(57)【要約】【課題】アルコールを含む混合燃料を利用可能な内燃機関において、給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒に給油後の燃料が供給されるまでの過渡状態において、安定した燃焼を提供する。【解決手段】給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒への燃料が給油後の燃料に入れ替わるまでの過渡期間における、燃料が最初に入れ替わる気筒（＃１気筒）における空燃比を、空燃比センサ２４の出力に基づいて予測し、かつ、当該予測した空燃比が燃焼安定範囲外であるかを判定する。予測した空燃比が燃焼安定範囲外であった場合に、当該気筒（＃１気筒）における空燃比が燃焼安定範囲内となるように、各気筒への燃料噴射量を補正する。【選択図】図１
2017020463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有しアルコールを含む混合燃料を利用可能な内燃機関に適用され、前記内燃機関の排気集合部に配置された空燃比センサの出力に基づいて前記複数の気筒への燃料噴射量を制御するように構成された内燃機関の制御装置であって、
給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒への燃料が給油後の燃料に入れ替わるまでの過渡期間における、前記最初の気筒における空燃比を、前記空燃比センサの出力に基づいて予測する予測手段と、
当該予測した空燃比が燃焼安定範囲外であるかを判定する判定手段と、
前記予測した空燃比が前記燃焼安定範囲外であった場合に、前記最初の気筒における空燃比が当該燃焼安定範囲内となるように、前記過渡期間における前記複数の気筒への燃料噴射量を補正する補正手段と、
を更に備え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、アルコールを含む混合燃料を利用可能な内燃機関に適用される制御装置に関し、特に、給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒に給油後の燃料が供給されるまでの過渡状態において、安定した燃焼を提供するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンに対して任意の割合でアルコールを含有させた混合燃料を利用可能な内燃機関が、種々提案されている。燃料中のアルコール濃度によって理論空燃比が異なるため、このような内燃機関では、燃料中のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を制御することが要請される。そこで、給油後において、燃料に含まれるアルコールの濃度を示す濃度学習値を更新するようにした内燃機関の制御装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載される制御装置では、燃料タンクに給油がなされた旨が判定された後の燃料の流入積算量が、給油後の燃料がデリバリパイプに供給され始める量に達してから、デリバリパイプ内の燃料がほぼ給油後の燃料に置換される量に達するまでの期間を、アルコール濃度学習期間としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】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】
【０００５】
ところで、一般にコスト制約及び制御の単純化の観点から、多気筒エンジンにおいても排気集合部に配置された共通の空燃比センサの出力に基づいて、各気筒への燃料噴射量がフィードバック制御されている。これに対し、デリバリパイプ内の燃料が、給油前の燃料から給油後の燃料に置換されるのには、ある程度の運転時間を要する。このため、この置換が行われている過渡状態においては、燃料の切り替わりが済んでいる気筒と、済んでいない気筒とが同時に存在することになる。したがって、この過渡状態において、共通の空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を実行すると、個別の気筒で空燃比がストイキ（すなわち空気過剰率λ＝１）から大きく外れて燃焼が最適状態からずれることになり、加速時のヘジテーション（息つき）や、失火、エミッション悪化の原因となる。
【０００６】
例えば、ストイキでの燃料噴射量は、ガソリン：Ｅ８５（エタノール８５％混合燃料）：Ｍ８５（メタノール８５％混合燃料）で１：１．４：１．８と大きく異なる。すなわち、ガソリン・アルコール混合燃料は、ガソリンに比べて理論空燃比が低く、したがって同一の吸入空気量に対して、より多くの燃料噴射量を要する。このように、ストイキでの燃料噴射量が大きく異なる燃料の間で切り替わりが行われる場合には、その過渡状態における各気筒の空燃比のばらつきに起因した問題がより顕著となりうる。
【０００７】
具体的には、例えば、３気筒エンジンでストイキ（すなわち空気過剰率λ＝１）での運転中に、燃料がガソリンからＥ８５に切り替わる場合において、＃１気筒のみがＥ８５に切り替わった時点で、供給される燃料噴射量は、＃１気筒がガソリン換算で１／１．４＝約０．７１、＃２及び＃３気筒が１となり、これらの合計の約２．７１をストイキ相当の３にするために、燃料噴射量を１．１１倍すると、各気筒の燃料噴射量は、＃１気筒が０．７９（その逆数である空気過剰率λ＝１．２７）、＃２及び＃３気筒が１．１１（空気過剰率λ＝０．９０）となり、＃１気筒の空気過剰率λが、安定燃焼範囲である０．８〜１．２の範囲から外れてしまう。もちろん、この例は１００％の燃料が入れ替わる場合を想定しており、実際には給油時点における給油前の燃料の残量が多ければ弊害が緩和されうるが、給油前の燃料の残量が少ないほど弊害が顕著になりうるといえる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、アルコールを含む混合燃料を利用可能な内燃機関に適用される制御装置において、給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒に給油後の燃料が供給されるまでの過渡状態において、安定した燃焼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様は、
複数の気筒を有しアルコールを含む混合燃料を利用可能な内燃機関に適用され、前記内燃機関の排気集合部に配置された空燃比センサの出力に基づいて各気筒への燃料噴射量を制御するように構成された内燃機関の制御装置であって、
給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒への燃料が給油後の燃料に入れ替わるまでの過渡期間における、前記最初の気筒における空燃比を、前記空燃比センサの出力に基づいて予測する予測手段と、
当該予測した空燃比が燃焼安定範囲外であるかを判定する判定手段と、
前記予測した空燃比が前記燃焼安定範囲外であった場合に、前記最初の気筒における空燃比が当該燃焼安定範囲内となるように、各気筒への燃料噴射量を補正する補正手段と、
を更に備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【００１０】
この態様では、予測手段は、給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒への燃料が給油後の燃料に入れ替わるまでの過渡期間における、前記最初の気筒における空燃比を、前記空燃比センサの出力に基づいて予測する。判定手段は、当該予測した空燃比が燃焼安定範囲外であるかを判定する。補正手段は、前記予測した空燃比が前記燃焼安定範囲外であった場合に、前記最初の気筒における空燃比が当該燃焼安定範囲内となるように、各気筒への燃料噴射量を補正する。したがって、給油後の燃料が最初に供給される気筒の空燃比が、当該空燃比に従って給油前の燃料を供給した場合に燃焼安定範囲外であった場合であっても、当該気筒の空燃比が燃焼安定範囲内となり、これによって、安定した燃焼を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成図である。
【図２】フィードバック補正値ＦＡＦの設定例を示すマップである。
【図３】本発明の実施形態におけるメインルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態における濃度学習処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における空燃比学習処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態において、理論空燃比が高い燃料からこれよりも理論空燃比が低い燃料に切り替わる場合の各パラメータの推移を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施形態において、理論空燃比が低い燃料からこれよりも理論空燃比が高い燃料に切り替わる場合の各パラメータの推移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の燃料供給系及びその制御系を示している。この内燃機関は、ガソリンに対して任意の割合でアルコール（具体的にはエタノール）を含有させた燃料を使用可能な多気筒内燃機関である。
【００１４】
燃料タンク１には、その内部に貯留された燃料を圧送する電動式の燃料ポンプ２と、燃料の残量を検出する燃料レベルゲージ２１とが設けられている。また、燃料ポンプ２から吐出された燃料をデリバリパイプ４に移送する供給通路３には、この供給通路３の燃料の一部を燃料タンク１に戻すリリーフ通路６が接続されている。このリリーフ通路６において燃料タンク１に開放されている端部には、供給通路３及びリリーフ通路６の燃料圧力が所定の低圧ＰＬ以上であるときに開弁する低圧プレッシャレギュレータ８が設けられている。また、リリーフ通路６において低圧プレッシャレギュレータ８の上流側部位には、このリリーフ通路６と供給通路３との連通状態を切り替える電磁駆動式の切替弁７が設けられている。
【００１５】
上記供給通路３は、デリバリパイプ４の一方の端部に形成された燃料流入口４ａに接続されている。デリバリパイプ４の他方の端部には、燃料流出口４ｂが設けられている。このデリバリパイプ４には、燃料を噴射してこれを内燃機関の各気筒に供給する複数の燃料噴射弁５がそれぞれ接続されている。本実施形態では３つの燃料噴射弁５が用いられ、これら３つの燃料噴射弁５は、デリバリパイプ４の燃料供給方向（すなわち、燃料流入口４ａから燃料流出口４ｂにわたる長手方向）における位置が、互いに異なっている。デリバリパイプ４の燃料流出口４ｂには、このデリバリパイプ４内の余剰燃料を燃料タンク１に戻すリターン通路１０が接続されている。また、このリターン通路１０には、デリバリパイプ４の燃料圧力が所定の高圧ＰＨ以上であるときに開弁する高圧プレッシャレギュレータ９が設けられている。この高圧プレッシャレギュレータ９は、デリバリパイプ４の燃料圧力、換言すれば燃料噴射弁５の燃料噴射圧を、所定の高圧ＰＨに調圧する調圧弁として機能する。上述した所定の低圧ＰＬ及び所定の高圧ＰＨは、使用される燃料がガソリン１００％であるときからアルコール濃度が最高濃度（例えば８５％）であるときまで、燃料噴射量を広範囲にわたって適切に制御するうえで、適切な燃料噴射圧が得られるように設定されている。
【００１６】
なお、燃料ポンプ２、リリーフ通路６、切替弁７、及び低圧プレッシャレギュレータ８は、燃料タンク１のアルコール燃料を供給通路３を通じてデリバリパイプ４に圧送する燃料圧送機構３０としての機能を有している。
【００１７】
燃料噴射弁５及び燃料圧送機構３０を総括的に制御する電子制御装置２０には、上述した燃料レベルゲージ２１の他、吸入空気量を検出するエアフロメータ２２、機関回転速度を検出する回転速度センサ２３、内燃機関の排気通路に設けられて当該内燃機関の空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサ２４等が接続されている。そして、電子制御装置２０は、演算ユニット（ＣＰＵ）をはじめ、各種制御プログラムや演算マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持する複数のメモリ２０ａを備えている。そのような演算マップは、図２に示されるフィードバック補正値のマップを含む。なお、メモリ２０ａの一部は、図示しないバッテリにより電力が供給されることによって機関停止中においてもその記憶された情報を保持するバックアップメモリとして機能する。電子制御装置２０は、これらセンサの検出信号をそれぞれ取り込み、それらの検出結果に基づいて空燃比フィードバック制御（燃料噴射制御）の他、切替弁７の開閉制御を実行する。
【００１８】
この切換弁７の開閉制御において、例えば、内燃機関が高負荷高回転状態であり、且つ燃料のアルコール濃度が高いときには、必要とされる燃料噴射量が相対的に多くなるため、上記切替弁７を閉弁してデリバリパイプ４の燃料圧力を所定の高圧ＰＨに調整する。すなわち、燃料圧送機構３０によりデリバリパイプ４に供給される燃料の圧力が高圧状態となる。一方、内燃機関が低負荷低回転状態であり、且つ燃料のアルコール濃度が低いときには、必要とされる燃料噴射量が相対的に少なくなるため、上記切替弁７を開弁して、デリバリパイプ４の燃料圧力を所定の低圧ＰＬに調整する。すなわち、燃料圧送機構３０によりデリバリパイプ４に供給される燃料の圧力が低圧状態となる。
【００１９】
また、燃料噴射制御において、エアフロメータ２２により検出される吸入空気量、すなわち機関負荷と、回転速度センサ２３により検出される機関回転速度とに基づいて、ガソリンを噴射する場合を基準とした基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥが所定のマップにより算出される。そして、この基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥが、後述するフィードバック補正値ＦＡＦ、空燃比学習値ＫＧ及び燃料に含まれるアルコールの濃度に対応する濃度学習値ＥＧにより補正され、最終的な燃料噴射量ＱＦＩＮが算出される（式（１）参照）。
ＱＦＩＮ←ＱＢＡＳＥ・｛（１．０＋ＥＧ／１００）・（１．０＋（ＦＡＦ＋ＫＧ）／１００）｝  …（１）
ＦＡＦ：フィードバック補正値（％）
ＫＧ：空燃比学習値（％）
ＥＧ：濃度学習値（％）
【００２０】
ここで、フィードバック補正値ＦＡＦは、０％をその基準値とし、空燃比フィードバック制御の実行中に空燃比ＡＦと理論空燃比ＳＡＦとの乖離度合に応じて適宜設定される。すなわち、図２に示されるように、フィードバック補正値ＦＡＦは、空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＡＦよりもリッチであれば、そのリッチ度合に応じてマイナス方向に大きい値に設定され、空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＡＦよりもリーンであれば、そのリーン度合に応じてプラス方向に大きい値に設定される。なお、ここで理論空燃比ＳＡＦとは、燃料が吸入空気に含まれる酸素によって完全燃焼するときの、燃料に対する吸入空気の重量比である。
【００２１】
また、燃料供給系、例えば燃料噴射弁５やエアフロメータ２２について、その噴射特性や検出特性が経時的に変化したり、個体差が存在していたりした場合、空燃比フィードバック制御の実行中において理論空燃比ＳＡＦに対する空燃比ＡＦの定常的な偏りが生じるようになる。こうした定常的な偏りを補正するため、フィードバック補正値ＦＡＦに基づいて、上述した空燃比学習値ＫＧを更新する空燃比学習処理が、電子制御装置２０によって実行される（図５）。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。これにより、理論空燃比ＳＡＦよりもリッチ側又はリーン側に空燃比ＡＦが定常的に偏る乖離傾向が生じた場合には、これを空燃比学習値ＫＧによって補償することができるようになり、フィードバック補正値ＦＡＦをその基準値である０％近傍に戻すことができる。
【００２２】
さらに、アルコール、すなわちエタノールの理論空燃比（約９．０）はガソリンの理論空燃比（約１４．７）よりも小さいため、燃料のアルコール濃度が高くなるほど当該燃料の理論空燃比ＳＡＦは小さくなる。そのため、燃料噴射弁５の燃料噴射量が同一であれば、アルコール濃度が高いときほど空燃比ＡＦはリーン側に偏る傾向を示し、アルコール濃度が低いときほど空燃比ＡＦはリッチ側に偏る傾向を示す。したがって、給油前に使用していた燃料と異なるアルコール濃度の燃料が燃料タンク１に給油されることに伴い、燃料噴射弁５から噴射される燃料のアルコール濃度が変化した場合には、空燃比ＡＦがリッチ側又はリーン側に偏る傾向が生じることとなる。そこで、フィードバック補正値ＦＡＦに基づいて、これら空燃比ＡＦと理論空燃比ＳＡＦとの乖離傾向を補償するための濃度学習値ＥＧを更新する濃度学習処理が、電子制御装置２０によって実行される（図４）。
【００２３】
さて、本実施形態では、排気集合部に配置された共通の空燃比センサ２４の出力に基づいて、各気筒への燃料噴射量がフィードバック制御される。これに対し、デリバリパイプ４内の燃料が、給油前の燃料（すなわち、給油開始直前に燃料タンク内に収容されていた燃料）から給油後の燃料（すなわち、給油開始直前に燃料タンク内に収容されていた燃料と、給油によって燃料タンクに追加された燃料との混合物）に置換されるのには、ある程度の運転時間を要する。このため、この置換が行われている過渡状態においては、燃料の切り替わりが済んでいる気筒と、済んでいない気筒とが同時に存在することになる。このため、この過渡状態において、共通の空燃比センサ２４の出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を実行すると、個別の気筒で空燃比がストイキから大きく外れて燃焼が最適状態からずれることになり、加速時のヘジテーション（息つき）や、失火、エミッション悪化の原因となる。
【００２４】
具体的には、例えば図６に示されるとおり、ストイキ（すなわち空気過剰率λ＝１）での運転中に、燃料がガソリンからＥ８５に切り替わる場合のように、理論空燃比が高い燃料から、これよりも理論空燃比が低い燃料に切り替わる場合において、そのままストイキ（λ＝１）を目標値として空燃比フィードバック制御を続行すると（一点鎖線ａ）、燃料の切り替わりが＃１気筒から＃３気筒にかけて徐々に進行するため、フィードバック補正値ＦＡＦは、実線ｂのように、＃１〜＃３の各気筒の燃料切り替わりタイミングごとに、段階的に増大する。しかしながら、単一の共通の空燃比センサ２４の出力を利用していることから、空燃比センサ２４の検出値が＃１〜＃３の全気筒の平均値となってしまい、＃１気筒における空燃比の変化が、実質的にその１／３しか検出値に反映されない。このため、＃１気筒への燃料供給量が不足してリーンとなり、例えば＃２気筒の燃料切り替わりタイミングｔ２の経過直後までの期間ｐ１では、＃１気筒の空気過剰率λが燃焼安定上限である１．２を超えてしまう。
【００２５】
他方、＃２気筒及び＃３気筒についてみると、＃１気筒の燃料切り替わりタイミングｔ１から＃２気筒の燃料切り替わりタイミングｔ２までにかけては、燃料がまだ実際に切り替わっていないにもかかわらず、フィードバック補正値ＦＡＦに従って燃料噴射量が増大されるため、いずれもリッチ側に振られる。
【００２６】
そして、例えば＃２気筒の燃料切り替わりタイミングｔ２から＃３気筒の燃料切り替わりタイミングｔ３までにかけては、＃２気筒の燃料が実際に切り替わったことが反映されて、フィードバック補正値ＦＡＦが更に増大（燃料噴射量が増大）される。ここで＃２気筒の燃料は実際に混合燃料に切り替わっているため、＃２気筒の空気過剰率λはストイキ（＝１）に近づく。しかしながら、＃３気筒の燃料はまだ実際に切り替わっていないにもかかわらず、フィードバック補正値ＦＡＦに従って燃料噴射量が更に増大されるため、＃３気筒の空気過剰率λは更にリッチ側に振られて、燃焼安定下限である０．８を下回ってしまう（期間ｐ２）。
【００２７】
このように、共通の空燃比センサ２４の出力に基づいて、燃料の置換が行われている過渡状態に空燃比フィードバック制御を続行すると、個別の気筒で空燃比がストイキから大きく外れて燃焼が最適状態からずれる自体が生じうる。このため、本実施形態では、図３に示す処理を実行することにより、濃度学習処理及び空燃比学習処理の各実行期間を設定すると共に、給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒に給油後の燃料が供給されるまでの過渡状態における空燃比につき、ガード処理を実行するようにしている。同図に示す一連の処理は、内燃機関の始動後において、電子制御装置２０により所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００２８】
図３において、本処理が開始されると、まず、給油フラグＦが「ＯＦＦ」であるか否かが判定される（ステップＳ１０１）。本判定は、電子制御装置２０のメモリ２０ａに記憶された給油フラグＦを読み込むことにより実行される。
【００２９】
そして、給油フラグＦが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、次に、給油がなされたか否かが判定される（ステップＳ１０２）。具体的には、燃料レベルゲージ２１の出力値に基づき燃料タンク１の燃料が所定量以上増加した旨判定されたときに給油がなされた旨判定される。
【００３０】
そして、給油がなされていない旨判定される場合には（ステップＳ１０２：ＮＯ）、燃料のアルコール濃度が変化されておらず濃度学習処理を実行することを要しないと判断することができるので、本処理が終了される。その後は、空燃比センサ２４の出力値に基づき、ストイキ（λ＝１）を目標値とする空燃比フィードバック制御、空燃比学習制御、及び濃度学習処理がそれぞれ実行される。
【００３１】
一方、給油がなされた旨判定される場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、給油フラグＦが「ＯＮ」に設定されるとともに（ステップＳ１０３）、この給油フラグＦの情報がメモリ２０ａに記憶される。
【００３２】
続いて、切替弁７が閉弁され（ステップＳ１０４）、これによりデリバリパイプ４の燃料圧力ＰＤが高圧状態に設定される。すなわち、切替弁７が閉弁されると、燃料ポンプ２から圧送される燃料は、すべてデリバリパイプ４に流入する。そして、デリバリパイプ４の燃料圧力ＰＤが所定の高圧ＰＨ以上に達すると（ＰＤ≧ＰＨ）高圧プレッシャレギュレータ９が開弁し、デリバリパイプ４の余剰燃料がリターン通路１０を通じて燃料タンク１に戻される。これにより、デリバリパイプ４の燃料圧力ＰＤが所定の高圧ＰＨに調整され、高圧状態に設定される。
【００３３】
次に、ガードフラグＧが「ＯＦＦ」であるか否かが判定される（ステップＳ１０５）。本判定は、電子制御装置２０のメモリ２０ａに記憶されたガードフラグＧを読み込むことにより実行される。
【００３４】
そして、ガードフラグＧが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、次に、λ＝１、すなわちストイキ（理論空燃比）を目標値とする空燃比フィードバック制御が実行される（ステップＳ１０６）。ここでは、上述のとおり、フィードバック補正値ＦＡＦは、空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＡＦよりもリッチであれば、そのリッチ度合に応じて小さい値に設定され、空燃比ＡＦが理論空燃比よりもリーンであれば、そのリーン度合に応じて大きい値に設定される。
【００３５】
さて、切替弁７が閉弁状態にあるときには、上述したように、燃料ポンプ２から圧送される燃料はすべてデリバリパイプ４に流入するため、続いて、給油後におけるデリバリパイプ４への燃料の流入積算量ΣＱｄｅｌが、燃料ポンプ２の燃料圧送量（ポンプ吐出量Ｑｐ）を用いて次式（２）により算出される（ステップＳ１０７）。
【００３６】
流入積算量ΣＱｄｅｌ←前回の流入積算量ΣＱｄｅｌ＋ポンプ吐出量Ｑｐ  …（２）
なお、上式（２）における前回の流入積算量ΣＱｄｅｌは、前回の本ステップＳ１０５の処理実行時に算出した流入積算量ΣＱｄｅｌであって、ポンプ吐出量Ｑｐは、前回の処理実行時から今回の処理実行時までに燃料ポンプ２から圧送された燃料量である。
【００３７】
ところで、給油がなされた場合には、まず供給通路３に残留していた給油前の燃料が始めにデリバリパイプ４に流入するとともに、この給油前の燃料が燃料噴射弁５から内燃機関に供給される。そして、この供給通路３に残留していた給油前の燃料がすべてデリバリパイプ４に流入した後に、給油後の燃料がデリバリパイプ４に流入するとともに、デリバリパイプ４において給油前の燃料との置換が開始される。
【００３８】
そこで、まず、算出された流入積算量ΣＱｄｅｌが次式（３）の関係を満たすか否かが判定される（ステップＳ１０８）。
流入積算量ΣＱｄｅｌ≧供給通路容積Ｖａ  …（３）
【００３９】
そして、本処理において肯定判定がなされる場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、給油後の燃料がデリバリパイプ４に流入していると判断することができる。なお、上記ステップＳ１０２の判定処理において給油がなされた旨判定された後（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、上記ステップＳ１０８の判定処理において初めて肯定判定がなされる場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、濃度学習処理の開始時期である旨判定される。
【００４０】
続いて、流入積算量ΣＱｄｅｌが次式（４）の関係を満たすか否かが判定される（ステップＳ１０９）。
流入積算量ΣＱｄｅｌ≧供給通路容積Ｖａ＋デリバリパイプ容積Ｖｂ×３  …（４）
【００４１】
ここで、デリバリパイプ４に給油後の燃料が供給され始めると、その後の流入積算量ΣＱｄｅｌが同デリバリパイプ４の容積Ｖｂの２．５〜３．５倍に達するまでに、同デリバリパイプ４の燃料がほぼ給油後の燃料に置換されると経験的に考えられている。特にデリバリパイプ４の容積Ｖｂの３倍を指標とすることにより、同デリバリパイプ４の燃料の置換が好適に判断できる。そのため、上記ステップＳ１０９の判定処理において否定判定がなされる場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、すなわち流入積算量ΣＱｄｅｌが次式（５）の関係を満たす場合には、デリバリパイプ４において給油後の燃料と給油前の燃料との置換が実行されている期間である旨判断することができる。
【００４２】
流入積算量ΣＱｄｅｌ＜供給通路容積Ｖａ＋デリバリパイプ容積Ｖｂ×３  …（５）
そして、こうしたデリバリパイプ４における燃料の置換に伴い、燃料噴射弁５から内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度が徐々に変化するため、この燃料のアルコール濃度変化により空燃比ＡＦが変化するようになる。そこで、上記ステップＳ１０９の判定処理において否定判定がなされる場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、次に、ガードフラグＧが「ＯＦＦ」であるか否かが判定される（ステップＳ１１０）。
【００４３】
そして、ガードフラグＧが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、次に、空燃比ＡＦの変化に基づきアルコール濃度学習値ＥＧを更新する濃度学習処理が実行される（ステップＳ１１１）。この濃度学習処理の詳細については後述する。
【００４４】
濃度学習処理の実行の結果、濃度学習値ＥＧが更新されると、次に、燃料切替りに起因する燃料噴射量の補正があり、かつ、推定空燃比が燃焼安定範囲（λ＝０．８〜１．２）外であるかが判定される（ステップＳ１１２）。ここでは、ステップＳ１０２での給油がなされた旨の判定があった後のフィードバック補正値ＦＡＦの絶対値│ＦＡＦ│が判定値γ以上であるときに、燃料切替りに起因する燃料噴射量の補正があり、かつ、推定空燃比が燃焼安定範囲外である旨が判定される（ステップＳ１１２＝ＹＥＳ）。このステップＳ１１２の処理は、本発明における予測手段及び判定手段に相当する。
【００４５】
推定空燃比が燃焼安定範囲外であった場合（ステップＳ１１２＝ＮＯ）には、次に、上記式（１）におけるフィードバック補正項が、ガード値Ｇｒｄに変更される（ステップＳ１１３）。ここにいうフィードバック補正項は、｛（１．０＋ＥＧ／１００）・（１．０＋（ＦＡＦ＋ＫＧ）／１００）｝である。ガード値Ｇｒｄは、燃料が最初に入れ替わる気筒（＃１気筒）における空燃比が燃焼安定範囲（λ＝０．８〜１．２）内となるような値である。ここでは、推定空燃比が１．２以上であるため、＃１気筒の空燃比が１．２以下となるような値が設定される。具体的には、例えば、上記式（１）におけるフィードバック補正項を、その時点で取得されているフィードバック補正項の１．５倍に相当するガード値Ｇｒｄに固定し、かつ過渡期間中にわたり新規のフィードバック補正値ＦＡＦの取得を禁止する方法がある。ステップＳ１１３の処理の結果、フィードバック補正項は図６における破線ｃで示されるように、ガード値Ｇｒｄで固定される。このステップＳ１１３の処理は、本発明における補正手段に相当する。そしてガードフラグＧがオンされて（ステップＳ１１４）、処理が一旦リターンされる。
【００４６】
次回以降の制御サイクルでは、ステップＳ１０１で否定、かつステップＳ１０５で否定される結果、デリバリパイプ４内が給油後の燃料で完全に置換されるまでの間（ステップＳ１０９）、フィードバック補正項がガード値Ｇｒｄで固定された状態が維持され（ｔ１〜ｔ３）、かつ濃度学習処理（ステップＳ１１１）及び空燃比学習処理（ステップＳ１１７）がスキップされる（すなわち、実行されない）。
【００４７】
このようにフィードバック補正項がガード値Ｇｒｄで固定され、かつ過渡期間中にわたり新規のフィードバック補正値ＦＡＦの取得が禁止される結果、図６に示されるとおり、＃１気筒の燃料の切り替わりが完了した後には、過渡期間中（ｔ１〜ｔ３）にわたり、＃１気筒の空燃比（空気過剰率λ）は変化しない（破線ｄ）。また、＃３気筒の空燃比も、＃３気筒の燃料切り替わりタイミングｔ３までにかけて燃料の置換がないので、変化せず一定である（破線ｅ）。＃２気筒の空燃比は、当該＃２気筒の燃料の置換（ｔ２）に伴って、リッチからややストイキ寄りに変化するが（破線ｆ）、リッチ側の限界、すなわち燃焼安定限界を超えてリッチ側に変化することはない。
【００４８】
デリバリパイプ４内が給油後の燃料で完全に置換されると（ステップＳ１０９＝ＮＯ）、給油フラグＦがオフされ（ステップＳ１１５）、ガードフラグＧがオフされ（ステップＳ１１６）、空燃比学習処理が実行される（ステップＳ１１７）。この空燃比学習処理の詳細については後述する。以後、次回の給油がなされるまでは、空燃比センサ２４の出力値に基づき、ストイキ（λ＝１）を目標値とする空燃比フィードバック制御、空燃比学習制御、及び濃度学習処理がそれぞれ実行されることになる。
【００４９】
図７は、例えば燃料がＥ８５からガソリンに切り替わる場合のように、理論空燃比が低い燃料から、これよりも理論空燃比が高い燃料へと燃料が切り替わる場合における、各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。図示のとおり、ストイキ（すなわち空気過剰率λ＝１）での運転中に、燃料がＥ８５からガソリンに切り替わる場合において、そのままストイキ（λ＝１）を目標値として空燃比フィードバック制御を続行すると（一点鎖線ｇ）、燃料の切り替わりが＃１気筒から＃３気筒にかけて徐々に進行するため、フィードバック補正値ＦＡＦは、実線ｈのように、＃１〜＃３の各気筒の燃料切り替わりタイミングごとに、段階的に増大する。しかしながら、フィードバック補正に単一の共通の空燃比センサ２４の出力を利用していることから、空燃比センサ２４の検出値が＃１〜＃３の全気筒の平均値となってしまい、＃１気筒における空燃比の変化が、実質的にその１／３しか検出値に反映されない。このため、＃１気筒への燃料供給量が過剰となってリッチとなり、例えば＃２気筒の燃料切り替わりタイミングｔ２の経過直後までの期間ｐ３では、＃１気筒の空気過剰率λが燃焼安定下限である０．８を下回ってしまう。
【００５０】
他方、＃２気筒及び＃３気筒についてみると、＃１気筒の燃料切り替わりタイミングｔ１から＃２気筒の燃料切り替わりタイミングｔ２までにかけては、燃料がまだ実際に切り替わっていないにもかかわらず、フィードバック補正値ＦＡＦに従って燃料噴射量が減少されるため、いずれもリーン側に振られる。
【００５１】
そして、例えば＃２気筒の燃料切り替わりタイミングｔ２から＃３気筒の燃料切り替わりタイミングｔ３までにかけては、＃２気筒の燃料が実際に切り替わったことが反映されて、フィードバック補正値ＦＡＦが更に減少（燃料噴射量が減少）される。ここで＃２気筒の燃料は実際に混合燃料に切り替わっているため、＃２気筒の空気過剰率λはストイキ（＝１）に近づく。しかしながら、＃３気筒の燃料はまだ実際に切り替わっていないにもかかわらず、フィードバック補正値ＦＡＦに従って燃料噴射量が更に減少されるため、＃３気筒の空気過剰率λは更にリーン側に振られて、燃焼安定上限である１．２を超えてしまう（期間ｐ４）。
【００５２】
このように、共通の空燃比センサ２４の出力に基づいて、燃料の置換が行われている過渡状態に空燃比フィードバック制御を続行すると、個別の気筒で空燃比がストイキから大きく外れて燃焼が最適状態からずれる自体が生じうる。
【００５３】
これに対し、本実施形態では、フィードバック補正項がガード値Ｇｒｄで固定され、かつ過渡期間中にわたり新規のフィードバック補正値ＦＡＦの取得が禁止される結果、図７に示されるとおり、＃１気筒の燃料の切り替わりが完了した後には、過渡期間中（ｔ１〜ｔ３）にわたり、＃１気筒の空燃比（空気過剰率λ）は変化しない（破線ｉ）。また、＃３気筒の空燃比も、＃３気筒の燃料切り替わりタイミングｔ３までにかけて燃料の置換がないので、変化せず一定である（破線ｊ）。＃２気筒の空燃比は、当該＃２気筒の燃料の置換（ｔ２）に伴って、リーンからややストイキ寄りに変化するが（破線ｋ）、リーン側の限界、すなわち燃焼安定限界を超えてリーン側に変化することはない。
【００５４】
次に、図４を参照して、上述したステップＳ１１０において実行される濃度学習処理の処理手順を説明する。
【００５５】
本処理では、まず、濃度学習値ＥＧの更新条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ２０１）。具体的には、次式（７）により、フィードバック補正値ＦＡＦの絶対値が判定値αを超えているか否かが判定される。
【００５６】
フィードバック補正値ＦＡＦの絶対値｜ＦＡＦ｜＞判定値α  …（７）
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るとともに、電子制御装置２０のメモリ２０ａに記憶されている。
【００５７】
ここで、給油に伴い燃料のアルコール濃度が高くなった場合には、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（％）について正の値が設定される（ＦＡＦ＞０）。一方、給油に伴い燃料のアルコール濃度が低くなった場合には、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（％）について負の値が設定される（ＦＡＦ＜０）。
【００５８】
そこで、上記判定処理において濃度学習値ＥＧの更新条件が成立している旨判定される場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、濃度学習値ＥＧが更新され（ステップＳ２０２）、本処理が終了される。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、濃度学習値ＥＧが一定値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、濃度学習値ＥＧが一定値Ａだけ減少される（ＥＧ←ＥＧ−Ａ）。
【００５９】
このようにして濃度学習値ＥＧが制御周期ごとに一定値ずつ増加、又は減少されることにより、濃度学習処理の実行期間中において給油後の燃料のアルコール濃度に応じた濃度学習値ＥＧにまで更新される。
【００６０】
一方、上述した判定処理において濃度学習値ＥＧの更新条件が成立していない旨判定される場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、濃度学習処理の実行期間であっても、空燃比ＡＦと理論空燃比ＳＡＦとの乖離度合いが小さいと判断することができる。これは、給油後の燃料のアルコール濃度が給油前の燃料のアルコール濃度と同一であるとき等に生じる。したがって、この場合には濃度学習値ＥＧが更新されることなく本処理が終了される。
【００６１】
次に、図５を参照して、上述したステップＳ１１７において実行される空燃比学習処理の処理手順を説明する。
【００６２】
本処理では、まず、空燃比学習値ＫＧの更新条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ３０１）。具体的には、次式（８）により、フィードバック補正値ＦＡＦの絶対値が判定値βを超えているか否かが判定される。
【００６３】
フィードバック補正値ＦＡＦの絶対値｜ＦＡＦ｜＞判定値β  …（８）
なお、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るとともに、電子制御装置２０のメモリ２０ａに記憶されている。
【００６４】
そして、本判定処理において空燃比学習値ＫＧの更新条件が成立している旨判定される場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、空燃比学習値ＫＧが更新される（ステップＳ３０２）。具体的には、フィードバック補正値ＦＡＦ（％）が正の値である場合には（ＦＡＦ＞０）、空燃比学習値ＫＧが一定値Ｂだけ増加される（ＫＧ←ＫＧ＋Ｂ）。一方、フィードバック補正値ＦＡＦが負の値である場合には（ＦＡＦ＜０）、空燃比学習値ＫＧが一定値Ｂだけ減少される（ＫＧ←ＫＧ−Ｂ）。
【００６５】
一方、上述した判定処理において空燃比学習値ＫＧの更新条件が成立していない旨判定される場合には（ステップＳ３０１：ＮＯ）、フィードバック補正値ＦＡＦが基準値である０％近傍であると判断することができるため、空燃比学習値ＫＧが更新されることなく本処理が終了される。
【００６６】
以上説明した本実施形態では、電子制御装置２０は、給油後の燃料が最初の気筒に到達してから全ての気筒への燃料が給油後の燃料に入れ替わるまでの過渡期間における、燃料が最初に入れ替わる気筒（＃１気筒）における空燃比を、空燃比センサ２４の出力に基づいて予測し、かつ、当該予測した空燃比が燃焼安定範囲外であるかを判定する（ステップＳ１１２）。また、前記予測した空燃比が前記燃焼安定範囲外であった場合に、当該気筒（＃１気筒）における空燃比が燃焼安定範囲内となるように、各気筒への燃料噴射量を補正する（ステップＳ１１３）。したがって、給油後の燃料が最初に供給される気筒（＃１気筒）の空燃比が、当該空燃比に従って給油前の燃料を供給した場合に燃焼安定範囲外であった場合であっても、当該気筒の空燃比が燃焼安定範囲内となり、これによって、安定した燃焼を提供することができる。
【００６７】
なお、本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものでなく、上記実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【００６８】
（１）上記実施形態では、推定空燃比が燃焼安定範囲外であった場合（ステップＳ１１２＝ＮＯ）に、各気筒への燃料噴射量を補正（ステップＳ１１３）するための方法として、フィードバック補正項を、その時点で取得されているフィードバック補正項の１．５倍に相当するガード値Ｇｒｄに固定し、かつ過渡期間中にわたり新規のフィードバック補正値ＦＡＦの取得を禁止した。しかしながら、各気筒への燃料噴射量を補正（ステップＳ１１３）するための方法はこれに限られない。例えば、１．５倍に代えて他の倍率を適用しても良い。フィードバック補正項の一部のパラメータのみ（例えば、空燃比学習値ＫＧのみ、あるいは濃度学習値ＥＧのみ）をその時点で取得されている値の１．５倍等に補正しても良い。さらに、推定空燃比が燃焼安定範囲外であった場合（ステップＳ１１２＝ＮＯ）に、目標空燃比を燃焼安定範囲（λ＝０．８〜１．２）内の値、例えばフィードバック補正項が１より大きい値であれば燃焼安定上限に相当する１．２に、またフィードバック補正項が１より小さい値であれば燃焼安定下限に相当する０．８に固定し、これに従って空燃比フィードバック制御を実行してもよい。
【００６９】
（２）上記実施形態では、空燃比フィードバック制御をストイキ（理論空燃比）を目標として実行したが、空燃比フィードバック制御の目標とする空燃比は理論空燃比に限られない。
【００７０】
（３）上記実施形態では、デリバリパイプ４に給油後の燃料が流入され始めた後、流入積算量ΣＱｄｅｌがデリバリパイプ４の容積の３倍に達したときを濃度学習処理の終了時期である旨判定する例を示したが（ステップＳ１０９）、終了時期の設定方法についてはこの例に限られない。例えば、デリバリパイプ４に給油後の燃料が流入され始めた後、流入積算量ΣＱｄｅｌがデリバリパイプ４の容積の３．５倍に達したときを終了時期と判定するといった態様を採用することもできる。すなわち、流入積算量ΣＱｄｅｌがデリバリパイプ４の燃料が給油後の燃料に置換される量に達したことが判定できる態様であれば、判定条件である供給通路３の容積及びデリバリパイプ４の容積により定まる所定量を適宜設定することができる。
【００７１】
（４）上記実施形態で示した空燃比フィードバック制御、濃度学習処理、空燃比学習処理の各実行態様については、これらの例に限られない。すなわち、空燃比センサ２４の出力値に応じた空燃比ＡＦと理論空燃比ＳＡＦとの乖離傾向に基づき燃料噴射量の補正をすることのできる態様であれば、適宜変更することができる。
【００７２】
（５）上記実施形態では、燃料として使用するアルコールとしてエタノールを使用する例を示したが、内燃機関に使用可能である旨保証されたアルコールであれば、例えばメタノール、プロパノール、ブタノール等、異なるアルコールを燃料として使用することもできる。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００７３】
４  デリバリパイプ、
５  燃料噴射弁
７  切替弁
８  低圧プレッシャレギュレータ
９  高圧プレッシャレギュレータ
２０  電子制御装置
２１  燃料レベルゲージ
２２  エアフローメータ
２３  回転速度センサ
２４  空燃比センサ
【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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