内燃機関の燃料噴射量制御装置
【課題】燃料補給直後のエンジンの運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる燃料噴射量制御装置を提供する。
【解決手段】リッドセンサ7から出力信号を入力した際に、酸素センサ33が活性前であれば、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100％の場合の増量値に置換し、水温センサ13の冷却水温に基づいて、アルコール濃度100％に相当するマップ値を増量値として読み込み、この増量値と基本燃料噴射時間とから目標とする実燃料噴射時間を算出する。そして、酸素センサの活性後、その出力信号と水温センサの冷却水温とに基づいてストイキになる燃料補正値を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値と、基本燃料噴射時間とから目標とする実燃料噴射時間を算出し、この実燃料噴射時間に漸近するように燃料噴射時間を補正する。
【解決手段】リッドセンサ7から出力信号を入力した際に、酸素センサ33が活性前であれば、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度100％の場合の増量値に置換し、水温センサ13の冷却水温に基づいて、アルコール濃度100％に相当するマップ値を増量値として読み込み、この増量値と基本燃料噴射時間とから目標とする実燃料噴射時間を算出する。そして、酸素センサの活性後、その出力信号と水温センサの冷却水温とに基づいてストイキになる燃料補正値を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値と、基本燃料噴射時間とから目標とする実燃料噴射時間を算出し、この実燃料噴射時間に漸近するように燃料噴射時間を補正する。
【発明の詳細な説明】
【利用分野】
【０００１】
本発明は、アルコールを混合させたものを燃料とする内燃機関の燃料噴射量制御装置に関し、詳しくは、燃料給油後の内燃機関の不調を防止する対策に係わる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関における燃料噴射量制御装置では、吸入空気量／エンジン回転数、および吸気管内圧力に代表される機関負荷に応じて演算される基本燃料噴射量（時間）に空燃比補正係数を積算して目標とする燃料噴射量（時間）を決定するようにしており、空燃比フィードバック制御においては排気中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比（例えば１４．７）より小さいか（過濃側か）、大きいか（希薄側か）を酸素センサなどによって判定し、過濃度（リッチ）信号のとき空燃比補正値を減少させるようにしている。この場合、空燃比の取得は、機関の排気系に設けた酸素センサなどを利用し、この酸素センサが排気中ガスにより活性されてから安定した出力値を出力した際にその出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度から空燃比を得るようにしている。
【０００３】
しかし、燃料としてガソリンにアルコール燃料を混入して使用する場合には、理論空燃比をアルコール燃料を混入しないときの値に維持すると、内燃機関の運転性能および排気エミッションが悪化することは避けることができない。
【０００４】
そのため、燃料のアルコール濃度を検出してアルコール燃料の混合程度に応じて燃料噴射量を直接調節、具体的には、アルコール濃度の検出値および空燃比に基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料噴射量を補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。
【０００５】
ところが、機関の始動直後など暖気が十分に行われていない状態にあっては、排気系に設けた酸素センサが活性されるまでに時間を要し、この酸素センサの活性によって安定した出力値が得られなければ空燃比を得ることができず、基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定するには排気系の酸素センサが活性するまで待機する必要があった。
【０００６】
そこで、従来、機関の始動直後など暖気が十分に行われていないために機関の排気系の酸素センサが活性されずに安定した出力値が得られない際に、アルコール濃度を略中庸の暫定アルコール濃度推定値に固定し、基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４５０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、アルコール燃料を混入した燃料が使用可能な内燃機関にあっては、燃料補給時に補給された燃料によって燃料タンクの燃料内のアルコール濃度が変化することになる。このとき、酸素センサなどのパラメータに基づいて算出される空燃比補正値と、燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定することができるが、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって機関の排気系のセンサ（酸素センサなど）が活性されずに安定した出力値が得られないといった、パラメータの不具合が生じると、空燃比補正値を算出することができないため、燃料タンク内に補給された燃料による燃料タンクの燃料内でのアルコール濃度の変化によって、目標とする燃料噴射量を決定することができず、内燃機関の運転性能および排気エミッションが著しく悪化することになる。
【０００８】
その場合、上記従来のものの如く、機関の始動直後など排気系のセンサが活性されずに安定した出力値が得られないときに、アルコール濃度を略中庸の暫定アルコール濃度推定値に固定して燃料噴射量を決定することも考えられるが、混合燃料のアルコールの混合割合によっては、空燃比が理論空燃比よりも大きくなって、内燃機関の運転性能および排気エミッションが悪化することが否めない。この傾向は、燃料補給時にアルコール燃料のみが補給された際により顕著に表れ、かかる点から、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを改善させる手法が切望されていた。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる内燃機関の燃料噴射量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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【００１１】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下（酸素センサなどのパラメータに不具合が発生している状況下）にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を同様に前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段により推定されるアルコール濃度がアルコール濃度１００％であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【００１３】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、アルコール濃度がアルコール濃度１００％であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、アルコール濃度がアルコール濃度１００％であるとの推定値に基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を同様に前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料タンク内に貯留される燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度をアルコール濃度１００％であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料（補給前の燃料）の残量およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度１００％であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料量（補給された燃料量）とに基づいて、燃料タンクで混合された燃料内のアルコール濃度を算出し、その算出された混合燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【００１５】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料つまり燃料補給量のアルコール濃度をアルコール濃度１００％であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料の残量（補給前の残量燃料）およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度１００％であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料補給量とに基づいて、燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００１６】
特に、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときの燃料噴射量の補正を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１７】
つまり、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときに、アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度に基づいて算出される燃料噴射量に漸近するように燃料噴射量を補正している。
【００１８】
この特定事項により、燃料補給直後に、高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラム、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度１００％であるとの推定値、または補給前の残量燃料およびそのアルコール濃度とアルコール濃度１００％と仮定した補給燃料量とから算出した混合燃料のアルコール濃度に基づいて増大値に変更していた燃料噴射量が、空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて推定された燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づく燃料噴射量に漸近するように補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを速やかに良好に保つことが可能となる。
【００１９】
特に、本発明では、上記目的を達成するその他の解決手段として、以下の構成を備えたものが掲げられる。
【００２０】
つまり、内燃機関の燃料噴射量制御装置として、機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、機関の水温を検出する機関水温検出手段と、この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段とを備える。そして、上記制御手段によって、上記燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御している。
【００２１】
この特定事項により、制御手段によって、燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して目標とする燃料噴射量を増大値に変更させるように制御されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されずに安定した出力値も得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料（アルコール燃料単体）のみが補給されたものと仮定して目標とする燃料噴射量が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２２】
そして、制御手段は、空燃比取得手段のセンサから出力値が出力されると、そのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、センサからの安定した出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度から空燃比を取得し、この空燃比から算出した空燃比補正係数および機関の水温に基づいて燃料タンク内に補給された混合燃料のアルコール濃度を推定し、その推定値と空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量を増大値から補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。これにより、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２３】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、機関の水温を検出する機関水温検出手段と、この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と備える。そして、上記制御手段によって、上記燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出したときに、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御している。
【００２４】
この特定事項により、制御手段によって、燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことが検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して目標とする燃料噴射量を増大値に変更させるように制御されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されずに安定した出力値も得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料のみが補給されたものと仮定して目標とする燃料噴射量が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給時の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２５】
そして、制御手段は、空燃比取得手段のセンサから出力値が出力されると、そのセンサからの出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度より空燃比を取得し、この空燃比から算出した空燃比補正係数および機関の水温に基づいて燃料タンク内に補給された混合燃料のアルコール濃度を推定し、その推定値と空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量を増大値から補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。これにより、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２６】
特に、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量をより迅速に最適値付近に補正するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００２７】
つまり、制御手段によって、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力された際に、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して増大値に変化させた燃料噴射量を上記センサからの最初の出力値に応じて補正するように制御している。
【００２８】
この特定事項により、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力されると、そのセンサからの最初の出力値が未だ不安定なものであっても、この出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度から取得した空燃比から算出される空燃比補正係数と機関の水温とに基づいて推定した混合燃料のアルコール濃度は、補給された燃料の種類が未定であるにもかかわらずアルコール濃度１００％に置換してアルコール濃度を推定したものよりもアルコール濃度の推定値の精度が高いものであるため、センサからの最初の出力値に基づくアルコール濃度の推定値と空燃比とに基づいて決定される燃料噴射量の方が精度が高いものとなる。これにより、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量が増大値からいち早く補正され、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量を混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して迅速に最適値付近に補正し、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションをより良好に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上、要するに、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能であるといったパラメータに不具合が発生している状況下にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出されたり、燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラム、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度１００％であるとの推定値、または補給前の残量燃料およびそのアルコール濃度とアルコール濃度１００％と仮定した補給燃料量とから算出した混合燃料のアルコール濃度に基づいて、燃料噴射量を補正することで、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置を示す全体概要図である。この図１において、１は、内燃機関としての多気筒（本実施形態では４気筒）ガソリンエンジンであって、このエンジン１は気筒毎に燃焼室（図示しない）を備えており、これらの燃焼室に吸気通路２及び排気通路３が連通している。
【００３２】
吸気通路２には、上流側からエンジン１側へ向けて、エアクリーナ２１、スロットルバルブ２２、サージタンク２３、吸気マニホルド２４が順に配設されており、これらを介して外気がエンジン１に取り込まれるようになっている。スロットルバルブ２２は吸気通路２を流通する吸入空気の量を調節するためのものであり、アクセルペダル（図示しない）の操作に連動して開閉されるようになっている。また、サージタンク２３は吸入空気の脈動を平滑化させるためのものである。
【００３３】
吸気マニホルド２４には、各気筒に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが取付けられている。そして、各燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄから噴射される燃料と吸気通路２内へ導入された外気とからなる混合気が、各燃焼室内へ導入される。各燃焼室に導入された混合気に着火するために、エンジン１には点火プラグ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが取付けられている。点火プラグ５Ａ〜５Ｄはディストリビュータ１１にて分配された点火信号に基づいて駆動される。ディストリビュータ１１は、イグナイタ１２から出力される高電圧をエンジン１のクランク角に同期して点火プラグ５Ａ〜５Ｄに分配する。そして、点火プラグ５Ａ〜５Ｄの点火によって燃焼室内へ導入された混合気が爆発・燃焼され、エンジン１の駆動力が得られる。このように燃焼室で生成した燃焼ガスは、排気通路３を通じて外部へ排出される。
【００３４】
排気通路３には、エンジン１側から下流へ向けて順に排気マニホルド３１および触媒コンバータ３２が配設されている。触媒コンバータ３２は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯｘ）を触媒の作用で浄化させる装置である。
【００３５】
上記エンジン１の運転状態を検出するために、エアフロメータ２０、全閉スイッチ２５、スロットルセンサ２６、パラメータとしての酸素センサ３３、機関水温検出手段としての水温センサ１３、回転数センサ１４、気筒判別センサ１５、車速センサ１６等が設けられている。エアフロメータ２０は、エアクリーナ２１の下流に設けられ、エンジン１に吸入される空気量（吸入空気量Ｑ）を検出する。スロットルセンサ２６はスロットルバルブ２２の近傍に設けられ、そのスロットルバルブ２２の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出する。全閉スイッチ２５は同じくスロットルバルブ２２の近傍に設けられ、同スロットルバルブ２２が全閉位置にあるときに「オン」されて全閉信号ＬＬを出力する。
【００３６】
また、酸素センサ３３は排気マニホルド３１と触媒コンバータ３２との間に設けられ、排気ガス中の酸素濃度、すなわち排気通路３における空燃比Ａ／Ｆを検出する。水温センサ１３はウォータアウトレットハウジング等に取付けられ、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する。回転数センサ１４は、上記ディストリビュータ１１に内蔵されたロータ（図示しない）の回転からエンジン１の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する。気筒判別センサ１５は、同じくディストリビュータ１１のロータの回転に応じてエンジン１のクランク角の変化を所定の割合で検出する。車速センサ１６はエンジン１に駆動連結されたトランスミッション（図示しない）に設けられ、車速ＳＰＤを検出する。
【００３７】
上記各燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２は電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）６に電気的に接続されている。また、ＥＣＵ６には、エアフロメータ２０、全閉スイッチ２５、スロットルセンサ２６、酸素センサ３３、水温センサ１３、回転数センサ１４、気筒判別センサ１５および車速センサ１６がそれぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ６は、これらのエアフロメータ２０、全閉スイッチ２５および各センサ２６，３３，１３，１４，１５，１６からの出力信号に基づき、燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２を制御する。
【００３８】
次に、ＥＣＵ６の電気的構成を図２のブロック図に基づいて説明する。ＥＣＵ６は中央処理装置（ＣＰＵ）６１と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）６２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、バックアップＲＡＭ６４と、外部入力回路６５と、外部出力回路６６とを備え、これらは互いにバス６７によって接続されている。ＣＰＵ６１は、予め設定された制御プログラムに従って各種演算処理を実行し、ＲＯＭ６２はＣＰＵ６１で演算処理を実行するために必要な制御プログラムや初期データを予め記憶している。また、ＲＡＭ６３はＣＰＵ６１の演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭ６４は、電源が切られた後にも各種データを保持するように、バッテリによってバックアップされている。
【００３９】
外部入力回路６５には、上述したエアフロメータ２０、全閉スイッチ２５、スロットルセンサ２６、酸素センサ３３、水温センサ１３、回転数センサ１４、気筒判別センサ１５および車速センサ１６がそれぞれ接続されている。また、外部出力回路６６には、上述した燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２がそれぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ６１は外部入力回路６５を介してエアフロメータ２０、全閉スイッチ２５および各センサ２６，３３，１３〜１６からの出力信号を入力値として読み込む。また、ＣＰＵ６１はこれら入力値に基づき、外部出力回路６６を介して燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２を駆動制御する。
【００４０】
より詳しくは、ＣＰＵ６１はスロットルセンサ２６、水温センサ１３、車速センサ１６などの検出信号に基づき、そのときのエンジン１が空燃比Ａ／Ｆのフィードバック制御を行うべき運転状態であるか否かを判断する。そして、フィードバック制御を行うべき運転状態であると、ＣＰＵ６１は、排気の空燃比Ａ／Ｆを酸素センサ３３の出力信号により検出し、その空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄからの燃料噴射量を調整する。この燃料噴射量の調整を行うために、ＣＰＵ６１は次式に基づき燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄの目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ（燃料噴射量）を算出する。この場合、ＣＰＵ６１は、酸素センサ３３の出力信号に基づいた排気ガス中の酸素濃度から空燃比を得る空燃比取得手段を備えている。
【００４１】
ＴＡＵ＝Ｋ×（Ｑ／ＮＥ）×ＦＡＦ
ここで、Ｋは定数、Ｑは吸入空気量、ＮＥはエンジン回転数であり、Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）は理論空燃比を得るように設定された基本燃料噴射時間（基本燃料噴射量）である。また、ＦＡＦは酸素センサ３３の出力信号の変化にともない変化するフィードバック補正係数（空燃比補正係数）であり、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように上記基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）を補正する。
【００４２】
ＣＰＵ６１は上記フィードバック補正係数ＦＡＦを以下のようにして求める。ＣＰＵ６１は、図３で示すように、酸素センサ３３からの出力電圧Ｖと理論空燃比に対応する基準電圧Ｖｒとを比較し、出力電圧Ｖが基準電圧Ｖｒよりも高ければリッチと判定し、基準電圧Ｖｒよりも低ければリーンと判定する。ＣＰＵ６１では、リッチの場合、前回の検出結果と比較し、リーンからリッチに反転したか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、リーンからリッチに反転すると、ＦＡＦ−ＲＳ（ＲＳはスキップ量）を新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとするとともに、リーンからリッチに反転がないとＦＡＦ−ＫＩ（ＫＩは積分量，ＲＳ≫ＫＩ）を新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとする。この場合、ＣＰＵ６１は、空燃比Ａ／Ｆからフィードバック補正係数ＦＡＦを算出する空燃比補正係数算出手段を備えている。
【００４３】
また、ＣＰＵ６１は酸素センサ３３からの信号に基づく空燃比Ａ／Ｆがリーンの場合、前回の検出結果と比較し、リッチからリーンに反転したか否かを判断する。ＣＰＵ６１はリッチからリーンに反転すると、ＦＡＦ＋ＲＳを新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとするとともに、リッチからリーンに反転がないとＦＡＦ＋ＫＩを新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとする。
【００４４】
従って、ＣＰＵ６１は、リッチとリーンとの間で反転があると、燃料噴射量を増減するべくフィードバック補正係数ＦＡＦを階段状に変化（スキップ）させるとともに、リッチ又はリーンのときにはフィードバック補正係数ＦＡＦを徐々に増減させる。なお、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比に制御されているとき、フィードバック補正係数ＦＡＦは「１．０」を中心に変動する。併せて、ＣＰＵ６１はフィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを算出する。そのために、例えば、空燃比Ａ／Ｆがリッチとリーンとの間で反転し、スキップ量ＲＳ分だけフィードバック補正係数ＦＡＦが変化する毎に、そのスキップ直前のフィードバック補正係数ＦＡＦと前回のスキップ直前のフィードバック補正係数ＦＡＦとの平均をとって、これを平均値ＦＡＦＡＶとしている。その他にも、過去数回のスキップ直前におけるフィードバック補正係数ＦＡＦの平均をとって、これを平均値ＦＡＦＡＶとしてもよい。
【００４５】
ＣＰＵ６１は、上述した式に基づき実燃料噴射時間ＴＡＵを算出すると、外部出力回路６６を介して燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄに、上記実燃料噴射時間ＴＡＵに応じた駆動信号を出力する。この信号の出力により、燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄの開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。このようにして空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるようにフィードバック制御が行われる。
【００４６】
そして、エンジン１は、アルコール燃料単体（アルコール濃度１００％）またはガソリン燃料単体（アルコール濃度０％）もしくは両燃料を混合した混合燃料を燃料として使用、つまりアルコール燃料を０〜１００％の割合でガソリン燃料に混合した混合燃料が燃料として使用されている。ＣＰＵ６１では、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）が算出され、この燃料補正値と、暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップから得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値とから、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘを算出する。
【００４７】
また、ＣＰＵ６１では、エンジン１の負荷に応じて演算された基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）が空燃比Ａ／Ｆおよび燃料のアルコール濃度の推定値に基づいて変更され、目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。この実燃料噴射時間ＴＡＵが算出されると、外部出力回路６６を介して燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄに、上記実燃料噴射時間ＴＡＵに応じた駆動信号を出力し、この信号の出力により、燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄの開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。このように、アルコール燃料を含有する混合燃料においても、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるようにフィードバック制御が行われる。この場合、水温センサ１３からの冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）が算出され、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘを算出する。具体的には、（燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値−１）÷（暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップ（制御プログラム）から得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値）×１００（％）により、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘを算出する。このアルコール濃度の推定値Ｘは、その都度更新され、最新のデータがエンジン１停止後に再始動時のデータとしてＲＡＭ６３に記憶されている。
【００４８】
そして、燃料タンクに対し燃料を補給する際に開放するフューエルリッド（図示せず）には、フューエルリッドの開放を検出する燃料補給検出手段としてのリッドセンサ７が設けられ、このリッドセンサ７によって、燃料タンクに対し燃料が補給されたことが検出されるようになっている。そして、ＣＰＵ６の外部入力回路６５にはリッドセンサ７が接続され、ＣＰＵ６１において、外部入力回路６５を介して入力されたリッドセンサ７からの出力信号を入力値として読み込む。
【００４９】
次に、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵ６により燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】
先ず、図５のフローチャートのステップＳＴ１１において、フューエルリッドが開放されたか否か、つまりリッドセンサ７からの出力信号が入力されたか否かを判定する。このステップＳＴ１１の判定が、リッドセンサ７から出力信号が入力されないＮＯの場合には、ステップＳＴ１２において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）と、前回ＲＡＭ６３に記憶されているアルコール濃度の推定値Ｘと現在の冷却水温ＴＨＷに基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値ＦＷＬＥ−Ｘに１を加えたもの（１＋ＦＷＬＥ−Ｘ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘを算出し、ステップＳＴ１３で、算出した実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘに基づいて燃料噴射を行う。
【００５１】
一方、上記ステップＳＴ１１の判定が、リッドセンサ７から出力信号が入力されたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１４において、酸素センサ３３が活性前であるか否かを判定する。このステップＳＴ１４の判定が、酸素センサ３３が活性前であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１５において、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％の場合に置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−１００ａとして読み込み、この増量値ＦＷＬＥ−１００ａをＲＡＭ６３に一時記憶しておく。
【００５２】
その後、ステップＳＴ１６において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−１００ａ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａを算出し、ＳＴ１７で、実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａに則した燃料噴射を行う。
【００５３】
しかる後、ステップＳＴ１８で、再度、酸素センサ３３が活性前であるか否かを判定し、酸素センサ３３が未だ活性前であるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ１５に戻る。
【００５４】
一方、上記ステップＳＴ１８の判定が、酸素センサ３３が活性しているＮＯの場合には、上記ステップＳＴ１４の判定が、酸素センサ３３が活性しているＮＯの場合と同様に、ステップＳＴ１９に進む。
【００５５】
そして、ステップＳＴ１９において、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、活性された酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出する。その後、ステップＳＴ２０で、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｂを算出する。具体的には、（燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値−１）÷（暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップから得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値）×１００（％）により、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｂを算出する。
【００５６】
それから、ステップＳＴ２１において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｂ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂを算出し、ステップＳＴ２２で、現在の実燃料噴射時間が実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。
【００５７】
この場合、上記ステップＳＴ２０により、混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段が構成されている。また、上記ステップＳＴ２１により、アルコール濃度の推定値に基づいて基本燃料噴射時間を変更して目標とする実燃料噴射時間を決定する燃料噴射量決定手段が構成されている。
【００５８】
このように、リッドセンサ７から出力信号が入力された際に燃料タンクへ燃料が補給されたと判断し、酸素センサ３３が活性前であれば、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％の場合の増量値ＦＷＬＥ１００ａとして置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−１００ａとして読み込み、この増量値ＦＷＬＥ−１００ａに１を加えたもの（ＦＷＬＥ−１００ａ＋１）と基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａを算出し、この実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａに則した燃料噴射を行うようにしているので、エンジン１の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって酸素センサ３３が活性されずに安定した出力信号が得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料（アルコール燃料単体）のみが補給されたものと仮定して目標とする実燃料噴射時間が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後のエンジン１の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【００５９】
そして、酸素センサ３３が活性して安定した出力信号が出力されると、その酸素センサ３３からの出力信号に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、活性された酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｂに対応する増量値ＦＷＬＥ−Ｘｂに１を加えたもの（Ｘｂ＋１）と、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂを算出し、アルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａが実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、燃料補給直後にアルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａが混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からのエンジン１の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【実施例２】
【００６０】
次に、本発明の実施例２を図６に基づいて説明する。
【００６１】
この実施例２では、燃料タンクに対する燃料補給を検出する手段を変更している。なお、燃料補給を検出する手段を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一の部分については、同じ符号を付してその説明は省略する。
【００６２】
すなわち、本実施例では、燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段としての燃料残量センサを備えている。この燃料残量センサは、ＥＣＵ６の外部入力回路６５に接続され、ＣＰＵ６１において外部入力回路６５を介して入力された燃料残量センサからの出力信号を入力値として読み込む。
【００６３】
次に、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵ６により燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、この図６のフローチャートでは、上記実施例１の図５のフローチャートのステップを引用し、差異点についてのみ説明する。
【００６４】
先ず、図６のフローチャートのステップＳＴ３１において、燃料の残量が増加側に変化したか否かを判定する。このステップＳＴ３１の判定が、燃料の残量が増加側に変化していないＮＯの場合には、ステップＳＴ１２からステップ１３に進む。
【００６５】
一方、上記ステップＳＴ３１の判定が、燃料の残量が増加側に変化したＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１４に進み、このステップＳＴ１４の判定が、酸素センサ３３が活性前であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ３２において、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｃを算出する。具体的には、補給された燃料のアルコール濃度が１００％であると仮定し、（補給前の燃料の残量Ａ（％）×補給前のアルコール濃度の推定値Ｘ（％）＋（補給後の燃料の残量Ｂ（％）−補給前の燃料の残量Ａ（％））×アルコール濃度１００（％）÷補給後の燃料残量Ｂ（％）により、補給後のアルコール濃度の推定値Ｘｃを算出する。
【００６６】
次いで、ステップＳＴ３３において、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％の場合に置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−Ｘｃとして読み込み、この増量値ＦＷＬＥ−ＸｃをＲＡＭ６３に一時記憶しておく。
【００６７】
その後、ステップＳＴ３４において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｃ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃを算出し、ＳＴ３５で、実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃに則した燃料噴射を行う。
【００６８】
しかる後、ステップＳＴ３６で、再度、酸素センサ３３が活性前であるか否かを判定し、酸素センサ３３が未だ活性前であるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ３２に戻る。
【００６９】
一方、上記ステップＳＴ３６の判定が、酸素センサ３３が活性しているＮＯの場合には、ステップＳＴ３７に進む。
【００７０】
そして、ステップＳＴ３７において、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、活性された酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出する。その後、ステップＳＴ３８で、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｄを算出する。具体的には、（燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値−１）÷（暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップから得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値）×１００（％）により、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｄを算出する。
【００７１】
それから、ステップＳＴ３９において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｄ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄを算出し、ステップＳＴ４０で、現在の実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。
【００７２】
この場合、上記ステップＳＴ３８により、混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段が構成されている。また、上記ステップＳＴ３９により、アルコール濃度の推定値に基づいて基本燃料噴射時間を変更して目標とする実燃料噴射時間を決定する燃料噴射量決定手段が構成されている。
【００７３】
このように、燃料残量センサにより燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する出力信号が入力された際に燃料タンクへ燃料が補給されたと判断し、酸素センサ３３が活性前であれば、補給された燃料のアルコール濃度を１００％と仮定し、（補給前の燃料の残量Ａ（％）×補給前のアルコール濃度の推定値Ｘ（％）＋（補給後の燃料の残量Ｂ（％）−補給前の燃料の残量Ａ（％））×アルコール濃度１００（％）÷補給後の燃料残量Ｂ（％）により算出した補給後のアルコール濃度の推定値Ｘｃをアルコール濃度１００％の場合に置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−Ｘｃとして読み込み、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｃ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃを算出し、この実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃに則した燃料噴射を行うようにしているので、エンジン１の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって酸素センサ３３が活性されずに安定した出力信号が得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料（アルコール燃料単体）のみが補給されたものと仮定して目標とする実燃料噴射時間が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後のエンジン１の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【００７４】
そして、酸素センサ３３から最初の出力信号が出力されると、その酸素センサ３３からの出力信号に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの最初の出力信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値に対応する増量値ＦＷＬＥ−Ｘｄに１を加えたもの（ＦＷＬＥ−Ｘｄ＋１）と、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄを算出し、アルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、燃料補給直後にアルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃ（増大値）が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値にいち早く補正され、燃料補給直後からのエンジン１の運転性能および排気エミッションをより一層良好に保つことができる。
【００７５】
また、活性された酸素センサ３３から安定した出力信号が出力されると、その酸素センサ３３からの安定した出力信号に応じた実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄに補正、具体的には、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの安定した出力信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値に対応する増量値ＦＷＬＥ−Ｘｄに１を加えたもの（ＦＷＬＥ−Ｘｄ＋１）と、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄを算出し、酸素センサ３３から最初に出力された出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが、活性された酸素センサ３３からの安定した出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、酸素センサ３３から最初に出力された出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが、活性された酸素センサ３３からの安定した出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄに補正され、燃料補給直後からのエンジン１の運転性能および排気エミッションをさらに効率よく保つことができる。
【００７６】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、排気通路３に酸素センサ３３を設けたが、空燃比センサであってもよい。
【００７７】
また、上記各実施例では、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの安定した出力信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値を算出するようにしたが、ストイキ領域よりも少しリーン側での燃焼を可能とする燃料補正値が算出されるようにしてもよい。
【００７８】
更に、上記各実施例では、４気筒のエンジン１に適用した場合について述べたが、これ以外の気筒数のエンジンに適用してもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係わるエンジンの概略構成図である。
【図２】同じくＥＣＵの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】同じく酸素センサの出力電圧とフィードバック補正係数との対応関係を示す図である。
【図４】同じくエンジン水温に応じたアルコール濃度毎の増量値の特性を示す図である。
【図５】同じく燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵにより燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の実施例２に係わる、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵにより燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン（機関）
１３ 水温センサ（機関水温検出手段）
３３ 酸素センサ（パラメータ）
６ ＥＣＵ（制御手段）
７ リッドセンサ（燃料補給検出手段）
ＦＡＦ フィードバック補正係数（空燃比補正係数）
Ａ／Ｆ 空燃比
ＴＨＷ 水温
Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）
基本燃料噴射時間（基本燃料噴射量）
ＦＷＬＥ アルコール濃度の推定値に対応する増量値
ＴＡＵ 実燃料噴射時間（燃料噴射量）
【利用分野】
【０００１】
本発明は、アルコールを混合させたものを燃料とする内燃機関の燃料噴射量制御装置に関し、詳しくは、燃料給油後の内燃機関の不調を防止する対策に係わる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関における燃料噴射量制御装置では、吸入空気量／エンジン回転数、および吸気管内圧力に代表される機関負荷に応じて演算される基本燃料噴射量（時間）に空燃比補正係数を積算して目標とする燃料噴射量（時間）を決定するようにしており、空燃比フィードバック制御においては排気中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比（例えば１４．７）より小さいか（過濃側か）、大きいか（希薄側か）を酸素センサなどによって判定し、過濃度（リッチ）信号のとき空燃比補正値を減少させるようにしている。この場合、空燃比の取得は、機関の排気系に設けた酸素センサなどを利用し、この酸素センサが排気中ガスにより活性されてから安定した出力値を出力した際にその出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度から空燃比を得るようにしている。
【０００３】
しかし、燃料としてガソリンにアルコール燃料を混入して使用する場合には、理論空燃比をアルコール燃料を混入しないときの値に維持すると、内燃機関の運転性能および排気エミッションが悪化することは避けることができない。
【０００４】
そのため、燃料のアルコール濃度を検出してアルコール燃料の混合程度に応じて燃料噴射量を直接調節、具体的には、アルコール濃度の検出値および空燃比に基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料噴射量を補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。
【０００５】
ところが、機関の始動直後など暖気が十分に行われていない状態にあっては、排気系に設けた酸素センサが活性されるまでに時間を要し、この酸素センサの活性によって安定した出力値が得られなければ空燃比を得ることができず、基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定するには排気系の酸素センサが活性するまで待機する必要があった。
【０００６】
そこで、従来、機関の始動直後など暖気が十分に行われていないために機関の排気系の酸素センサが活性されずに安定した出力値が得られない際に、アルコール濃度を略中庸の暫定アルコール濃度推定値に固定し、基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４５０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、アルコール燃料を混入した燃料が使用可能な内燃機関にあっては、燃料補給時に補給された燃料によって燃料タンクの燃料内のアルコール濃度が変化することになる。このとき、酸素センサなどのパラメータに基づいて算出される空燃比補正値と、燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定することができるが、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって機関の排気系のセンサ（酸素センサなど）が活性されずに安定した出力値が得られないといった、パラメータの不具合が生じると、空燃比補正値を算出することができないため、燃料タンク内に補給された燃料による燃料タンクの燃料内でのアルコール濃度の変化によって、目標とする燃料噴射量を決定することができず、内燃機関の運転性能および排気エミッションが著しく悪化することになる。
【０００８】
その場合、上記従来のものの如く、機関の始動直後など排気系のセンサが活性されずに安定した出力値が得られないときに、アルコール濃度を略中庸の暫定アルコール濃度推定値に固定して燃料噴射量を決定することも考えられるが、混合燃料のアルコールの混合割合によっては、空燃比が理論空燃比よりも大きくなって、内燃機関の運転性能および排気エミッションが悪化することが否めない。この傾向は、燃料補給時にアルコール燃料のみが補給された際により顕著に表れ、かかる点から、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを改善させる手法が切望されていた。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる内燃機関の燃料噴射量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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【００１１】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下（酸素センサなどのパラメータに不具合が発生している状況下）にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を同様に前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段により推定されるアルコール濃度がアルコール濃度１００％であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【００１３】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、アルコール濃度がアルコール濃度１００％であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、アルコール濃度がアルコール濃度１００％であるとの推定値に基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置を同様に前提とし、パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、燃料タンク内に貯留される燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と、上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度をアルコール濃度１００％であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料（補給前の燃料）の残量およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度１００％であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料量（補給された燃料量）とに基づいて、燃料タンクで混合された燃料内のアルコール濃度を算出し、その算出された混合燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段とを備えている。
【００１５】
この特定事項により、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料つまり燃料補給量のアルコール濃度をアルコール濃度１００％であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料の残量（補給前の残量燃料）およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度１００％であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料補給量とに基づいて、燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量が補正されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されないためにパラメータから安定した出力値が得られなくても、燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量が補正され、燃料タンクに対し燃料がどのように補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００１６】
特に、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときの燃料噴射量の補正を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１７】
つまり、制御手段によって、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときに、アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度に基づいて算出される燃料噴射量に漸近するように燃料噴射量を補正している。
【００１８】
この特定事項により、燃料補給直後に、高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラム、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度１００％であるとの推定値、または補給前の残量燃料およびそのアルコール濃度とアルコール濃度１００％と仮定した補給燃料量とから算出した混合燃料のアルコール濃度に基づいて増大値に変更していた燃料噴射量が、空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて推定された燃料タンクでの混合燃料内のアルコール濃度に基づく燃料噴射量に漸近するように補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを速やかに良好に保つことが可能となる。
【００１９】
特に、本発明では、上記目的を達成するその他の解決手段として、以下の構成を備えたものが掲げられる。
【００２０】
つまり、内燃機関の燃料噴射量制御装置として、機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、機関の水温を検出する機関水温検出手段と、この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、燃料が貯留される燃料タンクに対し燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段とを備える。そして、上記制御手段によって、上記燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御している。
【００２１】
この特定事項により、制御手段によって、燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して目標とする燃料噴射量を増大値に変更させるように制御されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されずに安定した出力値も得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料（アルコール燃料単体）のみが補給されたものと仮定して目標とする燃料噴射量が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２２】
そして、制御手段は、空燃比取得手段のセンサから出力値が出力されると、そのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、センサからの安定した出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度から空燃比を取得し、この空燃比から算出した空燃比補正係数および機関の水温に基づいて燃料タンク内に補給された混合燃料のアルコール濃度を推定し、その推定値と空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量を増大値から補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。これにより、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２３】
また、上記目的を達成するため、その他の解決手段として、機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、機関の水温を検出する機関水温検出手段と、この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と備える。そして、上記制御手段によって、上記燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出したときに、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御している。
【００２４】
この特定事項により、制御手段によって、燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことが検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して目標とする燃料噴射量を増大値に変更させるように制御されるので、機関の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって排気系のセンサが活性されずに安定した出力値も得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料のみが補給されたものと仮定して目標とする燃料噴射量が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給時の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２５】
そして、制御手段は、空燃比取得手段のセンサから出力値が出力されると、そのセンサからの出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度より空燃比を取得し、この空燃比から算出した空燃比補正係数および機関の水温に基づいて燃料タンク内に補給された混合燃料のアルコール濃度を推定し、その推定値と空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を変更して目標とする燃料噴射量を決定し、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量を増大値から補正することによって空燃比フィードバック制御を行うようにしている。これにより、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことが可能となる。
【００２６】
特に、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量をより迅速に最適値付近に補正するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００２７】
つまり、制御手段によって、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力された際に、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して増大値に変化させた燃料噴射量を上記センサからの最初の出力値に応じて補正するように制御している。
【００２８】
この特定事項により、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力されると、そのセンサからの最初の出力値が未だ不安定なものであっても、この出力値に基づく排気ガス中の酸素濃度から取得した空燃比から算出される空燃比補正係数と機関の水温とに基づいて推定した混合燃料のアルコール濃度は、補給された燃料の種類が未定であるにもかかわらずアルコール濃度１００％に置換してアルコール濃度を推定したものよりもアルコール濃度の推定値の精度が高いものであるため、センサからの最初の出力値に基づくアルコール濃度の推定値と空燃比とに基づいて決定される燃料噴射量の方が精度が高いものとなる。これにより、空燃比が理論空燃比に近似するように燃料補給直後の燃料噴射量が増大値からいち早く補正され、燃料補給直後に増大値に変更していた燃料噴射量を混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して迅速に最適値付近に補正し、燃料補給直後からの内燃機関の運転性能および排気エミッションをより良好に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上、要するに、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能であるといったパラメータに不具合が発生している状況下にあり、かつ燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出されたり、燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラム、アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度１００％であるとの推定値、または補給前の残量燃料およびそのアルコール濃度とアルコール濃度１００％と仮定した補給燃料量とから算出した混合燃料のアルコール濃度に基づいて、燃料噴射量を補正することで、燃料補給直後の内燃機関の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置を示す全体概要図である。この図１において、１は、内燃機関としての多気筒（本実施形態では４気筒）ガソリンエンジンであって、このエンジン１は気筒毎に燃焼室（図示しない）を備えており、これらの燃焼室に吸気通路２及び排気通路３が連通している。
【００３２】
吸気通路２には、上流側からエンジン１側へ向けて、エアクリーナ２１、スロットルバルブ２２、サージタンク２３、吸気マニホルド２４が順に配設されており、これらを介して外気がエンジン１に取り込まれるようになっている。スロットルバルブ２２は吸気通路２を流通する吸入空気の量を調節するためのものであり、アクセルペダル（図示しない）の操作に連動して開閉されるようになっている。また、サージタンク２３は吸入空気の脈動を平滑化させるためのものである。
【００３３】
吸気マニホルド２４には、各気筒に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが取付けられている。そして、各燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄから噴射される燃料と吸気通路２内へ導入された外気とからなる混合気が、各燃焼室内へ導入される。各燃焼室に導入された混合気に着火するために、エンジン１には点火プラグ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが取付けられている。点火プラグ５Ａ〜５Ｄはディストリビュータ１１にて分配された点火信号に基づいて駆動される。ディストリビュータ１１は、イグナイタ１２から出力される高電圧をエンジン１のクランク角に同期して点火プラグ５Ａ〜５Ｄに分配する。そして、点火プラグ５Ａ〜５Ｄの点火によって燃焼室内へ導入された混合気が爆発・燃焼され、エンジン１の駆動力が得られる。このように燃焼室で生成した燃焼ガスは、排気通路３を通じて外部へ排出される。
【００３４】
排気通路３には、エンジン１側から下流へ向けて順に排気マニホルド３１および触媒コンバータ３２が配設されている。触媒コンバータ３２は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯｘ）を触媒の作用で浄化させる装置である。
【００３５】
上記エンジン１の運転状態を検出するために、エアフロメータ２０、全閉スイッチ２５、スロットルセンサ２６、パラメータとしての酸素センサ３３、機関水温検出手段としての水温センサ１３、回転数センサ１４、気筒判別センサ１５、車速センサ１６等が設けられている。エアフロメータ２０は、エアクリーナ２１の下流に設けられ、エンジン１に吸入される空気量（吸入空気量Ｑ）を検出する。スロットルセンサ２６はスロットルバルブ２２の近傍に設けられ、そのスロットルバルブ２２の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出する。全閉スイッチ２５は同じくスロットルバルブ２２の近傍に設けられ、同スロットルバルブ２２が全閉位置にあるときに「オン」されて全閉信号ＬＬを出力する。
【００３６】
また、酸素センサ３３は排気マニホルド３１と触媒コンバータ３２との間に設けられ、排気ガス中の酸素濃度、すなわち排気通路３における空燃比Ａ／Ｆを検出する。水温センサ１３はウォータアウトレットハウジング等に取付けられ、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する。回転数センサ１４は、上記ディストリビュータ１１に内蔵されたロータ（図示しない）の回転からエンジン１の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する。気筒判別センサ１５は、同じくディストリビュータ１１のロータの回転に応じてエンジン１のクランク角の変化を所定の割合で検出する。車速センサ１６はエンジン１に駆動連結されたトランスミッション（図示しない）に設けられ、車速ＳＰＤを検出する。
【００３７】
上記各燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２は電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）６に電気的に接続されている。また、ＥＣＵ６には、エアフロメータ２０、全閉スイッチ２５、スロットルセンサ２６、酸素センサ３３、水温センサ１３、回転数センサ１４、気筒判別センサ１５および車速センサ１６がそれぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ６は、これらのエアフロメータ２０、全閉スイッチ２５および各センサ２６，３３，１３，１４，１５，１６からの出力信号に基づき、燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２を制御する。
【００３８】
次に、ＥＣＵ６の電気的構成を図２のブロック図に基づいて説明する。ＥＣＵ６は中央処理装置（ＣＰＵ）６１と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）６２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、バックアップＲＡＭ６４と、外部入力回路６５と、外部出力回路６６とを備え、これらは互いにバス６７によって接続されている。ＣＰＵ６１は、予め設定された制御プログラムに従って各種演算処理を実行し、ＲＯＭ６２はＣＰＵ６１で演算処理を実行するために必要な制御プログラムや初期データを予め記憶している。また、ＲＡＭ６３はＣＰＵ６１の演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭ６４は、電源が切られた後にも各種データを保持するように、バッテリによってバックアップされている。
【００３９】
外部入力回路６５には、上述したエアフロメータ２０、全閉スイッチ２５、スロットルセンサ２６、酸素センサ３３、水温センサ１３、回転数センサ１４、気筒判別センサ１５および車速センサ１６がそれぞれ接続されている。また、外部出力回路６６には、上述した燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２がそれぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ６１は外部入力回路６５を介してエアフロメータ２０、全閉スイッチ２５および各センサ２６，３３，１３〜１６からの出力信号を入力値として読み込む。また、ＣＰＵ６１はこれら入力値に基づき、外部出力回路６６を介して燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄおよびイグナイタ１２を駆動制御する。
【００４０】
より詳しくは、ＣＰＵ６１はスロットルセンサ２６、水温センサ１３、車速センサ１６などの検出信号に基づき、そのときのエンジン１が空燃比Ａ／Ｆのフィードバック制御を行うべき運転状態であるか否かを判断する。そして、フィードバック制御を行うべき運転状態であると、ＣＰＵ６１は、排気の空燃比Ａ／Ｆを酸素センサ３３の出力信号により検出し、その空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄからの燃料噴射量を調整する。この燃料噴射量の調整を行うために、ＣＰＵ６１は次式に基づき燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄの目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ（燃料噴射量）を算出する。この場合、ＣＰＵ６１は、酸素センサ３３の出力信号に基づいた排気ガス中の酸素濃度から空燃比を得る空燃比取得手段を備えている。
【００４１】
ＴＡＵ＝Ｋ×（Ｑ／ＮＥ）×ＦＡＦ
ここで、Ｋは定数、Ｑは吸入空気量、ＮＥはエンジン回転数であり、Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）は理論空燃比を得るように設定された基本燃料噴射時間（基本燃料噴射量）である。また、ＦＡＦは酸素センサ３３の出力信号の変化にともない変化するフィードバック補正係数（空燃比補正係数）であり、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように上記基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）を補正する。
【００４２】
ＣＰＵ６１は上記フィードバック補正係数ＦＡＦを以下のようにして求める。ＣＰＵ６１は、図３で示すように、酸素センサ３３からの出力電圧Ｖと理論空燃比に対応する基準電圧Ｖｒとを比較し、出力電圧Ｖが基準電圧Ｖｒよりも高ければリッチと判定し、基準電圧Ｖｒよりも低ければリーンと判定する。ＣＰＵ６１では、リッチの場合、前回の検出結果と比較し、リーンからリッチに反転したか否かを判断する。ＣＰＵ６１は、リーンからリッチに反転すると、ＦＡＦ−ＲＳ（ＲＳはスキップ量）を新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとするとともに、リーンからリッチに反転がないとＦＡＦ−ＫＩ（ＫＩは積分量，ＲＳ≫ＫＩ）を新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとする。この場合、ＣＰＵ６１は、空燃比Ａ／Ｆからフィードバック補正係数ＦＡＦを算出する空燃比補正係数算出手段を備えている。
【００４３】
また、ＣＰＵ６１は酸素センサ３３からの信号に基づく空燃比Ａ／Ｆがリーンの場合、前回の検出結果と比較し、リッチからリーンに反転したか否かを判断する。ＣＰＵ６１はリッチからリーンに反転すると、ＦＡＦ＋ＲＳを新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとするとともに、リッチからリーンに反転がないとＦＡＦ＋ＫＩを新たなフィードバック補正係数ＦＡＦとする。
【００４４】
従って、ＣＰＵ６１は、リッチとリーンとの間で反転があると、燃料噴射量を増減するべくフィードバック補正係数ＦＡＦを階段状に変化（スキップ）させるとともに、リッチ又はリーンのときにはフィードバック補正係数ＦＡＦを徐々に増減させる。なお、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比に制御されているとき、フィードバック補正係数ＦＡＦは「１．０」を中心に変動する。併せて、ＣＰＵ６１はフィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを算出する。そのために、例えば、空燃比Ａ／Ｆがリッチとリーンとの間で反転し、スキップ量ＲＳ分だけフィードバック補正係数ＦＡＦが変化する毎に、そのスキップ直前のフィードバック補正係数ＦＡＦと前回のスキップ直前のフィードバック補正係数ＦＡＦとの平均をとって、これを平均値ＦＡＦＡＶとしている。その他にも、過去数回のスキップ直前におけるフィードバック補正係数ＦＡＦの平均をとって、これを平均値ＦＡＦＡＶとしてもよい。
【００４５】
ＣＰＵ６１は、上述した式に基づき実燃料噴射時間ＴＡＵを算出すると、外部出力回路６６を介して燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄに、上記実燃料噴射時間ＴＡＵに応じた駆動信号を出力する。この信号の出力により、燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄの開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。このようにして空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるようにフィードバック制御が行われる。
【００４６】
そして、エンジン１は、アルコール燃料単体（アルコール濃度１００％）またはガソリン燃料単体（アルコール濃度０％）もしくは両燃料を混合した混合燃料を燃料として使用、つまりアルコール燃料を０〜１００％の割合でガソリン燃料に混合した混合燃料が燃料として使用されている。ＣＰＵ６１では、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）が算出され、この燃料補正値と、暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップから得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値とから、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘを算出する。
【００４７】
また、ＣＰＵ６１では、エンジン１の負荷に応じて演算された基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）が空燃比Ａ／Ｆおよび燃料のアルコール濃度の推定値に基づいて変更され、目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。この実燃料噴射時間ＴＡＵが算出されると、外部出力回路６６を介して燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄに、上記実燃料噴射時間ＴＡＵに応じた駆動信号を出力し、この信号の出力により、燃料噴射弁４Ａ〜４Ｄの開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。このように、アルコール燃料を含有する混合燃料においても、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるようにフィードバック制御が行われる。この場合、水温センサ１３からの冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）が算出され、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘを算出する。具体的には、（燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値−１）÷（暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップ（制御プログラム）から得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値）×１００（％）により、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘを算出する。このアルコール濃度の推定値Ｘは、その都度更新され、最新のデータがエンジン１停止後に再始動時のデータとしてＲＡＭ６３に記憶されている。
【００４８】
そして、燃料タンクに対し燃料を補給する際に開放するフューエルリッド（図示せず）には、フューエルリッドの開放を検出する燃料補給検出手段としてのリッドセンサ７が設けられ、このリッドセンサ７によって、燃料タンクに対し燃料が補給されたことが検出されるようになっている。そして、ＣＰＵ６の外部入力回路６５にはリッドセンサ７が接続され、ＣＰＵ６１において、外部入力回路６５を介して入力されたリッドセンサ７からの出力信号を入力値として読み込む。
【００４９】
次に、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵ６により燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】
先ず、図５のフローチャートのステップＳＴ１１において、フューエルリッドが開放されたか否か、つまりリッドセンサ７からの出力信号が入力されたか否かを判定する。このステップＳＴ１１の判定が、リッドセンサ７から出力信号が入力されないＮＯの場合には、ステップＳＴ１２において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）と、前回ＲＡＭ６３に記憶されているアルコール濃度の推定値Ｘと現在の冷却水温ＴＨＷに基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値ＦＷＬＥ−Ｘに１を加えたもの（１＋ＦＷＬＥ−Ｘ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘを算出し、ステップＳＴ１３で、算出した実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘに基づいて燃料噴射を行う。
【００５１】
一方、上記ステップＳＴ１１の判定が、リッドセンサ７から出力信号が入力されたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１４において、酸素センサ３３が活性前であるか否かを判定する。このステップＳＴ１４の判定が、酸素センサ３３が活性前であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１５において、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％の場合に置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−１００ａとして読み込み、この増量値ＦＷＬＥ−１００ａをＲＡＭ６３に一時記憶しておく。
【００５２】
その後、ステップＳＴ１６において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−１００ａ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａを算出し、ＳＴ１７で、実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａに則した燃料噴射を行う。
【００５３】
しかる後、ステップＳＴ１８で、再度、酸素センサ３３が活性前であるか否かを判定し、酸素センサ３３が未だ活性前であるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ１５に戻る。
【００５４】
一方、上記ステップＳＴ１８の判定が、酸素センサ３３が活性しているＮＯの場合には、上記ステップＳＴ１４の判定が、酸素センサ３３が活性しているＮＯの場合と同様に、ステップＳＴ１９に進む。
【００５５】
そして、ステップＳＴ１９において、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、活性された酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出する。その後、ステップＳＴ２０で、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｂを算出する。具体的には、（燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値−１）÷（暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップから得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値）×１００（％）により、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｂを算出する。
【００５６】
それから、ステップＳＴ２１において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｂ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂを算出し、ステップＳＴ２２で、現在の実燃料噴射時間が実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。
【００５７】
この場合、上記ステップＳＴ２０により、混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段が構成されている。また、上記ステップＳＴ２１により、アルコール濃度の推定値に基づいて基本燃料噴射時間を変更して目標とする実燃料噴射時間を決定する燃料噴射量決定手段が構成されている。
【００５８】
このように、リッドセンサ７から出力信号が入力された際に燃料タンクへ燃料が補給されたと判断し、酸素センサ３３が活性前であれば、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％の場合の増量値ＦＷＬＥ１００ａとして置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−１００ａとして読み込み、この増量値ＦＷＬＥ−１００ａに１を加えたもの（ＦＷＬＥ−１００ａ＋１）と基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａを算出し、この実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａに則した燃料噴射を行うようにしているので、エンジン１の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって酸素センサ３３が活性されずに安定した出力信号が得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料（アルコール燃料単体）のみが補給されたものと仮定して目標とする実燃料噴射時間が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後のエンジン１の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【００５９】
そして、酸素センサ３３が活性して安定した出力信号が出力されると、その酸素センサ３３からの出力信号に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、活性された酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｂに対応する増量値ＦＷＬＥ−Ｘｂに１を加えたもの（Ｘｂ＋１）と、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂを算出し、アルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａが実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｂとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、燃料補給直後にアルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−１００ａが混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値に補正され、燃料補給直後からのエンジン１の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【実施例２】
【００６０】
次に、本発明の実施例２を図６に基づいて説明する。
【００６１】
この実施例２では、燃料タンクに対する燃料補給を検出する手段を変更している。なお、燃料補給を検出する手段を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一の部分については、同じ符号を付してその説明は省略する。
【００６２】
すなわち、本実施例では、燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段としての燃料残量センサを備えている。この燃料残量センサは、ＥＣＵ６の外部入力回路６５に接続され、ＣＰＵ６１において外部入力回路６５を介して入力された燃料残量センサからの出力信号を入力値として読み込む。
【００６３】
次に、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵ６により燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、この図６のフローチャートでは、上記実施例１の図５のフローチャートのステップを引用し、差異点についてのみ説明する。
【００６４】
先ず、図６のフローチャートのステップＳＴ３１において、燃料の残量が増加側に変化したか否かを判定する。このステップＳＴ３１の判定が、燃料の残量が増加側に変化していないＮＯの場合には、ステップＳＴ１２からステップ１３に進む。
【００６５】
一方、上記ステップＳＴ３１の判定が、燃料の残量が増加側に変化したＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１４に進み、このステップＳＴ１４の判定が、酸素センサ３３が活性前であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ３２において、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｃを算出する。具体的には、補給された燃料のアルコール濃度が１００％であると仮定し、（補給前の燃料の残量Ａ（％）×補給前のアルコール濃度の推定値Ｘ（％）＋（補給後の燃料の残量Ｂ（％）−補給前の燃料の残量Ａ（％））×アルコール濃度１００（％）÷補給後の燃料残量Ｂ（％）により、補給後のアルコール濃度の推定値Ｘｃを算出する。
【００６６】
次いで、ステップＳＴ３３において、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％の場合に置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−Ｘｃとして読み込み、この増量値ＦＷＬＥ−ＸｃをＲＡＭ６３に一時記憶しておく。
【００６７】
その後、ステップＳＴ３４において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｃ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃを算出し、ＳＴ３５で、実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃに則した燃料噴射を行う。
【００６８】
しかる後、ステップＳＴ３６で、再度、酸素センサ３３が活性前であるか否かを判定し、酸素センサ３３が未だ活性前であるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ３２に戻る。
【００６９】
一方、上記ステップＳＴ３６の判定が、酸素センサ３３が活性しているＮＯの場合には、ステップＳＴ３７に進む。
【００７０】
そして、ステップＳＴ３７において、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、活性された酸素センサ３３からの信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出する。その後、ステップＳＴ３８で、冷却水温ＴＨＷと空燃比Ａ／Ｆとに基づく燃料補正値に基づいて燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｄを算出する。具体的には、（燃料補正値−現在の冷却水温に基づいて図４に示すアルコール濃度０％に対するマップ値−１）÷（暖気を完了した冷却水温８０゜Ｃに基づいて図４に示すマップから得られたアルコール濃度１００％に相当するマップ値）×１００（％）により、燃料のアルコール濃度の推定値Ｘｄを算出する。
【００７１】
それから、ステップＳＴ３９において、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｄ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄを算出し、ステップＳＴ４０で、現在の実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。
【００７２】
この場合、上記ステップＳＴ３８により、混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段が構成されている。また、上記ステップＳＴ３９により、アルコール濃度の推定値に基づいて基本燃料噴射時間を変更して目標とする実燃料噴射時間を決定する燃料噴射量決定手段が構成されている。
【００７３】
このように、燃料残量センサにより燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する出力信号が入力された際に燃料タンクへ燃料が補給されたと判断し、酸素センサ３３が活性前であれば、補給された燃料のアルコール濃度を１００％と仮定し、（補給前の燃料の残量Ａ（％）×補給前のアルコール濃度の推定値Ｘ（％）＋（補給後の燃料の残量Ｂ（％）−補給前の燃料の残量Ａ（％））×アルコール濃度１００（％）÷補給後の燃料残量Ｂ（％）により算出した補給後のアルコール濃度の推定値Ｘｃをアルコール濃度１００％の場合に置換し、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷに基づいて、図４に示すマップからアルコール濃度１００％に相当するマップ値を増量値ＦＷＬＥ−Ｘｃとして読み込み、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）に（１＋ＦＷＬＥ−Ｘｃ）を積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃを算出し、この実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃに則した燃料噴射を行うようにしているので、エンジン１の始動直後などのように暖気が十分に行われていないといった要因が重なって酸素センサ３３が活性されずに安定した出力信号が得られなくても、アルコール濃度１００％の燃料（アルコール燃料単体）のみが補給されたものと仮定して目標とする実燃料噴射時間が決定され、燃料タンクに対しアルコール燃料単体またはガソリン燃料単体もしくは両燃料を混合した混合燃料のいずれが補給されていても、燃料補給直後のエンジン１の運転性能および排気エミッションを良好に保つことができる。
【００７４】
そして、酸素センサ３３から最初の出力信号が出力されると、その酸素センサ３３からの出力信号に応じて燃料噴射量を増大値から補正、具体的には、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの最初の出力信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値に対応する増量値ＦＷＬＥ−Ｘｄに１を加えたもの（ＦＷＬＥ−Ｘｄ＋１）と、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄを算出し、アルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、燃料補給直後にアルコール濃度１００％に仮定した実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃ（増大値）が混合燃料のアルコール濃度の推定値に則して最適値にいち早く補正され、燃料補給直後からのエンジン１の運転性能および排気エミッションをより一層良好に保つことができる。
【００７５】
また、活性された酸素センサ３３から安定した出力信号が出力されると、その酸素センサ３３からの安定した出力信号に応じた実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄに補正、具体的には、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの安定した出力信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値（現在の実燃料噴射時間÷基本燃料噴射時間）を算出し、この燃料補正値に基づいて算出した燃料のアルコール濃度の推定値に対応する増量値ＦＷＬＥ−Ｘｄに１を加えたもの（ＦＷＬＥ−Ｘｄ＋１）と、基本燃料噴射時間Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）とを積算して目標とする実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄを算出し、酸素センサ３３から最初に出力された出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが、活性された酸素センサ３３からの安定した出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄとなるまで所定時間内または燃料噴射する毎に段階的に補正して漸近するように燃料噴射を行う。これにより、酸素センサ３３から最初に出力された出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｃが、活性された酸素センサ３３からの安定した出力信号に基づく実燃料噴射時間ＴＡＵ−Ｘｄに補正され、燃料補給直後からのエンジン１の運転性能および排気エミッションをさらに効率よく保つことができる。
【００７６】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、排気通路３に酸素センサ３３を設けたが、空燃比センサであってもよい。
【００７７】
また、上記各実施例では、水温センサ１３により検出された冷却水温ＴＨＷと、酸素センサ３３からの安定した出力信号による空燃比Ａ／Ｆとに基づいて、ストイキになる燃料補正値を算出するようにしたが、ストイキ領域よりも少しリーン側での燃焼を可能とする燃料補正値が算出されるようにしてもよい。
【００７８】
更に、上記各実施例では、４気筒のエンジン１に適用した場合について述べたが、これ以外の気筒数のエンジンに適用してもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係わるエンジンの概略構成図である。
【図２】同じくＥＣＵの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】同じく酸素センサの出力電圧とフィードバック補正係数との対応関係を示す図である。
【図４】同じくエンジン水温に応じたアルコール濃度毎の増量値の特性を示す図である。
【図５】同じく燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵにより燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の実施例２に係わる、燃料タンクに新たに種別不明な燃料が補給された際にＥＣＵにより燃料噴射時間を補正する場合の制御の手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン（機関）
１３ 水温センサ（機関水温検出手段）
３３ 酸素センサ（パラメータ）
６ ＥＣＵ（制御手段）
７ リッドセンサ（燃料補給検出手段）
ＦＡＦ フィードバック補正係数（空燃比補正係数）
Ａ／Ｆ 空燃比
ＴＨＷ 水温
Ｋ・（Ｑ／ＮＥ）
基本燃料噴射時間（基本燃料噴射量）
ＦＷＬＥ アルコール濃度の推定値に対応する増量値
ＴＡＵ 実燃料噴射時間（燃料噴射量）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段により推定されるアルコール濃度がアルコール濃度１００％であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項３】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料タンク内に貯留される燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度をアルコール濃度１００％であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料の残量およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度１００％であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料量とに基づいて、燃料タンクで混合された燃料内のアルコール濃度を算出し、その算出された混合燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項４】
上記請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
制御手段は、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときに、アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度に基づいて算出される燃料噴射量に漸近するように燃料噴射量を補正していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項５】
機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、
この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、
機関の水温を検出する機関水温検出手段と、
この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と
を備え、
上記制御手段は、上記燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項６】
機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、
この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、
機関の水温を検出する機関水温検出手段と、
この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、
燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と
を備え、
上記制御手段は、上記燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出したときに、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項７】
上記請求項５または請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
制御手段は、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力された際に、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して増大値に変化させた燃料噴射量を上記センサからの最初の出力値に応じて補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項１】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、予め設定された高濃度アルコール含有率での燃料噴射量の制御プログラムに基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し新たに燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料補給検出手段により新たな燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段により推定されるアルコール濃度がアルコール濃度１００％であるものと推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項３】
燃料内のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を調整する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
パラメータに基づいて空燃比補正値を算出する空燃比補正値算出手段と、
この空燃比補正値算出手段により算出された空燃比補正値と燃料内のアルコール濃度との相関関係に基づいて、燃料内のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
燃料タンク内に貯留される燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と、
上記空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出不可能である状況下にあり、かつ上記燃料増加量検出手段により燃料の残量の増加側への変化が検出された際に、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度をアルコール濃度１００％であるものと仮定するとともに、増加側への変化前の燃料の残量およびそのアルコール濃度と、アルコール濃度１００％であるものと仮定した増加側への変化に寄与した燃料量とに基づいて、燃料タンクで混合された燃料内のアルコール濃度を算出し、その算出された混合燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項４】
上記請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
制御手段は、空燃比補正値算出手段により正常な空燃比補正値が算出可能である状況となったときに、アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度に基づいて算出される燃料噴射量に漸近するように燃料噴射量を補正していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項５】
機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、
この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、
機関の水温を検出する機関水温検出手段と、
この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、
燃料が貯留される燃料タンクに対し燃料が補給されたことを検出する燃料補給検出手段と
を備え、
上記制御手段は、上記燃料補給検出手段により燃料タンクへの燃料補給が検出された際に、上記アルコール濃度推定手段によるアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項６】
機関の排気系に設けられたセンサを有し、このセンサからの出力値に基づいた排気ガス中の酸素濃度より空燃比を得る空燃比取得手段と、
この空燃比取得手段により得られた空燃比から空燃比補正係数を算出する空燃比補正係数算出手段と、
機関の水温を検出する機関水温検出手段と、
この機関水温検出手段により検出された水温および上記空燃比取得手段により得られた空燃比に基づいて、燃料タンク内においてアルコール燃料単体およびガソリン燃料単体並びに両燃料を混合した混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
内燃機関の負荷に応じて演算された基本燃料噴射量を、上記空燃比取得手段により得られた空燃比、および上記アルコール濃度推定手段により推定されたアルコール濃度の推定値に基づいて変更して目標とする燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
この燃料噴射量決定手段により決定された燃料噴射量を、空燃比が理論空燃比に近似するように補正することによって空燃比フィードバック制御を行う制御手段と、
燃料タンク内に貯留される混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出する燃料増加量検出手段と
を備え、
上記制御手段は、上記燃料増加量検出手段により燃料タンク内の混合燃料の残量が増加側に変化したことを検出したときに、その増加側への変化に寄与した燃料のアルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して燃料噴射量を増大値に変更させるように制御するとともに、上記空燃比取得手段のセンサから安定した出力値が出力された際にそのセンサからの出力値に応じて燃料噴射量を増大値から補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項７】
上記請求項５または請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
制御手段は、空燃比取得手段のセンサが活性し始めて最初に出力値が出力された際に、アルコール濃度の推定値をアルコール濃度１００％に置換して増大値に変化させた燃料噴射量を上記センサからの最初の出力値に応じて補正するように制御していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−９９０３（Ｐ２００７−９９０３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４６２９０（Ｐ２００６−１４６２９０）
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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