JP2009047054A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】二種類の燃料を用いるエンジンのエミッション性能およびドライバビリティを適正に維持できる内燃機関を提供すること。
【解決手段】この内燃機関１は、複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される。この内燃機関１では、第一燃料と、この第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給される。また、燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われる。そして、空燃比フィードバック制御にて、第二燃料の噴射量の補正が第一燃料の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関に関し、さらに詳しくは、二種類の燃料を用いるエンジンのエミッション性能およびドライバビリティを適正に維持できる内燃機関に関する。

近年の内燃機関では、二種類の燃料（例えば、ガソリンとアルコール）が単独で或いは混合されてエンジンに用いられる構成が採用されている。かかる構成では、各燃料を供給するための燃料供給系統がそれぞれ設けられる。そして、これらの燃料供給系統が切り替えられることにより、いずれか一方の燃料がエンジンに供給され、または、双方の燃料供給系統が同時に使用されることにより、各燃料が所定の割合にてエンジンに供給される。

かかる構成を採用する従来の内燃機関として、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の内燃機関（内燃機関の燃料噴射制御装置）は、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独でまたは混合して使用可能な内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記燃料の蒸気圧を検出する蒸気圧検出手段と、該検出された蒸気圧に基づいて燃料噴射量を補正する蒸気圧補正手段とを備えたことを特徴とする。

特開２００６−２２００１０号公報

上記の構成では、二種類の燃料の気化性が異なるため、各燃料に対するフィードバック制御の応答要求が相異する。このため、気化し難い燃料が単独で用いられる場合（あるいは気化し難い燃料の噴射割合が高い場合）には、フィードバック制御応答（ゲイン）が低く設定される。しかしながら、かかる場合には、フィードバック制御応答の遅れが大きくなり、空燃比フィードバック制御の制御性が悪化する。すると、エンジンのエミッション性能およびドライバビリティが低下するおそれがある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、二種類の燃料を用いるエンジンのエミッション性能およびドライバビリティを適正に維持できる内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる内燃機関は、複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される内燃機関であって、第一燃料と前記第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給されると共に燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われ、且つ、空燃比フィードバック制御にて、前記第二燃料の噴射量の補正が前記第一燃料の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されることを特徴とする。

この内燃機関では、空燃比フィードバック制御にて、気化し易い第二燃料（例えば、ガソリン）の噴射量の補正が気化し難い第一燃料（例えば、アルコール）の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されるので、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが一律に補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する（制御遅れが小さくなる）。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、空燃比フィードバック制御にて、前記第二燃料の噴射量のみが補正されて燃料の総噴射量が補正される。

この内燃機関では、第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量の双方が補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、空燃比フィードバック制御にて、補正後の前記第二燃料の噴射量が所定の供給可能範囲内にない場合には、前記第二燃料の噴射量が前記供給可能範囲内にて補正されると共に、当該補正後の第二燃料の噴射量に基づいて前記第一燃料の噴射量が補正される。

この内燃機関では、原則として、第二燃料の噴射量の補正が優先的に行われるが、第二燃料の噴射量の補正のみではフィードバック要求に対応できない場合には、併せて第一燃料の噴射量が補正される。これにより、空燃比フィードバック制御が適正に行われ、また、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、空燃比フィードバック制御にて、補正後の前記第二燃料の噴射量が所定の最小噴射量よりも小さい場合には、前記第二燃料の噴射量が前記最小噴射量に補正されると共に、当該補正後の第二燃料の噴射量に基づいて前記第一燃料の噴射量が補正される。

この内燃機関では、空燃比フィードバック制御が適正に行われ、また、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される内燃機関であって、第一燃料と前記第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給されると共に燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われ、且つ、エンジンの運転負荷率が所定値以上のときには、前記第二燃料の噴射量の補正が前記第一燃料の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されることを特徴とする。

この内燃機関では、負荷が高いために燃料が気化し難い運転条件下では、気化し易い第二燃料の噴射量が優先的に補正されて燃料の総噴射量が調整される。すると、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが一律に補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、エンジンの運転負荷率が増加するにつれて、前記第二燃料の噴射量が増量補正される。

この内燃機関では、エンジンの運転負荷率と第二燃料の噴射量との関係が適正化されるので、空燃比フィードバック制御の応答性がより効果的に向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティがより適性に維持される利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される内燃機関であって、第一燃料と前記第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給されると共に燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われ、且つ、燃料の総噴射量に対する前記第二燃料の噴射量に応じてフィードバックゲインが選択されて、前記第一燃料の噴射量および前記第二燃料の噴射量が補正されることを特徴とする。

この内燃機関では、気化し易い第二燃料の噴射割合に応じて第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量が補正されるので、空燃比フィードバック制御の応答性あるいは安定性が向上する利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関は、燃料の総噴射量に対する前記第二燃料の噴射量が所定値未満であるときの前記フィードバックゲインは、前記第二燃料の噴射量が所定値以上であるときの前記フィードバックゲインよりも大きい。

この内燃機関では、第二燃料の噴射割合が低い場合には、高いフィードバックゲインが選択される。逆に、第二燃料の噴射割合が高い場合には、低いフィードバックゲインが選択される。これにより、第二燃料の噴射割合とフィードバックゲインとの関係が適正化されるので、空燃比フィードバック制御の応答性あるいは安定性が適正に向上する利点がある。

この発明にかかる内燃機関では、空燃比フィードバック制御にて、気化し易い第二燃料（例えば、ガソリン）の噴射量の補正が気化し難い第一燃料（例えば、アルコール）の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されるので、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが一律に補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する（制御遅れが小さくなる）。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関では、負荷が高いために燃料が気化し難い運転条件下では、気化し易い第二燃料の噴射量が優先的に補正されて燃料の総噴射量が調整される。すると、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが一律に補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、この発明にかかる内燃機関では、気化し易い第二燃料の噴射割合に応じて第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量が補正されるので、空燃比フィードバック制御の応答性あるいは安定性が向上する利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかる内燃機関を示す構成図である。図２および図３は、図１に記載した内燃機関の作用を示すフローチャート（図２）および説明図（図３）である。図４〜図６は、図１に記載した内燃機関の変形例を示す説明図である。

［内燃機関］
内燃機関１は、エンジン２と、吸気系統３と、排気系統４と、制御系統５とを有し、車両に搭載されて動力を発生する（図１参照）。

エンジン２は、例えば、直列四気筒のディーゼルエンジンである。このエンジン２は、ピストン（図示省略）と、ピストンを収容するシリンダボア２１と、ピストンに連結されるクランクシャフトと、シリンダボア２１（燃焼室）に接続される吸気ポート２２および排気ポート２３と、外気に燃料を添加する燃料供給装置２４と、点火プラグ（図示省略）とを有する。このエンジン２では、導入された外気に燃料が添加されて混合気が形成される。そして、この混合気が吸気ポート２２からシリンダボア２１内に吸入されて圧縮される。次に、この混合気が点火プラグにより点火されてシリンダボア２１内で燃焼し、その燃焼エネルギーによりピストンが駆動されてシリンダボア２１内を往復運動する。すると、このピストンの往復運動がクランクシャフトの回転運動に変換されて動力が発生する。また、シリンダボア２１内の燃焼ガスが排気ポート２３を介してシリンダボア２１の外部に排出される。

吸気系統３は、吸気通路３１と、エアフィルタ３２と、スロットルバルブ３３と、サージタンク３４とを有する。吸気通路３１は、吸気をエンジン２に導入するための通路である。エアフィルタ３２は、吸気通路３１の入口部に配置されて吸入空気中のゴミや塵などを除去する。スロットルバルブ３３は、吸気通路３１の流路断面積を調整する流量調整弁である。サージタンク３４は、吸入空気を一時的に溜めて吸気脈動を抑制するタンクである。この吸気系統３では、エアフィルタ３２を通過した吸気がスロットルバルブ３３およびサージタンク３４を通過し、エンジン２の吸気ポート２２に供給される。

排気系統４は、排気通路（排気管）４１と、この排気通路４１上に配置される触媒装置４２とを有する。排気通路４１は、エンジン２からの排気を外部に排出するための通路であり、排気マニホールドを介してエンジンの排気ポート２３に接続される。触媒装置４２は、排気中の有害ガス（ＣＯ、ＣＨ、ＮＯｘ）を無害なガス（ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｎ_２）に浄化するための触媒（例えば、三元触媒）を有する。この排気系統４では、エンジン２からの排気が排気通路４１に流入し、触媒装置４２にて浄化されて外部に排出される。

制御系統５は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１と、空燃比センサ（または酸素濃度センサ）５２と、圧力センサ５３と、その他の各種センサ（図示省略）とを有する。空燃比センサ５２は、例えば、排気通路４１上に配置されて、排気中の空燃比を計測する。圧力センサ５３は、例えば、吸気通路３１上に配置されて吸気管圧力を計測する。この吸気管圧力により、エンジン２の運転負荷率が算出される。各種センサは、例えば、スロットルバルブ３３の開度センサ、エンジン回転数を検出するセンサなどである。この制御系統５では、ＥＣＵ５１が空燃比センサ５２および圧力センサ５３の計測結果に基づいて空燃比フィードバック制御を行う。この空燃比フィードバック制御については、後述する。

［燃料供給装置］
また、この内燃機関１では、異なる気化性を有する二種類の燃料が用いられる。具体的には、第一燃料（例えば、アルコール）と、この第一燃料よりも気化し易い第二燃料（例えば、ガソリン）とが、単独で或いは混合されて用いられる。また、これらの燃料は、燃料供給装置２４によりエンジン２に供給される。

燃料供給装置２４は、第一燃料噴射弁２４１と、この第一燃料噴射弁２４１に第一燃料を供給するための配管２４２、ポンプ２４３および燃料タンク２４４を有する（図１参照）。また、燃料供給装置２４は、第二燃料噴射弁２４５と、この第二燃料噴射弁２４５に第二燃料を供給するための配管２４６、ポンプ２４７および燃料タンク２４８とを有する。したがって、この実施例では、燃料供給装置２４が二系統の燃料供給系を有し、これらの燃料供給系によって第一燃料と第二燃料とがそれぞれエンジン２に供給される。

この燃料供給装置２４では、ポンプ２４３（２４７）が駆動されると、燃料タンク２４４（２４８）内の第一燃料（第二燃料）が配管２４２（２４６）を介して第一燃料噴射弁２４１（第二燃料噴射弁２４５）に供給される。そして、この第一燃料噴射弁２４１（第二燃料噴射弁２４５）からエンジン２の吸気ポート２２に第一燃料（第二燃料）が噴射される。これにより、エンジン２への燃料供給が行われる。

［空燃比フィードバック制御］
また、この内燃機関１では、燃料噴射量が補正されることにより、エンジン２の空燃比フィードバック制御が行われる。具体的には、第一燃料噴射弁２４１における第一燃料の噴射量と、第二燃料噴射弁２４５における第二燃料の噴射量とが、エンジン負荷やエンジン回転数などに基づいて補正されることにより、空燃比フィードバック制御が行われる。なお、第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量の制御は、第一燃料噴射弁２４１および第二燃料噴射弁２４５の開閉制御によりそれぞれ独立して行われ得る。

［燃料噴射量の補正］
ここで、空燃比フィードバック制御では、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが個別に補正されることにより、燃料噴射量に占める第一燃料と第二燃料との割合が変更される。したがって、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とは、一律に補正されるわけではなく、相互に独立して補正される。また、このとき、第二燃料（ガソリン）の噴射量が第一燃料（アルコール）の噴射量に優先して補正される。すなわち、空燃比フィードバック制御では、気化し易い第二燃料の噴射量が優先的に補正されて、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との割合が調整される。なお、この空燃比フィードバック制御では、第二燃料の噴射量のみが補正される場合と、第二燃料の噴射量および第一燃料の噴射量の双方が補正される場合とがある。

空燃比フィードバック制御では、まず、現在の運転状態における第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との割合（燃料噴射割合）が算出される（ＳＴ１１）（図２参照）。なお、第二燃料の燃料噴射割合は、エンジン２の運転負荷率に応じて規定されている（図３参照）。次に、第一燃料噴射弁２４１の基本噴射量と、第二燃料噴射弁２４５の基本噴射量とが算出される（ＳＴ１２）。ここで、基本噴射量とは、空燃比フィードバック制御が行われる前（燃料噴射量の補正前）における燃料噴射弁の噴射量をいう。

次に、空燃比フィードバック制御が行われているか否かが判断される（ＳＴ１３）。空燃比フィードバック制御が行われていない場合には、現在設定されている基本噴射量にて、各燃料噴射弁２４１、２４５による燃料噴射が行われる（ＳＴ１９）。一方、空燃比フィードバック制御が行われている場合には、そのフィードバック補正率が取得される（ＳＴ１４）。フィードバック補正率とは、エンジン２への燃料の総噴射量（ここでは、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との和）を補正するための補正率をいう。このフィードバック補正率は、エンジン負荷やエンジン回転数などに基づいて算出される。

次に、フィードバック補正率に基づいて、第二燃料噴射弁２４５の噴射量が補正される（ＳＴ１５）。ここで、燃料噴射量の補正は、次の算出式（１）に基づいて行われる。
第二燃料噴射弁の噴射量＝第二燃料噴射弁２４５の基本噴射量×燃料噴射割合×（フィードバック補正率＋１．０）…（１）
なお、燃料噴射割合には、先の処理（ＳＴ１１）にて算出された数値が用いられる。

次に、補正後の第二燃料噴射弁２４５の噴射量が最小噴射量Tauminよりも小さいか否かが判断される（ＳＴ１６）。この最小噴射量は、燃料噴射弁の噴射量の最小値である。補正後の第二燃料噴射弁２４５の噴射量が最小噴射量Taumin以上である場合には、この補正後の噴射量にて第二燃料噴射弁２４５が第二燃料を噴射し、また、現在設定されている基本噴射量にて第一燃料噴射弁２４１が第一燃料を噴射する（ＳＴ１９）。すなわち、この場合には、第二燃料噴射弁２４５の噴射量のみが補正されて、燃料の総噴射量（ここでは、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との総和）が補正される。

一方、補正後の第二燃料噴射弁２４５の噴射量が最小噴射量Tauminよりも小さい場合には、第二燃料噴射弁２４５の噴射量が最小噴射量Tauminに補正される（ＳＴ１７）。次に、この補正後の第二燃料噴射弁２４５の噴射量に基づいて、第一燃料噴射弁２４１の噴射量が補正される（ＳＴ１８）。そして、補正後の各噴射量にて、各燃料噴射弁２４１、２４５が燃料を噴射する（ＳＴ１９）。すなわち、気化し易い第二燃料（ガソリン）の噴射量が優先的に補正されるが、補正後の噴射量が第二燃料噴射弁２４５の最小噴射量Tauminよりも小さい場合には、この補正後の噴射量での燃料噴射を実施することができない。そこで、この場合には、第二燃料噴射弁２４５の噴射量が最小噴射量Tauminに設定され、この設定に基づいて、第一燃料噴射弁２４１の噴射量が補正される。

［効果］
この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御にて、気化し易い第二燃料（例えば、ガソリン）の噴射量の補正が気化し難い第一燃料（例えば、アルコール）の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されるので（図２参照）、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが一律に補正される構成（図示省略）と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する（制御遅れが小さくなる）。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

なお、第二燃料の噴射量の補正が第一燃料の噴射量の補正に優先して行われるとは、燃料の総噴射量の補正が、主として第二燃料の噴射量の補正により行われることを意味する。そして、気化し易い第二燃料の噴射量の補正が主として行われることにより、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する。具体的には、（１）第二燃料の噴射量のみが補正されることにより、燃料の総噴射量が補正されても良いし（ＳＴ１１〜ＳＴ１６、ＳＴ１９）、（２）主として第二燃料の噴射量が補正されると共に補助的に第一燃料の噴射量が補正されることにより、燃料の総噴射量が補正されても良い（ＳＴ１１〜ＳＴ１９）。

また、この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御にて、第二燃料の噴射量のみが補正されて燃料の総噴射量が補正されることが好ましい（ＳＴ１１〜ＳＴ１６、ＳＴ１９）（図２参照）。すなわち、気化し易い第二燃料の噴射量のみが補正され、気化し難い第一燃料の噴射量は補正されない。かかる構成では、第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量の双方が補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御にて、補正後の前記第二燃料の噴射量が所定の供給可能範囲内にない場合（例えば、補正後の第二燃料の噴射量が第二燃料噴射弁２４５の最小噴射量Tauminよりも小さい場合あるいは最大噴射量よりも大きい場合Taumax）には、第二燃料の噴射量がこの供給可能範囲内にて補正されると共に、この補正後の第二燃料の噴射量に基づいて第一燃料の噴射量が補正されることが好ましい。すなわち、原則として、第二燃料の噴射量の補正が優先的に行われるが、第二燃料の噴射量の補正のみではフィードバック要求に対応できない場合には、併せて第一燃料の噴射量が補正される。これにより、空燃比フィードバック制御が適正に行われ、また、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する利点がある。

例えば、この実施例では、補正後の第二燃料の噴射量が所定の最小噴射量（第二燃料噴射弁２４５の最小噴射量Taumin）よりも小さい場合には、第二燃料の噴射量がこの最小噴射量に補正されると共に、この補正後の第二燃料の噴射量に基づいて第一燃料の噴射量が補正される（ＳＴ１１〜ＳＴ１９）（図２参照）。これにより、空燃比フィードバック制御が適正に行われ、また、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する利点がある。

［変形例１］
また、この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御時にて、以下のように燃料噴射量の補正が行われても良い（図４参照）。まず、現在の運転状態における第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との割合（燃料噴射割合）が算出される（ＳＴ２１）。次に、第一燃料噴射弁２４１の基本噴射量と、第二燃料噴射弁２４５の基本噴射量とが算出される（ＳＴ２２）。次に、空燃比フィードバック制御が行われているか否かが判断される（ＳＴ２３）。空燃比フィードバック制御が行われていない場合には、現在設定されている基本噴射量にて、各燃料噴射弁２４１、２４５による燃料噴射が行われる（ＳＴ２７）。一方、空燃比フィードバック制御が行われている場合には、そのフィードバック補正率が取得される（ＳＴ２４）。なお、これらの処理は、図２に示す実施例と同様である。

次に、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合（燃料の総噴射量に対する第二燃料の噴射量の割合）が所定範囲内にあるか否かが判断される（ＳＴ２５）。ここにいう所定範囲内とは、例えば、第二燃料の噴射量の補正にあたり、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合を増減できる範囲をいう。

第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合が所定範囲内にある場合には、フィードバック補正率に基づいて、第二燃料噴射弁２４５の噴射量が補正される（ＳＴ２６）。なお、第二燃料噴射弁２４５の噴射量の算出には、上記の数式（１）および先の処理（ＳＴ２１）にて算出された燃料噴射割合が用いられる。そして、この補正後の噴射量にて第二燃料噴射弁２４５が第二燃料を噴射し、また、現在設定されている基本噴射量にて第一燃料噴射弁２４１が第一燃料を噴射する（ＳＴ２７）。すなわち、この場合には、第二燃料噴射弁２４５の噴射量のみが補正されて、エンジン２に供給される燃料の総噴射量（第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との総和）が補正される。

一方、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合が所定範囲内にない場合には、第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量の双方が補正される（ＳＴ２８）。例えば、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合が所定範囲の境界値を越える場合には、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合がこの境界値に設定されて、第二燃料噴射弁２４５の噴射量が補正される。そして、この補正後の第二燃料噴射弁２４５の噴射量に基づいて、第一燃料噴射弁２４１の噴射量が補正される。そして、補正後の各噴射量により、各燃料噴射弁２４１、２４５が燃料を噴射する（ＳＴ２７）。すなわち、気化し易い第二燃料（ガソリン）の噴射量が優先的に補正されるが、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合が所定範囲内にない場合には、その燃料噴射割合での燃料噴射を実施できない。そこで、この場合には、第二燃料噴射弁２４５の燃料噴射割合が所定範囲の境界値に設定され、この設定に基づいて、第二燃料噴射弁２４５の噴射量および第一燃料噴射弁２４１の噴射量が補正される。

［変形例２］
また、この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御時にて、以下のように燃料噴射量の補正が行われても良い（図５参照）。まず、エンジン２の運転負荷率が読み込まれる（ＳＴ３１）。次に、エンジン２の運転負荷率に基づいて、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との割合（燃料噴射割合）が算出される（ＳＴ３２）。次に、第一燃料噴射弁２４１の基本噴射量と、第二燃料噴射弁２４５の基本噴射量とが算出される（ＳＴ３３）。次に、空燃比フィードバック制御が行われているか否かが判断される（ＳＴ３４）。空燃比フィードバック制御が行われていない場合には、現在設定されている基本噴射量にて、各燃料噴射弁２４１、２４５による燃料噴射が行われる（ＳＴ３８）。一方、空燃比フィードバック制御が行われている場合には、そのフィードバック補正率が取得される（ＳＴ３５）。なお、これらの処理は、図２に示す実施例と同様である。

次に、エンジン２の運転負荷率が所定値以上であるか否かが判断される（ＳＴ３６）。そして、エンジン２の運転負荷率が所定値以上である場合には、フィードバック補正率に基づいて、第二燃料噴射弁２４５の噴射量が補正される（ＳＴ３７）。すなわち、エンジン２の運転負荷率が所定値以上である場合には、気化し易い第二燃料（ガソリン）の噴射量が優先的に補正されて、燃料の総噴射量が調整される。なお、第二燃料噴射弁２４５の噴射量の算出には、上記の数式（１）および先の処理（ＳＴ３２）にて算出された燃料噴射割合が用いられる。そして、この補正後の噴射量にて第二燃料噴射弁２４５が第二燃料を噴射し、また、現在設定されている基本噴射量にて第一燃料噴射弁２４１が第一燃料を噴射する（ＳＴ３８）。

一方、エンジン２の運転負荷率が所定値未満である場合には、フィードバック補正率に基づいて、第一燃料噴射弁２４１の噴射量が補正される（ＳＴ３９）。すなわち、エンジン２の運転負荷率が所定値未満である場合には、気化し難い第一燃料（アルコール）の噴射量が補正されて、燃料の総噴射量が調整される。そして、この補正後の噴射量にて第一燃料噴射弁２４１が第一燃料を噴射し、また、現在設定されている基本噴射量にて第二燃料噴射弁２４５が第二燃料を噴射する（ＳＴ３９）。

一般に、負荷（例えば、吸気ポート２２の圧力）が比較的低い運転条件下では、燃料が気化し易く、逆に、中高負荷域での運転条件下では、燃料が気化し難い。そこで、この内燃機関１では、上記のように、エンジン２の運転負荷率が所定値以上のときに、第二燃料の噴射量の補正が第一燃料の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正される（ＳＴ３６〜ＳＴ３８）。すなわち、負荷が高いために燃料が気化し難い運転条件下では、気化し易い第二燃料の噴射量が優先的に補正されて燃料の総噴射量が調整される。すると、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量とが一律に補正される構成と比較して、空燃比フィードバック制御の応答性が向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティが適性に維持される利点がある。

また、上記の構成では、エンジンの運転負荷率が増加するにつれて、第二燃料の噴射量が増量補正されることが好ましい。かかる構成では、エンジンの運転負荷率と第二燃料の噴射量との関係が適正化されるので、空燃比フィードバック制御の応答性がより効果的に向上する。これにより、エミッションおよびドライビリティがより適性に維持される利点がある。

［変形例３］
また、この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御時にて、以下のように燃料噴射量の補正が行われても良い（図６参照）。まず、エンジン２の運転負荷率が読み込まれる（ＳＴ４０１）。次に、エンジン２の運転負荷率に基づいて、第一燃料の噴射量と第二燃料の噴射量との割合（燃料噴射割合）が算出される（ＳＴ４０２）。次に、第一燃料噴射弁２４１の基本噴射量と、第二燃料噴射弁２４５の基本噴射量とが算出される（ＳＴ４０３）。次に、空燃比フィードバック制御が行われているか否かが判断される（ＳＴ４０４）。空燃比フィードバック制御が行われていない場合には、現在設定されている基本噴射量にて、各燃料噴射弁２４１、２４５による燃料噴射が行われる（ＳＴ４１２）。一方、空燃比フィードバック制御が行われている場合には、そのフィードバック補正率が取得される（ＳＴ４０５）。なお、これらの処理は、図２に示す実施例と同様である。

ここで、気化し易い第二燃料の噴射割合（燃料の総噴射量に対する第二燃料の噴射量の割合）が変化すると、燃料全体の気化し易さが大きく変化する。例えば、気化し易い第二燃料の噴射割合が高い場合には燃料全体が気化し易くなり、逆に、第二燃料の噴射割合が低い場合には燃料全体が気化し難くなる。そこで、この内燃機関１では、空燃比フィードバック制御の安定性を高めるために、第二燃料の噴射割合に応じてフィードバックゲインが選択される。

具体的には、まず、第二燃料の噴射割合が所定値以上であるか否かが判断される（ＳＴ４０６）。そして、第二燃料の噴射割合が所定値以上である場合には、比較的低いフィードバックゲインが選択されて（ＳＴ４０７）、フィードバック補正率が修正される（ＳＴ４０９）。一方、第二燃料の噴射割合が所定値未満である場合には、比較的高いフィードバックゲインが選択されて（ＳＴ４０８）、フィードバック補正率が修正される（ＳＴ４０９）。そして、このフィードバック補正率に基づいて、第二燃料噴射弁２４５の噴射量および第一燃料噴射弁２４１の噴射量が順次補正される（ＳＴ４１０およびＳＴ４１１）。そして、この補正後の噴射量にて第一燃料噴射弁２４１が第一燃料を噴射し、また、第二燃料噴射弁２４５が第二燃料を噴射する（ＳＴ４１２）。

この内燃機関１では、上記のように、燃料の総噴射量に対する第二燃料の噴射量に応じてフィードバックゲインが選択されて、第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量が補正される（ＳＴ４０６〜ＳＴ４０９）。かかる構成では、気化し易い第二燃料の噴射割合に応じて第一燃料の噴射量および第二燃料の噴射量が補正されるので、空燃比フィードバック制御の応答性あるいは安定性が向上する利点がある。例えば、第二燃料の噴射割合が低い場合には、燃料全体が気化し難い。このため、フィードバックゲインが一定のままでは、空燃比フィードバック制御の応答性が悪化するおそれがある。逆に、第二燃料の噴射割合が高い場合には、燃料全体が気化し易い。このため、フィードバックゲインが一定のままでは、空燃比フィードバック制御の安定性が悪化するおそれがある。

また、上記の構成では、燃料の総噴射量に対する第二燃料の噴射量が所定値未満であるときのフィードバックゲインは、第二燃料の噴射量が所定値以上であるときのフィードバックゲインよりも大きくなるように設定される。すなわち、第二燃料の噴射割合が低い場合には、高いフィードバックゲインが選択される（ＳＴ４０６およびＳＴ４０８）。逆に、第二燃料の噴射割合が高い場合には、低いフィードバックゲインが選択される（ＳＴ４０６およびＳＴ４０７）。これにより、第二燃料の噴射割合とフィードバックゲインとの関係が適正化されるので、空燃比フィードバック制御の応答性あるいは安定性が適正に向上する利点がある。

なお、フィードバックゲインの選択方法としては、例えば、第二燃料の噴射割合が所定の閾値を越えたときにフィードバックゲインが切り替えられる構成が採用されても良いし、第二燃料の噴射割合に応じてフィードバックゲインが連続的に変更される構成が採用されても良い。

以上のように、この発明にかかる内燃機関は、二種類の燃料を用いるエンジンのエミッション性能およびドライバビリティを適正に維持できる点で有用である。

この発明の実施例にかかる内燃機関を示す構成図である。 図１に記載した内燃機関の作用を示すフローチャートである。 図１に記載した内燃機関の作用を示す説明図である。 図１に記載した内燃機関の変形例を示す説明図である。 図１に記載した内燃機関の変形例を示す説明図である。 図１に記載した内燃機関の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ エンジン
２１ シリンダボア
２２ 吸気ポート
２３ 排気ポート
２４ 燃料供給装置
２４１ 第一燃料噴射弁
２４２ 配管
２４３ ポンプ
２４４ 燃料タンク
２４５ 第二燃料噴射弁
２４６ 配管
２４７ ポンプ
２４８ 燃料タンク
３ 吸気系統
３１ 吸気通路
３２ エアフィルタ
３３ スロットルバルブ
３４ サージタンク
４ 排気系統
４１ 排気通路
４２ 触媒装置
５ 制御系統
５１ ＥＣＵ
５２ 空燃比センサ
５３ 圧力センサ

Claims (8)

1. 複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される内燃機関であって、
   第一燃料と前記第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給されると共に燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われ、且つ、空燃比フィードバック制御にて、前記第二燃料の噴射量の補正が前記第一燃料の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されることを特徴とする内燃機関。
2. 空燃比フィードバック制御にて、前記第二燃料の噴射量のみが補正されて燃料の総噴射量が補正される請求項１に記載の内燃機関。
3. 空燃比フィードバック制御にて、補正後の前記第二燃料の噴射量が所定の供給可能範囲内にない場合には、前記第二燃料の噴射量が前記供給可能範囲内にて補正されると共に、当該補正後の第二燃料の噴射量に基づいて前記第一燃料の噴射量が補正される請求項１に記載の内燃機関。
4. 空燃比フィードバック制御にて、補正後の前記第二燃料の噴射量が所定の最小噴射量よりも小さい場合には、前記第二燃料の噴射量が前記最小噴射量に補正されると共に、当該補正後の第二燃料の噴射量に基づいて前記第一燃料の噴射量が補正される請求項３に記載の内燃機関。
5. 複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される内燃機関であって、
   第一燃料と前記第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給されると共に燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われ、且つ、エンジンの運転負荷率が所定値以上のときには、前記第二燃料の噴射量の補正が前記第一燃料の噴射量の補正に優先して行われて燃料の総噴射量が補正されることを特徴とする内燃機関。
6. エンジンの運転負荷率が増加するにつれて、前記第二燃料の噴射量が増量補正される請求項５に記載の内燃機関。
7. 複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される内燃機関であって、
   第一燃料と前記第一燃料よりも気化し易い第二燃料とがエンジンに供給されると共に燃料の総噴射量が補正されて空燃比フィードバック制御が行われ、且つ、燃料の総噴射量に対する前記第二燃料の噴射量に応じてフィードバックゲインが選択されて、前記第一燃料の噴射量および前記第二燃料の噴射量が補正されることを特徴とする内燃機関。
8. 燃料の総噴射量に対する前記第二燃料の噴射量が所定値未満であるときの前記フィードバックゲインは、前記第二燃料の噴射量が所定値以上であるときの前記フィードバックゲインよりも大きい請求項７に記載の内燃機関。

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