内燃機関の制御装置
【課題】燃料中のベーパの発生を精度良く推定できるようにする。
【解決手段】エンジン１１に供給する燃料のアルコール濃度を検出する燃料性状センサ４１（静電容量式のアルコール濃度センサ）と、燃料の温度を検出する燃温センサ４２を設け、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）と燃温センサ４２で検出した燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する。これにより、燃料温度の影響を受けて燃料性状センサ４１の出力が変化するという事情があっても、燃料温度に左右されずに燃料のアルコール濃度を精度良く求めることができる。更に、燃料のアルコール濃度と燃料温度に応じて燃料の蒸気圧が変化して燃料中のベーパの発生状態が変化するという特性に着目して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定する。これにより、燃料中のベーパの発生の有無を精度良く推定できる。
【解決手段】エンジン１１に供給する燃料のアルコール濃度を検出する燃料性状センサ４１（静電容量式のアルコール濃度センサ）と、燃料の温度を検出する燃温センサ４２を設け、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）と燃温センサ４２で検出した燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する。これにより、燃料温度の影響を受けて燃料性状センサ４１の出力が変化するという事情があっても、燃料温度に左右されずに燃料のアルコール濃度を精度良く求めることができる。更に、燃料のアルコール濃度と燃料温度に応じて燃料の蒸気圧が変化して燃料中のベーパの発生状態が変化するという特性に着目して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定する。これにより、燃料中のベーパの発生の有無を精度良く推定できる。
【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の燃料で運転可能な内燃機関の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ2 排出量削減、石油代替燃料の活用等の社会的要請から、燃料として、ガソリン、アルコール及び両者の混合燃料をいずれも使用可能なエンジン（内燃機関）を搭載した自動車の需要が増加している。このような自動車では、燃料タンクに前回と異なるアルコール濃度の燃料が給油されると、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変化する。ガソリンとアルコールとでは理論空燃比が異なるため、燃料のアルコール濃度が変化すると、燃料の理論空燃比も変化することから、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量（実空燃比）を変化させる必要がある。
【０００３】
そこで、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出し、そのアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。アルコール濃度センサとしては、静電容量式のアルコール濃度センサや光学式のアルコール濃度センサが知られている。
【０００４】
特許文献１（特開平６−２２２０３２号公報）に記載されているように、静電容量式のアルコール濃度センサは、燃料のアルコール濃度に応じて燃料の比誘電率が変化して、燃料が通過する電極間の静電容量が変化することを利用して、電極間の静電容量を測定することでアルコール濃度を検出するようにしている。
【０００５】
しかし、図２に示すように、燃料のアルコール濃度が同じでも、燃料温度によって燃料の比誘電率が変化して電極間の静電容量が変化するため、静電容量式のアルコール濃度センサは、燃料温度の影響を受けて出力（アルコール濃度検出値）が変化してしまう。
【０００６】
この対策として、特許文献２（実開平５−７３５６８号公報）や特許文献３（特開平６−２６５５０８号公報）に記載されているように、静電容量式のアルコール濃度センサの出力（アルコール濃度検出値）を燃料温度に応じて補正するようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２２２０３２号公報
【特許文献２】実開平５−７３５６８号公報
【特許文献３】特開平６−２６５５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図３に示すように、アルコール燃料（アルコール１００％又はアルコールを含む混合燃料）は、ガソリンに比べて、蒸気圧が高くなって沸点が低くなる傾向があるため、アルコール燃料を使用した場合に、燃料中にベーパ（気泡）が発生し易くなる。このため、アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正しても、燃料中にベーパが発生すると、燃料噴射量の制御精度が低下する可能性がある。このようなベーパの発生による不具合に対処するためには、燃料中のベーパの発生を推定する必要があるが、従来の技術では、燃料中のベーパの発生を精度良く推定することができない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、燃料中のベーパの発生を精度良く推定することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、燃料性状の異なる複数種の燃料で運転可能な内燃機関の制御装置において、内燃機関に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサと、燃料の温度を判定する燃料温度判定手段と、燃料性状センサの出力と燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定するアルコール濃度判定手段と、アルコール濃度判定手段で判定した燃料のアルコール濃度と燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生状態を推定するベーパ推定手段とを備えた構成としたものである。
【００１１】
この構成では、燃料温度の影響を受けて燃料性状センサの出力が変化するという事情があっても、燃料性状センサの出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定することで、燃料温度に左右されずに燃料のアルコール濃度を精度良く判定することができる。更に、燃料のアルコール濃度と燃料温度に応じて燃料の蒸気圧が変化して燃料中のベーパの発生状態が変化するため、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生状態を推定することで、燃料中のベーパの発生状態を精度良く推定することができる。
【００１２】
この場合、請求項２のように、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定するようにしても良い。このようにすれば、燃料中のベーパの発生の有無を精度良く推定することができる。
【００１３】
或は、請求項３のように、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生量を推定するようにしても良い。このようにすれば、燃料のアルコール濃度や燃料温度に応じて変化する燃料中のベーパの発生量を精度良く推定することができる。
【００１４】
一般に、燃料中にベーパが発生すると、燃料噴射弁の噴射時間が同じでも実噴射量が減少して、燃料噴射量の制御精度が低下する可能性がある。そこで、請求項４のように、ベーパ推定手段の推定結果（燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量）に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量に応じて燃料噴射弁の実噴射量が変化するのに対応して、燃料噴射量を補正することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【００１５】
更に、請求項５のように、燃料を高圧にして吐出する高圧ポンプと、この高圧ポンプから供給される燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式の内燃機関の場合には、ベーパ推定手段の推定結果（燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量）に基づいて高圧ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を補正する燃圧補正手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量に応じて燃料噴射弁の実噴射量が変化するのに対応して、高圧ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を補正して燃料噴射量を補正することができると共に、燃料圧力の増加補正によりベーパの発生を抑制することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は燃料温度と燃料の比誘電率との関係を示す特性図である。
【図３】図３は燃料温度と燃料の飽和蒸気圧との関係を示す特性図である。
【図４】図４は実施例１のベーパ推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５はベーパ発生領域のマップの一例を概念的に示す図である。
【図６】図６は実施例２のベーパ推定及び燃料噴射量補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は実施例３における燃料供給システムの概略構成を示す図である。
【図８】図８は実施例３のベーパ推定及び燃料圧力補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明を吸気ポート噴射式エンジンに適用した実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２９が取り付けられている。また、クランク軸２７の外周側には、クランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２２】
エンジン１１は、燃料として、燃料性状の異なる複数種の燃料、例えば、ガソリン、エタノールやメタノール等のアルコール、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料をいずれも使用可能であり、運転者がこれらのガソリン、アルコール、アルコール混合燃料のいずれかを選択して燃料タンク３０内に給油するようになっている。燃料タンク３０内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ３１が設けられている。この燃料ポンプ３１から吐出される燃料は、燃料配管３２を通してデリバリパイプ３３に送られ、このデリバリパイプ３３から各気筒の燃料噴射弁２１に分配される。燃料配管３２のうちの燃料ポンプ３１付近には、燃料フィルタ３４とプレッシャレギュレータ３５が接続され、このプレッシャレギュレータ３５によって燃料ポンプ３１の吐出圧が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管３６により燃料タンク３０内に戻されるようになっている。
【００２３】
また、燃料タンク３０から燃料噴射弁２１までの燃料通路（燃料配管３２又はデリバリパイプ３３）の所定位置には、エンジン１１に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサ４１が取り付けられている。この燃料性状センサ４１は、静電容量式のアルコール濃度センサであり、燃料のアルコール濃度に応じて燃料の比誘電率が変化して、燃料が通過する電極間の静電容量が変化することを利用して、電極間の静電容量を測定することでアルコール濃度を検出する。尚、燃料性状センサ４１の取付場所は、燃料通路に限定されず、燃料タンク３０内であっても良い。更に、燃料性状センサ４１には、燃料の温度を検出する燃温センサ４２（燃料温度判定手段）が一体化されて設けられている。尚、燃温センサ４２は、燃料性状センサ４１と別体で設けるようにしても良い。
【００２４】
燃料タンク３０には、エバポ配管３７を介してキャニスタ３８が接続されている。このキャニスタ３８内には、エバポガス（燃料蒸発ガス）を吸着する活性炭等の吸着体（図示せず）が収容されている。キャニスタ３８とエンジン吸気系（例えばスロットルバルブ１６下流側の吸気管１２又はサージタンク１８又は吸気マニホールド２０）との間には、キャニスタ３８内の吸着体に吸着されているエバポガスをエンジン吸気系にパージ（放出）するためのパージ通路３９が設けられ、このパージ通路３９の途中に、エンジン運転状態に応じてパージ流量を調整するためのパージ制御弁４０が設けられている。
【００２５】
上述した各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４３に入力される。このＥＣＵ４３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２６】
その際、ＥＣＵ４３は、エンジン運転中に所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立したときに、排出ガスセンサ２４の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）に一致させるように空燃比フィードバック補正量を算出し、この空燃比フィードバック補正量を用いて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を実行する。
【００２７】
また、燃料のアルコール濃度（例えばエタノール濃度）が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があることを考慮して、ＥＣＵ４３は、燃料性状センサ４１で検出した燃料のアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する。
【００２８】
ここで、燃料性状センサ４１（静電容量式のアルコール濃度センサ）は、燃料が通過する電極間の静電容量を測定してアルコール濃度を検出する。しかし、図２に示すように、燃料のアルコール濃度が同じでも、燃料温度によって燃料の比誘電率が変化して電極間の静電容量が変化するため、燃料性状センサ４１は、燃料温度の影響を受けて出力（アルコール濃度検出値）が変化してしまう。この対策として、ＥＣＵ４３は、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を、燃温センサ４２で検出した燃料温度に応じて補正するようにしている。
【００２９】
ところで、図３に示すように、アルコール燃料（アルコール１００％又はアルコールを含む混合燃料）は、ガソリンに比べて、蒸気圧が高くなって沸点が低くなる傾向があるため、アルコール燃料を使用した場合に、燃料中にベーパ（気泡）が発生し易くなる。このため、燃料性状センサ４１で検出したアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正しても、燃料中にベーパが発生すると、燃料噴射量の制御精度が低下する可能性がある。このようなベーパの発生による不具合に対処するためには、燃料中のベーパの発生を推定する必要がある。
【００３０】
そこで、本実施例１では、ＥＣＵ４３により後述する図４のベーパ推定ルーチンを実行することで、燃料性状センサ４１の出力と燃温センサ４２で検出した燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定し、その判定した燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定する。
【００３１】
以下、ＥＣＵ４３が実行する図４のベーパ推定ルーチンの処理内容を説明する。
図４に示すベーパ推定ルーチンは、ＥＣＵ４３の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を読み込んだ後、ステップ１０２に進み、燃温センサ４２で検出した燃料温度を読み込む。
【００３２】
この後、ステップ１０３に進み、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する。この場合、例えば、燃料温度に応じた温度補正係数をマップ等により算出し、この温度補正係数を用いて燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を補正して、最終的なアルコール濃度を求める。或は、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とをパラメータとしてアルコール濃度を算出するマップ等を用いて最終的なアルコール濃度を求めるようにしても良い。このステップ１０３の処理が特許請求の範囲でいうアルコール濃度判定手段としての役割を果たす。
【００３３】
この後、ステップ１０４に進み、図５に示すベーパ発生領域のマップを参照して、燃料のアルコール濃度と燃料温度がベーパ発生領域であるか否かによって、燃料中のベーパの発生の有無を推定する。一般に、燃料のアルコール濃度が高くなるほど燃料の蒸気圧が高くなってベーパが発生する燃料温度が低くなるという特性があるため、図５のベーパ発生領域のマップは、燃料のアルコール濃度が高くなるほどベーパの発生有りと判定する燃料温度が低くなるようにベーパ発生領域が設定されている。この図５のベーパ発生領域のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ４３のＲＯＭに記憶されている。このステップ１０４の処理が特許請求の範囲でいうベーパ推定手段としての役割を果たす。
【００３４】
以上説明した本実施例１では、燃料温度の影響を受けて燃料性状センサ４１の出力が変化するという事情があっても、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定するようにしたので、燃料温度に左右されずに燃料のアルコール濃度を精度良く求めることができ、更に、燃料のアルコール濃度と燃料温度に応じて燃料の蒸気圧が変化して燃料中のベーパの発生状態が変化するという特性に着目して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定するようにしたので、燃料中のベーパの発生の有無を精度良く推定することができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図６を用いて本発明を吸気ポート噴射式エンジンに適用した実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００３６】
本実施例２では、ＥＣＵ４３により後述する図６のベーパ推定及び燃料噴射量補正ルーチンを実行することで、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を補正するようにしている。
【００３７】
図６に示すベーパ推定及び燃料噴射量補正ルーチンでは、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を読み込むと共に、燃温センサ４２で検出した燃料温度を読み込んだ後、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する（ステップ２０１〜２０３）。
【００３８】
この後、ステップ２０４に進み、ベーパ発生量のマップ（図示せず）を参照して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに応じたベーパ発生量を算出することで、燃料中のベーパ発生量を推定する。ベーパ発生量のマップは、例えば、前記図５のベーパ発生領域のマップにおいて、ベーパ発生領域では、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、また、燃料温度が高くなるほど、ベーパ発生量が多くなるように設定され、ベーパ発生領域以外の領域では、ベーパ発生量が０に設定されている。このベーパ発生量のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ４３のＲＯＭに記憶されている。
【００３９】
この後、ステップ２０５に進み、推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を補正する。この場合、例えば、ベーパ発生量に応じた増量補正係数をマップ等により算出し、この増量補正係数を用いて燃料噴射量（例えば、要求燃料噴射量、噴射時間、空燃比フィードバック補正量等のうちの少なくとも１つ）を増量方向に補正することで、ベーパ発生量に応じて燃料噴射量を増量補正する。尚、推定したベーパ発生量が０の場合には、燃料噴射量の補正を行わない。
【００４０】
以上説明した本実施例２では、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパ発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を補正するようにしたので、燃料中のベーパ発生量に応じて燃料噴射弁２１の実噴射量が変化するのに対応して、燃料噴射量を補正することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【００４１】
尚、上記実施例２では、推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を増量補正するようにしたが、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定し、ベーパの発生有りと推定したときに燃料噴射量（例えば、要求燃料噴射量、噴射時間、空燃比フィードバック補正量等のうちの少なくとも１つ）を所定量だけ増量方向に補正するようにして、ＥＣＵ４３の演算処理を簡略化するようにしても良い。
【実施例３】
【００４２】
次に、図７及び図８を用いて本発明を筒内噴射式エンジンに適用した実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００４３】
まず、図７に基づいて筒内噴射式エンジンの燃料供給システム全体の概略構成を説明する。
燃料ポンプ３１（低圧ポンプ）から吐出される燃料は、燃料配管３２を通して高圧ポンプ４４に供給される。高圧ポンプ４４は、円筒状のポンプ室４５内でピストン４６を往復運動させて燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン４６は、エンジンのカム軸４７に嵌着されたカム４８の回転運動によって駆動される。この高圧ポンプ４４の吸入口４９側には、燃圧制御弁５０が設けられている。この燃圧制御弁５０は、常開型の電磁弁であり、吸入口４９を開閉する弁体５１と、弁体５１を開弁方向に付勢するスプリング５２と、弁体５１を閉弁方向に電磁駆動するソレノイド５３とから構成されている。
【００４４】
高圧ポンプ４４の吸入行程（ピストン４６の下降時）においては、燃圧制御弁５０が開弁されてポンプ室４５内に燃料が吸入され、高圧ポンプ４４の吐出行程（ピストン４６の上昇時）においては、燃圧制御弁５０の閉弁期間（閉弁開始時期からピストン４６の上死点までの閉弁状態のクランク角区間）を制御することで、高圧ポンプ４４の吐出量を制御して燃料圧力（吐出圧力）を制御する。
【００４５】
つまり、燃料圧力を上昇させるときには、燃圧制御弁５０の閉弁開始時期（通電時期）を進角させることで、燃圧制御弁５０の閉弁期間を長くして高圧ポンプ４４の吐出量を増加させ、逆に、燃料圧力を低下させるときには、燃圧制御弁５０の閉弁開始時期（通電時期）を遅角させることで、燃圧制御弁５０の閉弁期間を短くして高圧ポンプ４４の吐出量を減少させる。
【００４６】
この高圧ポンプ４４の吐出口５４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁５５が設けられている。高圧ポンプ４４から吐出された燃料は、高圧燃料配管５６を通してデリバリパイプ５７に送られ、このデリバリパイプ５７からエンジンの各気筒の上部に取り付けられた筒内噴射用の燃料噴射弁５８に高圧の燃料が分配される。これらの各気筒の燃料噴射弁５８からそれぞれ筒内に燃料が直接噴射される。デリバリパイプ５７（又は高圧燃料配管５６）には、デリバリパイプ５７や高圧燃料配管５６等の高圧燃料系内の燃料圧力（高圧ポンプ４４から燃料噴射弁５８に供給される燃料圧力）を検出する燃圧センサ５９が設けられている。また、デリバリパイプ５７には、リリーフ弁６０が設けれ、このリリーフ弁６０の排出ポートがリリーフ配管６１を介して燃料タンク３０（又は低圧側の燃料配管３２）に接続されている。
【００４７】
ＥＣＵ４３は、図示しない燃圧制御ルーチンを実行することで、燃圧センサ５９で検出した高圧燃料系内の実燃料圧力を目標燃料圧力に一致させるように高圧ポンプ４４の吐出量（燃圧制御弁５０の通電時期）を制御する。
【００４８】
更に、本実施例３では、ＥＣＵ４３により後述する図８のベーパ推定及び燃料圧力補正ルーチンを実行することで、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて高圧ポンプ４４から燃料噴射弁５８に供給される燃料圧力を補正するようにしている。
【００４９】
図８に示すベーパ推定及び燃料圧力補正ルーチンでは、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を読み込むと共に、燃温センサ４２で検出した燃料温度を読み込んだ後、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する（ステップ３０１〜３０３）。
【００５０】
この後、ステップ３０４に進み、ベーパ発生量のマップ（図示せず）を参照して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに応じたベーパ発生量を算出することで、燃料中のベーパ発生量を推定する。
【００５１】
この後、ステップ３０５に進み、推定したベーパ発生量に応じて高圧ポンプ４４から燃料噴射弁５８に供給される燃料圧力を補正する。この場合、例えば、ベーパ発生量に応じた増加補正係数をマップ等により算出し、この増加補正係数を用いて燃料圧力（例えば、目標燃料圧力、高圧ポンプ４４の吐出量、燃圧制御弁５０の通電時期等のうちの少なくも１つ）を増加方向に補正することで、ベーパ発生量に応じて燃料圧力を増加補正する。尚、推定したベーパ発生量が０の場合には、燃料圧力の補正を行わない。
【００５２】
以上説明した本実施例３では、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパ発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力を増加補正するようにしたので、燃料中のベーパ発生量に応じて燃料噴射弁５８の実噴射量が変化するのに対応して、燃料圧力を補正して燃料噴射量を補正することができると共に、燃料圧力の増加補正によりベーパの発生を抑制することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【００５３】
尚、上記実施例３では、推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力を増加補正するようにしたが、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定し、ベーパの発生有りと推定したときに燃料圧力（例えば、目標燃料圧力、高圧ポンプ４４の吐出量、燃圧制御弁５０の通電時期等のうちの少なくも１つ）を所定値だけ増加方向に補正するようにして、ＥＣＵ４３の演算処理を簡略化するようにしても良い。
【００５４】
また、筒内噴射式エンジンにおいて、推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料噴射量のみを補正する）ようにしても良い。或は、ベーパの発生有りと推定したときに燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料噴射量のみを補正する）ようにしても良い。
【００５５】
また、吸気ポート噴射式エンジンにおいて、燃料圧力を制御可能な場合には、推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料圧力のみを補正する）ようにしても良い。或は、ベーパの発生有りと推定したときに燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料圧力のみを補正する）ようにしても良い。
【００５６】
また、上記各実施例１〜３では、燃温センサ４２で燃料温度を検出するようにしたが、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度やエンジン負荷）、車両の走行状態（例えば車速や走行時間）、環境条件（例えば外気温）等に基づいて燃料温度を推定するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…燃料タンク、３１…燃料ポンプ、３２…燃料配管、４１…燃料性状センサ、４２…燃温センサ（燃料温度判定手段）、４３…ＥＣＵ（アルコール濃度判定手段，ベーパ推定手段）、４４…高圧ポンプ、５６…高圧燃料配管、５８…燃料噴射弁、５９…燃圧センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料性状の異なる複数種の燃料で運転可能な内燃機関の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ2 排出量削減、石油代替燃料の活用等の社会的要請から、燃料として、ガソリン、アルコール及び両者の混合燃料をいずれも使用可能なエンジン（内燃機関）を搭載した自動車の需要が増加している。このような自動車では、燃料タンクに前回と異なるアルコール濃度の燃料が給油されると、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変化する。ガソリンとアルコールとでは理論空燃比が異なるため、燃料のアルコール濃度が変化すると、燃料の理論空燃比も変化することから、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量（実空燃比）を変化させる必要がある。
【０００３】
そこで、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出し、そのアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。アルコール濃度センサとしては、静電容量式のアルコール濃度センサや光学式のアルコール濃度センサが知られている。
【０００４】
特許文献１（特開平６−２２２０３２号公報）に記載されているように、静電容量式のアルコール濃度センサは、燃料のアルコール濃度に応じて燃料の比誘電率が変化して、燃料が通過する電極間の静電容量が変化することを利用して、電極間の静電容量を測定することでアルコール濃度を検出するようにしている。
【０００５】
しかし、図２に示すように、燃料のアルコール濃度が同じでも、燃料温度によって燃料の比誘電率が変化して電極間の静電容量が変化するため、静電容量式のアルコール濃度センサは、燃料温度の影響を受けて出力（アルコール濃度検出値）が変化してしまう。
【０００６】
この対策として、特許文献２（実開平５−７３５６８号公報）や特許文献３（特開平６−２６５５０８号公報）に記載されているように、静電容量式のアルコール濃度センサの出力（アルコール濃度検出値）を燃料温度に応じて補正するようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２２２０３２号公報
【特許文献２】実開平５−７３５６８号公報
【特許文献３】特開平６−２６５５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図３に示すように、アルコール燃料（アルコール１００％又はアルコールを含む混合燃料）は、ガソリンに比べて、蒸気圧が高くなって沸点が低くなる傾向があるため、アルコール燃料を使用した場合に、燃料中にベーパ（気泡）が発生し易くなる。このため、アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正しても、燃料中にベーパが発生すると、燃料噴射量の制御精度が低下する可能性がある。このようなベーパの発生による不具合に対処するためには、燃料中のベーパの発生を推定する必要があるが、従来の技術では、燃料中のベーパの発生を精度良く推定することができない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、燃料中のベーパの発生を精度良く推定することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、燃料性状の異なる複数種の燃料で運転可能な内燃機関の制御装置において、内燃機関に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサと、燃料の温度を判定する燃料温度判定手段と、燃料性状センサの出力と燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定するアルコール濃度判定手段と、アルコール濃度判定手段で判定した燃料のアルコール濃度と燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生状態を推定するベーパ推定手段とを備えた構成としたものである。
【００１１】
この構成では、燃料温度の影響を受けて燃料性状センサの出力が変化するという事情があっても、燃料性状センサの出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定することで、燃料温度に左右されずに燃料のアルコール濃度を精度良く判定することができる。更に、燃料のアルコール濃度と燃料温度に応じて燃料の蒸気圧が変化して燃料中のベーパの発生状態が変化するため、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生状態を推定することで、燃料中のベーパの発生状態を精度良く推定することができる。
【００１２】
この場合、請求項２のように、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定するようにしても良い。このようにすれば、燃料中のベーパの発生の有無を精度良く推定することができる。
【００１３】
或は、請求項３のように、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生量を推定するようにしても良い。このようにすれば、燃料のアルコール濃度や燃料温度に応じて変化する燃料中のベーパの発生量を精度良く推定することができる。
【００１４】
一般に、燃料中にベーパが発生すると、燃料噴射弁の噴射時間が同じでも実噴射量が減少して、燃料噴射量の制御精度が低下する可能性がある。そこで、請求項４のように、ベーパ推定手段の推定結果（燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量）に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量に応じて燃料噴射弁の実噴射量が変化するのに対応して、燃料噴射量を補正することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【００１５】
更に、請求項５のように、燃料を高圧にして吐出する高圧ポンプと、この高圧ポンプから供給される燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式の内燃機関の場合には、ベーパ推定手段の推定結果（燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量）に基づいて高圧ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を補正する燃圧補正手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、燃料中のベーパの発生の有無や燃料中のベーパの発生量に応じて燃料噴射弁の実噴射量が変化するのに対応して、高圧ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料圧力を補正して燃料噴射量を補正することができると共に、燃料圧力の増加補正によりベーパの発生を抑制することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は燃料温度と燃料の比誘電率との関係を示す特性図である。
【図３】図３は燃料温度と燃料の飽和蒸気圧との関係を示す特性図である。
【図４】図４は実施例１のベーパ推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５はベーパ発生領域のマップの一例を概念的に示す図である。
【図６】図６は実施例２のベーパ推定及び燃料噴射量補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は実施例３における燃料供給システムの概略構成を示す図である。
【図８】図８は実施例３のベーパ推定及び燃料圧力補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明を吸気ポート噴射式エンジンに適用した実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２９が取り付けられている。また、クランク軸２７の外周側には、クランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２２】
エンジン１１は、燃料として、燃料性状の異なる複数種の燃料、例えば、ガソリン、エタノールやメタノール等のアルコール、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料をいずれも使用可能であり、運転者がこれらのガソリン、アルコール、アルコール混合燃料のいずれかを選択して燃料タンク３０内に給油するようになっている。燃料タンク３０内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ３１が設けられている。この燃料ポンプ３１から吐出される燃料は、燃料配管３２を通してデリバリパイプ３３に送られ、このデリバリパイプ３３から各気筒の燃料噴射弁２１に分配される。燃料配管３２のうちの燃料ポンプ３１付近には、燃料フィルタ３４とプレッシャレギュレータ３５が接続され、このプレッシャレギュレータ３５によって燃料ポンプ３１の吐出圧が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管３６により燃料タンク３０内に戻されるようになっている。
【００２３】
また、燃料タンク３０から燃料噴射弁２１までの燃料通路（燃料配管３２又はデリバリパイプ３３）の所定位置には、エンジン１１に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサ４１が取り付けられている。この燃料性状センサ４１は、静電容量式のアルコール濃度センサであり、燃料のアルコール濃度に応じて燃料の比誘電率が変化して、燃料が通過する電極間の静電容量が変化することを利用して、電極間の静電容量を測定することでアルコール濃度を検出する。尚、燃料性状センサ４１の取付場所は、燃料通路に限定されず、燃料タンク３０内であっても良い。更に、燃料性状センサ４１には、燃料の温度を検出する燃温センサ４２（燃料温度判定手段）が一体化されて設けられている。尚、燃温センサ４２は、燃料性状センサ４１と別体で設けるようにしても良い。
【００２４】
燃料タンク３０には、エバポ配管３７を介してキャニスタ３８が接続されている。このキャニスタ３８内には、エバポガス（燃料蒸発ガス）を吸着する活性炭等の吸着体（図示せず）が収容されている。キャニスタ３８とエンジン吸気系（例えばスロットルバルブ１６下流側の吸気管１２又はサージタンク１８又は吸気マニホールド２０）との間には、キャニスタ３８内の吸着体に吸着されているエバポガスをエンジン吸気系にパージ（放出）するためのパージ通路３９が設けられ、このパージ通路３９の途中に、エンジン運転状態に応じてパージ流量を調整するためのパージ制御弁４０が設けられている。
【００２５】
上述した各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４３に入力される。このＥＣＵ４３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２６】
その際、ＥＣＵ４３は、エンジン運転中に所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立したときに、排出ガスセンサ２４の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）に一致させるように空燃比フィードバック補正量を算出し、この空燃比フィードバック補正量を用いて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を実行する。
【００２７】
また、燃料のアルコール濃度（例えばエタノール濃度）が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があることを考慮して、ＥＣＵ４３は、燃料性状センサ４１で検出した燃料のアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する。
【００２８】
ここで、燃料性状センサ４１（静電容量式のアルコール濃度センサ）は、燃料が通過する電極間の静電容量を測定してアルコール濃度を検出する。しかし、図２に示すように、燃料のアルコール濃度が同じでも、燃料温度によって燃料の比誘電率が変化して電極間の静電容量が変化するため、燃料性状センサ４１は、燃料温度の影響を受けて出力（アルコール濃度検出値）が変化してしまう。この対策として、ＥＣＵ４３は、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を、燃温センサ４２で検出した燃料温度に応じて補正するようにしている。
【００２９】
ところで、図３に示すように、アルコール燃料（アルコール１００％又はアルコールを含む混合燃料）は、ガソリンに比べて、蒸気圧が高くなって沸点が低くなる傾向があるため、アルコール燃料を使用した場合に、燃料中にベーパ（気泡）が発生し易くなる。このため、燃料性状センサ４１で検出したアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正しても、燃料中にベーパが発生すると、燃料噴射量の制御精度が低下する可能性がある。このようなベーパの発生による不具合に対処するためには、燃料中のベーパの発生を推定する必要がある。
【００３０】
そこで、本実施例１では、ＥＣＵ４３により後述する図４のベーパ推定ルーチンを実行することで、燃料性状センサ４１の出力と燃温センサ４２で検出した燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定し、その判定した燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定する。
【００３１】
以下、ＥＣＵ４３が実行する図４のベーパ推定ルーチンの処理内容を説明する。
図４に示すベーパ推定ルーチンは、ＥＣＵ４３の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を読み込んだ後、ステップ１０２に進み、燃温センサ４２で検出した燃料温度を読み込む。
【００３２】
この後、ステップ１０３に進み、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する。この場合、例えば、燃料温度に応じた温度補正係数をマップ等により算出し、この温度補正係数を用いて燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を補正して、最終的なアルコール濃度を求める。或は、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とをパラメータとしてアルコール濃度を算出するマップ等を用いて最終的なアルコール濃度を求めるようにしても良い。このステップ１０３の処理が特許請求の範囲でいうアルコール濃度判定手段としての役割を果たす。
【００３３】
この後、ステップ１０４に進み、図５に示すベーパ発生領域のマップを参照して、燃料のアルコール濃度と燃料温度がベーパ発生領域であるか否かによって、燃料中のベーパの発生の有無を推定する。一般に、燃料のアルコール濃度が高くなるほど燃料の蒸気圧が高くなってベーパが発生する燃料温度が低くなるという特性があるため、図５のベーパ発生領域のマップは、燃料のアルコール濃度が高くなるほどベーパの発生有りと判定する燃料温度が低くなるようにベーパ発生領域が設定されている。この図５のベーパ発生領域のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ４３のＲＯＭに記憶されている。このステップ１０４の処理が特許請求の範囲でいうベーパ推定手段としての役割を果たす。
【００３４】
以上説明した本実施例１では、燃料温度の影響を受けて燃料性状センサ４１の出力が変化するという事情があっても、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定するようにしたので、燃料温度に左右されずに燃料のアルコール濃度を精度良く求めることができ、更に、燃料のアルコール濃度と燃料温度に応じて燃料の蒸気圧が変化して燃料中のベーパの発生状態が変化するという特性に着目して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定するようにしたので、燃料中のベーパの発生の有無を精度良く推定することができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図６を用いて本発明を吸気ポート噴射式エンジンに適用した実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００３６】
本実施例２では、ＥＣＵ４３により後述する図６のベーパ推定及び燃料噴射量補正ルーチンを実行することで、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を補正するようにしている。
【００３７】
図６に示すベーパ推定及び燃料噴射量補正ルーチンでは、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を読み込むと共に、燃温センサ４２で検出した燃料温度を読み込んだ後、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する（ステップ２０１〜２０３）。
【００３８】
この後、ステップ２０４に進み、ベーパ発生量のマップ（図示せず）を参照して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに応じたベーパ発生量を算出することで、燃料中のベーパ発生量を推定する。ベーパ発生量のマップは、例えば、前記図５のベーパ発生領域のマップにおいて、ベーパ発生領域では、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、また、燃料温度が高くなるほど、ベーパ発生量が多くなるように設定され、ベーパ発生領域以外の領域では、ベーパ発生量が０に設定されている。このベーパ発生量のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ４３のＲＯＭに記憶されている。
【００３９】
この後、ステップ２０５に進み、推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を補正する。この場合、例えば、ベーパ発生量に応じた増量補正係数をマップ等により算出し、この増量補正係数を用いて燃料噴射量（例えば、要求燃料噴射量、噴射時間、空燃比フィードバック補正量等のうちの少なくとも１つ）を増量方向に補正することで、ベーパ発生量に応じて燃料噴射量を増量補正する。尚、推定したベーパ発生量が０の場合には、燃料噴射量の補正を行わない。
【００４０】
以上説明した本実施例２では、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパ発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を補正するようにしたので、燃料中のベーパ発生量に応じて燃料噴射弁２１の実噴射量が変化するのに対応して、燃料噴射量を補正することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【００４１】
尚、上記実施例２では、推定したベーパ発生量に応じて燃料噴射量を増量補正するようにしたが、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定し、ベーパの発生有りと推定したときに燃料噴射量（例えば、要求燃料噴射量、噴射時間、空燃比フィードバック補正量等のうちの少なくとも１つ）を所定量だけ増量方向に補正するようにして、ＥＣＵ４３の演算処理を簡略化するようにしても良い。
【実施例３】
【００４２】
次に、図７及び図８を用いて本発明を筒内噴射式エンジンに適用した実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００４３】
まず、図７に基づいて筒内噴射式エンジンの燃料供給システム全体の概略構成を説明する。
燃料ポンプ３１（低圧ポンプ）から吐出される燃料は、燃料配管３２を通して高圧ポンプ４４に供給される。高圧ポンプ４４は、円筒状のポンプ室４５内でピストン４６を往復運動させて燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン４６は、エンジンのカム軸４７に嵌着されたカム４８の回転運動によって駆動される。この高圧ポンプ４４の吸入口４９側には、燃圧制御弁５０が設けられている。この燃圧制御弁５０は、常開型の電磁弁であり、吸入口４９を開閉する弁体５１と、弁体５１を開弁方向に付勢するスプリング５２と、弁体５１を閉弁方向に電磁駆動するソレノイド５３とから構成されている。
【００４４】
高圧ポンプ４４の吸入行程（ピストン４６の下降時）においては、燃圧制御弁５０が開弁されてポンプ室４５内に燃料が吸入され、高圧ポンプ４４の吐出行程（ピストン４６の上昇時）においては、燃圧制御弁５０の閉弁期間（閉弁開始時期からピストン４６の上死点までの閉弁状態のクランク角区間）を制御することで、高圧ポンプ４４の吐出量を制御して燃料圧力（吐出圧力）を制御する。
【００４５】
つまり、燃料圧力を上昇させるときには、燃圧制御弁５０の閉弁開始時期（通電時期）を進角させることで、燃圧制御弁５０の閉弁期間を長くして高圧ポンプ４４の吐出量を増加させ、逆に、燃料圧力を低下させるときには、燃圧制御弁５０の閉弁開始時期（通電時期）を遅角させることで、燃圧制御弁５０の閉弁期間を短くして高圧ポンプ４４の吐出量を減少させる。
【００４６】
この高圧ポンプ４４の吐出口５４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁５５が設けられている。高圧ポンプ４４から吐出された燃料は、高圧燃料配管５６を通してデリバリパイプ５７に送られ、このデリバリパイプ５７からエンジンの各気筒の上部に取り付けられた筒内噴射用の燃料噴射弁５８に高圧の燃料が分配される。これらの各気筒の燃料噴射弁５８からそれぞれ筒内に燃料が直接噴射される。デリバリパイプ５７（又は高圧燃料配管５６）には、デリバリパイプ５７や高圧燃料配管５６等の高圧燃料系内の燃料圧力（高圧ポンプ４４から燃料噴射弁５８に供給される燃料圧力）を検出する燃圧センサ５９が設けられている。また、デリバリパイプ５７には、リリーフ弁６０が設けれ、このリリーフ弁６０の排出ポートがリリーフ配管６１を介して燃料タンク３０（又は低圧側の燃料配管３２）に接続されている。
【００４７】
ＥＣＵ４３は、図示しない燃圧制御ルーチンを実行することで、燃圧センサ５９で検出した高圧燃料系内の実燃料圧力を目標燃料圧力に一致させるように高圧ポンプ４４の吐出量（燃圧制御弁５０の通電時期）を制御する。
【００４８】
更に、本実施例３では、ＥＣＵ４３により後述する図８のベーパ推定及び燃料圧力補正ルーチンを実行することで、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて高圧ポンプ４４から燃料噴射弁５８に供給される燃料圧力を補正するようにしている。
【００４９】
図８に示すベーパ推定及び燃料圧力補正ルーチンでは、燃料性状センサ４１の出力（アルコール濃度検出値）を読み込むと共に、燃温センサ４２で検出した燃料温度を読み込んだ後、燃料性状センサ４１の出力と燃料温度とに基づいて燃料のアルコール濃度を判定する（ステップ３０１〜３０３）。
【００５０】
この後、ステップ３０４に進み、ベーパ発生量のマップ（図示せず）を参照して、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに応じたベーパ発生量を算出することで、燃料中のベーパ発生量を推定する。
【００５１】
この後、ステップ３０５に進み、推定したベーパ発生量に応じて高圧ポンプ４４から燃料噴射弁５８に供給される燃料圧力を補正する。この場合、例えば、ベーパ発生量に応じた増加補正係数をマップ等により算出し、この増加補正係数を用いて燃料圧力（例えば、目標燃料圧力、高圧ポンプ４４の吐出量、燃圧制御弁５０の通電時期等のうちの少なくも１つ）を増加方向に補正することで、ベーパ発生量に応じて燃料圧力を増加補正する。尚、推定したベーパ発生量が０の場合には、燃料圧力の補正を行わない。
【００５２】
以上説明した本実施例３では、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパ発生量を推定し、その推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力を増加補正するようにしたので、燃料中のベーパ発生量に応じて燃料噴射弁５８の実噴射量が変化するのに対応して、燃料圧力を補正して燃料噴射量を補正することができると共に、燃料圧力の増加補正によりベーパの発生を抑制することができ、ベーパの発生による燃料噴射量の制御精度の低下を防止することができる。
【００５３】
尚、上記実施例３では、推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力を増加補正するようにしたが、燃料のアルコール濃度と燃料温度とに基づいて燃料中のベーパの発生の有無を推定し、ベーパの発生有りと推定したときに燃料圧力（例えば、目標燃料圧力、高圧ポンプ４４の吐出量、燃圧制御弁５０の通電時期等のうちの少なくも１つ）を所定値だけ増加方向に補正するようにして、ＥＣＵ４３の演算処理を簡略化するようにしても良い。
【００５４】
また、筒内噴射式エンジンにおいて、推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料噴射量のみを補正する）ようにしても良い。或は、ベーパの発生有りと推定したときに燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料噴射量のみを補正する）ようにしても良い。
【００５５】
また、吸気ポート噴射式エンジンにおいて、燃料圧力を制御可能な場合には、推定したベーパ発生量に応じて燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料圧力のみを補正する）ようにしても良い。或は、ベーパの発生有りと推定したときに燃料圧力と燃料噴射量の両方を補正する（又は燃料圧力のみを補正する）ようにしても良い。
【００５６】
また、上記各実施例１〜３では、燃温センサ４２で燃料温度を検出するようにしたが、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度やエンジン負荷）、車両の走行状態（例えば車速や走行時間）、環境条件（例えば外気温）等に基づいて燃料温度を推定するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…燃料タンク、３１…燃料ポンプ、３２…燃料配管、４１…燃料性状センサ、４２…燃温センサ（燃料温度判定手段）、４３…ＥＣＵ（アルコール濃度判定手段，ベーパ推定手段）、４４…高圧ポンプ、５６…高圧燃料配管、５８…燃料噴射弁、５９…燃圧センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料性状の異なる複数種の燃料で運転可能な内燃機関の制御装置において、
内燃機関に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサと、
前記燃料の温度を判定する燃料温度判定手段と、
前記燃料性状センサの出力と前記燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて前記燃料のアルコール濃度を判定するアルコール濃度判定手段と、
前記アルコール濃度判定手段で判定した燃料のアルコール濃度と前記燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて前記燃料中のベーパの発生状態を推定するベーパ推定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ベーパ推定手段は、前記燃料のアルコール濃度と前記燃料温度とに基づいて前記燃料中のベーパの発生の有無を推定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ベーパ推定手段は、前記燃料のアルコール濃度と前記燃料温度とに基づいて前記燃料中のベーパの発生量を推定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ベーパ推定手段の推定結果に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃料を高圧にして吐出する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプから供給される燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、
前記ベーパ推定手段の推定結果に基づいて前記高圧ポンプから前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を補正する燃圧補正手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
燃料性状の異なる複数種の燃料で運転可能な内燃機関の制御装置において、
内燃機関に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサと、
前記燃料の温度を判定する燃料温度判定手段と、
前記燃料性状センサの出力と前記燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて前記燃料のアルコール濃度を判定するアルコール濃度判定手段と、
前記アルコール濃度判定手段で判定した燃料のアルコール濃度と前記燃料温度判定手段で判定した燃料温度とに基づいて前記燃料中のベーパの発生状態を推定するベーパ推定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ベーパ推定手段は、前記燃料のアルコール濃度と前記燃料温度とに基づいて前記燃料中のベーパの発生の有無を推定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ベーパ推定手段は、前記燃料のアルコール濃度と前記燃料温度とに基づいて前記燃料中のベーパの発生量を推定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ベーパ推定手段の推定結果に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃料を高圧にして吐出する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプから供給される燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、
前記ベーパ推定手段の推定結果に基づいて前記高圧ポンプから前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を補正する燃圧補正手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２７５９０９（Ｐ２０１０−２７５９０９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２８３４９（Ｐ２００９−１２８３４９）
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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