JP2010112361A - 燃料のアルコール濃度推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料のアルコール濃度をより一層正確に推定することができる燃料のアルコール濃度推定装置を提供する。
【解決手段】フィードバック制御手段によって空燃比フィードバック制御が実行される際に、変更手段が空燃比フィードバック制御のフィードバック補正値の基準値をエンジンの運転状態に応じて適宜変更し、補正値変化度合演算手段が変更した基準値に基づいて補正値の変化度合を演算し、濃度推定手段がこの補正値の変化度合に基づいて燃料のアルコール濃度推定を実行してアルコール濃度推定値を更新する。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定装置に関する。

自動車等の車両用のエンジンには、燃料として一般的にガソリンが使用されているが、周知の通り、アルコールを混合した燃料を使用することができるものもある。アルコールを任意の割合で（０％〜１００％）混合した燃料を使用可能なエンジンを搭載した車両は、一般にＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）と呼ばれている。

このようなＦＦＶ用のエンジンにおいても、ガソリンエンジンと同様に、酸素センサやＬＡＦＳ（リニア空燃比センサ）を設けて排気中の酸素濃度から排気空燃比を検出し、排気空燃比が目標空燃比に近づくように燃料供給量をフィードバック補正する制御を行っている。

この際、ＦＦＶにおいてはガソリンとアルコールとの理論空燃比の相違等、両燃料の特性の相違を考慮して燃料噴射量の制御を適正に行う必要がある。すなわち、混合燃料のアルコール濃度を的確に把握し、アルコール濃度に応じた的確な燃料供給量制御を行う必要がある。そして、アルコール濃度を的確に把握するためには、給油時等のようにアルコール濃度が変化し得る状況に応じて、適宜アルコール濃度の学習を行う必要がある。

燃料のアルコール濃度の推定方法としては、様々な方法が提案されているが、例えば、酸素濃度センサの出力に応じた第１の補正係数の大きさから燃料のアルコール濃度を推定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６３−５１３０号公報

このように補正係数（補正値）に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する場合、一般的には、一定の基準値からの変化量（ずれ量）に基づいてアルコール濃度が推定される。しかしながら、エンジンの運転状態によってベースとなる空燃比（ベースＡ／Ｆ）は変化する場合がある。例えば、低温始動時には、燃料噴射量が暖機増量されてベースＡ／Ｆは、リッチ側にシフトする。また、例えば、エンジンの高温始動時直後には、配管中の燃料が蒸発して気泡が発生し、これに伴ってベースＡ／Ｆはリーン側にシフトする。また、例えば、いわゆるオイル希釈燃料が蒸発することによってベースＡ／Ｆがリッチ側にシフトする。

このため、常に一定の基準値からの補正値の変化量に基づいてアルコール濃度を推定すると、運転状態によってはアルコール濃度を誤推定してしまう虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃料のアルコール濃度をより一層正確に推定することができる燃料のアルコール濃度推定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、アルコールを混合した燃料を使用可能なエンジンの排気空燃比を検出する排気空燃比検出手段と、該排気空燃比検出手段が検出した排気空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を実行するフィードバック制御手段と、該フィードバック制御手段によって実行される空燃比フィードバック制御のフィードバック補正値の基準値に対する変化量に基づいて燃料のアルコール濃度推定値を更新する濃度推定値更新手段と、前記フィードバック補正値の基準値を前記エンジンの運転状態に応じて変更する変更手段と、を具備することを特徴とする燃料のアルコール濃度推定装置にある。

かかる第１の態様では、運転状態に応じて補正値の基準値（補正基準値）が変更されるため、フィードバック補正値の変化量も正確に検出される。したがって、この補正値の変化量に基づいて燃料のアルコール濃度を正確に推定することができる。

本発明の第２の態様は、前記フィードバック補正値の基準値に対する変化量に基づいて補正値の変化度合を演算する補正値変化度合演算手段をさらに具備し、前記濃度推定値更新手段が、前記補正値変化度合演算手段によって演算された補正値の変化度合に基づいて燃料のアルコール濃度推定値を更新することを特徴とする第１の態様の燃料のアルコール濃度推定装置にある。

かかる第２の態様では、補正値の変化度合に基づいて燃料のアルコール濃度が推定されることで、アルコール濃度の推定精度がさらに向上する。

本発明の第３の態様は、前記変更手段が、前記エンジンの温度に相関する相関値に応じて前記基準値を変更することを特徴とする第１又は２の態様のアルコール濃度推定装置にある。

かかる第３の態様では、エンジンの温度に相関する相関値に応じて基準値を変更することで、エンジンの運転状態に応じた空燃比の変動に拘わらず、燃料のアルコール濃度を正確に推定することができる。

本発明の第４の態様は、前記エンジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段を備え、
前記変更手段が、前記相関値として前記冷却水温検出手段の検出結果を用い、この検出結果に応じて前記基準値を変更することを特徴とする第３の態様の燃料のアルコール濃度推定装置にある。

かかる第４の態様では、冷却水温に応じて基準値を変更することで、特に、冷態始動時に一時的に燃料を増量し、空燃比がリッチ化した場合の基準値のずれを適切に補正できる。

本発明の第５の態様は、前記エンジンの潤滑油温を検出する油温検出手段と、前記エンジンの吸気管内圧を検出する吸気管内圧検出手段と、を備え、前記変更手段が、前記相関値として前記冷却水温検出手段と前記油温検出手段との検出結果を用いるとともに、前記吸気管内圧検出手段の検出結果を用い、これらの検出結果に応じて前記基準値を変更することを特徴とする第４の態様の燃料のアルコール濃度推定装置にある。

かかる第５の態様では、冷却水温、潤滑油温及び吸気管内圧に応じて基準値を変更することで、特に、潤滑油（オイル）に希釈した燃料が蒸発し、この蒸発した燃料が再びエンジンの燃焼室内に導入されて空燃比がリッチ化した場合の基準値のずれを適切に補正できる。

本発明の第６の態様は、前記エンジンの吸入空気の温度を検出する吸気温検出手段と、前記エンジンの始動後経過期間を検出する期間検出手段と、を備え、前記変更手段が、前記相関値として前記冷却水温検出手段と前記吸気温検出手段との前記エンジンの始動時の検出結果を用いるとともに、前記期間検出手段の検出結果を用い、これらの検出結果に応じて前記基準値を変更することを特徴とする第４の態様の燃料のアルコール濃度推定装置。

かかる第６の態様では、始動後経過期間に応じて基準値を変更することで、特に、エンジンが前回停止してから再始動するまでの期間が短い場合、すなわち、エンジン温度がある程度維持された状態で再始動を行う場合に、エンジン温度の影響を受けて燃料中にベーパが発生し、このベーパの発生によって空燃比がリーン化した場合の基準値のずれを適切に補正できる。

本発明の第７の態様は、前記変更手段が、前記基準値を変更すると共に変更した基準値に対して不感帯を設定することを特徴とする第１〜６の何れか一つの態様の燃料のアルコール濃度推定装置にある。

かかる第７の態様では、不感帯を設けることで、フィードバック補正値の変化量について、空燃比変動によるばらつきをより抑制することができる。したがって、この補正値の変化量に基づいて燃料のアルコール濃度を推定することで、推定精度がさらに向上する。

以上のように本発明によれば、燃料のアルコール濃度をより一層正確に推定することができる。したがって、空燃比を適正に制御して、排気ガス性能の悪化や、ドライバビリティの悪化等を効果的に抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。なお本実施形態では、アルコールを混合した燃料を使用可能なエンジンと、燃料のアルコール濃度推定装置を含むエンジンの制御装置とで構成されるエンジンシステムを例示して本発明を説明する。

まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を説明する。

図１に示すエンジン１１は、ＦＦＶに搭載される、いわゆる吸気管噴射型(Multi Point Injection)のエンジンであり、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３とクランクケース１４とを有している。シリンダブロック１３の各シリンダ１５内には、ピストン１６が往復運動可能なように収容されている。このピストン１６とシリンダ１５とシリンダヘッド１２とで燃焼室１７が形成されている。ピストン１６は、コンロッド１８を介してクランクケース１４内に配されたクランクシャフト１９に接続されている。ピストン１６の往復運動は、コンロッド１８を介してクランクシャフト１９に伝達される。

シリンダヘッド１２には吸気ポート２１が形成されている。この吸気ポート２１には吸気マニホールド２２が接続されている。吸気ポート２１には吸気弁２３が設けられており、この吸気弁２３によって燃焼室１７と吸気ポート２１が連通・遮断されるようになっている。吸気マニホールド２２には、燃料パイプ２４を介して燃料タンク２５に接続された燃料噴射弁２６が吸気ポート２１内に燃料を噴射可能に設けられている。

なお燃料タンク２５は、燃料タンク２５内の蒸散燃料を吸着させるキャニスタ２７が接続されると共に、キャニスタ２７がパージ通路２８を介して吸気系を構成する吸気管（吸気通路）２９に接続されている。そして所定のパージ条件が成立したときに、パージ通路２８に設けられたパージ弁３１が開かれて、キャニスタ２７内に吸着された蒸散燃料をパージ通路２８から吸気管（吸気通路）２９に導入される。これにより蒸散燃料の大気中への放出を防止している。また燃料タンク２５内には、燃料タンク２５内の燃料貯蔵量を検出する燃料レベルセンサ３２が設けられている。

シリンダヘッド１２には、さらに排気ポート３３が形成されている。この排気ポート３３には排気マニホールド３４の一端が接続され、排気マニホールド３４の他端には排気管３５が接続されている。なお、排気ポート３３には排気弁３６が設けられており、吸気ポート２１における吸気弁２３と同様、燃焼室１７と排気ポート３３はこの排気弁３６によって連通・遮断されるようになっている。

なおシリンダヘッド１２には、各気筒に対応して点火プラグ３７が取り付けられている。各点火プラグ３７には、高電圧を出力する点火コイル３８が接続されている。吸気マニホールド２２の上流側の吸気管２９には、サージタンク３９が設けられ、このサージタンク３９の上流側に吸気量を調整するスロットルバルブ４１及びスロットルバルブ４１の開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）４２が設けられている。さらにスロットルバルブ４１の上流には、吸気量を計測するエアフローセンサ４３が介装されている。

またシリンダヘッド１２の上部には、吸気弁２３や排気弁３６を作動させるための各種動弁機構を覆うようにヘッドカバー４４が設けられており、ヘッドカバー４４とクランクケース１４とはシリンダブロック１３に設けられた連通路４５によって連通されている。ヘッドカバー４４にはＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）バルブ４６が設けられている。このＰＣＶバルブ４６は、一端がスロットルバルブ４１の下流側の吸気管２９に接続されたホース４７に接続されている。さらにヘッドカバー４４とスロットルバルブ４１の上流側の吸気管２９とがホース４８によって接続されている。

ここで、燃焼室１７内の内壁面に付着した燃料は、ピストン１６の潤滑のための潤滑油と共にシリンダ１５とピストン１６との隙間からクランクケース１４内に流れ落ちて潤滑油を希釈する。この潤滑油を希釈した燃料（オイル希釈燃料）は、エンジン１１の温度上昇に伴って蒸発し、ヘッドカバー４４に設けられたＰＣＶバルブ４６を介して吸気管２９に供給される。すなわち、ピストン１６の作動により吸気管２９及び吸気マニホールド２２内が負圧になることでＰＣＶバルブ４６が開き、吸気管２９に蒸発したオイル希釈燃料が供給される。そして、このオイル希釈燃料は燃焼室１７において新気と共に再燃焼させられる。

排気マニホールド３４に接続された排気管３５には、排気浄化用触媒である三元触媒４９が介装されている。三元触媒４９の上流側には、触媒通過前の排ガス中の酸素濃度、つまり排気空燃比を検出する排気空燃比検出手段としてのＯ_２センサ５１が設けられている。

ＥＣＵ（電子コントロールユニット）５２は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、中央処理装置（ＣＰＵ）や、タイマカウンタ等を備えている。このＥＣＵ５２によって、エンジン１１の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ５２の入力側には、上述したスロットルポジションセンサ４２、エアフローセンサ４３、Ｏ_２センサ５１の他、エンジン１１のクランク角を検出するクランク角センサ５３、エンジン１１の冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段としての水温センサ５４等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。

一方、ＥＣＵ５２の出力側には、上述の燃料噴射弁２６、点火コイル３８、スロットルバルブ４１、パージ弁３１等の各種出力デバイスが接続されている。これら各種出力デバイスには、ＥＣＵ５２で各種センサ類からの検出情報から演算された燃料噴射時間、点火時期、スロットル開度、弁開閉時期等のパラメータ値が出力されて、燃焼室１７内の燃焼状態が制御されている。

例えば、これら各種センサ類からの検出情報に基づいてエンジン１１の空燃比が適正に制御される。その際、燃料のアルコール濃度によって適正な空燃比は異なるため、空燃比を適正に制御するためには、燃料のアルコール濃度を正確に検出或いは推定しておく必要がある。

本発明に係る燃料のアルコール濃度推定装置１０では、フィードバック補正値の基準値に対する変化量に基づいて燃料のアルコール濃度を推定するが、その際、エンジン１１の運転状態に応じて基準値を適宜変更することで、燃料のアルコール濃度の推定精度を向上させている。したがって、推定したアルコール濃度に基づいて空燃比を調整することで、空燃比をより一層適正に制御することができる。

例えば、本実施形態に係る燃料のアルコール濃度推定装置１０は、上記のような各種センサ類とＥＣＵ５２とで構成され、ＥＣＵ５２は、フィードバック制御手段５５と、補正値変化度合演算手段５６と、濃度推定値更新手段５７と、変更手段５８とを具備する。

フィードバック制御手段５５は、Ｏ_２センサ５１が検出した排気空燃比に基づいて空燃比フィードバック制御を実行する。補正値変化度合演算手段５６は、フィードバック制御手段５５によって実行されるフィードバック制御のフィードバック補正値の基準値（以下、補正基準値）に対する変化量を演算すると共に、この補正値の変化量に基づいて補正値の変化度合を演算する。濃度推定値更新手段５７は、補正値変化度合演算手段５６によって演算された補正値の変化度合に基づいて燃料のアルコール濃度推定値を更新する。変更手段５８は、補正値の変化量や変化度合の基準となる補正基準値をエンジン１１の運転状態に応じて適宜変更する。

以下、図２〜図４のフローチャートを参照しつつ、アルコール濃度推定装置１０によるアルコール濃度推定制御の一例について説明する。

図示するように、まずステップＳ１で燃料給油フラグがオンに設定されているか否かが判定される。燃料給油フラグは、後述するステップで燃料タンク２５内の燃料レベルセンサ３２の検出結果に基づいて燃料給油が行われたと判定された場合に、オンに設定されるフラグである。なお燃料給油フラグがオフに設定される場合については後述する。

例えば、初期設定では燃料給油フラグはオフに設定されているため（ステップＳ１：Ｎｏ）、この場合にはステップＳ２に進み、燃料レベルセンサ３２の検出結果に基づいて燃料タンク２５内の燃料レベル（燃料貯蔵量）が増加していないかどうかを判定する。つまり、燃料レベルセンサ３２の検出結果に基づいて燃料給油が行われたか否かを判定する。燃料レベルが変化（上昇）している場合、つまり燃料給油が行われたと判定された場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ３で燃料給油フラグがオンに設定されると共に、ステップＳ４で給油後にエンジン１１で消費された燃料量（給油後燃料消費量）ΣＦＬ（ｋ）がリセットされる。一方、燃料タンク２５内の燃料レベルが増加していない場合、つまり燃料給油が行われていないと判定された場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、燃料給油フラグはオフの設定のまま維持され、次いでステップＳ５で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）がリセットされる。そして、後述するステップＳ２４に進む。

一方、ステップＳ１で燃料給油フラグがオンに設定されている場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、次いで、ステップＳ６で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が算出される。次いで、燃料のアルコール濃度推定を実施可能な期間（以下、「濃度推定期間」という）であるか否か、すなわち燃料噴射弁２６から噴射される燃料のアルコール濃度が変化している期間であるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ７で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第２の所定値以下であるか否かを判定し、ステップＳ８で第１の所定値以上であるか否かを判定する。なお、第２の所定値とは、第１の所定値よりも大きい値に設定されている。

そしてステップＳ７で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第２の所定値以下であり（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、さらに給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第１の所定値以上である場合に（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、濃度推定期間であると判定される。一方、給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第２の所定値よりも大きい場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、或いは給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第１の所定値よりも小さい場合には（ステップＳ８：Ｎｏ）、濃度推定期間ではないと判定される。

濃度推定期間であると判定されると、次いでステップＳ９でフィードバック制御手段５５によって実行されるフィードバック制御による空燃比（Ａ／Ｆ）学習が禁止されると共に、パージ周期（パージタイマ）が特別設定に切り替えられる。

濃度推定期間中は、上述したように燃料給油に伴って燃料噴射弁２６から噴射される燃料のアルコール濃度が変化していると考えられるため、フィードバック制御によるＡ／Ｆ学習を行うと空燃比を誤学習してしまう虞がある。このため濃度推定期間である場合にはＡ／Ｆ学習が禁止される。

また後述するステップで燃料のアルコール濃度推定を実行する際にパージが実施されていると、それに伴って排気空燃比が変化してしまいアルコール濃度を誤推定してしまう虞がある。このため濃度推定期間であると判定された段階でパージ周期を特別設定としてパージ導入期間を短くし、アルコール濃度推定を頻繁に実行できるようにしている。

次いで、ステップＳ１０で、その他のアルコール濃度推定実行条件が成立している否か、例えば、パージの実施状況、冷却水の温度等の条件が成立しているか否かが判定される。そして、アルコール濃度推定実行条件が成立していると判定されると（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１で濃度推定実行条件フラグがオンに設定された後、アルコール濃度推定オフセット処理のサブルーチンが実行される（ステップＳ１２）。

後述するように燃料のアルコール濃度は、排気空燃比に基づいて算出されるフィードバック補正値（補正係数）の、基準値（補正基準値）に対する変化量に基づいて推定される。本発明では、以下に説明するアルコール濃度推定のオフセット処理により、変更手段５８が、運転状態に応じて補正基準値自体を適宜変更することで、燃料のアルコール濃度の推定精度を高めている。例えば、本実施形態では、変更手段５８が、エンジンの温度に相関する相関値に応じて基準値を変更している。

具体的には、図４に示すように、まずステップＳ３１で空燃比のフィードバック補正値の平均値ＫＩ＿ＡＶＥを算出する。なおフィードバック補正値は、例えば、Ｏ_２センサによって検出された排気空燃比が目標空燃比と一致するように、その偏差に基づいて演算周期毎に所定ゲインずつ加算されて算出される。次いで、始動時の吸気温が所定温度よりも高く且つエンジン１１の始動時の冷却水温度が所定温度よりも高いか否かが判定される（ステップＳ３２）。このステップＳ３２では、エンジン１１が高温再始動されたか否かを判定している。なお吸気温は、例えば、図示しないが外気温センサの検出結果に基づいて算出（推定）する（吸気温検出手段）。勿論、吸気温は、吸気管２９に設けたセンサ等によって直接検出するようにしてもよい。

そしてエンジン１１が高温再始動ではない場合には（ステップＳ３２：Ｎｏ）、ステップＳ３３に進み、暖機増量に伴う補正基準値のオフセット量ＫＩ＿ＷＰＯＦを、例えば、図５に示すような冷却水の温度（水温）と補正基準値及び不感帯との関係を示すマップに基づいて算出する。またオフセット処理されたオフセット値に対する不感帯ＫＩ＿ＷＰＤＨ／Ｌ（最大値ＫＩ＿ＷＰＤＨ、最小値ＫＩ＿ＷＰＤＬ）を設定する。なお図５に示すマップは、例えば、水温と補正基準値との関係を示すマップ（図６参照）と、水温と不感帯との関係を示すマップ（図７参照）とを合成することによって作成される。

さらに、ステップＳ３４でオイル希釈燃料量（推定値）に伴う補正基準値のオフセット量ＫＩ＿ＯＬＯＦ及び不感帯ＫＩ＿ＯＬＤＨ／Ｌをオイル希釈燃料推定演算により算出する。

このオイル希釈燃料量の推定は、例えば以下の通りに行う。エンジン１１を始動する際には、いわゆる燃料の始動増量等によって燃料噴射量が増加するため、それに伴ってオイル希釈燃料量も変化（増加）することになる。また燃料噴射量はエンジン１１の冷却水の水温（冷却水温）や燃料のアルコール濃度によっても異なる。

本実施形態では、まず燃料の始動増量等に伴うオイル希釈燃料量の増加分として、始動時希釈量が算出される。この始動時希釈量は、例えば、図８に示すように、始動時の冷却水の温度（始動時水温）及び燃料のアルコール濃度と始動時希釈量との関係を規定するマップに基づいて算出される。なお始動時希釈量は、始動時水温が低く且つアルコール濃度が高い状態において最も多く、始動時水温の上昇及びアルコール濃度の低下に伴って減少する。そして、この始動時希釈量に基づいてオイル希釈燃料量が算出される。具体的には、前回算出したオイル希釈燃料量に始動時希釈量を加算することで、今回のオイル希釈燃料量が算出される。

また希釈燃料が蒸発して筒内（燃焼室）に流れ込むと、その分だけオイル希釈燃料量は減少することになるため、オイル希釈燃料量から燃料蒸発吸入量を減算することで、オイル希釈燃料量の値を更新している。

具体的には、まず希釈燃料の蒸発率が算出される。この燃料蒸発率の算出方法は、特に限定されないが、例えば、図９に示すように、油温と燃料蒸発率との関係を規定するマップから算出される。そして、ＰＣＶバルブ４６から吸気マニホールド２２（吸気管２９）に流れ込むガス流量の補正係数であるＰＣＶ流量補正係数が算出される。このＰＣＶ流量補正係数の算出方法は、特に限定されないが、例えば、図１０に示すように、クランクケース１４内の圧力（大気圧）と吸気マニホールド２２（吸気管２９）内の圧力との差圧とＰＣＶ流路補正係数との関係を規定するマップから算出される。

なお、油温は、例えば水温センサ５４の出力に基づく推定により検出でき（油温検出手段）、吸気マニホールド２２（吸気管２９）内の圧力は例えば内圧を検知する吸気管内圧検出手段としての圧力センサを設けることで検出できる。これらは、従来から提供されている様々の手法を適用できる。

これら燃料蒸発率及びＰＣＶ流量補正係数と、オイル希釈燃料量とに基づいて、筒内（燃焼室）に流れ込む希釈燃料の量である燃料蒸発吸入量が算出される。そして、この燃料蒸発吸入量がオイル希釈燃料量から減算されてオイル希釈燃料量が更新される。

次いで、これらステップＳ３３及びステップＳ３４で算出したオフセット量に基づいて、補正基準値のオフセット値ＫＩ＿ＯＦＳを算出する（ステップＳ３５）。さらにステップＳ３５で算出したオフセット値ＫＩ＿ＯＦＳに対する不感帯を算出する（ステップＳ３６）。つまり上述のステップで算出した不感帯の最大値及び最小値を不感帯（ＫＩ＿ＤＨ，ＫＩ＿ＤＬ）として設定する。

そして、これらの値に基づいて、ステップＳ３７で補正基準値を算出する。つまり、変更手段５８が運転状態に応じて補正基準値を変更する。なお、不感帯の設定方法は、特に限定されず、例えば、図１１に示すように、オフセット量のフィルタ値ＫＩ＿ＯＬＯＦと不感帯との関係を規定するマップから算出して設定してもよい。また不感帯は必ずしも設定しなくてもよい。

一方、ステップＳ３２で高温再始動時であると判定された場合には（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３８に進み、高温再始動時の燃料ベーパ発生に伴う補正基準値のオフセット量ＫＩ＿ＨＳＯＦ及びオフセット値に対する不感帯ＫＩ＿ＨＳＤＨ／Ｌを、例えば、図１２に示すような始動後経過時間と補正基準値及び不感帯との関係を示すマップから算出する。

なおエンジン１１の始動後経過時間は、例えば、期間検出手段として機能するＥＣＵ５２のタイマカウンタ（図示なし）等によって検出すればよい。また図１２に示すマップは、例えば、始動後経過時間と補正基準値との関係を示すマップ（図１３参照）と、始動後経過時間と不感帯との関係を示すマップ（図１４参照）とを合成することによって作成される。

その後、ステップＳ３９及びステップＳ４０で、ステップＳ３３及びステップＳ３４と同様に、各種のオフセット量（ＫＩ＿ＷＰＯＦ，ＫＩ＿ＯＬＯＦ）及び不感帯（ＫＩ＿ＷＰＤＨ／Ｌ，ＫＩ＿ＯＬＤＨ／Ｌ）を算出する。そしてこれらの値に基づいて、ステップＳ４１で補正基準値オフセット値ＫＩ＿ＯＦＳを算出すると共にステップＳ４２で不感帯ＫＩ＿ＤＨ／Ｌを算出する。その後ステップＳ３７に進み、補正基準値を算出（変更）する。これにより、アルコール濃度推定オフセット処理が終了する。

このようにアルコール濃度推定オフセット処理が終了した後は、ステップＳ１３に進み、補正値変化度合演算手段５６が、空燃比フィードバック制御のフィードバック補正値の変化度合を演算する。例えば、本実施形態では、補正値変化度合演算手段５６は、Ｏ_２センサ５１によって検出された排気空燃比に基づいて、補正値の変化度合として補正値の変化割合ΔＫを演算する。

補正値変化度合演算手段５６は、具体的には下記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の手順で空燃比のフィードバック補正値（Ａ／Ｆ補正値）の変化割合ΔＫを算出する（ステップＳ１３）。

（Ｉ）Ａ／Ｆ補正値ＫＰＲＳＴを下記式（１）によって算出する。

ＫＰＲＳＴ＝｛ＫＩ＿ＡＶＥ＋（ＫＬＲＮ−１）｝×ＫＡＬＣＨ・・・（１）
なお「ＫＬＲＮ」はＡ／Ｆ学習が禁止された際に固定値として記憶されたＡ／Ｆ補正値であり、「ＫＡＬＣＨ」はアルコール濃度補正値であり、初期設定では「１」であると擬制される。

（ＩＩ）Ａ／Ｆ補正ベース値ＫＢＡＳＥを下記式（２）によって算出する。

ＫＢＡＳＥ＝｛ＫＩ＿ＳＴＤ＋（ＫＬＲＮ−１）｝×ＫＡＬＣＨ・・・（２）
（ＩＩＩ）Ａ／Ｆ補正値の変化割合ΔＫを下記式（３）によって算出する。

ΔＫ＝（ＫＰＲＳＴ−ＫＢＡＳＥ）／ＫＢＡＳＥ・・・（３）
このように補正値の変化割合ΔＫを算出することで、補正値の変化割合ΔＫを極めて正確に算出することができる。具体的には、上述したアルコール濃度推定オフセット処理によって得た補正基準値ＫＩ＿ＳＴＤに基づいてＡ／Ｆ補正ベース値が算出されている。すなわち、変更された補正基準値（オフセット値：図５，図１２参照）を基準として補正値の変化量が算出される。なお本実施形態では不感帯を設定しているため、不感帯の境界値を基準として補正値の変化量が算出される。そして、このＡ／Ｆ補正ベース値に基づいてＡ／Ｆ補正値の変化割合ΔＫを算出することで、変化割合ΔＫを正確に算出することができる。

このようにＡ／Ｆ補正値の変化割合ΔＫが演算された後は、ステップＳ１４で濃度推定値更新手段５７によるアルコール濃度推定値が一回以上更新されたか否かが判定される。具体的には濃度変化フラグがオフに設定されている否かが判定される。この濃度変化フラグとは、アルコール濃度推定値が更新されるとオンに設定されるフラグである。

次いでステップＳ１４の判定結果に応じて補正値の変化割合ΔＫの判定閾値が設定される。濃度変化フラグがオフに設定されている場合、つまりアルコール濃度推定値の更新が一回目であると判定された場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５で第１の閾値が判定閾値として設定される。一方、濃度変化フラグがオンに設定されている場合、つまりアルコール濃度推定値の更新が二回目以降であると判定された場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１６で第１の閾値よりも小さい値である第２の閾値が判定閾値として設定される。

そして、ステップＳ１７で補正値の変化割合の絶対値（｜ΔＫ｜）が、判定閾値（第１の閾値又は第２の閾値）よりも大きいか否かが判定される。ここで｜ΔＫ｜＞「判定閾値」である場合には（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１８で濃度変化フラグがオンに設定された後、アルコール濃度補正値ＫＡＬＣＨが更新される（ステップＳ１９）。

その後、濃度推定値更新手段５７が、例えば、燃料のアルコール濃度とアルコール濃度補正値との関係を示すマップ等を参照し、ステップＳ１９で更新されたアルコール濃度補正値ＫＡＬＣＨに基づいて燃料のアルコール濃度推定を実行して燃料のアルコール濃度推定値を更新し（ステップＳ２０）、リターンされる。なおステップＳ１７で、｜ΔＫ｜≦「判定閾値」である場合には（ステップＳ１７：Ｎｏ）、アルコール濃度推定値が更新されることなく、リターンされる。

またステップＳ１に戻り、給油フラグがオンに設定されている場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ステップＳ６で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が徐々に増加する。そしてステップＳ７で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第２の所定値よりも大きくなると、次いでステップＳ２１で濃度推定実行条件フラグがオンにセットされているか否かが判定される。ここで濃度推定実行条件フラグがオンに設定されていない場合、つまりアルコール濃度推定実行条件が一度も成立していない場合には（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。ステップＳ２１からステップＳ８に進んだ場合、給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）は第１の所定値以上であるため（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、その後ステップＳ９以降の処理が実行される。

すなわち本実施形態では、アルコール濃度推定が一度も実行されていない場合には、給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が第２の所定値を超えた場合でも、所定のタイミングで、アルコール濃度推定が実行されるようにしている。

また濃度推定実行条件フラグがオンに設定されている場合、つまりアルコール濃度推定実行条件が成立している場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、次いでステップＳ２２で燃料給油フラグがオフに設定されると共に、ステップＳ２３で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）がリセットされる。またステップＳ２４でＡ／Ｆ学習が許可されると共に、パージ周期が通常設定に切り替えられる。さらに濃度変化フラグがオフに設定されると共に、濃度推定実行条件フラグがオフに設定されて、その後、リターンされる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、補正値の変化度合として補正値の変化割合ΔＫを算出し、この変化割合ΔＫに基づいてアルコール濃度を推定するようにしたが、変化割合ΔＫを必ずしも算出しなくてもよく、補正値の変化量に基づいてアルコール濃度を推定するようにしてもよい。また例えば、上述の実施形態では、吸気管噴射型のエンジンを例示して本発明を説明したが、勿論、本発明は、例えば、筒内噴射型等、他のタイプのエンジンにも採用することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図である。 本発明に係る燃料のアルコール濃度推定処理を示すフローチャートである。 本発明に係る燃料のアルコール濃度推定処理を示すフローチャートである。 本発明に係る燃料のアルコール濃度推定処理を示すフローチャートである。 水温と補正基準値及び不感帯との関係を示すマップである。 水温と補正基準値との関係を示すマップである。 水温と不感帯との関係を示すマップである。 始動時水温及びアルコール濃度と始動時希釈量との関係を規定するマップである。 油温と燃料蒸発率との関係を規定するマップである。 差圧とＰＣＶ流量補正係数との関係を規定するマップである。 Ａ／Ｆ補正値のオフセット量のフィルタ値と不感帯との関係を規定するマップである。 高温再始動時の始動後経過時間と補正基準値及び不感帯との関係を示すマップである。 高温再始動時の始動後経過時間と補正基準値との関係を示すマップである。 高温再始動時の始動後経過時間と不感帯との関係を示すマップである。

符号の説明

１１ エンジン
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダブロック
１４ クランクケース
１５ シリンダ
１６ ピストン
１７ 燃焼室
１８ コンロッド
１９ クランクシャフト
２１ 吸気ポート
２２ 吸気マニホールド
２３ 吸気弁
２４ 燃料パイプ
２５ 燃料タンク
２６ 燃料噴射弁
２７ キャニスタ
２８ パージ通路
２９ 吸気管
３１ パージ弁
３２ 燃料レベルセンサ
３３ 排気ポート
３４ 排気マニホールド
３５ 排気管
３６ 排気弁
３７ 点火プラグ
３８ 点火コイル
３９ サージタンク
４１ スロットルバルブ
４２ スロットルポジションセンサ
４３ エアフローセンサ
４４ ヘッドカバー
４５ 連通路
４６ ＰＣＶバルブ
４７，４８ ホース
４９ 三元触媒
５１ Ｏ_２センサ
５２ ＥＣＵ
５３ クランク角センサ
５４ 水温センサ

Claims (7)

1. アルコールを混合した燃料を使用可能なエンジンの排気空燃比を検出する排気空燃比検出手段と、
   該排気空燃比検出手段が検出した排気空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を実行するフィードバック制御手段と、
   該フィードバック制御手段によって実行される空燃比フィードバック制御のフィードバック補正値の基準値に対する変化量に基づいて燃料のアルコール濃度推定値を更新する濃度推定値更新手段と、
   前記フィードバック補正値の基準値を前記エンジンの運転状態に応じて変更する変更手段と、
   を具備することを特徴とする燃料のアルコール濃度推定装置。
2. 前記フィードバック補正値の基準値に対する変化量に基づいて補正値の変化度合を演算する補正値変化度合演算手段をさらに具備し、
   前記濃度推定値更新手段が、前記補正値変化度合演算手段によって演算された補正値の変化度合に基づいて燃料のアルコール濃度推定値を更新することを特徴とする請求項１に記載の燃料のアルコール濃度推定装置。
3. 前記変更手段が、前記エンジンの温度に相関する相関値に応じて前記基準値を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料のアルコール濃度推定装置。
4. 前記エンジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段を備え、
   前記変更手段が、前記相関値として前記冷却水温検出手段の検出結果を用い、この検出結果に応じて前記基準値を変更することを特徴とする請求項３に記載の燃料のアルコール濃度推定装置。
5. 前記エンジンの潤滑油温を検出する油温検出手段と、
   前記エンジンの吸気管内圧を検出する吸気管内圧検出手段と、を備え、
   前記変更手段が、前記相関値として前記冷却水温検出手段と前記油温検出手段との検出結果を用いるとともに、前記吸気管内圧検出手段の検出結果を用い、これらの検出結果に応じて前記基準値を変更することを特徴とする請求項４に記載の燃料のアルコール濃度推定装置。
6. 前記エンジンの吸入空気の温度を検出する吸気温検出手段と、
   前記エンジンの始動後経過期間を検出する期間検出手段と、を備え、
   前記変更手段が、前記相関値として前記冷却水温検出手段と前記吸気温検出手段との前記エンジンの始動時の検出結果を用いるとともに、前記期間検出手段の検出結果を用い、これらの検出結果に応じて前記基準値を変更することを特徴とする請求項４に記載の燃料のアルコール濃度推定装置。
7. 前記変更手段が、前記基準値を変更すると共に変更した基準値に対して不感帯を設定することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の燃料のアルコール濃度推定装置。