JP3997780B2 - Fuel supply device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、詳細には高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との２種類の燃料を機関に供給することが可能な燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃料オクタン価に対する要求は機関運転状態に応じて変化する。例えば、低回転高負荷の機関運転状態ではノッキングを防止し機関高出力を得るためには燃料オクタン価は高い方が好ましく、一方高回転低負荷の機関運転状態では燃焼状態を良好に維持するためには燃料オクタン価は低い方が好ましい。このため、機関燃焼室に高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを同時に供給し、機関運転状態に応じて両方の燃料の混合割合を変更することにより燃料のオクタン価を変更したり、或は機関運転状態に応じて機関燃焼室に供給する燃料を高オクタン価燃料のみもしくは低オクタン価燃料のみに切換える燃料供給装置が知られている。このように、オクタン価の異なる燃料を同時にもしくは切換えて機関に供給することにより、機関運転条件に応じて必要とされるオクタン価の燃料を使用して機関を運転可能となるため、機関性能や排ガス性状を常に良好に維持することが可能となる。
【０００３】
例えば、このような燃料供給装置の例としては特開２００１−５００７０号公報に記載されたものがある。同公報の燃料供給装置では原料となる燃料を分留することにより、原料燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料と、原料燃料よりオクタン価の低い低オクタン価燃料とを生成し、これら２種類の燃料を機関運転状態に応じた混合比で混合して機関に供給している。
【０００４】
上記特開２００１−５００７０号公報の装置では、原料燃料を分留して生成した高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とをそれぞれ別のサブ燃料タンクに一旦貯留し、これらのサブ燃料タンクから高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを取出して所定の割合で混合して機関に供給している。これにより、機関に供給する燃料のオクタン価を運転状態に応じて調整することが可能となっている。
【０００５】
上記特開２００１−５００７０号公報の装置では、原料燃料の分留により高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを生成しているため、両方の燃料の生成量の比率は或る範囲内に固定されている。このため、一方の燃料のみが消費される運転状態（或は一方の燃料の消費量が大きい運転状態）が長時間継続すると問題が生じる。
例えば、上記特開２００１−５００７０号公報の装置では、機関が比較的低負荷で運転されている場合には、機関に主に低オクタン価燃料を供給して機関を自己着火燃焼運転させている。このため、自己着火燃焼運転では高オクタン価燃料はほとんど消費されず、低オクタン価燃料のみが消費され両方の燃料の消費量のバランスが保てなくなる。
【０００６】
一方、特開２００１−５００７０号公報の装置では原料燃料を分留することにより高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを生成しているため、一方の燃料のみを生成することはできない。従って、機関の自己着火運転中はサブ燃料タンクに貯留される高オクタン価燃料の量は増大し、低オクタン価燃料の量は低下するようになる。
このように両方の燃料の消費量に大きな差が生じる状態が継続すると、例えばサブ燃料タンク内の低オクタン価燃料量が不足したり、或はサブ燃料タンク内の高オクタン価燃料の量が増大してタンクの容量上限に到達するような場合が生じてしまい好ましくない。
【０００７】
上記特開２００１−５００７０号公報の装置では、例えば自己着火燃焼の運転が長時間継続して、低オクタン価燃料のタンク内残量が下限値以下に減少した場合、又は高オクタン価燃料のタンク内残量が上限値以上に増大した場合には、機関の燃焼モードを自己着火燃焼から火花点火燃焼に切換えるとともに、機関への高オクタン価燃料の供給割合を増大するようにしている。これにより、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との燃料の消費量バランスが調整される。
すなわち、特開２００１−５００７０号公報の装置では、一方の燃料の消費量が大きい運転状態が継続し、この一方の燃料の残量が過大になった場合、または他方の燃料の残量が過小になった場合には、両方の燃料の消費量バランスをとるために、機関の運転モードを切換えて残量が多い方の燃料を多く使用する運転モードで機関を運転するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００１−５００７０号公報の装置では、一方の燃料の消費量のみが増大する条件での機関運転が継続して両方の燃料の消費量バランスを調整する必要が生じた場合には、消費量の少ない方の燃料を多く使用する燃焼モード（すなわち、自己着火燃焼から火花点火燃焼）に運転状態を切換えることにより燃料の消費量バランスを調整している。
【０００９】
しかし、上記公報の装置の場合には、逆に火花点火燃焼での運転が継続し、高オクタン価燃料の残量が低下したり、低オクタン価燃料の残量が増大した場合には、燃料消費バランスを調整するためには火花点火燃焼から自己着火燃焼に運転状態を切換えて低オクタン価燃料の消費量を増大させる必要がある。ところが、自己着火燃焼での運転は低負荷領域でしか行うことができないため、燃料消費バランスを調整するために常に火花点火燃焼から自己着火燃焼に運転モードを切換えることができるとは限らない。また、燃料消費バランス調整のために、本来自己着火燃焼には適していない運転状態で無理に自己着火燃焼での運転を行うと燃焼状態の悪化や排気性状の大幅な悪化を生じることになる。このため、上記公報の装置では、低オクタン価燃料の残量が増大した場合、或は高オクタン価燃料の残量が低下した場合には有効に燃料消費量バランスを調整することができない問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑み、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との両方を機関に供給する場合に、機関性能や排気性状の大幅な悪化を生じることなく有効に両方の燃料の消費量バランスをとることが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、燃焼室内の一部の領域に着火可能な空燃比の混合気を成層させ全体としてリーン空燃比の燃焼を行う成層燃焼モードと、燃焼室内全体に均一な空燃比の混合気を生成して燃焼を行う均質燃焼モードとを負荷に応じて切換えて運転する内燃機関の燃料供給装置であって、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを個別にまたは混合して内燃機関に供給し、機関が低負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、機関が高負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大させる燃料供給制御手段と、両方の燃料の消費量バランスの調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきか否かを判断するとともに、高オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断した場合には、均質モード運転時に前記低負荷で運転される領域であっても機関に供給される高オクタン価燃料の量を低オクタン価燃料の量より増大させる燃料消費量調整手段を備えたことを特徴とする、内燃機関の燃料供給装置が提供される。
【００１２】
すなわち請求項１の発明では、機関は成層燃焼と均質燃焼とを切換えて運転可能とされている。また、燃料供給装置は、機関が比較的低負荷で運転されている場合には燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、比較的高負荷で運転されている場合には燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大する。一方、機関の成層燃焼モード運転は機関回転数と負荷とが比較的小さい領域で行われ、成層燃焼モード運転は、機関回転数と負荷との何れか一方または両方が比較的大きい領域で行われる。
【００１３】
このため、本発明では、成層燃焼モード運転と均質燃焼モード運転との両方において、高オクタン価燃料主体の運転と低オクタン価主体の運転との両方が行われる場合がある。
燃料消費量バランス調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきとき（例えば、高オクタン価燃料のタンク内残量が増大したとき、または低オクタン価燃料の残量が減少したときなど）には、本来低オクタン価燃料主体の運転を行うべき負荷領域で高オクタン価燃料主体の運転を行うことにより、高オクタン価燃料の消費量を増大させて燃料消費量バランスが調整される。本発明では、成層燃焼モードと均質燃焼モードとの両方において低オクタン価燃料主体の運転を行う負荷領域があるため、上記の消費量バランス調整のための高オクタン価燃料主体の運転への切換も本来、成層燃焼モードと均質燃焼モードとのいずれにおいても実施することが可能である。
【００１４】
しかし、成層燃焼モードにおいては全体としてリーンな空燃比の運転が行われるため、本来低オクタン価燃料主体の運転を行うべき領域で高オクタン価燃料主体の運転を行うと混合気の着火性が悪化し、燃焼の悪化、排気性状の悪化等が生じる可能性がある。
一方、均質燃焼モードでは燃焼状態や排気性状は比較的燃料のオクタン価の影響を受けにくいため、本来低オクタン価燃料主体の燃料を行うべき領域で高オクタン価燃料主体の運転を行っても燃焼の悪化や排気性状の悪化は生じない。
【００１５】
そこで、本発明では燃料消費量バランス調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべき場合には、機関が均質燃焼モードで運転を行っている場合にのみ本来低オクタン価燃料主体の燃焼を行うべき負荷領域で高オクタン価燃料主体の燃焼を行い、成層燃焼モード運転時には本来定められた燃料を用いて運転を行うようにしている。
このように、燃料のオクタン価変動の影響を受けにくい均質燃焼モード運転時に燃焼モードを変更することなく燃料消費量バランス調整のための高オクタン価燃料供給増大を行うようにしたため、燃焼モードが負荷条件と適合しないために生じる機関の燃焼の悪化や排気性状の悪化が防止されるとともに、有効に燃料消費量のバランスが調整される。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、前記燃料供給制御手段は、機関負荷が予め定めた所定の負荷より高い場合には機関に高オクタン価燃料のみを供給し、前記所定の負荷以下の場合には機関に低オクタン価燃料のみを供給し、前記燃料消費量調整手段は、前記高オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断した場合には、均質燃焼時における前記所定の負荷を低下させることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置が提供される。
【００１７】
すなわち、請求項２の発明では、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とは混合されることなく、それぞれ機関の運転負荷領域に応じて切換えて使用されるが、この場合も均質燃焼時にのみ燃料消費量バランス調整のための高オクタン価燃料の消費量増大を行うことにより、燃焼モードを切換えることなく燃料消費量バランスの調整を有効に行うことができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを個別にまたは混合して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、機関が低負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、機関が高負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大する燃料供給制御手段と、両方の燃料の消費量バランスの調整のために低オクタン価燃料の消費量を増大すべきか否かを判断するとともに、低オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断した場合には、前記高負荷で運転される領域であっても機関に供給される低オクタン価燃料の量を高オクタン価燃料の量より増大するとともに、機関の実圧縮比を低下させる燃料消費量調整手段を備えたことを特徴とする、内燃機関の燃料供給装置が提供される。
【００１９】
すなわち、請求項３の発明では機関が比較的高負荷で運転される領域では高オクタン価燃料の供給量が増大され、比較的低負荷で運転される領域では低オクタン価燃料の供給量が増大される。また、比較的高負荷の運転が継続して高オクタン価燃料のタンク内残量が低下した場合、または低オクタン価燃料のタンク内残量が増大した場合には、本来高オクタン価燃料を使用して運転すべき比較的高負荷領域でも低オクタン価燃料を使用するようにして、燃料消費量のバランスを調整する。また、低オクタン価燃料を使用すると比較的負荷の高い領域ではノックが生じ機関性能や排気性状が悪化する。そこで、本発明では燃料消費量バランスを調整するために、比較的高い負荷領域まで低オクタン価燃料を使用する場合には、機関のバルブタイミングを変化させることにより機関の実際の圧縮比を低下させる。これにより、点火時期を遅角させることなくノックの発生を防止することができるため、点火時期の遅角による機関性能や排気性状の悪化を生じることなく燃料消費量のバランスを調整することが可能となる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを個別にまたは混合して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であってに記載の発明によれば、機関が低負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、機関が高負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大する燃料供給制御手段と、両方の燃料の消費量バランスの調整のために一方の燃料の消費量を増大すべき場合に、機関運転条件の変化により前記一方の燃料の供給量が増大する領域に機関運転状態が移行することが予測された時に、実際に前記機関運転状態の移行が生じる前に、機関に供給される燃料中の前記一方の燃料量を増大させる燃料消費量調整手段と、を備えたことを特徴とする、内燃機関の燃料供給装置が提供される。
【００２１】
すなわち、請求項４の発明では燃料消費バランス調整のために一方の燃料の消費量を増大すべき場合に、機関の運転状態の変化を予測し、運転状態が変化して実際に一方の燃料の供給量を増大すべき運転状態に移行する前にこの一方の燃料の供給量を増大する。これにより、消費量を増大すべき燃料での運転時間が長くなり燃料消費量バランス調整が有効に行われる。また、燃料の供給量割合の変更には多少の時間を要するため、実際の運転では運転状態の移行後、必ずしも機関の運転状態に応じたオクタン価の燃料が機関に供給されない場合が生じるが、本発明のように機関の運転状態の変化を予測して予め燃料供給割合の変更を行うことにより、燃料オクタン価調整の際の応答遅れをなくすことが可能となる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、前記燃料消費量調整手段は、前記両方の燃料の消費量バランスの調整のために高オクタン価燃料の消費を増大すべきときにのみ前記運転状態移行の予測に基づいて、実際に運転状態が前記領域に移行する前に高オクタン価燃料量の増大を行うことを特徴とする、請求項４に記載の内燃機関の燃料供給装置が提供される。
【００２３】
すなわち、請求項５の発明では請求項４の運転状態移行の予測による運転状態移行前の燃料供給割合の変更は、燃料消費量バランス調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきときにのみ行う。例えば、本発明では、燃料消費量バランス調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきときには、低オクタン価燃料主体の運転を実施中に機関運転負荷が増大することが予測される場合（例えば加速開始時）等に、実際に機関負荷が増大する前に高オクタン価燃料の供給割合を増大する。しかし、逆に燃料消費量バランス調整のために低オクタン価燃料の消費量を増大すべきときには、高オクタン価燃料主体の運転（高負荷運転）から低オクタン価燃料主体の運転（低負荷運転）に運転状態が移行する場合には予測による燃料の供給割合の変更は行わず、実際に運転状態が移行して負荷が低下してから低オクタン価燃料の供給割合を増大する。
【００２４】
例えば、低オクタン価燃料主体の供給から高オクタン価燃料主体の供給への切換は、機関負荷が実際に増大する前に行っても運転上問題は生じない。しかし、逆に高オクタン価燃料主体の供給から低オクタン価燃料主体の供給への切換は、実際に機関負荷が低下する前に行ってしまうとノックが生じる可能性がある。そこで、本発明では燃料消費量バランス調整のための燃料供給割合の変更は、高オクタン価燃料の消費量を増大すべき場合にのみ行うようにしている。
これにより、機関運転状態に影響を与えることなく燃料消費バランスの調整を有効に行うことが可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを負荷に応じて切換えて内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、機関負荷が予め定めた所定の負荷より高い場合には機関に高オクタン価燃料のみを供給し、前記所定の負荷以下の場合には機関に低オクタン価燃料のみを供給する燃料供給制御手段と、前記両方の燃料の消費量バランスの調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきか否かを判断するとともに、高オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断したときには、高オクタン価燃料の消費量増大要求の程度に応じて前記所定負荷を低く設定し、低オクタン価燃料の消費を増大すべき時には低オクタン価燃料の消費量増大要求の程度に応じて前記所定負荷を高く設定する、燃料消費量調整手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置が提供される。
【００２６】
すなわち、請求項６の発明では高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを機関負荷に応じて切換えて使用する場合に、消費量バランス調整のための消費量増大要求の程度に応じて燃料の切換を行う負荷を変更する。例えば、燃料の消費量バランス調整のために高オクタン価燃料の消費を増大する必要がある場合には、切換を行う所定負荷を消費量増大要求の程度に応じて低下させる。ここで、消費量増大要求の程度は、例えば消費量をどの程度増大させるかの程度を意味し、高オクタン価燃料のタンク内残量が多いほど、或は低オクタン価燃料のタンク内残量が少ないほど高オクタン価燃料の消費量増大要求の程度が大きくなる。
【００２７】
従って、高オクタン価燃料のタンク内残量が多いほど、または低オクタン価燃料の少ないほど燃料切換を行う所定負荷が低くなるように設定することにより、高オクタン価燃料を使用する運転が行われる頻度が増加し、高オクタン価燃料の消費量の増大幅が大きくなる。同様に、低オクタン価燃料の消費を増大する必要がある場合には、低オクタン価燃料の消費量増大要求の程度が大きいほど（例えば、低オクタン価燃料の残量が多いほど、または高オクタン価燃料の残量が少ないほど）切換を行う所定負荷が高くなるように設定することにより、低オクタン価燃料の消費量増大幅が大きくなる。従って、本発明によれば、燃料の消費量バランスの狂いが大きい場合にも短時間で燃料消費量のバランス調整が行われるようになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の燃料供給装置を車両用内燃機関に適用した場合の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。
【００２９】
図１において、１００は内燃機関、１１０は内燃機関１の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁を示す。各燃料噴射弁１１０は、後述するデュアルデリバリパイプ２０に接続され、デュアルデリバリパイプ２０内に形成された２つのデリバリ通路２０１、２０３内の燃料の一方を選択的に、もしくは両方の燃料を任意の混合比で同時に、機関１００の各気筒内に噴射可能な構造となっている。デュアルデリバリパイプ２０の構造及び具体的な燃料噴射弁１１０への燃料供給部構造については後述する。
【００３０】
図１において、１１、１３で示すのは機関１の燃料タンクである。本実施形態では、種類の異なる２つの燃料油を燃料噴射弁１１０から機関に噴射するためにそれぞれの燃料タンクを別個に設けている。本実施形態では、種類の異なる２つの燃料としてオクタン価の異なる２つの燃料、例えば高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンや、ガソリンと他の種類の液体燃料（例えばＤＭＥ（ジメチルエーテル））等を使用することが可能であるが、図１の例では高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとを使用する場合を示している。
【００３１】
本実施形態では、例えば燃料タンク１１には高オクタンガソリンが、１３には低オクタンガソリンがそれぞれ貯留されている。高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとは、それぞれ外部からタンク１１と１３とに別々に補給するようにしても良いし、例えば後述するように、車両上で分留などの適宜な手段を用いて市販のガソリンを高オクタン価成分を多く含むガソリンと低オクタン価成分を多く含むガソリンとに分けることにより車両上で生成することも可能である。
【００３２】
燃料タンク１１と１３に貯留された燃料は、タンク内にそれぞれ設けられた低圧フィードポンプ１１ａ、１３ａにより低圧供給配管１５、１７を介して高圧燃料ポンプ２１、２３に供給される。
高圧燃料ポンプ２１、２３は、例えばプランジャ式高圧ポンプとされ、それぞれポンプ吐出量を調整する吐出量制御機構を有している。高圧燃料ポンプ２１、２３はそれぞれ高圧供給配管２５、２７を介してデュアルデリバリパイプ２０のデリバリ通路２０１、２０３に接続されている。
【００３３】
図１に示すように、高オクタン価ガソリンは燃料タンク１１から低圧フィードポンプ１１ａにより高圧燃料ポンプ２１に供給され、高圧燃料ポンプ２１で昇圧されて高圧供給配管２５からデュアルデリバリパイプ２０のデリバリ通路２０１に供給される。また、低オクタン価ガソリンは燃料タンク１３から低圧フィードポンプ１３ａ、高圧燃料ポンプ２３、高圧供給配管２７を通りデュアルデリバリパイプ２０のデリバリ通路２０３に供給される。すなわち、高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとは、互いに独立した供給源から互いに独立した供給経路を通って燃料噴射弁１１０に供給される。
【００３４】
次に、燃料噴射弁１１０への燃料供給機構について説明する。
図２は、デュアルデリバリパイプ２０と燃料噴射弁１１０の燃料供給機構の構成を示す断面図である。デュアルデリバリパイプ２０内には、その長手方向に沿った隔壁２０ａにより２つのデリバリ通路（高オクタン価ガソリンレール２０１と低オクタン価ガソリンレール２０３）とが形成されている。レール２０１と２０３とは、それぞれ供給される高圧の高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとを貯留し、各気筒の燃料噴射弁１１０に分配する機能を有している。
【００３５】
図２に２５１で示すのは、各燃料噴射弁１１０毎に設けられた円筒状のインジェクタガイド２５１である。インジェクタガイド２５１は、デュアルデリバリパイプ２０内の隔壁２０ａを貫通して取付けられている。インジェクタガイド２５１は、内部に軸線方向に形成された燃料噴射通路２５７を備えている。燃料噴射通路２５７はその端部にデリバリパイプ２０の高オクタン価ガソリンレール２０１内に開口する開口２５７ａによりレール２０１に連通しており、更にデリバリパイプ２０側面に形成された開口２５７ｂによりデリバリパイプ２０内の低オクタン価ガソリンレール２０３に連通している。
【００３６】
図２に２０１ａ、２０３ａで示すのは、インジェクタガイド２０の外側に嵌装され、各レールからの燃料洩れを防止するＯリングシールである。各燃料噴射弁１１０は、それぞれのインジェクタガイド２５１のデリバリパイプ２０側と反対の端部に取付けられており、インジェクタガイド２５１内に軸線方向に形成された燃料噴射通路２５７から燃料を供給される。すなわち、本実施形態では、共通の燃料噴射通路２５７を介して高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとの両方がそれぞれの燃料噴射弁に供給される。
【００３７】
図１に３０で示すのは、機関１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。本実施形態では、ＥＣＵ３０は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、演算ユニット（ＣＰＵ）及び入出力ポートを双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとして構成され、機関の燃料噴射制御や点火時期制御などの基本制御を行う他、本実施形態では後述するように、高圧燃料ポンプ２１と２３の吐出量を制御してデリバリパイプ２０内の圧力を機関運転条件に応じて調節するとともに、各レール２０１、２０３への燃料供給量を個別に調節することにより、各燃料噴射弁１１０に供給される高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとの量の比率を調節する。
【００３８】
これらの各制御のために、ＥＣＵ３０の入力ポートには図示しない機関回転数センサと、機関吸入空気量センサ、アクセル開度センサ等の各センサから、機関回転数、吸入空気量、運転者のアクセルペダル踏込み量（アクセル開度）等の機関運転状態を表すパラメータが入力されている他、デュアルデリバリパイプ２０の両方のレール２０１、２０３に設けられた燃料圧センサ２０１Ｐと２０３Ｐからそれぞれのレール内の燃料圧力を表す信号が入力されている。また、ＥＣＵ３０の出力ポートは、各燃料噴射弁１１０に接続され、各燃料噴射弁からの燃料噴射量、燃料噴射タイミングを制御している他、高圧燃料ポンプ２１、２３の吐出量制御機構に接続され、それぞれの高圧燃料ポンプ２１、２３の燃料吐出量を制御している。
なお、本実施形態の機関１００は吸排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）を変更可能な可変バルブタイミング機構１００ａを有しており、ＥＣＵ３０の出力ポートは可変バルブタイミング機構１００ａのアクチュエータに接続され、機関１００の各気筒のバルブタイミングを制御している。
【００３９】
それぞれの高圧燃料ポンプ２１、２３からデュアルデリバリパイプ２０のレール２０１、２０３に圧送された燃料は、それぞれインジェクタガイド２５１の各レールに設けられた開口２５７ａと２５７ｂとからインジェクタガイド内の燃料噴射通路２５７に流入し、各燃料噴射弁１１０に供給される。この場合、各レールに供給された燃料量と各レールから燃料噴射通路２５７に流入する燃料量とは等しくなるため、各燃料噴射弁１１０からはそれぞれの高圧燃料ポンプ２１、２０３の吐出量の比率に等しい混合比の燃料が機関に噴射されるようになる。このように、それぞれのポンプの吐出量を制御することにより、燃料の混合比を精密に制御することができる。なお、一方のポンプの吐出量をゼロにすると、レールには燃料が供給されなくなる。このため、この場合には他方のポンプからの燃料のみが各燃料噴射弁から噴射されるようになり、高オクタン価ガソリンのみ、または低オクタン価ガソリンのみでの機関の運転が可能となる。
【００４０】
次に、本実施形態における高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとの使用方法について説明する。
本実施形態では、機関１００は成層燃焼モードと均質燃焼モードとの２つの運転モードを切換えて運転することが可能な希薄燃焼機関とされている。
機関の均質燃焼モードでは、燃料噴射弁１１０から機関燃焼室内に吸気行程前半に燃料を噴射して燃焼室内に均一な混合気を形成し、この混合気にスパークプラグで着火することにより燃焼を行う。均質燃焼モードでは、燃焼室内の混合気全体の空燃比が可燃範囲になっている必要があるため、混合気の空燃比を高く（希薄に）することができないが、燃料噴射から着火までに比較的長い時間をとることができるため機関に比較的多量の燃料を供給することができる。
このため、本実施形態では機関出力トルクが大きい運転領域、或は機関高回転領域で均質燃焼モード運転が行われる。
【００４１】
一方、成層燃焼は、気筒の圧縮行程後期に燃焼室内に燃料を噴射することにより、スパークプラグ近傍のみに可燃空燃比の混合気を成層させるものである。このようにスパークプラグまわりのみに噴射燃料を成層させることにより、気筒全体としての空燃比は均質混合気燃焼の場合に較べて大幅に高く（希薄に）維持しながら、安定した燃焼を行うことが可能となる。
成層燃焼は、気筒全体としての燃焼空燃比を充分高く設定して、排気性状（特にＮＯX濃度）を改善することが可能であるが、燃料噴射開始から着火までの時間が比較的短く機関に比較的少量の燃焼しか供給できないため、機関出力を増大することが困難な問題がある。
【００４２】
本実施形態では、機関出力が比較的小さく、かつ機関回転数が低い運転領域で機関を成層燃焼モードで機関の運転を行う。
図３は、縦軸に機関出力トルクＴ、横軸に回転数Ｎをとって表した機関１００の成層燃焼モード運転と均質燃焼モード運転とを行う運転領域を示す図である。
図３に示すように、本実施形態では機関出力トルクが小さく、かつ機関回転数が低い（図３で出力トルクＴがＴ0以下、かつ機関回転数ＮがＮ0以下）運転領域では成層燃焼モード運転が行われ、機関出力トルクと機関回転数のいずれか一方または両方が大きい場合（図３でＴ＞Ｔ0とＮ＞Ｎ0の一方もしくは両方が成立する場合）に均質燃焼モード運転が行われる。
【００４３】
ところで、燃料に要求されるオクタン価はノックが生じない範囲でできるだけ低いことが好ましい。オクタン価が低いほど燃料の着火性が向上し燃料の燃焼状態が良好になるためである。一方、燃料オクタン価が低くなるにつれて燃焼時の火炎伝播速度が大きくなるため、点火時期を進角するとノックが生じるようになる。このため、燃料オクタン価が低いと点火時期を最適時期まで進角することができず、機関出力を充分に増大することができない。
このため、本実施形態では上記燃焼モードの切換に加えて、機関出力がある切換判定値より高い場合には高オクタン価ガソリンを、低い場合には低オクタン価ガソリンを使用して、機関負荷により燃料を切換えて使用する。
【００４４】
図３に直線Ａで示すのは、本実施形態における燃料切換負荷の判定値である。図３に示すように、負荷判定値は機関回転数が高いほど大きくなるように設定されている。すなわち、機関回転数が低いほど小さい負荷でもノックが生じやすくなるため、本実施形態では機関回転数が低いほど小さい負荷領域まで高オクタン価ガソリンでの運転を行い、機関回転数が高いほど高い負荷領域まで低オクタン価ガソリンでの運転を行っている。
図３から判るように、本実施形態では機関が成層燃焼モードで運転されている場合も、機関負荷が図３直線Ａより高くなると燃料は低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンに切換えられる。
【００４５】
また、図３に示すように低オクタン価燃料は比較的負荷が低い領域で使用されるため、機関の通常の運転状態では低オクタン価ガソリンでの運転が行われる頻度が高い。しかし、低オクタン価ガソリンでの運転では機関出力が比較的低いため、単位時間当りの燃料消費量は比較的小さくなる。一方、高オクタン価ガソリン運転が行われる領域は、比較的負荷が高い領域であるため、高オクタン価ガソリンでの運転が行われる頻度は低オクタン価ガソリンでの運転が行われる頻度に較べて小さくなる。しかし、高オクタン価ガソリンでの運転では機関出力が比較的大きいため、単位時間当りの燃料消費量は比較的大きくなる。このため、通常の運転では全体的に見ると高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとの消費量は略同等となりバランスしている。
【００４６】
ところが、運転状態によっては上記の燃料消費量のバランスがくずれてしまい、一方の燃料が他方の燃料より多く消費される場合が生じる。
例えば、低負荷運転のみが長く続いて低オクタン価ガソリンの消費量が高オクタン価ガソリンの消費量に較べて極めて大きくなったような場合には、高オクタン価ガソリン用タンク１１内の燃料レベルは高いにもかかわらず、低オクタン価ガソリン用タンク１３内の燃料レベルが低下してしまう場合がある。このような場合には、高オクタン価ガソリンのタンク内残量は充分にあるにもかかわらず、低オクタン価ガソリンを補給しなければ運転を続行することができなくなる。
【００４７】
本実施形態では、このような場合には高オクタン価ガソリンの消費量を増大、すなわち高オクタン価ガソリンを消費する運転頻度を増大することにより燃料消費量のバランスを調整して、片方の燃料（低オクタン価ガソリン）のみの不足のために燃料を補給する必要がないようにしている。
ところが、上記のように燃料消費量バランスの調整のために高オクタン価ガソリン消費量を増大すべき場合に成層燃焼の低負荷運転領域で低オクタン価ガソリンの代りに高オクタン価ガソリンを使用すると運転上問題を生じる場合がある。
成層燃焼モードでの低負荷運転領域では、燃焼室内に成層化される燃料量も極めて少ないため、成層した混合気の空燃比もかなり低くなる。このため、成層燃焼モードでの低負荷運転領域で比較的着火性の低い高オクタン価ガソリンを使用すると、失火、燃焼不良などの問題が生じる可能性が生じるのである。
【００４８】
一方、均質燃焼モードは成層燃焼モードに較べて比較的燃料のオクタン価の変化による影響を受けにくい。このため、均質燃焼モードでは本来低オクタン価ガソリンで運転している領域では負荷にかかわらず低オクタン価ガソリンによる運転を行っても大きな問題は生じない。
そこで、本実施形態では燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリンの消費量を増大すべき場合には、本来高オクタン価ガソリンでの運転を行う機関運転領域に加えて、更に均質燃焼モード運転で本来低オクタン価ガソリンで運転すべき領域においても高オクタン価ガソリンによる運転を行う。
【００４９】
すなわち、本実施形態では燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリンをの消費量を増大すべき場合には、図４に斜線で示す領域、つまり均質燃焼モード運転の全領域（及び成層燃焼モード運転では切換判定値（Ａ線）より負荷が高い領域）で高オクタン価ガソリンでの運転を行う。この場合、成層燃焼モード運転では、高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンを使用する運転領域は示すように、均質燃焼モードでは通常時（図３）と同じに維持される。
これにより、機関が高オクタン価ガソリンで運転される領域が大幅に拡大され、高オクタン価ガソリンの消費量が低オクタン価ガソリンの消費量に較べて大きく増大する。従って、燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリンの消費量を増大すべき場合にも、成層燃焼モードにおける燃焼の悪化を生じることなく短時間でバランス調整を行うことが可能となる。
【００５０】
上記は、燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリンの消費量を増大すべき場合の操作について説明したが、実際の運転では高オクタン価ガソリンを消費する運転（高負荷運転）が長時間継続して、逆に高オクタン価ガソリンのタンク内残量が減少してしまう場合がある。
このような場合には、燃料消費量バランスを調整するために低オクタン価ガソリンの消費量を高オクタン価ガソリンに較べて増大する必要が生じる。このような場合には、本実施形態では図３の燃料切換負荷判定値を増大させることにより低オクタン価ガソリンでの運転頻度を増大するようにしている。
【００５１】
図５は、燃料消費量バランス調整のために低オクタン価ガソリン消費量を増大すべき場合の燃料切換負荷判定値を示す図である。図５において、線Ａ′は燃料消費量バランス調整のために低オクタン価ガソリン消費量を増大すべき場合の各回転数における燃料切換負荷判定値を、線Ａは、通常の運転時（図３の場合）の燃料切換負荷判定値を示している。
【００５２】
図５に示すように、燃料消費量バランス調整のために低オクタン価ガソリン消費量を増大すべき場合には、燃料切換負荷判定値Ａ′線は、通常の判定値Ａ線に較べて高負荷側に平行移動した形になっており、低オクタン価ガソリンを使用する運転の頻度が大幅に増大する。
なお、燃料切換負荷判定値をＡ線からＡ′線に上昇させた結果、本来高オクタン価ガソリンで運転すべき比較的負荷の高い領域で低オクタン価燃料での運転が行われるようになるため、ノックが発生しやすくなる。このため、本実施形態では、燃料切換判定値をＡ′線に移動させた場合には機関の各気筒の実圧縮比を低下させてノックの発生を防止するようにしている。
また、逆に図４の斜線で示すように均質燃焼モード運転領域を拡大してでも高オクタン価ガソリンの消費量を増大させたい場合には、図５における燃料切換負荷判定値は通常時の線Ａから線Ａ′′のように低負荷側に平行移動させ、高オクタン価ガソリンを使用する運転の頻度を更に増大させることも可能である。
【００５３】
前述したように、本実施形態の機関１００は機関運転中に各気筒の吸排気弁のバルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１００ａを備えている。本実施形態では、可変バルブタイミング機構１００ａにより各気筒の吸気弁のバルブタイミングを変更することにより実圧縮比を低下させる。すなわち、本実施形態では、図５に示したように通常高オクタン価ガソリンを用いて運転すべき領域で低オクタン価ガソリンを使用する場合に、ＥＣＵ３０は可変バルブタイミング機構１００ａを操作して各気筒の吸気弁の開閉タイミングを遅角させる。これにより、気筒の実際の吸気行程（吸気弁が開弁してからピストンが下死点に到達するまでの期間）が短くなり気筒に充填される空気量が低減するとともに、下死点通過後吸気弁が閉弁するまでに吸気弁を通じて気筒内の吸気が排出されるようになる。従って、吸気弁の開閉タイミングを遅角させることにより実際に気筒内で圧縮される吸気の量が低減され、気筒の実圧縮比が低下する。
【００５４】
通常、ノック発生を防止するためには機関点火時期を遅角することが行われる。しかし、点火時期の遅角は燃焼に与える影響が比較的大きく機関性能の低下や排気ガス性状の悪化を生じやすい。一方、本実施形態のように点火時期を通常に維持したまま気筒実圧縮比を低下させる場合には燃焼に対する影響が少なく、機関性能の低下や排気ガス性状の悪化を生じにくい。
このため、燃料消費量バランス調整のために、通常高オクタン価ガソリンで運転すべき領域で低オクタン価ガソリンを使用する場合に機関の実圧縮比を低下させることにより、機関性能の低下や排気ガス性状の悪化を生じることなく低オクタン価ガソリンでの運転が可能となる。
【００５５】
次に、上記した燃料消費量バランスの調整を実施すべき場合について説明する。本実施形態では燃料消費量バランスの調整を実施すべきか否かは、例えば、燃料タンク１１、１３内の燃料残量に基づいて判断する。すなわち、ＥＣＵ３０は、燃料タンク１１、１３に設けた液面センサ（図示せず）の出力に基づいて、それぞれのタンク内の燃料の残量を算出する。そして、一方の燃料（例えば高オクタン価ガソリン）のタンク内残量が所定値以下になった場合、または、一方の燃料（例えば高オクタン価ガソリン）のタンク内残量が他方の燃料（例えば低オクタン価ガソリン）のタンク内残量より所定値以上少なくなった場合には、他方の燃料（例えば低オクタン価ガソリン）の消費量を増大することにより燃料消費量バランスを調整する。
【００５６】
また図１には示していないが、前述の特開２００１−５００７０号公報に記載したように、車上に搭載した分留装置などにより原料ガソリンを高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとに分留してそれぞれのタンク１１、１３に貯留するような燃料供給装置では、一方の燃料（例えば低オクタン価ガソリン）を生成しようとすると必ず他方の燃料（例えば高オクタン価ガソリン）が生成されてしまう。このため、一方の燃料（例えば低オクタン価ガソリン）の消費量に較べて他方の燃料（例えば高オクタン価ガソリン）の消費量が少ないような場合には、一方の燃料（低オクタン価ガソリン）のタンク内残量が低下していなくても、他方の燃料（高オクタン価ガソリン）のタンク内残量が増大してしまい、タンクの上限容量に到達してしまう場合がある。
【００５７】
このような場合にも、上記他方の燃料（高オクタン価ガソリン）のタンク内残量を低減するために、他方の燃料（高オクタン価ガソリン）の消費量を増大する燃料消費量のバランス調整が実施される。
また、上記実施携帯では切換負荷判定値（図３、図４のＡ線、図５のＡ′線）を境に負荷が大きい側では高オクタン価ガソリンのみ、小さい側では低オクタン価ガソリンのみを機関に供給している。しかし、高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとの混合燃料を機関に供給し、上記負荷判定値を境にして両方の燃料の混合比を変えることにより、全体としての燃料オクタン価を変化させるようにすることも可能である。例えば、この場合には負荷判定値より負荷が大きい場合には機関に供給する燃料中の高オクタン価ガソリンの割合を増大させ全体としてオクタン価の高い燃料を機関に供給し、逆に負荷判定値より負荷が小さい場合には、供給燃料中の低オクタン価ガソリンの割合を増大させ、全体としてオクタン価の低い燃料を機関に供給するようにしても良い。
【００５８】
次に本発明の別の実施形態について説明する。
図４、図５で説明した実施形態では、燃料消費量バランスを調整する際に、燃料切換負荷判定値（図３、Ａ線）を変更（図４）または移動（図５）させることにより、必要とされる側の燃料の消費量増大を得ている。これに対して、本実施形態では、燃料切換負荷判定値（図３、Ａ線）は固定したままで燃料消費量バランスの調整を行う。
【００５９】
図６は、図３と同じ燃料切換負荷判定値（Ａ線）を示す図である。今、機関が図６のＩ点で運転されていたとする。この場合、Ｉ点はＡ線より低負荷側（下側）であるため機関は低オクタン価ガソリンで運転されている。この状態から運転者がアクセルペダルを踏込んで加速すると、運転点は図６の線Ｉ−ＩＩ上を通って移動し、最終的には図６のＩＩ点に到達する。
この場合、運転点が図６のＩ−ＩＩ線とＡ線との交点（図６、Ａ１点）を通過したときに低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの切換が行われることになる。
【００６０】
本実施形態では、機関の運転状態が変化して運転点が燃料切換負荷判定値（Ａ線）を横切ることが予想される場合には、実際に運転点がＡ線に到達する前に予め燃料を切換えて運転することにより燃料消費量バランスを調整する。すなわち、例えば図６のＩ点で運転中に加速が開始され、運転状態が切換判定値（Ａ線）を越えてＩＩ点に移行すると予測される場合には、予めＡ線より低い負荷（例えば図６のａ線）に運転点が到達したときに低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの切換を行う。
これにより、高オクタン価ガソリンで機関が運転される機会が増大するため、燃料消費量のバランスを調整する際に高オクタン価ガソリンの消費量を増大することが可能となる。
【００６１】
なお、実際に運転点がＡ線を横切る以前にａ線で低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの燃料切換を行っておくことには別の利点もある。
すなわち、実際にはＡ１点到達時までは機関は低オクタン価ガソリンで運転されており燃料噴射弁内の燃料通路には低オクタン価ガソリンが充満している。このため、加速時等の負荷増大時にＡ１点で低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの切換を行った場合には、実際に高オクタン価ガソリンが燃料噴射弁から噴射されるようになるまでに遅れ時間が生じ、実際には高オクタン価ガソリンで運転されるべき領域で機関が過渡的に低オクタン価ガソリンで運転される状態が生じることになり、ノックなどが発生する場合がある。従って、運転点がＡ線を横切って高負荷側に移行すると予測される際に、Ａ線より低い負荷のａ線到達時に予め燃料を高オクタン価ガソリンに切換えておくことにより、燃料消費量バランスの調整の他に、加速時のノックの発生を防止することが可能となる副次的効果を得ることができる。
【００６２】
なお、運転状態の移行の予測は機関回転数ＮＥと運転者のアクセルペダルの操作量（アクセル開度）と操作速度とに基づいて判断する。すなわち、あるアクセル開度と回転数で機関が運転されていた場合、運転者がある速度以上でアクセルペダルを踏込んだ場合には、機関負荷が増大して運転状態が燃料切換判定値（Ａ線）を越えて変化すると予想することができる。本実施形態では、アクセル開度が変化したときに、その変化速度（微分値）がそのときのアクセル開度と機関回転数とから定まる判定値を越えた場合には、運転状態が燃料切換判定値を越えて変化すると予想して運転状態が図６のＡ線より低負荷側のａ線に到達したときに低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの切換を実施する。これにより、高オクタン価ガソリンでの運転頻度が高くなり高オクタン価ガソリンの消費量が増大するとともに、実際に運転状態が高負荷側に移行した場合に燃料の切換に遅れが生じることが防止される。
【００６３】
なお、上記は燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリンの消費量を増大すべき場合について説明したが、逆に燃料消費量バランス調整のために低オクタン価ガソリンの消費量を増大すべき場合には、逆の操作により実際に機関の運転状態がＡ線の下部に移行する前に高オクタン価ガソリンから低オクタン価ガソリンに切換えるようにしてもよい。しかし、この場合には実際に高負荷運転されている領域で機関に低オクタン価ガソリンが供給される場合が生じるため、ノックが発生するおそれがある。
【００６４】
そこで、上記の予測による燃料の切換は負荷が増大すると予測される場合のみ、すなわち低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの燃料切換の場合にのみ行うようにしてもよい。この場合、低オクタン価ガソリンから高オクタン価ガソリンへの燃料切換時に燃料切換の遅れにより過渡的に、本来低オクタン価ガソリンで運転されるべき負荷領域で高オクタン価ガソリンでの運転が行われる場合が生じるが、この方向の燃料切換が生じるのは高負荷運転から低負荷運転への移行であり、直前まで高負荷運転が行われており燃焼室温度も高くなっており、急激に低オクタン価燃料への切換を行うと過早着火によるノックが発生する場合がある。従って、高オクタン価ガソリンから低オクタン価ガソリンへの切換には、むしろ遅れ時間が生じたほうが好ましい場合もある。
なお、燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリンから低オクタン価ガソリンへの切換を運転状態の移行を予測して実施する場合には、バルブタイミングの変更による実圧縮比の低減などを併用してノックの発生を防止することが好ましい。
【００６５】
次に本発明の別の実施形態について説明する。
本実施形態では、図４、図５の実施形態と同様に、燃料消費量バランスを調整する際には燃料切換負荷判定値（Ａ線）を移動させて、消費量増大が必要とされる側の燃料での運転が行われる機会を増大することにより、燃料消費量のバランスを調整する。
しかし、図５の実施形態では切換負荷判定値（Ａ線）の移動幅は固定（Ａ′線）されており、そのため消費量増大が必要とされる側の燃料での運転頻度の増大も常時ほぼ一定になっている。これに対して、本実施形態では燃料消費量バランス調整のために一方の燃料の消費量を増大すべき場合には、その消費量増大要求の程度に応じて切換負荷判定値を移動させ、消費量を増大すべき側の燃料での運転が行われる頻度を必要に応じて変更するようにしている。
【００６６】
図７は、本実施形態の燃料切換負荷判定値の設定を説明する図３と同様な図である。本実施形態においても、通常運転時（すなわち、燃料消費量バランスを調整する必要がない場合）には、燃料切換負荷判定値は図３と同一に設定されている（Ａ線）。
例えば図１の例において低オクタン価ガソリンの残量が低下したために、高オクタン価ガソリンの消費量を増大して燃料消費バランスを調整する必要が生じた場合について考える。
【００６７】
この場合、燃料切換負荷判定値（Ａ線）を低負荷側に移動させれば、それに応じて機関が高オクタン価ガソリンで運転される頻度が増大するため、高オクタン価ガソリンの消費量が増大する。また、この場合には切換負荷判定値を低く設定すればするほど高オクタン価ガソリンでの運転頻度が増大し高オクタン価ガソリンの消費量の増大幅が大きくなる。そこで、本実施形態では高オクタン価ガソリンの消費量増大要求の程度に応じて燃料切換負荷判定値の移動幅を決定するようにしている。
例えば、高オクタン価ガソリンの消費量増大要求が非常に大きい場合、すなわち低オクタン価ガソリンのタンク内残量が極めて少量になった場合等には、燃料切換負荷判定値は図７にａ１線で示すように、通常の値（Ａ線）から大きく低下される。これにより、機関が高オクタン価ガソリンで運転される機会が大幅に増大するため、短時間で高オクタン価ガソリンの消費量は大幅に増大するようになる。
【００６８】
一方、高オクタン価ガソリンの消費量増大要求が比較的小さい場合、すなわち低オクタンガソリンのタンク内残量が比較的多い場合等には、燃料切換負荷判定値は図７にａ２線で示すように通常の値（Ａ）線に比較的近い位置に設定される。これにより、通常の運転に近い状態で運転を行い、機関の運転状態を大幅に変えることなく高オクタン価ガソリンでの運転の機会を増大し、燃料消費量バランスを調整することが可能となる。
なお、本実施形態では、例えば図１のように高オクタン価ガソリン用サブタンク１１と低オクタン価ガソリン用サブタンク１３とを有し、外部からこれらのサブタンクにそれぞれのガソリンを補給するような場合には、低オクタン価ガソリン用サブタンク１３内の液面レベルが低いほど、または高オクタン価ガソリン用サブタンク１１内の液面レベルと低オクタン価ガソリン用サブタンク１３内の液面レベルの差が大きいほど高オクタン価ガソリンの消費量増大要求は大きくなる。また、前述の特開２００１−５００７０号のように車上に搭載した分留装置等により両方のガソリンを生成する場合には、高オクタン価ガソリンサブタンク１１のレベルが高いほど消費量増大要求が大きくなる。本実施形態では、ＥＣＵ３０はそれぞれのサブタンクに設けた液面レベルセンサによりタンク内液面レベルを検出し、液面レベルに応じて予め設定された関係に基づいて燃料切換負荷判定値を設定する。
【００６９】
また、本実施形態では燃料消費量バランス調整のために低オクタン価ガソリンの消費量を増大すべき場合にも、同様に図７にｂ１、ｂ２線で示すように低オクタン価ガソリンの消費量の増大要求の程度に応じて燃料切換負荷判定値を設定するが、この場合にはノックの発生を防止するために、バルブタイミングの変更による実圧縮比の低減を併用することが好ましい。
【００７０】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との両方を運転状態に応じて機関に供給する場合に、機関性能や排気性状の大幅な悪化を生じることなく有効に両方の燃料の消費量のバランスを調整することが可能となる共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料供給装置を車両用内燃機関に適用した場合の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の燃料供給装置のデュアルデリバリパイプと燃料噴射弁の燃料供給機構の構成を示す断面図である。
【図３】図１の内燃機関の高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとを使用する運転を行う領域の設定を示す図である。
【図４】燃料消費量バランス調整のために高オクタン価ガソリン消費量を増大すべき場合の燃料切換負荷判定値の設定を説明する図である。
【図５】燃料消費量バランス調整のために低オクタン価ガソリン消費量を増大すべき場合の燃料切換負荷判定値の設定を説明する図である。
【図６】燃料消費量バランス調整のために一方の燃料消費量を増大する場合の燃料切換負荷判定値の設定の別の実施形態を示す図である。
【図７】燃料消費量バランス調整のために一方の燃料消費量を増大する場合の燃料切換負荷判定値の設定の別の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１１、１３…サブ燃料タンク
２０…デュアルデリバリパイプ
２１、２３…高圧燃料ポンプ
１００…内燃機関本体
１１０…燃料噴射弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel supply device capable of supplying two types of fuel, a high octane fuel and a low octane fuel, to the engine.
[0002]
[Prior art]
The demand for the fuel octane number of an internal combustion engine varies depending on the engine operating condition. For example, in order to prevent knocking and obtain a high engine output in a low-rotation and high-load engine operating state, a higher fuel octane number is preferable, while in a high-rotation and low-load engine operating state, to maintain a good combustion state The fuel octane number is preferably lower. For this reason, the high-octane fuel and the low-octane fuel are simultaneously supplied to the engine combustion chamber, and the fuel octane number is changed by changing the mixing ratio of both fuels according to the engine operating state, or the engine operating state In response to this, there is known a fuel supply device that switches the fuel supplied to the engine combustion chamber to only the high-octane fuel or only the low-octane fuel. In this way, by supplying fuel with different octane numbers to the engine at the same time or switching, the engine can be operated using the required octane number fuel according to the engine operating conditions. Can always be maintained in good condition.
[0003]
For example, an example of such a fuel supply apparatus is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-5070. The fuel supply apparatus disclosed in this publication generates a high-octane fuel having a higher octane number than that of the raw material fuel and a low-octane fuel having a lower octane number than that of the raw material fuel by fractionating the raw material fuel. It is mixed at a mixing ratio according to the operating condition and supplied to the engine.
[0004]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-50070, high octane fuel and low octane fuel generated by fractionating raw material fuel are temporarily stored in separate sub fuel tanks, and high octane fuels are stored from these sub fuel tanks. And a low octane fuel are taken out and mixed at a predetermined ratio and supplied to the engine. Thereby, it is possible to adjust the octane number of the fuel supplied to the engine according to the operating state.
[0005]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-50070, high-octane fuel and low-octane fuel are generated by fractionation of raw material fuel. Therefore, the ratio of the generated amounts of both fuels is fixed within a certain range. Yes. For this reason, a problem arises when an operation state in which only one fuel is consumed (or an operation state in which one fuel consumption is large) continues for a long time.
For example, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-5070, when the engine is operated at a relatively low load, low octane fuel is mainly supplied to the engine to perform the self-ignition combustion operation. For this reason, the high-octane fuel is hardly consumed in the self-ignition combustion operation, and only the low-octane fuel is consumed, and the balance of consumption of both fuels cannot be maintained.
[0006]
On the other hand, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-5070 generates high-octane fuel and low-octane fuel by fractionating raw material fuel, so that only one fuel cannot be generated. Therefore, during the self-ignition operation of the engine, the amount of high octane fuel stored in the sub fuel tank increases and the amount of low octane fuel decreases.
If a state in which a large difference in the consumption amounts of both fuels continues as described above, for example, the low-octane fuel amount in the sub-fuel tank becomes insufficient or the high-octane fuel amount in the sub-fuel tank increases. A case where the upper limit of the capacity of the tank is reached is not preferable.
[0007]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-5070, for example, when the operation of self-ignition combustion continues for a long time and the remaining amount of low-octane fuel in the tank decreases below the lower limit, or the remaining amount of high-octane fuel in the tank When the amount increases beyond the upper limit, the combustion mode of the engine is switched from self-ignition combustion to spark ignition combustion, and the supply ratio of high octane fuel to the engine is increased. This adjusts the fuel consumption balance between the high-octane fuel and the low-octane fuel.
That is, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-5070, when the operating state in which one fuel consumption is large continues and the remaining amount of one fuel becomes excessive, or the remaining amount of the other fuel is excessively small. In order to balance the consumption amounts of both fuels, the engine operation mode is switched to operate the engine in an operation mode that uses a larger amount of remaining fuel.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-50070, when it is necessary to adjust the balance of consumption of both fuels when the engine operation continues under the condition that only the consumption of one fuel increases, The fuel consumption balance is adjusted by switching the operation state to a combustion mode (ie, self-ignition combustion to spark ignition combustion) that uses a smaller amount of fuel.
[0009]
However, in the case of the apparatus of the above publication, on the contrary, when the operation by spark ignition combustion continues and the remaining amount of high-octane fuel decreases or the remaining amount of low-octane fuel increases, the fuel consumption balance In order to adjust this, it is necessary to increase the consumption of low-octane fuel by switching the operating state from spark ignition combustion to self-ignition combustion. However, since the operation in the self-ignition combustion can be performed only in the low load region, the operation mode cannot always be switched from the spark ignition combustion to the self-ignition combustion in order to adjust the fuel consumption balance. In addition, forcibly performing self-ignition combustion in an operation state that is originally not suitable for self-ignition combustion in order to adjust the fuel consumption balance, the combustion state is deteriorated and the exhaust properties are greatly deteriorated. For this reason, the apparatus of the above publication has a problem that the balance of fuel consumption cannot be adjusted effectively when the remaining amount of low-octane fuel increases or when the remaining amount of high-octane fuel decreases.
[0010]
In view of the above problems, the present invention effectively balances the consumption of both fuels without significantly degrading engine performance or exhaust properties when both high-octane fuel and low-octane fuel are supplied to the engine. An object of the present invention is to provide a fuel supply device for an internal combustion engine that can be used.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the stratified combustion mode in which an air-fuel ratio air-fuel mixture that can be ignited in a partial region in the combustion chamber is stratified and combustion is performed with a lean air-fuel ratio as a whole, and uniform throughout the combustion chamber A fuel supply apparatus for an internal combustion engine that operates by switching between a homogeneous combustion mode in which an air-fuel ratio air-fuel mixture is generated and combusts according to a load, and a high octane fuel and a low octane fuel are separately or mixed. Supply to internal combustion engine, engine Is low In the area operated by the load, the ratio of low octane fuel in the fuel supplied to the engine is increased. Is high In the area operated under load, the fuel supply control means to increase the proportion of high octane fuel in the fuel supplied to the engine, and the consumption of high octane fuel should be increased to adjust the balance of consumption of both fuels As well as the consumption of high-octane fuel should be increased If the low load during homogeneous mode operation Driven by There is provided a fuel supply device for an internal combustion engine, characterized by comprising fuel consumption adjustment means for increasing the amount of high octane fuel supplied to the engine even in the region from the amount of low octane fuel.
[0012]
That is, in the invention of claim 1, the engine can be operated by switching between stratified combustion and homogeneous combustion. The fuel supply system also increases the proportion of low octane fuel in the fuel when the engine is operated at a relatively low load, and high octane number in the fuel when the engine is operated at a relatively high load. Increase fuel percentage. On the other hand, stratified combustion mode operation of the engine is performed in a region where the engine speed and load are relatively small, and stratified combustion mode operation is performed in a region where either or both of the engine speed and load are relatively large. .
[0013]
For this reason, in the present invention, in both stratified combustion mode operation and homogeneous combustion mode operation, both high-octane fuel-based operation and low-octane-based operation are sometimes performed.
When high-octane fuel consumption should be increased to balance the fuel consumption (for example, when the high-octane fuel level in the tank increases or the low-octane fuel level decreases) The high-octane fuel-based operation is performed in the load range where the low-octane fuel-based operation should be performed, thereby increasing the high-octane fuel consumption and adjusting the fuel consumption balance. In the present invention, since there is a load region in which the operation based mainly on the low octane number fuel is performed in both the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode, the switching to the operation mainly based on the high octane number fuel for the above consumption balance adjustment is inherently It can be carried out in both the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode.
[0014]
However, since the lean air-fuel ratio operation as a whole is performed in the stratified combustion mode, the ignitability of the air-fuel mixture deteriorates when the operation is mainly performed with the high octane fuel in the region where the operation should be performed mainly with the low octane fuel, There is a possibility of deterioration of combustion, deterioration of exhaust properties, and the like.
On the other hand, in the homogeneous combustion mode, the combustion state and exhaust properties are relatively less affected by the octane number of the fuel. Exhaust properties do not deteriorate.
[0015]
Therefore, in the present invention, when the consumption of the high octane fuel is to be increased in order to adjust the fuel consumption balance, the combustion of the low octane fuel is mainly performed only when the engine is operating in the homogeneous combustion mode. The combustion is mainly performed with high octane fuel in the power load region, and the operation is performed using the originally determined fuel during the stratified combustion mode operation.
As described above, since the high octane fuel supply increase for adjusting the fuel consumption balance is performed without changing the combustion mode during the homogeneous combustion mode operation which is not easily affected by the octane number fluctuation of the fuel, the combustion mode is the load condition. The deterioration of engine combustion and exhaust properties caused by the incompatibility are prevented, and the balance of fuel consumption is effectively adjusted.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, the fuel supply control means supplies only high-octane fuel to the engine when the engine load is higher than a predetermined load, and when the engine load is lower than the predetermined load. Supplies only low-octane fuel to the engine, and the fuel consumption adjustment means increases the consumption of the high-octane fuel I decided I should In the case, the fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined load at the time of homogeneous combustion is reduced.
[0017]
That is, in the invention of claim 2, the high octane number fuel and the low octane number fuel are not mixed and used depending on the operating load region of the engine, but in this case as well, the fuel consumption is only in the homogeneous combustion. By increasing the consumption of high octane fuel for balance adjustment, it is possible to effectively adjust the fuel consumption balance without switching the combustion mode.
[0018]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a fuel supply device for an internal combustion engine that supplies a high octane fuel and a low octane fuel individually or mixed to the internal combustion engine, Is low In the area operated by the load, the ratio of low octane fuel in the fuel supplied to the engine is increased. Is high In the area operated by load, the fuel supply control means to increase the proportion of high octane fuel in the fuel supplied to the engine, and the consumption of low octane fuel should be increased in order to adjust the fuel consumption balance As well as whether to increase the consumption of low-octane fuel In case, the high load Driven by An internal combustion engine comprising fuel consumption adjustment means for increasing the amount of low-octane fuel supplied to the engine even in the region as compared with the amount of high-octane fuel and reducing the actual compression ratio of the engine A fuel supply apparatus is provided.
[0019]
That is, in the third aspect of the invention, the supply amount of the high octane fuel is increased in the region where the engine is operated at a relatively high load, and the supply amount of the low octane fuel is increased in the region where the engine is operated at a relatively low load. . In addition, if the remaining amount of high octane fuel in the tank decreases or the remaining amount of low octane fuel in the tank increases due to continued operation at a relatively high load, operation is performed using high octane fuel. The fuel consumption balance is adjusted by using low-octane fuel even in a relatively high load region to be used. In addition, when a low octane fuel is used, knocking occurs in a relatively high load region, and engine performance and exhaust properties deteriorate. Therefore, in the present invention, in order to adjust the fuel consumption balance, when using low octane fuel to a relatively high load region, the actual compression ratio of the engine is lowered by changing the valve timing of the engine. As a result, knocking can be prevented without retarding the ignition timing, so the balance of fuel consumption can be adjusted without deteriorating engine performance and exhaust properties due to retarded ignition timing. It becomes.
[0020]
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel supply device for an internal combustion engine that supplies a high octane fuel and a low octane fuel individually or mixed to the internal combustion engine. Is low In the area operated by the load, the ratio of low octane fuel in the fuel supplied to the engine is increased. Is high In the region operated by load, the fuel supply control means to increase the proportion of high octane fuel in the fuel supplied to the engine, and the consumption of one fuel should be increased to adjust the balance of consumption of both fuels In this case, when it is predicted that the engine operating state shifts to a region where the supply amount of the one fuel increases due to a change in the engine operating condition, the engine is supplied to the engine before the engine operating state shift actually occurs. There is provided a fuel supply device for an internal combustion engine, comprising: a fuel consumption adjusting means for increasing the amount of the one of the fuels to be supplied.
[0021]
That is, in the invention of claim 4, when the consumption of one fuel is to be increased in order to adjust the fuel consumption balance, a change in the operating state of the engine is predicted, and the operating state changes to actually The fuel supply amount of one of the fuels is increased before shifting to an operating state in which the supply amount should be increased. Thereby, the operation time with the fuel whose consumption is to be increased is lengthened, and the fuel consumption balance adjustment is effectively performed. In addition, since it takes some time to change the fuel supply rate, it may not always be possible to supply fuel with an octane number corresponding to the operating state of the engine after the transition of the operating state in actual operation. By predicting a change in the operating state of the engine and changing the fuel supply ratio in advance as in the invention, it is possible to eliminate a response delay when adjusting the fuel octane number.
[0022]
According to the fifth aspect of the present invention, the fuel consumption adjustment means predicts the shift of the operating state only when the consumption of the high octane fuel should be increased in order to adjust the consumption balance of the both fuels. The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the high-octane fuel amount is increased before the operating state actually shifts to the region.
[0023]
That is, in the fifth aspect of the invention, the change of the fuel supply ratio before the shift of the operation state based on the prediction of the shift of the operation state of the fourth aspect is performed when the consumption of the high octane fuel is to be increased for the fuel consumption balance adjustment. Only do. For example, in the present invention, when the consumption of high-octane fuel is to be increased for fuel consumption balance adjustment, it is predicted that the engine operating load will increase during the operation of low-octane fuel mainly (for example, For example, at the start of acceleration), the supply ratio of high octane fuel is increased before the engine load actually increases. However, when the consumption of low-octane fuel should be increased to adjust the fuel consumption balance, the operation state changes from high-octane fuel-based operation (high-load operation) to low-octane fuel-based operation (low-load operation). In the case of shifting, the fuel supply ratio is not changed by prediction, but the supply ratio of low-octane fuel is increased after the operating state has actually shifted and the load has decreased.
[0024]
For example, there is no operational problem even if the switching from the low-octane fuel-based supply to the high-octane fuel-based supply is performed before the engine load actually increases. However, on the contrary, if switching from the supply mainly of high-octane fuel to the supply mainly of low-octane fuel is performed before the engine load actually decreases, knocking may occur. Therefore, in the present invention, the change in the fuel supply ratio for adjusting the fuel consumption balance is performed only when the consumption of the high-octane fuel should be increased.
This makes it possible to effectively adjust the fuel consumption balance without affecting the engine operating state.
[0025]
According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel supply device for an internal combustion engine that switches between high-octane fuel and low-octane fuel according to the load and supplies the fuel to the internal combustion engine, wherein the predetermined engine load is a predetermined load. The fuel supply control means for supplying only high-octane fuel to the engine when it is higher, and only low-octane fuel to the engine when the load is below the predetermined load, and adjusting the consumption balance of both the fuels Because of high octane fuel consumption amount Should be increased As well as the consumption of high-octane fuel should be increased Sometimes high-octane fuel consumption amount When the predetermined load is set low according to the degree of demand for increase and the consumption of low-octane fuel should be increased, low-octane fuel consumption amount There is provided a fuel supply device for an internal combustion engine, comprising: a fuel consumption adjustment means for setting the predetermined load high in accordance with the degree of an increase request.
[0026]
That is, in the sixth aspect of the invention, when switching between high-octane fuel and low-octane fuel according to the engine load, the fuel is switched according to the degree of consumption increase request for consumption balance adjustment. Change the load. For example, when it is necessary to increase the consumption of high-octane fuel to adjust the fuel consumption balance, the predetermined load for switching is reduced in accordance with the level of demand for increasing the consumption. Here, the degree of consumption increase request means, for example, how much the consumption is increased, and the higher the remaining amount of high-octane fuel in the tank, or the lower the remaining amount of low-octane fuel in the tank. The degree of demand for increasing the consumption of high-octane fuel increases.
[0027]
Therefore, the frequency with which high-octane fuel is used is increased by setting so that the higher the remaining amount of high-octane fuel in the tank or the lower the low-octane fuel, the lower the predetermined load for fuel switching. However, the amount of increase in the consumption of high-octane fuel increases. Similarly, when it is necessary to increase the consumption of low-octane fuel, the greater the demand for increasing the consumption of low-octane fuel (for example, the higher the remaining amount of low-octane fuel or the higher the remaining amount of high-octane fuel). By setting the predetermined load for switching to be higher (the smaller the amount), the amount of increase in the consumption of low-octane fuel becomes larger. Therefore, according to the present invention, the balance adjustment of the fuel consumption amount can be performed in a short time even when the fuel consumption balance is largely unbalanced.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of an embodiment when the fuel supply device of the present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle.
[0029]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes an internal combustion engine, and 110 denotes a fuel injection valve that injects fuel into each cylinder of the internal combustion engine 1. Each fuel injection valve 110 is connected to a dual delivery pipe 20 to be described later, and selectively selects one of the fuels in the two delivery passages 201 and 203 formed in the dual delivery pipe 20 or both of the fuels arbitrarily. At the same time, the mixture ratio can be injected into each cylinder of the engine 100. The structure of the dual delivery pipe 20 and the specific fuel supply part structure to the fuel injection valve 110 will be described later.
[0030]
In FIG. 1, reference numerals 11 and 13 denote fuel tanks of the engine 1. In the present embodiment, each fuel tank is provided separately in order to inject two different types of fuel oil from the fuel injection valve 110 to the engine. In this embodiment, two fuels having different octane numbers, for example, high-octane gasoline and low-octane gasoline, gasoline and other types of liquid fuel (for example, DME (dimethyl ether)), etc. may be used as the two different types of fuel. Although possible, the example of FIG. 1 shows the case of using high-octane gasoline and low-octane gasoline.
[0031]
In the present embodiment, for example, high octane gasoline is stored in the fuel tank 11, and low octane gasoline is stored in 13. High-octane gasoline and low-octane gasoline may be separately supplied to the tanks 11 and 13 from the outside, respectively. For example, as will be described later, the gasoline is commercially available using appropriate means such as fractional distillation on the vehicle. This gasoline can be produced on a vehicle by dividing it into gasoline containing a large amount of high octane components and gasoline containing a large amount of low octane components.
[0032]
The fuel stored in the fuel tanks 11 and 13 is supplied to the high-pressure fuel pumps 21 and 23 via the low-pressure supply pipes 15 and 17 by the low-pressure feed pumps 11a and 13a provided in the tanks, respectively.
The high-pressure fuel pumps 21 and 23 are, for example, plunger-type high-pressure pumps, and each have a discharge amount control mechanism that adjusts the pump discharge amount. The high-pressure fuel pumps 21 and 23 are connected to delivery passages 201 and 203 of the dual delivery pipe 20 via high-pressure supply pipes 25 and 27, respectively.
[0033]
As shown in FIG. 1, high-octane gasoline is supplied from the fuel tank 11 to the high-pressure fuel pump 21 by the low-pressure feed pump 11a, and is pressurized by the high-pressure fuel pump 21 to the delivery passage 201 of the dual delivery pipe 20 from the high-pressure supply pipe 25. Supplied. Further, the low octane gasoline is supplied from the fuel tank 13 to the delivery passage 203 of the dual delivery pipe 20 through the low pressure feed pump 13a, the high pressure fuel pump 23, and the high pressure supply pipe 27. That is, high-octane gasoline and low-octane gasoline are supplied to the fuel injection valve 110 from mutually independent supply sources through mutually independent supply paths.
[0034]
Next, a fuel supply mechanism for the fuel injection valve 110 will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the fuel supply mechanism of the dual delivery pipe 20 and the fuel injection valve 110. In the dual delivery pipe 20, two delivery passages (a high octane number gasoline rail 201 and a low octane number gasoline rail 203) are formed by a partition wall 20a along the longitudinal direction thereof. The rails 201 and 203 have a function of storing high-pressure high-octane gasoline and low-octane gasoline supplied respectively and distributing them to the fuel injection valve 110 of each cylinder.
[0035]
2 shows a cylindrical injector guide 251 provided for each fuel injection valve 110. The injector guide 251 is attached through the partition wall 20 a in the dual delivery pipe 20. The injector guide 251 includes a fuel injection passage 257 formed in the axial direction inside. The fuel injection passage 257 is communicated with the rail 201 by an opening 257a that opens into the high octane gasoline rail 201 of the delivery pipe 20 at the end thereof, and further, the fuel injection passage 257 has an opening 257b formed on the side of the delivery pipe 20 in the delivery pipe 20. It communicates with the low octane gasoline rail 203.
[0036]
Reference numerals 201a and 203a in FIG. 2 denote O-ring seals that are fitted on the outside of the injector guide 20 and prevent fuel leakage from the rails. Each fuel injection valve 110 is attached to the end of each injector guide 251 opposite to the delivery pipe 20 side, and fuel is supplied from a fuel injection passage 257 formed in the injector guide 251 in the axial direction. In other words, in the present embodiment, both high-octane gasoline and low-octane gasoline are supplied to the respective fuel injection valves via the common fuel injection passage 257.
[0037]
An electronic control unit (ECU) of the engine 1 is indicated by 30 in FIG. In the present embodiment, the ECU 30 is configured as a microcomputer having a known configuration in which a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an arithmetic unit (CPU), and an input / output port are connected by a bidirectional bus. In this embodiment, the discharge amount of the high-pressure fuel pumps 21 and 23 is controlled to control the pressure in the delivery pipe 20 according to the engine operating conditions. In addition, the ratio of the amount of high-octane gasoline to low-octane gasoline supplied to each fuel injection valve 110 is adjusted by individually adjusting the fuel supply amount to each rail 201, 203.
[0038]
For each of these controls, an engine speed sensor (not shown), an engine intake air amount sensor, an accelerator opening sensor, and other sensors are connected to the input port of the ECU 30 to determine the engine speed, intake air amount, and driver's accelerator. In addition to the parameters indicating the engine operating state such as the pedal depression amount (accelerator opening) being input, fuel pressure sensors 201P and 203P provided on both rails 201 and 203 of the dual delivery pipe 20 A signal representing the fuel pressure is input. Further, the output port of the ECU 30 is connected to each fuel injection valve 110, and controls the fuel injection amount and fuel injection timing from each fuel injection valve, and is connected to the discharge amount control mechanism of the high-pressure fuel pumps 21 and 23. The fuel discharge amount of each of the high-pressure fuel pumps 21 and 23 is controlled.
The engine 100 of this embodiment has a variable valve timing mechanism 100a that can change the opening / closing timing (valve timing) of the intake and exhaust valves, and the output port of the ECU 30 is connected to an actuator of the variable valve timing mechanism 100a. The valve timing of each cylinder of the engine 100 is controlled.
[0039]
The fuel pressure-fed from the high-pressure fuel pumps 21 and 23 to the rails 201 and 203 of the dual delivery pipe 20 passes through the openings 257a and 257b provided in the rails of the injector guide 251, respectively, and the fuel injection passage 257 in the injector guide. And is supplied to each fuel injection valve 110. In this case, since the amount of fuel supplied to each rail and the amount of fuel flowing from each rail into the fuel injection passage 257 are equal, the ratio of the discharge amounts of the high-pressure fuel pumps 21 and 203 from each fuel injection valve 110. A fuel with a mixing ratio equal to is injected into the engine. Thus, by controlling the discharge amount of each pump, the fuel mixture ratio can be precisely controlled. Note that when the discharge amount of one of the pumps is zero, no fuel is supplied to the rail. Therefore, in this case, only the fuel from the other pump is injected from each fuel injection valve, and the engine can be operated with only high-octane gasoline or only low-octane gasoline.
[0040]
Next, a method for using high-octane gasoline and low-octane gasoline in this embodiment will be described.
In this embodiment, the engine 100 is a lean combustion engine that can be operated by switching between two operation modes of a stratified combustion mode and a homogeneous combustion mode.
In the homogeneous combustion mode of the engine, fuel is injected from the fuel injection valve 110 into the engine combustion chamber in the first half of the intake stroke to form a uniform mixture in the combustion chamber, and combustion is performed by igniting this mixture with a spark plug. . In the homogeneous combustion mode, the air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in the combustion chamber must be within the flammable range, so the air-fuel ratio of the air-fuel mixture cannot be increased (lean), but compared from fuel injection to ignition. Therefore, a relatively large amount of fuel can be supplied to the engine.
For this reason, in this embodiment, the homogeneous combustion mode operation is performed in an operation region where the engine output torque is large or in a high engine rotation region.
[0041]
On the other hand, in stratified combustion, fuel is injected into the combustion chamber in the late stage of the compression stroke of the cylinder, so that a mixture of a combustible air-fuel ratio is stratified only in the vicinity of the spark plug. By stratifying the injected fuel only around the spark plug in this way, stable combustion can be performed while maintaining the air-fuel ratio as a whole cylinder is significantly higher (lean) than in the case of homogeneous mixture combustion. It becomes possible.
In stratified combustion, the combustion air-fuel ratio of the entire cylinder is set sufficiently high, and exhaust properties (especially NO) X Although the time from the start of fuel injection to ignition is relatively short and only a relatively small amount of combustion can be supplied to the engine, there is a problem that it is difficult to increase the engine output.
[0042]
In the present embodiment, the engine is operated in the stratified combustion mode in an operation region where the engine output is relatively small and the engine speed is low.
FIG. 3 is a diagram showing an operation region in which the engine output torque T is plotted on the vertical axis and the stratified combustion mode operation and the homogeneous combustion mode operation of the engine 100 are represented with the rotational speed N on the horizontal axis.
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the engine output torque is small and the engine speed is low (in FIG. 3, the output torque T is T 0 And the engine speed N is N 0 (Below) In the operation region, stratified combustion mode operation is performed, and either or both of the engine output torque and the engine speed are large (in FIG. 3, T> T 0 And N> N 0 The homogeneous combustion mode operation is performed when one or both of the above are established.
[0043]
By the way, it is preferable that the octane number required for the fuel is as low as possible without causing knock. This is because the lower the octane number, the better the ignitability of the fuel and the better the combustion state of the fuel. On the other hand, as the fuel octane number decreases, the flame propagation speed at the time of combustion increases, so knocking occurs when the ignition timing is advanced. For this reason, if the fuel octane number is low, the ignition timing cannot be advanced to the optimum timing, and the engine output cannot be increased sufficiently.
For this reason, in this embodiment, in addition to the switching of the combustion mode, high octane gasoline is used when the engine output is higher than a certain switching determination value, and low octane gasoline is used when the engine output is low. Switch to use.
[0044]
A straight line A shown in FIG. 3 is a determination value of the fuel switching load in the present embodiment. As shown in FIG. 3, the load determination value is set to increase as the engine speed increases. That is, knocking is likely to occur even with a small load as the engine speed is low. In this embodiment, the engine is operated with high octane number gasoline up to a small load area as the engine speed is low, and the load area is high as the engine speed is high. To low-octane gasoline.
As can be seen from FIG. 3, in this embodiment, even when the engine is operated in the stratified combustion mode, the fuel is switched from the low-octane gasoline to the high-octane gasoline when the engine load becomes higher than the straight line A in FIG.
[0045]
Further, as shown in FIG. 3, since the low-octane fuel is used in a region where the load is relatively low, the operation with the low-octane gasoline is frequently performed in the normal operation state of the engine. However, since the engine output is relatively low when operating with low octane gasoline, the fuel consumption per unit time is relatively small. On the other hand, since the region where high-octane gasoline operation is performed is a region where the load is relatively high, the frequency of operation with high-octane gasoline is smaller than the frequency of operation with low-octane gasoline. However, since the engine output is relatively large when operating with high-octane gasoline, the fuel consumption per unit time is relatively large. For this reason, in normal operation, the overall consumption of high-octane gasoline and low-octane gasoline is substantially equal and balanced.
[0046]
However, depending on the operating condition, the balance of the above fuel consumption may be lost, and one fuel may be consumed more than the other fuel.
For example, when only low-load operation continues for a long time and the consumption of low-octane gasoline becomes extremely large compared to the consumption of high-octane gasoline, the fuel level in the high-octane gasoline tank 11 is high. Regardless, the fuel level in the low-octane gasoline tank 13 may decrease. In such a case, although there is a sufficient amount of high-octane gasoline in the tank, the operation cannot be continued unless low-octane gasoline is supplied.
[0047]
In this embodiment, in such a case, the balance of fuel consumption is adjusted by increasing the consumption of high-octane gasoline, that is, by increasing the operation frequency of consuming high-octane gasoline, so that one fuel (low octane number) There is no need to refuel due to the lack of gasoline only.
However, when high octane gasoline consumption should be increased to adjust the fuel consumption balance as described above, using high octane gasoline instead of low octane gasoline in the low-load operation region of stratified combustion causes operational problems. May occur.
In the low load operation region in the stratified charge combustion mode, the amount of fuel stratified in the combustion chamber is extremely small, so the air-fuel ratio of the stratified mixture becomes considerably low. For this reason, when high octane gasoline having a relatively low ignitability is used in the low load operation region in the stratified combustion mode, there is a possibility that problems such as misfire and defective combustion occur.
[0048]
On the other hand, the homogeneous combustion mode is relatively less susceptible to changes in the octane number of the fuel than the stratified combustion mode. For this reason, in the homogeneous combustion mode, in a region that is originally operated with low-octane gasoline, even if operation with low-octane gasoline is performed regardless of the load, no major problem occurs.
Therefore, in this embodiment, when the consumption of high octane gasoline is to be increased for fuel consumption balance adjustment, in addition to the engine operation region where the operation is originally performed with high octane gasoline, the homogeneous combustion mode operation is further performed. Even in the area that should be operated with low-octane gasoline, high-octane gasoline is used.
[0049]
That is, in this embodiment, when the consumption of high-octane gasoline is to be increased in order to adjust the fuel consumption balance, the hatched region in FIG. 4, that is, the entire region of the homogeneous combustion mode operation (and the stratified combustion mode) In operation, operation with high octane gasoline is performed in a region where the load is higher than the switching determination value (line A). In this case, in the stratified combustion mode operation, as shown in the operation region using the high octane number gasoline and the low octane number gasoline, in the homogeneous combustion mode, the same operation as in the normal state (FIG. 3) is maintained.
This greatly expands the range in which the engine is operated with high octane gasoline and greatly increases the consumption of high octane gasoline compared to the consumption of low octane gasoline. Therefore, even when the consumption of high-octane gasoline is to be increased for fuel consumption balance adjustment, the balance adjustment can be performed in a short time without causing deterioration of combustion in the stratified combustion mode.
[0050]
The above describes the operation when the consumption of high-octane gasoline should be increased to adjust the fuel consumption balance. However, in actual operation, the operation that consumes high-octane gasoline (high-load operation) continues for a long time. Conversely, the remaining amount of high octane gasoline in the tank may decrease.
In such a case, in order to adjust the fuel consumption balance, it is necessary to increase the consumption of low-octane gasoline compared to high-octane gasoline. In such a case, in the present embodiment, the operation frequency of low-octane gasoline is increased by increasing the fuel switching load determination value of FIG.
[0051]
FIG. 5 is a diagram showing a fuel switching load determination value when the low-octane gasoline consumption is to be increased for fuel consumption balance adjustment. In FIG. 5, line A ′ indicates the fuel switching load determination value at each rotation speed when the low-octane gasoline consumption is to be increased for fuel consumption balance adjustment, and line A indicates the normal operation (in FIG. 3). The fuel switching load judgment value is shown.
[0052]
As shown in FIG. 5, when the low-octane gasoline consumption is to be increased to adjust the fuel consumption balance, the fuel switching load determination value A ′ line is higher than the normal determination value A line. The frequency of operation using low-octane gasoline is greatly increased.
As a result of increasing the fuel switching load judgment value from the A line to the A ′ line, the operation with the low octane fuel is performed in the relatively high load region that should be operated with the high octane gasoline. Is likely to occur. For this reason, in the present embodiment, when the fuel switching determination value is moved to the A ′ line, the actual compression ratio of each cylinder of the engine is reduced to prevent knocking.
Conversely, when it is desired to increase the consumption of high-octane gasoline even when the homogeneous combustion mode operation region is expanded as shown by the hatched lines in FIG. 4, the fuel switching load judgment value in FIG. It is also possible to further increase the frequency of operation using high-octane gasoline by translating to the low load side as indicated by line A ″.
[0053]
As described above, the engine 100 of this embodiment includes the variable valve timing mechanism 100a that can change the valve timing of the intake and exhaust valves of each cylinder during engine operation. In the present embodiment, the actual compression ratio is lowered by changing the valve timing of the intake valve of each cylinder by the variable valve timing mechanism 100a. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 5, when low octane gasoline is used in an area where normal high octane gasoline is to be operated, the ECU 30 operates the variable valve timing mechanism 100a to intake air to each cylinder. Delay the opening and closing timing of the valve. As a result, the actual intake stroke of the cylinder (the period from when the intake valve opens until the piston reaches bottom dead center) is shortened, and the amount of air charged into the cylinder is reduced, and after passing through the bottom dead center. The intake air in the cylinder is discharged through the intake valve until the intake valve is closed. Therefore, by retarding the opening / closing timing of the intake valve, the amount of intake air actually compressed in the cylinder is reduced, and the actual compression ratio of the cylinder is reduced.
[0054]
Usually, in order to prevent the occurrence of knocking, the engine ignition timing is retarded. However, the retard of the ignition timing has a relatively large effect on combustion and tends to cause deterioration in engine performance and deterioration of exhaust gas properties. On the other hand, when the cylinder actual compression ratio is lowered while maintaining the ignition timing normally as in the present embodiment, there is little influence on the combustion, and deterioration of engine performance and deterioration of exhaust gas properties are unlikely to occur.
For this reason, in order to adjust the fuel consumption balance, when using low-octane gasoline in an area that should normally be operated with high-octane gasoline, lowering the actual compression ratio of the engine reduces engine performance and exhaust gas properties. Operation with low-octane gasoline is possible without any deterioration.
[0055]
Next, the case where the adjustment of the fuel consumption balance described above should be performed will be described. In the present embodiment, whether or not to adjust the fuel consumption balance is determined based on, for example, the remaining amount of fuel in the fuel tanks 11 and 13. That is, the ECU 30 calculates the remaining amount of fuel in each tank based on the output of a liquid level sensor (not shown) provided in the fuel tanks 11 and 13. When the remaining amount of one fuel (for example, high octane number gasoline) in the tank is equal to or less than a predetermined value, or the remaining amount of one fuel (for example, high octane number gasoline) in the tank is the other fuel (for example, low octane number gasoline). ), The fuel consumption balance is adjusted by increasing the consumption of the other fuel (for example, low octane gasoline).
[0056]
Although not shown in FIG. 1, as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-5070, the raw gasoline is fractionated into high and low octane gasoline by a fractionation device mounted on the vehicle. In the fuel supply devices stored in the respective tanks 11 and 13, when one fuel (for example, low octane number gasoline) is generated, the other fuel (for example, high octane number gasoline) is always generated. For this reason, when the consumption of one fuel (for example, low octane gasoline) is less than the consumption of one fuel (for example, low octane gasoline), the remaining fuel in the tank of one fuel (for example, low octane gasoline) Even if the amount is not lowered, the remaining amount of the other fuel (high octane gasoline) in the tank may increase and reach the upper limit capacity of the tank.
[0057]
Even in such a case, in order to reduce the remaining amount of the other fuel (high-octane gasoline) in the tank, the fuel consumption balance adjustment for increasing the consumption of the other fuel (high-octane gasoline) is performed. The
Further, in the above mobile phone, only the high octane number gasoline is used for the engine on the side where the load is large and only the low octane number gasoline is used for the engine on the small side with the switching load judgment value (A line in FIGS. Supply. However, by supplying a mixed fuel of high-octane gasoline and low-octane gasoline to the engine and changing the mixture ratio of both fuels with the load judgment value as a boundary, the overall fuel octane number is changed. Is also possible. For example, in this case, when the load is larger than the load judgment value, the ratio of high octane gasoline in the fuel supplied to the engine is increased and fuel with a high octane number as a whole is supplied to the engine. Is small, the proportion of low octane gasoline in the supplied fuel may be increased, and fuel having a low octane number as a whole may be supplied to the engine.
[0058]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
In the embodiment described in FIG. 4 and FIG. 5, when adjusting the fuel consumption balance, the fuel switching load determination value (FIG. 3, line A) is changed (FIG. 4) or moved (FIG. 5), Increased fuel consumption on the required side. In contrast, in the present embodiment, the fuel consumption balance is adjusted while the fuel switching load determination value (FIG. 3, line A) is fixed.
[0059]
FIG. 6 is a diagram showing the same fuel switching load determination value (A line) as FIG. Assume that the engine is operating at point I in FIG. In this case, since the point I is on the lower load side (lower side) than the line A, the engine is operated with low octane gasoline. When the driver depresses the accelerator pedal and accelerates from this state, the driving point moves along the line I-II in FIG. 6 and finally reaches the point II in FIG.
In this case, the switching from the low octane number gasoline to the high octane number gasoline is performed when the operating point passes the intersection (point A1 in FIG. 6) between the I-II line and the A line in FIG.
[0060]
In the present embodiment, when it is expected that the operating point of the engine changes and the operating point crosses the fuel switching load determination value (A line), the fuel is preliminarily stored before the operating point actually reaches the A line. The fuel consumption balance is adjusted by switching the operation. That is, for example, when acceleration is started during driving at point I in FIG. 6 and the driving state is predicted to shift to the point II beyond the switching determination value (A line), a load lower than the A line in advance (for example, When the operating point reaches line a) in FIG. 6, switching from low-octane gasoline to high-octane gasoline is performed.
As a result, the opportunity for the engine to operate with high-octane gasoline increases, so that it is possible to increase the consumption of high-octane gasoline when adjusting the balance of fuel consumption.
[0061]
Note that there is another advantage in switching the fuel from low octane number gasoline to high octane number gasoline on the a line before the operating point actually crosses the A line.
In other words, until the point A1 is reached, the engine is operated with low-octane gasoline, and the fuel passage in the fuel injection valve is filled with low-octane gasoline. Therefore, when switching from low-octane gasoline to high-octane gasoline at point A1 when the load increases during acceleration or the like, the delay time until the high-octane gasoline is actually injected from the fuel injection valve. In reality, the engine is transiently operated with low octane gasoline in a region where it should be operated with high octane gasoline, and knocking may occur. Therefore, when the operating point is predicted to shift to the high load side across the A line, the fuel consumption balance can be improved by switching the fuel to high octane gasoline in advance when the a line with a load lower than the A line is reached. In addition to the adjustment, it is possible to obtain a secondary effect that can prevent knocking during acceleration.
[0062]
Note that the prediction of the transition of the driving state is made based on the engine speed NE, the driver's accelerator pedal operation amount (accelerator opening), and the operation speed. That is, when the engine is operated at a certain accelerator opening and number of revolutions, and when the driver depresses the accelerator pedal at a certain speed or more, the engine load increases and the operating state becomes the fuel switching determination value (A Can be expected to change across the line. In this embodiment, when the accelerator opening changes, if the change speed (differential value) exceeds a determination value determined from the accelerator opening at that time and the engine speed, the operation state is determined as the fuel switching determination. When the operating state reaches the a line on the lower load side than the A line in FIG. 6 with the expectation that it will change beyond the value, switching from the low octane number gasoline to the high octane number gasoline is performed. This increases the frequency of operation with high-octane gasoline and increases the consumption of high-octane gasoline, and prevents delays in fuel switching when the operating state actually shifts to the high load side.
[0063]
In the above, the case where the consumption of high-octane gasoline should be increased to adjust the fuel consumption balance, but conversely, the consumption of low-octane gasoline should be increased to adjust the fuel consumption balance. The reverse operation may switch the high-octane gasoline to the low-octane gasoline before the engine operating state actually shifts to the lower part of the A line. However, in this case, knocking may occur because low-octane gasoline may be supplied to the engine in a region where the engine is actually operated at a high load.
[0064]
Therefore, the fuel switching based on the above prediction may be performed only when the load is predicted to increase, that is, only when the fuel is switched from low octane gasoline to high octane gasoline. In this case, when the fuel is switched from the low octane number gasoline to the high octane number gasoline, there is a case where the operation with the high octane number gasoline is performed transiently due to the delay of the fuel switching, in the load region that should be operated with the low octane number gasoline originally. This direction of fuel switching occurs from high-load operation to low-load operation, where high-load operation is performed until just before, the combustion chamber temperature is high, and a sudden switch to low-octane fuel occurs. Doing so may cause knocking due to premature ignition. Therefore, in some cases, it is preferable that a delay time is generated in switching from high-octane gasoline to low-octane gasoline.
In order to adjust the fuel consumption balance, when switching from high-octane gasoline to low-octane gasoline with an anticipated shift in operating conditions, a reduction in the actual compression ratio by changing the valve timing is also used. It is preferable to prevent the occurrence of knocking.
[0065]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, as in the embodiment of FIGS. 4 and 5, when adjusting the fuel consumption balance, the fuel switching load determination value (line A) is moved to increase the consumption. The balance of fuel consumption is adjusted by increasing the chances of driving with different fuels.
However, in the embodiment of FIG. 5, the moving range of the switching load determination value (A line) is fixed (A 'line), and therefore, the increase in the operation frequency with the fuel on the side that requires an increase in consumption is always performed. It is almost constant. On the other hand, in the present embodiment, when the consumption amount of one fuel is to be increased in order to adjust the fuel consumption balance, the switching load determination value is moved according to the degree of the consumption increase request, and the consumption The frequency with which the fuel on the side whose amount is to be increased is performed is changed as necessary.
[0066]
FIG. 7 is a view similar to FIG. 3 for explaining the setting of the fuel switching load determination value of the present embodiment. Also in this embodiment, during normal operation (that is, when it is not necessary to adjust the fuel consumption balance), the fuel switching load determination value is set to be the same as that in FIG. 3 (A line).
For example, consider the case where the remaining amount of low-octane gasoline in the example of FIG. 1 has decreased, so that it is necessary to adjust the fuel consumption balance by increasing the consumption of high-octane gasoline.
[0067]
In this case, if the fuel switching load determination value (line A) is moved to the low load side, the frequency at which the engine is operated with high-octane gasoline increases accordingly, and the consumption of high-octane gasoline increases. Further, in this case, the lower the switching load determination value is set, the higher the frequency of operation with high octane number gasoline and the greater the increase in consumption of high octane number gasoline. Therefore, in the present embodiment, the movement width of the fuel switching load determination value is determined according to the degree of demand for increasing the consumption of high-octane gasoline.
For example, when the demand for increasing the consumption of high-octane gasoline is very large, that is, when the amount of low-octane gasoline remaining in the tank is extremely small, the fuel switching load determination value is shown by the a1 line in FIG. In addition, it is greatly reduced from the normal value (A line). This greatly increases the opportunity for the engine to operate on high-octane gasoline, so that the consumption of high-octane gasoline increases significantly in a short time.
[0068]
On the other hand, when the demand for increasing the consumption of high-octane gasoline is relatively small, that is, when the remaining amount of low-octane gasoline in the tank is relatively large, the fuel switching load judgment value is usually as shown by line a2 in FIG. Is set at a position relatively close to the line (A). As a result, it is possible to operate in a state close to normal operation, increase the opportunity of operation with high-octane gasoline without significantly changing the operation state of the engine, and adjust the fuel consumption balance.
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, a low-octane gasoline sub-tank 11 and a low-octane gasoline sub-tank 13 are provided. As the liquid level in the subtank 13 for octane number gasoline is lower, or the difference between the liquid level in the subtank 11 for high octane number gasoline and the liquid level in the subtank 13 for low octane number gasoline is increased, the consumption of high octane number gasoline is increased. The demand grows. Further, when both gasolines are generated by a fractionation device mounted on a vehicle as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-5070, the demand for increasing consumption increases as the level of the high-octane gasoline sub-tank 11 increases. . In the present embodiment, the ECU 30 detects the liquid level in the tank by a liquid level sensor provided in each sub tank, and sets the fuel switching load determination value based on a preset relationship according to the liquid level.
[0069]
Further, in this embodiment, when the consumption of the low octane gasoline is to be increased for adjusting the fuel consumption balance, the demand for increasing the consumption of the low octane gasoline is similarly shown by the lines b1 and b2 in FIG. In this case, in order to prevent knocking, it is preferable to use a reduction in the actual compression ratio by changing the valve timing.
[0070]
【The invention's effect】
According to the invention described in each claim, when both the high-octane fuel and the low-octane fuel are supplied to the engine according to the operating state, both the engine performance and the exhaust property are effectively reduced without causing any significant deterioration. This brings about a common effect that makes it possible to adjust the balance of fuel consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of an embodiment when a fuel supply device of the present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle.
2 is a cross-sectional view showing a configuration of a fuel supply mechanism of a dual delivery pipe and a fuel injection valve of the fuel supply device of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a setting of a region where an operation using the high-octane gasoline and the low-octane gasoline of the internal combustion engine of FIG. 1 is performed.
FIG. 4 is a diagram for explaining setting of a fuel switching load determination value when a high octane gasoline consumption is to be increased for fuel consumption balance adjustment.
FIG. 5 is a diagram for explaining setting of a fuel switching load determination value when a low-octane gasoline consumption amount should be increased for fuel consumption balance adjustment.
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of setting a fuel switching load determination value when one fuel consumption is increased for fuel consumption balance adjustment.
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of setting a fuel switching load determination value when one fuel consumption is increased for fuel consumption balance adjustment.
[Explanation of symbols]
11, 13 ... Sub fuel tank
20 ... Dual delivery pipe
21, 23 ... High pressure fuel pump
100 ... Internal combustion engine body
110 ... Fuel injection valve

Claims (6)

燃焼室内の一部の領域に着火可能な空燃比の混合気を成層させ全体としてリーン空燃比の燃焼を行う成層燃焼モードと、燃焼室内全体に均一な空燃比の混合気を生成して燃焼を行う均質燃焼モードとを負荷に応じて切換えて運転する内燃機関の燃料供給装置であって、
高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを個別にまたは混合して内燃機関に供給し、機関が低負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、機関が高負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大させる燃料供給制御手段と、
両方の燃料の消費量バランスの調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきか否かを判断するとともに、高オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断した場合には、均質モード運転時に前記低負荷で運転される領域であっても機関に供給される高オクタン価燃料の量を低オクタン価燃料の量より増大させる燃料消費量調整手段を備えたことを特徴とする、内燃機関の燃料供給装置。A stratified combustion mode in which an air-fuel mixture that can be ignited in a part of the combustion chamber is stratified and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole, and a uniform air-fuel mixture is generated in the entire combustion chamber to burn A fuel supply device for an internal combustion engine that operates by switching a homogeneous combustion mode to be performed according to a load,
High octane fuel and low octane fuel are supplied individually or mixed to the internal combustion engine, and in a region where the engine is operated at a low load, the proportion of low octane fuel in the fuel supplied to the engine is increased. Fuel supply control means for increasing the proportion of high octane fuel in the fuel supplied to the engine in the region operated by the load;
In order to adjust the consumption balance of both fuels, it is determined whether or not the consumption of high-octane fuel should be increased, and if it is determined that the consumption of high-octane fuel should be increased , homogeneous mode operation is performed. A fuel for an internal combustion engine, characterized by comprising fuel consumption adjustment means for increasing the amount of high octane fuel supplied to the engine from the amount of low octane fuel even in the region that is sometimes operated at low load Feeding device. 前記燃料供給制御手段は、機関負荷が予め定めた所定の負荷より高い場合には機関に高オクタン価燃料のみを供給し、前記所定の負荷以下の場合には機関に低オクタン価燃料のみを供給し、
前記燃料消費量調整手段は、前記高オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断した場合には、均質燃焼時における前記所定の負荷を低下させることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。The fuel supply control means supplies only high-octane fuel to the engine when the engine load is higher than a predetermined load, and supplies only low-octane fuel to the engine when the engine load is lower than the predetermined load,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel consumption adjustment means reduces the predetermined load during homogeneous combustion when it is determined that the consumption of the high-octane fuel should be increased . Engine fuel supply. 高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを個別にまたは混合して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
機関が低負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、機関が高負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大する燃料供給制御手段と、
両方の燃料の消費量バランスの調整のために低オクタン価燃料の消費量を増大すべきか否かを判断するとともに、低オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断した場合には、前記高負荷で運転される領域であっても機関に供給される低オクタン価燃料の量を高オクタン価燃料の量より増大するとともに、機関の実圧縮比を低下させる燃料消費量調整手段を備えたことを特徴とする、内燃機関の燃料供給装置。A fuel supply device for an internal combustion engine that supplies a high octane fuel and a low octane fuel individually or mixed to an internal combustion engine,
Increase the proportion of low octane fuel in the fuel supplied to the engine in the region where the engine is operated at low load, and increase the proportion of high octane fuel in the fuel supplied to the engine in the region where the engine is operated at high load Fuel supply control means,
In order to adjust the consumption balance of both fuels, it is determined whether or not the consumption of low-octane fuel should be increased, and if it is determined that the consumption of low-octane fuel should be increased , the high load The fuel consumption adjustment means is provided to increase the amount of low octane fuel supplied to the engine from the amount of high octane fuel even in the region operated by the engine and to reduce the actual compression ratio of the engine. A fuel supply device for an internal combustion engine. 高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを個別にまたは混合して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
機関が低負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の低オクタン価燃料の割合を増大し、機関が高負荷で運転される領域では機関に供給する燃料中の高オクタン価燃料の割合を増大する燃料供給制御手段と、
両方の燃料の消費量バランスの調整のために一方の燃料の消費量を増大すべき場合に、機関運転条件の変化により前記一方の燃料の供給量が増大する領域に機関運転状態が移行することが予測された時に、実際に前記機関運転状態の移行が生じる前に、機関に供給される燃料中の前記一方の燃料量を増大させる燃料消費量調整手段と、
を備えたことを特徴とする、内燃機関の燃料供給装置。A fuel supply device for an internal combustion engine that supplies a high octane fuel and a low octane fuel individually or mixed to an internal combustion engine,
Increase the proportion of low octane fuel in the fuel supplied to the engine in the region where the engine is operated at low load, and increase the proportion of high octane fuel in the fuel supplied to the engine in the region where the engine is operated at high load Fuel supply control means,
When the consumption of one fuel should be increased to adjust the balance of consumption of both fuels, the engine operating state shifts to a region where the supply amount of the one fuel increases due to a change in engine operating conditions. A fuel consumption adjusting means for increasing the amount of the one fuel in the fuel supplied to the engine before the engine operating state is actually shifted,
A fuel supply device for an internal combustion engine, comprising: 前記燃料消費量調整手段は、前記両方の燃料の消費量バランスの調整のために高オクタン価燃料の消費を増大すべきときにのみ前記運転状態移行の予測に基づいて、実際に運転状態が前記領域に移行する前に高オクタン価燃料量の増大を行うことを特徴とする、請求項４に記載の内燃機関の燃料供給装置。  The fuel consumption adjustment means is configured so that the operation state is actually in the range based on the prediction of the operation state transition only when the consumption of the high-octane fuel is to be increased in order to adjust the consumption balance of both the fuels. 5. The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the amount of high octane fuel is increased before shifting to step (5). 高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とを負荷に応じて切換えて内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
機関負荷が予め定めた所定の負荷より高い場合には機関に高オクタン価燃料のみを供給し、前記所定の負荷以下の場合には機関に低オクタン価燃料のみを供給する燃料供給制御手段と、
前記両方の燃料の消費量バランスの調整のために高オクタン価燃料の消費量を増大すべきか否かを判断するとともに、高オクタン価燃料の消費量を増大すべきと判断したときには、高オクタン価燃料の消費量増大要求の程度に応じて前記所定負荷を低く設定し、低オクタン価燃料の消費を増大すべき時には低オクタン価燃料の消費量増大要求の程度に応じて前記所定負荷を高く設定する、燃料消費量調整手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。A fuel supply device for an internal combustion engine that supplies high octane fuel and low octane fuel to an internal combustion engine by switching according to a load,
Fuel supply control means for supplying only high-octane fuel to the engine when the engine load is higher than a predetermined load, and supplying only low-octane fuel to the engine when the engine load is lower than the predetermined load;
With determining whether to increase the consumption of high octane fuel in order to adjust the consumption balance of the both the fuel and sometimes determines that should increase the consumption of high-octane fuel, the high octane fuel the predetermined load is set lower, depending on the degree of consumption increase request, the time to increase the consumption of low octane fuel is set high the predetermined load in accordance with the degree of increase in demand consumption low octane fuel, fuel consumption A quantity adjusting means;
A fuel supply device for an internal combustion engine, comprising:
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