JP2011236788A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料温度が低い状況下、アルコール濃度が高い燃料が噴射されると、噴射燃料の微粒化が促進されなかったり、噴射燃料の貫徹力が大きくなったりすることに起因して、未燃燃料や微粒子状物質等のエミッションが増大するおそれがあること。
【解決手段】燃温センサ３４の検出値に基づく燃料温度が低かったり、アルコール濃度センサ３２の検出値に基づくアルコール濃度が高かったりするほど燃料噴射弁１８の燃料噴射圧の目標値を高く設定する。そして、燃圧センサ３０の検出値に基づく実際の燃料噴射圧を上記目標値に制御すべく、調節弁２６を通電操作する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アルコールと石油との混合割合が任意の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留される燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へと供給される前記燃料の量を調節する調節手段とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用される内燃機関の燃料供給制御装置に関する。

この種の制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、ガソリン等の化石燃料の代替として、メタノールやエタノール等のアルコールをガソリンに混合したアルコール混合燃料や、アルコール１００％のアルコール燃料（以下、これらの燃料を単にアルコール混合燃料と記載）を燃料噴射弁に供給するものが知られている。詳しくは、アルコール混合燃料中のアルコール濃度が高いと、所望の内燃機関の出力を得る上で要求される燃料噴射弁の燃料噴射量が多くなることに鑑み、燃料噴射弁の燃料噴射量がその限界量を超える場合、燃料噴射弁の燃料噴射圧を上昇させている。これにより、燃料噴射弁の燃料噴射量の不足分を補償することができ、内燃機関の出力の低下を抑制することが可能となる。

特開２００８−１５７０４４号公報

ところで、アルコール混合燃料の温度が低くなるほど、燃料の粘度が高くなり、アルコール混合燃料の粘度は、化石燃料の粘度と比較して高いものとなっている。ここで燃料の温度が過度に低くなると、化石燃料の粘度と比較してアルコール混合燃料の粘度が顕著に高くなる。このような状況下、燃料噴射弁からアルコール混合燃料が噴射されると、燃料の粘度が過度に高くなることに起因して燃料噴射速度が低下し、噴射燃料の粒径が大きくなることがある。この場合、噴射燃料の微粒化を促進することができなくなることで、内燃機関の燃焼状態を良好なものとする上で要求される燃料噴霧を形成させることができず、未燃燃料や微粒子状物質（ＰＭ）等のエミッションが増大するおそれがある。

こうした問題を解決するためには、例えば燃料噴射弁の燃料噴射圧を高くすることで、噴射燃料の微粒化を促進し、燃焼状態を良好なものとする燃料噴霧を形成させることも考えられる。しかしながら、燃料噴射圧を高くすると、噴射燃料の貫徹力が大きくなり、噴射燃料が内燃機関の燃焼室の壁面等に付着することに起因して内燃機関の燃焼状態が悪化し、エミッションが増大するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、アルコール混合燃料が使用される内燃機関において、噴射燃料の粘度が高い場合におけるエミッションの増大を好適に抑制することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、アルコールと石油との混合割合が任意の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留される燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へと供給される前記燃料の量を調節する調節手段とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用され、該燃料噴射システムには、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の粘度又はこれと相関を有するパラメータの値を検出する粘度検出手段が備えられ、該粘度検出手段の検出値に基づき、前記粘度が高い場合に前記調節手段を操作することで前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を上昇させる処理を行う上昇手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、噴射燃料の微粒化に影響を及ぼす噴射燃料の粘度又はこれと相関を有するパラメータの値の検出値に基づき、噴射燃料の粘度が高い場合に、噴射燃料の微粒化及び貫徹力に影響を及ぼす燃料噴射弁への燃料供給圧を上昇させる。これにより、噴射燃料の微粒化を促進しつつ噴射燃料の貫徹力が過度に大きくならないようにすることができ、ひいてはエミッションの増大を好適に抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記粘度検出手段は、前記噴射される燃料の温度を検出する手段と、該噴射される燃料中のアルコール濃度を検出する手段とを備え、前記上昇手段は、前記燃料の温度の検出値と前記アルコール濃度の検出値とに基づき、前記燃料の圧力を上昇させる処理を行うことを特徴とする。

噴射燃料の温度が低くなったり、アルコール濃度が高くなったりすると、噴射燃料の粘度が高くなり、燃料噴射速度が低くなる。この点に鑑み、上記発明では、噴射燃料の温度及びアルコール濃度の双方の検出値に基づき噴射燃料の粘度が高いと推定される場合に、燃料供給圧を上昇させる。これにより、エミッションの増大を抑制するための内燃機関の燃焼制御を適切に行うことができる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記粘度検出手段は、前記粘度を検出する手段であることを特徴とする。

上記発明では、噴射燃料の粘度を直接検出し、検出された粘度に基づき燃料噴射弁への燃料供給圧を上昇させる。これにより、エミッションの増大を抑制するための内燃機関の燃焼制御を的確に行うことができる。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記粘度検出手段は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の流出速度を検出する手段であり、前記上昇手段は、前記流出速度の検出値に基づき、該流出速度が低い場合に前記燃料の圧力を上昇させる処理を行うことを特徴とする。

上記発明では、噴射燃料の粘度と相関を有するパラメータの値である上記流出速度の検出値に基づき、該流出速度が低い場合に燃料噴射弁への燃料供給圧を上昇させる。これにより、エミッションの増大を抑制するための内燃機関の燃焼制御を適切に行うことができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁であることを特徴とする。

ポート噴射弁への燃料供給圧は、例えば燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射弁への燃料供給圧と比較して低い値に設定される傾向がある。ここで噴射燃料の粘度が高い状況下において、アルコール濃度が高い燃料がポート噴射弁から噴射される場合、燃料供給圧が低い値に設定されることに起因して燃料噴射速度が低下しやすく、エミッションの増大が顕著となるおそれがある。このため、ポート噴射弁が備えられる上記発明は、上記上昇手段を備えるメリットが大きい。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる燃料温度及び燃料粘度の関係を示す図。 同実施形態にかかる目標燃圧の設定手法の概要を示す図。 同実施形態にかかる燃圧制御処理の手順を示すフローチャート。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる燃圧制御処理の手順を示すフローチャート。 第３の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる噴射速度制御処理の手順を示すフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる制御装置を車載エンジンシステムに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるエンジン１０は、多気筒火花点火式内燃機関である。このエンジン１０では、ガソリンとアルコールとの混合割合が任意の燃料が使用される。つまり、ガソリン又はアルコール単独の燃料が使用されたり、ガソリンにアルコールが所定の割合で混合された燃料が使用されたりする。なお本実施形態では、アルコールとしてエタノールを想定している。

エンジン１０の吸気通路１２には、上流側から順に、吸入される空気量（吸気量）を検出するエアフローメータ１４、ＤＣモータ等によって開度（スロットル開度）が調節されるスロットルバルブ１６、更には各気筒の吸気ポート近傍に燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１８が設けられている。

燃料噴射弁１８には、燃料供給経路２０及びデリバリパイプ２１を介して燃料タンク２２内に貯留された燃料が供給される。燃料供給経路２０には、燃料タンク２２側から順に、このタンク内の燃料を汲み上げて燃料噴射弁１８へと圧送する電動式の燃料ポンプ２４と、燃料ポンプ２４から燃料噴射弁１８へと供給される燃料の量を調節する調節弁２６とが設けられている。詳しくは、燃料ポンプ２４は、その駆動によって単位時間あたりに一定量の燃料を圧送するものである。また、調節弁２６は、電磁駆動式の弁体（可変絞り弁）を備えて構成されるものであり、通電操作によって弁体の開度が調節されることで、リターン通路２８を介して燃料タンク２２へと戻される燃料量を調節し、燃料噴射弁１８への燃料供給量を調節する。こうした構成によれば、燃料ポンプ２４の駆動中に調節弁２６の通電操作によって燃料噴射弁１８に供給される燃料の圧力を調節することで、燃料噴射弁１８の燃料噴射圧を調節することが可能となる。なお、デリバリパイプ２１には、燃料噴射弁１８の実際の燃料噴射圧（実燃圧）を検出する燃圧センサ３０が設けられている。

燃料タンク２２には、燃料中のエタノールの濃度（以下、アルコール濃度）を検出するアルコール濃度センサ３２と、燃料タンク２２内の燃料の温度を検出する燃温センサ３４とが設けられている。本実施形態では、アルコール濃度センサ３２として、燃料中に浸漬された一対の白金電極を有し、アルコール濃度に応じた電極間の抵抗値の変化によって出力電圧を変化させるものを想定している。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートのそれぞれは、吸気バルブ３６及び排気バルブ３８のそれぞれにより開閉される。詳しくは、吸気バルブ３６の開弁によって燃料噴射弁１８から噴射供給される燃料と吸気との混合気が燃焼室４０内に導入され、点火プラグ４２の火花放電によって混合気が着火され燃焼に供される。燃焼によって発生したエネルギは、ピストン４４を介して、エンジン１０の出力軸（クランク軸４６）の回転エネルギとして取り出される。なお、クランク軸４６付近には、クランク軸４６の回転角度を検出するクランク角度センサ４８が設けられている。

燃焼に供された混合気は、排気バルブ３８の開弁によって排気として排気通路５０に排出される。排気通路５０には、Ａ／Ｆセンサ５２が設けられている。Ａ／Ｆセンサ５２は、排気中の酸素濃度や未燃成分（ＣＯ，ＨＣ等）に応じてリニアな電気信号を出力するセンサであり、広域の実際の空燃比（実空燃比）を検出可能な、いわゆる全領域空燃比センサである。なお、排気通路５０において、Ａ／Ｆセンサ５２の下流側には、排気浄化を行うための排気後処理システムとして、排気中の有害成分を浄化する図示しない三元触媒が設けられている。

電子制御装置（ＥＣＵ５４）は、エンジンシステムの各種制御に必要な各種アクチュエータを操作する制御装置である。ＥＣＵ５４は、エアフローメータ１４や、燃圧センサ３０、アルコール濃度センサ３２、燃温センサ３４、クランク角度センサ４８、更にはＡ／Ｆセンサ５２等の検出信号を逐次入力する。ＥＣＵ５４は、これらの入力信号に基づき、燃料ポンプ２４の駆動制御や、実空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）にフィードバック制御すべく燃料噴射弁１８を通電操作する燃料噴射制御等を行う。

ここで上記燃料噴射制御について説明すると、まず、アルコール濃度センサ３２の出力値から算出されるアルコール濃度に基づき、目標空燃比を可変設定する。これは、アルコール濃度が高いほど理論空燃比が低くなることに鑑みたものである。つまり、例えばガソリンの理論空燃比が１４．７であるのに対し、エタノールの理論空燃比は９であるため、アルコール濃度が高いほど目標空燃比を低く設定することが要求される。次に、エアフローメータ１４の出力値に基づく吸気量、クランク角度センサ４８の出力値に基づくエンジン回転速度、及びアルコール濃度から、燃料噴射弁１８の基本噴射量を算出する。具体的には、アルコール濃度が高いほど、理論空燃比が低くなることに鑑み、基本噴射量を多く設定する。一方、Ａ／Ｆセンサ５２の出力値に基づく実空燃比と目標空燃比との偏差に基づき、実空燃比と目標空燃比とのずれを補償するための空燃比補正係数を算出する。そして、空燃比補正係数を基本噴射量に乗算することで、最終的な燃料噴射量（最終噴射量）を算出する。そして、後述する燃圧制御処理によって算出される実燃圧の目標値（目標燃圧）と、最終噴射量とに基づき、燃料噴射弁１８の燃料噴射時間を算出し、算出された燃料噴射時間に基づき燃料噴射弁１８を通電操作する。これにより、実空燃比をアルコール濃度に応じた目標空燃比に制御することが可能となる。

なお、上記アルコール濃度を、アルコール濃度センサ３２によって直接検出することなく、Ａ／Ｆセンサ５２の出力値に基づき推定してもよい。具体的には、燃料噴射量及び吸気量が一定の場合においてアルコール濃度が高くなると、Ａ／Ｆセンサ５２の出力値に基づく実空燃比がリーン側に変化することに鑑み、例えば、基準となるアルコール濃度に対する空燃比と、実空燃比とのずれに基づき推定すればよい。

またＥＣＵ５４は、アルコール濃度及び燃温センサ３４の出力値に基づく燃料温度に基づき、燃圧センサ３０の出力値に基づく実燃圧を目標燃圧に制御すべく調節弁２６を通電操作する処理である燃圧制御処理を行う。以下、この処理について、図２及び図３を用いて詳述する。

まず、図２に、燃料性状に対する燃料の動粘度及び燃料温度の関係の一例を示す。なお、図２では、燃料性状として、ガソリンと、エタノール１００％と、エタノール９５％及び水５％の混合液（以下、混合燃料）とを例示している。

図示されるように、エタノール１００％の動粘度（図中破線）及びガソリンの動粘度（図中一点鎖線）の双方は、燃料温度が低くなるほど高くなり、エタノール１００％の動粘度は、ガソリンの動粘度と比較して高いものとなっている。また、混合燃料の動粘度（図中実線）は、エタノール１００％の動粘度と比較して高いものとなっている。これは、水の凝固点がエタノールの凝固点よりも高いことによるものである。

ここで燃料温度が低い状況下において燃料噴射弁１８からアルコール濃度の高い燃料が噴射されると、吸気通路１２に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１８の燃料噴射圧が通常低い値に設定されること及び燃料の粘度が過度に高くなることに起因して、燃料噴射弁１８の燃料噴射速度が低下し、噴射燃料の粒径が大きくなることがある。この場合、噴射燃料の微粒化を促進させることができなくなることで、内燃機関の燃焼状態を良好なものとする上で要求される燃料噴霧を形成させることができず、未燃燃料や微粒子状物質（ＰＭ）等のエミッションが増大するおそれがある。また、燃料の動粘度が過度に高くなることに起因して、燃料噴射弁１８の実際の燃料噴射量が想定した量よりも少なくなることで、エンジン１０の出力が低下するおそれもある。

特に、燃料温度が過度に低い状況下において水が混合される割合が大きい上記混合燃料が使用される場合には、燃料の動粘度がガソリンの動粘度に対して顕著に高くなる。このため、噴射燃料が微粒化されずに液体のまま柱状に伸びるように噴射される現象（液柱化）が生じることで、エミッションの増大が深刻なものとなるおそれがある。

こうした問題を解決するためには、目標燃圧を高くすることによって燃料噴射速度を高くし、噴射燃料の微粒化を促進させることで、燃焼状態を良好なものとする燃料噴霧を形成させることも考えられる。しかしながら、目標燃圧を高くすると、噴射燃料の貫徹力が大きくなり、噴射燃料が吸気通路１２や、吸気バルブ３６、更には燃焼室４０の壁面に付着することに起因してエンジン１０の燃焼状態が悪化し、エミッションが増大するおそれがある。

そこで本実施形態では、図３に示すように、アルコール濃度Ｘｆの検出値及び燃料温度Ｔｆの検出値に基づき目標燃圧Ｐｔｇｔを可変設定することで、燃焼状態を極力良好なものとする燃料噴霧を形成しつつ噴射燃料の貫徹力が過度に大きくならないようにし、エミッションの増大の抑制を図る。

図３に、燃料温度Ｔｆ及びアルコール濃度Ｘｆと関係付けられた目標燃圧が規定されるマップの一例を示す。

図示されるように、本実施形態では、燃料温度Ｔｆが低いほど、また、アルコール濃度Ｘｆが高いほど、目標燃圧Ｐｔｇｔを高く設定する。すなわち、燃料温度Ｔｆ及びアルコール濃度Ｘｆに基づき燃料の動粘度が高いと推定される場合に、目標燃圧Ｐｔｇｔを上昇させる。これは、上述したように、燃料温度Ｔｆが低かったり、アルコール濃度Ｘｆが高かったりするほど燃料の動粘度が高くなることで、噴射燃料の微粒化を促進することができなくなることに鑑みた設定である。このため、上記態様にて目標燃圧Ｐｔｇｔを可変設定するなら、燃料の動粘度が高いと推定される場合において、噴射燃料を微粒化させることができなくなることと、噴射燃料の貫徹力が過度に大きくなることとの双方を回避することができる。ここで目標燃圧Ｐｔｇｔは、噴射燃料を微粒化させるために要求される実燃圧である微粒化閾値Ｐ０（図中破線）を予め実験等で定め、この微粒化閾値Ｐ０よりもやや高い値に設定すればよい。なお、図中の微粒化閾値Ｐ０は、アルコール濃度が低い場合のものを例示している。ここでアルコール濃度が高い場合における目標燃圧Ｐｔｇｔは、アルコール濃度が高い場合の図示しない微粒化閾値よりもやや高い値に設定すればよい。また、目標燃圧Ｐｔｇｔと微粒化閾値Ｐ０との差（マージン量）は、噴射燃料の貫徹力が過度に高くならないように設定される。

こうした設定によれば、燃料温度Ｔｆが低かったり、アルコール濃度Ｘｆが高かったりする場合、燃焼状態を極力良好なものとする燃料噴霧を形成しつつ、噴射燃料の貫徹力が過度に大きくならないようにすることが可能となる。一方、燃料温度Ｔｆが高かったり、例えばガソリン単独の燃料が使用されたりする場合には、目標燃圧Ｐｔｇｔが低く設定され、燃焼室４０の壁面等への噴射燃料の付着を回避することが可能となる。

なお、噴射燃料の微粒化に影響を及ぼすパラメータとしては、燃料の動粘度以外に、燃料の表面張力や、燃料の密度が挙げられる。ここで本発明者らによって、表面張力や密度が噴射燃料の微粒化に及ぼす影響よりも動粘度が及ぼす影響の方が顕著であることが見出されている。このため、図３に示したマップは、アルコール濃度Ｘｆと燃料温度Ｔｆとによって定まる動粘度のみに基づき目標燃圧Ｐｔｇｔを設定するものとしてもよい。ただし、表面張力や密度がアルコール濃度Ｘｆと燃料温度Ｔｆとに依存することに鑑みれば、図３に示したマップを、これら全てを加味して適合してもよい。

図４に、本実施形態にかかる燃圧制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５４によって、例えば所定周期で実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、アルコール濃度Ｘｆ及び燃料温度Ｔｆの検出値を取得する。そしてステップＳ１２では、取得されたアルコール濃度Ｘｆ及び燃料温度Ｔｆの検出値に基づき、目標燃圧Ｐｔｇｔを可変設定する。具体的には、先の図３に示した目標燃圧設定マップを用いて設定すればよい。なお、目標燃圧設定マップは、ＥＣＵ５４の不揮発性メモリ内に予め記憶される。

続くステップＳ１４〜Ｓ２２では、実燃圧Ｐｆの検出値を目標燃圧Ｐｔｇｔに制御すべく調節弁２６を通電操作する処理を行う。詳しくは、ステップＳ１４において、実燃圧Ｐｆが目標燃圧Ｐｔｇｔになると判断された場合には、ステップＳ１６に進み、実燃圧Ｐｆを維持する処理を行う。具体的には、調節弁２６の通電操作量を固定し、調節弁２６の開度を固定する処理とすればよい。

一方、上記ステップＳ１４において否定判断された場合には、ステップＳ１８に進み、実燃圧Ｐｆが目標燃圧Ｐｔｇｔ未満であるか否かを判断する。

ステップＳ１８において実燃圧Ｐｆが目標燃圧Ｐｔｇｔ未満であると判断された場合には、ステップＳ２０に進み、実燃圧Ｐｆを昇圧させる処理を行う。具体的には、リターン通路２８へと戻される燃料量を増大させるべく調節弁２６の開度を調節する。一方、上記ステップＳ１８において、実燃圧Ｐｆが目標燃圧Ｐｔｇｔを上回ると判断された場合には、ステップＳ２２に進み、実燃圧Ｐｆを降圧させる処理を行う。具体的には、リターン通路２８へと戻される燃料量を減少させるべく調節弁２６の開度を調節する。

なお、ステップＳ１６、Ｓ２０、Ｓ２２の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）燃料温度Ｔｆが低いほど、また、アルコール濃度Ｘｆが高いほど目標燃圧Ｐｔｇｔを高く設定し、実燃圧Ｐｆを目標燃圧Ｐｔｇｔに制御すべく調節弁２６を通電操作した。このため、燃料温度Ｔｆが低かったり、アルコール濃度Ｘｆが高かったりするほど目標燃圧Ｐｔｇｔを高く設定する一方、燃料温度Ｔｆが高かったり、例えばガソリン単独の燃料が使用されたりする場合に目標燃圧Ｐｔｇｔを低く設定することができる。これにより、噴射燃料の動粘度に応じて、燃焼状態を良好なものとする燃料噴霧を形成しつつ、噴射燃料が燃焼室４０の壁面等に付着することを抑制することができ、ひいてはエミッションの増大を好適に抑制することができる。

（２）燃料噴射弁１８が吸気通路１２上に設けられる構成とした。この場合、例えば燃焼室４０に直接燃料を噴射する筒内噴射弁の燃料噴射圧と比較して燃料噴射圧が低い値に設定される傾向がある。このため、燃料温度が低い状況下において、アルコール濃度が高い燃料が燃料噴射弁１８から噴射されると、燃料噴射速度が低下しやすく、エミッションの増大が顕著となりやすい。このため、吸気通路１２上に燃料噴射弁１８が設けられる本実施形態は、上記燃圧制御処理の利用価値が高い。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図５において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。

図示されるように、本実施形態では、アルコール濃度センサ３２及び燃温センサ３４に代えて、燃料タンク２２内の燃料の粘度（動粘度）を直接検出する粘度センサ５６を設ける。そして、粘度センサ５６の出力値から算出される燃料粘度ρｆに基づき、目標燃圧Ｐｔｇｔを可変設定する。ここで目標燃圧Ｐｔｇｔは、燃料粘度ρｆが高いほど高く設定される。なお上記燃料噴射制御における目標空燃比は、上記第１の実施形態に示した手法によって推定されたアルコール濃度に基づき可変設定すればよい。

図６に、本実施形態にかかる燃圧制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５４によって、例えば所定周期で実行される。なお、図６において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ２４において、燃料粘度ρｆの検出値を取得する。そしてステップＳ１２において、取得された燃料粘度ρｆの検出値に基づき、目標燃圧Ｐｔｇｔを可変設定する。具体的には、燃料粘度ρｆと目標燃圧Ｐｔｇｔとが関係付けられる目標燃圧設定マップを用いて設定すればよい。

なお、上記ステップＳ１６、Ｓ２０、Ｓ２２の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、噴射燃料の微粒化に大きな影響を及ぼす燃料粘度ρｆを直接検出して燃圧制御処理を行うことができる。しかも、燃圧制御処理を実行するために要するセンサの数の増大を極力抑制することができ、燃圧制御処理を実現する上で従来の燃料噴射システムを流用しやすくなるなどのメリットがある。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図７に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。

図示されるように、本実施形態では、アルコール濃度センサ３２、燃温センサ３４及び燃圧センサ３０に代えて、燃料噴射弁１８から燃焼室４０へと流出する燃料、すなわち燃料噴射弁１８から噴射される燃料の流量を検出する流量センサ５８をデリバリパイプ２１に設ける。そして、流量センサ５８の出力値から算出される燃料流量Ｑｆに基づき、燃料噴射弁１８の燃料噴射速度Ｖｆを算出し、算出された燃料噴射速度Ｖｆをその目標値（目標噴射速度Ｖｔｇｔ）に制御すべく調節弁２６を通電操作する処理である噴射速度制御処理を行う。この処理は、上述したように燃料の動粘度と燃料噴射速度とが相関を有することに鑑み、燃料の動粘度が高く燃料噴射速度が低下すると想定される状況下においてエミッションの増大を抑制すべく、実燃圧を上昇させるための処理である。

図８に、本実施形態にかかる噴射速度制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５４によって、例えば所定周期で実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ２６において、燃料流量Ｑｆの検出値を取得する。そしてステップＳ２８では、取得された燃料流量Ｑｆの検出値に基づき、燃料噴射速度Ｖｆを算出する。具体的には例えば、燃料流量Ｑｆ及び燃料噴射弁１８の噴孔の通路面積等に基づき算出すればよい。

続くステップＳ３０では、算出された燃料噴射速度Ｖｆが目標噴射速度Ｖｔｇｔとなるか否かを判断する。ここで目標噴射速度Ｖｔｇｔは例えば、燃料温度が想定使用域の下限値となって且つアルコール濃度が想定使用域の上限値となる場合において、噴射燃料を微粒化させるために要求される燃料噴射速度の最小値（固定値）として設定すればよい。

続くステップＳ３２〜Ｓ３８では、算出された燃料噴射速度Ｖｆを目標噴射速度Ｖｔｇｔに制御すべく調節弁２６を通電操作する処理を行う。詳しくは、ステップＳ３０において燃料噴射速度Ｖｆが目標噴射速度Ｖｔｇｔになると判断された場合には、ステップＳ３２に進み、燃料噴射速度Ｖｆを維持する処理を行う。ここで燃料噴射速度Ｖｆを維持する処理は、先の図４のステップＳ１６の処理と同様な手法によって行えばよい。

一方、上記ステップＳ３０において否定判断された場合には、ステップＳ３４に進み、燃料噴射速度Ｖｆが目標噴射速度Ｖｔｇｔ未満であるか否かを判断する。

ステップＳ３４において燃料噴射速度Ｖｆが目標噴射速度Ｖｔｇｔ未満であると判断された場合には、ステップＳ３６に進み、実燃圧を上昇させるべく燃料噴射速度Ｖｆを上昇させる処理を行う。一方、上記ステップＳ３４において、燃料噴射速度Ｖｆが目標噴射速度Ｖｔｇｔを上回ると判断された場合には、ステップＳ３８に進み、実燃圧を降圧させるべく燃料噴射速度Ｖｆを低下させる処理を行う。ここで燃料噴射速度Ｖｆを上昇・下降させる処理は、先の図４のステップＳ２０、Ｓ２２の処理と同様な手法によって行えばよい。

なお、ステップＳ３２、Ｓ３６、Ｓ３８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、燃料噴射速度Ｖｆを目標噴射速度Ｖｔｇｔに制御することで、燃料噴射速度Ｖｆが低下すると想定される状況において燃料噴射速度Ｖｆの低下を回避することができ、エミッションの増大を抑制することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第１，２の実施形態では、アルコール濃度センサ３２や、燃温センサ３４、粘度センサ５６を燃料タンク２２に設けたがこれに限らない。例えば、燃料供給経路２０やデリバリパイプ２１に設けてもよい。

・上記各実施形態では、調節弁２６を通電操作することで実燃圧Ｐｆや燃料噴射速度Ｖｆを調節したがこれに限らない。例えば、調節弁２６及びリターン通路２８を備えず、燃料の圧送量を可変設定可能な電動式の燃料ポンプを備え、燃料ポンプの燃料圧送量を調節することで実燃圧Ｐｆや燃料噴射速度Ｖｆを調節してもよい。この場合、燃料圧送量を増大させることで、実燃圧Ｐｆや燃料噴射速度Ｖｆを上昇させることができる。

・燃圧制御手法としては、上記第１，２の実施形態に例示したものに限らない。例えば、噴射燃料の粘度が高い場合に限って目標燃圧Ｐｔｇｔを可変設定する処理を実行してもよい。具体的には例えば、上記第１の実施形態において、検出された燃料温度Ｔｆが規定温度以下になると判断された場合、上記処理を実行すればよい。なおこの場合、燃料ポンプの消費動力低減の観点から、燃料温度Ｔｆが規定温度を上回ると判断されたとき、目標燃圧Ｐｔｇｔを、燃焼状態を良好なものとすることが可能な実燃圧の最小値（固定値）に設定すればよい。

・上記第３の実施形態において、燃料噴射速度Ｖｆに代えて、燃料流量Ｑｆをその目標値に制御すべく調節弁２６を通電操作するようにしてもよい。

・燃料噴射速度Ｖｆの制御手法としては、上記第３の実施形態に例示したものに限らない。例えば、燃料噴射速度Ｖｆが目標噴射速度Ｖｔｇｔを下回ると判断される場合に燃料噴射速度Ｖｆを目標噴射速度Ｖｔｇｔまで上昇させる処理のみを行ってもよい。具体的には、先の図８のステップＳ３８の処理を除けばよい。

・上記第１，２の実施形態では、実燃圧Ｐｆを目標燃圧Ｐｔｇｔにフィードバック制御したがこれに限らない。例えば、燃圧センサ３０を備えず、燃料温度Ｔｆ及びアルコール濃度Ｘｆや、燃料粘度ρｆに基づく実燃圧のフィードフォワード制御を行ってもよい。

・燃料噴射弁としては、吸気通路１２に燃料を噴射供給するポート噴射弁に限らず、燃焼室４０に燃料を直接噴射供給する筒内噴射弁であってもよい。この場合であっても、吸気行程において燃料噴射圧が低い状態で噴射することがあるなら、燃料温度が低かったり、アルコール濃度が高かったりする状況下において、燃圧制御処理や噴射速度制御処理が有効である。

・アルコール濃度センサ３２としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、混合燃料の屈折率等の違いを検出することでアルコール濃度を検出する光学式のセンサを用いてもよい。

・燃料として用いられるアルコールとしては、エタノールに限らず、エタノール以外のアルコール（例えばメタノール）であってもよい。

・内燃機関としては、火花点火式内燃機関に限らず、例えばディーゼル機関等の圧縮点火式内燃機関であってもよい。この場合、燃料としてアルコールと軽油とが混合されたものを使用することとなる。この場合であっても、ガソリンとエタノールとの混合燃料を用いる場合と同様に、燃料温度が低くなったり、アルコール濃度が高くなったりするほど燃料の動粘度が高くなるため、燃圧制御処理や燃料噴射速度制御処理が有効である。

１０…エンジン、１２…吸気通路、１８…燃料噴射弁、２２…燃料タンク、２４…燃料ポンプ、２６…調節弁、３０…燃圧センサ、３２…アルコール濃度センサ、３４…燃温センサ、５４…ＥＣＵ（内燃機関の燃料供給制御装置の一実施形態）、５６…粘度センサ、５８…流量センサ。

Claims (5)

1. アルコールと石油との混合割合が任意の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留される燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料タンクから前記燃料噴射弁へと供給される前記燃料の量を調節する調節手段とを備える内燃機関の燃料噴射システムに適用され、
   該燃料噴射システムには、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の粘度又はこれと相関を有するパラメータの値を検出する粘度検出手段が備えられ、
   該粘度検出手段の検出値に基づき、前記粘度が高い場合に前記調節手段を操作することで前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を上昇させる処理を行う上昇手段を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
2. 前記粘度検出手段は、前記噴射される燃料の温度を検出する手段と、該噴射される燃料中のアルコール濃度を検出する手段とを備え、
   前記上昇手段は、前記燃料の温度の検出値と前記アルコール濃度の検出値とに基づき、前記燃料の圧力を上昇させる処理を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
3. 前記粘度検出手段は、前記粘度を検出する手段であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
4. 前記粘度検出手段は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の流出速度を検出する手段であり、
   前記上昇手段は、前記流出速度の検出値に基づき、該流出速度が低い場合に前記燃料の圧力を上昇させる処理を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
5. 前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。

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