(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンへのアルコール混合燃料の噴射量を排気ガス中の酸素濃度に基づいて制御する燃料噴射制御装置において、
排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素濃度センサと、
燃料のアルコール濃度ごとに設けられ、エンジンの運転状態と燃料噴射量との関係を定めた複数の燃料噴射マップと、
前記酸素濃度センサの出力を所定の期間だけ学習して酸素濃度を算出する手段と、
前記酸素濃度に基づいて燃料噴射マップを切り替える第１切替手段と、
前記酸素濃度センサの出力に基づいて燃料噴射マップを切り替える第２切替手段と、
エンジンの負荷状態に基づいて第１および第２切替手段の一方を選択する選択手段と、
前記選択されている切替手段により切り替えられた燃料噴射マップにエンジンの運転状態を適用して燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを含むことを特徴とする多種燃料エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第２切替手段は、前記酸素濃度センサから出力される信号そのものに基づいて燃料噴射マップを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の多種燃料エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記第２切替手段は、スロットル開度が所定の基準値よりも大きい場合に燃料噴射マップを切り替えることを特徴とする請求項２に記載の多種燃料エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記第２切替手段は、排気ガス中の酸素濃度が高いときに、燃料噴射マップをより高アルコール濃度側の燃料噴射マップに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の多種燃料エンジン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、多種燃料エンジンの燃料噴射制御装置に係り、特に、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用できる多種燃料エンジンに好適な燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、石化燃料に対する代替燃料の１つとしてアルコール燃料が有望視されており、ガソリンの他にアルコールとガソリンとを混合したアルコール混合燃料でも走行可能な車両（FFV：Flexible Fuel Vehicle）が開発されている。
【０００３】
アルコール混合燃料はガソリン１００％の燃料に比べて、その発熱量や気化特性が異なると共に、ガソリンに対する混合割合を示すアルコール濃度によっても特性が異なるので、ガソリン１００％の燃料の使用を前提とするエンジンにアルコール混合燃料を使用すると、制御空燃比が理論空燃比から外れてしまい、その結果、排気成分が変化したり、運転性が変化したりすることがある。このような技術課題に対して、特許文献１には、同一の当量比を得るために、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を増量補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２９３４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、FFVでは給油される燃料のアルコール濃度が常に同一であるとは限らず、給油ごとにアルコール濃度が異なる場合も想定される。そして、エンジン停車中に給油された燃料のアルコール濃度が、記憶されている学習結果すなわち燃料タンク内の燃料のアルコール濃度と大きく異なっていると、次のエンジン始動時に燃料噴射量が適正範囲から外れる可能性がある。
【０００５】
しかも、酸素濃度の検知結果に基づいて燃料噴射量を増減させる従来のフィードバック制御では、O2センサの計測値（電圧）が所定の関数に適用されて補正係数が求められ、さらに所定の期間内に得られる補正係数の学習平均値（例えば、移動平均値）が算出され、この学習平均値を入力パラメータとしてフィードバック制御が行われる。したがって、排気ガス中の酸素濃度が変化しても、これが燃料噴射量の増減に反映されるまでには所定の応答遅れが生じる。
【０００６】
ここで、アルコールは、その組成に酸素原子を含有しており、その燃焼に必要な単位体積当たりの酸素量はガソリンを燃焼させる場合に比べて少なくて済むので、同一の当量比を得るためには、アルコール濃度が高くなるほど燃料噴射量を増量する必要がある。したがって、記憶されている学習結果のアルコール濃度が高い時にアルコール濃度の低い燃料が給油されてしまうと、適正量を上回る燃料が供給されてしまい、空燃比がオーバーリッチとなって失火が発生してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、燃料のアルコール濃度の変化に素早く応答して燃料噴射量を適正化できる多種燃料エンジンの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】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明は、エンジンへのアルコール混合燃料の噴射量を排気ガス中の酸素濃度に基づいて制御する燃料噴射制御装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【０００９】
(1)排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素濃度センサと、燃料のアルコール濃度ごとに設けられ、エンジンの運転状態と燃料噴射量との関係を定めた複数の燃料噴射マップと、前記酸素濃度センサの出力を所定の期間だけ学習して酸素濃度を算出する手段と、前記酸素濃度に基づいて燃料噴射マップを切り替える第１切替手段と、前記酸素濃度センサの出力に基づいて燃料噴射マップを切り替える第２切替手段と、エンジンの負荷状態に基づいて第１および第２切替手段の一方を選択する選択手段と、前記選択されている切替手段により切り替えられた燃料噴射マップにエンジンの運転状態を適用して燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを含むことを特徴とする。
【００１０】
(2)前記第２切替手段は、前記酸素濃度センサから出力される信号そのものに基づいて燃料噴射マップを切り替えることを特徴とする。
【００１１】
(3)前記第２切替手段は、スロットル開度が所定の基準値よりも大きい場合に燃料噴射マップを切り替えることを特徴とする。
【００１２】
(4)前記第２切替手段は、排気ガス中の酸素濃度が高いときに、燃料噴射マップをより高アルコール濃度側の燃料噴射マップに切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
【００１４】
(1)請求項１の発明によれば、エンジンが高負荷の状態にあって、燃料噴射量を空燃比に基づいて素早く制御させる必要のある場合には、フィードバック制御が、酸素濃度センサの出力に基づいて学習される酸素濃度を入力パラメータとしてではなく、酸素濃度センサの出力そのものを入力パラメータとして実行されるので、空燃比の変動を燃料噴射量に素早く反映させることができるようになる。
【００１５】
(2)請求項２の発明によれば、センサの出力信号そのものに基づいて制御が実行されるので、より早い制御が可能になる。
【００１６】
(3)請求項３の発明によれば、スロットル開度が所定の基準値よりも大きく、エンジンの負荷が大きいときに燃料噴射マップが切り替えられるので、エンジンの高負荷状態を素早く解消できるようになり、さらには、エンジンの燃料冷却により触媒等への影響を緩和できるようになる。
【００１７】
(4)請求項４の発明によれば、酸素濃度センサの出力そのものを入力パラメータとするフィードバック制御では、空燃比が高いリーン状態の時に燃料噴射マップを高アルコール濃度側の燃料噴射マップへ切り替える制御のみが行われ、空燃比が低いリッチ状態の時でも燃料噴射マップを低アルコール濃度側の燃料噴射マップへ切り替える制御は行われない。したがって、燃料噴射量が増量補正されるような制御が、ノイズや外乱の影響が緩和されていない酸素濃度センサの出力そのものに基づいて実施されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関およびその燃料噴射制御系統の全体構成を示した図である。
【００１９】
エンジン１には吸気管２および排気管７が連結され、吸気管２の上流側にはエアクリーナ３が設けられている。エンジン１への吸入空気量は、吸気管２の内部に配置されたスロットル弁４により調節される。スロットル弁４の開度はスロットル開度センサ（以下、THセンサと表現する）１１により検知される。
【００２０】
吸気管絶対圧センサ（以下、PBAセンサと表現する）１２は吸気管絶対圧PBAを計測する。吸気温センサ（以下、TAセンサと表現する）１６は吸気管２の内部における吸気温TAを計測する。水温センサ（以下、TWセンサと表現する）１３は、エンジン１の冷却水温TWを計測する。クランク角センサ（以下、CRKセンサと表現する）１４は、エンジン１のクランク位置を代表するクランク角CRKを計測する。
【００２１】
排気管７の下流側には三元触媒８が設けられており、排気管７のエンジン１と三元触媒８との間には、排気管７内の排気ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度センサ（以下、O2センサと表現する）１５が設けられている。エンジン制御装置(ECU：Electronic Control Unit)１０は、上記した各センサが出力する検知信号に基づいて、燃料噴射制御を含む各種のエンジン制御を実行する。インジェクタ５は、ECU１０から出力される噴射制御信号に応答して開弁し、ガソリンまたはガソリンとアルコール（本実施形態では、エタノール）との混合燃料を噴射する。
【００２２】
図２は、前記ECU１０の主要部の構成を示した機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。ここでは、本発明の説明に不用な構成は図示が省略されている。
【００２３】
ECU１０は、CPU２１と、このCPU２１にワークエリアを提供するRAM２２と、CPU２１により実行されるプログラムや噴射制御用の情報（後述するPb/Neマップ、Ne/THマップ、各種の補正係数テーブル、始動制御情報など）が不揮発に記憶されるROM２３と、後述する設定セットを含む各種の制御パラメータが書換可能かつ不揮発に記憶されるEEP-ROM２４とを主要な構成とし、CPU２１と各記憶素子２２，２３，２４とは内部バスにより相互に接続されている。
【００２４】
図３は、前記ROM２３の記憶内容を模式的に表現した図であり、本実施形態では、燃料のエタノール濃度ごとに、Pb/Neマップ、Ne/THマップ、各種の補正係数テーブルおよび始動制御情報が相互に対応付けられて記憶されている。
【００２５】
上記したように、エタノールは、その組成に酸素原子を含有しており、その燃焼に必要な単位体積当たりの酸素量はガソリンを燃焼させる場合に比べて少なくて済むため、エタノールとガソリンとの混合燃料を用いる場合、ガソリンのみの燃料を用いる場合よりも理論空燃比は小さくなる。そのため、エンジン１を最適な状態で運転させるには、エタノールとガソリンとの混合比率ごとに噴射制御情報を設定する必要がある。
【００２６】
一方、エタノールがある濃度の場合、最適な状態でエンジン１を運転させるためのマップやテーブルを、ある一定範囲内の他の濃度において適用しても、当該他の濃度における適切なマップやテーブルを提供した場合と同程度の制御を行なえることが実験結果等から知られている。
【００２７】
そこで、本実施形態では、図４に一例を示したようにエタノール濃度の範囲を設定し、それぞれの範囲におけるエタノールの基準濃度として、E1，E2，E3，E4（アルコール濃度は、E1＜E2＜E3＜E4）の４種類を予め定めておき、それぞれの基準濃度ごとに、Pb/Neマップ、Ne/THマップ、各種補正係数テーブルおよび始動制御情報を用意している。
【００２８】
なお、基準濃度は、３つ以上であればいくつでも良く、０％〜１００％までのどの濃度に適正に割り振っても良い。また、それぞれのマップとテーブルは、図４に示したように濃度として重なり合う範囲を有するように設定される。
【００２９】
本実施形態では、エタノールの基準濃度ごとに用意されたPb/Neマップ、Ne/THマップ、各種補正係数テーブルおよび始動噴射情報の組を「マップセット」と表現し、各エタノール基準濃度のマップセットを、それぞれE1マップセット、E2マップセット、E3マップセット、E4マップセットと表現する場合もある。
【００３０】
このような構成において、ECU１０による噴射燃料量の算出処理は、大きく「始動噴射制御」と「通常運転噴射制御」とに大別される。
【００３１】
「始動噴射制御」では、エンジン始動時にインジェクタ５に燃料を噴射させる始動噴射時間TICRがエンジン１の冷却水の水温TWにより一意に決定される。具体的には、図５に一例を示したように、水温TWと始動噴射時間TICRとの対応関係を始動噴射テーブルとして予めROM２３に記憶させておき、始動時に検知された水温TWに基づいて当該始動噴射テーブルを参照することで始動噴射時間TICRが求められる。
【００３２】
この始動噴射時間TICRは、図６(a)に示したように、水温TWが一定であってもエタノール濃度ごとに最適な噴射時間は異なるため、良好な始動性能を維持するためには、エタノール濃度下限燃料濃度時に過多な燃料噴射を防止しつつ、エタノール濃度上限時には最大噴射を行なえるような噴射時間を設定する必要がある。そのため、本実施形態では、図６(b)に一例を示したような濃度範囲を設定し、エタノールの基準濃度E1、E2、E3、E4ごとに始動噴射テーブルが用意されている。
【００３３】
さらに、これらの始動噴射テーブルには、定数として始動噴射時間の増量幅△ti、何回噴射を行なったら前記増量幅にて噴射時間を増量するかの基準となる回数を示す反復回数N、始動噴射時間の上限値Tmaxが対応付けられている。これらの定数の値も、本実施形態では予めROM２３に記憶されている。以下、始動噴射テーブルとこれらの定数を含めて始動噴射情報と表現する場合もある。
【００３４】
一方、「通常運転噴射制御」では、予め実験結果等に基づいて求められているPb/NeマップあるいはNe/THマップを参照することにより、様々な条件下での吸入空気量が求められ、この吸入空気量と目標空燃比とに基づいて基本燃料噴射時間TIMが算出される。図７(a)は、Pb/Neマップの一例を示した図であり、図７(b)は、Ne/THマップの一例を示した図である。
【００３５】
前記Pb/Neマップは、アイドリング等の低負荷運転時に採用されるスピードデンシティ方式と呼ばれる吸入酸素量の推定方式において用いられるマップであり、当該マップにより吸気管絶対圧PBAおよびエンジン回転数Neに基づいて吸入空気量が求められる。図７(a)に示したように、PBAとNeとの間では一定の相関性は成立せず、等空気量線図として吸入空気量が特定されることになる。
【００３６】
また、Ne/THマップは、高負荷運転時に採用されるスロットルスピード方式と呼ばれる吸入酸素量の推定方式において用いられるマップであり、当該マップによりエンジン回転速度Neとスロットル開度THに基づいて吸入空気量が求められる。図７(b)に示すように、Ne/THマップでもPb/Neマップと同様に、NeとTHの間では一定の相関性は成立せず、等空気量線図として吸入空気量が特定されることになる。
【００３７】
これらNe/THマップおよびPb/Neマップに関しても、エタノール濃度ごとに最適な吸入空気量が異なるため、良好な始動性能を維持するために、本実施形態ではエタノールの基準濃度（E1，E2，E3，E4）ごとにNe/THマップおよびPb/Neマップが用意されている。
【００３８】
また、「通常運転噴射制御」では、Pb/NeマップあるいはNe/THマップから得られた吸入空気量に基づいて基本燃料噴射時間TIMが算出されると、次いで、実験状態と実際のエンジン１の運転状態との環境条件の違いによる補正が行われる。
【００３９】
図８は、TAセンサ１６の計測結果から得られる吸気温TAに対応する吸気温補正係数KTAを求めるための補正係数テーブルの一例を示した図である。補正係数としては、他に、THセンサ１１、TWセンサ１３、CRKセンサ１４、O2センサ１５から得られる計測値に基づく補正係数がそれぞれ存在し、具体的には、始動後増量補正係数KAST、水温補正係数KTW、加速補正係数TACC、点火時期係数FICSTG等の補正係数がある。本実施形態では、これらの補正係数ごとに補正係数テーブルが存在し、エタノールの基準濃度（E1，E2，E3，E4）ごとに各補正係数テーブルが用意されている。
【００４０】
次いで、図９を参照して前記図３の噴射時期補正について説明する。エタノール混合燃料の噴射量はガソリンの噴射量に較べて多くなり、混合燃料同士を比較すれば、エタノール濃度が高くなるほど噴射量が増加する。このため、燃料がガソリンの場合と同様の噴射タイミングで燃料噴射を開始すると噴射の終了タイミングが遅れることになる。
【００４１】
そこで、本実施形態ではエタノールの基準濃度（E1，E2，E3，E4）ごとに補正係数テーブルを用意し、エタノール濃度に応じて噴射開始タイミングを早めるようにしている。
【００４２】
図９は、エタノール濃度がE1の燃料の噴射タイミングおよび噴射期間[同図(a)]とエタノール濃度がE4の燃料の噴射タイミングおよび噴射期間[同図(b)]とを比較した図である。本実施形態では、エタノール濃度が高くなって噴射期間が長くなるほど噴射タイミングが早まるように、エタノール基準濃度ごとに補正係数テーブルが用意され、各補正係数テーブルでは、エンジン回転数NEごとに補正時間が設定されている。
【００４３】
次いで、図１０の機能ブロック図および図１１ないし図１５のフローチャートを参照して、本実施形態の動作を詳細に説明する。
【００４４】
図１０は、本発明の燃料噴射制御装置の構成を機能的に表現したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４５】
O2濃度係数算出部１００は、排気管７内の酸素濃度を代表するO2センサ１５の計測値（電圧）VO2に基づいて、理論空燃比を維持するための酸素濃度係数KO2を算出する。この酸素濃度係数KO2は、燃料のエタノール濃度とほぼ比例関係にあることが知られている。また、酸素濃度係数KO2はエンジン１の運転中に経時変化や外的影響によって振動するため、前記O2濃度係数算出部１００はさらに、酸素濃度係数KO2の学習平均値（移動平均値）KO2REFを、例えば次式(1)に基づいて算出する。ここで、KO2REFn-1は前回の学習平均値である。βは平均化係数であり、通常は０．１程度の値に設定される。
【００４６】
【数１】
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【００４７】
第１マップ切替部１０１は、前記学習平均値KO2REFに対応したエタノール濃度と現在参照中の燃料噴射マップの基準濃度とを比較し、現在の燃料噴射マップが学習平均値KO2REFに適合していなければ、燃料噴射マップを高濃度側または低濃度側に切り替える。
【００４８】
学習平均値KO2REFは、排気ガス中の酸素濃度が高いときには大きい値を示し、排気ガス中の酸素濃度が低いときには小さい値を示す。従って、KO2REFが大きければ燃料のエタノール濃度が高いと判定し、エタノール濃度が高いマップへ切り替える処理を行なうことになる。これに対して、KO2REFが小さければ燃料のエタノール濃度が低いと判定し、エタノール濃度が低いマップへ切り替える処理を行なうことになる。
【００４９】
第２マップ切替部１０２は、前記O2センサ１５の計測値VO2を所定の基準値VO2refと比較し、計測値VO2が基準値VO2refを下回っていれば、燃料噴射マップをエタノール濃度が高い側のマップへ切り替える。
エンジン負荷検知部１０３は、エンジン回転数Neおよびスロットル開度THに基づいて現在のエンジン負荷を検知する。切替選択部１０４は、前記エンジン負荷の判定結果に基づいて第１および第２マップ切替部１０１，１０２の一方を選択する。選択されたマップ切替部は、O2センサ１５の計測値VO2またはその学習平均値KO2REFに基づいてマップ切替を実行する。燃料噴射量制御部１０５は、選択されているマップ切替部により切り替えられた燃料噴射マップにエンジンパラメータを適用して燃料噴射量を決定する。
【００５０】
図１１は、燃料噴射制御のメインフローであり、メインスイッチ(SW)が投入された以降、所定の周期で繰り返し実行される。本実施形態では、メインSWが投入にされてECU１０へ電力供給が開始され、CPU２１の燃料噴射制御プログラムが起動されるとすると、ステップＳ１では始動噴射制御が実行される。
【００５１】
図１２は、始動噴射制御の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ１０１では、EEP-ROM２４に登録されている設定セットが読み出される。この設定セットは、前回の運転時に記憶される始動噴射制御用のデータであり、後に図１５のフローチャートを参照して詳述する。ステップＳ１０２では、読み出された設定セットの中から始動噴射情報が抽出され、この始動噴射情報に含まれる始動噴射テーブルとTWセンサ１３により検知された冷却水温TWとに基づいて、始動噴射時間の初期値であるTICRが求められる。さらに、始動噴射情報に含まれる増量幅Δti、反復回数N、始動噴射時間上限値Tmaxも抽出される。また、始動噴射回数nがリセットされる。
【００５２】
ステップＳ１０３では、エンジンがクランキング中であるか否かが判定され、クランキング中でなければ、クランキングが開始されるまで判定が継続される。その後、クランキング中であると判定されるとステップＳ１０４へ進み、始動噴射回数nがインクリメントされる。
【００５３】
ステップＳ１０５では、始動噴射時間TICRと始動噴射時間上限値Tmaxとが比較され、始動噴射時間TICRが始動噴射時間上限値Tmax未満であればステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、始動噴射回数nが反復回数Nと比較され、始動噴射回数nが反復回数Nと等しければステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、現在のTICRに増量幅Δtiが加算されて新たなTICRとされる。ステップＳ１０８では、始動噴射回数nがリセットされる。ステップＳ１０９では、CRKセンサ１４の計測値に基づいて算出される現在のエンジン回転数（Ne）が、始動判定の基準回転数Aと比較され、エンジン回転数（Ne）が基準回転数Aを超えていれば、始動完了と判定して当該処理を終了する。
【００５４】
これに対して、現在のエンジン回転数Neが基準回転数A以下であり、エンジン始動中であると判定されるとステップＳ１０３へ戻る。また、ステップＳ１０５において、始動噴射時間TICRが噴射時間上限値Tmax未満でないと判定された場合、およびステップＳ１０６において、始動噴射回数nが反復回数Nに等しくないと判定された場合は、現状の始動噴射時間TICRを維持したまま、ステップＳ１０９へ進んで始動完了の判定が行われる。
【００５５】
図１６は、図１２の処理において、反復回数Nを４とした場合の始動噴射時間TICRの変化を示した図であり、４回噴射するごとにTICRが△tiずつ段階的に増加し、累積始動噴射時間がTmaxに到達したときには、TICRを維持した状態でクランキングが継続されることになる。このとき、TICRが変化する最小値は、設定セットに設定されていたエタノールの基準濃度における最小の要求噴射量（下限濃度要求噴射量）であり、最大値は、当該エタノール濃度における最大の要求噴射量（上限濃度要求噴射量）になるように、予め△tiと反復回数Nとが定められることになる。
【００５６】
これらの処理により、エンジン停止時にエタノールあるいはガソリンが補給されたとしても、燃料配管に残っている燃料の混合比率は、補給を行なう前の状態であることから、メインSWが停止される直前の通常運転時のエタノールの基準濃度に対応する燃料噴射マップを使用して始動制御を行なうことで、エンジン１においてプラグのかぶりを回避しつつ適切な状態での迅速な始動制御を行なうことが可能となる。
【００５７】
さらに、図１２の処理では、始動噴射回数nが反復回数Nに到達するごとに、増量幅ΔtiだけTICRを増加させるようにしていることから、エンジン１の始動が完了するまで、燃料噴射時間を徐々に増大、すなわち、インジェクタ５から噴射される燃料噴射量を徐々に増大させて始動制御を行なうことが可能となる。
【００５８】
図１１へ戻り、以上のようにして始動噴射制御が完了すると、メインフローのステップＳ２へ進んで通常運転噴射制御が実行される。図１３は、この通常運転噴射制御の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ２０１では、燃料のエタノール濃度に最適な燃料噴射マップを選択するためのマップ切替が実行される。すなわち、現在のエンジン状態に最適な基本噴射量TIMを算出するためのマップとして、E1マップ、E2マップ、E3マップ、E4マップのいずれかが選択される。
【００５９】
図１４は、マップ切替の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ１１では、CRKセンサ１４の検知信号に基づいてエンジン回転数（Ne）が算出される。ステップＳ１２では、算出されたエンジン回転数（Ne）とTHセンサ１１の検知信号から求まるスロットル開度（TH）とが、図１７に示す通常負荷領域（学習平均値KO2REFによるマップ切替域）内であるか否かが判定される。
【００６０】
通常負荷領域内であればステップＳ１３へ進み、TWセンサ１３の検知信号から求まる水温TWと、TAセンサ１６の検知信号から求まる吸気温TAとに基づいて、エンジン１が暖機済状態、すなわち通常運転状態であるか否かが判定される。暖機済状態でないと判定されると、燃料噴射マップの切り替えを行なわずに当該処理を終了する。
【００６１】
暖機済状態であればステップＳ１４へ進み、O2センサ１５の計測値VO2から求まる酸素濃度係数KO2に関して上記(1)式の移動平均演算を行なって学習平均値KO2REFが算出され、この算出結果が新たなKO2REFとして更新登録される。
【００６２】
ステップＳ１５では、更新されたKO2REFが、現在のエタノールの基準濃度における閾値の範囲内であるか否かが判定される。ここで、基準濃度における閾値とは、図１８に一例を示したように、基準濃度ごとに設定される上限および下限の閾値である。閾値はそれぞれのマップが重なるよう調整して設定される、例えば、図１８に示すように、E1マップの場合、下限閾値は０であり、上限閾値は、１．２である。E2マップの場合、下限閾値は０．８であり、上限閾値は、１．２である。E3マップの場合、下限閾値は０．８であり、上限閾値は、１．２である。E4マップの場合、下限閾値のみであり、その値は０．８である。
【００６３】
例えば、現在の基準濃度がE2である場合、学習平均値KO2REFが、０．８から１．２の間にある場合には閾値範囲内と判定され、マップの切り替えは行なわれない。これに対して、KO2REFが０．８未満の値であれば、ステップＳ１６へ進んでE1マップへの切り替えが行なわれる。また、KO2REFが１．２を超える値である場合も同様に、ステップＳ１６へ進んでE3マップへの切り替えが行なわれる。
【００６４】
一方、前記ステップＳ１２において、NE/THがKO2制御領域外と判定されるとステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、NE/THが高負荷領域（VO2によるマップ切替域）内であるか否かが判定される。高負荷領域外であれば、燃料噴射マップの切り替えを行なわずに当該処理を終了する。
【００６５】
これに対して、NE/THが高負荷領域内であればステップＳ１８へ進み、現在の参照マップがE3またはE4であるか否かが判定される。既にE3以上のマップが参照されていれば、燃料噴射マップの切り替えを行なわずに当該処理を終了する。これに対して、現在の参照マップがE3未満であればステップＳ１９へ進む。
【００６６】
ステップＳ１９では、O2センサ１５の計測値VO2が基準電圧VO2ref以下であるか否かが判定される。本実施形態では、計測値VO2が０．２V以下でなければ、燃料噴射マップの切り替えを行なわずに処理を終了する。これに対して、VO2が０．２V以下であればオーバーリーンと判定されてステップＳ２０へ進み、現在のマップよりも高E側のマップへ切り替えられる。すなわち、現在の基準濃度がE2であればE3のマップに切り替えられる。
【００６７】
図１３へ戻り、ステップＳ２０１のマップ切替が完了するとステップＳ２０２へ進み、以上のようにして決定されたマップセットを用いて、エンジン回転数Neおよび吸気圧Pbをエンジンパラメータとして基本燃料噴射時間TIMが算出される。ステップＳ２０３では、THセンサ１１、TWセンサ１３、CRKセンサ１４、O2センサ１５等の各センサから得られる計測値がマップセットの対応するテーブルに適用されて始動後増量補正係数（KAST）、水温補正係数（KTW）、加速補正係数（TACC）等の補正係数が算出される。ステップＳ２０４では、前記基本燃料噴射量TIMに各補正係数が従来技術と同様に乗算または加算等されて補正後の燃料噴射時間Toutが算出され、インジェクタ５の無効時間等を考慮して最終的な燃料噴射量（時間）が決定される。
【００６８】
図１１のメインフローへ戻り、以上のようにしてステップＳ２の通常運転噴射制御が完了すると、ステップＳ３へ進んで始動噴射の準備処理が実行される。
【００６９】
図１５は、始動噴射準備処理の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ３０１では、O2センサ１５の計測値VO2に基づいて酸素濃度係数KO2が算出され、この酸素濃度係数KO2が上式(1)に適用されて学習平均値KO2REFが算出される。ステップＳ３０２では、前記図４に示したエタノール濃度と学習平均値KO2REFとに基づいて燃料のエタノール濃度が推定され、この推定結果に基づいて、E1マップ、E2マップ、E3マップ、E4マップのいずれかが選択される。
【００７０】
ステップＳ３０３では、前記選択されたマップと基準濃度とが、設定セットとしてEEP-ROM２４に更新登録される。この設定セットは不揮発に記憶されるので、メインSWが遮断後に改めて投入されると、前記ステップＳ１２のステップＳ１０１で読み出されて、次の始動噴射制御において利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関およびその燃料噴射制御系統の図である。
【図２】ECUの主要部の構成を示した機能ブロック図である。
【図３】ROMの記憶内容を模式的に表現した図である。
【図４】エタノール濃度の範囲設定方法の一例を示した図である。
【図５】始動噴射テーブルの一例を示した図である。
【図６】始動噴射時間TICRと燃料のエタノール濃度との対応関係を示した図である。
【図７】Pb/Neマップの一例を示した図である。
【図８】吸気温補正係数KTAを求めるための補正係数テーブルの一例を示した図である。
【図９】噴射時期補正を説明するための図である。
【図１０】本発明の燃料噴射制御装置の構成を機能的に表現したブロック図である。
【図１１】燃料噴射制御のメインフローである。
【図１２】始動噴射制御の手順を示したフローチャートである。
【図１３】通常運転噴射制御の手順を示したフローチャートである。
【図１４】マップ切替の手順を示したフローチャートである。
【図１５】始動噴射準備処理の手順を示したフローチャートである。
【図１６】始動制御におけるTICRの変化を示した図である。
【図１７】エンジンの負荷状態に応じて制御方式が異なる様子を示した図である。
【図１８】通常運転時のマップ切替処理を説明するための図である。
【図１９】マップ切替の判定方法の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…エンジン，２…吸気管，３…エアクリーナ，４…スロットル弁，５…インジェクタ，７…排気管，８…三元触媒，１０…エンジン制御装置，１１…スロットル開度センサ，１２…吸気管絶対圧センサ，１３…水温センサ，１４…クランク角センサ，１５…，酸素濃度センサ，１６…吸気温センサ，２１…CPU，２２…RAM，２３…CPU，２４…EEP-ROM
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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