JP2010024924A

JP2010024924A - 車載内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2010024924A
Application number: JP2008186229A
Authority: JP
Inventors: Kazuchika Tajima; 一親田島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: JP4962436B2

Abstract

【課題】車載内燃機関の制御装置として、複数のバンクに対する燃料供給態様の制御を通じて、燃料性状の変化に起因するドライバビリティの悪化を抑制する。
【解決手段】例えばＶ型の気筒配列を有する車載内燃機関には、各バンクの別に排気ガスからその燃焼に供された混合気の空燃比を検出する空燃比センサ４７Ｒ、４７Ｌが設けられている。直列に配管接続された各バンクのデリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌを含む燃料供給機構は、開閉弁からなる燃圧切替弁２３の切替制御を通じて、下流側のデリバリパイプ１４Ｌから燃料タンク１１への燃料の還流を許可する状態と同燃料の還流を禁止する状態とに切り替えられる。空燃比センサ４７Ｒ、４７Ｌを通じて検出されるバンク別の空燃比に対応して各々燃料性状を示す値の乖離を監視し、この乖離がある基準値未満にある期間だけ、燃料の還流を禁止する状態に燃圧切替弁２３を切替制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のバンクからなるとともに、燃料としてアルコール含有燃料を使用することの可能な車載内燃機関にあって、各バンクに対する燃料の供給制御を行う車載内燃機関の制御装置に関する。

車載内燃機関のひとつとして、任意の割合でアルコールをガソリンに混合したアルコール含有燃料を使用することのできる内燃機関が知られている（例えば特許文献１参照）。アルコールはガソリン等、通常の燃料とは炭素原子の含有量が異なるため、こうした内燃機関にあっては、燃料に含まれるアルコールの種類とその濃度に応じて燃料噴射量を制御する必要がある。例えば、エタノールはガソリンと比較して理論空燃比が小さいため、これを含む混合燃料を使用する場合には、ガソリンをその理論空燃比のもとで燃焼させた場合に排出される排気の酸素濃度と同等となるように燃料噴射量を増量する必要がある。そして、こうしたアルコール濃度に基づく燃料噴射量の補正が実行されることにより、排気通路に設けられた触媒装置の浄化性能を十分に発揮させることができ、排気性状の悪化を抑制することができるようになる。このため、こうした内燃機関においては、排気通路に設けられた空燃比センサの検出値に基づいて燃料のアルコール濃度を学習するとともに、その学習値に基づいて燃料噴射量を補正することが有効である。
特開平４‐１１６２３４号公報

ところで、上記アルコール含有燃料とはいえ、そのアルコール濃度は常に一定に保たれているわけではない。例えば、給油操作が行われた場合には、燃料タンクに貯留されている燃料のアルコール濃度が変化し、ひいては、その後の機関運転においても燃料のアルコール濃度に変化をきたすようになる。もっとも、このように燃料タンクに貯留された燃料のアルコール濃度が変化した場合でも、アルコール濃度の学習処理が完了すれば、その時々のアルコール濃度に応じた燃料噴射量の補正を行うことはできる。ただし、燃料噴射等を制御する制御装置が認識しているアルコール濃度と給油後等の実際のアルコール濃度とが大きく乖離している場合には、アルコール濃度の学習処理が追いつかず、こうしたアルコール濃度に即した燃料噴射量の補正を行うことができない。このため、当該内燃機関の冷間始動時等、燃焼自体のロバスト性の低い状況下では、燃焼限界を超えて燃料性状が変化するなど、燃料性状の急変に伴うドライバビリティ等の悪化が懸念されるようになる。

一方、上記特許文献１にも見られるように、近年は水平対向型内燃機関、あるいはＶ型内燃機関等、複数のバンクからなる車載内燃機関にも上述したアルコール含有燃料を使用することのできる内燃機関が採用される傾向にある。ただし、このような複数バンクからなる内燃機関とはいえ、同文献１に見られる内燃機関のように、それら複数のバンクに対する燃料の供給態様の共通化が図られている以上、バンクの数によることなく、燃料性状の変化に起因する上述した懸念も避けられないものとなっている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のバンクに対する燃料供給態様の制御を通じて、燃料性状の変化に起因するドライバビリティの悪化を好適に抑制することのできる車載内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、車載内燃機関の第１及び第２のバンクにそれぞれ設けられた燃料供給装置を直列に配管接続して、燃料タンクから供給される燃料を第１のバンクの燃料供給装置を介して第２のバンクの燃料供給装置に供給する燃料供給機構と、前記第２のバンクの燃料供給装置から前記燃料タンクへの燃料の還流を許可する許可状態と同燃料の還流を禁止する禁止状態とに切替可能な燃料還流切替機構と、前記第１のバンクと前記第２のバンクとでそれらバンク別の排気ガスから各々その燃焼に供された混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、これら検出されるバンク別の空燃比の乖離が基準値未満にある期間は前記燃料還流切替機構を前記禁止状態に切替制御し、同空燃比の乖離が前記基準値以上に大きくなることに基づいて前記燃料還流切替機構を前記許可状態に切替制御する燃料還流制御手段とを備えることを要旨とする。

前述のアルコール含有燃料が使用される場合、燃料に含まれるアルコールの濃度（燃料性状）は通常、そのまま上記検出される空燃比に反映されるようになる。このため、例えば給油に伴って、燃料タンクに貯留されている燃料のアルコール濃度が現状の濃度と大きく異なるような場合に燃料タンク内の燃料と各バンクの燃料供給装置内の燃料とを積極的に循環させるようなことがあると、空燃比フィードバック補正量が過大となることに起因する燃焼状態の急変を招き、ドライバビリティ悪化の原因となる。一方、給油に伴って、燃料タンクに貯留されている燃料のアルコール濃度が現状の濃度と大きく異なる場合であれ、燃料の上述した循環を禁止するようにすれば、各バンクの燃料供給装置に接続されているインジェクタによって噴射された分の燃料だけがそれら燃料供給装置に補填されるようになることから、機関始動初期には上記検出されるバンク別の空燃比の乖離も小さい。またこの場合には、各バンクの燃料供給装置に対する上記燃料の補填に伴い、それら燃料のアルコール濃度も徐々に高まるようになるものの、上記直列に配管接続された燃料供給装置ではその割合も両者で一定ではなく、上流側に位置する第１のバンクの燃料供給装置の方が下流側に位置する第２のバンクの燃料供給装置よりもアルコール濃度の上昇割合は高い。したがって、上記検出されるバンク別の空燃比の乖離もいずれはある値を超えて大きくなる。このため、上記構成によるように、同検出されるバンク別の空燃比の乖離が基準値、例えば上流側の第１のバンクの燃料供給装置内の燃料のアルコール濃度が燃料タンク内の燃料のアルコール濃度近くになったときのそれらバンク別の空燃比の乖離相当値未満にある期間は上記燃料還流切替機構を禁止状態に切替制御し、空燃比の乖離が同基準値以上に大きくなることに基づいて同燃料還流切替機構を許可状態に切替制御することとすれば、例えば上記検出されるバンク別の空燃比の平均値等、それら空燃比をなまし処理（平均化）した値に基づいて各バンクに設けられたインジェクタからの燃料噴射量を決定するような燃料噴射制御が行われる場合であれ、空燃比フィードバック補正量の急激な変化を抑えることができ、ひいてはドライバビリティの悪化も抑制することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記燃料還流制御手段は前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較に先立って前記第２のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化を監視し、該燃料の性状に所定以上の変化が生じていることを条件に前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較を開始することを要旨とする。

上記構成によれば、バンク別の空燃比の乖離と許容値との比較に先立ち、下流側に位置する第２のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化が監視される。そしてこのとき、給油操作が行われるなどして第２のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状、例えばアルコール濃度に所定以上の変化が生じていれば、このことを条件としてバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較が開始される。また逆に、第２のバンクの燃料供給装置内の燃料にこうした所定以上の性状変化が生じていなければ上記比較が開始されることはない。そして、第２のバンクの燃料供給装置は燃料供給経路の下流側に位置することから、この第２
のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化は、その上流に位置する第１のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化よりも遅れて生じる。このため、第２のバンクの燃料供給装置で燃料性状の変化が生じた場合には、かなり高い確率で燃料供給経路内に燃料性状の変化が生じているものと推定することができる。したがって、第２バンクの燃料供給装置での燃料性状の変化を基準とすることにより、こうした燃料の性状変化をより確実に捉えることが可能となり、ひいては、上記バンク別の空燃比の乖離と基準値との不要な比較の実行を回避しつつも、必要時にはそれら比較に基づく燃料還流切替機構の切替制御を精度よく行うことができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記燃料還流制御手段は前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較に先立って前記第１のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化を監視し、該燃料の性状に所定以上の変化が生じていることを条件に前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較を開始することを要旨とする。

ここでは、上記第２バンクの燃料供給装置での燃料性状の変化に代えて、その上流に位置する第１のバンクの燃料供給装置での燃料性状の変化を基準としてバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較が開始される。この第１のバンクの燃料供給装置とは、給油操作が行われるなどして燃料タンク内の燃料性状、例えばアルコール濃度が変化したような場合、より早期にその燃料性状に変化をきたす部分であり、いわば燃料性状の変化により敏感な部分であるともいえる。したがって、この第１バンクの燃料供給装置での燃料性状の変化を基準とすることにより、こうした燃料性状の変化をより早期に捉えることが可能となり、ひいては、上記バンク別の空燃比の乖離と基準値との比較の実行が促進されるかたちで、燃料還流切替機構の切替制御が効率よく実現されるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記燃料還流制御手段は、前記燃料の性状に所定以上の変化が生じていないとき、前記燃料還流切替機構を前記許可状態に切替制御することを要旨とする。

たとえ給油操作がなされた場合であっても、例えば給油前と同等のアルコール濃度の燃料が給油されるなど、燃料性状に変化が生じない場合もある。このような場合には、内燃機関にとっても給油操作前の運転状態との変化が生じ難いことから、給油操作に伴う機関運転への影響は懸念されない。この点、上記構成によれば、第２のバンクの燃料供給装置あるいは第１のバンクの燃料供給装置での燃料性状の変化が少ないことをもって燃料還流切替機構が許可状態に切替制御されて燃料の還流が許可される。この場合には、そもそも各バンクの燃料供給装置での燃料性状の変化が少ないことから、あえて上記請求項１に記載の制御を実行せずとも、ドライバビリティ等の悪化を招く懸念もない。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記燃料還流制御手段は、前記車載内燃機関の始動時の温度が使用される燃料の性状において自律運転の可能な適正温度以上にあるとき、前記燃料還流切替機構を無条件に前記許可状態に切替制御することを要旨とする。

一般に、アルコールを含む燃料は、機関低温時ほど空燃比の悪化に伴うドライバビリティの悪化が顕著となる傾向にあり、逆に、燃料及び機関温度が適正温度以上にあれば空燃比への影響は軽減される傾向にある。このため上記構成によるように、内燃機関の始動時の温度が自律運転の可能な適正温度以上であることを条件として燃料の還流を許可することとしても、空燃比の悪化、ひいてはドライバビリティの悪化を招くことなく車載内燃機関としての円滑な始動を図ることができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記燃料還流切替機構は、前記第２のバンクの燃料供給装置の終端部に設けられたプレッシャレギュレータを介して当該燃料供給装置内の燃料を前記燃料タンクに還流せしめる高圧リターン配管と、開閉弁である燃圧切替弁を介して前記第１のバンクの燃料供給装置に供給される燃料を前記燃料タンクに分岐還流せしめる低圧リターン配管とを備えて構成され、前記燃料還流制御手段は、前記燃圧切替弁を開弁状態として前記燃料還流切替機構を前記禁止状態に切替制御し、前記燃圧切替弁を閉弁状態として前記燃料還流切替機構を前記許可状態に切替制御することを要旨とする。

同構成によれば、燃料還流制御手段を通じての上述した燃料還流切替機構の切替制御に際し、第２のバンクの燃料供給装置の終端部に設けられたプレッシャレギュレータを利用しての、すなわち各バンクの燃料供給装置に供給する燃料の圧力を利用しての円滑な燃料還流切替が実現可能になる。

以下、本発明を具現化した一実施の形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１は主に、Ｖ型の気筒配列を有した８気筒の車載内燃機関、及びその燃料供給系の概略構成を示している。同図１に示されるように、この内燃機関にはその第１のバンク及び第２のバンクとなる右及び左のバンクに対応する燃料供給装置として右デリバリパイプ１４Ｒ及び左デリバリパイプ１４Ｌがそれぞれ設けられている。これらデリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌには各気筒に対応して４つのインジェクタ１６がそれぞれ接続されている。なお、この内燃機関は、ガソリンにエタノール（エチルアルコール）が混合された混合燃料を燃料として使用することのできるフレキシブル燃料内燃機関である。ちなみに、混合燃料のエタノール濃度（アルコール濃度）は通常、燃料タンク１１に残存する燃料のエタノールの濃度と給油操作により燃料タンク１１に新たに注入される燃料のエタノール濃度とでその都度異なるものとなる。具体的には、０％（ガソリンのみ）〜８５％の範囲内でその濃度が変化する。

ここで、こうした内燃機関の燃料供給系の構成について説明する。
燃料タンク１１の内部に設けられた燃料ポンプ１２は、メイン配管１３によって一方のデリバリパイプ１４Ｒと接続されている。また、この一方のデリバリパイプ１４Ｒと連通管１５によって直列に配管接続される他方のデリバリパイプ１４Ｌには、各デリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌ内の燃料圧力、すなわち燃料噴射圧Ｐを高圧に調節するための高圧調圧弁（高圧プレッシャレギュレータ）２１が設けられるとともに、同高圧調圧弁２１を介して高圧リターン配管１７が接続されている。

また、メイン配管１３には、燃料タンク１１の近傍に位置する部分に低圧リターン配管１８が接続されている。この低圧リターン配管１８には、各デリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌ内の燃料圧力を低圧に調節するための低圧調圧弁（低圧プレッシャレギュレータ）２２が設けられている。この低圧調圧弁２２の開弁圧ＰＬは高圧調圧弁２１の開弁圧ＰＨよりも低く設定されている（ＰＬ＜ＰＨ）。

一方、上記低圧リターン配管１８には、開閉弁からなる燃圧切替弁２３が設けられおり、この燃圧切替弁２３の弁位置に応じて、メイン配管１３の燃料が低圧リターン配管１８に流入可能な状態と流入不能な状態とが切り替えられる。

すなわち、この燃圧切替弁２３が閉弁状態になると、メイン配管１３から低圧リターン配管１８に燃料が流入することができなくなるため、燃料ポンプ１２からメイン配管１３に吐出された燃料は全て各デリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌに圧送されるようになる。そして、デリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌ内の燃料圧力が高圧調圧弁２１の開弁圧ＰＨより高く
なると、同高圧調圧弁２１が開弁して燃料が高圧リターン配管１７を通じて燃料タンク１１に還流されるようになる。その結果、燃料噴射圧Ｐは高圧調圧弁２１の開弁圧ＰＨと略同じ圧力に維持されることとなる。

他方、燃圧切替弁２３が開弁状態になると、メイン配管１３から低圧リターン配管１８に燃料が流入するようになる。そして、デリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌ内の燃料圧力が上昇して高圧調圧弁２１が開弁する前に低圧調圧弁２２が開弁し、燃料の一部はデリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌに圧送されることなく、低圧リターン配管１８を通じて燃料タンク１１に戻されるようになる。その結果、燃料噴射圧Ｐは低圧調圧弁２２の開弁圧ＰＬと略同じ圧力に維持されることとなる。

このように、本実施の形態にかかる燃料供給系では、燃圧切替弁２３の弁位置を切り替えることにより燃料噴射圧Ｐを異なる圧力に変更することができる。そして基本的に、機関始動時から所定の条件を満たすまでの期間においては燃圧切替弁２３は開弁状態となるように駆動され、所定の条件を満す場合には燃圧切替弁２３は閉弁状態となるように駆動される。

また、この内燃機関には、その機関運転状態を含め種々の情報を検出するための各種センサが設けられている。たとえば、クランクシャフト（図示略）の近傍には、その回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出するための機関回転速度センサ４２が設けられている。吸気管（図示略）には吸入空気量ＧＡを検出する吸入空気量センサ４３が設けられている。さらに、シリンダブロックのウォータジャケット（図示略）には機関冷却水温ＴＨＷを検出するための冷却水温センサ４４が設けられている。なお、この機関冷却水温ＴＨＷは機関温度や燃料温度と相関があるため、それらの代替値として用いられる。また、デリバリパイプ１４Ｒ及び１４Ｌの一方には燃料圧力（燃料噴射圧Ｐ）を検出する燃圧センサ４５が設けられている。その他、燃料タンク１１には、その内部の燃料量ＦＬを検出する燃料量センサ４６が設けられている。

また、この実施の形態においては、排気管も前記各バンクの別に設けられている。そして、前記右バンクに対応する右バンク用排気管３１Ｒには右バンク用三元触媒３２Ｒが設けられるとともに、その上流側には右バンク用空燃比センサ４７Ｒが設けられている。同じく左バンク用排気管３１Ｌには、左バンク用三元触媒３２Ｌが設けられるとともに、その上流側には左バンク用空燃比センサ４７Ｌが設けられている。このうち、右バンク用空燃比センサ４７Ｒは、右バンクでのその都度の燃焼に供された混合気の空燃比ＤＯＲに応じて連続的に変化する信号を出力する。また、左バンク用空燃比センサ４７Ｌは、左バンクでのその都度の燃焼に供された混合気の空燃比ＤＯＬに応じて連続的に変化する信号を出力する。ちなみに、右デリバリパイプ１４Ｒ及び左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度は常に一定ではなく、給油操作等によってその燃料性状が変化する。このため本実施の形態では、これら空燃比センサ４７Ｒ及び４７Ｌの検出信号から、デリバリパイプ１４Ｒ及びデリバリパイプ１４Ｌ内の燃料性状、すなわち各バンク毎のエタノール濃度（アルコール濃度）を算出するようにしている。なお、これら空燃比センサ４７Ｒ及び４７Ｌは、その素子温度が所定の活性化温度未満であるときには高い精度をもって空燃比ＤＯＲ及びＤＯＬを検出することができない。このため、空燃比センサ４７Ｒ及び４７Ｌには、排気温度や外気温が低いときに素子を加熱して素子温度を活性化温度にまで上昇させるためのヒータが内蔵されている。

以上の各種センサ４２〜４７の検出信号はいずれも内燃機関の電子制御装置４１に取り込まれる。この電子制御装置４１は、各種制御プログラムや演算用マップ、各種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記憶部４１ａを備えている。なお、この記憶部４１ａは、ＲＯＭ及びＲＡＭの他、機関運転が停止された場合、換言すれば電子制御
装置４１に対する給電が停止された場合においても、バッテリ（図示略）からの給電によりその記憶内容を保持するバックアップＲＡＭを含んでいる。電子制御装置４１は、これらセンサ４２〜４７を含め各種センサの検出信号に基づいてインジェクタ１６や、燃圧切替弁２３等を駆動することにより、燃料噴射量や燃料噴射圧、燃料の循環態様等々、燃料噴射にかかる制御を実行する。

次に、上述した車載内燃機関の始動に伴う各部での燃料のエタノール濃度の推移例とともに、本実施の形態で実行される燃料供給制御の概要を図２及び図３を参照して説明する。

まず、図２において、図２（ａ）は右デリバリパイプ１４Ｒ内のエタノール濃度の変化を、また図２（ｂ）は左デリバリパイプ１４Ｌ内のエタノール濃度の変化を、そして図２（ｃ）は左右デリバリパイプ内のエタノール濃度変化に応じてインジェクタ１６から噴射される燃料のエタノール濃度推移をそれぞれ示している。なおここでは、燃料タンク１１及び燃料供給経路内に残存する燃料はエタノール濃度が０％の燃料であり（燃料Ｅ０）、新しく給油された燃料はエタノール濃度が８５％の燃料（燃料Ｅ８５）であるとする。

このような前提のもとに、まず、イグニッションスイッチがＯＮされることによって内燃機関が始動されると、インジェクタ１６から左右デリバリパイプ内に貯留されている燃料が噴射される。こうしてインジェクタ１６から燃料が噴射されると、左右デリバリパイプ内から噴射された量だけ燃料が減少するため、この減少分を補うように燃料タンク１１から燃料Ｅ８５が供給される。このとき本実施の形態においては、先の図１からも明らかなように、この燃料Ｅ８５は、燃料ポンプ１２により燃料タンク１１から右デリバリパイプ１４Ｒを介して左デリバリパイプＬへと供給される。この結果、燃料Ｅ８５がデリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内に残存していた燃料Ｅ０と混合され、同デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度がＥ０からＥ８５へと次第に変化する。なおこのとき、下流側に位置する左デリバリパイプ内１４Ｌに供給される燃料は、その上流側に位置する右デリバリパイプ１４Ｒ内に貯留されている燃料Ｅ０と新たに供給される燃料Ｅ８５とが混合された燃料となっている。また上述のように、機関始動時から所定の条件を満たすまでの期間においては、燃圧切替弁２３が開弁状態に維持され、デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌから上記高圧リターン配管１７を介しての燃料の循環が制限されている。

ここで、本実施の形態において燃圧切替弁２３が機関始動後から開弁状態とされる期間は、左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度偏差（条件１）、及び左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ間の燃料のエタノール濃度の差（条件２）に基づいて決定される。

詳述すると、上記条件１では、図２（ｂ）に示すように、機関低温始動時の左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度が給油操作に起因して低温時の濃度変化基準値α１以上となったか否か、すなわち給油前の燃料Ｅ０から給油に伴って左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料の濃度がこの基準値α１以上となるまで実際に変化した否かが監視される。なお、機関始動時の温度は適温値Ｔ_０として予め定められた温度（例えば３４℃）を超えているか否かによって判断され、この適温値Ｔ_０以下であれば、機関が低温始動時であるとして上記基準値α１のもとにエタノール濃度の変化が監視される。

他方、上記条件２では、図２（ａ）に示す右デリバリパイプ１４Ｒ内の燃料のエタノール濃度β１と図２（ｂ）に示す左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度β２との乖離（差分値）がその基準値β以上となったか否かが監視される。すなわち、燃圧切替弁２３の開弁時には、高圧リターン配管１７を介しての燃料の循環が制限されることにより、右デリバリパイプ１４Ｒ内の燃料が左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料に優先して給油
後の燃料が混合される。このため、燃料の混合がある程度進むと、図２（ａ）、（ｂ）を対比して明らかなように、上流側にある右デリバリパイプ１４Ｒ内の燃料のエタノール濃度の方がその上昇割合が高く、下流側にある左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度との差が徐々に大きくなる。そして、この差が上記基準値β以上となったことをもって、右デリバリパイプ１４Ｒ内のエタノール濃度が燃料タンク１１内の燃料のエタノール濃度に近づいたことが判断される。

そして、これらの条件１及び条件２が満たされることによって、燃圧切替弁２３が閉弁状態とされ、上記高圧リターン配管１７を介しての燃料の循環が許容される。こうして燃料の循環が許容されると、燃料圧力の上昇に伴って右及び左デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内の燃料は燃料タンク１１内の給油後の燃料に入れ替わるため、それら右及び左デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ間での燃料のエタノール濃度の乖離が解消される。そしてその後は、両デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度は給油後のエタノール濃度Ｅ８５へと急速に推移する。

このように、給油操作後の機関始動時は、右及び左デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度は各別の推移を示すこととなるが、上記条件１及び条件２を経て燃圧切替弁２３が開弁状態から閉弁状態に切替制御されることで、上記インジェクタ１６から噴射される燃料のエタノール濃度も、平均的には図２（ｃ）に示される態様で推移するようになる。

図３は、比較例として、上述した条件１及び条件２による制限を設けることなく機関始動と同時に燃圧切替弁２３を閉弁状態とした場合の各デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内のエタノール濃度、あるいはインジェクタ１６を通じて噴射される燃料のエタノール濃度の推移を図２との対応のもとに示したものである。

いま、機関始動に伴って燃圧切替弁２３が閉弁状態とされると、燃料タンク１１から供給される燃料の圧力の上昇に伴って高圧リターン配管１７を介した燃料の循環が行われ、給油前の燃料と給油後との燃料の混合が急激になされる。こうした急激な燃料の混合により、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように両デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度もＥ０（０％）からＥ８５（８５％）まで急変し、このエタノール濃度の急変に伴って、冒頭に述べたエタノール濃度（アルコール濃度）の学習、すなわちインジェクタ１６から噴射される燃料のエタノール濃度の認識に図３（ｃ）に示されるような時間遅れｔｄが生じるようになる。このため、実際の燃料性状に即した燃料噴射制御を実行することができず、空燃比フィードバック補正量の急激な変化に起因してドライバビリティが悪化するようになる。この点、本実施の形態では、図２に例示したように、上記条件１及び条件２を満たすまでの間、燃圧切替弁２３を開弁状態に維持するようにしたことにより、こうした空燃比フィードバック補正量の急激な変化が抑制され、ひいてはドライバビリティの悪化も抑制されるようになる。

次に、こうした背景のもとに上記電子制御装置４１により実行される本実施の形態の燃料供給並びに燃料噴射制御の詳細について図４〜図８を参照して説明する。
まず、インジェクタ１６から噴射される燃料噴射量の算出処理についてその処理手順を図４のフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートに示す一連の処理は、電子制御装置４１によって所定の周期をもって繰り返し実行される。

同図４に示されるように、この一連の処理ではまず、機関回転速度ＮＥと同機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡから算出される機関負荷とに基づいて基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥが算出される（ステップＳ２００）。

次に、空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒにより各バンクでのその都度の燃焼に供された混合気の空燃比ＤＯＬ及びＤＯＲが検出可能か否かが判断される（ステップＳ２０１）。上述したように、空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒはその素子温度が所定の活性化温度未満であるときには高い精度をもって空燃比ＤＯＬ及びＤＯＲを検出することができないため、ここでは空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒの素子温度が所定の活性化温度以上である場合に、空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒによる空燃比ＤＯＬ及びＤＯＲの検出が可能である旨判断される。

そして、両バンクの空燃比ＤＯＬ及びＤＯＲが検出可能である旨判断された場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒによって検出された値に基づいて、左バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及び右バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＲが算出される。これらの左右バンクに対応する空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲは、ガソリンをその理論空燃比のもとで燃焼させた場合に排出される排気の酸素濃度と実際の排気の酸素濃度との一時的な乖離を補償するためのものである。

こうして左右バンク毎の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲが算出されると（ステップＳ２０３）、次に空燃比学習の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０４）。この実行条件としては、例えば車両の加速や減速が行われておらず内燃機関が定常運転状態であること、並びに左右バンク毎のフィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲから「１．０」を減じた値の絶対値が基準値より大きい状態が所定の期間継続していること、などが挙げられる。

ここで、空燃比学習の実行条件が成立していると判断された場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、予め設定された所定期間における左バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬの平均値ＦＡＦＡＶＥＬ、及び右バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＲの平均値ＦＡＦＡＶＥＲがそれぞれ算出される（ステップＳ２０５）。

そして、これら左右バンク毎のフィードバック補正係数の平均値ＦＡＦＡＶＥＬ及びＦＡＦＡＶＥＲから、それぞれ「１．０」を減算した値を現在の空燃比学習値ＫＧに加算した値が左右バンク毎の新たな空燃比学習値ＫＧＬ及びＫＧＲとして算出される（ステップＳ２０６）。このようにして算出された左右バンク毎の空燃比学習値ＫＧＬ及びＫＧＲが、左右のバンクに対応する空燃比学習値として記憶部４１ａのバックアップＲＡＭに記憶される。なお、こうした空燃比学習値の更新に伴い、左右バンク毎のフィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲは、その初期値である「１．０」に設定される。

次に、左右バンク毎の空燃比学習値ＫＧＬ及びＫＧＲ、そして図５に示すエタノール濃度学習処理ルーチンを通じて求められる左右バンク毎のエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲが記憶部４１ａのバックアップＲＡＭから読み込まれる（ステップＳ２０７）。

一方、空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒにより空燃比ＤＯＬ及びＤＯＲが検出することができない旨判断された場合は（ステップＳ２０１：ＮＯ）、左右バンク毎の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲが「１．０」に設定され（ステップＳ２０２）、左右バンク毎の空燃比学習値ＫＧＬ、ＫＧＲ、及び左右バンク毎のエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ、ＫＡＬＣＲがそれぞれ読み込まれる（ステップＳ２０７）。また、空燃比学習の実行条件が成立していない旨判断された場合にも（ステップＳ２０４：ＮＯ）、左右バンク毎の空燃比学習値ＫＧＲ、ＫＧＬ、及び左右バンク毎のエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ、ＫＡＬＣＲがそれぞれ読み込まれる（ステップＳ２０７）。

次に、左右バンク毎に算出した各学習値の平均化処理を行うべく、左右バンク毎に算出した空燃比学習値ＫＧＬ、ＫＧＲ、及びエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ、ＫＡＬＣＲ、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ、ＦＡＦＲの平均値を算出する。この平均化処理によって、空燃比学習平均値ＫＧａ、エタノール濃度学習平均値ＫＡＬＣａ、空燃比フィードバック補正係数平均値ＦＡＦａが算出される（ステップＳ２０８）。

そして最後に、これら平均化処理によって算出された空燃比学習平均値ＫＧａ、エタノール濃度学習平均値ＫＡＬＣａ、及び空燃比フィードバック補正係数平均値ＦＡＦａが加算され、その加算値と基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥとの積算値が最終燃料噴射量ＱＦＩＮとして算出される（ステップＳ２０９）。

このようにして最終燃料噴射量ＱＦＩＮが算出されると、この一連の処理は一旦終了される。
なお実際には、この燃料噴射量算出処理を通じて算出される最終燃料噴射量ＱＦＩＮと燃圧センサ４５により検出される燃料噴射圧Ｐとに基づいて燃料噴射時間ＴＡＵ、すなわちインジェクタ１６の開弁時間が算出される。そして、電子制御装置４１はこの燃料噴射時間ＴＡＵに基づいてインジェクタ１６を開弁駆動する。その結果、最終燃料噴射量ＱＦＩＮに相当する量の燃料がインジェクタ１６から噴射される。

ところで上述のように、本実施の形態にかかるフレキシブル燃料内燃機関にあっては、ガソリンよりも理論空燃比が小さいエタノールを含む混合燃料を使用しているため、ガソリンを理論空燃比のもとで燃焼させた場合に排出される排気の酸素濃度と等しくなるように、燃料噴射量を増量補正する必要がある。そして、こうした燃料噴射量の補正が実行されることにより、排気通路に設けられた触媒装置の浄化性能を十分に発揮させることができ、排気性状の悪化を抑制することができるようになる。

そこで、本実施の形態においては、排気通路に設けられた空燃比センサ４７Ｒ及び４７Ｌの検出値に基づいて燃料のエタノール濃度を推定してその補正すべき値を学習するとともに、上記ステップＳ２０８、Ｓ２０９の処理によるように、その学習値に基づいて燃料噴射量を補正するようにしている。また、最終燃料噴射量ＱＦＩＮは、左右バンクの各学習値の平均値を用いて求めることによって、左右のデリバリパイプ内のエタノール燃料の乖離から生じる左右バンクの空燃比のばらつきを抑制するようにしている。一方のデリバリパイプ内の燃料のエタノール濃度が急変したような場合であっても、こうした平均化処理によって最終燃料噴射量ＱＦＩＮの急変を抑制することができるようになる。

以下、このエタノール濃度学習処理について図５及び図６を参照して説明する。
図５はエタノール濃度学習処理の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す一連の処理も、電子制御装置４１によって所定の周期をもって繰り返し実行される。なお、このエタノール濃度学習処理の実行中は、燃料噴射量算出処理における空燃比の学習処理（ステップＳ２０３〜ステップＳ２０７）の実行が禁止される。また、このエタノール濃度学習処理は、左右バンクの別に実行される。

同図５に示されるように、この一連の処理ではまず、給油操作が行われた後、左右バンク毎のエタノール濃度ＡＬＣＬ及びＡＬＣＲの学習が未だ完了していないか否かが判断される（ステップＳ３００）。具体的には、給油操作フラグＸＦが「ＯＮ（オン）」に設定されている場合に、給油操作後、未だ左右バンク毎のエタノール濃度ＡＬＣＬ及びＡＬＣＲの学習が完了していない旨判断される。この給油操作フラグＸＦは、燃料タンク１１内の燃料量ＦＬが所定量以上増加した場合に「ＯＮ」に設定され、その後、左右バンク毎のエタノール濃度ＡＬＣＬ及びＡＬＣＲの学習が完了したとき、すなわちそれら学習される濃度が安定濃度に達したときに「ＯＦＦ（オフ）」に設定される。

そして、給油操作フラグＸＦが「ＯＦＦ」である旨判断されると（ステップＳ３００：ＮＯ）、この一連の処理は一旦終了される。
これに対して、給油操作が行われた旨判断されると（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、次にエタノール濃度学習の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ３０１）。ここで、左右の両バンクにおいて、以下の条件（イ）及び条件（ロ）が成立したときに、エタノール濃度学習の実行条件が成立した旨判断される。

（条件イ）左バンク用空燃比センサ４７Ｌ、右バンク用空燃比センサ４７Ｒが活性化している
（条件ロ）左バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬの絶対値≠１．０
右バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＲの絶対値≠１．０
ここで、エタノール濃度学習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Ｓ３０１：ＮＯ）、この一連の処理は一旦終了される。

一方、エタノール濃度学習の実行条件が成立していると判断された場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、例えば左右のバンクで一定量の燃料を噴射したときの空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒの検出結果に基づき左右バンクに対応する空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲが算出される。そして、これらの値と空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲの初期値（＝１．０）との偏差ΔＦＡＦＬ及びΔＦＡＦＲが算出される。そして、これらの偏差ΔＦＡＦＬ及びΔＦＡＦＲに基づいて左右デリバリパイプ内のエタノール濃度ＡＬＣＬ及びＡＬＣＲが推定される（ステップＳ３０２）。

すなわち、図６（ａ）に示すように、給油直後における機関始動の場合、給油後に算出される左右バンクのフィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲとその初期値（＝１．０）との偏差ΔＦＡＦＬ及びΔＦＡＦＲはエタノールの濃度に応じて異なるものとなる。したがって、この左右バンクの空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲの偏差ΔＦＡＦＬ及びΔＦＡＦＲに基づいて燃料のエタノール濃度ＡＬＣＬ、ＡＬＣＲを推定することができる。

その後、図６（ｂ）に示される演算用マップを通じて上記推定されたエタノール濃度ＡＬＣＬ及びＡＬＣＲに応じた補正値である左右バンク毎のエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲが算出される（ステップＳ３０３）。なお、これら演算用マップは実験等を通じて得られた結果に基づいて予め作成されたものであり、記憶部４１ａのＲＯＭに記憶されている。また、このようにして算出された左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ及び右バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＲは、記憶部４１ａのバックアップＲＡＭに記憶される。

なお、右デリバリパイプ１４Ｒと、右デリバリパイプの下流に位置する左デリバリパイプ１４Ｌとでは、給油直後における機関始動の燃料の混合条件が異なることから、空燃比センサ４７Ｒの検出結果に基づいて算出される右バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＲは、左バンク空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬとは異なる値となる。この結果、上述のエタノール濃度学習処理では、上記算出される左右のバンク間の学習値の差が実際の左右のデリバリパイプ間の燃料のエタノール濃度差に相関するようになる。

図７は、こうした燃料噴射量の算出、並びにエタノール濃度の学習を行いつつ、先の図２を参照して説明した条件１及び条件２のもとに前記燃圧切替弁２３の開閉制御を行う燃圧切替弁開閉制御についてその制御手順を示すフローチャートであり、以下、この図７を参照して、本実施の形態の制御装置による燃料供給制御の詳細について説明する。なお、このフローチャートに示す一連の処理は、電子制御装置４１により機関始動毎に実行され
る。

同図７に示されるように、この制御に際してはまず、給油後初回の機関始動か否かの判断として、上述した給油操作フラグＸＦが「ＯＮ」に設定されているか否かが判断される（ステップＳ５００）。この判断処理では、このフラグＸＦが「ＯＮ」の状態で機関始動操作が行われた場合に、機関停止中に給油操作が行われた旨判断される。

この処理を通じて給油操作フラグＸＦが「ＯＦＦ」に設定されている旨判断された場合には（ステップＳ５００：ＮＯ）、次に燃圧切替弁２３を閉じる処理が実行される（ステップＳ５１０）。そしてその後、燃料噴射量の算出に用いられる補正値である燃料の左右バンク毎の学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲの値が、以前の機関運転時に左右バンク毎に学習された値ＫＡＬＣＬ０及びＫＡＬＣＲ０に設定され（ステップＳ５１１）、この処理が終了される。

一方、給油操作フラグＸＦが「ＯＮ」に設定されている旨判断された場合には（ステップＳ５００：ＹＥＳ）、さらに機関温度が前述した機関始動時の適温値Ｔ_０よりも高い状態での再始動であるか否かが判断される（ステップＳ５０１）。具体的には、デリバリパイプに残留する燃料の温度の代替値として機関冷却水温ＴＨＷを冷却水温センサ４４によって検出し、その温度がこの適温値Ｔ_０を超えていることに基づいて機関温度及び燃料温度が適温状態にある旨判断される。

この処理を通じて機関始動時の適温値Ｔ_０よりも高い状態での機関再始動である旨が判断された場合には（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、そのまま燃圧切替弁２３を閉じる処理が実行されて（ステップＳ５０６）、この処理が終了される。

一方、機関温度がこの適温値Ｔ_０以下である旨判断された場合には（ステップＳ５０１：ＮＯ）、まずは燃圧切替弁２３を開く処理が実行される（ステップＳ５０２）。そして、燃料給油後の左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと以前の機関運転中に学習された左バンク始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との差が前述した低温時の濃度変化の基準値α１（図２）以上であるか否かが判断される（ステップＳ５０３ａ）。この判断処理によって、給油操作によって給油前とは異なるエタノール濃度の燃料が供給されたか否か、及び実際に左デリバリパイプ１４Ｌ内のエタノール濃度が変化した否かの判断がなされる。

ここで、燃料給油後の左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと左バンク始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との差が前述した低温時の濃度変化基準値α１（図２）未満である旨判断された場合には（ステップＳ５０３ａ：ＮＯ）、時間Ｔｓ１が経過するまでこの判断処理が繰り返される（ステップＳ５０３ａ、Ｓ５０３ｂ）。なお、この時間Ｔｓ１は、機関始動後、燃圧切替弁２３が開弁状態にあるときに、インジェクタ１６による燃料噴射のみを通じて左デリバリパイプ１４Ｌ内のエタノール濃度変化を検出する際の必要計測時間であり、燃料の給油によってその性状（濃度）に変化をきたす場合にその変化の計測に最低限必要な時間が設定されている。

すなわち、この必要計測時間Ｔｓ１が経過しても燃料給油後の左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと以前の機関運転中に学習された左バンク始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との差が上記基準値α１未満である旨判断された場合には（ステップＳ５０３ｂ：ＹＥＳ）、給油された燃料のエタノール濃度に大きな変化がなかった旨判断される。そしてこの場合、給油操作後の初回の機関始動ではなかった場合と同様の処理がなされて、この処理が終了される。すなわち、燃圧切替弁２３が閉弁され（ステップＳ５１０）、その後、燃料噴射量の算出に用いられる補正値である燃料の左右バンクのエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲの値が以前の機関運転時に学習された左右バンクの始動時学習値ＫＡ
ＬＣＬ０及びＫＡＬＣＲ０に設定される（ステップＳ５１１）。

一方、上記ステップＳ５０３ａ、Ｓ５０３ｂの処理を通じて燃料給油後の左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと以前の機関運転中に学習された学習値ＫＡＬＣＬ０との差が低温時の濃度変化基準値α１以上である旨判断された場合には（ステップＳ５０３ａ：ＹＥＳ）、燃料のエタノール濃度が燃焼に影響を及ぼす程度に変化している旨判断される。

こうした判断がなされると、まずは左右バンクのエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲが一旦以前の機関運転中に左右バンク毎に学習された始動時学習値ＫＡＬＣＬ０及びＫＡＬＣＲ０に設定される（ステップＳ５０４）。そして、左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと右バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＲとの差が先の基準値β（図２）以上となった旨判断されるまで、先の図５に例示したエタノール濃度学習処理が繰り返される（ステップＳ５０５ａ、Ｓ５０５ｂ）。こうした処理を経て、その後、左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと右バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＲとの差が先の基準値β（図２）以上となった旨判断された場合に（ステップＳ５０５ａ：ＹＥＳ）、右デリバリパイプ１４Ｒ内の燃料のエタノール濃度が実際のエタノール濃度、すなわち上記給油された燃料タンク１１内の燃料のエタノール濃度に近づいた旨推定される。そして、この時点で燃圧切替弁２３が閉弁駆動され（ステップＳ５０６）、この一連の処理が終了する。

図８は、こうした燃圧切替弁開閉制御に伴う動作例についてその一例を示したものである。なお、この図８では、燃料タンク１１内に残存する燃料のエタノール濃度ＡＬＣよりも新しく給油される燃料のエタノール濃度のほうが高く、また機関が低温にて再始動された場合についてその各部の動作とともにエタノール濃度推移を示している。

同図８に示されるように、内燃機関の停止中にタイミングｔ１にて給油操作が行われ（図８（ａ））、その後、タイミングｔ２にてイグニッションスイッチがＯＮ（オン）操作されて内燃機関が再始動されたとする（図８（ｂ））。このとき、機関温度（冷却水温）は先の適温値Ｔ_０以下であるために前記燃圧切替弁２３が開弁状態とされ、前記高圧リターン配管１７を通じての燃料の還流は制限されている（図８（ｃ））。

こうした状態で内燃機関が再始動されると、前記インジェクタ１６による燃料噴射に伴って左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ内に新しく給油された燃料がメイン配管１３を介して徐々に供給されるとともに、給油前の燃料と新しく供給された燃料とが混合されることによって、上流に位置する右デリバリパイプ１４Ｒからその下流に位置する左デリバリパイプ１４Ｌにかけてその内部の燃料のエタノール濃度が徐々に上昇する。

その後、タイミングｔ３にて左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度が前記時間Ｔｓ１の経過以前に先の基準値α１相当以上の濃度に達したとすると（図８（ｄ））、左右バンク間でのエタノール濃度学習値の乖離についての監視が開始され、この乖離が前記基準値βに達するタイミングｔ４をもって前記燃圧切替弁２３が閉弁状態に駆動される（図８（ｅ）、（ｃ））。なお前述のように、エタノール濃度学習値の乖離が基準値βに達するタイミングとは、インジェクタ１６によるそれまでの燃料噴射を通じて燃料タンク１１内の燃料のエタノール濃度に上流側の右デリバリパイプ１４Ｒ内の燃料のエタノール濃度が近づいたと判断される時期であり、この時点で以下の燃料還流の制限を解除することで空燃比等に及ぼす大きなばらつきも緩和されるようになる。

こうして燃圧切替弁２３が閉弁状態となることによって、新しく供給された燃料がその燃料圧力の増大に伴い高圧リターン配管１７を介して燃料タンク１１内へと還流される。
そして、この還流によって、燃料供給経路内の燃料のエタノール濃度が均一となり、その後はこの均一となったエタノール濃度に応じて空燃比ばらつき等の生じない安定した燃料噴射が継続されるようになる（図８（ｆ））。

上記説明したように、本実施の形態にかかる車載内燃機関の制御装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施の形態では、電子制御装置４１が給油操作を検出してから、左右のバンクに対応した空燃比センサ４７Ｌ及び４７Ｒの検出値から推定される左右バンク毎のエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲの乖離が基準値β以上となるまでの間、左右デリバリパイプ内の燃料が高圧リターン配管１７を通じて燃料タンク１１に還流されることを制限した。このため、左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ内やメイン配管１３内に残留している給油操作前の燃料、すなわち、エタノール濃度の学習値が既に設定されている燃料と給油された燃料とが徐々に混合され、インジェクタ１６から噴射される燃料についても、給油操作前のエタノール濃度から給油操作によって変化したエタノール濃度にまで徐々に変化させることができるようになる。したがって、エタノー濃度学習を通じて認識されているエタノール濃度と実際のエタノール濃度との間に大きな乖離が生じることを回避しつつ燃料噴射を実行することができ、ひいてはこの乖離に起因する空燃比の悪化を抑制することができる。すなわち、当該期間におけるドライバビリティの悪化等についてもこれを好適に抑制することが可能となる。

（２）上記還流の制限を解除する条件として、左右バンク毎のエタノール学習値ＫＡＬＣＬＲ及びＫＡＬＣＲの乖離が基準値β以上、すなわち上流側に位置する右デリバリパイプ１４Ｒ内の燃料のエタノール濃度が燃料タンク１１内の燃料のエタノール濃度に近づいたと判断する上で指標となる値以上になることとした。このため、上記還流制限の解除前の状態からの空燃比変化の連続性を円滑に維持することができ、当該時点以降のドライバビリティについてもこれを良好に維持することが可能となる。

（３）上記（１）、（２）に関連して、従来はドライバビリティが確保できなかったとされる領域においても、左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ内の燃料の性状変化を監視しながらエタノール濃度学習の実施が可能となった。すなわち、エタノール濃度学習の実施領域が拡大可能となった。

（４）また、給油後の機関始動に際して、燃料供給経路内の燃料の全体的な濃度偏差が縮小してから燃圧切替弁２３を閉弁状態とし燃料の還流を許可するようにしている。これにより、従来はドライバビリティを確保できる条件として機関温度が適温値Ｔ_０（３４℃）を超えていることを要件としていたが、この条件が例えば０℃以上の低温領域にも拡大されるなど、エタノール濃度学習にかかる学習速度の迅速化が図られるようにもなった。

（５）最終燃料噴射量ＱＦＩＮを、左右バンク毎に算出される各学習値の平均値に基づいて算出することとした。これにより、左右バンク毎のエタノール濃度の変化が平均化され、燃料性状の急変に伴う最終燃料噴射量ＱＦＩＮの変動、ひいては空燃比の悪化を抑制することができる。

（６）左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ別のエタノール濃度学習値の乖離と基準値βとの比較に先立ち、下流側に位置する左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度学習値の変化をまずは監視することとした。そしてこのとき、給油操作が行われるなどして左デリバリパイプ１４Ｌ内のエタノール濃度学習値に基準値α１以上の変化が生じていれば、このことを条件として、左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ別のエタノール濃度学習値の乖離と基準値βとの比較を開始することとした。このため、燃料の性状変化をより確実に捉えることが可能となり、上記左右デリバリパイプ１４Ｒ、１４Ｌ別のエタノール
濃度学習値の乖離と基準値βとの不要な比較の実行を回避しつつも、必要時にはそれら比較に基づく燃圧切替弁２３の切替制御を精度よく行うことができるようになる。

なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、機関低温始動時における左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料のエタノール濃度が給油操作に起因して変化したか否かを判断する基準値として、低温時の濃度変化基準値α１を用いた。これに限らず、機関温度が適温値Ｔ_０以上にある場合の高温時の濃度変化を監視する値として先の図２（ｂ）に破線にて示すような基準値α２を用い、機関温度が適温値Ｔ_０を超えた場合であっても左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料性状の変化を監視し、左デリバリパイプ内の燃料性状の変化に応じた還流制限処理を実行することとしてもよい。

すなわち、図９に示すように、機関始動適温値Ｔ_０よりも高い状態での機関再始動である旨判断された場合には（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、高温時の必要計測時間Ｔｓ２が経過するまで、燃料給油後の左バンクのエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと以前の機関運転中に学習された左バンクの始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との差が高温時の濃度変化基準値α２以上であるか否かが判断される（ステップＳ５２０ａ、Ｓ５２０ｂ）。この判断処理によって、燃料温度及び機関温度が適温状態であっても給油操作によって給油前とは異なるエタノール濃度の燃料が供給されたか否か、及び実際に左デリバリパイプ１４Ｌ内のエタノール濃度が変化した否かの判断がなされる。一方、必要計測時間Ｔｓ２を経過しても、燃料給油後の左バンク学習値ＫＡＬＣと以前の機関運転中に学習された左バンク始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との差がこの基準値α２より低い旨判断された場合には（ステップＳ５２０ａ：ＮＯ）、燃料温度及び機関温度が適温状態にあり、かつ給油操作が行われた燃料のエタノール濃度と給油操作前の燃料のエタノール濃度とが略同じ燃料である旨推定され、給油操作後の初回の機関始動でない場合（ステップＳ５００：ＮＯ）と同様の処理がなされる。すなわち、燃圧切替弁２３が閉とされた後、燃料噴射量の算出に用いられる補正値である燃料の左右バンクの学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲの値が、以前の機関運転時に学習された値である始動時学習値ＫＡＬＣＬ０及びＫＡＬＣＲ０に設定され（ステップＳ５１１）一連の処理が終了される。また一方、燃料給油後の左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと、以前の機関運転中に学習された左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬ０との差が上記基準値α２以上となった旨判断された場合には（ステップＳ５２０ａ：ＹＥＳ）、燃料温度及び機関温度が適温状態にあり、かつ給油操作が行われた燃料が燃料給油前とエタノール濃度と異なる燃料である旨推定される。このため、燃圧切替弁２３を閉じる処理が実行され（ステップＳ５２１）、左右バンクの学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＲがその初期値である濃度学習初期値ＫＡＬＣＩに設定される（ステップＳ５２２）。ここで、濃度学習初期値ＫＡＬＣＩは、エタノール濃度学習処理を通じて学習される濃度学習値のうち、エタノール濃度ＡＬＣが最も低い場合（すなわち０％）に設定される低濃度学習値とエタノール濃度ＡＬＣの最も高い場合（８５％）に設定される高濃度学習値との平均値である。こうして濃度学習値の初期化処理が実行されると、この一連の処理は終了される。

この変形例によれば、機関温度が適温値Ｔ_０を超えている場合であっても、高温時の濃度変化基準値α２によって左デリバリパイプ１４Ｌ内の燃料の性状変化を監視し、燃料性状の変化が空燃比への影響が懸念されるほど顕著であった場合には、機関低温時の場合と同様に燃流還流の制限処理がなされる。これにより、燃料性状の変化に起因するドライビリティの悪化をより好適に抑制することができる。

・上記実施の形態、あるいは上記変更例では、給油操作後の初回の機関始動であって、且つ機関水温が機関始動時の適温値Ｔ_０より高い状態での再始動である場合には、燃圧切替弁２３を閉じる処理が実行され、高圧リターン配管１７を通じて左右デリバリパイプ１
４Ｌ，１４Ｒの燃料が燃料タンク１１に戻されることを制限することを禁止するようにしているが、機関水温が機関始動適温値Ｔ_０より高い場合であっても、左右デリバリパイプ１４Ｌ，１４Ｒの燃料が燃料タンク１１に戻されることを制限するようにしてもよい。

・上記実施の形態では、給油操作後、初回の機関始動時でない場合には、制限処理を実行しないこととしたが、給油操作が検出された場合には、機関始動時であるか否かに関わらず、燃圧切替弁２３を開くことによって高圧リターン配管１７を通じて左右デリバリパイプ１４Ｌ，１４Ｒの燃料が燃料タンク１１に戻されることを制限するようにしてもよい。すなわち、給油操作は機関停止中に限らず、機関運転中に実行される可能性もあるため、制限処理の開始を機関始動時ではなく給油操作の検出時としてもよい。

・上記実施の形態では、機関再始動に際して給油操作が行われた旨検出された場合には、低圧リターン配管１８に備えられた燃圧切替弁２３を開くことによって高圧リターン配管１７を通じてデリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌの燃料が燃料タンク１１に戻されることを制限し、デリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌやメイン配管１３に給油操作前の燃料をある程度の量残留させるようにしている。これに限らず、燃料ポンプ１２の吐出圧を給油操作が検出されなかった場合と比較して小さくすることによってデリバリパイプ１４Ｒ，１４Ｌの燃料が燃料タンク１１に戻されることを制限するようにしてもよい。

・上記実施の形態では、給油操作フラグＸＦが「ＯＮ」に設定されている場合に、機関停止中に給油操作が行われた旨判断するようにしている。これに限らず、左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと左バンク始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との乖離が低温時の濃度変化基準値α１よりも高くなった場合に給油操作が行われた旨判断するようにしてもよい。また、給油口の蓋の開閉操作を検出する検出手段を設け、同蓋の開閉に基づいて給油操作の有無を判断してもよい。またさらには、給油ガンを給油口に差込む操作を検出する手段を設け、その差込の有無に基づいて給油操作の有無を判断してもよい。

・上記実施の形態では、左バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＬと左バンク始動時学習値ＫＡＬＣＬ０との乖離に基づいて燃料性状が変化することを検出することとした（条件１）。これに限らず、燃料性状の変化を早期に効率よく検出する上では、右バンクエタノール濃度学習値ＫＡＬＣＲと右バンク始動時学習値ＫＡＬＣＲ０との乖離をその代替値としてもよい。

・上記実施の形態では、左右バンクの各学習値の平均値に基づいて最終燃料噴射量ＱＦＩＮを算出したが、これに限らず、左右のバンク毎に算出した各学習値に基づいて、左右のバンク別に最終燃料噴射量ＱＦＩＮを算出してもよい。そしてこの場合には、これら算出される最終燃料噴射量ＱＦＩＮに応じて前記左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ内のエタノール濃度学習値の乖離の判断に用いる基準値βの値を変更するようにしてもよい。

・上記実施の形態では、前記条件１及び条件２において、エタノール濃度推定値に基づく学習値ＫＡＬＣＬ及びＫＡＬＣＬＲ、ＫＡＬＣＬ０を燃圧切替弁２３の開閉状態を制御する燃料還流制御の判断値として用いた。これに限らず、左右デリバリパイプ１４Ｌ、１４Ｒ内の燃料性状に基づいて燃料還流制御を行う上では、左右バンク毎の空燃比学習値ＫＧＬ及びＫＧＲ、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬ及びＦＡＦＲ、あるいは、これらに基づく燃料噴射補正量を燃料還流制御の判断値として用いてもよい。すなわち要は、複数のバンクの別に検出される空燃比の乖離が基準値（β相当値）未満にある期間は、高圧リターン配管１７を介して燃料が還流することを禁止状態とし、空燃比の乖離が基準値を超えた場合に高圧リターン配管１７を介しての燃料の還流を許可状態とするものであればよい。

・上記実施の形態では、燃流還流制御手段として条件１と条件２を満たすことを要件としたが、これに限らず、条件２のみを満たすことを燃流の還流の禁止状態、許可状態の要件としてもよい。すなわち、左右バンク別の燃料性状を示す値の乖離のみ変化に基づいて燃料の還流を制御する構成であってもよい。

・上記実施の形態では、燃料還流切替機構を開閉可能な燃圧切替弁２３に具現化した。これに限らず、燃料還流切替機構は燃料供給経路の流路抵抗を制御することによって燃料の還流を禁止、許可とすることのできるものであればよい。

・上記実施の形態では、空燃比検出手段を空燃比センサ４７Ｌ、４７Ｒにより具現化したが、左右バンク別の燃料性状の変化に基づいて燃料還流制御を実行する上ではこれに限らず、例えば酸素濃度センサ等を用いて左右バンク別の燃料性状の変化を推定する構成であってもよい。

・上記実施の形態では、混合燃料のエタノール濃度は、燃料タンク１１に残存する燃料のエタノールの濃度と給油操作により燃料タンク１１に注入される燃料のエタノール濃度とに応じてその都度異なるものとなり、０％（ガソリンのみ）〜８５％の範囲内で変化するものとしたが、例えばエタノールの濃度が０％〜１００％（エタノールのみ）にまで変化する混合燃料を使用する場合であっても、上記実施の形態に準じたかたちで本発明を具現化することができる。

・上記実施の形態では、ガソリンに混合させるアルコールはエタノールとしたが、これに限らず、メタノールやイソプロピルエタノール等であってもよい。

本発明にかかる車載内燃機関の制御装置の一実施形態について主にその燃料供給系の構成を示す略図及びブロック図。（ａ）〜（ｃ）は、左右デリバリパイプ内のエタノール濃度の変化とインジェクタ１６から噴射される燃料のエタノール濃度推移を示すグラフ。（ａ）〜（ｃ）は、図２の比較例として左右デリバリパイプ内のエタノール濃度の変化とインジェクタ１６から噴射される燃料のエタノール濃度推移を示すグラフ。同実施形態による燃料噴射量算出処理についてその処理手順を示すフローチャート。同実施形態によるエタノール濃度学習処理についてその処理手順を示すフローチャート。（ａ）は空燃比フィードバック補正係数の変化量と燃料のエタノール濃度との関係を示すグラフ。（ｂ）は燃料のエタノール濃度とエタノール濃度学習値との関係を示すグラフ。同実施の形態による燃圧切替弁開閉制御についてその制御手順を示すフローチャート。同実施の形態の燃圧切替弁開閉制御に伴う動作例を示すタイミングチャート。同実施の形態による燃圧切替弁開閉制御の変形例についてその制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１３…メイン配管、１４Ｒ…右デリバリパイプ、１４Ｌ…左デリバリパイプ、１５…連通管、１６…インジェクタ、１７…高圧リターン配管、１８…低圧リターン配管、２１…高圧プレッシャレギュレータ、２２…低圧プレッシャレギュレータ、２３…燃圧切替弁（開閉弁）、３１Ｌ…左バンク用排気管、３１Ｒ…
右バンク用排気管、３２Ｌ…左バンク用三元触媒、３２Ｒ…右バンク用三元触媒、４１…電子制御装置、４１ａ…記憶部、４２…機関回転速度センサ、４３…吸入空気量センサ、４４…冷却水温センサ、４５…燃圧センサ、４６…燃料量センサ、４７Ｒ…右バンク用空燃比センサ、４７Ｌ…左バンク用空燃比センサ。

Claims

車載内燃機関の第１及び第２のバンクにそれぞれ設けられた燃料供給装置を直列に配管接続して、燃料タンクから供給される燃料を第１のバンクの燃料供給装置を介して第２のバンクの燃料供給装置に供給する燃料供給機構と、
前記第２のバンクの燃料供給装置から前記燃料タンクへの燃料の還流を許可する許可状態と同燃料の還流を禁止する禁止状態とに切替可能な燃料還流切替機構と、
前記第１のバンクと前記第２のバンクとでそれらバンク別の排気ガスから各々その燃焼に供された混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
これら検出されるバンク別の空燃比の乖離が基準値未満にある期間は前記燃料還流切替機構を前記禁止状態に切替制御し、同空燃比の乖離が前記基準値以上に大きくなることに基づいて前記燃料還流切替機構を前記許可状態に切替制御する燃料還流制御手段と、
を備える車載内燃機関の制御装置。
前記燃料還流制御手段は前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較に先立って前記第２のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化を監視し、該燃料の性状に所定以上の変化が生じていることを条件に前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較を開始する
請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置。
前記燃料還流制御手段は前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較に先立って前記第１のバンクの燃料供給装置内の燃料の性状変化を監視し、該燃料の性状に所定以上の変化が生じていることを条件に前記検出されるバンク別の空燃比の乖離と前記基準値との比較を開始する
請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置。
前記燃料還流制御手段は、前記燃料の性状に所定以上の変化が生じていないとき、前記燃料還流切替機構を前記許可状態に切替制御する
請求項２または３に記載の車載内燃機関の制御装置。
前記燃料還流制御手段は、前記車載内燃機関の始動時の温度が使用される燃料の性状において自律運転の可能な適正温度以上にあるとき、前記燃料還流切替機構を無条件に前記許可状態に切替制御する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置。
前記燃料還流切替機構は、前記第２のバンクの燃料供給装置の終端部に設けられたプレッシャレギュレータを介して当該燃料供給装置内の燃料を前記燃料タンクに還流せしめる高圧リターン配管と、開閉弁である燃圧切替弁を介して前記第１のバンクの燃料供給装置に供給される燃料を前記燃料タンクに分岐還流せしめる低圧リターン配管とを備えて構成され、前記燃料還流制御手段は、前記燃圧切替弁を開弁状態として前記燃料還流切替機構を前記禁止状態に切替制御し、前記燃圧切替弁を閉弁状態として前記燃料還流切替機構を前記許可状態に切替制御する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置。