(57)【要約】【課題】アルコール濃度学習値の誤学習に起因したエンジンの運転性の悪化を抑制する。【課題手段】ガソリン燃料とアルコール燃料が混合された燃料を使用する内燃機関の制御装置は、燃料が給油されたとき、燃料のアルコール濃度に対応したアルコール濃度学習値を取得するためのアルコール濃度学習を実行し、燃料のガソリン濃度を取得し、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立したとき（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、空燃比フィードバック制御を実行し、その実行中、アルコール濃度学習により取得されたアルコール濃度学習値に基づき燃料噴射量を制御し（Ｓ３０４）、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していないとき（Ｓ３０３：ＮＯ）、取得されたガソリン濃度に基づき燃料噴射量を制御する（Ｓ３０５）ように構成されている。【選択図】図９
2016145541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリン燃料とアルコール燃料が混合された燃料を使用する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料が給油されたとき、前記燃料のアルコール濃度に対応したアルコール濃度学習値を取得するためのアルコール濃度学習を実行し、
前記燃料のガソリン濃度を取得し、
空燃比フィードバック制御の実行条件が成立したとき、前記空燃比フィードバック制御を実行し、前記空燃比フィードバック制御の実行中、前記アルコール濃度学習により取得された前記アルコール濃度学習値に基づき燃料噴射量を制御し、
前記空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していないとき、取得された前記ガソリン濃度に基づき燃料噴射量を制御する
ように構成されたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン燃料とアルコール燃料とが混合された燃料を使用する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両もしくは自動車用内燃機関として、基準燃料であるガソリンと、代替燃料であるアルコールとが混合された燃料を使用するバイフューエル方式の内燃機関が知られている。このような内燃機関を車両動力源として搭載した車両をＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０５１０６３号公報
【特許文献２】特開２０１２−０８７６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる内燃機関の制御装置において、燃料が給油されたとき、燃料のアルコール濃度に対応したアルコール濃度学習値を取得するためのアルコール濃度学習を実行することがある。そしてアルコール濃度学習により取得されたアルコール濃度学習値に基づいて、燃料噴射量を制御し、空燃比フィードバック制御を実行することがある（例えば特許文献１，２参照）。
【０００５】
しかし、燃料供給系の構成部品（インジェクタ等）の経時劣化やばらつき等に起因して、誤った値のアルコール濃度学習値を取得する誤学習が生じることがある。また、アルコール燃料には主にエタノールとメタノールがあるが、これらエタノールとメタノールが混合されて使用された場合にも、誤学習が生じることがある。
【０００６】
一方、空燃比フィードバック制御の実行中以外に、燃料のガソリン濃度がアルコール濃度よりも燃焼に大きく影響を及ぼす別の制御が実行されることがある。従来は、この別の制御の実行中にも、既に学習済みのアルコール濃度学習値に基づき、燃料噴射量が制御されていた。
【０００７】
しかしこれだと、誤学習が生じたとき、誤った値のアルコール濃度学習値に基づき、別の制御の燃料噴射量が制御されてしまう。よって、燃料噴射量が適切な値とならず、過度のリッチ燃焼またはリーン燃焼が生じ、ひいては失火が起こるなど、エンジンの運転性の悪化の一因となっていた。
【０００８】
そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、アルコール濃度学習値の誤学習に起因したエンジンの運転性の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、
ガソリン燃料とアルコール燃料が混合された燃料を使用する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料が給油されたとき、前記燃料のアルコール濃度に対応したアルコール濃度学習値を取得するためのアルコール濃度学習を実行し、
前記燃料のガソリン濃度を取得し、
空燃比フィードバック制御の実行条件が成立したとき、前記空燃比フィードバック制御を実行し、前記空燃比フィードバック制御の実行中、前記アルコール濃度学習により取得された前記アルコール濃度学習値に基づき燃料噴射量を制御し、
前記空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していないとき、取得された前記ガソリン濃度に基づき燃料噴射量を制御する
ように構成されたことを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アルコール濃度学習値の誤学習に起因したエンジンの運転性の悪化を抑制することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る構成を示す概略図である。
【図２】アルコール濃度学習値の更新処理に関するフローチャートである。
【図３】アルコール濃度とアルコール濃度学習値の関係を規定したマップを示す。
【図４】空燃比学習値の更新処理に関するフローチャートである。
【図５】制御の推移の一例を示すタイムチャートである。
【図６】水温と増量補正係数の関係を規定したマップを示す。
【図７】微分値と過渡時補正係数の関係を規定したマップを示す。
【図８】エンジン始動直後の排気空燃比の挙動を示すタイムチャートである。
【図９】第１実施形態の制御に関するルーチンのフローチャートである。
【図１０】第３実施形態の制御に関するルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１に、第１実施形態に係る装置構成を概略的に示す。内燃機関（エンジン）１は、ＦＦＶである車両（図示せず）に車両動力源として搭載され、ガソリン燃料とアルコール燃料が混合された燃料を使用するバイフューエル方式の内燃機関である。具体的には、ガソリン燃料を基準燃料とする火花点火式内燃機関であり、このガソリン燃料に対し、エタノール、メタノールといったアルコール燃料が任意の割合で混合して使用される。
【００１４】
エンジン１を制御するための制御装置が備えられる。制御装置は、具体的には制御部をなす制御ユニット、特に電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０により構成される。ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を備えて構成される。ＥＣＵ１００は、後述する各種制御を実行すると共に、燃料噴射量その他を制御するように構成されている。
【００１５】
本実施形態のエンジン１は直列４気筒エンジンであり、＃１〜＃４気筒を備える。但しエンジンの気筒数、シリンダ配置形式（直列、Ｖ型、水平対向等）等は特に限定されない。各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管４を介して吸気集合室であるサージタンク８に接続されている。サージタンク８の上流側には吸気管１３が接続されており、吸気管１３の上流端にはエアクリーナ９が設けられている。そして吸気管１３には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５と、電子制御式のスロットルバルブ１０とが組み込まれている。吸気ポート、枝管、サージタンク８及び吸気管１３により吸気通路が形成される。吸気通路、特に吸気ポート内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１２が気筒ごとに配設されている。
【００１６】
一方、各気筒の排気ポートは排気マニフォールド１４に接続される。排気マニフォールド１４の下流側には排気管６が接続されている。排気ポート、排気マニフォールド１４及び排気管６により排気通路が形成される。
【００１７】
排気管６には三元触媒からなる触媒１１が取り付けられている。触媒１１の上流側の排気管６に、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ１７が設置されている。
【００１８】
各気筒のインジェクタ１２に燃料を供給する共通のデリバリパイプ３０は、燃料配管３１を介して燃料タンク３２に接続されている。燃料配管３１には、デリバリパイプ３０に燃料タンク３２内の燃料を供給するための燃料ポンプ３３が設けられている。燃料タンク３２には、燃料タンク３２内の燃料残量を検知するための燃料残量センサ３５（例えばセンダーゲージ）が設けられている。
【００１９】
なお、燃料供給系の構成は上記の例に限定されない。例えば、ガソリン燃料用の燃料タンクとアルコール燃料用の燃料タンクとをそれぞれ別々に設置してもよい。そしてこれらタンク内の燃料をデリバリパイプ３０に送り、デリバリパイプ３０内でガソリン燃料とアルコール燃料を混合させるようにしてもよい。
【００２０】
上述の点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２、エアフローメータ５、空燃比センサ１７、燃料ポンプ３３、燃料残量センサ３５はＥＣＵ１００に接続されている。またＥＣＵ１００には、エンジン１のクランク角を検出するためのクランク角センサ１６、アクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ１５、エンジン１の冷却水温度（水温）を検出するための水温センサ２２、その他の各種センサが電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、各種センサの検出値等に基づいて、所望のエンジン出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００２１】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１６からのクランクパルス信号に基づき、クランク角自体を検出すると共にエンジン１の回転数（ｒｐｍ）を検出する。ここで「回転数」とは単位時間当たりの回転数のことをいい、回転速度と同義である。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、エアフローメータ５からの信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量である吸入空気量すなわち吸気流量を検出する。そしてＥＣＵ１００は、検出したアクセル開度、スロットル開度および吸入空気量の少なくとも一つに基づき、エンジン１の負荷を検出する。
【００２３】
ＥＣＵ１００は、通常、アクセル開度に応じて定まる目標スロットル開度に、実際のスロットル開度が一致するよう、スロットル開度をフィードバック制御する。
【００２４】
ＥＣＵ１００は、通常、空燃比センサ１７によって検出された実際の空燃比が、所定の目標空燃比である理論空燃比（ストイキ）に一致するよう、インジェクタ１２からの燃料噴射量をフィードバック制御する。この制御を「空燃比フィードバック制御」という。
【００２５】
次に、ＥＣＵ１００によって実行される制御の内容をより具体的に説明する。まず始めに、最もベースとなる基本制御もしくは通常制御としての空燃比フィードバック制御について説明する。
【００２６】
空燃比フィードバック制御の実行中、インジェクタ１２から噴射される燃料噴射量ＱＦＩＮは次式（１）により計算される。
【００２７】
【数１】
2016145541.tif 000003
【００２８】
ＱＢＡＳＥは基本噴射量であり、エンジンの回転数と負荷（いずれも検出値）に基づき、所定のマップから求められる。但し基本噴射量ＱＢＡＳＥは、燃料がガソリン１００％であることを前提に定められている。
【００２９】
ＥＧ（％）はアルコール濃度学習値であり、燃料のアルコール濃度に応じて定まる値であり、ＥＣＵ１００に更新可能に記憶されている値である。このアルコール濃度学習値ＥＧの取得方法ないし学習方法については後に詳述する。
【００３０】
ＦＡＦ（％）はフィードバック補正値であり、検出された実際の空燃比ＡＦと理論空燃比ＳＡＦとの差分に応じて設定される値である。差分が０のときフィードバック補正値ＦＡＦは基準値である０に設定される。実際の空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＡＦよりもリッチであれば、フィードバック補正値ＦＡＦはマイナスの値に設定され、リッチ度合いが大きいほどフィードバック補正値ＦＡＦはマイナス方向に大きくなる。実際の空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＡＦよりもリーンであれば、フィードバック補正値ＦＡＦはプラスの値に設定され、リーン度合いが大きいほどフィードバック補正値ＦＡＦはプラス方向に大きくなる。
【００３１】
ＫＧ（％）は空燃比学習値である。燃料供給系の構成部品（インジェクタ１２等）に経時劣化やばらつき等があると、空燃比フィードバック制御の実行中に実際の空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＡＦに対し定常的に偏ることがある。こうした定常的な偏りを補正するための補正値が空燃比学習値ＫＧである。空燃比学習値ＫＧの基準値は０であり、実際の空燃比ＡＦがリッチ側に偏った場合には空燃比学習値ＫＧはマイナスの値に設定され、実際の空燃比ＡＦがリーン側に偏った場合には空燃比学習値ＫＧはプラスの値に設定される。空燃比学習値ＫＧにより、フィードバック補正値ＦＡＦをその基準値である０付近に戻すことができる。この空燃比学習値ＫＧも、ＥＣＵ１００に更新可能に記憶されている値であり、その具体的な更新方法については後に詳述する。
【００３２】
ここで、アルコール濃度学習値ＥＧの取得方法について説明する。一般に、アルコール燃料の理論空燃比はガソリン燃料の理論空燃比（約１４．６）よりも小さい。エタノールの理論空燃比は約９．０、メタノールの理論空燃比は約６．４である。また周知のように、空燃比センサ１７が排気ガスの空燃比に応じた出力を発するため、空燃比フィードバック制御の実行中であれば、燃料のアルコール濃度が変化し理論空燃比が変化した場合でも、排気空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量が自動的に補正されるので、空燃比フィードバック制御自体は問題なく行われる。しかしこのままだと、フィードバック補正値ＦＡＦの変動中心が定常的に基準値０からずれた値となるため、この点で問題である。従って、空燃比学習値ＫＧのときと同じように、フィードバック補正値ＦＡＦの変動中心を基準値０付近に戻すべく、アルコール濃度学習値ＥＧが変化後の燃料アルコール濃度に対応した値となるよう更新される。
【００３３】
アルコール濃度学習値ＥＧの更新は、燃料のアルコール濃度が変化し得るタイミング、すなわち新たに燃料が燃料タンク３２に給油されたタイミングで実行される。具体的には、ＥＣＵ１００は、燃料残量センサ３５により検出された燃料残量が所定量以上増加したとき、給油があったと判断して、その直後の所定のエンジン運転期間すなわち更新期間に亘り、アルコール濃度学習値ＥＧの更新を実行する。更新期間は、燃料のアルコール濃度の変化により当初基準値０から大きく乖離したフィードバック補正値ＦＡＦが、基準値０付近に戻るような期間に設定される。また追加的もしくは代替的に、燃料経路中の全ての燃料が新たな燃料に置換されるような期間に設定されてもよい。
【００３４】
ＥＣＵ１００によって実行される具体的な更新処理は次の通りである。図２に示すように、ステップＳ１０１において、所定の更新条件が成立したか否かが判断される。更新条件は、次の条件１〜３が成立したときに成立する。
条件１：燃料残量センサ３５により検出された燃料残量が所定量以上増加し、且つ、その後更新期間が経過してない。
条件２：空燃比フィードバック制御の実行中である。
条件３：フィードバック補正値ＦＡＦの絶対値が判定値αを超えている（|ＦＡＦ|＞α）。
【００３５】
条件３に関し、例えば給油により燃料のアルコール濃度Ｅが増加した場合、空燃比ＡＦがリーン側に偏るため、空燃比フィードバック制御を通じて燃料噴射量ＱＦＩＮを増量すべくフィードバック補正値ＦＡＦが正の値に設定される（ＦＡＦ＞０）。また、給油により燃料のアルコール濃度が低下した場合、空燃比ＡＦがリッチ側に偏るため、空燃比フィードバック制御を通じて燃料噴射量ＱＦＩＮを減量すべくフィードバック補正値ＦＡＦが負の値に設定される（ＦＡＦ＜０）。
【００３６】
このように、給油直後にフィードバック補正値ＦＡＦが一定以上０から乖離した場合には、この乖離は、給油による燃料アルコール濃度Ｅの変化に起因すると考えられる。従って、条件１，２が満たされた上で条件３が満たされた場合には、給油により燃料のアルコール濃度Ｅが変化したとみなして、更新を実行する。なお判定値αは、空燃比ＡＦの変化が燃料のアルコール濃度変化に起因すると判断することのできる適切な値が予め設定され、ＥＣＵ１００に記憶されている。
【００３７】
ステップＳ１０１で更新条件が成立していないと判断された場合には、処理が終了される。例えば、条件１，２が満たされた場合でも、条件３が満たされない場合には、給油後の燃料アルコール濃度が給油前の燃料アルコール濃度とそれ程変わらないとみなすことができる。従ってこの場合には、アルコール濃度学習値ＥＧを更新することなく処理を終了する。
【００３８】
他方、ステップＳ１０１で更新条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ１０２において、アルコール濃度学習値ＥＧが更新され、処理が終了される。具体的には、フィードバック補正値ＦＡＦが正の値であるときには、アルコール濃度学習値ＥＧが所定の一定値Ａだけ増加される（ＥＧ←ＥＧ＋Ａ）。一方、フィードバック補正値ＦＡＦが負の値であるときには、アルコール濃度学習値ＥＧが一定値Ａだけ減少される（ＥＧ←ＥＧ−Ａ）。
【００３９】
このようにして、アルコール濃度学習値ＥＧが演算周期ごとに一定値Ａずつ増加、又は減少されることにより、更新期間中に、給油後の燃料アルコール濃度に対応した値までアルコール濃度学習値ＥＧが更新される。
【００４０】
更新期間が経過したとき、更新が実質的に終了され、その終了時点における最新のアルコール濃度学習値ＥＧがＥＣＵ１００に記憶すなわち学習される。そして以降、この最新のアルコール濃度学習値ＥＧが空燃比フィードバック制御において使用される。
【００４１】
これと同時に、アルコール濃度学習値ＥＧに対応する燃料のアルコール濃度Ｅ（％）が、図３に示すような所定のマップから算出され、ＥＣＵ１００に記憶される。この場合、アルコール濃度Ｅは、アルコール濃度学習値ＥＧから推定される燃料のアルコール濃度である。アルコール濃度学習値ＥＧは、アルコール濃度Ｅが増大するほど増大する傾向にある。マップによれば、アルコール濃度Ｅが０（％）（つまりガソリン１００％）のときアルコール濃度学習値ＥＧは０であり、アルコール濃度Ｅが１００（％）のときアルコール濃度学習値ＥＧはＥＧ１００という値となる。なお一例を述べると、エタノール濃度が８５％のときアルコール濃度学習値ＥＧは４０％という値を採る。
【００４２】
こうした一連のアルコール濃度学習値ＥＧの更新および記憶、ならびにアルコール濃度Ｅの算出および記憶を含む処理を「アルコール濃度学習」という。アルコール濃度学習により、燃料のアルコール濃度に対応したアルコール濃度学習値ＥＧが取得される。なお「取得」には、その本来有する意味の他、推定、検出、算出、記憶、学習等の意味が含まれる。
【００４３】
次に、空燃比学習値ＫＧの更新方法を説明する。当該更新方法は、アルコール濃度学習値ＥＧの更新方法と概ね類似するが、更新が行われるタイミングが異なり、アルコール濃度学習の実行中以外のタイミングで実行される。両者の更新が互いに干渉しないようにするためである。
【００４４】
ＥＣＵ１００によって実行される具体的な更新処理は次の通りである。図４に示すように、ステップＳ２０１において、所定の更新条件が成立したか否かが判断される。更新条件は、次の条件４〜６が成立したときに成立する。
条件４：アルコール濃度学習の実行中でない。
条件５：空燃比フィードバック制御の実行中である。
条件６：フィードバック補正値ＦＡＦの絶対値が判定値βを超えている（|ＦＡＦ|＞β）。
【００４５】
判定値βは、フィードバック補正値ＦＡＦに定常的な偏りが生じている旨判断することのできる適切な値が予め設定され、ＥＣＵ１００に記憶されている。
【００４６】
更新条件が成立していないと判断された場合には、処理が終了される。例えば、条件６が満たされない場合には、フィードバック補正値ＦＡＦが基準値０近傍であると判断できるため、空燃比学習値ＫＧが更新されることなく処理が終了される。
【００４７】
他方、更新条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ２０２において、空燃比学習値ＫＧが更新され、処理が終了される。具体的には、フィードバック補正値ＦＡＦが正の値であるときには、空燃比学習値ＫＧが所定の一定値Ｂだけ増加される（ＫＧ←ＫＧ＋Ｂ）。一方、フィードバック補正値ＦＡＦが負の値であるときには、空燃比学習値ＫＧが一定値Ｂだけ減少される（ＫＧ←ＫＧ−Ｂ）。このようにして更新された空燃比学習値ＫＧは、更新の都度、ＥＣＵ１００に記憶される。こうした一連の空燃比学習値ＫＧの更新および記憶を含む処理を「空燃比学習」という。
【００４８】
さて、上述したように、本実施形態において、燃料供給系の構成部品（インジェクタ等）の経時劣化やばらつき等に起因して、アルコール濃度学習の実行中に、誤った値のアルコール濃度学習値ＥＧを学習してしまう誤学習が生じることがある。こうした経時劣化やばらつき等は、空燃比学習の実行中であれば、空燃比学習値ＫＧによって補償されるため、特に問題となり難い。しかし、アルコール濃度学習の実行中は、空燃比学習が実行されないため、上記の経時劣化やばらつき等の影響が、そのままアルコール濃度学習値ＥＧに反映されてしまう。
【００４９】
一方、本実施形態において、空燃比フィードバック制御以外の別の制御が実行されることがある。ここで「別の制御」とは、当該別の制御の実行中に燃料のガソリン濃度がアルコール濃度よりも燃焼に大きく影響を及ぼすような制御である。この別の制御を、便宜上「非空燃比フィードバック制御」という。非空燃比フィードバック制御は、空燃比フィードバック制御に優先する制御であるため、優先制御と言い換えることもできる。非空燃比フィードバック制御の例としては、エンジン始動時およびその直後に行われる始動間制御と、エンジンの過渡運転時に行われる過渡時制御とを挙げることができ、本実施形態の非空燃比フィードバック制御にはこれらが含まれる。非空燃比フィードバック制御は、ガソリン噴射成分が支配的な運転条件において行われる。
【００５０】
特に始動間制御に関して、冷間始動が行われたときはとりわけ、揮発性の高いガソリン軽質成分が主に蒸発、燃焼し、アルコール燃料は殆ど蒸発せず、ガソリン軽質成分のみでエンジンが運転される傾向にある。また冷間始動に際して、主に燃焼するガソリン燃料の量によって始動性が決まり、このガソリン燃料の量が不正確だと始動不良が起きやすい。燃料のアルコール濃度が高くガソリン濃度が低い場合はとりわけである。よって、燃料のアルコール濃度よりもむしろガソリン濃度の方が燃焼や始動性に大きく影響を及ぼす。
【００５１】
従来、こうした非空燃比フィードバック制御の実行中にも、既に学習済みのアルコール濃度学習値に基づき、燃料噴射量が制御されていた。しかしこれだと、誤学習が生じたとき、誤った値のアルコール濃度学習値に基づき、燃料噴射量が制御されてしまう。よって、燃料噴射量が適切な値とならず、過度のリッチ燃焼またはリーン燃焼が生じ、ひいては失火が起こるなど、エンジンの運転性および排気成分の悪化の一因となっていた。
【００５２】
そこで本実施形態では、アルコール濃度学習値の誤学習に起因したエンジンの運転性および排気成分の悪化を抑制すべく、次の制御を実行するようにしている。
【００５３】
図５には、制御の推移の一例を示す。図示例において、ｔ０（エンジン始動時）〜ｔ１の期間Ｉで始動間制御が実行され、ｔ１〜ｔ２の期間ＩＩで空燃比フィードバック制御が実行され、ｔ２〜ｔ３の期間ＩＩＩで過渡時制御が実行され、ｔ３以降の期間ＩＶで再び空燃比フィードバック制御が実行されている。
【００５４】
理解容易のため、まず本実施形態のベースとなる比較例を説明する。
【００５５】
始動間制御において、インジェクタ１２から噴射される燃料噴射量ＱＳＴは次式（２）により計算される。
【００５６】
【数２】
2016145541.tif 000004
【００５７】
ＫＳＴは増量補正係数であり、水温センサ２２により検出された水温Ｔｗに基づき、図６に示すような所定のマップから求められる。水温Ｔｗが暖機完了判定水温Ｔｗ０のとき増量補正係数ＫＳＴは１であり、この暖機完了判定水温Ｔｗ０から水温Ｔｗが低下するにつれ、増量補正係数ＫＳＴは大きくなる。
【００５８】
第２項のＱＦＩＮは上記（１）式から求められるが、このＱＦＩＮ中、ＦＡＦは０に固定され、空燃比フィードバック制御が実質的に停止される。すなわちオープンループ制御が実行される。またこのＱＦＩＮ中、ＱＢＡＳＥは、エンジン始動時とその直後の期間に適した所定の一定値に固定される。
【００５９】
始動間制御は、次の条件７，８が満たされた場合に実行される。
条件７：エンジンが始動された。
条件８：空燃比センサ１７が未活性状態である。
空燃比センサ１７が活性状態か未活性状態かの判断方法は、周知であるため、説明を省略する。
【００６０】
次に、下記の条件９，１０が成立したとき、空燃比フィードバック制御が開始または実行され、始動間制御から空燃比フィードバック制御への移行がなされる。
条件９：空燃比センサ１７が活性状態である。
条件１０：非空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していない。
なお、空燃比センサ１７には、その検出素子を加熱するヒータが内蔵されている。エンジン始動と同時にヒータがオンされ、空燃比センサ１７が早期に活性状態になるため、始動間制御の実行期間Ｉは比較的短い（例えば５秒程度）。また、必要に応じて、ヒータが始動前にオンされることにより、始動時から空燃比センサ１７を活性状態にすることも可能である。
【００６１】
次に、下記の条件１１，１２が成立したとき、過渡時制御が開始または実行され、空燃比フィードバック制御から過渡時制御への移行がなされる。
条件１１：エアフローメータ５により検出された吸入空気量Ｇａの変化速度、具体的には微分値Ｇａ’の絶対値が、所定の過渡判定値γを超えている（|Ｇａ’|＞γ）。
条件１２：空燃比センサ１７が活性状態である。
【００６２】
過渡時制御の燃料噴射量ＱＴＲは次式（３）により計算される。
【００６３】
【数３】
2016145541.tif 000005
【００６４】
ＫＴＲは過渡時補正係数であり、微分値Ｇａ’に基づき、図７に示すような所定のマップから求められる。微分値Ｇａ’がγより大きい正の値であるとき、加速時とみなされ、１より大きい過渡時補正係数ＫＴＲが算出され、燃料噴射量は比較的大幅に増量される。逆に、微分値Ｇａ’が−γより小さい負の値であるとき、減速時とみなされ、１より小さい過渡時補正係数ＫＴＲが算出され、燃料噴射量は比較的大幅に減量される。
【００６５】
始動間制御のときと同様、第２項のＱＦＩＮ中、ＦＡＦは０に固定され、空燃比フィードバック制御が実質的に停止される。すなわちオープンループ制御が実行される。
【００６６】
なお、減速時には通常フューエルカット制御が実行されるが、フューエルカット制御はアクセルペダルが完全に戻され、アクセル開度が０にならないと実行されない。従って減速による過渡時制御は、アクセルペダルが大きく戻されたが、アクセル開度が０にまで至らないようなときに実行されることになる。
【００６７】
上記（２）、（３）式から分かるように、始動間制御および過渡時制御の燃料噴射量ＱＳＴ，ＱＴＲの計算式には、ＱＦＩＮが含まれている。従って比較例では、ＱＦＩＮ中のアルコール濃度学習値ＥＧに基づき燃料噴射量ＱＳＴ，ＱＴＲが計算され、アルコール濃度学習値ＥＧが誤学習されたときに、燃料噴射量ＱＳＴ，ＱＴＲが適切な値とならない。
【００６８】
一方、本実施形態において、ＥＣＵ１００は、アルコール濃度学習とは別に、燃料のガソリン濃度Ｇを取得するためのガソリン濃度学習を実行する。そして非空燃比フィードバック制御の実行中には、ガソリン濃度学習により取得されたガソリン濃度Ｇに基づいて、燃料噴射量を制御する。
【００６９】
以下、本実施形態の制御方法を詳述する。まずガソリン濃度学習について述べる。
【００７０】
本実施形態では、図８に示すようなエンジン始動直後の排気空燃比ＡＦの挙動に基づき、燃料のガソリン濃度Ｇが推定（取得）される。図示例では、ｔ０でエンジンが始動され、始動間制御が開始され、その後ｔ１で空燃比フィードバック制御に切り替わっている。
【００７１】
前述したように、始動間制御中は、揮発性の高いガソリン軽質成分が主に蒸発、燃焼する傾向にあるため、燃料のアルコール濃度よりも、むしろガソリン濃度の方が、排気空燃比ＡＦの挙動を決定づける大きな要因となる。
【００７２】
図示するように、エンジン始動直後、排気空燃比ＡＦは始動間制御中に一旦低下し、その後理論空燃比ＡＦＳＴに向かって上昇し、空燃比フィードバック制御の開始とほぼ同時に理論空燃比ＡＦＳＴ付近に収束するという挙動を示す。
【００７３】
図中、線Ｌ０は、燃料のガソリン濃度Ｇが基準ガソリン濃度Ｇ０（例えば４０％）のときの場合を示す。このときの排気空燃比ＡＦの極小ピーク値ＡＦ０が、基準値としてＥＣＵ１００に予め記憶されている。
【００７４】
線Ｌ１は、燃料のガソリン濃度Ｇが基準ガソリン濃度Ｇ０より低い（例えば２０％）のときの場合を示す。このときの排気空燃比ＡＦの極小ピーク値ＡＦ１は、基準値ＡＦ０より高くなる。
【００７５】
線Ｌ２は、燃料のガソリン濃度Ｇが基準ガソリン濃度Ｇ０より高い（例えば６０％）のときの場合を示す。このときの排気空燃比ＡＦの極小ピーク値ＡＦ２は、基準値ＡＦ０より低くなる。
【００７６】
従って、実際の燃料のときの排気空燃比ＡＦの極小ピーク値ＡＦＸを、基準値ＡＦ０と比較することにより、実際の燃料のガソリン濃度Ｇを好適に推定することができる。具体的には、次式（４）により、実際の燃料のガソリン濃度Ｇ（％）が推定（取得）される。
【００７７】
【数４】
2016145541.tif 000006
【００７８】
極小ピーク値ＡＦＸは、ガソリン濃度学習の実行中、実際の燃料のときに空燃比センサ１７の出力からＥＣＵ１００によって検出される。ＡＦ０は、誤学習が生じていない場合、すなわちアルコール濃度学習値ＥＧが、実際の燃料のアルコール濃度に正確に対応している場合の極小ピーク値である。なお、始動性確保の観点から、この場合の排気空燃比ＡＦの挙動が燃料噴射量ＱＳＴによらずほぼ一定となるように適合がなされている。ＫＡＦは、基準値ＡＦ０からの空燃比ずれ量を基準ガソリン濃度Ｇ０からの濃度ずれ量に変換するための定数であり、予め実験的に求められＥＣＵ１００に記憶されている。
【００７９】
こうして実際の燃料のガソリン濃度Ｇが推定されたならば、この推定されたガソリン濃度ＧがＥＣＵ１００に記憶される。そして仮想アルコール濃度Ｅ’（％）が次式（５）から計算され、その値がＥＣＵ１００に記憶される。
【００８０】
【数５】
2016145541.tif 000007
【００８１】
次に、仮想アルコール濃度Ｅ’に対応した仮想アルコール濃度学習値ＥＧ’が、図３に示したマップから算出され、ＥＣＵ１００に記憶される。
【００８２】
こうした一連のガソリン濃度Ｇの推定および記憶、仮想アルコール濃度Ｅ’の算出および記憶、ならびに仮想アルコール濃度学習値ＥＧ’の算出および記憶を含む処理を「ガソリン濃度学習」という。
【００８３】
ガソリン濃度学習は、エンジンが始動される度に毎回行ってもよいし、給油直後のエンジン始動タイミングに限って行ってもよい。本実施形態では後者を採用する。
【００８４】
このように、アルコール濃度学習値ＥＧとは無関係に、別個単独の方法でガソリン濃度Ｇを取得するので、アルコール濃度学習値ＥＧの誤学習が生じた場合であっても、正確な値のガソリン濃度Ｇを取得することが可能である。
【００８５】
次に、ガソリン濃度学習により取得されたガソリン濃度Ｇに基づく本実施形態の燃料噴射量制御方法を述べる。本実施形態においては、非空燃比フィードバック制御の実行中、ガソリン濃度学習により取得されたガソリン濃度Ｇに基づき、燃料噴射量が制御される。
【００８６】
始動間制御の実行中、燃料噴射量ＱＳＴは上記（２）式から計算される。但し、（２）式のＱＦＩＮに含まれるアルコール濃度学習値ＥＧは、仮想アルコール濃度学習値ＥＧ’に置き換えられる。これにより、始動間制御の実行中には、燃料噴射量ＱＳＴがガソリン濃度Ｇに基づいて制御されることになる。その他の点は比較例と同様である。
【００８７】
燃料のガソリン濃度がアルコール濃度よりも燃焼に大きく影響を及ぼす始動間制御の実行中に、別途学習された正確なガソリン濃度Ｇに基づいて燃料噴射量ＱＳＴが制御されるので、アルコール濃度学習値ＥＧの誤学習が生じた場合であっても、燃料噴射量ＱＳＴを適切な値に制御できる。よって、過度のリッチ燃焼またはリーン燃焼ひいては失火を抑制し、エンジンの運転性および排気成分の悪化を抑制することができる。
【００８８】
また、過渡時制御の実行中、燃料噴射量ＱＴＲは上記（３）式から計算される。但し、（３）式のＱＦＩＮに含まれるアルコール濃度学習値ＥＧは、仮想アルコール濃度学習値ＥＧ’に置き換えられる。これにより、過渡時制御の実行中にも、燃料噴射量ＱＴＲはガソリン濃度Ｇに基づいて制御されることになる。その他の点は比較例と同様である。
【００８９】
燃料のガソリン濃度がアルコール濃度よりも燃焼に大きく影響を及ぼす過渡時制御の実行中に、別途学習された正確なガソリン濃度Ｇに基づいて燃料噴射量ＱＴＲが制御されるので、アルコール濃度学習値ＥＧの誤学習が生じた場合であっても、燃料噴射量ＱＴＲを適切な値に制御できる。よって、過度のリッチ燃焼またはリーン燃焼ひいては失火を抑制し、エンジンの運転性および排気成分の悪化を抑制することができる。
【００９０】
図９には、本実施形態の制御に関するルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００９１】
ステップＳ３０１では、直近の給油に対応したアルコール濃度学習が完了したか否かが判断される。完了していればステップＳ３０２に進む。
【００９２】
ステップＳ３０２では、ガソリン濃度学習により既に学習済みであるガソリン濃度Ｇの値が取得される。
【００９３】
ステップＳ３０３では、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判断される。
成立している場合、ステップＳ３０４において、アルコール濃度学習により取得されたアルコール濃度学習値ＥＧに基づき空燃比フィードバック制御が実行され、燃料噴射量ＱＦＩＮが制御される。そしてルーチンが終了される。
【００９４】
他方、成立していない場合には、ステップＳ３０５において、取得されたガソリン濃度Ｇに基づき、非空燃比フィードバック制御すなわち始動間制御または過渡時制御が実行され、燃料噴射量ＱＳＴまたはＱＴＲが制御される。そしてルーチンが終了される。なおここでは便宜上、始動間制御または過渡時制御の実行条件が成立しているものとする。仮に始動間制御または過渡時制御の実行条件が成立していない場合、空燃比フィードバック制御、始動間制御および過渡時制御以外の他の制御を実行してもよい。
【００９５】
また、ステップＳ３０１でアルコール濃度学習が完了してないと判断された場合には、これはアルコール濃度学習の実行中であることを意味するから、ステップＳ３０４において空燃比フィードバック制御が実行される。
【００９６】
なお、上記の例においては、ガソリン濃度学習の際、排気空燃比ＡＦの挙動に基づきガソリン濃度Ｇを推定したが、これに代わり、燃料タンク３２からインジェクタ１２に至る燃料経路に設けられたガソリン濃度センサ（図示せず）により、ガソリン濃度Ｇを直接的に検出してもよい。この場合、ガソリン濃度Ｇの検出は、エンジン始動の有無に拘わらず任意のタイミングで行うことができるが、好ましくは、給油直後のタイミングで且つ給油毎に行うのが好ましい。
【００９７】
また、非空燃比フィードバック制御の他の例として、壁面付着燃料補正制御があり、これも本実施形態の非空燃比フィードバック制御に含めることができる。周知のように、壁面付着燃料補正制御は、インジェクタ１２から吸気通路（吸気ポート）内に噴射された燃料の吸気通路内壁面への付着や、付着燃料の蒸発に起因して生じる燃料噴射量の誤差分を補償するための制御である。具体的には、エンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｇａ、水温Ｔｗおよびアルコール濃度学習値ＥＧに基づいて、付着補正値が算出され、付着補正値が燃料噴射量の計算に使用される。壁面付着燃料補正制御の実行中には、アルコール濃度学習値ＥＧの代わりに、仮想アルコール濃度学習値ＥＧ’が用いられて付着補正値が算出される。
【００９８】
非空燃比フィードバック制御は上述の始動間制御、過渡時制御および壁面付着燃料補正制御に限らず、これら以外の制御であってもよい。
【００９９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお第１実施形態と同様の部分については説明を省略し、第１実施形態との相違点を主に説明する。
【０１００】
図示省略するが、本実施形態では、燃料経路にアルコール濃度センサ（図示せず）が設けられる。そしてアルコール濃度学習の際、アルコール濃度センサによりアルコール濃度Ｅが直接的に検出（取得）される。
【０１０１】
燃料が給油されたとき、具体的には給油直後のタイミングで且つ給油毎に（エンジン始動の有無を問わない）、アルコール濃度Ｅが検出される。そして、この検出されたアルコール濃度Ｅに基づき、図３に示すマップから、アルコール濃度学習値ＥＧが算出され、この値がＥＣＵ１００に記憶（学習）される。なお検出されたアルコール濃度Ｅの値も同時にＥＣＵ１００に記憶される。
【０１０２】
アルコール濃度センサは、燃料の導電率、比誘電率、あるいは光透過率、屈折率などを計測することにより、燃料のアルコール濃度を検出可能な公知のセンサである。燃料のアルコール濃度が変化するとアルコール濃度センサの出力が変化する。よってＥＣＵ１００は、アルコール濃度センサの出力の変化から燃料のアルコール濃度の変化を検知することができる。
【０１０３】
ところで、アルコール濃度センサの検出対象であるアルコール燃料の種類は予め定められており、例えばエタノールおよびメタノールのいずれかに定められている。つまりアルコール濃度センサは、エタノールまたはメタノールへの専用品である。そしてその検出対象であるアルコール燃料の種類に応じて、アルコール濃度センサの特性値（ゲイン、オフセット等）が設定されている。
【０１０４】
仮に、アルコール濃度センサがエタノール専用品である場合、エタノール含有燃料にメタノール含有燃料が給油されてしまうと、異種のアルコール燃料同士が混合され、これに起因してアルコール濃度センサがアルコール濃度を誤検出してしまう。例えば、燃料の比導電率によりエタノール濃度を検出するセンサの場合、エタノールとメタノールでは比導電率の値が異なるため、エタノールとメタノールが混合された燃料のアルコール濃度をセンサで検出すると、センサの出力ひいてはアルコール濃度検出値が、実際の燃料のアルコール濃度から異なってしまう。この誤検出に起因して、誤った値のアルコール濃度学習値ＥＧが記憶される誤学習が生じる。アルコール濃度センサがメタノール専用品であってエタノール含有燃料が給油された場合にも同様の問題が生じる。
【０１０５】
しかしながら本実施形態では、こうした誤学習が生じた場合であっても、非空燃比フィードバック制御の実行中にはガソリン濃度Ｇに基づき燃料噴射量を制御するので、誤学習に伴うエンジンの運転性および排気成分の悪化を抑制することができる。
【０１０６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお上記実施形態と同様の部分については説明を省略し、相違点を主に説明する。
【０１０７】
図１０には、本実施形態の制御に関するルーチンのフローチャートを示す。図９に示した第１実施形態のルーチンと比較して、本実施形態のステップＳ４０１〜Ｓ４０３，Ｓ４０６は第１実施形態のステップＳ３０１〜Ｓ３０３，Ｓ３０５と同様である。本実施形態は、ステップＳ４０３とステップＳ４０６の間にステップＳ４０５が追加された点と、ステップＳ３０４に対応するステップＳ４０４が変更された点とが、第１実施形態と異なる。
【０１０８】
ステップＳ４０３で、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していると判断された場合、ステップＳ４０４において、アルコール濃度学習値ＥＧに基づき空燃比フィードバック制御が実行され、燃料噴射量ＱＦＩＮが制御される。そしてルーチンが終了される。
【０１０９】
他方、ステップＳ４０３で、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していないと判断された場合、ステップＳ４０５に進んで、エンジンの失火および回転不良の少なくとも一方が発生しているか否かが判断される。例えばＥＣＵ１００は、クランク角センサ１６の出力に基づきエンジンの回転変動量を表すパラメータを算出し、このパラメータが所定のしきい値を超えたときに失火および回転不良の少なくとも一方が発生したと判断する。
【０１１０】
失火および回転不良の少なくとも一方が発生したと判断された場合、ステップＳ４０６に進んで、ガソリン濃度Ｇに基づき始動間制御または過渡時制御が実行され、燃料噴射量ＱＳＴまたはＱＴＲが制御される。
【０１１１】
他方、失火および回転不良のいずれも発生してないと判断された場合には、ステップＳ４０４に進んで、比較例と同様、アルコール濃度学習値ＥＧに基づき、非空燃比フィードバック制御すなわち始動間制御または過渡時制御が実行され、燃料噴射量ＱＳＴまたはＱＴＲが制御される。なおこれら制御の実行条件は成立しているものとする。
【０１１２】
本実施形態では、仮にアルコール濃度学習値ＥＧが誤学習された場合でも、その誤学習の程度が小さく、失火および回転不良のいずれも発生してなければ、比較例と同様にアルコール濃度学習値ＥＧに基づいて非空燃比フィードバック制御を実行してもよいという考え方に基づき、アルコール濃度学習値ＥＧに基づいて非空燃比フィードバック制御を実行する。逆に、アルコール濃度学習値ＥＧが誤学習され、誤学習の程度が大きく、失火および回転不良の少なくとも一方が発生したならば、ガソリン濃度Ｇに基づいて非空燃比フィードバック制御を実行する。
【０１１３】
これにより、誤学習の程度を間接的に判断し、その結果に応じてアルコール濃度学習値ＥＧに基づく非空燃比フィードバック制御を実行するか、あるいはガソリン濃度Ｇに基づく非空燃比フィードバック制御を実行するかを判断するので、制御の最適化を図ることができる。
【０１１４】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。
【０１１５】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  内燃機関（エンジン）
１２  インジェクタ
１７  空燃比センサ
３５  燃料残量センサ
１００  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
2016145541.tif 000008
【図２】
2016145541.tif 000009
【図３】
2016145541.tif 000010
【図４】
2016145541.tif 000011
【図５】
2016145541.tif 000012
【図６】
2016145541.tif 000013
【図７】
2016145541.tif 000014
【図８】
2016145541.tif 000015
【図９】
2016145541.tif 000016
【図１０】
2016145541.tif 000017