射する主噴射弁２０が設けられている。吸気通路１１における主噴射弁２０より上流側で、スロットル弁２１とサージタンク１３との間には、副噴射弁３０が設けられている。
吸入空気と主噴射弁２０（及び副噴射弁３０）から噴射された燃料との混合気は、吸気弁１６を介して燃焼室１ａに吸入され、そこで点火プラグ２４により点火せしめられて爆発燃焼せしめられ、燃焼廃ガス（排気ガス）は、排気弁９から排気浄化用触媒（図示せず）が設けられた排気通路２１を介して外部に排出される。
また、吸気通路２０におけるスロットル弁１７より上流には、エアーフローセンサ６１や吸気温センサ６２が設けられ、シリンダ１Ａには、エンジン温度に対応する冷却水温を検出するための水温センサ２６が設けられ、さらに、排気通路２１には、空燃比センサ２５が設けられている。
前記副噴射弁３０は、燃料噴射口３６（図２７参照）の他に、燃料が燃料タンク３１から燃料ポンプ３３により加圧されて燃料圧力レギュレータにより所定の圧力に調圧されてフィルタ３４を介して導入される燃料導入口３７（図２７参照）と、前記主噴射弁２０に燃料を導出するための燃料導出口３８（図２７参照）と、を有し、主噴射弁２０には、燃料が前記副噴射弁３０の燃料導出口から燃料配管３２を介して導入されるようになっている。
そして、本実施形態の制御装置１０においては、エンジン１１の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００が備えられている。コントロールユニット１００は、既知の構成もので、図１１に示される如くに、入力回路５１、Ａ／Ｄ変換器５２、ＣＰＵ５３、読出し用メモリ５４、書込み／読出し用メモリ５５、出力回路５６等を備えている。
コントロールユニット１００には、エアーフローセンサ６１、吸気温センサ６２、水温センサ２６、空燃比センサ２５等から得られる検出信号が供給され、コントロールユニット１００は、それらの信号に基づいて、主噴射弁２０及び副噴射弁３０による燃料噴射量の制御、点火時期の制御等を行う。
本実施形態では、コントロールユニット１００は、主噴射弁２０による燃料噴射を行っている際に、一時的に副噴射弁３０による燃料噴射（追加噴射）を実行するとともに、そのときの空燃比センサ２５により検出された空燃比の応答性に基づいて、使用燃料の性状を推定（判定）する。言い換えれば、副噴射弁３０で噴射した燃料の蒸発率に基づいて燃料性状の判定を行う。
かかる燃料性状の判定を行うにあたり、給油された後に副噴射弁３０内に残留燃料（前回給油された燃料）があると誤判定するので、給油後に残留燃料が速やかに排出されるように、副噴射弁３０としては、前記した如くに、燃料導入口と燃料導出口を有する構造のものが用いられ、また、副噴射弁３０は、主噴射弁２０に燃料を供給する燃料配管の途中に配置されている。
ここで、副噴射弁３０の構造例を図２７に示す。燃料噴射口３６の近くの燃料導入口３７から燃料を導入し、余剰燃料を燃料導出口３８から排出するボトムフィードタイプの噴射弁で、給油後に残留燃料（給油前の燃料）が噴射弁内に残りにくいため、燃料性状判定の精度を確保することができる。
また、本燃料性状判定は、給油が行われたときに実行することが望ましいので、例えば、図１に示される給油ハッチ６６の開口を検出する給油ハッチスイッチ６７や、図示されていないが燃料タンク３１内の燃料レベル（量）を検出する燃料レベルセンサを設け、それらから得られる信号に基づいて給油が行われたかどうかを判定し、給油が行われたときのみ、燃料性状判定を行うようにしても良い。
前記燃料性状判定を行うにあたり、副噴射弁３０から噴射された燃料は吸気通路１１の壁面に付着するが、吸気通路１１の上流側部分の壁面温度は、吸気弁１６や吸気ポート１５の壁面に比べて上昇しにくく、さらに吸入空気により冷却されるので、燃料の蒸発が抑制される。このため、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れやすく、副噴射弁３０による燃料噴射を行ったときの排気ガスの空燃比の応答性に基づいて燃料性状の判定を行うと、従来の主噴射弁２０の燃料噴射量変化時の空燃比応答性で判定するものに対して、燃料性状の判定精度を向上することができる。
また、壁面からの燃料蒸発率は、壁面温度に大きく依存するが、吸気通路１１の上流部は吸入空気により冷却され、またシリンダからの伝熱が少ないので、吸入空気量がある程度以上あれば壁面温度はほぼ吸入空気の温度に一致し、温度変動も少ない。よって、吸気通路１１の上流側部分の壁面からの蒸発率の差を空燃比変化（応答性）で検出することにより、従来の主噴射弁２０の噴射量変化時の空燃比応答性で判定するものに比して、負荷変化等の外乱に影響されにくくなり、燃料性状の判定精度を向上できる。
また、前記吸気温度センサ６２により副噴射弁３０からの噴射燃料が付着する部分の壁面温度を精度良く検出することができる。よって、蒸発率（空燃比応答性）により燃料性状を判定するときの判定しきい値を吸気温センサ６２により検出された温度を用いて補正することにより、燃料性状判定の精度を向上することができる。
さらに、副噴射弁３０の噴射燃料が付着する吸気通路１１上流側部分の壁面は、燃焼室１ａから離れており、また、サージタンク１３の容量が大きいので吸気通路１１内の圧力変化も少なくなり、吸気ポート１５部分に比べ最大流速が低くなる。したがって、前述した空気流速と蒸発率の関係により重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れやすくなるため副噴射弁で追加噴射を行うことで燃料性状の判定精度が、主噴射弁２０の噴射量変化時の空燃比応答性で判定する場合に対し向上する。
ここで、図８に示される空気流速と蒸発率の関係から、空気流速が高過ぎると判定精度が低下するが、逆に空気流速があまりに小さいと軽質ガソリンでも蒸発率が低下し判定精度が低下する場合がある。吸気通路１１の上流側部分の壁面は、吸気ポート１５に対して空気流速が抑制され、かつ適度の空気流速があるので燃料性状判定を行うのに適している。また、副噴射弁３０からの噴射燃料は走行中に空気流により蒸発し燃焼室１ａに吸入されて燃焼せしめられるので、吸気通路１１内に残留する燃料が減少し、大気中に放出される燃料をほとんど無くすことができる。
さらに、吸気ポート１５近くでは通路が曲っており、また、吸気弁１６のシャフト部分が配在されているため、空気の流れが不均一となるのに対し、吸気通路１１の上流側部分では、壁面に対し空気の流れが均一となるので、吸気ポート１５に比べ燃料の蒸発状態が安定し、燃料性状の判定精度を向上することができる。
また、図１に示される如くに、副噴射弁３０から噴射された燃料が付着する壁面より上流に遮蔽部材６５を設けることで、壁面の空気流速をさらに低下させて燃料の蒸発を抑制し、燃料性状判定に最適な空気流速となるようにして、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差がより大きくなるようにし、判定精度をさらに向上することもできる。
また、壁面の燃料付着面積が変動すると燃料の蒸発量が変化して燃料性状判定の精度が低下するので、壁面の燃料付着面積が一定であることが望ましいが、従来の主噴射弁２０で吸気ポート１５に燃料を噴射したときの空燃比応答性で燃料性状判定を行う場合は、吸気ポート１５の空気流速が高く噴霧が気流により偏向され、燃料の付着面積が変動して判定精度が十分に得られなかった。これに対し、副噴射弁３０で吸気通路１１上流側部分の壁面に噴射して燃料性状判定を行うようにされた本実施形態の構成では、吸気通路１１の上流側部分の空気流速が低いため噴霧が偏向されにくく燃料の付着面積の変動が少ないので、燃料性状判定を精度良く行うことができる。
さらに、従来の主噴射弁２０の噴射量変化時の空燃比応答性で判定するものでは、噴射量がエンジンの要求トルク等の運転状態により変動するが、噴射量が多いときは一旦壁面に付着した燃料が周囲に流出することにより付着面積が変動して燃料性状判定の精度が低下する。これに対し、本実施形態の構成では、副噴射弁３０による追加噴射量は運転状態によらず燃料性状判定に適した噴射量に設定できるので燃料性状判定の精度を向上できる。例としては、燃料性状による蒸発量の差を検出可能な噴射量で、かつ、噴射量が多過ぎず付着面積が一定となる噴射量で、さらに排気エミッション特性への影響が最小限となるような噴射量に設定することができる。
さらに、副噴射弁３０による噴射燃料の壁面の付着面積が広いほうが燃料性状の違いによるの蒸発量の差が現れやすくなるので、図１に示される如くに、副噴射弁３０の噴霧角θ１を主噴射弁２０の噴霧角θ１に対して大きくするように構成しても良い。
また、副噴射弁３０の噴霧形状については、図２５に示される如くに、吸気通路１１の壁面に対し１方向の噴霧（１ストリーム）で噴射しても、壁面に対し２方向の噴霧（２ストリーム）で噴射してもよい。ここで塗りつぶした部分が壁面の燃料付着部分を示す。
燃料性状判定の手法としては、図３に示される如くに、運転状態の変動の少ないアイドリング時や定速走行時に、主噴射弁２０のみによる燃料噴射中に、判定のため副噴射弁３０により所定時間追加噴射を行う。判定を行わないときは副噴射弁３０による燃料噴射は禁止する。軽質ガソリンでは、蒸発率が高いため副噴射弁３０により追加噴射した燃料は急速に壁面から蒸発して燃焼室１ａに流入し、検出空燃比はリッチ側にずれる。これに対し、重質ガソリンでは蒸発率が低いため副噴射弁３０により追加噴射した燃料は少しずつ蒸発して燃焼室１ａに流入するので軽質ガソリンに対し、検出空燃比がリッチ側にずれるのが遅れ、また、最大リッチずれ量も小さくなる。したがって、空燃比センサ２５により副噴射弁３０の追加噴射を実行してから所定のディレイ時間後に追加噴射前の空燃比に対するリッチずれ量を求め、判定しきい値ＳＬ１と比較することにより、燃料性状を判定することができる。
ここで、前述したように給油後に副噴射弁３０内に給油前からの残留燃料があると、誤判定する場合があるので、副噴射弁３０は、燃料性状判定のための燃料噴射を行う前に破線で示される如くのプレ噴射を行い、副噴射弁３０内の残留燃料を排出するようにしても良い。
また、副噴射弁３０の追加噴射で燃料増量したときに未燃ガスが排出されないように、図２８に示される如くに、副噴射弁３０で追加噴射を行う直前に、主噴射弁２０からの燃料噴射量を減少させることにより、排気ガスを酸素過剰状態として触媒内に酸素を吸蔵させるようにし、副噴射弁３０の追加噴射で排気ガスが酸素不足となったときでも、吸着された酸素により未燃ガスが触媒上で浄化されるようにしてもよい。
図４は、燃料性状判定のための燃料増量を副噴射弁３０で行った場合と主噴射弁２０で行った場合の空燃比の変化と排気ガスのＨＣ濃度を比較したものである。
主噴射弁２０で燃料増量する場合では、吸気弁１６、吸気ポート１５の温度及び空気流速が高いために付着燃料は直ちに蒸発し、燃焼室１ａに流入するので空燃比のリッチずれ量も大きくなり、ＨＣ排出量が増加する。これに対し、本実施形態の副噴射弁３０で燃料増量するものでは、吸気通路１１の上流側部分の壁面温度が低いため燃料は徐々に蒸発することから、空燃比のリッチずれ量も小さくなり、主噴射弁２０で燃料増量する場合に比べてＨＣ排出量が減少する。
したがって、副噴射弁３０で追加噴射（燃料増量）を行うことにより、従来の主噴射弁２０で燃料増量を行うものに対し、燃料性状判定時の追加噴射による排気ガス中のＨＣ、ＣＯの増加を抑制できる。
また、図１に示される如くに、遮蔽部材６５を設けて燃料の蒸発を抑制する構成の他に、図１４に示される如くに、副噴射弁３０から噴射された燃料（噴霧）が付着する壁面部分６８を、吸気通路１１における前記壁面部分６８をその上流部分より窪ませて、燃料が付着する壁面の空気流速を低くすることにより、燃料の蒸発を抑制し、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が大きくなるようにして判定精度を向上することもできる。
次に、副噴射弁の粒径と蒸発率の関係を図１６を参照しながら説明する。粒径が大きくなると、付着燃料の液膜厚さが厚くなって付着燃料と空気との接触比率が減少するため、蒸発率が低下する。重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差は粒径が大きいほど現れやすいという発明者らの実験結果から、主噴射弁２０から噴射される燃料の流刑に対し、副噴射弁３０から噴射される燃料の粒径を大きくすることで、燃料性状判定の精度を向上することもできる。
図４は、主噴射弁２０で燃料増量する場合と副噴射弁３０で燃料増量する場合の空燃比の変化と排気ガスのＨＣ濃度（排出量）で比較して示す。燃料の増量は同一として主噴射弁２０で燃料増量した場合では、燃料が付着する吸気弁１６、吸気ポート１５の温度が高いこと及び、空気流速が高いことから増量した燃料が直ちに蒸発して燃焼室１ａに吸入され、空燃比が急激にリッチ側にずれ、最大リッチずれ量も大きくなる。これにより、排気ガス中のＨＣ濃度も大きく増加してしまう。
これに対し、副噴射弁３０で燃料増量した場合では、燃料が付着する吸気通路１１の上流側部分の壁面の温度が低いこと及び空気流速が低いことから増量した燃料が徐々に燃焼室１ａに流入し、空燃比の最大リッチずれ量も小さくなる。これにより、主噴射弁２０で燃料増量した場合に比べ排気ガス中のＨＣ濃度の増加を抑制できる。
次に、燃料性状判定時の燃料増量による排気ガス（エミッション特性）への跳ねかえりをさらに抑制するための手法を図５を参照しながら説明する。
一般に、車載用エンジン１においては、排気ガス浄化のため、空燃比センサ２５により検出された空燃比に基づいて、実空燃比が目標空燃比（例えば理論空燃比）となるように、主噴射弁２０による空燃比（燃料噴射量）のフィードバック制御を行うようにされている。
本実施形態では、燃料性状判定のための副噴射弁３０による燃料増量を前記フィードバック制御を行っているときに行うようにする。これにより、副噴射弁３０で燃料増量（追加噴射）を行ったときに、空燃比フィードバック制御により主噴射弁２０の噴射量が減量補正されて、空燃比のリッチ側へのずれ量が減少するので、判定による排気ガス中のＨＣ、ＣＯ濃度の増加を抑えることができる。
このときの燃料性状の判定は、空燃比でなく、空燃比のフィードバック補正量に基づいて行う。すなわち、軽質ガソリンでは燃料増量分が直ちに蒸発して燃焼室１ａに流入するので空燃比フィードバック補正量（係数）の変化量Δαが大きくなる。重質ガソリンでは燃料増量分が徐々に蒸発して燃焼室１ａに流入するので空燃比フィードバック係数の変化量Δαが小さくなる。よって、Δαとしきい値ＳＬ２の比較により燃料性状を判定することができる。
すなわち、副噴射弁３０で追加噴射を行うときに、主噴射弁２０による噴射量を減量することで、燃料性状判定時の増量よる空燃比ずれを抑制し、排気ガス中のＨＣ，ＣＯの増加を抑えることができる。
ここで、副噴射弁３０による追加噴射量は、コントロールユニット１００によりきめ細かく制御することが可能なので、燃料性状の判定精度を確保でき、かつ追加噴射（燃料増量）による排気ガス中の未燃ガス（ＨＣ）の増加を最小限に抑えるように噴射量を設定することができる。
また、前述したように、副噴射弁３０の噴霧が付着する壁面は吸気通路の上流部なので壁面温度が低く、吸気ポートに比べ燃料の蒸発が緩やかに進むため、追加噴射による空燃比の変動を空燃比フィードバック制御により容易に吸収できることから、排気ガスへの跳ねかえりを少なくできるという利点も得られる。
他に、図６に示される如くに、副噴射弁３０で追加噴射を行う場合には、空燃比フィードバック制御を停止して、主噴射弁２０の噴射量を所定量、所定時間だけ減量するようにしてもよい。
この場合は、使用頻度の高い軽質ガソリンで副噴射弁３０の増量と主噴射弁２０の減量が相殺されるようにしておけば、重質ガソリンで蒸発速度が遅くなったときに空燃比に変化が現れるので、空燃比変化量と所定のしきい値を比較することで燃料性状を判定することができる。
上記実施形態では、重質ガソリン使用時に空燃比に変化が発生するが、追加噴射による排気ガスへの跳ねかえりをさらに減少させるため、図１７に示される如くに、副噴射弁３０で追加噴射を行うときに主噴射弁２０の噴射量を減量するとともに、主噴射弁２０の空燃比フィードバック制御を継続するようにしても良い。この場合は、副噴射弁３０の追加噴射を行ったときに、副噴射弁３０から噴射されて燃焼室１ａに吸入される燃料量は軽質ガソリンでは速やかに蒸発して燃焼室１ａに吸入されるが、軽質ガソリン使用時には、副噴射弁３０による増量分による空燃比変化を相殺するように予め設定されたパターンで主噴射弁２０の噴射量を減量補正する。
このようにすると、軽質ガソリンが使用されたときには空燃比の変動はほとんど生じず、一方重質ガソリンが使用されたときに副噴射弁３０からの噴射燃料の蒸発が遅いため、燃焼室１ａに吸入される燃料量の増加には遅れを生ずるので、主噴射弁２０の噴射量を減量したときに空燃比がリーン側にずれる。このとき、空燃比フィードバック制御により燃料を増量補正することにより、重質ガソリン使用時においても空燃比の変動を生じることないので判定時の排気ガスへの跳ねかえりを防止できる。
本実施形態では、空燃比フィードバック制御中に判定を行うことから、空燃比フィードバック補正量（係数）の変化により燃料性状の判定を行う。副噴射弁３０で追加噴射を行う直前と追加噴射開始後所定の時間ディレイ後の空燃比フィードバック係数の変化量Δαを所定のしきい値ＳＬ３と比較し、ＳＬ３より小さければ軽質ガソリン、ＳＬ３を超えていれば重質ガソリンと判定する。
なお、前述した図３、図５では、燃料が重質であれば空燃比又は空燃比フィードバック係数の変化は少ないが、本例では燃料が重質になるにしたがって空燃比フィードバック係数の変化が大きくなる。
次に、図１５を参照しながら、副噴射弁３０の取り付け位置の例について説明する。吸気通路１１における主噴射弁２０より上流で壁面温度が比較的低い位置に副噴射弁３０を配置する。前述した図１に示される実施形態では、サージタンク１３とスロットル弁１７との間の部位に配置して通路壁面に向けて噴射する構成（配置Ａ）としたが、スロットル弁１７から近い位置の壁面ではスロットル弁１７の絞りにより空気の流速が上昇しているので燃料の蒸発が促進され重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れにくくなる場合があるので、副噴射弁３０をスロットル弁１７から離れた位置に配置してもよい（配置Ａ２）。
他の配置として、吸入空気と燃料の混合を促進するため、スロットル弁１７の上流に配置して壁面に向けて噴射するようにしても良い（配置Ｂ）。ここで、スロットル弁１７の上流ではスロットル弁１７の下流に比べ吸気通路の圧力が高いため、燃料の蒸発を抑制でき、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れやすく、燃料性状の判定精度を向上できるという利点もある。また、スロットル弁１７より上流で燃焼室１ａから離れた位置、例えばエアクリーナ１２の近く等では、燃焼室１ａ等からの受熱が少なく壁面温度が低いことから燃料の蒸発が抑制され、重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れやすくなる。
また、Ｖ型エンジンでは、サージタンク１３の片方のバンクの集合部上流（配置Ｃ１）に副噴射弁３０を配置して壁面に向けて噴射するようにしても良い。この構成では、図のようにバンク別に空燃比を検出できるように、空燃比センサ２５が左右バンク毎にに設けることが望ましい。この構成では、燃料性状判定のための追加噴射を副噴射弁３０が設けられる側のバンクのみに行うので、両バンクに追加噴射を行う場合に比べて追加噴射量を少なくすることができ、未燃ＨＣ，ＣＯの増加を抑制することができる。
このとき、前述した例と同様に、副噴射弁３０で追加噴射実行時に、副噴射弁３０が設けられるバンク側の主噴射弁２０の噴射量を減量するようにして追加噴射によるＨＣ，ＣＯの増加を抑制するようにしても良い。
また、副噴射弁３０を配置Ｃ２のように配置して上流の壁面に向けて噴射するようにしてもよい。副噴射弁３０からの噴射燃料の一部は通路壁面に付着せずに直接燃焼室１ａに吸入されるが、このとき、吸入空気と燃料の混合が悪いと燃焼が悪化しＨＣ，ＣＯ等の排出量が増加するので、この構成では副噴射弁３０（の燃料噴射方向）を上流側に向けることで、空気との混合を改善することができる。
さらに、副噴射弁３０を配置Ｃ３のように吸気通路１１の曲げ部の内側壁面に向けて燃料を噴射するように配置してもよい。吸気通路１１の曲げ部の内側壁面では、矢印で示される如くに、曲げ部の外側壁面に対し空気の流速が減少することで付着した燃料の気化が抑制されるので、前述した空気流速と蒸発率の関係から重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が現れやすくなって燃料性状の判定精度を向上できる。
また、副噴射弁３０からの噴射燃料が付着する壁面の温度は低いほど燃料の蒸発が抑制されて燃料性状判定の精度が向上するので、配置Ｃ４のように空気流が集中して壁面温度が低くなる吸気通路の曲げ部の外側壁面に向けて燃料を噴射するように配置してもよい。
図２は、本発明に係るエンジンの制御装置の他の実施形態におけるエンジン部分を示す概略構成図である。本実施形態では、副噴射弁３０を、吸気通路１１におけるスロットル弁１７をバイパスするバイパス通路１９に設けている。バイパス通路１９には、そこを流れる空気量を制御する空気制御弁１９ａ（ＩＳＣバルブで可）が設けられており、空気制御弁１９ａの開度とスロットル弁１７の開度を調節することにより、副噴射弁３０から噴射された燃料が付着するバイパス通路１９の空気流速を調整でき、前述した空気流速と蒸発率の関係から重質ガソリンと軽質ガソリンの蒸発率の差が最も現れやすい空気流速に設定できるので燃料性状の判定精度を向上することができる。ここで、バイパス通路１９はサージタンク１３の上流に接続する構成の他に、下流で分岐するように構成し、分岐したバイパス通路を各気筒のインテークマニホールド１４に接続するようにしても良い。
また、冷機時の燃焼改善を目的として、副噴射弁と副噴射弁の下流に電気ヒータを設け、冷機時に副噴射弁の噴射燃料をヒータで強制気化して燃焼室に供給するものが一般に知られているが、このような構成では、電気ヒータへの通電が停止中で壁面温度が低いときに副噴射弁で追加噴射を行うようにすれば、前記した燃料性状判定をそのまま適用することができる。
さらに、バイパス通路１９内の空気流速を抑制して燃料性状判定の精度を向上させるため、スロットル弁１７をバイパスさせる構成（図２）の他に、図２１に示される如くに、スロットル弁１７の下流からバイパス通路１９が分岐するように構成しても良い。ここで、スロットル弁１７を通過した空気がバイパス通路に適当な量流入するようにガイド６９を設けるとよい。バイパス通路１９内に副噴射弁３０を設ける点は図２と同様である。
また、図１８に示される如くに、吸気通路１１（スロットルボディ２３）の左方から空気が流入しスロットル弁１７が反時計回りに回転する場合には、下側のスロットル開口部に空気流が集中する。よって、矢印のように上側の壁面では下側の壁面に比べ空気流速が低いので、上側の壁面に燃料噴霧が付着するように、副噴射弁３０を図のように下側に配置するようにすれば（配置Ｄ１）、前述した空気流速と蒸発率の関係から下側の壁面に向けて燃料を噴射する場合に比べて燃料性状判定の精度を向上させることができる。
また、図１８において、副噴射弁３０を配置Ｄ２のようにに配置してもよい。すなわち、吸気通路１１（スロットルボディ２３）におけるスロットル弁１７より下流において、スロットル弁１７の弁体の支軸１７ａに略平行に、吸気通路１１（２３）の中心軸線Ｏを含む平面と前記吸気通路１１（２３）内の壁面との交線周辺部に向けて、燃料を噴射するように配置してもよい。
図１９は、吸気通路２３をスロットル弁１７の下流から見た図である。配置Ｄ１では、副噴射弁３０は吸気通路２３の上方壁面に噴霧が付着するよう噴射するのに対し、配置Ｄ２では、副噴射弁３０はスロットル弁１７の支軸１７ａにほぼ平行に配置され、副噴射弁３０からの燃料噴霧は、スロットル弁１７の開口部から離れた位置に付着するが、この位置では、開口部付近に比べ空気流速が低下するので、前述した空気流速と蒸発率の関係から開口部に近い位置の壁面に噴射する場合に比べて燃料性状判定の精度を向上させることができる。
また、図１８において、副噴射弁３０の噴霧が付着する壁面の上流位置に遮蔽板６５を設け、壁面の空気流速を減少させるようにしてもよい。このとき、空気流速の低下により燃料が付着する壁面の温度が上昇すると、蒸発率が上昇し燃料性状判定の精度が低下することが考えられるので、図２０に示される如くに、遮蔽板６５に切り欠きを設けて空気が切り欠きから流入するようにして壁面を冷却するようにしても良い。
さらに、図１８において、スロットル弁１７、副噴射弁３０、及び（遮蔽板６５付き）通路部分は、一体のスロットルボディ２３として構成しても良い。符号２４は、スロットルボディと吸気通路の間の接合用フランジである。
また、スロットルボディとは別に、副噴射弁３０と（遮蔽板６５付き）通路部分とから成る副噴射弁モジュールとして構成してもよい。この場合は、スロットルボディと噴射弁モジュールの間に接合用フランジ（破線部）が設けられる。
ここで、副噴射弁３０からの燃料噴霧が付着する部位の壁面は平坦面でも良いが、図２２に示される如くに、前記燃料噴霧が付着する部位の壁面２７に凹凸を設けると、空気流が燃料に接触しにくくなるので燃料の蒸発が抑制されて、前述した空気流速と蒸発率の関係から燃料性状判定の精度を向上させることができる。
また、図２３に示される如くに、前記吸気通路１１における副噴射弁３０の燃料噴射方向に位置する内壁部分に、該内壁部分から内方に所定の間隙をおいて板状部材２８を配置し、副噴射弁３０から噴射された燃料が前記板状部材２８の表面に付着するようにしてもよい。なお、符号２９は板状部材２８の支持部である。この構成では、燃料が付着する板状部材２８が吸気通路１１の壁面から断熱され、さらに空気流により冷却されるので、燃料の蒸発がより抑制され、前述した壁面温度と蒸発率の関係から燃料性状判定の精度を向上させることができる。なお、前記内壁部分と前記板状部材２８との間に断熱部材を挟み込むようにしてもよい。
また、スロットル弁１７の表面は、空気流により冷却されてそ表面温度が低いことから、図２４に示される如くに、スロットル弁１７の表面に燃料を付着させるように副噴射弁３０を配置してもよい（配置Ｅ１又は配置Ｅ２）。これにより、壁面温度と蒸発率の関係から燃料性状判定の精度を向上させることができる。
ここで、配置Ｅ２では、空気流速の低いスロットル弁１７の裏面（空気の流れ方向に対し下流側面）に燃料を付着させることで、さらに燃料の蒸発を抑制し、燃料性状判定の精度を向上させることができる。
次に、燃料性状判定結果による始動時の燃料噴射量等の変更について、図９を参照しながら説明する。
図９は、冷機始動から始動後の主噴射弁２０の噴射量、及び点火時期を変更する例を示す。主噴射弁２０の噴射量は燃空比（噴射燃料量／空気量）で示したもので、一般には重質ガソリンでの冷機始動時にはガソリンの蒸発率が低く、始動から始動後では燃焼室１ａ内の気相燃料が不足するので、燃料噴射量を増量して燃焼性の悪化を防止している。しかし、軽質燃料では蒸発率が高いため重質ガソリンに合わせて設定した噴射量で噴射を行うとオーバーリッチとなりＨＣ、ＣＯ排出量が増加してしまう。
前述した燃料性状判定で重質と判定したときには、始動時及び始動後の噴射量を多くし、軽質と判定したときには、始動時及び始動後の噴射量を少なくする。これにより、蒸発し易い軽質ガソリンで空燃比がオーバーリッチ化することがなく、これによるＨＣ、ＣＯ排出量の増加を抑えることができる。
また、一般に冷機始動後のアイドル時では、触媒の昇温を促進するため点火時期を通常点火時期に対し遅らせて（リタードさせて）いる。ここで、重質ガソリン使用時は燃焼室１ａ内の気相燃料が不足し、このとき点火時期を遅らせると、燃焼が急激に悪化するので従来は重質ガソリンに合わせて点火時期のリタード量を少なく設定していた。このため、軽質ガソリン使用時でも点火時期のリタード量が制限され触媒の昇温が不足となりＨＣ，ＮＯｘの排出量が増加してしまう場合があった。これに対し、本例では、図のように前述の燃料性状判定結果により燃料の蒸発率の高い軽質ガソリンと判定したときは、始動後点火時期のリタード量を大きく設定し触媒の昇温を促進するとともに、燃料の蒸発率の低い重質ガソリンと判定したときは点火時期のリタード量を小さく設定して、燃焼性の悪化を抑えることができる。
さらに、本例の判定方式で算出する、空燃比の変化量ΔＡ／Ｆや空燃比のフィードバック補正量（係数）Δαは、燃料性状との相関が従来の主噴射弁で燃料増量を行うものに比べ高いので、図１０に示される如くに、始動時又は始動後の噴射量を、ΔＡ／Ｆや空燃比のフィードバック係数αの関数とすれば、常に燃料性状に応じた適切な噴射量とすることができ、始動時のＨＣ、ＣＯ排出量をさらに低減することが可能となる。
また、前述の燃料性状の判定結果により、始動時の噴射量のみでなく、加速時の燃料噴射量を変更するようにしても良い。この場合、重質ガソリンでは蒸発率が低く加速時において燃焼室に吸入される燃料量が不足するので、重質ガソリンと判定したときは噴射量を軽質ガソリンと判定したときより増量するようにする。
図１２は、コントロールユニット１００が実行する燃料性状判定ルーチンの一例を示す。本ルーチンは、電源投入時にスタートし、スタート後、まず、ステップ１０１において、空燃比センサ２５が活性しているかどうかを判定する。空燃比センサ２５が活性していれば、ステップ１０５で、給油されたか否かを判定する。燃料性状判定は給油されたことを検出して、給油を検出する毎にに判定を行うことが必要となる。
給油の検出は、前述したように給油ハッチの開口を検出するスイッチ（ハッチスイッチ）を設けるか、又は燃料タンクに燃料レベルセンサを設け、燃料レベルの変化で給油を検出する等の手法がある。
給油が検出されず燃料切り換わりでないときは以後の燃料性状判定は行わないようにする。
ステップ１０５で給油を検出した場合は、燃料性状の判定が終了したことを示すデータをリセット（判定未終了の状態と）する。
その後、ステップ１０７で給油後に所定時間以上走行したか否かを判断する。これは給油された後でも燃料タンク内に残留していた給油前の燃料と給油された燃料が混合するまでに多少の時間遅れがあり、燃料性状判定は燃料タンク内の燃料が混合された後に行う必要があるためである。ここで、燃料混合までの遅れを給油後の走行時間で判定する方法の他に、加減速により混合が促進されることを考慮して給油後の加減速回数などにより判断しても良い。
ステップ１０７で給油後に所定時間以上走行したと判断された場合は、ステップ１１０で副噴射弁３０の燃料が付着する吸気通路壁面の温度が判定に適した低い温度状態であるか否かを判断する。例としては、エンジン温度、吸気温度が所定値より低い、始動後所定時間以内であること等である。ここで、前回の運転で暖機されており、その後間もなく再始動した場合は壁面温度が高くなっている場合があるので、例えば前回エンジン停止時のエンジン冷却水温度と今回始動時のエンジン冷却水温度の差が小さいときは、再始動と判定してその後エンジン停止となるまで判定を行わないか、又は始動後所定時間は判定を行わないようにしてもよい。
この他に、エンジン温度が上昇していても、吸入空気により吸気通路が冷却され壁面温度が下がっている状態では判定可能となるので吸入空気量が所定値以上の状態が所定時間以上継続しているとき等を壁面温度が低いと判断する。
また、高速、高負荷走行後ではエンジン温度が上昇し、エンジンルーム温度も上昇するので高速、高負荷走行後では壁面温度が高いと判定する。
ステップ１１０で壁面温度が低いと判断された場合は、ステップ１２０で、判定精度を向上させるため、運転状態の変化が少ない定常状態であるか否かを判断する。例としてはアイドリング時や定速走行などが挙げられる。
また、判定による排気ガスの悪化を防止するため、前述したように空燃比フィードバック制御中に判定を行う場合には、空燃比フィードバック制御中であるか否かを判断する。
上記成立時はステップ１３０で、空燃比フィードバック制御停止中に判定するものであれば、判定前の初期値として検出空燃比Ａ／ＦをメモリＡＦ１に読み込む。又は、空燃比フィードバック制御中に判定するものであれば空燃比フィードバック係数αをメモリα１に読み込むようにする。
ここで、前述したように、ステップ１２０が成立後は副噴射弁３０内の残留燃料を排出するためのプレ噴射を行うようにしてもよく、この場合はプレ噴射を実行してからプレ噴射による空燃比変動が無くなってから検出空燃比（又は空燃比フィードバック係数）をメモリα１に読み込むようにする。
その後、ステップ１４０で副噴射弁３０による追加噴射を開始する。副噴射弁３０による追加噴射は所定量で所定時間継続しその後は停止する（一時的に噴射）。ここで、副噴射弁３０による追加噴射のパターンは、コントロールユニット１００で自由に設定できるので、追加噴射をステップ的に増量するものの他、排気エミッション特性の悪化を防止するため、時間の経過に対し徐々に増加させるようにしても良い。
次に、図６、図１７に示される例では、追加噴射による排気ガス（エミッション特性）への跳ねかえりを防止するため、ステップ１４５で副噴射弁３０で追加噴射開始後に主噴射弁２０による燃料噴射量を予め設定されたパターンで減量補正する。
副噴射弁３０による追加噴射を開始してから検出空燃比が変化するまでには、時間遅れがあるので、ステップ１５０では副噴射弁３０による追加噴射を開始してから所定の時間が経過したか否かを判断する。
前記所定時間が経過した場合、ステップ１６０で検出空燃比Ａ／ＦをメモリＡＦ２に読み込むか又は空燃比フィードバック係数αをメモリα２に読み込む。
上記読み込み後、ステップ１７０で前述したＡ／Ｆ又はαの変化分を求めるため、Ａ／Ｆ又はαの初期値と追加噴射後のＡ／Ｆ又はαとの差ΔＡ／Ｆ（Δα）を下記の式（１）で算出する。
ΔＡ／Ｆ＝ＡＦ１−ＡＦ２  （Δα＝α１−α２）………（１）
ステップ１８０では、ステップ１７０で算出されたΔＡ／Ｆ（Δα）をしきい値ＳＬと比較することにより、燃料性状を判定する。ここで、図３、図５の例では、ΔＡ／Ｆ（Δα）がしきい値ＳＬを超えていれば、ステップ１９０で軽質ガソリンと判定し、しきい値ＳＬを超えていなければ、ステップ２００で重質ガソリンと判定する。
図６、図１７の例では、ΔＡ／Ｆ（Δα）がしきい値ＳＬを超えていればステップ２００で重質ガソリンと判定し、しきい値ＳＬを超えていなければステップ１９０で軽質ガソリンと判定する。
なお、しきい値ＳＬはエンジン温度（冷却水温）や吸気温等の運転状態パラメータにより変更するようにしてもい。
例として、図３に示される例では、ΔＡ／Ｆと比較するしきい値ＳＬを壁面温度（吸気温センサ６２により検出される）に対し、図２６に示される如くに設定する。
ここで、図１２のステップ１９０及びステップ２００で燃料性状判定を行った後は、燃料燃料性状の判定結果と前述した燃料性状判定が終了したことを示すデータ及び必要に応じてΔＡ／Ｆ（Δα）の算出結果を、バックアップメモリ（ＲＡＭ）に記憶しておく。これらのデータはその後の始動時で燃料噴射量の補正に使用される。
次に、図１２に示されるフローチャートのステップ１０５で行われる、給油の検出について説明する。給油検出手段としては、給油ハッチの開口を検出するスイッチを設ける方法があるが、一般に給油はエンジン停止状態で行われ、エンジン停止状態では給油を判定するコントロールユニット１００の電源はＯＦＦ状態とされ、給油ハッチは給油後に閉じられるので、通常の開閉スイッチでは給油を検出できない場合がある。ここで、エンジンが停止されたかは判定可能なので、エンジン停止状態から始動されたときは、給油された可能性があるとして始動毎に燃料性状判定を行う方法もあるが、追加噴射（燃料増量）による排気ガスへの跳ね返りを最小限としたいので、燃料性状判定は給油毎に行うことが望ましい。エンジン停止状態に給油されたことを検出できるスイッチの例を図２９に示す。図において、ハッチスイッチ４０は、給油ハッチを開口するためのワイヤ３９に、レバー４１を介して導体で接続されている。ハッチスイッチ４０の電源端子４２は、電源リード部４４を介して導体で形成されるコンタクト部４８と電気的に接続されている。ハッチスイッチ４０の出力端子４３は、導体で形成されるシャフト４６に出力リード部４５を介して電気的に接続されている。
ハッチ閉鎖時に、レバー４１が実線の位置となり、かつ、シャフト４６が実線の位置にあるとき、シャフト４６は、コンタクト部４８に接していないので、出力端子の電圧はローレベルとなる。
ハッチが開口すると、レバー４１が破線の位置となり、このとき、シャフト４６が破線の位置に押し出され、コンタクト部４８に接触する。このとき、ハッチスイッチ４０の電源端子４２に通電されていれば、出力端子４３の電源リード部４４に接触するので出力端子４３の電圧がハイレベルとなりハッチの開口を検出できる。
ここで、エンジン停止中（コントロールユニット１００及びハッチスイッチ４０の電源ＯＦＦ状態）にハッチが開口され、その後ハッチが閉鎖されても、シャフト４６は、コンタクト部４８に接した状態で保持されるので、エンジン停止中の給油を、次回始動直前（コントロールユニット１００及びハッチスイッチ４０の電源ＯＮ状態）に検出できる。
シャフト４６はソレノイド４７で駆動することができ、給油を検出した後に、コントロールユニット１００がソレノイド４７に通電する。このとき、シャフト４６がコンタクト部４８から離れて出力端子４３の電圧がローレベルとなり、ハッチ閉鎖状態にリセットされるので、その後に給油された場合でも、給油ハッチの開口を検出することができる。
図１３は、燃料性状判定に基づく始動時燃料噴射量の補正ルーチンの一例をフローチャートで示す。
このルーチンでは、，ステップ３００で、燃料性状の判定結果による始動時の噴射量補正が必要な冷機状態であるか否かをエンジン温度等により判断する。
エンジン温度が高く始動時の燃料噴射量補正を行う必要の無い状態と判断されたときは、ステップ３３０で燃料噴射量の補正係数を０に設定する。
エンジン温度が低く始動時の噴射量補正が必要と判定されたときは、ステップ３１０で前述した燃料性状判定が終了したことを示すデータにより燃料性状判定が終了したかを判断する。ここで、バッテリが外された場合等で燃料性状の判定結果が失われたときは判定未終了の状態とする。また前述したように給油ハッチの開口や燃料レベルの変化等を検出して給油されたと判断されたときは、その後に燃料性状判定が行われない限りは判定未終了とする。判定未終了の場合は、重質ガソリンで始動時に燃料が不足となって燃焼悪化しないように、ステップ３５０で重質ガソリン用の噴射補正係数Ｋ２（増量大）を設定する。
燃料性状判定が終了しているときは、ステップ３２０で、判定結果を読みこむ。ここで、重質ガソリンと判定されている場合は、ステップ３５０で重質ガソリン用の噴射補正係数を設定する。軽質ガソリンと判定されている場合は、ステップ３４０で軽質ガソリン用の噴射補正係数Ｋ１（増量小）を設定する。
前記噴射補正係数Ｋ１、Ｋ２は、エンジン温度により蒸発率が変化することを考慮してエンジン温度の関数として設定する。
噴射補正係数設定後に、ステップ３６０で始動又は始動後の主噴射弁２０の燃料噴射量を算出する。この噴射量は、ベース噴射量に時間補正量と前述の噴射補正係数による燃料増量補正を掛けた値として算出される。なお、時間補正量はクランキング開始又は始動後の経過時間に応じた増量値である。
また、ステップ３２０、３４０、３５０では、噴射補正係数を燃料性状判定の結果により２段階に切り換えているが、図１２のステップ１７０で算出されたΔＡ／Ｆ（Δα）の算出値により図１０に示される噴射量の補正関数（テーブル）を用い噴射量を燃料性状に応じきめ細かく補正するようにしても良い。ここで、図３、図５に示される例では、燃料性状が重質になるにしたがってΔＡ／Ｆ（Δα）が小さくなるので、ΔＡ／Ｆ（Δα）が小さくなるにしたがって始動時噴射量を増量補正する。図６、図１７に示される例では、燃料性状が重質になるにしたがってΔＡ／Ｆ（Δα）が大きくなるので、ΔＡ／Ｆ（Δα）が大きくなるにしたがって始動時噴射量を増量補正する。
なお、以上に説明した例は、主噴射弁が吸気ポートに設けられるもの（ボート噴射式）であったが、主噴射弁が燃焼室１ａに設けられる筒内噴射式のエンジンにおいても、本発明は同様に適用できる。
筒内噴射式のエンジンにおいても、冷機時には噴射された燃料が燃焼室内に多く付着して燃焼室内の気相燃料が不足する。このため、冷機状態ではポート噴射式エンジンと同様に燃料噴射量の増量を行う。すなわち、重質ガソリンでは筒内の付着燃料が多いため増量を大きくする必要があり、軽質ガソリンでは増量を少なくする必要がある。燃料性状の判定が可能となれば、ポート噴射式エンジンと同様に軽質ガソリンでは重質ガソリンに対し増量を小さくでき、その分余剰燃料が減少してＨＣ排出量を少なくすることができる。
したがって、本発明は、筒内噴射式エンジンでもそのまま適用でき、副噴射弁を吸気通路上流に設け、この副噴射弁により追加噴射を行って、そのときの検出空燃比の応答性に基づいて燃料性状を判定可能である。
以上説明したように、本発明によれば、エンジンの燃料性状を精度良く判定できるので、始動時又は始動後の燃料噴射量を燃料性状に応じた最適な噴射量とすることができ、排気エミッション特性を向上（排気ガス中のＨＣやＣＯを低減）することができるとともに、燃費等を向上することができる。
【図１】
2006027853.tif 000002
【図２】
2006027853.tif 000003
【図３】
2006027853.tif 000004
【図４】
2006027853.tif 000005
【図５】
2006027853.tif 000006
【図６】
2006027853.tif 000007
【図７】
2006027853.tif 000008
【図８】
2006027853.tif 000009
【図９】
2006027853.tif 000010
【図１０】
2006027853.tif 000011
【図１１】
2006027853.tif 000012
【図１２】
2006027853.tif 000013
【図１３】
2006027853.tif 000014
【図１４】
2006027853.tif 000015
【図１５】
2006027853.tif 000016
【図１６】
2006027853.tif 000017
【図１７】
2006027853.tif 000018
【図１８】
2006027853.tif 000019
【図１９】
2006027853.tif 000020
【図２０】
2006027853.tif 000021
【図２１】
2006027853.tif 000022
【図２２】
2006027853.tif 000023
【図２３】
2006027853.tif 000024
【図２４】
2006027853.tif 000025
【図２５】
2006027853.tif 000026
【図２６】
2006027853.tif 000027
【図２７】
2006027853.tif 000028
【図２８】
2006027853.tif 000029
【図２９】
2006027853.tif 000030
【国際調査報告】
2006027853.tif 000031
2006027853.tif 000032
2006027853.tif 000033