JP2019015220A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の制御に用いる燃料のエタノール濃度を有効に精度良く学習でき、内燃機関の制御を精度良く行うことができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】本発明による内燃機関の制御装置は、燃料のエタノール濃度（Ｅ濃度）を検出し、出力するＥ濃度センサを備え、Ｅ濃度センサによる検出Ｅ濃度ＥＤに基づき、燃料噴射弁から噴射される燃料のＥ濃度である噴射Ｅ濃度が変化するか否かを判定し（図９のステップ２２、２４、２６）、噴射Ｅ濃度が変化すると判定されたときに、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴに基づいてＥ濃度の学習を実行することによって、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを算出し、噴射Ｅ濃度が変化しないと判定されたときに、Ｅ濃度の学習を禁止し（図９のステップ２５、２７）、算出されたＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いて、内燃機関を制御する。【選択図】図９

Description

本発明は、エタノールを含有する燃料を用いる内燃機関の制御装置に関し、特に内燃機関の制御に用いられる燃料のエタノール濃度を学習する内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関では、エタノールとガソリンとを混合した燃料が用いられ、制御装置は、燃料のエタノール濃度を検出するエタノール濃度センサを備える。このエタノール濃度センサは、静電容量式のものであり、燃料が介在する一対の電極間の静電容量を検出し、燃料の温度をサーミスタで検出する。また、検出された静電容量と燃料温度に基づき、内蔵されたマイコンによってエタノール濃度が演算され、その演算結果が濃度検出値として出力される。

また、この制御装置では、内燃機関が始動後かつ暖機後であるときに、エタノール濃度センサで検出された濃度検出値と燃料温度に基づき、内燃機関の制御に用いられる制御用エタノール濃度が学習（設定）される。具体的には、燃料温度の変化量（今回値と前回値との差）が所定の基準値よりも小さいときには、制御用エタノール濃度が前回の濃度検出値に設定（更新）され、燃料温度の変化量が基準値以上のときには、燃料の温度変化によるエタノール濃度センサの検出誤差の影響を抑制するために、制御用エタノール濃度はその前回値に維持される。

特開２０１４−２１５２０９号公報

通常、燃料のエタノール濃度の変化は、既存の燃料にエタノール濃度の異なる燃料が給油されることによって発生し、その後、新旧の燃料の混じり合いや燃料噴射弁までの輸送が終了し、燃料全体が安定した定常状態では、エタノール濃度はほとんど変化しない。これに対し、従来の制御装置では、制御用エタノール濃度の学習が、内燃機関が始動後かつ暖機後であるという条件が成立する限り、上述した定常状態においても実行される。しかし、エタノール濃度がほとんど変化しない定常状態においてエタノール濃度の学習を行っても、学習の実効性に乏しく、また、燃料の温度変化や周辺デバイスからのノイズなどによるエタノール濃度センサの検出誤差が制御用エタノール濃度に影響しやすいため、制御用エタノール濃度が変動し、内燃機関の制御の安定性を損なうおそれがある。

また、燃料の輸送遅れなどの影響により、エタノール濃度センサの位置と燃料噴射弁の位置の間では、エタノール濃度は必ずしも一致せず、このことは、エタノール濃度センサが燃料噴射弁から離れて配置されている場合に特に顕著になる。これに対し、従来の制御装置では、制御用エタノール濃度がエタノール濃度センサによる濃度検出値に基づいて学習される。このため、学習された制御用エタノール濃度が、燃料噴射弁から噴射され、燃焼に供される燃料の実際のエタノール濃度に対してずれることがあり、その場合には、制御用エタノール濃度を用いた内燃機関の制御を精度良く行うことができない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の制御に用いる燃料のエタノール濃度を有効に精度良く学習でき、それにより、内燃機関の制御を精度良く行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、エタノールを含有する燃料Ｆを用いるとともに、燃料Ｆを燃料噴射弁１０から噴射する内燃機関３の制御装置であって、燃料Ｆのエタノール濃度を検出し、出力するエタノール濃度センサ２１と、エタノール濃度センサ２１の出力値（実施形態における（以下、本項において同じ）検出Ｅ濃度ＥＤ）に基づき、燃料噴射弁１０から噴射される燃料Ｆのエタノール濃度である噴射エタノール濃度が変化するか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、図９のステップ２２、２４、２６）と、判定手段により噴射エタノール濃度が変化すると判定されたときに、噴射エタノール濃度（推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴ）に基づいてエタノール濃度の学習を実行することによって、エタノール濃度学習値（Ｅ濃度学習値）Ｅ＿ＬＲＮを算出し、噴射エタノール濃度が変化しないと判定されたときに、エタノール濃度の学習を禁止するエタノール濃度学習手段（ＥＣＵ２、図７、図９のステップ２５、２７、図１２）と、算出されたエタノール濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いて、内燃機関３を制御する制御手段（ＥＣＵ２、図１４）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、燃料のエタノール濃度がエタノール濃度センサによって検出され、その出力値に基づき、噴射エタノール濃度（燃料噴射弁から噴射される燃料のエタノール濃度）が変化するか否かが判定される。その結果、噴射エタノール濃度が変化すると判定されたときには、噴射エタノール濃度に基づいてエタノール濃度の学習が実行され、エタノール濃度学習値が算出される。一方、噴射エタノール濃度が変化しないと判定されたときには、エタノール濃度の学習が禁止される。算出されたエタノール濃度学習値は、内燃機関が制御される。

前述したように、エタノール濃度センサが燃料噴射弁から離れて配置されている場合、前者で検出される検出エタノール濃度と後者から噴射される噴射エタノール濃度は、必ずしも一致しない。また、噴射エタノール濃度は、燃焼に供される燃料のエタノール濃度であるので、内燃機関の制御に用いるエタノール濃度の学習対象として、より相応しい。

このような観点から、本発明によれば、エタノール濃度センサの出力値に基づいて噴射エタノール濃度の変化の有無を判定するとともに、変化すると判定された場合に限り、エタノール濃度の学習を実行する。これにより、前述した定常状態のような噴射エタノール濃度が変化しない状態での学習を回避し、エタノール濃度の学習を有効に行うことができる。これに加えて、エタノール濃度の学習を噴射エタノール濃度に基づいて行うので、燃焼に供される燃料の実際のエタノール濃度を反映させながら、エタノール濃度学習値を精度良く算出でき、したがって、算出されたエタノール濃度学習値を用いて、内燃機関の制御を精度良く行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、判定手段は、エタノール濃度センサ２１の出力値と現在のエタノール濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮとの差分（Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧ）に基づき、噴射エタノール濃度が変化するか否かを判定すること（図９のステップ２２、２４、２６）を特徴とする。

通常、エタノール濃度センサは、燃料タンクと燃料噴射弁の間に配置されているため、燃料噴射弁の位置と比較して、給油による燃料のエタノール濃度の変化がより早く明確に現れる。この構成によれば、エタノール濃度センサの出力値と現在のエタノール濃度学習値との差分に基づいて、噴射エタノール濃度の変化の有無を判定するので、この判定をより早く的確に行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、エタノール濃度センサ２１の出力値に対し、エタノール濃度センサ２１の位置から燃料噴射弁１０の位置までの燃料の輸送遅れを反映させるための遅延処理と、燃料の混じり合いによる遅れを反映させるための一次遅れ処理とを施すことによって、噴射エタノール濃度の推定値である推定噴射エタノール濃度ＥＩ＿ＥＳＴを算出する推定噴射エタノール濃度算出手段（ＥＣＵ２、図４、図５）をさらに備え、エタノール濃度学習手段は、算出された推定噴射エタノール濃度ＥＩ＿ＥＳＴに基づいて、エタノール濃度学習値を算出すること（図１２のステップ５７）を特徴とする。

この構成によれば、噴射エタノール濃度の推定値である推定噴射エタノール濃度を算出するに際し、エタノール濃度センサの出力値に対して遅延処理を施すことにより、エタノール濃度センサの位置から燃料噴射弁の位置までの燃料の輸送遅れが反映されるとともに、一次遅れ処理を施すことにより、新旧の燃料の混じり合いによる遅れが反映される。これにより、推定噴射エタノール濃度を精度良く算出でき、したがって、推定噴射エタノール濃度に基づいてエタノール濃度学習値を精度良く算出することができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、エタノール濃度学習手段は、エタノール濃度の学習を開始した後、推定噴射エタノール濃度ＥＩ＿ＥＳＴの変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが所定の範囲（第３しきい値ΔＥＲＥＦ３）内に収束したときに、エタノール濃度の学習を終了すること（図９のステップ４３〜４６）を特徴とする。

この構成によれば、エタノール濃度の学習の開始後、推定噴射エタノール濃度の変化速度が所定の範囲内に収束したときに、噴射エタノール濃度がもはや変化していないとして、エタノール濃度の学習を適切に終了させることができる。

請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置において、エタノール濃度学習手段は、エタノール濃度の学習の開始時におけるエタノール濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮの初期値が学習の開始直前におけるエタノール濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに一致し、その後、エタノール濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮが推定噴射エタノール濃度ＥＩ＿ＥＳＴに徐々に近づくように、エタノール濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを算出することを特徴とする。

この構成によれば、学習の開始時には、エタノール濃度学習値の初期値がその直前のエタノール濃度学習値に一致することによって、学習の開始前後におけるエタノール濃度学習値の連続性が保たれ、その急変が防止される。その後、エタノール濃度学習値は、推定噴射エタノール濃度に徐々に近づくように算出される。したがって、エタノール濃度学習値に基づく内燃機関の制御を、学習の開始時には段差なく円滑に、その後は噴射エタノール濃度を反映させながら良好に行うことができる。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、エタノール濃度センサ２１は、燃料の比誘電率を表す比誘電率パラメータ（比誘電率εｒ）を検出する比誘電率パラメータ検出装置（電極２２ａ、２２ｂ）と、燃料の温度ＴＦを検出し、出力する温度検出装置（サーミスタ２３）とを有し、検出された燃料の比誘電率パラメータ及び燃料の温度ＴＦに応じ、燃料の比誘電率パラメータ、温度とエタノール濃度の間の所定の関係（Ｅ濃度マップＭＥＤ）に基づいて、燃料のエタノール濃度を算出し、出力するように構成されており、エタノール濃度センサ２１の出力値（検出エタノール濃度ＥＤ）及び温度検出装置の出力値（燃料温度ＴＦ）に応じ、所定の関係（比誘電率マップＭεｒ）に基づいて、比誘電率パラメータ検出装置によって検出された比誘電率パラメータを算出する比誘電率パラメータ算出手段（ＥＣＵ２、図１５のステップ７１）と、温度検出装置の出力値に一次遅れ補償処理（一次遅れ補償器３２）を施すことによって、燃料の温度の推定値である推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴを算出する推定燃料温度算出手段（ＥＣＵ２、図１５のステップ７２）と、算出された比誘電率パラメータ及び推定燃料温度に応じ、所定の関係（補正用Ｅ濃度マップＭＥＤＣ）に基づいて、補正後エタノール濃度ＥＤＣを算出する補正後エタノール濃度算出手段（ＥＣＵ２、図１５のステップ７３、７４）と、をさらに備え、算出された補正後エタノール濃度ＥＤＣをエタノール濃度センサ２１の出力値に代えて用いること（図１７のステップ２２）を特徴とする。

このエタノール濃度センサでは、比誘電率パラメータ検出装置で検出された燃料の比誘電率パラメータと、温度検出装置で検出された燃料の温度に応じ、燃料の比誘電率パラメータ、温度とエタノール濃度の間の所定の関係に基づいて、燃料のエタノール濃度が算出され、出力される。温度検出装置は、一般に応答遅れ特性を有するため、例えば温度の異なる燃料の給油によって燃料の温度が大きく変化するような場合には、検出した燃料温度に応答遅れによる誤差が含まれる。その場合には、誤差を含む燃料温度をパラメータとして燃料のエタノール濃度が算出される結果、エタノール濃度センサの出力値が実際のエタノール濃度からずれてしまう。

以上の観点から、この構成によれば、エタノール濃度センサの出力値及び温度検出装置の出力値に応じ、所定の関係に基づいて、比誘電率パラメータ検出装置で検出された比誘電率パラメータを算出するとともに、温度検出装置の出力値に一次遅れ補償処理を施すことによって、燃料の温度の推定値である推定燃料温度を算出する。そして、算出された比誘電率パラメータ及び推定燃料温度に応じ、前記所定の関係に基づいて、補正後エタノール濃度を算出する。これにより、温度検出装置の応答遅れによるエタノール濃度センサの温度誤差を補償した補正後エタノール濃度が得られる。したがって、補正後エタノール濃度をエタノール濃度センサの出力値に代えて用いることによって、噴射エタノール濃度の変化の有無の判定や、その判定結果に応じたエタノール濃度の学習条件の判定などを、精度良く行うことができる。

請求項７に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、エタノール濃度センサ２１は、燃料の比誘電率を表す比誘電率パラメータ（比誘電率εｒ）を検出する比誘電率パラメータ検出装置（電極２２ａ、２２ｂ）と、燃料の温度ＴＦを検出し、出力する温度検出装置（サーミスタ２３）とを有し、検出された燃料の比誘電率パラメータ及び燃料の温度ＴＦに応じ、燃料の比誘電率パラメータ、燃料の温度とエタノール濃度の間の所定の関係に基づいて、エタノール濃度を算出し、出力するように構成されており、エタノール濃度学習手段は、エタノール濃度センサ２１の出力値が変化した後、所定時間（第１所定時間ＴＭＲＥＦ１）以内に当該変化前の値に戻ったときに（図９のステップ３５：ＹＥＳ）、エタノール濃度の学習を禁止することを特徴とする。

前述したエタノール濃度センサの温度誤差は、温度の異なる燃料の給油などによって一時的に発生し、その後、時間が経過するにつれて解消される。この特性に基づき、この構成によれば、エタノール濃度センサの出力値が変化した後、所定時間以内に変化前の値に戻ったときには、その出力値の変化が温度誤差によるものと判定し、エタノール濃度の学習を禁止する。これにより、温度誤差を含むエタノール濃度に基づく誤学習が回避されることで、学習の精度を向上させることができる。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、エタノール濃度学習手段は、エタノール濃度センサ２１の出力値が上昇した後、所定時間内に所定量（第２しきい値ΔＥＲＥＦ２）以上、低下したときに（図９のステップ３５：ＹＥＳ）、エタノール濃度の学習を禁止することを特徴とする。

この構成によれば、エタノール濃度センサの出力値が上昇した後、所定時間内に所定量以上、低下したときに、エタノール濃度センサの主たる温度誤差である高温誤差（高温の燃料に低温の燃料が給油されたときに、エタノール濃度センサの出力値が一時的に高い側にずれる温度誤差）が発生したと判定して、エタノール濃度の学習を禁止する。これにより、高温誤差を含むエタノール濃度に基づく誤学習が回避されることで、学習の精度をさらに向上させることができる。

本発明を適用した内燃機関及びその燃料供給装置を示す図である。 内燃機関の制御装置を示すブロック図である。 エタノール濃度センサを模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態において実行される、推定噴射エタノール濃度の算出処理を示すフローチャートである。 図４の算出処理において用いられるバッファ処理を説明するための図である。 図４の算出処理によって得られる、検出エタノール濃度と推定噴射エタノール濃度との関係を模式的に示す図である。 エタノール濃度の学習処理のメインフローを示すフローチャートである。 エタノール濃度センサの高温誤差を説明するための図である。 図７のステップ１１で実行される学習条件の判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図９の判定処理のうちの学習の許可／禁止判定部分によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。 図９の判定処理のうちの学習の終了判定部分によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。 図７のステップ１３で実行されるエタノール濃度学習値の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図１２の算出処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。 燃料噴射量の算出処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において実行される、検出エタノール濃度の補正処理を示すフローチャートである。 図１５の補正処理の内容を示すブロック図である。 第２実施形態による学習条件の判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３及び燃料供給装置４を示す。エンジン３は、車両（図示せず）に搭載されており、エタノールとガソリンとを混合した燃料Ｆを使用するものである。以下、燃料Ｆ中のエタノール濃度を「Ｅ濃度」という。

燃料供給装置４は、例えば車両のエンジンルーム（図示せず）に配置され、燃料Ｆを貯留する燃料タンク５と、一端部が燃料タンク５に接続された燃料通路６を有する。燃料タンク５には低圧ポンプ７が設けられ、燃料通路６の途中には高圧ポンプ８が設けられている。燃料通路６の他端部は、コモンレール９を介して複数（この例では４つ）の燃料噴射弁１０に接続されている。

以上の構成により、燃料Ｆは、低圧ポンプ７によって燃料タンク５から燃料通路６に送出され、高圧ポンプ８で昇圧された後、コモンレール９に供給され、各燃料噴射弁１０から噴射される。高圧ポンプ８及び燃料噴射弁１０の動作は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２からの制御信号によって制御され（図２参照）、それにより、燃料噴射弁１０の燃料噴射量ＧＦＵＥＬなどが制御される。

また、燃料通路６には、高圧ポンプ８の上流側に、燃料ＦのＥ濃度を検出するＥ濃度センサ２１が設けられている。Ｅ濃度センサ２１は、静電容量式のものであり、図３に示すように、環状のアウター電極２２ａ及びインナー電極２２ｂと、インナー電極２２ｂに取り付けられたサーミスタ２３と、演算処理用のマイクロプロフェッサ（図示せず）を有する。両電極２２ａ、２２ｂの間及びインナー電極２２ｂの内部には、燃料Ｆが満たされている。

このＥ濃度センサ２１では、交流電圧が印加された状態で両電極２２ａ、２２ｂの間に発生する静電容量を介して、燃料Ｆの比誘電率εｒが検出される。サーミスタ２３は、温度に応じて電気抵抗が変化する素子を有しており、その電気抵抗を介して燃料Ｆの温度（燃料温度）ＴＦが検出される。マイクロプロフェッサは、検出された比誘電率εｒ及び燃料温度ＴＦに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、Ｅ濃度を算出し、その算出結果を検出Ｅ濃度ＥＤとしてＥＣＵ２に出力する。また、サーミスタ２３で検出された燃料温度ＴＦを表す検出信号は、ＥＣＵ２に出力される。

また、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）には、クランク角センサ２４が設けられている。クランク角センサ２４は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角度（例えば３０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒においてピストンが吸気行程開始時の上死点（ＴＤＣ）付近にあることを表す信号であり、エンジン３が４気筒の場合には、クランク角度１８０°ごとに出力される。

また、ＥＣＵ２には、吸気管（図示せず）に設けられたエアフローセンサ２５から、吸入空気量ＧＡＩＲを表す検出信号が入力され、排気管（図示せず）に設けられたＬＡＦセンサ２６から、排ガス中の酸素濃度を表す検出信号が入力される（図２参照）。ＥＣＵ２は、ＬＡＦセンサ２６の検出信号に応じ、エンジン３で燃焼した混合気の空燃比を表す検出空燃比（当量比）ＫＡＣＴを算出する。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサからの検出信号などに基づき、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、燃料ＦのＥ濃度を学習するとともに、学習によって算出されたＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いて、燃料噴射弁１０の燃料噴射量ＧＦＵＥＬなどを制御するエンジン制御を実行する。また、ＥＣＵ２のＲＡＭには、検出Ｅ濃度ＥＤを記憶するためのリングバッファが設けられており（図５参照）、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮはＥＰＲＯＭに記憶される。

以下、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ２によって、判定手段、エタノール濃度学習手段、制御手段、及び推定噴射エタノール濃度算出手段が構成されている。

図４は、ＥＣＵ２で実行される推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの算出処理を示す。この算出処理は、Ｅ濃度センサ２１で検出された検出Ｅ濃度ＥＤに基づいて、燃料噴射弁１０から噴射される燃料ＦのＥ濃度（以下「噴射Ｅ濃度」という）の推定値を、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴとして算出するものである。算出された推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴは、Ｅ濃度の学習に用いられる。本処理は、ＴＤＣ信号の入力に同期して常時、実行される。

本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、今回の燃料噴射量ＧＦＵＥＬ（質量：ｇ）に所定の換算係数Ｋｆを乗算することによって、今回の燃料消費量Ｖｆ（体積：ｃｃ）を算出する。次に、この燃料消費量Ｖｆを前回までの燃料消費量積算値ΣＶｆに加算することによって、今回の燃料消費量積算値ΣＶｆを算出する（ステップ２）。なお、燃料消費量積算値ΣＶｆは、例えばエンジン３のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされたときに、値０にリセットされる。

次に、算出した燃料消費量積算値ΣＶｆが所定の単位容積ΔＶｏｌ以上であるか否かを判別する（ステップ３）。図５に示すように、この単位容積ΔＶｏｌは、Ｅ濃度センサ２１の位置からコモンレール９までの配管容積Ｖｔｏｔａｌを、前述したリングバッファのバッファ数Ｎで除算した値に相当する（ΔＶｏｌ＝Ｖｔｏｔａｌ／Ｎ）。このステップ３の答えがＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ３の答えがＹＥＳで、燃料消費量積算値ΣＶｆが単位容積ΔＶｏｌに達したときには、燃料消費量積算値ΣＶｆを値０にリセットする（ステップ４）。次に、高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ５）。後述するように、この高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲは、Ｅ濃度センサ２１の高温誤差が発生していると判定されたときに、「１」にセットされるものである。

このステップ５の答えがＮＯで、高温誤差が発生していないと判定されているときには、番号ｎのバッファに記憶されていた検出Ｅ濃度ＥＤのバッファ値Ｅ＿ＢＦ（ｎ）をそれぞれ、番号（ｎ＋１）のバッファ値Ｅ＿ＢＦ（ｎ＋１）としてシフトする（ステップ６）とともに、Ｅ濃度センサ２１で今回、検出された検出Ｅ濃度ＥＤを、番号１のバッファ値Ｅ＿ＢＦ（１）として記憶する（ステップ７）。

以上のバッファ処理により、単位容積ΔＶｏｌに等しい燃料量が消費されるごとに、単位容積ΔＶｏｌの分だけ燃料Ｆが燃料噴射弁１０側に移動したとして、バッファ値Ｅ＿ＢＦがシフトされ、更新される。例えば、図５は、Ｅ０燃料（Ｅ濃度＝０）が使用されている状態からＥ８５燃料（Ｅ濃度＝８５％）が給油された場合のバッファ値Ｅ＿ＢＦの推移を示す。更新回数ｉ＝１において、検出エタノール濃度ＥＤが０から５％に変化し、バッファ値Ｅ＿ＢＦ（１）として記憶されたとすると、その後、このバッファ値Ｅ＿ＢＦ＝５％は、単位容積ΔＶｏｌに等しい燃料量が消費されるごとにシフトされ、更新回数ｉ＝Ｎになったとき、すなわち配管容積Ｖｔｏｔａｌに等しい燃料量が消費されたときに、番号Ｎのバッファに到達し、バッファ値Ｅ＿ＢＦ（Ｎ）として記憶される。

以上から明らかなように、番号１のバッファ値Ｅ＿ＢＦ（１）は、その時点でのＥ濃度センサ２１の位置におけるＥ濃度（検出Ｅ濃度ＥＤ）を表し、番号Ｎのバッファ値Ｅ＿ＢＦ（Ｎ）は、Ｅ濃度センサ２１の位置から燃料噴射弁１０の位置までの燃料Ｆの輸送遅れを反映した、その時点での燃料噴射弁１０の位置におけるＥ濃度、すなわち燃料噴射弁１０から噴射される噴射Ｅ濃度を表す。

図４に戻り、前記ステップ７に続くステップ８では、次式（１）により、上述した番号Ｎのバッファ値Ｅ＿ＢＦ（Ｎ）に一次遅れ処理を施すことによって、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴを算出し、図４の処理を終了する。
ＥＩ＿ＥＳＴ =（１−ｍ）・ＥＩ＿ＥＳＴ＋ｍ・Ｅ＿ＢＦ（Ｎ） ・・・（１）
ここで、右辺のＥＩ＿ＥＳＴは推定噴射Ｅ濃度の前回値、ｍは所定のなまし係数（０＜ｍ＜１）である。

以上の結果、図６に示すように、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴには、検出Ｅ濃度ＥＤに対し、バッファ処理により、Ｅ濃度センサ２１の位置から燃料噴射弁１０の位置に移動するまでの燃料Ｆの輸送遅れによるディレイ（むだ時間）が反映されるとともに、一次遅れ処理により、新旧の燃料Ｆの混じり合いによる一次遅れが反映される。これにより、実際の噴射Ｅ濃度を表す推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴが精度良く算出される。

一方、前記ステップ５の答えがＹＥＳで、Ｅ濃度センサ２１の高温誤差が発生していると判定されているときには、現在のＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを、すべてのバッファにバッファ値Ｅ＿ＢＦ（１）〜Ｅ＿ＢＦ（Ｎ）として記憶する（ステップ９）とともに、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴとして設定し（ステップ１０）、図４の処理を終了する。

次に、Ｅ濃度の学習処理について説明する。図７はそのメインフローを示す。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。本処理では、まずステップ１１において、Ｅ濃度の学習条件の判定処理を実行する。この判定処理では、Ｅ濃度の学習条件が成立していると判定された場合、学習フラグＦ＿ＬＲＮが「１」にセットされ、他の場合には、学習フラグＦ＿ＬＲＮは「０」にセットされる。次に、ステップ１２において、学習フラグＦ＿ＬＲＮが「１」であるか否かを判別し、その答えがＹＥＳのときには、ステップ１３において、Ｅ濃度学習としてＥ濃度学習値の算出処理を実行する一方、ＮＯのときには、Ｅ濃度学習を行わず、そのまま本処理を終了する。

ここで、上述した図７のＥ濃度の学習処理において考慮されているＥ濃度センサ２１の温度特性について説明する。

前述したように、Ｅ濃度センサ２１は、燃料Ｆの比誘電率εｒがＥ濃度と相関するとともに、燃料温度ＴＦに応じて変化するという関係に基づき、これらの三者の関係をあらかじめ設定したマップを用い、検出された比誘電率εｒ及び燃料温度ＴＦに応じて、燃料ＦのＥ濃度（検出Ｅ濃度ＥＤ）を算出し、出力するように構成されている。

上記の３つのパラメータのうち、比誘電率εｒは、電極２２ａ、２２ｂの間に存在する燃料Ｆの特性として直接的に検出されるため、その応答遅れ（真値に対する検出遅れ）が小さいのに対し、燃料温度ＴＦは、燃料の温度に応じて変化するサーミスタ２３の素子の電気抵抗を介して間接的に検出されるため、応答遅れが大きい。このため、既存の燃料（旧燃料）に温度の異なる燃料が給油された場合、燃料温度ＴＦの応答遅れから、比誘電率εｒ及び燃料温度ＴＦに応じて算出される検出Ｅ濃度ＥＤが実際のＥ濃度から乖離し、検出誤差が生じ得る。

例えば、図８は、Ｅ濃度がＥＡである高温の旧燃料に、Ｅ濃度が同じＥＡの低温の燃料が給油された場合のＥ濃度センサ２１の動作を示している。この場合、Ｅ濃度センサ２１の位置において、燃料が高温の旧燃料から低温の給油後の燃料に置き換わると、比誘電率εｒは、高温ライン上の小さな値（点Ｘ）から低温ライン上のより大きな値（点Ｙ）に迅速に変化する（矢印ａ）。これに対し、サーミスタ２３で検出される燃料温度ＴＦは、応答遅れがあるためにすぐには変化せず、旧燃料の温度から給油後燃料の温度に向かって徐々に低下する。その間、検出Ｅ濃度ＥＤは、燃料温度ＴＦに応じて算出される結果、図８に矢印ｂで示すように推移し、燃料温度ＴＦが給油後燃料の温度に等しくなるまで、実際のＥ濃度ＥＡに対して高い側にずれた状態で算出される。

以下、上記のように、高温の燃料に低温の燃料が給油されたときに、サーミスタ２３の応答遅れにより、検出Ｅ濃度ＥＤが一時的に高い側にずれる誤差を、Ｅ濃度センサ２１の「高温誤差」という。なお、通常、旧燃料は、エンジンルームに配置された燃料タンク５に貯留されるため、比較的高い温度状態にあるのに対し、給油される燃料の温度は、外気温に近いため、旧燃料の温度よりも低い関係にある。このため、Ｅ濃度センサ２１の温度誤差は、通常、上述した高温誤差として発生し、図８に破線の矢印ｃで示すような、検出Ｅ濃度ＥＤが実際のＥ濃度ＥＡに対して低い側にずれる誤差（低温誤差）は、あまり発生しない。

次に、図９を参照しながら、図７のステップ１１で実行される学習条件の判定処理について説明する。本処理では、まずステップ２１において、学習フラグＦ＿ＬＲＮが「１」であるか否かを判別する。この答えがＮＯで、Ｅ濃度の学習中でないときには、今回の検出Ｅ濃度ＥＤと、ＥＣＵ２に記憶されている現在のＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮとの差分（＝ＥＤ−Ｅ＿ＬＲＮ）を、Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧとして算出する（ステップ２２）。

次に、Ｅ濃度上昇フラグＦ＿ＩＮＣが「１」であるか否かを判別する（ステップ２３）。後述するように、このＥ濃度上昇フラグＦ＿ＩＮＣは、検出Ｅ濃度ＥＤがＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに対して所定の第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上、上昇したときに、「１」にセットされるものである。この答えがＮＯのときには、Ｅ濃度変化量の絶対値｜ΔＥＣＨＧ｜が上記第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上であるか否かを判別する（ステップ２４）。この答えがＮＯのときには、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに対する検出Ｅ濃度ＥＤの変化量（上昇量又は低下量）が小さいため、噴射Ｅ濃度が変化しないと判定して、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「０」にセットし（ステップ２５）、Ｅ濃度学習を禁止する。

前記ステップ２４の答えがＹＥＳのときには、Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧが正値であるか否かを判別する（ステップ２６）。この答えがＮＯのとき、すなわち検出Ｅ濃度ＥＤがＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに対して低下側に変化したときには、前述した高温誤差は発生しておらず、噴射Ｅ濃度が変化すると判定して、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「１」にセットし（ステップ２７）、Ｅ濃度学習を許可する。

前記ステップ２６の答えがＹＥＳで、検出Ｅ濃度ＥＤがＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに対して、第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上、上昇側に変化したときには、その原因が、Ｅ濃度の実際の上昇によるものではなく、Ｅ濃度センサ２１の高温誤差の発生による可能性があるため、Ｅ濃度学習の許可を保留し、次のステップ２８以降において高温誤差の発生の有無を判定する。

まずステップ２８では、Ｅ濃度上昇フラグＦ＿ＩＮＣを「１」にセットし、次に、以降の経過時間を計時するダウンカウント式のＥ濃度上昇タイマの値ＴＭ＿ＩＮＣを第１所定時間ＴＭＲＥＦ１にセットし（ステップ２９）、Ｅ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸを今回の検出Ｅ濃度ＥＤに設定した（ステップ３０）後、前記ステップ２５に進み、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「０」に維持し、図９の処理を終了する。

上記ステップ２８が実行された後には、前記ステップ２３の答えがＹＥＳになり、その場合には、高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ３１）。その答えがＮＯのときには、今回の検出Ｅ濃度ＥＤがＥ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸよりも大きいか否かを判別する（ステップ３２）。この答えがＹＥＳのときには、Ｅ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸを検出Ｅ濃度ＥＤに更新した（ステップ３３）後、ＮＯのときには直接、ステップ３４に進む。

このステップ３４では、Ｅ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸと検出Ｅ濃度ＥＤとの差を、Ｅ濃度低下量ΔＥＤＥＣとして算出し、次いで、算出したＥ濃度低下量ΔＥＤＥＣが所定の第２しきい値ΔＥＲＥＦ２以上であるか否かを判別する（ステップ３５）。この答えがＹＥＳで、検出Ｅ濃度ＥＤがＥ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸから第２しきい値ΔＥＲＥＦ２以上、低下したときには、高温誤差が発生していると判定し、高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲを「１」にセットする（ステップ３６）とともに、前記ステップ２５に進み、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「０」にセットし、Ｅ濃度学習を禁止する。

前記ステップ３５の答えがＮＯのときには、前記ステップ２９でセットしたＥ濃度上昇タイマ値ＴＭ＿ＩＮＣが０になったか否かを判別する（ステップ３７）。この答えがＮＯのときには、前記ステップ２５に進み、Ｅ濃度学習を引き続き禁止する。

一方、ステップ３７の答えがＹＥＳのとき、すなわちＥ濃度変化量ΔＥＣＨＧが第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上になった後、第１所定時間ＴＭＲＥＦ１が経過しても、検出Ｅ濃度ＥＤがＥ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸから第２しきい値ΔＥＲＥＦ２以上、低下していないときには、高温誤差は発生しておらず、検出Ｅ濃度ＥＤの上昇がＥ濃度の実際の上昇によるものと判定する。この判定に従い、高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲを「０」にセットする（ステップ３８）とともに、前記ステップ２７に進み、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「１」にセットし、Ｅ濃度学習を許可する。

前記ステップ３６で高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲが「１」にセットされた後には、前記ステップ３１の答えがＹＥＳになり、その場合には、ステップ４０に進み、Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧが前記第１しきい値ΔＥＲＥＦ１よりも小さいか否かを判別する。この答えがＮＯのときには、前記ステップ２５に進み、Ｅ濃度学習を引き続き禁止する。一方、ステップ４０の答えがＹＥＳで、Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧが第１しきい値ΔＥＲＥＦ１を下回ったときには、発生した高温誤差が解消されたとして、高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲ及び濃度上昇フラグＦ＿ＩＮＣをそれぞれ「０」にセットする（ステップ４１、４２）とともに、前記ステップ２５に進み、Ｅ濃度学習の禁止状態を維持する。

ここで、これまでに説明した図９の判定処理による動作例を、図１０を参照しながら説明する。図１０の曲線Ａは、高温誤差が発生している場合の検出Ｅ濃度ＥＤの推移を示す。この曲線Ａでは、高温誤差の発生に伴って検出Ｅ濃度ＥＤが上昇するのに応じて、時点ｔ１において、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮからのＥ濃度変化量ΔＥＣＨＧが第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上になる（以下「条件１」という）。この条件１の成立は図９のステップ２４、２６によって判定され、それに応じてＥ濃度上昇タイマ値ＴＭ＿ＩＮＣが第１所定時間ＴＭＲＥＦ１にセットされ（ステップ２９）、学習フラグＦ＿ＬＲＮは「０」に維持される。

検出Ｅ濃度ＥＤは、高温誤差の特性により、Ｅ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸまで上昇した後、低下に転じる（時点ｔ２）。この検出Ｅ濃度ＥＤの低下に伴い、上記の条件１の成立後に第１所定時間ＴＭＲＥＦ１が経過する前に（時点ｔ３）、Ｅ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸからのＥ濃度低下量ΔＥＤＥＣが第２しきい値ΔＥＲＥＦ２以上になる（以下「条件２」という）。この条件２の成立は、ステップ３５によって判定される。

そして、上記の２つの条件１及び２がいずれも成立したときに、高温誤差が発生していると判定し、高温誤差フラグＦ＿ＨＥＲＲが「１」にセットされる（ステップ３６、図１０（ｃ）破線）とともに、学習フラグＦ＿ＬＲＮが「０」に維持され、Ｅ濃度学習が引き続き禁止される（図１０（ｄ）破線）。以上により、高温誤差の発生が適切に判定されるとともに、高温誤差の発生時におけるＥ濃度学習が禁止される。

一方、図１０の曲線Ｂ及びＣは、高温誤差が発生しておらず、Ｅ濃度が実際に上昇している場合の検出Ｅ濃度ＥＤの推移を示す。具体的には、曲線Ｂは、旧燃料に対してＥ濃度が高い多量の燃料が給油されたことで、実際のＥ濃度が大きく上昇し続ける例、曲線Ｃは、Ｅ濃度が高い少量の燃料が給油されたことで、実際のＥ濃度は上昇するものの、その上昇量が比較的小さく、早期に収束する例である。これらの２つの場合には、前述したＥ濃度変化量ΔＥＣＨＧが第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上になるという条件１は成立するものの、Ｅ濃度低下量ΔＥＤＥＣが第２しきい値ΔＥＲＥＦ２以上になるという条件２は成立しない（ステップ３５：ＮＯ）。

そして、条件１の成立後、条件２が成立しないまま、第１所定時間ＴＭＲＥＦ１が経過したときには（ステップ３７：ＹＥＳ）（時点ｔ４）、検出Ｅ濃度ＥＤの上昇が高温誤差によるものではなく、Ｅ濃度の実際の上昇によるものと判定し、学習フラグＦ＿ＬＲＮが「１」にセットされ、Ｅ濃度学習が開始される。以上により、高温誤差を含む検出Ｅ濃度ＥＤを排除し、実際のＥ濃度を反映した検出Ｅ濃度ＥＤのみに基づいて、Ｅ濃度学習が行われる。

図９に戻り、前記ステップ２７で学習フラグＦ＿ＬＲＮが「１」にセットされ、Ｅ濃度学習が開始された後には、前記ステップ２１の答えがＹＥＳになり、その場合には、ステップ４３以降に進み、Ｅ濃度学習の終了判定を行う。まずステップ４３では、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴを算出する。この変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴは、例えば、図４のステップ８で算出される推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの今回値と前回値との差を、その間の燃料消費量、すなわち単位容積ΔＶｏｌに相当する燃料量で除算することによって算出される。すなわち、変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴは、燃料消費量に対する推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの傾きを表す。

次に、算出した変化速度の絶対値｜ΔＥＩ＿ＥＳＴ｜が、値０に近い所定の第３しきい値ΔＥＲＥＦ３以下であるか否かを判別する（ステップ４４）。この答えがＮＯのときには、ダウンカウント式のＥ濃度収束タイマの値ＴＭ＿ＣＯＮを第２所定時間ＴＭＲＥＦ２にセットした（ステップ４５）後、前記ステップ２７に進み、Ｅ濃度学習を継続する。

前記ステップ４４の答えがＹＥＳで、推定噴射Ｅ濃度の変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが、値０±ΔＥＲＥＦ３で規定される所定の範囲内にあるときには、Ｅ濃度収束タイマ値ＴＭ＿ＣＯＮが０になったか否かを判別する（ステップ４６）。この答えがＮＯのときには、前記ステップ２７に進み、Ｅ濃度学習を継続する。

一方、上記ステップ４６の答えがＹＥＳのとき、すなわち推定噴射Ｅ濃度の変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが上記の所定の範囲内にある状態が、第２所定時間ＴＭＲＥＦ２の間、継続したときには、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴが収束し、その変化が終了したとして、Ｅ濃度学習を終了するものとし、前記ステップ２５に進み、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「０」にセットし、図９の処理を終了する。

図１１は、上述した学習の終了判定によって得られる動作例を示す。この例では、Ｅ濃度学習の開始後、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴは、ほぼ一定の変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴ（傾き）で上昇し、時点ｔ１１において、変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが減少し始めている。その後、変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが第３しきい値ΔＥＲＥＦ３以下になったときに（時点ｔ１２）、Ｅ濃度収束タイマがスタートする。そして、変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが値０±ΔＥＲＥＦ３の範囲内にある状態が、第３所定時間ＴＭＲＥＦ３の間、継続したときに（時点ｔ１３）、Ｅ濃度収束タイマ値ＴＭ＿ＣＯＮが０になる（ステップ４６：ＹＥＳ）。それに応じて、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴが収束したと判定し、学習フラグＦ＿ＬＲＮが「１」から「０」に切り替えられ、Ｅ濃度学習が終了する。

次に、図１２を参照しながら、図７のステップ１３で実行されるＥ濃度学習値の算出処理について説明する。本処理では、まずステップ５１において、前回と今回の処理サイクルの間で、図４のステップ８による推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの更新が行われたか否かを判別する。この答えがＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

上記ステップ５１の答えがＹＥＳで、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの更新が行われているときには、学習フラグの前回値Ｆ＿ＬＲＮＺが「１」であるか否かを判別する（ステップ５２）。この答えがＮＯのとき、すなわち今回の処理サイクルがＥ濃度学習の開始直後に相当するときには、移行係数ＫＴＲＮを値０に設定し（ステップ５３）、後述するステップ５７に進む。

一方、上記ステップ５２の答えがＹＥＳで、今回の処理サイクルがＥ濃度学習の開始後の２回目以降に相当するときには、前回の移行係数ＫＴＲＮに所定の増分量ΔＫ（＜１．０）を加算した値を、今回の移行係数ＫＴＲＮとして設定する（ステップ５４）。次に、移行係数ＫＴＲＮがリミット値としての値１．０を上回ったか否かを判別し（ステップ５５）、その答えがＹＥＳのときには、移行係数ＫＴＲＮを値１．０に制限した（ステップ５６）後、ＮＯのときには直接、ステップ５７に進む。

このステップ５７では、上記のように設定された移行係数ＫＴＲＮと推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴを用い、次式（２）によって、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを算出・更新し、図１２の処理を終了する。
Ｅ＿ＬＲＮ ＝ ＥＩ＿ＥＳＴ ・ＫＴＲＮ＋Ｅ＿ＬＲＮ・（１−ＫＴＲＮ）
・・・（２）
ここで、右辺のＥ＿ＬＲＮはＥ濃度学習値の前回値である。

図１３は、上記のＥ濃度学習値の算出処理によって得られる動作例を示す。まず、前記ステップ５２〜５６により、移行係数ＫＴＲＮは、Ｅ濃度学習の開始時（時点ｔ２１）に値０に設定された後、処理サイクルごとに増分量ΔＫずつ値１．０まで徐々に増加し（時点ｔ２１〜ｔ２２）、その後は値１．０に維持される。このように、増分量ΔＫは、移行係数ＫＴＲＮの増加期間を定めるものであり、この増加期間は、例えば、燃料がＥ濃度センサ２１の位置から燃料噴射弁１０の位置まで移動するのに要する期間に設定される。

また、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮは、移行係数ＫＴＲＮを用い、式（２）によって算出される結果、Ｅ濃度学習の開始時（ｔ２１）には、移行係数ＫＴＲＮ＝０であることで、このときの推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴとの差分ΔＥの大きさにかかわらず、その直前のＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに一致するように算出される。その後、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮは、移行係数ＫＴＲＮが漸増するのに応じて、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴに徐々に近づくように算出され（ｔ２１〜ｔ２２）、移行係数ＫＴＲＮが値１．０に達した以降は（ｔ２２〜）、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴに一致するように算出される。

次に、図１４を参照しながら、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いたエンジン制御の例として、燃料噴射量ＧＦＵＥＬの算出処理について説明する。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。

本処理では、まずステップ６１において、燃料噴射量ＧＦＵＥＬの基本値ＧＢＡＳＥを算出する。その算出は、例えば、検出された吸入空気量ＧＡＩＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって行われる。このマップでは、基本値ＧＢＡＳＥは、燃料ＦのＥ濃度が所定値の場合に、混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように設定されている。

次に、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標空燃比（目標当量比）ＫＣＭＤを算出する（ステップ６２）。Ｅ濃度が高いほど、同一の空気量に対してより多くの燃料量が必要になるので、このマップでは、目標空燃比ＫＣＭＤは、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮが大きいほど、より小さな値に設定されている。

次に、ＬＡＦセンサ２６の検出値から算出された検出空燃比ＫＡＣＴが目標空燃比ＫＣＭＤに一致するように、ＰＩＤフィードバック制御などによって、空燃比補正係数ＫＦＢを算出する（ステップ６３）。また、総補正係数ＫＴＯＴＡＬを算出する（ステップ６４）。この総補正係数ＫＴＯＴＡＬは、エンジン３の運転状態に応じて設定される他の複数の補正係数を互いに乗算したものである。

次に、次式（３）により、基本値ＧＢＡＳＥに、目標空燃比ＫＣＭＤ、空燃比補正係数ＫＦＢ及び総補正係数ＫＴＯＴＡＬを乗算することによって、燃料噴射量ＧＦＵＥＬを算出し（ステップ６５）、図１４の処理を終了する。
ＧＦＵＥＬ ＝ ＧＢＡＳＥ・ＫＣＭＤ・ＫＦＢ・ＫＴＯＴＡＬ ・・・（３）
以上のように、燃料噴射量ＧＦＵＥＬは、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用い、燃料Ｆの実際の噴射Ｅ濃度を反映するように算出される。

以上のように、本実施形態によれば、検出Ｅ濃度ＥＤに基づき、噴射Ｅ濃度の変化の有無を判定するとともに、変化すると判定された場合に限り、Ｅ濃度学習を実行する。これにより、噴射Ｅ濃度が変化しない状態での学習を回避し、Ｅ濃度学習を有効に行うことができる。また、Ｅ濃度学習を推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴに基づいて行うので、燃料噴射弁１０から噴射され、燃焼に供される燃料ＦのＥ濃度を反映させながら、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを精度良く算出でき、したがって、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いたエンジン制御を、精度良く行うことができる。

また、検出Ｅ濃度ＥＤとＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮとの差分であるＥ濃度変化量ΔＥＣＨＧ（絶対値）が、第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上になったときに（図９のステップ２４：ＹＥＳ）、原則として噴射Ｅ濃度が変化すると判定するので、この判定をより早く的確に行うことができる。

さらに、検出Ｅ濃度ＥＤが上昇し、Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧが第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上になった場合において、その後、第１所定時間ＴＭＲＥＦ１内に、Ｅ濃度最大値ＥＤ＿ＭＡＸからのＥ濃度低下量ΔＥＤＥＣが第２しきい値ΔＥＲＥＦ２以上になったときには（ステップ３５：ＹＥＳ）、高温誤差が発生していると判定して、Ｅ濃度学習を禁止する。これにより、高温誤差を含む検出Ｅ濃度ＥＤに基づく誤学習を回避し、Ｅ濃度学習の精度を向上させることができる。

また、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴを算出するに際し、検出Ｅ濃度ＥＤに対して、バッファ処理（図４のステップ１〜７、図５）による遅延処理と、式（１）による一次遅れ処理を施す。これにより、Ｅ濃度センサ２１の位置から燃料噴射弁１０の位置までの燃料Ｆの輸送遅れと燃料Ｆの混じり合いによる遅れを反映させながら、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴを精度良く算出できる。したがって、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴを用いて、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮをさらに精度良く算出することができる。

さらに、Ｅ濃度学習においては、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを、その初期値が直前のＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮに一致し、その後、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴに徐々に近づくように算出する（図１３）。したがって、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いたエンジン制御、例えば図１４に示した燃料噴射量ＧＦＵＥＬの算出を、学習の開始時には段差なく円滑に、その後は噴射Ｅ濃度を反映させながら良好に行うことができる。

また、Ｅ濃度学習の開始後、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの変化速度ΔＥＩ＿ＥＳＴが値０±ΔＥＲＥＦ３で規定される所定の範囲内に収束したときに（ステップ４４、４６：ＹＥＳ）、噴射Ｅ濃度がもはや変化していないとして、Ｅ濃度学習を適切に終了させることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、前述したＥ濃度センサ２１の温度誤差を補償するように検出Ｅ濃度ＥＤを補正し、それにより得られた補正後検出Ｅ濃度を用いて、Ｅ濃度学習を行うものである。本実施形態では、比誘電率パラメータ算出手段、推定燃料温度算出手段、及び補正後エタノール濃度算出手段は、ＥＣＵ２によって構成されている。

以下、図１５及び図１６を参照しながら、検出Ｅ濃度ＥＤの補正方法について説明する。図１５に示す補正処理は、ＥＣＵ２により所定時間（例えば１００ｍｓ）ごとに実行される。本処理では、まずステップ７１において、Ｅ濃度センサ２１による検出Ｅ濃度ＥＤと燃料温度ＴＦに応じ、図１６に示す比誘電率マップＭεｒを検索することによって、燃料Ｆの比誘電率εｒを算出する。

前述したように、Ｅ濃度センサ２１では、検出された燃料Ｆの比誘電率εｒ及び燃料温度ＴＦに応じ、図１６に示すＥ濃度マップＭＥＤを用いて検出Ｅ濃度ＥＤが算出され、出力される一方、比誘電率εｒは出力されない。上記の比誘電率マップＭεｒは、Ｅ濃度マップＭＥＤに設定される比誘電率εｒ、温度ＴＦ及び検出Ｅ濃度ＥＤの三者間の関係を維持しながら、温度ＴＦ及び検出Ｅ濃度ＥＤを入力とし、比誘電率εｒを出力として、Ｅ濃度マップＭＥＤを書き換えた（逆設定した）ものである。したがって、燃料温度ＴＦ及び検出Ｅ濃度ＥＤに応じ、比誘電率マップＭεｒを検索することによって、Ｅ濃度センサ２１で検出されている比誘電率εｒが算出（逆算）される。

次に、燃料温度ＴＦに間引きフィルタ処理及び一次遅れ補償処理を施すことによって、推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴを算出する（ステップ７２）。この間引きフィルタ処理は、Ｅ濃度センサ２１で検出される燃料温度ＴＦが細かく振動するという特性が認められることから、検出（サンプリング）された燃料温度ＴＦをそのまま用いて一次遅れ補償処理を施したときの、燃料温度ＴＦの振動の増幅を回避するためのものである。具体的には、間引きフィルタ処理は、一次遅れ補償処理に用いられる燃料温度ＴＦのサンプリング周期を本来の周期（例えば１００ｍｓ）からより長い所定の周期（例えば８００ｍｓ）に変更することによって、行われる。これにより、燃料温度ＴＦの振動の増幅が有効に回避される。なお、この間引きフィルタ処理は、図１６の間引きフィルタ３１に相当する。

また、一次遅れ補償処理は、Ｅ濃度センサ２１のサーミスタ２３の応答遅れを補償し、現時点における燃料温度の真値を推定するためのものであり、次式（４）によって行われる。
ＴＦ＿ＥＳＴ =（ＴＦ（ｎ）−ＴＦ（ｎ−１））／ｍｒ ＋ ＴＦ（ｎ−１）
・・・（４）
ここで、ＴＦ（ｎ）、ＴＦ（ｎ−１）は、サーミスタ２３で検出された燃料温度ＴＦの今回値及び前回値であり、ｍｒは所定の逆なまし係数（０＜ｍｒ＜１）である。以上の一次遅れ補償処理は、図１６の一次遅れ補償器３２に相当する。以上の間引きフィルタ処理及び一次遅れ補償処理によって、推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴが精度良く算出される。なお、推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴの精度を高めるために、上記の燃料温度の前回値ＴＦ（ｎ−１）に代えて、より以前のｋ回前に検出された燃料温度ＴＦ（ｎ−ｋ）を適宜、用いることが可能である。

次に、算出された比誘電率εｒ及び推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴに応じ、図１６に示す補正用Ｅ濃度マップＭＥＤＣを検索することによって、補正用Ｅ濃度マップ値ＥＤＭを算出する（ステップ７３）。この補正用Ｅ濃度マップＭＥＤＣは、Ｅ濃度マップＭＥＤと同じ設定で、燃料温度ＴＦを推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴに置き換え、検出Ｅ濃度ＥＤを補正用Ｅ濃度マップ値ＥＤＭに置き換えたものである。したがって、算出された補正用Ｅ濃度マップ値ＥＤＭは、比誘電率εｒ及び推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴに対応する、サーミスタ２３の応答遅れが補償されたＥ濃度に相当する。

最後に、算出された補正用Ｅ濃度マップ値ＥＤＣＭに対し、ノイズの除去などのためのローパスフィルタ処理を施すことによって、補正後Ｅ濃度ＥＤＣを算出し（ステップ７４）、図１５の処理を終了する。なお、このローパスフィルタ処理は、図１６のローパスフィルタ３３に相当する。

以上の補正処理により、Ｅ濃度センサ２１の温度誤差を補償した補正後Ｅ濃度ＥＤＣが算出される。算出された補正後Ｅ濃度ＥＤＣは、図４の推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの算出処理において、検出Ｅ濃度ＥＤに代えて用いられる。これにより、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴをより精度良く算出でき、これを用いたＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮの算出精度をさらに高めることができる。

また、図１７は、補正後Ｅ濃度ＥＤＣを用いて実行される、第２実施形態によるＥ濃度の学習条件の判定処理を示す。同図において、図９に示す第１実施形態の判定処理と同じ内容のステップについては、比較の容易化のために同一のステップ番号を付している。以下、この判定処理を簡単に説明する。

本処理では、第１実施形態と同様、まずステップ２１において、学習フラグＦ＿ＬＲＮを判別し、その結果、Ｅ濃度の学習中でないときには、今回の補正後検出Ｅ濃度ＥＤＣと現在のＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮとの差（＝ＥＤＣ−Ｅ＿ＬＲＮ）を、Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧとして算出する（ステップ２２Ａ）。次に、Ｅ濃度変化量の絶対値｜ΔＥＣＨＧ｜が第１しきい値ΔＥＲＥＦ１以上であるか否かを判別する（ステップ２４）。

このステップ２４の答えがＹＥＳのときには、噴射Ｅ濃度が変化すると判定して、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「１」にセットし（ステップ２７）、Ｅ濃度学習を許可する一方、ＮＯのときには、噴射Ｅ濃度が変化しないと判定して、学習フラグＦ＿ＬＲＮを「０」にセットし（ステップ２５）、Ｅ濃度学習を禁止する。上記ステップ２７が実行され、Ｅ濃度学習が開始された後には、第１実施形態と同様、ステップ４３〜４６においてＥ濃度学習の終了判定が行われる。

以上の判定処理により、温度誤差を補償した補正後検出Ｅ濃度ＥＤＣを用い、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮからの補正後検出Ｅ濃度ＥＤＣの変化量に応じて、Ｅ濃度学習の実行／禁止を適切に判定することができる。また、図９との比較から明らかなように、本処理では、補正後Ｅ濃度ＥＤＣを用いるため、第１実施形態の判定処理における、高温誤差の判定に関連する多数のステップが省略されており、それにより、演算負荷が大幅に低減される。

以上のように、本実施形態によれば、Ｅ濃度センサ２１で検出された検出Ｅ濃度ＥＤ及び燃料温度ＴＦに応じ、Ｅ濃度センサ２１で用いられているＥ濃度ＭＥＤマップを逆設定した比誘電率Ｍεｒマップを用いて、燃料Ｆの比誘電率εｒを算出するとともに、燃料温度ＴＦに一次遅れ補償処理を施すことによって、推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴを算出する。また、算出された比誘電率εｒ及び推定燃料温度ＴＦ＿ＥＳＴに応じ、比誘電率Ｍεｒマップと同じ設定の補正用Ｅ濃度マップＭＥＤＣを用いて、補正用Ｅ濃度マップ値ＥＤＭを算出することなどによって、補正後Ｅ濃度ＥＤＣを算出する。以上により、Ｅ濃度センサ２１の温度誤差を補償した補正後Ｅ濃度ＥＤＣを、精度良く算出することができる。

したがって、検出Ｅ濃度ＥＤに代えて、補正後Ｅ濃度ＥＤＣを推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴの算出やＥ濃度の学習条件の判定などに用いることによって、これらの算出及び判定などをより精度良く簡便に行うことができ、ひいては、Ｅ濃度学習及びエンジン制御の精度を向上させることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、噴射Ｅ濃度の変化の有無の判定を、検出Ｅ濃度ＥＤとＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮとの差分（Ｅ濃度変化量ΔＥＣＨＧ）に基づいて行っているが、これに代えて他の適当な方法で行ってもよい。例えば、検出Ｅ濃度ＥＤに基づいて算出された推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴを検出Ｅ濃度ＥＤの代わりに用い、推定噴射Ｅ濃度ＥＩ＿ＥＳＴとＥ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮとの差分に基づいて、噴射Ｅ濃度の変化の有無を判定してもよい。

また、図９の判定処理では、Ｅ濃度センサ２１の温度誤差のうち、発生の可能性が高い高温誤差のみを対象として、その発生の有無を判定しているが、これに加えて、発生の可能性がより低い低温誤差を対象としてもよい。この場合、低温誤差が発生すると、検出Ｅ濃度ＥＤは、高温誤差の場合とは逆方向に一旦、低下するので、そのような低温誤差の特性に応じた判定処理が行われる。例えばＥ濃度学習値からの検出Ｅ濃度ＥＤの低下量が第１しきい値以上になった後、所定時間以内に、Ｅ濃度最小値からの検出Ｅ濃度ＥＤの上昇量が第２しきい値以上になったときに、低温誤差が発生していると判定することが可能である。

さらに、第２実施形態では、比誘電率パラメータとして、燃料Ｆの比誘電率εｒを用いたが、これに代えて誘電率や静電容量を用いてもよい。また、実施形態で示した検出Ｅ濃度ＥＤに対する一次遅れ処理の手法（式（１））や、第２実施形態で示した燃料温度ＴＦに対する一次遅れ補償処理の手法（式（４））は、あくまで例示であり、他の適当な手法を採用することが可能である。

また、実施形態では、Ｅ濃度学習値Ｅ＿ＬＲＮを用いたエンジン制御として、燃料噴射量ＧＦＵＥＬを算出しているが、これに代えて又はこれとともに、他のエンジン制御、例えば燃料噴射時期又は燃料圧力の算出や点火時期制御などを行ってもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更すること可能である。

２ ＥＣＵ（判定手段、エタノール濃度学習手段、制御手段、推定噴射エタノー ル濃度算出手段、比誘電率パラメータ算出手段、推定燃料温度算出手段、補 正後エタノール濃度算出手段）
３ エンジン（内燃機関）
１０ 燃料噴射弁（第１噴射装置）
２１ Ｅ濃度センサ（エタノール濃度センサ）
２２ａ エタノール濃度センサの電極（比誘電率パラメータ検出装置）
２２ｂ エタノール濃度センサの電極（比誘電率パラメータ検出装置）
２３ サーミスタ（温度検出装置）
３２ 一次遅れ補償器
Ｆ 燃料
ＥＤ 検出Ｅ濃度（エタノール濃度センサの出力値）
ＥＩ＿ＥＳＴ 推定噴射Ｅ濃度（噴射エタノール濃度）
Ｅ＿ＬＲＮ Ｅ濃度学習値（エタノール濃度学習値）
ＧＦＵＥＬ 燃料噴射量
ΔＥＣＨＧ Ｅ濃度変化量（エタノール濃度センサの出力値と現在のエタノール濃度 学習値との差分）
ΔＥＩ＿ＥＳＴ 推定噴射エタノール濃度の変化速度
εｒ 燃料の比誘電率（比誘電率パラメータ）
ＴＦ 燃料温度（温度検出装置の出力値）
ＭＥＤ Ｅ濃度マップ（所定の関係）
Ｍεｒ 比誘電率マップ（所定の関係）
ＴＦ＿ＥＳＴ 推定燃料温度
ＭＥＤＣ 補正用Ｅ濃度マップ
ＥＤＣ 補正後Ｅ濃度（補正後エタノール濃度）
ＴＭＲＥＦ１ 第１所定時間（所定時間）
ΔＥＤＥＣ Ｅ濃度低下量
ΔＥＲＥＦ２ 第２しきい値（所定量）

Claims (8)

1. エタノールを含有する燃料を用いるとともに、燃料を燃料噴射弁から噴射する内燃機関の制御装置であって、
   燃料のエタノール濃度を検出し、出力するエタノール濃度センサと、
   当該エタノール濃度センサの出力値に基づき、前記燃料噴射弁から噴射される燃料のエタノール濃度である噴射エタノール濃度が変化するか否かを判定する判定手段と、
   当該判定手段により前記噴射エタノール濃度が変化すると判定されたときに、当該噴射エタノール濃度に基づいてエタノール濃度の学習を実行することによって、エタノール濃度学習値を算出し、前記噴射エタノール濃度が変化しないと判定されたときに、前記エタノール濃度の学習を禁止するエタノール濃度学習手段と、
   前記算出されたエタノール濃度学習値を用いて、前記内燃機関を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記判定手段は、前記エタノール濃度センサの出力値と現在の前記エタノール濃度学習値との差分に基づき、前記噴射エタノール濃度が変化するか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記エタノール濃度センサの出力値に対し、前記エタノール濃度センサの位置から前記燃料噴射弁の位置までの燃料の輸送遅れを反映させるための遅延処理と、燃料の混じり合いによる遅れを反映させるための一次遅れ処理とを施すことによって、前記噴射エタノール濃度の推定値である推定噴射エタノール濃度を算出する推定噴射エタノール濃度算出手段をさらに備え、
   前記エタノール濃度学習手段は、前記算出された推定噴射エタノール濃度に基づいて、エタノール濃度学習値を算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記エタノール濃度学習手段は、エタノール濃度の学習を開始した後、前記推定噴射エタノール濃度の変化速度が所定の範囲内に収束したときに、エタノール濃度の学習を終了することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記エタノール濃度学習手段は、エタノール濃度の学習の開始時における前記エタノール濃度学習値の初期値が当該学習の開始直前における前記エタノール濃度学習値に一致し、その後、前記エタノール濃度学習値が前記推定噴射エタノール濃度に徐々に近づくように、前記エタノール濃度学習値を算出することを特徴とする、請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記エタノール濃度センサは、燃料の比誘電率を表す比誘電率パラメータを検出する比誘電率パラメータ検出装置と、燃料の温度を検出し、出力する温度検出装置とを有し、前記検出された燃料の比誘電率パラメータ及び燃料の温度に応じ、燃料の比誘電率パラメータ、温度とエタノール濃度の間の所定の関係に基づいて、燃料のエタノール濃度を算出し、出力するように構成されており、
   前記エタノール濃度センサの出力値及び前記温度検出装置の出力値に応じ、前記所定の関係に基づいて、前記比誘電率パラメータ検出装置によって検出された比誘電率パラメータを算出する比誘電率パラメータ算出手段と、
   前記温度検出装置の出力値に一次遅れ補償処理を施すことによって、燃料の温度の推定値である推定燃料温度を算出する推定燃料温度算出手段と、
   前記算出された比誘電率パラメータ及び推定燃料温度に応じ、前記所定の関係に基づいて、補正後エタノール濃度を算出する補正後エタノール濃度算出手段と、をさらに備え、
   当該算出された補正後エタノール濃度を前記エタノール濃度センサの出力値に代えて用いることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記エタノール濃度センサは、燃料の比誘電率を表す比誘電率パラメータを検出する比誘電率パラメータ検出装置と、燃料の温度を検出する温度検出装置とを有し、前記検出された燃料の比誘電率パラメータ及び燃料の温度に応じ、燃料の比誘電率パラメータ、温度とエタノール濃度の間の所定の関係に基づいて、エタノール濃度を算出し、出力するように構成されており、
   前記エタノール濃度学習手段は、前記エタノール濃度センサの出力値が変化した後、所定時間以内に当該変化前の値に戻ったときに、エタノール濃度の学習を禁止することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記エタノール濃度学習手段は、前記エタノール濃度センサの出力値が上昇した後、前記所定時間内に所定量以上、低下したときに、エタノール濃度の学習を禁止することを特徴とする、請求項７に記載の内燃機関の制御装置。

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