(57)【要約】【課題】プレッシャレギュレータおよびリターン通路を備えていない内燃機関であっても、短期間で燃料の特定成分の濃度が推定され、燃料噴射量の制御精度が向上する燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】濃度設定部４７は、燃料の総噴射量Ｑｔに応じて第一成分濃度Ｃ１を設定する。濃度設定部４７は、インジェクタ２５から噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、算出第一成分濃度Ｃｃ１、および予測第一成分濃度Ｃｅ１を順に用いる。給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａは、給油前の燃料における第一成分の脳である。算出第一成分濃度Ｃｃ１は、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを出発値、予測第一成分濃度Ｃｅ１を目標値として、総噴射量Ｑｔに応じて算出される。予測第一成分濃度Ｃｅ１は、燃料の給油量に基づいて、燃料における第一成分の濃度の予測値として算出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料として第一成分または第二成分が混合された混合燃料を内燃機関（１１）において、前記内燃機関（１１）への燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置（１４）であって、
前記内燃機関（１１）への燃料の噴射量および噴射量の総和を総噴射量として算出する噴射量算出手段（４３）と、
燃料タンク（２６）における燃料の量を検出する燃料量検出手段（３２）と、
前記燃料量検出手段（３２）で検出した燃料の増加量に基づいて、前記燃料タンク（２６）における前記第一成分の濃度を予測第一成分濃度として予測する成分濃度予測手段（４６）と、
前記燃料量検出手段（３２）で前記燃料タンク（２６）における燃料量の増加を検出したとき、燃料量が増加する直前の前記予測第一成分濃度を給油前第一成分濃度として記憶する記憶手段（４２）と、
前記噴射量算出手段（４３）で算出した前記総噴射量、前記成分濃度予測手段（４６）で予測した前記予測第一成分濃度、および前記記憶手段（４２）に記憶されている前記給油前第一成分濃度に基づいて、燃料に含まれる前記第一成分の濃度を算出第一成分濃度として算出する成分濃度算出手段（４５）と、
前記内燃機関（１１）へ供給する燃料における前記第一成分の推定濃度として、前記燃料量検出手段（３２）で前記燃料タンク（２６）における燃料量の増加を検出した後に前記内燃機関（１１）が始動されてから噴射された燃料の総和が予め設定した第一総噴射量に達するまで前記憶手段（４２）に記憶されている前記給油前第一成分濃度を用い、前記第一総噴射量から予め設定した第二総噴射量に達するまで前記成分濃度算出手段（４５）で算出した前記算出第一成分濃度を用い、前記第二総噴射量に達した後は前記成分濃度予測手段（４６）で予測した前記予測第一成分濃度を用いて設定する濃度設定手段（４７）と、
を備える燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記成分濃度予測手段（４６）は、前記燃料タンク（２６）において燃料量の増加前に検出した給油前燃料量と、前記給油前第一成分濃度と、前記燃料タンク（２６）で増加した燃料増加量とに基づいて、前記予測第一成分濃度を予測する請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記成分濃度予測手段（４６）は、前記燃料タンク（２６）において燃料量が増加すると、前記第一成分の燃料が給油されたと仮定したときの前記予測第一成分濃度と、前記第一成分および前記第二成分を含む燃料が給油されたと仮定したときの前記予測第一成分濃度を予測し、前記成分濃度算出手段（４５）で算出した前記算出第一成分濃度の変化に基づいて、前記第一成分の燃料、または前記第一成分および前記第二成分を含む燃料のいずれが給油されたか判断する請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記成分濃度算出手段（４５）は、前記給油前第一成分濃度を基準として、前記噴射量算出手段（４３）で算出した噴射量の総和に応じて前記算出第一成分濃度を増減することにより、前記予測第一成分濃度に収束させる請求項１から３のいずれか一項記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合燃料を用いる内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、混合燃料を用いる内燃機関において、給油後における燃料の特定成分濃度を学習する燃料濃度学習装置が知られている。特許文献１の場合、燃料濃度学習装置は、燃料の給油量、給油した燃料の種類および給油前の燃料の濃度学習値から、給油後における燃料の濃度を推定している。そして、燃料濃度学習装置は、燃料の濃度を学習するとともに、給油後に燃料を循環させている。このように、燃料を循環させることにより、特許文献１では、燃料タンクからインジェクタに至る配管の燃料を速やかに置換し、燃料の濃度の均質化を図っている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の場合、燃料は、圧力を調整するためのプレッシャレギュレータ、および余剰の燃料を燃料タンクへ戻すためのリターン通路を経由して循環している。そのため、これらプレッシャレギュレータおよびリターン通路が必須となり、構造の複雑化を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、プレッシャレギュレータおよびリターン通路を備えていない内燃機関であっても、短期間で燃料の特定成分の濃度が推定され、燃料噴射量の制御精度が向上する燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明では、内燃機関は、第一成分および第二成分が混合された混合燃料を用いる。濃度設定手段は、内燃機関へ供給する燃料における第一成分の推定濃度として、燃料の噴射量に応じて給油前成分濃度、算出第一成分濃度または予測第一成分濃度のいずれかを用いる。具体的には、噴射量算出手段は、内燃機関が始動されると、内燃機関の運転に必要な燃料の噴射量を算出するとともに、燃料の噴射量の総和を算出する。
【０００７】
濃度設定手段は、燃料の噴射量が予め設定された第一総噴射量に達するまで予め記憶手段に記憶していた給油前第一成分濃度を第一成分の推定濃度として設定する。燃料は、燃料タンクから燃料通路を経由してインジェクタから内燃機関へ噴射される。燃料タンクに燃料が給油されたとしても、この燃料通路に残存する燃料を消費するまで、インジェクタから噴射される燃料における第一成分の濃度は、給油される直前の濃度、すなわち給油前第一成分濃度とほぼ同一である。そのため、濃度設定手段は、燃料通路における燃料の残量に対応する第一総噴射量に達するまで、給油前第一成分濃度を用いて、第一成分の推定濃度を設定する。
【０００８】
燃料の噴射量が第一総噴射量に達すると、濃度設定手段は、濃度算出手段で算出した算出第一成分濃度を第一成分の推定濃度として設定する。燃料の噴射量が第一総噴射量に達すると、インジェクタから噴射される燃料は、給油前の燃料と給油後の燃料とが混ざったものとなる。このとき、給油前の燃料と給油後の燃料とは徐々に混合するため、第一成分の濃度は徐々に変化する。そのため、濃度算出手段は、第一総噴射量に達すると、燃料の総噴射量、給油前第一成分濃度および予測第一成分濃度に基づいて、算出第一成分濃度を算出する。濃度設定手段は、この算出された算出第一成分濃度を用いて、第一成分の推定濃度を設定する。
【０００９】
燃料の噴射量が第一総噴射量から第二総噴射量へ増加していくとき、噴射される燃料における第一成分濃度は、燃料の噴射量に応じて変化する。このとき、第一成分濃度は、給油前第一成分濃度が出発値となり、予測第一成分濃度が目標値となる。そして、給油前第一成分濃度から予測第一成分濃度へ変化する第一成分濃度は、燃料の総噴射量に相関する。そのため、成分濃度算出部は、これら総噴射量、給油前第一成分濃度および予測第一成分濃度を用いて、総噴射量の増加とともに変化する第一成分濃度を算出する。
【００１０】
燃料の噴射量が第二総噴射量に達すると、濃度設定手段は、濃度予測手段で予測した予測第一成分濃度を第一成分の推定濃度として設定する。燃料の噴射量が第二総噴射量に達すると、インジェクタから噴射される燃料は、給油後の燃料となる。給油後の燃料の濃度は、濃度設定手段が、燃料量検出手段で検出した燃料の増加量に基づいて、燃料タンクにおける第一成分の濃度を予測第一成分濃度として予測する。濃度設定手段は、この予測第一成分濃度を用いて、第一成分の推定濃度を設定する。
【００１１】
以上のように、請求項１記載の発明では、プレッシャレギュレータおよびリターン通路を備えていない内燃機関であっても、第一成分の濃度を推定することができる。また、請求項１記載の発明では、成分濃度算出手段は空燃比に基づいて第一成分の濃度を算出する。そのため、給油前の燃料と給油後の燃料とが混合している状態であっても、短期間で燃料の濃度が推定される。したがって、燃料噴射量の制御精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムを示す模式図
【図２】一実施形態による燃料噴射制御装置を示すブロック図
【図３】燃料の総噴射量および第一成分濃度の経時的な変化を示す概略図
【図４】一実施形態による燃料噴射制御装置において、燃料の総噴射量に対する第一成分濃度の関係を示す概略図
【図５】燃料通路に給油前の燃料が残存している状態を示す模式図
【図６】燃料通路に給油前の燃料と給油後の燃料とが混在している状態を示す模式図
【図７】燃料通路の燃料が給油後の燃料に置き換わった状態を示す模式図
【図８】第一成分濃度と増量係数との関係を示す概略図
【図９】一実施形態による燃料噴射制御装置における処理のメインルーチンを示す概略図
【図１０】一実施形態による燃料噴射制御装置における予測第一成分濃度の算出の流れを示す概略図
【図１１】一実施形態による燃料噴射制御装置における空燃比に基づく噴射量の補正処理の流れを示す概略図
【図１２】一実施形態による燃料噴射制御装置における算出第一成分濃度の算出処理の流れを示す概略図
【図１３】一実施形態による燃料噴射制御装置における算出第一成分濃度の算出処理の流れを示す概略図
【図１４】一実施形態による燃料噴射制御装置における算出第一成分濃度の算出処理の流れを示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムを図面に基づいて説明する。
図１に示すように、エンジンシステム１０は、エンジン本体１１、吸気系１２、排気系１３および燃料噴射制御装置１４を備えている。エンジン本体１１は、特許請求の範囲の内燃機関に相当する。エンジン本体１１は、シリンダブロック１５、シリンダヘッド１６、ピストン１７、吸気弁１８および排気弁１９などを有している。シリンダブロック１５、シリンダヘッド１６およびピストン１７は、燃焼室２１を形成している。吸気系１２の吸気通路２２は、一方の端部が大気に開放し、他方の端部が燃焼室２１に接続している。吸気弁１８は、吸気通路２２と燃焼室２１との間を開閉する。排気系１３の排気通路２３は、一方の端部が燃焼室２１に接続し、他方の端部が大気に開放している。排気弁１９は、燃焼室２１と排気通路２３との間を開閉する。
【００１４】
エンジンシステム１０は、混合された二種類の燃料が用いられる。本実施形態の場合、エンジンシステム１０は、アルコールのみの燃料、またはアルコールとガソリンとが混合された燃料を用いる。この場合、第一成分はアルコールであり、第二成分はガソリンである。アルコールは、例えばエタノールやメタノールなどを用いることができる。これにより、エンジンシステム１０は、アルコールまたはガソリンのいずれか一方、またはこれらの混合物を燃料として用いる。
【００１５】
燃料噴射制御装置１４は、エンジン本体１１へ供給する燃料の噴射を制御する。燃料噴射制御装置１４は、燃料供給系２４およびインジェクタ２５を備えている。燃料供給系２４は、燃料タンク２６、燃料ポンプ２７および燃料配管部２８を有している。燃料タンク２６に貯えられている燃料は、燃料ポンプ２７によって吸引される。燃料配管部２８は、燃料ポンプ２７とインジェクタ２５とを接続する燃料通路２９を形成している。燃料ポンプ２７で吸引された燃料は、燃料配管部２８が形成する燃料通路２９を経由して、インジェクタ２５に供給される。インジェクタ２５は、燃焼室２１に接続する吸気通路２２を流れる吸気に燃料を噴射する。
【００１６】
燃料噴射制御装置１４は、上記に加え、制御部３０、空燃比取得手段としての空燃比センサ３１、および燃料量検出手段としてのセンダゲージ３２を備えている。空燃比センサ３１は、排気通路２３に設けられており、排気の空燃比を検出する。空燃比センサ３１は、検出した排気の空燃比を電気信号として制御部３０へ出力する。空燃比センサ３１は、排気の空燃比を直接検出するのに代えて、例えば排気中の酸素濃度を検出するセンサを用いてもよい。センダゲージ３２は、燃料タンク２６に設けられており、燃料タンク２６における燃料の残量を検出する。センダゲージ３２は、検出した燃料の残量を電気信号として制御部３０へ出力する。
【００１７】
制御部３０は、エンジンシステム１０の全体を制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）の一部として構成されている。制御部３０は、図２に示すように制御ユニット４１、記憶部４２、噴射量算出部４３、噴射量補正部４４、成分濃度算出部４５、成分濃度予測部４６および濃度設定部４７を有している。制御ユニット４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるマイクロコンピュータで構成されている。制御ユニット４１は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、燃料噴射制御装置１４およびエンジンシステム１０の全体を制御する。記憶部４２は、例えば不揮発性のメモリ装置などで構成され、制御ユニット４１と接続している。記憶部４２は、制御ユニット４１のＲＯＭやＲＡＭと共用してもよい。
【００１８】
噴射量算出部４３、噴射量補正部４４、成分濃度算出部４５、成分濃度予測部４６および濃度設定部４７は、制御ユニット４１でコンピュータプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現されている。これら噴射量算出部４３、噴射量補正部４４、成分濃度算出部４５、成分濃度予測部４６および濃度設定部４７は、ハードウェア的、またはハードウェアとソフトウェアとの協働によって実現してもよい。
【００１９】
噴射量算出部４３は、エンジン本体１１への燃料の噴射量および噴射量の総和を算出する。制御ユニット４１は、アクセルセンサ４８および回転数センサ４９に接続している。アクセルセンサ４８は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する。回転数センサ４９は、エンジン本体１１の回転数を検出する。噴射量算出部４３は、これらアクセルセンサ４８で検出したアクセルペダルの開度、および回転数センサ４９で検出したエンジン本体１１の回転数に基づいて、インジェクタ２５から噴射する燃料の噴射量Ｑを算出する。また、噴射量算出部４３は、この燃料の噴射量Ｑを予め設定された所定期間に応じて蓄積することにより、噴射量の総和を総噴射量Ｑｔとして算出する。
【００２０】
成分濃度算出部４５は、燃料における第一成分濃度Ｃ１を算出第一成分濃度Ｃｃ１として算出する。本明細書中において第一成分濃度Ｃ１とは、燃料全体に対する第一成分の体積率である。具体的には、第一成分濃度Ｃ１は、第一成分の体積をＶ１、第二成分の体積をＶ２としたとき、Ｃ１＝Ｖ２／（Ｖ１＋Ｖ２）で定義される。成分濃度算出部４５の詳細は後述する。
【００２１】
成分濃度予測部４６は、成分濃度算出部４５と同様に第一成分濃度Ｃ１を求める。具体的には、成分濃度予測部４６は、燃料タンク２６への燃料の給油量から、第一成分濃度Ｃ１として予測第一成分濃度Ｃｅ１を予測する。燃料は、燃料タンク２６へ給油される。このとき、燃料タンク２６には、第一成分であるアルコールのみを含む燃料（Ｅ１００）、または第一成分であるアルコールと第二成分であるガソリンとの双方を含む燃料（Ｅ２５）のいずれかが給油される。制御ユニット４１は、センダゲージ３２で燃料タンク２６における燃料量の増加を検出すると、燃料が給油されたと判断する。制御ユニット４１は、燃料が燃料タンク２６へ給油される前に予測した予測第一成分濃度Ｃｅ１を、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとして記憶部４２に保存する。すなわち、成分濃度予測部４６は、前回の給油時に、予測第一成分濃度Ｃｅ１を既に算出している。そのため、制御ユニット４１は、前回の給油時に算出された予測第一成分濃度Ｃｅ１を、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとして記憶部４２に保存する。
【００２２】
成分濃度予測部４６は、この給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、燃料タンク２６への給油量Ｖｘ、および給油前燃料量Ｖｚに基づいて、予測第一成分濃度Ｃｅ１を算出する。この給油量Ｖｘは、センダゲージ３２で検出した燃料タンク２６における燃料の増加量に相当する。給油前燃料量Ｖｚは、燃料タンク２６における給油前の燃料量すなわち燃料残量に相当する。以下、成分濃度予測部４６における第一成分濃度の予測について説明する。給油される燃料に含まれる第一成分の実際の濃度は、Ｃｒとする。このとき、予測第一成分濃度Ｃｅ１は、次の式で算出される。
Ｃｅ１＝（Ｖｚ×Ｃｅ１ａ＋Ｖｘ×Ｃｒ）／（Ｖｚ＋Ｖｘ）
【００２３】
燃料タンク２６へ給油される燃料は、アルコールのみの燃料、またはアルコールとガソリンとの混合燃料とが考えられる。そこで、成分濃度予測部４６は、アルコールのみの燃料つまりＥ１００が給油されたと仮定したときの予測第一成分濃度Ｃｅ１を予測値Ｅ１として、および混合燃料が給油されたと仮定したときの予測第一成分濃度Ｃｅ１を予測値Ｅ２としてそれぞれ算出する。ここでは、混合燃料は、Ｅ２５を例に説明する。したがって、Ｅ１００燃料はＣｒ＝１．０であり、Ｅ２５燃料はＣｒ＝０．２５である。また、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａはＣｅ１ａ＝０．４、燃料タンク２６の残量ＶｚはＶｚ＝２０リットル、給油量ＶｘはＶｘ＝３０リットルとする。
予測値Ｅ１＝｛（２０×０．４）＋（３０×１．０）｝／（２０＋３０）＝０．７６
予測値Ｅ２＝｛（２０×０．４）＋（３０×０．２５）｝／（２０＋３０）＝０．３１
【００２４】
このように、Ｅ１００が給油されたと仮定したときの予測値Ｅ１はＥ１＝０．７６となり、Ｅ２５が給油されたと仮定したときの予測値はＥ２＝０．３１となる。成分濃度予測部４６は、燃料が給油されると、Ｅ１００またはＥ２５のそれぞれについて予測値を算出する。成分濃度予測部４６は、これら算出した予測値Ｅ１および予測値Ｅ２に基づき、成分濃度算出部４５で算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１を参照して、給油された燃料が第一成分のみの燃料であるか第二成分を含む混合燃料であるか、つまりＥ１００であるかＥ２５であるかを予測する。そして、制御ユニット４１は、この成分濃度予測部４６で予測された予測第一成分濃度Ｃｅ１を、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとして記憶部４２に保存する。
【００２５】
濃度設定部４７は、エンジン本体１１へ供給する燃料における第二燃料の推定濃度として、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、算出第一成分濃度Ｃｃ１、または予測第一成分濃度Ｃｅ１のいずれを用いるか設定する。具体的には、濃度設定部４７は、給油後にエンジンシステム１０の運転が開始されてから、燃料の総噴射量の増加に応じて、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、算出第一成分濃度Ｃｃ１、または予測第一成分濃度Ｃｅ１のいずれを用いるか設定する。
【００２６】
エンジン本体１１の運転が開始されると、図３に示すように燃料の総噴射量Ｑｔは、時間とともに増加する。ここで、仮に燃料タンク２６へＥ１００が給油されたとすると、インジェクタ２５から噴射される燃料の第一成分濃度Ｃ１は、燃料の総噴射量Ｑｔが増加するにつれて変化する。図３は、燃料タンク２６にＥ１００を給油することにより、第一成分濃度Ｃ１が上昇する場合の例を示している。この場合、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に達するまで、第一成分濃度Ｃ１は変化しない。しかし、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に達すると、第一成分濃度Ｃ１は増大する。そして、燃料の総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に達すると、第一成分濃度Ｃ１は一定となる。図３において、エンジンシステム１０が始動した時期はＴ０、総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に達した時期はＴ１、総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に達した時期はＴ２とそれぞれ定義する。
【００２７】
成分濃度算出部４５は、燃料通路２９において給油前の燃料Ｆｐと給油後の燃料Ｆｒとが混在した状態のとき、第一成分濃度Ｃ１を算出第一成分濃度Ｃｃ１として算出する。具体的には、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１から第二総噴射量Ｑｔ２の間にあるとき、成分濃度算出部４５は、次のように算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する。すなわち、成分濃度算出部４５は、図４に示すように成分濃度算出部４５は、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを基準つまり算出の出発値とし、予測第一成分濃度Ｃｅ１を目標値として、燃料の総噴射量Ｑｔに相関させて算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する。このとき、算出第一成分濃度Ｃｃ１は、総噴射量Ｑｔ、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａおよび予測第一成分濃度Ｃｅ１から算出する。これにより、成分濃度算出部４５は、第一総噴射量Ｑｔ１から第二総噴射量Ｑｔ２の間において、燃料の噴射量に応じて徐々に変化する第一成分濃度Ｃ１を、予測第一成分濃度Ｃｅ１に収束させる。以上において、第一総噴射量Ｑｔ１および第二総噴射量Ｑｔ２は、燃料タンク２６からインジェクタ２５までの燃料通路２９の体積から求めることができ、エンジンシステム１０に固有の値として予め設定されている。このように成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔ、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａおよび予測第一成分濃度Ｃｅ１から算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する。したがって、第一成分濃度Ｃ１を検出するための燃料濃度センサは不要となる。
【００２８】
図５に示すように、燃料タンク２６へ燃料が給油されてからエンジンシステム１０が運転を開始するまで、燃料タンク２６からインジェクタ２５へ至る燃料通路２９は、給油前の燃料Ｆｐが残存している。エンジンシステム１０が運転を開始すると、燃料通路２９に残存していた燃料は、徐々にインジェクタ２５からエンジン本体１１へ噴射される。そのため、燃料の総噴射量Ｑｔが燃料通路２９の体積に対応する第一総噴射量Ｑｔ１に達するまで、インジェクタ２５から噴射される燃料の第一成分濃度Ｃ１は、給油前の濃度、つまり給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａに一致する。
【００２９】
そして、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に達すると、燃料通路２９における燃料は、図６に示すように給油前の燃料Ｆｐと給油後の燃料Ｆｒとが混在した状態となる。このとき、インジェクタ２５から噴射される燃料の第一成分濃度Ｃ１は、刻々と変化する。そのため、インジェクタ２５から噴射される燃料の第一成分濃度Ｃ１は、成分濃度算出部４５において、燃料の総噴射量Ｑｔ、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａおよび予測第一成分濃度Ｃｅ１に基づいて、算出第一成分濃度Ｃｃ１として算出される。
【００３０】
さらに、燃料の総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に達すると、燃料通路２９における燃料は、図７に示すように給油後の燃料Ｆｒに置き換えられた状態となる。そのため、インジェクタ２５から噴射される燃料の第一成分濃度Ｃ１は、燃料タンク２６の燃料における第一成分濃度Ｃ１として予測された予測第一成分濃度Ｃｅ１に一致する。
【００３１】
このように、インジェクタ２５から噴射される燃料の濃度は、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから予測第一成分濃度Ｃｅ１へ変化する。そこで、濃度設定部４７は、インジェクタ２５からの燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に達するまで、燃料における第一成分濃度Ｃ１として給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを設定する。また、濃度設定部４７は、インジェクタ２５からの燃料の総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に達すると、燃料における第一成分濃度Ｃ１として予測第一成分濃度Ｃｅ１を設定する。
【００３２】
また、噴射量補正部４４は、空燃比センサ３１で取得した空燃比に基づいて、燃料の噴射量を補正する。インジェクタ２５における燃料の噴射量Ｑは、増量係数をｃｍ、吸入空気量をＶａ、定数をαとしたとき、Ｑ＝α×ｃｍ×Ｖａの関係にある。ここで、実際にエンジン本体１１へ噴射される燃料におけるアルコールの濃度すなわち第一成分濃度Ｃ１と増量係数ｃｍとは、図８に示すようにほぼ比例の関係を示す。そのため、増量係数ｃｍは、第一成分濃度Ｃ１の関数として表すことができる。これは、次のような理由からである。
【００３３】
第一成分であるアルコールは、第二成分であるガソリンに比較して理論空燃比が低い。そのため、第一成分が混合された燃料を用いてエンジンシステム１０の運転を維持するためには、ガソリンよりも多くの燃料を噴射する必要がある。ここで、「理論空燃比が低い」ということは、第一成分濃度Ｃ１すなわちアルコール濃度が高くなるほど、燃料の噴射量Ｑを増加させる必要があることを意味する。すなわち、理論空燃比を達成するためには、燃料の第一成分濃度Ｃ１が高くなるほど、燃料の噴射量Ｑを増加させる必要がある。その結果、第一成分濃度Ｃ１すなわちアルコール濃度が高くなると、これにほぼ比例して増量係数ｃｍが増加することになる。以上のような理由から、空燃比センサ３１で検出した空燃比が「リッチ」であるとき、噴射された燃料における実際の第一成分濃度Ｃ１は、想定した想定濃度よりも低く、燃料の噴射量Ｑが過剰な状態であることを意味する。一方、空燃比センサ３１で検出した空燃比が「リーン」であるとき、噴射された燃料における実際の第一成分濃度Ｃ１は、想定濃度よりも高く、燃料の噴射量Ｑが不足した状態であることを意味する。
【００３４】
そこで、噴射量補正部４４は、空燃比が「リッチ」のときは燃料の噴射量を「正：増量」側に補正し、逆に「リーン」のときは燃料の噴射量を「負：減量」側に補正する。これにより、インジェクタ２５から噴射される燃料は、排気の空燃比に基づいて、燃料における実際の第一成分濃度Ｃ１にあわせて補正される。
【００３５】
以上のように、濃度設定部４７は、エンジン本体１１へ供給する燃料における第一成分の推定濃度として、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、算出第一成分濃度Ｃｃ１、および予測第一成分濃度Ｃｅ１を順に用いる。これにより、燃焼室２１へ吸入される吸気には、燃料の第一成分濃度Ｃ１に応じて、過不足の無い量の燃料を噴射することができる。
【００３６】
以下、上記の構成による燃料噴射制御装置１４の作動の流れについて説明する。
（メインルーチン）
まず、図９に基づいて燃料噴射制御装置１４の主となる処理の流れを説明する。
制御ユニット４１は、燃料の給油の有無を検出する（Ｓ１０１）。制御ユニット４１は、センダゲージ３２により検出した燃料タンク２６における燃料量の変化から給油があったか否かを検出する。例えば、制御ユニット４１は、誤差を排除するために、燃料タンク２６において数リットル以上の量の変化があると、給油があったと判断する。制御ユニット４１は、給油があったと判断すると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、給油前の燃料タンク２６における燃料量を給油前燃料量Ｖｚとして記憶部４２に保存するとともに（Ｓ１０２）、給油量Ｖｘを取得する（Ｓ１０３）。
【００３７】
給油量Ｖｘが取得されると、成分濃度予測部４６は、給油量Ｖｘに基づいて給油後の燃料における第一成分濃度Ｃ１を予測第一成分濃度Ｃｅ１として予測する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４における処理の流れの詳細は、後述する。このとき、噴射量算出部４３は、インジェクタ２５における燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に到達したか否かを判断する（Ｓ１０５）。噴射量算出部４３は、図９に示す主となる処理と平行して、インジェクタ２５からエンジン本体１１へ噴射する燃料の噴射量Ｑを算出するとともに、この噴射量Ｑの総和を総噴射量Ｑｔとして算出する。
【００３８】
濃度設定部４７は、Ｓ１０５において第一総噴射量Ｑｔ１に到達していないと判断されたとき（Ｓ１０５：Ｎｏ）、エンジン本体１１へ噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを設定する（Ｓ１０６）。燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に到達していないとき、インジェクタ２５は図５に示すように燃料通路２９に残存している給油前の燃料Ｆｐを噴射する。そのため、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に到達していないとき、インジェクタ２５から噴射される燃料における第一成分濃度Ｃ１は給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａに等しくなる。この給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａは、Ｓ１０１における給油の前、すなわち前回の給油時に予測第一成分濃度Ｃｅ１として予め算出され、記憶部４２に記憶されている。したがって、濃度設定部４７は、記憶部４２に記憶されている予測第一成分濃度Ｃｅ１を給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとして読み出し、エンジン本体１１へ噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として用いる。
【００３９】
噴射量算出部４３は、第一成分濃度Ｃ１として設定された給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを用いて、エンジン本体１１へ噴射する燃料の実噴射量Ｑｒを算出する。インジェクタ２５は、算出された燃料の実噴射量Ｑｒに基づいて駆動され、実噴射量Ｑｒの燃料を噴射する。このとき、噴射量補正部４４は、空燃比センサ３１で検出した排気の空燃比に基づいて燃料の噴射量を補正する（Ｓ１０７）。Ｓ１０７における処理の詳細は、後述する。
【００４０】
一方、濃度設定部４７は、Ｓ１０５において総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に到達したと判断されたとき（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、エンジン本体１１へ噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として算出第一成分濃度Ｃｃ１を設定する（Ｓ１０８）。そして、成分濃度算出部４５は、刻々と変化する燃料の第一成分濃度Ｃ１を算出第一成分濃度Ｃｃ１として算出する（Ｓ１０９）。すなわち、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に到達すると、図６に示すようにインジェクタ２５は給油前の燃料Ｆｐと給油後の燃料Ｆｒとが混合した燃料を噴射する。そのため、燃料の総噴射量Ｑｔが第一総噴射量Ｑｔ１に到達すると、インジェクタ２５から噴射される燃料における第一成分濃度Ｃ１は給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから予測第一成分濃度Ｃｅ１へ徐々に変化する。したがって、濃度設定部４７は、成分濃度算出部４５で算出された算出第一成分濃度Ｃｃ１をエンジン本体１１へ噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として用いる。噴射量算出部４３は、第一成分濃度Ｃ１として設定された算出第一成分濃度Ｃｃ１を用いて、エンジン本体１１へ噴射する燃料の実噴射量Ｑｒを算出する。インジェクタ２５は、算出された燃料の実噴射量Ｑｒに基づいて駆動され、実噴射量Ｑｒの燃料を噴射する。このときも、噴射量補正部４４は、空燃比センサ３１で検出した排気の空燃比に基づいて燃料の噴射量を補正する（Ｓ１１０）。このＳ１１０における処理の詳細も、後述する。
【００４１】
このとき、噴射量算出部４３は、インジェクタ２５における燃料の総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に到達したか否かを判断する（Ｓ１１１）。濃度設定部４７は、Ｓ１１１において第二総噴射量Ｑｔ２に到達していないと判断されたとき（Ｓ１１１：Ｎｏ）、Ｓ１０８へリターンし、Ｓ１０８以降の処理を繰り返す。一方、濃度設定部４７は、Ｓ１１１において総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に到達したと判断されたとき（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、エンジン本体１１へ噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として、Ｓ１０４で予測した予測第一成分濃度Ｃｅ１を設定する（Ｓ１１２）。すなわち、燃料の総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に到達すると、図７に示すように燃料通路２９に残存していた給油前の燃料Ｆｐは消費され尽くしている。そのため、インジェクタ２５は、給油後の燃料Ｆｒを噴射する。その結果、燃料の総噴射量Ｑｔが第二総噴射量Ｑｔ２に到達すると、インジェクタ２５から噴射される燃料における第一成分濃度Ｃ１は予測第一成分濃度Ｃｅ１に等しくなる。したがって、濃度設定部４７は、成分濃度予測部４６で予測された予測第一成分濃度Ｃｅ１をエンジン本体１１へ噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として用いる。噴射量算出部４３は、第一成分濃度Ｃ１として設定された予測第一成分濃度Ｃｅ１を用いて、エンジン本体１１へ噴射する燃料の実噴射量Ｑｒを算出する。インジェクタ２５は、算出された燃料の実噴射量Ｑｒに基づいて駆動され、実噴射量Ｑｒの燃料を噴射する。このときも、噴射量補正部４４は、空燃比センサ３１で検出した排気の空燃比に基づいて燃料の噴射量を補正する（Ｓ１１３）。このＳ１１３における処理の詳細についても、後述する。
【００４２】
制御ユニット４１は、Ｓ１１３で補正した燃料の補正量に相関する算出第一成分濃度Ｃｃ１から、Ｓ１０４で予測された予測第一成分濃度Ｃｅ１を補正する。これにより、予測第一成分濃度Ｃｅ１は、より高い精度で予測される。制御ユニット４１は、この補正した予測第一成分濃度Ｃｅ１を、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとして記憶部４２に保存する（Ｓ１１４）。記憶部４２に保存された予測第一成分濃度Ｃｅ１は、次回の給油時において給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとして用いられる。
制御ユニット４１は、給油が無いと判断されたとき（Ｓ１０１：Ｎｏ）、つまり給油が無いまたは給油量がわずかであると判断されたとき、Ｓ１１３へ移行し、Ｓ１１３以降の処理を実行する。
【００４３】
（予測第一成分濃度の予測）
図１０に基づいて、Ｓ１０４における予測第一成分濃度の予測について説明する。
成分濃度予測部４６は、給油前燃料量Ｖｚを取得する（Ｓ２０１）。すなわち、成分濃度予測部４６は、図９のＳ１０２において記憶部４２に保存された給油前燃料量Ｖｚを取得する。また、成分濃度予測部４６は、記憶部４２に記憶されている給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを取得する（Ｓ２０２）。この給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａは、図９のＳ１１４において記憶部４２に保存されている。さらに、成分濃度予測部４６は、給油量Ｖｘを取得する（Ｓ２０３）。この給油量も、図９のＳ１０３において取得され、記憶部４２に保存されている。
【００４４】
成分濃度予測部４６は、取得したこれら給油前燃料量Ｖｚ、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａおよび給油量Ｖｘから予測値Ｅ１（Ｓ２０４）、および予測値Ｅ２を算出する（Ｓ２０５）。この予測値Ｅ１は、給油された燃料がＥ１００であったと仮定したときの予測第一成分濃度Ｃｅ１である。また、予測値Ｅ２は、給油された燃料がＥ２５であったと仮定したときの予測第一成分濃度Ｃｅ１である。このように、成分濃度予測部４６は、Ｅ１００またはＥ２５のいずれが給油されたかに関わらず、予測値Ｅ１および予測値Ｅ２の双方を算出する。図９のＳ１０１では、燃料の給油があったことを確認できても、燃料の種類は確認できない。そのため、成分濃度予測部４６は、Ｅ１００またはＥ２５のいずれかの燃料が給油されたと仮定し、予測値Ｅ１および予測値Ｅ２を算出する。算出された予測値Ｅ１および予測値Ｅ２は、記憶部４２に保存される。
【００４５】
（空燃比に基づく噴射量の補正）
次に、図１１に基づいて、空燃比に基づく噴射量の補正の処理について説明する。
この処理は、図９におけるＳ１０７、Ｓ１１０およびＳ１１３において実行されるサブルーチンである。
Ｓ１０７、Ｓ１１０またはＳ１１３に移行すると、噴射量補正部４４は空燃比センサ３１から排気の空燃比を取得する（Ｓ３０１）。噴射量補正部４４は、Ｓ３０１で取得した空燃比が「リーン」であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。噴射量補正部４４は、Ｓ３０２において空燃比が「リーン」であると判断されると（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、この状態が継続しているか否かを判断する（Ｓ３０３）。すなわち、噴射量補正部４４は、空燃比が「リーン」である状態が、予め設定した設定期間Ｔｄ１を経過しても継続しているか否かを判断する。この設定期間Ｔｄ１は、エンジンシステム１０の性能に応じて任意に設定される。
【００４６】
噴射量補正部４４は、「リーン」状態が継続していると判断すると（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、既に用いている第一成分濃度Ｃ１を「正」側に補正する（Ｓ３０４）。例えばＳ１０７では、第一成分濃度Ｃ１として給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａが設定されている。そこで、噴射量補正部４４は、この給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａに補正値Ｒａを加える。すなわち、噴射量補正部４４は、Ｃ１＝Ｃｅ１ａ＋Ｒａとして、第一成分濃度Ｃ１を「正」側へ補正する。噴射量補正部４４は、「リーン」状態が継続していないと判断すると（Ｓ３０３：Ｎｏ）、Ｓ３０１へリターンする。
【００４７】
一方、噴射量補正部４４は、Ｓ３０２において空燃比が「リーン」でない、すなわち空燃比が「リッチ」であると判断されると（Ｓ３０２：Ｎｏ）、この状態が継続しているか否かを判断する（Ｓ３０５）。すなわち、噴射量補正部４４は、空燃比が「リッチ」である状態が、予め設定した設定期間Ｔｄ２を経過しても継続しているか否かを判断する。この設定期間Ｔｄ２は、設定期間Ｔｄ１と同様にエンジンシステム１０の性能に応じて任意に設定される。設定期間Ｔｄ１と設定期間Ｔｄ２とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。本実施形態の場合、設定期間Ｔｄ１および設定期間Ｔｄ２は、いずれも５秒に設定している。
【００４８】
噴射量補正部４４は、「リッチ」状態が継続していると判断すると（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、既に用いている第一成分濃度Ｃ１を「負」側に補正する（Ｓ３０６）。例えばＳ１０７では、噴射量補正部４４は、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから補正値Ｒｂを減ずる。すなわち、噴射量補正部４４は、Ｃ１＝Ｃｅ１ａ−Ｒｂとして、第一成分濃度Ｃ１を「負」側へ補正する。噴射量補正部４４は、「リッチ」状態が継続していないと判断すると（Ｓ３０５：Ｎｏ）、Ｓ３０１へリターンする。補正値Ｒａおよび補正値Ｒｂは、任意に設定される。補正値Ｒａおよび補正値Ｒｂは、同一の値であってよく、異なる値であってもよい。本実施形態の場合、補正値Ｒａおよび補正値Ｒｂは、いずれも５％に設定している。
噴射量補正部４４は、Ｓ３０４またはＳ３０６において第一成分濃度Ｃ１が補正されると、補正後の第一成分濃度Ｃ１から増量係数ｃｍを算出する（Ｓ３０７）。第一成分濃度Ｃ１と増量係数ｃｍと間には、上述の図８に示すようなほぼ比例関係がある。そのため、噴射量補正部４４は、Ｓ３０１またはＳ３０６で補正された第一成分濃度Ｃ１から増量係数ｃｍを算出する。そして、噴射量補正部４４は、この増量係数ｃｍを用いてインジェクタ２５から噴射する燃料の噴射量Ｑを補正する（Ｓ３０８）。
以上の処理により、Ｓ１０７、Ｓ１１０およびＳ１１３において燃料の噴射量Ｑは、空燃比に基づいて補正される。
【００４９】
（算出第一成分濃度の算出）
次に、Ｓ１０９における算出第一成分濃度Ｃｃ１の算出の処理について図１２および図１３に基づいて説明する。
Ｓ１０９に移行すると、成分濃度算出部４５は、空燃比が「リーン」であるか否かを判断する（Ｓ４０１）。Ｓ１０９に移行したとき、燃料の第一成分濃度Ｃ１は給油前の燃料Ｆｐと給油後の燃料Ｆｒとが混在した状態となっている。そのため、第一成分濃度Ｃ１は、総噴射量Ｑｔの増加とともに、Ｓ１０６で設定した給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから乖離する。そこで、成分濃度算出部４５は、この乖離の結果、空燃比が「リーン」となったか否かを判断する。成分濃度算出部４５は、空燃比が「リーン」であると判断すると（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、このときの燃料の総噴射量Ｑｔを噴射量Ｑａとして記憶部４２に記憶する（Ｓ４０２）。そして、成分濃度算出部４５は、この記憶した噴射量Ｑａからさらに噴射量Ｑｘの燃料が噴射されるまで「リーン」状態が継続したか否かを判断する（Ｓ４０３）。成分濃度算出部４５は、噴射量Ｑａからさらに噴射量Ｑｘが噴射されても、「リーン」状態が継続しているとき（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、図９に示すＳ１０１においてＥ１００の燃料が給油されたと判断する（Ｓ４０４）。すなわち、「リーン」状態が継続しているとき、燃料における第一成分濃度Ｃ１は総噴射量Ｑｔの増加とともに上昇したと判断される。したがって、Ｓ１０１では、第一成分を多く含む燃料すなわちＥ１００が給油されたと判断することができる。
【００５０】
一方、成分濃度算出部４５は、Ｓ４０１において空燃比が「リーン」でない、すなわち空燃比が「リッチ」であると判断すると（Ｓ４０１：Ｎｏ）、このときの燃料の総噴射量Ｑｔを噴射量Ｑｂとして記憶部４２に記憶する（Ｓ４０５）。そして、成分濃度算出部４５は、この記憶した噴射量Ｑｂからさらに噴射量Ｑｙの燃料が噴射されるまで「リッチ」状態が継続したか否かを判断する（Ｓ４０６）。成分濃度算出部４５は、噴射量Ｑｂからさらに噴射量Ｑｙが噴射されても、「リッチ」状態が継続しているとき（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、図９に示すＳ１０１においてＥ２５の燃料が給油されたと判断する（Ｓ４０７）。すなわち、「リッチ」状態が継続しているとき、燃料における第一成分濃度Ｃ１は総噴射量Ｑｔの増加とともに低下したと判断される。したがって、Ｓ１０１では、第一成分を多く含まない燃料すなわちＥ２５が給油されたと判断することができる。なお、噴射量Ｑｘおよび噴射量Ｑｙは、任意に設定することができる。また、噴射量Ｑｘおよび噴射量Ｑｙは、同一であっても、異なっていてもよい。本実施形態では、噴射量Ｑｘおよび噴射量Ｑｙをいずれも２０ｍＬに設定している。
【００５１】
成分濃度算出部４５は、Ｓ４０４においてＥ１００が給油されたと判断すると、予測第一成分濃度Ｃｅ１と給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとの差Δｘが予め設定した設定値Ｘ１以上であるか否かを判断する（Ｓ４０８）。すなわち、成分濃度算出部４５は、算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１が給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから設定値Ｘ１まで増加したか否かを、｜Δｘ｜≧Ｘ１により判断する。このとき、予測第一成分濃度Ｃｅ１は、Ｓ４０４においてＥ１００を給油していると判断しているので、予測値Ｅ１を用いる。そして、成分濃度算出部４５は、｜Δｘ｜≧Ｘ１のとき（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、この時点での総噴射量Ｑｔを噴射量Ｑｃとして算出する（Ｓ４０９）。設定値Ｘ１は、任意に設定することができる。本実施形態の場合、Ｘ１＝３０％に設定している。すなわち、成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が出発値である給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから目標値である予測第一成分濃度Ｃｅ１へ３０％増加したとき、噴射量Ｑｃを算出する。
【００５２】
インジェクタ２５から噴射される燃料における第一成分濃度Ｃ１は、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを初期値として目標値である予測第一成分濃度Ｃｅ１へ近づいていく。予測第一成分濃度Ｃｅ１は、Ｅ１００を給油したときの予測値Ｅ１、およびＥ２５を給油したときの予測値Ｅ２の双方を算出している。成分濃度算出部４５は、Ｓ４０４においてＥ１００が給油されたと判断している。そのため、成分濃度算出部４５における濃度の算出が正しければ、算出第一成分濃度Ｃｃ１は予測第一成分濃度Ｃｅ１へ近似していく。一方、Ｓ４０４における判断が誤りであれば、算出第一成分濃度Ｃｃ１は予測第一成分濃度Ｃｅ１から遠ざかる。そこで、成分濃度算出部４５は、差Δｘが設定値Ｘ１以上となるときを閾値として、変化する算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出しつつ、誤りを回避するためのフェールセーフ措置へ移行するか否かを判断する。
【００５３】
Ｓ４０９における処理の詳細の一例を図４に基づいて説明する。インジェクタ２５から噴射する燃料の第一成分濃度Ｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に収束するとき、燃料の総噴射量Ｑｔは第二総噴射量Ｑｔ２に到達している。また、燃料における第一成分濃度Ｃ１が給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから予測第一成分濃度Ｃｅ１へ変化を開始したとき、燃料の総噴射量Ｑｔは第一総噴射量Ｑｔ１に相当する。これら第一総噴射量Ｑｔ１および第二総噴射量Ｑｔ２を用いて、噴射量Ｑｃは、Ｑｃ＝｛（Ｑｔ２−Ｑｔ１）／２｝＋Ｑｔ１と定義する。図４の場合、実線は、Ｅ１００が給油され、差Δｘの絶対値｜Δｘ｜が設定値Ｘ１以上であり、噴射量Ｑｃが算出される状態を示している。一方、破線は、Ｅ２５が給油され、差Δｘの絶対値｜Δｘ｜が設定値Ｘ１未満であり、噴射量Ｑｃが算出されない状態を示している。
【００５４】
このように、成分濃度算出部４５は、Ｓ４０９において噴射量Ｑｃを算出すると、インジェクタ２５から噴射する燃料の噴射量を補正する（Ｓ４１０）。このＳ４１０における算出第一成分濃度Ｃｃ１の算出は、図１４に示す手順で実行される。
成分濃度算出部４５は、Ｅ１００が給油されたか否かを判断する（Ｓ５０１）。Ｓ４１０の場合、Ｓ４０４においてＥ１００が給油されたと判断している。そのため、成分濃度算出部４５は、Ｅ１００が給油されたと判断し（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、係数ａを算出する（Ｓ５０２）。すなわち、第一成分濃度Ｃ１をｙとし、第二総噴射量Ｑｔ２と第一総噴射量Ｑｔ１との差ΔＱをｘとして関数で示したとき、ｙとｘとは、ｙ＝ａｘ２＋ｂの二次関数として表される。ここで、ｙは目標とする予測第一成分濃度Ｃｅ１であり、ｘはΔＱであり、ｂは初期濃度である給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａである。そのため、係数ａは、ａ＝（ｙ−ｂ）／ｘ２で求めることができる。例えば、Ｅ１００が給油され、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａをＣｅ１ａ＝４０％、予測第一成分濃度Ｃｅ１をＣｅ１＝７６％、第一総噴射量Ｑｔ１＝３５０ｍＬ、第二総噴射量Ｑｔ２＝４５０ｍＬとする。このとき、係数ａは、ａ＝０．００３６として算出することができる。
【００５５】
成分濃度算出部４５は、このＳ５０２で算出した係数ａを用いて、算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する（Ｓ５０３）。すなわち、成分濃度算出部４５は、Ｃｃ１＝ｙ＝０．００３６ｘ２＋Ｑｔ１として算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する。噴射量補正部４４は、Ｓ５０３で算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１を用いてインジェクタ２５から噴射する燃料の噴射量を補正する（Ｓ５０４）。成分濃度算出部４５は、Ｓ５０４の処理が終了すると、Ｓ４１０へリターンする。
【００５６】
なお、Ｓ５０１からＳ５０４では、噴射量と濃度との間に二次関数的な相関がある例を用いて説明した。しかし、噴射量と濃度との関係は、二次関数に限らない。また、第一成分濃度Ｃ１は、例えば成分の揮発などにより経時的に変化することも考えられる。そのため、算出第一成分濃度Ｃｃ１の算出には、経時的な要素を含めてもよい。成分濃度算出部４５は、例えばエンジンシステム１０を停止してからエンジンシステム１０の運転を再開するまでの時間、あるいは燃料の総噴射量Ｑｔが予め設定した特定値に達するまでに必要な時間などを加味してもよい。
【００５７】
Ｓ４１０で噴射量の補正が行なわれると、成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達したか否かを判断する（Ｓ４１１）。成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達していないとき（Ｓ４１１：Ｎｏ）、Ｓ４１０の処理を繰り返す。一方、成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達すると（Ｓ４１１：Ｙｅｓ）、フェールセーフとして次のような処理を行なう。
【００５８】
成分濃度算出部４５は、燃料の総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達してから、予め設定された設定噴射量Ｑｚの噴射が完了するまで「リーン」状態が継続したかを判断する（Ｓ４１２）。この設定噴射量Ｑｚは、任意に設定することができる。本実施形態の場合、設定噴射量Ｑｚは、Ｑｚ＝２０ｍＬに設定している。成分濃度算出部４５は、Ｓ４１２において「リーン」状態が継続していないと判断すると（Ｓ４１２：Ｎｏ）、処理を終了する。給油された燃料が例えば所定のアルコールの濃度を満たさない粗悪な品質であった場合、Ｓ４１２において「リーン」状態が継続しない。そのため、Ｓ４１０における補正は過剰であると考えられる。したがって、成分濃度算出部４５は、処理を終了する。
【００５９】
一方、成分濃度算出部４５は、Ｓ４１２において「リーン」状態が継続していると判断すると（Ｓ４１２：Ｙｅｓ）、補正を継続可能であると判断する（Ｓ４１３）。すなわち、Ｓ４１２において「リーン」状態が継続しているとき、算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１は給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから乖離を開始していることを示している。したがって、成分濃度算出部４５は、Ｓ４１０における算出第一成分濃度Ｃｃ１の補正を継続する（Ｓ４１４）。
【００６０】
成分濃度算出部４５は、Ｓ４１４の処理を実行すると、算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達したか否かを判断する（Ｓ４１５）。この予測第一成分濃度Ｃｅ１は、予測値Ｅ１である。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達すると（Ｓ４１５：Ｙｅｓ）、処理を終了する。すなわち、成分濃度算出部４５は、算出する算出第一成分濃度Ｃｃ１の上限をＳ１０４で予測した予測第一成分濃度Ｃｅ１すなわち予測値Ｅ１に制限する。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達していないとき（Ｓ４１５：Ｎｏ）、Ｓ４１４の処理を繰り返す。
【００６１】
また、成分濃度算出部４５は、Ｓ４０８において｜Δｘ｜≧Ｘ１でないと判断したとき、Ｓ４１０と同様に燃料の噴射量を補正する（Ｓ４１６）。成分濃度算出部４５は、Ｓ４１６で算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１、つまり予測値Ｅ１に到達したか否かを判断する（Ｓ４１７）。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達すると（Ｓ４１７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。すなわち、成分濃度算出部４５は、算出する算出第一成分濃度Ｃｃ１の上限をＳ１０４で予測した予測第一成分濃度Ｃｅ１すなわち予測値Ｅ１に制限する。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達していないとき（Ｓ４１７：Ｎｏ）、Ｓ４１６の処理を繰り返す。
【００６２】
ところで、成分濃度算出部４５は、Ｓ４０７においてＥ２５が給油されたと判断したときも、Ｅ１００を給油したときと同様の処理の流れを実行する。なお、Ｅ１００が給油されたときと重複する説明については省略する。
成分濃度算出部４５は、予測第一成分濃度Ｃｅ１と給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａとの差Δｘが予め設定した設定値Ｘ１以上であるか否かを判断する（Ｓ４１８）。このとき、予測第一成分濃度Ｃｅ１は、Ｓ４０７においてＥ２５を給油していると判断しているので、予測値Ｅ２を用いる。成分濃度算出部４５は、｜Δｘ｜≧Ｘ１のとき（Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、この時点での総噴射量Ｑｔを噴射量Ｑｃとして算出する（Ｓ４１９）。成分濃度算出部４５は、Ｓ４１９において噴射量Ｑｃを算出すると、インジェクタ２５から噴射する燃料の噴射量を補正する（Ｓ４２０）。
【００６３】
Ｓ４１９における処理を図１４に基づいて説明する。成分濃度算出部４５は、Ｅ１００が給油されたか否かを判断する（Ｓ５０１）。Ｓ４２０の場合、Ｓ４０７においてＥ２５が給油されたと判断している。そのため、成分濃度算出部４５は、Ｅ１００が給油されていないと判断し（Ｓ５０１：Ｎｏ）、係数ｃを算出する（Ｓ５０５）。第一成分濃度Ｃ１をｙとし、第二総噴射量Ｑｔ２と第一総噴射量Ｑｔ１との差ΔＱをｘとして関数で示したとき、ｙとｘとは、ｙ＝ｃｘ２＋ｄの二次関数として表される。ここで、ｙは目標とする予測第一成分濃度Ｃｅ１であり、ｘはΔＱであり、ｄは初期濃度である給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａである。そのため、係数ｃは、ｃ＝（ｙ−ｄ）／ｘ２で求めることができる。例えば、Ｅ２５が給油され、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａをＣｅ１ａ＝４０％、予測第一成分濃度Ｃｅ１をＣｅ１＝３１％、第一総噴射量Ｑｔ１＝３５０ｍＬ、第二総噴射量Ｑｔ２＝４５０ｍＬとする。このとき、係数ｃは、ｃ＝−０．０００９として算出することができる。
【００６４】
成分濃度算出部４５は、このＳ５０５で算出した係数ｃを用いて、算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する（Ｓ５０６）。すなわち、成分濃度算出部４５は、Ｃｃ１＝ｙ＝−０．０００９ｘ２＋Ｑｔ１として算出第一成分濃度Ｃｃ１を算出する。そして、噴射量補正部４４は、Ｓ５０６で算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１を用いてインジェクタ２５から噴射する燃料の噴射量を補正する（Ｓ５０４）。
【００６５】
Ｓ４２０で噴射量の補正が行なわれると、成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達したか否かを判断する（Ｓ４２１）。成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達していないとき（Ｓ４２１：Ｎｏ）、Ｓ４２０の処理を繰り返す。一方、成分濃度算出部４５は、総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達すると（Ｓ４２１：Ｙｅｓ）、フェールセーフの処理を行なう。
【００６６】
成分濃度算出部４５は、燃料の総噴射量Ｑｔが噴射量Ｑｃに到達してから、予め設定された設定噴射量Ｑｚの噴射が完了するまで「リッチ」状態が継続したか否かを判断する（Ｓ４２２）。成分濃度算出部４５は、Ｓ４２２において「リッチ」状態が継続していないと判断すると（Ｓ４２２：Ｎｏ）、処理を終了する。給油された燃料が規格を満たさない品質であった場合、Ｓ４２２において「リッチ」状態が継続しない。そのため、Ｓ４２０における補正は過剰であると考えられる。したがって、成分濃度算出部４５は、処理を終了する。
【００６７】
一方、成分濃度算出部４５は、Ｓ４２２において「リーン」状態が継続していると判断すると（Ｓ４２２：Ｙｅｓ）、補正を継続可能であると判断する（Ｓ４２３）。すなわち、Ｓ４２２において「リッチ」状態が継続しているとき、算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１は給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから乖離を開始していることを示している。そのため、実際の燃料の第一成分濃度Ｃ１は、補正した算出第一成分濃度Ｃｃ１よりも低いことになる。したがって、成分濃度算出部４５は、Ｓ４２０における算出第一成分濃度Ｃｃ１の補正を継続する（Ｓ４２４）。
【００６８】
成分濃度算出部４５は、Ｓ４２４の処理を実行すると、算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達したか否かを判断する（Ｓ４２５）。この予測第一成分濃度Ｃｅ１は、予測値Ｅ２である。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達すると（Ｓ４２５：Ｙｅｓ）、処理を終了する。すなわち、成分濃度算出部４５は、算出する算出第一成分濃度Ｃｃ１の上限をＳ１０４で予測した予測第一成分濃度Ｃｅ１すなわち予測値Ｅ２に制限する。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達していないとき（Ｓ４２５：Ｎｏ）、Ｓ４２４の処理を繰り返す。
【００６９】
また、成分濃度算出部４５は、Ｓ４１８において｜Δｘ｜≧Ｘ１でないと判断したとき、Ｓ４２０と同様に燃料の噴射量を補正する（Ｓ４２６）。成分濃度算出部４５は、Ｓ４２６で算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１、つまり予測値Ｅ２に到達したか否かを判断する（Ｓ４２７）。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達すると（Ｓ４２７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。すなわち、成分濃度算出部４５は、算出する算出第一成分濃度Ｃｃ１の上限をＳ１０４で予測した予測第一成分濃度Ｃｅ１すなわち予測値Ｅ２に制限する。成分濃度算出部４５は、算出第一成分濃度Ｃｃ１が予測第一成分濃度Ｃｅ１に到達していないとき（Ｓ４２７：Ｎｏ）、Ｓ４２６の処理を繰り返す。
【００７０】
以上、説明したように、本実施形態の燃料噴射制御装置１４では、燃料の給油があると、濃度設定部４７は、燃料の総噴射量Ｑｔに応じて第一成分濃度Ｃ１を設定する。すなわち、濃度設定部４７は、インジェクタ２５から噴射する燃料における第一成分濃度Ｃ１として、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、算出第一成分濃度Ｃｃ１、および予測第一成分濃度Ｃｅ１を順に用いる。これにより、本実施形態の燃料噴射制御装置１４は、例えばリターンパイプやプレッシャレギュレータにより燃料を循環する装置を備えていないエンジンシステム１０であっても、第一成分濃度Ｃ１を推定することができる。
【００７１】
また、本実施形態の燃料噴射制御装置１４の場合、成分濃度算出部４５は、空燃比センサ３１で検出した排気の空燃比に基づいて第一成分濃度Ｃ１を算出する。そのため、給油前の燃料と給油後の燃料とが混合している状態であっても、短期間で燃料の濃度が推定される。したがって、燃料噴射量の制御精度を向上することができる。
【００７２】
第１実施形態では、成分濃度予測部４６は、燃料タンク２６における燃料の給油量Ｖｘ、給油前燃料量Ｖｚおよび給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａに基づいて、予測第一成分濃度Ｃｅ１として予測値Ｅ１および予測値Ｅ１を算出している。すなわち、給油される燃料における第一成分濃度Ｃ１は、例えばＥ１００やＥ２５のように既知である。そのため、成分濃度予測部４６は、燃料タンク２６における給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａ、給油量Ｖｘ、および給油前燃料量Ｖｚが明らかであれば、予測値Ｅ１および予測値Ｅ２を予測可能である。従来の場合、燃料の濃度は、フィードバック制御により推定していた。そのため、従来の場合、図４に示すように推定する第一成分濃度Ｃ１が給油後の燃料の第一成分濃度Ｃ１に到達するまで長期間を必要としていた。これに対し、第１実施形態では、予測第一成分濃度Ｃｅ１は、給油量Ｖｘ、給油前燃料量Ｖｚおよび給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａから予測される。したがって、給油後に予測される燃料の濃度を予測第一成分濃度Ｃｅ１として早期に推定することができる。
【００７３】
第１実施形態では、成分濃度算出部４５は、燃料の総噴射量Ｑｔ、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａおよび予測第一成分濃度Ｃｅ１に基づいて、算出第一成分濃度Ｃｃ１を補正する。このとき、成分濃度算出部４５は、給油前第一成分濃度Ｃｅ１ａを基準として、予測第一成分濃度Ｃｅ１に収束させている。これにより、成分濃度算出部４５は、給油前の燃料Ｆｐと給油後の燃料Ｆｒとが混在しているとき、空燃比に基づいて算出した算出第一成分濃度Ｃｃ１を、より迅速かつ正確に実際の第一成分濃度Ｃ１に近似するように補正する。したがって、第一成分濃度Ｃ１を検出するための検出手段を用いることなく、算出第一成分濃度Ｃｃ１を精度よく算出することができる。
【００７４】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
図面中、１１はエンジン本体（内燃機関）、１４は燃料噴射制御装置、２６は燃料タンク、３２はセンダゲージ（燃料量検出手段）、４２は記憶部（記憶手段）、４３は噴射量算出部（噴射量算出手段）、４５は成分濃度算出部（成分濃度算出手段）、４６は成分濃度予測部（成分濃度予測手段）、４７は濃度設定部（濃度設定手段）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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