JP2008286131A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重質度合もしくはアルコール濃度が違う燃料を使用した場合にも、ドラビリの向上や排気ガスの低減を実現することができる内燃機関の制御装置を得る。
【解決手段】第１操作状態で内燃機関の排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を有し、第２操作状態で内燃機関の排気ガスの空燃比の変化に対し出力がリニアに変化する特性を有する空燃比センサ１８と、空燃比センサの状態を判定する操作状態判定手段１９ａと、内燃機関に供給する燃料量を制御する燃料噴射量制御手段１９ｂと、操作状態判定手段１９ａにより第１操作状態と判定されている間において、空燃比センサがリーンを示した場合には、燃料噴射量制御手段１９ｂにおける燃料噴射量を所定量増量し、空燃比センサがリッチを示した場合には、燃料噴射量制御手段１９ｂにおける燃料噴射量を所定量減量する燃料補正手段１９ｃを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に供給する燃料に応じた燃料噴射量を制御するための内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関（以下「エンジン」と称す）の始動直後においては、リニア空燃比センサ、または酸素センサの素子が活性しておらず、例えば、数十秒ものセンサ活性時間が必要となる。この結果、空燃比に対して適切な燃料噴射量制御を即座には行うことができない。そこで、エンジン始動、特に、冷機始動時におけるドラビリの向上や排気ガスの低減が求められている。

リニア空燃比センサは、λＯ２素子と酸素ポンプ素子とで構成されており、これら両方の素子が活性してから、空燃比をリニアに検出することが可能となる。また、λＯ２素子が活性する素子温度は、酸素ポンプ素子が活性する素子温度と比較して低い。そこで、この酸素ポンプ素子が活性するまでの間、λＯ２素子の特性、すなわち、排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を用いて、空燃比をフィードバック制御する方法が知られている。

例えば、リニア空燃比センサのセンサ素子温度が３００度以上になると、第１操作状態としてセンサ素子に電圧を印加せずに、理論空燃比を境に出力が急変する特性を検出している（例えば、特許文献１参照）。さらに、センサ素子温度が６００度以上になると、第２操作状態としてセンサ素子に電圧を印加して、センサ本来の出力特性であるリニア空燃比を検出している。これにより、本来の検出タイミング（活性時間）よりも早期の段階で空燃比情報を検出し、その空燃比情報を用いて空燃比フィードバックを行うことで、ドラビリの向上や排気ガスの低減を行っている。

また、特許文献１と同様、センサ素子に対する印加電圧の有無で、基準空燃比を境に出力が急変する特性、またはリニア空燃比特性を検出し、さらに基準空燃比を境に出力が急変する特性の検出時には、その基準空燃比を所定値に変更して空燃比フィードバックを行うことで、さらなる排気ガスの低減を行っている（例えば、特許文献２参照）。

一方、近年では、リニア空燃比センサの活性性能の向上により、始動後数秒でλＯ２素子が活性し、さらにその数秒後で酸素ポンプ素子が活性するようになっている。

また、近年では、市場における多種多様な燃料、例えば、燃料の揮発性が低い重質ガソリン燃料やアルコールとガソリンが混合されたアルコール混合燃料を使用した場合にも、ドラビリの向上および排気ガスの低減が強く求められている。

このような要望の背景には、次のような問題がある。すなわち、上記のような燃料をエンジンに供給した場合、過渡運転状態での空燃比のばらつきが大きくなり、ドラビリの悪化および排気ガス悪化を起こしてしまい、特に、冷機始動時においては、エンストになる可能性が高くなってしまうためである。

これに関しても、始動後の空燃比を早期に検出して空燃比制御を行うことで、空燃比ばらつきの抑制、すなわち、ドラビリの向上および排気ガスの低減をすることが可能とされている。

特開昭６３−２２３３４７号公報 特開平１０−０１９８２７号公報

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
燃料の揮発性が低い重質ガソリン燃料や、アルコールとガソリンが混合されたアルコール混合燃料を使用した場合におけるドラビリの向上および排気ガスの低減は、冷機始動直後の数秒間で必要とされている。また、燃料の揮発性またはアルコール濃度の差が顕著に出るのは、始動直後数秒間の過渡状態である。

しかし、特許文献１および特許文献２に記載の制御装置では、始動直後の数秒間における燃料の揮発性またはアルコール濃度の差を検出して空燃比制御を行うようにはなっていない。これらは、むしろ、始動後しばらく経過した後、λＯ２素子のみを用いる第１操作状態が十分長い場合の空燃比フィードバック制御を想定している。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、重質度合もしくはアルコール濃度が違う燃料を使用した場合にも、ドラビリの向上や排気ガスの低減を実現することができる内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、第１操作状態で内燃機関の排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を有し、第２操作状態で内燃機関の排気ガスの空燃比の変化に対し出力がリニアに変化する特性を有する空燃比センサと、空燃比センサが第１操作状態にあるか、第２操作状態にあるか、または第１操作状態および第２操作状態のいずれかでもないかを判定する操作状態判定手段と、内燃機関に供給する燃料量を制御する燃料噴射量制御手段と、操作状態判定手段により第１操作状態と判定されている間において、空燃比センサがリーンを示した場合には、燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を所定量増量し、空燃比センサがリッチを示した場合には、燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を所定量減量する燃料補正手段とを備えるものである。

本発明によれば、リニア空燃比センサが完全に活性する前の理論空燃比を境に出力が急変する特性を用いて、始動直後数秒間で燃料の揮発性を表す重質度合またはアルコール濃度の差を検出して、燃料噴射量を所定量分増量もしくは減量することで、重質度合もしくはアルコール濃度が違う燃料を使用した場合にも、ドラビリの向上や排気ガスの低減を実現することができる内燃機関の制御装置を得ることができる。

以下、本発明の内燃機関の制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置を含むシステムの全体構成図である。
なお、一般的に、エンジンには、複数のシリンダが設けられているが、以下の説明においては、説明を簡略化するために、そのうちの１つのシリンダについて説明する。

図１において、エンジン１には、燃料と空気とが混合した混合気が筒状のシリンダ２とピストン３とによって吸入されて燃焼する燃焼室４が形成されている。ここで、ピストン３は、シリンダ２の軸線方向に往復自在に設けられている。

また、クランク軸には、エンジン１の回転に同期して信号を発生するクランク角センサ５が設けられている。また、シリンダ２には、エンジン１を冷却するための冷却水（図示せず）の温度に応じた電圧を出カする水温センサ６が設けられている。

シリンダ２には、シリンダ２内に空気を吸入する吸気マニホールド７と、燃焼室４内で混合気が燃焼して生成された排気ガスを排出する排気マニホールド８とが接続されている。また、シリンダ２には、燃焼室４と吸気マニホールド７との間を開閉する吸気弁９と、燃焼室４と排気マニホールド８との間を開閉する排気弁１０とが取り付けられている。さらに、シリンダ２の頂部には、燃焼室４に供給された混合気に点火する点火プラグ１１が取り付けられている。

吸気マニホールド７の下流側で吸気弁９の近傍には、燃料を噴射する燃料噴射弁１２が取り付けられている。これにより、最適なタイミングでシリンダ２内に撚料を供給することができる。

また、吸気マニホールド７の上流側には、燃焼室４に吸入される空気を一時的にためるサージタンク１３が接続されており、サージタンク１３の上流側には、スロットル弁１４が接続されている。また、スロットル弁１４の下流側には、ブースト圧に応じた電圧を出力するブースト圧センサ１５が設けられている。

一方、排気マニホールド８の下流側には、排気ガス中の有害物質を取り除く触媒装置１６が接続されており、さらに、触媒装置１６の下流側には、排気ガスを外部に排気するテールパイプ１７が接続されている。

また、排気マニホールド８には、第１操作状態では排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を電圧出力し、第２操作状態では排気ガスの空燃比の変化に対し出力がリニアに変化する特性を電圧出力する空燃比センサ１８が設けられている。この第１操作状態および第２操作状態については、後で、詳細に説明する。

エンジン制御用電子コントロールユニット１９（以下、ＥＣＵ１９と称す）は、演算処理をするＣＰＵ、プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ、およびＥＣＵ１９の電源が切られても格納されているデータを保持するバックアップＲＡＭを有するマイクロコンピュータ（図示せず）と、アクチュエータ駆動のための駆動回路（図示せず）と、各種信号の入出力を行うＩ／Ｏインターフェース（図示せず）とで構成されている。

このＥＣＵ１９が、本願発明における内燃機関の制御装置に相当する。そこで、次に、ＥＣＵ１９の制御機能について、詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置の内部構成、および制御に用いられるセンサ情報を示した図である。図２に示すように、ＥＣＵ１９は、操作状態判定手段１９ａ、燃料噴射量制御手段１９ｂ、燃料補正手段１９ｃ、燃料補正許可手段１９ｄのそれぞれの手段を有しており、これらの手段による機能を実現するためのソフトウェアがメモリ上に記憶されている。なお、以下の説明においては、燃料補正許可手段１９ｄを備えた場合について説明するが、この燃料補正許可手段１９ｄは、必ずしも本発明の必須要件ではない。

また、ＥＣＵ１９には、クランク角センサ５、水温センサ６、ブースト圧センサ１５、空燃比センサ１８のそれぞれがセンサ情報源として接続されており、ＥＣＵ１９は、これらのセンサ情報をＡ／Ｄ変換して取り込んでいる。

より具体的には、ＥＣＵ１９には、クランク角センサ５の信号が割り込み入力されて、ＥＣＵ１９に内蔵されたタイマーとクランク角センサ５の信号とからエンジン回転数Ｎｅが演算され、燃料噴射量制御手段１９ｂでの演算に用いられる。

また、ＥＣＵ１９には、水温センサ６およびブースト圧センサ１５からの電圧出力値がＡ／Ｄ変換されて入カされる。そして、これらＡ／Ｄ変換された各出カ値、すなわち、冷却水温Ｔｗおよびブースト圧Ｐｂは、ＥＣＵ１９内の各手段での演算に用いられる。

さらに、ＥＣＵ１９には、空燃比センサ１８から出力される３種類の電圧出力値がＡ／Ｄ変換されて入カされる。そして、Ａ／Ｄ変換された各出カ値、すなわち、空燃比出力値λＯ２、リニア空燃比出力値ＡＦｓ、およびセンサ素子抵抗電圧値Ｒｄは、ＥＣＵ１９内の各手段での演算に用いられる。

ＥＣＵ１９内の操作状態判定手段１９ａは、センサ素子抵抗電圧値Ｒｄがあらかじめ設定された第１活性判定値Ｒａｃｔ１および第２活性判定値Ｒａｃｔ２（ただし、Ｒａｃｔ１＞Ｒａｃｔ２）の範囲内にあると判定したときには、第１操作状態として排気ガスの空燃比の空燃比出力値が空燃比出力値λＯ２として得ることができる。

また、操作状態判定手段１９ａは、センサ素子抵抗電圧値Ｒｄがあらかじめ設定された第２活性判定値Ｒａｃｔ２以下と判定したときには、第２操作状態として空燃比の全域に渡ったリニア出力がリニア空燃比出力値ＡＦｓとして得ることができる。

燃料噴射量制御手段１９ｂは、ブースト圧Ｐｂとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて基本燃料噴射時間Ｔｂを演算し、この基本燃料噴射時間Ｔｂに対して、後述する燃料補正手段１９ｃ、およびその他補正（例えば、水温補正や空燃比フィードバック制御補正など）による補正を施す。

また、燃料噴射量制御手段１９ｂは、エンジン始動時のクランキング中においては、冷却水温Ｔｗに基づいて演算される基本非同期噴射時間Ｔｓｔｂに対して、後述する燃料補正手段１９ｃによる補正を施す。さらに、燃料噴射量制御手段１９ｂは、燃料噴射弁１２のむだ時間Ｔｄを加えた時間に比例する燃料量を、燃料噴射弁１２より噴射する。

燃料補正手段１９ｃは、操作状態判定手段１９ａで第１操作状態が判定されている間は、所定時間Ｔｃの間において空燃比出力積算値ΣλＯ２を更新する。そして、燃料補正手段１９ｃは、所定時間Ｔｃ後に空燃比出力積算値ΣλＯ２により演算される空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅと閾値λＯ２ｌｖとを比較して、その比較結果の大小関係に応じて、重質度合値Ｔｈｌｖを所定量Ｔｄｉｖ分増量または減量する。

さらに、燃料補正手段１９ｃは、増量または減量した重質度合値Ｔｈｌｖに応じて、重質補正量Ｔｈ、加減速用重質補正量Ｔｈａ、始動用重質補正量Ｔｈｓを演算する。そして、燃料噴射量制御手段１９ｂは、これらの補正量に基づいて、燃料噴射量の制御を実行する。

また、燃料補正手段１９ｃは、エンジン停止時においても、重質度合値Ｔｈｌｖを記憶し続ける。そして、燃料噴射量制御手段１９ｂは、次回エンジン始動時には、燃料補正手段１９ｃにより記憶し続けた重質度合値Ｔｈｌｖを基に、上記と同様、燃料噴射量の制御を実行する。さらに、燃料補正手段１９ｃは、次回の補正量算出においては、記憶し続けた重質度合値Ｔｈｌｖを基に、所定量Ｔｄｉｖ分の増量または減量を行う。

燃料補正許可手段１９ｄは、始動後時間Ｔｓｔが、あらかじめ設定された時間Ｔｓｍｎ〜Ｔｓｍｘの範囲内であるか否かを判定し、範囲内である場合には、燃料補正手段１９ｃにおける重質度合値Ｔｈｌｖの所定量Ｔｄｉｖ分の増量または減量を許可する。

次に、このような構成を有する本実施の形態１の内燃機関の制御装置において、燃料噴射量を増量もしくは減量する動作について、フローチャートを用いて詳細に説明する。まず始めに、操作状態判定手段１９ａが操作状態を判定する動作について説明する。なお、この動作は、ＥＣＵ１９において、メインルーチンが所定時間周期で実行される中で、サブルーチンとして実行される。

図３は、本発明の実施の形態１における操作状態判定手段１９ａが操作状態を判定する一連の処理を示したフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、空燃比センサ１８のセンサ素子抵抗電圧値Ｒｄがあらかじめ設定された第１判定値Ｒａｃｔ１以下であるか否かを判定する。

そして、ステップＳ１０１において、第１判定値Ｒａｃｔ１以下ではない（すなわちＮｏ）と判定された場合には、空燃比センサ１８が活性していない状態であるとし、第１操作状態フラグＦａｃｔ１および第２操作状態フラグＦａｃｔ２にそれぞれ「０」をセットして（ステップＳ１０２、ステップＳ１０３）、サブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

一方、ステップＳ１０１において、第１判定値Ｒａｃｔ１以下である（すなわちＹｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０４において、センサ素子抵抗電圧値Ｒｄがあらかじめ設定された第２判定値Ｒａｃｔ２以下であるか否かを判定する。ステップＳ１０４において、第２判定値Ｒａｃｔ２以下でない（すなわちＮｏ）と判定された場合には、空燃比センサ１８が第１操作状態であるとし、第１操作状態フラグＦａｃｔ１を「１」にセットし（ステップＳ１０５）、第２操作状態フラグＦａｃｔ２を「０」にセットして（ステップＳ１０６）、サブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

一方、ステップＳ１０４において、第２判定値Ｒａｃｔ２以下である（すなわちＹｅｓ）と判定された場合には、空燃比センサ１８が第２操作状態であるとし、第１操作状態フラグＦａｃｔ１を「０」にセットし（ステップＳ１０７）、第２操作状態フラグＦａｃｔ２を「１」にセットして（ステップＳ１０８）、サブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

なお、第１判定値Ｒａｃｔ１は、空燃比センサ１８で排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を電圧出力するに十分な状態を判定する値であるとし、第２判定値Ｒａｃｔ２は、空燃比センサ１８で排気ガスの空燃比の変化に対し出力がリニアに変化する特性を電圧出力するに十分な状態を判定する値であるとする。なお、両判定値は、Ｒａｃｔ１＞Ｒａｃｔ２の関係にある。

次に、燃料補正許可手段１９ｄが後述する燃料補正手段１９ｃの動作を許可する動作について説明する。なお、この動作は、ＥＣＵ１９において、メインルーチンが所定時間周期で実行される中で、サブルーチンとして実行される。

図４は、本発明の実施の形態１における燃料補正許可手段１９ｄが燃料補正手段１９ｃの動作を許可する一連の処理を示したフローチャートである。まず、ステップＳ２０１において、始動後時間Ｔｓｔがあらかじめ設定された時間Ｔｓｍｎを経過したか否かを判定する。そして、始動後時間Ｔｓｔが時間Ｔｓｍｎを経過している（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、さらに、ステップＳ２０２において、始動後時間Ｔｓｔがあらかじめ設定された時間Ｔｓｍｘを経過したか否かを判定する。

ステップＳ２０２において、始動後時間Ｔｓｔが時間Ｔｓｍｘを経過していない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合には、エンジン１が始動直後の過渡状態の範囲内であるとして、始動直後判定フラグＦｓｔを「１」にセットし（ステップＳ２０３）し、サブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

一方、先のステップＳ２０１において、始動後時間Ｔｓｔが時間Ｔｓｍｎを経過していない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合、または、先のステップＳ２０２において、始動後時間Ｔｓｔが時間Ｔｓｍｘを経過している（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、過渡状態ではないと判断し、始動直後判定フラグＦｓｔを「０」にセットし（ステップＳ２０４）、サブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

なお、始動後時間Ｔｓｔは、例えば、クランキング終了時からの時間が演算されるものとし、ＥＣＵ１９の電源投入時においては０に初期化される。

ここで、時間Ｔｓｍｎおよび時間Ｔｓｍｘは、エンジンが始動後、吹き上がってから定常状態になるまでの時間として規定でき、例えば、時間Ｔｓｍｎを３秒、時間Ｔｓｍｘを６秒と設定することができる。この時間Ｔｓｍｎと時間Ｔｓｍｘの間は、エンジン回転数および負荷が大きく変化し、燃料噴射量が急激に変化する過渡状態であり、燃料の重質度合の差、すなわち、燃料の揮発性の差により空燃比に差が生じる。

通常の燃料の場合には、理論空燃比付近になるよう、あらかじめ燃料噴射量が設定されているが、揮発性の悪い重質燃料が混合されると空燃比がリーンになる。また、冷却水温Ｔｗにより揮発性により生じる差が異なるため、冷却水温Ｔｗの条件を加えてもよい。

例えば、冷却水温Ｔｗが高温時には、燃料の揮発性により生じる差が少ないため、差の大きい低温時に、燃料補正手段１９ｃの動作を許可することが考えられる。このように、排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を用いて始動直後の燃料の揮発性の差が生じる時のみ、燃料補正を許可することで、燃料の揮発性の差の検出精度が向上する。

次に、燃料補正手段１９ｃの動作について説明する。なお、この動作は、ＥＣＵ１９において、メインルーチンが所定時間周期で実行される中で、サブルーチンとして、操作状態判定手段１９ａおよび燃料補正許可手段１９ｄの処理の後に実行される。

図５は、本発明の実施の形態１における燃料補正手段１９ｃの一連の処理を示したフローチャートである。まず、ステップＳ３０１において、燃料補正許可手段１９ｄにより始動直後判定フラグＦｓｔが「１」にセットされているか否かを判定する。そして、始動直後判定フラグＦｓｔが「１」にセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、次のステップＳ３０２へ進む。一方、始動直後判定フラグＦｓｔが「１」にセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合には、後述するステップＳ３１３へ進む。

ステップＳ３０２では、操作状態判定手段１９ａにより第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」にセットされているか否か、すなわち、空燃比センサ１８が第１操作状態にあるか否かを判定する。このステップＳ３０２において、第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」にセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、ステップＳ３０３へ進む。一方、第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」にセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合には、後述するステップＳ３１３へ進む。

ステップＳ３０３では、第１操作状態時間Ｔａｃｔ１に演算周期を加算して更新することで、第１操作状態の経過時間を演算し、ステップＳ３０４へ進む。なお、第１操作状態時間Ｔａｃｔ１は、ＥＣＵ１９の電源投入時においては０に初期化される。

次に、ステップＳ３０４では、燃料補正量更新完了フラグＦｆｔが「０」にセットされているか否か、すなわち、後述する重質度合値Ｔｈｌｖの更新が完了していないかどうかを判定する。ステップＳ３０４において、燃料補正量更新完了フラグＦｆｔが「０」にセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、ステップＳ３０５へ進む。一方、燃料補正量更新完了フラグＦｆｔが「０」にセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合には、後述するステップＳ３１３へ進む。

ステップＳ３０５において、第１操作状態時間Ｔａｃｔ１とあらかじめ設定された積算時間Ｔｃとを比較して、後述する重質度合値Ｔｈｌｖの更新タイミングであるか否かを判定する。ここで、積算時間Ｔｃは、空燃比がストイキ周辺以外の場合において、空燃比出力値λＯ２の安定が確認できる時間（例えば、１秒）とする。

ステップＳ３０５において、第１操作状態時間Ｔａｃｔ１が積算時間Ｔｃ以下であり、まだ積算時間Ｔｃが経過していない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合には、空燃比出力積算値ΣλＯ２を演算するために、ステップＳ３０６へ進む。

そして、ステップＳ３０６において、空燃比出力値λＯ２を用いて、次式（１）のようにして、空燃比出力積算値ΣλＯ２を更新する。
ΣλＯ２［ｎ］＝ΣλＯ２［ｎ−１］＋λＯ２×Δｔ （１）

さらに、ステップＳ３０７において、積算サンプル数Ｃｓに１を加えて更新し、後述するステップＳ３１３へ進む。ここで、上式（１）におけるΣλＯ２の［ｎ］を今回値とし、［ｎ−１］を前回値とし、Δｔを演算周期とする。ちなみに、空燃比出力積算値ΣλＯ２およびサンプル数Ｃｓは、ＥＣＵ１９の電源投入時において０に初期化される。

一方、先のステップＳ３０５において、第１操作状態時間Ｔａｃｔ１が積算時間Ｔｃを経過している（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、重質度合値Ｔｈｌｖの値を更新するために、次式（２）のようにして、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅを演算し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０９へ進む。
λＯ２ａｖｅ＝ΣλＯ２／Ｃｓ （２）
ΣλＯ２：空燃比出力積算値
Ｃｓ ：積算サンプル数

そして、ステップＳ３０９において、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅが閾値λＯ２ｌｖ以下でリーンの出力か否かを判定する。ここで、閾値λＯ２ｌｖは、空燃比出力値λＯ２の出力範囲（０Ｖ〜１Ｖ）内の任意の値であり、本実施の形態１においては、λＯ２ｌｖ＝０．５と設定する。

ステップＳ３０９において、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅが閾値λＯ２ｌｖ以下（すなわち、Ｙｅｓ）の場合には、現在供給されている燃料の重質度合がより高い燃料であるとして、次式（３）のようにして、現在の重質度合値Ｔｈｌｖをあらかじめ設定された所定量Ｔｄｉｖ分増量して更新する（ステップＳ３１０）。
Ｔｈｌｖ［ｎ］＝Ｔｈｌｖ［ｎ−１］＋Ｔｄｉｖ （３）

一方、先のステップＳ３０９において、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅが閾値λＯ２ｌｖ以下でない（すなわち、Ｎｏ）場合には、現在供給されている燃料の重質度合がより低い燃料であると判定して、次式（４）のようにして、現在の重質度合値Ｔｈｌｖを所定量Ｔｄｉｖ分減量して更新する（ステップＳ３１１）。
Ｔｈｌｖ［ｎ］＝Ｔｈｌｖ［ｎ−１］−Ｔｄｉｖ （４）

ここで、Ｔｈｌｖは、［ｎ］を今回値とし、［ｎ−１］を前回値とし、所定量Ｔｄｉｖは、その増減によりエンジン回転数Ｎｅが急激に変化しない程度の値とする。

そして、先のステップＳ３１０もしくはステップＳ３１１が終了した後に、ステップＳ３１２において、燃料補正量更新が終了したことを示すために、燃料補正量更新完了フラグＦｆｔが「１」にセットされ、その後、ステップＳ３１３へ進む。なお、この燃料補正量更新完了フラグＦｆｔは、ＥＣＵ１９の電源投入時において「０」にセットされて初期化される。

ステップＳ３１３においては、基本燃料噴射時間Ｔｂに対して、重質度合値Ｔｈｌｖを基に演算される重質補正量Ｔｈ、加減速補正量Ｔａｄ、およびその他補正量Ｔｅｔｃで補正をして、燃料噴射時間Ｔｉを演算する。
Ｔｉ＝Ｔｂ×Ｔｈ×Ｔａｄ×Ｔｅｔｃ （５）
Ｔｂ ：基本燃料噴射時間
Ｔｈ ：重質補正量
Ｔａｄ ：加減速補正量
Ｔｅｔｃ：その他補正量

ここで、基本燃料噴射時間Ｔｂは、ブースト圧Ｐｂとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて基本となる噴射量の時間として演算される。重質補正量Ｔｈは、例えば、重質度合値Ｔｈｌｖおよび冷却水温Ｔｗに基づいて演算される。重質補正量Ｔｈは、重質度合値Ｔｈｌｖが高く、冷却水温Ｔｗが低いときには、揮発性が悪化し、噴射した燃料のうち、吸気弁９周辺に一旦付着する付着燃料が増加してシリンダ２に吸入される燃料が減少するため、重質補正量Ｔｈは、大きい値になるように設定されている。

一方、重質度合値Ｔｈｌｖが低く、冷却水温Ｔｗが高いときには、揮発性が良くなるため、重質補正量Ｔｈは、上記とは逆に、小さい値になるよう設定されている。その他補正量Ｔｅｔｃは、例えば、水温に基づいた補正や、空燃比センサ１８の第２操作状態時における空燃比フィードバック制御による補正などに相当する。

加減速補正量Ｔａｄは、加減速判定が成り立つ場合（例えば、スロットル開度時間変化量が所定値以上など）において、次式（６）のような式で演算される。
Ｔａｄ＝Ｔａｄｂ×Ｔｈａ×Ｔｅｔｃａ （６）
Ｔａｄｂ ：基本加減速補正量
Ｔｈａ ：加減速用重質補正量
Ｔｅｔｃａ：その他加減速補正量

また、加減速判定が成り立たない場合には、加減速補正量Ｔａｄは、１．０の固定値となる。

基本加減速補正量Ｔａｄｂは、例えば、ブースト圧Ｐｂの変化量に応じた補正量である。加減速用重質補正量Ｔｈａは、例えば、重質度合値Ｔｈｌｖおよび冷却水温Ｔｗに基づいて演算される。加減速用重質補正量Ｔｈａは、重質度合値Ｔｈｌｖが高く、冷却水温Ｔｗが低いときには、揮発性が悪化するため、加減速時に増減した燃料噴射量のうち付着燃料が増加してシリンダ２に吸入される燃料が減少するため大きい値に設定されている。

また、重質度合値Ｔｈｌｖが低く、冷却水温Ｔｗが高いときには、揮発性が良くなるため、加減速用重質補正量Ｔｈａは、小さい値になるよう設定されている。その他加減速補正量は、例えば、エンジン回転数に基づいた補正量に相当する。

また、エンジン始動時のクランキング時においては、上式（５）の代わりに、次式（７）の演算による燃料が噴射される。
Ｔｉ＝Ｔｓｔｂ×Ｔｈｓ （７）
Ｔｓｔｂ：基本非同期噴射時間
Ｔｈｓ ：始動用重質補正量

基本非同期噴射時間Ｔｓｔｂは、例えば、冷却水温Ｔｗに基づいて演算される。また、始動用重質補正量Ｔｈｓは、例えば、重質度合値Ｔｈｌｖおよび冷却水温Ｔｗに基づいて演算される。始動用重質補正量Ｔｈｓは、重質度合値Ｔｈｌｖが高く、冷却水温Ｔｗが低いときには、揮発性が悪化するため、始動時に増減した燃料噴射量のうち付着燃料が増加してシリンダ２に吸入される燃料が減少するため大きい値に設定されている。

また、重質度合値Ｔｈｌｖが低く、冷却水温Ｔｗが高いときには、揮発性が良くなるため、始動用重質補正量Ｔｈｓは、小さい値になるよう設定されている。

上記の演算による燃料噴射時間Ｔｉに燃料噴射弁１２のむだ時間Ｔｄを加えた値に比例する燃料量が、所定のタイミングで燃料噴射弁１２より噴射される。

次に、ステップＳ３１４において、キーＯＦＦされた直後であるか否かを判定する。そして、キーＯＦＦされた直後である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、重質度合値ＴｈｌｖをバックアップＲＡＭに記憶し（ステップＳ３１５）、メインルーチンに戻る。

なお、ＥＣＵ１９の電源投入時において、このバックアップＲＡＭに記憶された重質度合値Ｔｈｌｖが読み出される。これにより、次回のエンジン始動時においても、燃料噴射量制御手段１９ｂおよび燃料補正手段１９ｃは、前回の重質度合値Ｔｈｌｖを用いて、実行することができるようになる。

一方、ステップＳ３１４において、キーＯＦＦされた直後でない（すなわち、Ｎｏ）と判定した場合には、何もせず、メインルーチンに戻る。

上述のような一連の動作により、燃料噴射量を増量もしくは減量する本実施の形態１の実行例を、タイミングチャートを用いて、次に説明する。図６は、本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置における燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。

まず始めに、重質燃料供給時を例に説明する（図６における点線で示したタイムチャートに相当）。エンジン始動時には、供給燃料が揮発性の悪い重質燃料であり、エンジン１が冷えているため、実空燃比ＡＦのボトム値がリーン方向に寄り、エンジン回転数Ｎｅの立ち上がりも低い。次に、センサ素子抵抗電圧値Ｒｄが第１判定値Ｒａｃｔ１以下であり、かつ第２判定値Ｒａｃｔ２よりも大きいときには、第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」にセットされる。

第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」になった時点から積算時間Ｔｃの間の実空燃比ＡＦがリーンであるため、空燃比出力値λＯ２が０Ｖになり、積算時間Ｔｃ後に演算される空燃比出力積算値ΣλＯ２、および空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅも０Ｖとなる。この空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅと閾値λＯ２ｌｖとを比較すると、λＯ２ａｖｅ＜λＯ２ｌｖであるため、重質度合値Ｔｈｌｖは、所定量Ｔｄｉｖ分増量されて更新される。

更新された重質度合値Ｔｈｌｖと冷却水温Ｔｗとを基に、重質補正量Ｔｈが演算され、さらに、基本燃料噴射時間Ｔｂを補正して燃料噴射時間Ｔｉが演算される。この重質補正量Ｔｈが補正された時点から、実空燃比ＡＦがリッチ方向に向かっており、第２操作状態となる前に実空燃比ＡＦをストイキ周辺にしており、エンジン回転数も高くなり回復する。

次に、軽質燃料供給時を例に説明する（図６における実線で示したタイムチャートに相当）。ここで、軽質燃料とは、重質燃料とは逆に、重質度合が低く、揮発性が良い燃料である。供給燃料が揮発性の良い軽質燃料であるため、エンジン始動時の実空燃比ＡＦおよびエンジン回転数Ｎｅは、スムーズな挙動となる。しかし、実空燃比ＡＦが全体的にリッチな状態となる。よって、第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」になった時点から積算時間Ｔｃの間の空燃比出力値λＯ２が１Ｖになり、積算時間Ｔｃ後に演算される空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅも１Ｖとなる。

この空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅと閾値λＯ２ｌｖとを比較すると、λＯ２ａｖｅ＞λＯ２ｌｖであるため、重質度合値Ｔｈｌｖは、所定量Ｔｄｉｖ分減量されて更新され、重質度合値Ｔｈｌｖと冷却水温Ｔｗとを基に演算される重質補正量Ｔｈで基本燃料噴射時間Ｔｂを補正して、燃料噴射時間Ｔｉが演算される。

この重質補正量Ｔｈが補正された時点から、実空燃比ＡＦがリーン方向に向かっており、第２操作状態となる前に実空燃比ＡＦをストイキ周辺にしている。なお、第２操作状態では、空燃比変化に対して出力がリニアに変化する空燃比センサ１８の特性を用いて、空燃比フィードバックを行っている。

次に、数回のエンジン始動（停止）における実行例について説明する。図７は、本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置における数回のエンジン始動時の燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。なお、本タイミングチャートは、重質燃料供給時の動作の一例である。

図７において、１回目のエンジン始動（停止）に関しては時刻［１］〜［３］が対応し、２回目のエンジン始動（停止）に関しては時刻［１］’〜［３］’が対応し、３回目のエンジン始動（停止）に関しては時刻［１］’’、［２］’’が対応している。

時刻［１］でエンジンが始動し、実空燃比ＡＦがリーン側に寄っているため、エンジン回転数Ｎｅの立ち上がりも不安定となる。そこで、燃料補正手段１９ｃにより、時刻［２］で重質度合値Ｔｈｌｖ、重質補正量Ｔｈ、および燃料噴射時間Ｔｉが増量され、実空燃比ＡＦがリッチ方向に向かう。

時刻［２］後に、空燃比センサ１８が第２操作状態となり、空燃比フィードバック制御が始まる。時刻［３］で、一旦エンジンが停止（キーＯＦＦ）され、重質度合値Ｔｈｌｖがバックアップされる。よって、次のエンジン始動時（時刻［１］’）および始動直後（時刻［１］’〜［２］’）の燃料噴射時間Ｔｉは、時刻［２］で更新された重質度合値Ｔｈｌｖを基に補正され、前回始動時（時刻［１］〜［２］）よりも実空燃比ＡＦがリッチ寄りになり、エンジン回転数Ｎｅも高くなる。

しかし、時刻［２］’直前の実空燃比ＡＦは、まだリーンとなっているため、燃料補正手段１９ｃにより時刻［２］’で重質度合値Ｔｈｌｖがさらに増量される。その結果、その次の始動時（時刻［１］’’）では、実空燃比ＡＦがさらにリッチ側に寄り、より安定したエンジン回転数が得られる。さらに、同様にして、時刻［２］’’で重質度合値Ｔｈｌｖが増量された直後には、実空燃比ＡＦがストイキ周辺となる。

このように、エンジン停止、再始動時においても、燃料の重質度合値Ｔｈｌｖを保持し、徐々にその重質度合値Ｔｈｌｖを更新するようにすれば、１回の判定で十分保証できないような、非常に揮発性の悪い重質燃料に対しても、適切な燃料噴射量制御を行うことが可能となる。

以上のように、実施の形態１によれば、空燃比センサの第１操作状態を判定し、第１操作状態である場合において、理論空燃比を境に出力が急変する空燃比センサの特性を用いて所定量Ｔｄｉｖ分増量もしくは減量される重質度合値Ｔｈｌｖを基に、燃料噴射時間Ｔｉを補正している。

この結果、空燃比センサがリニア空燃比特性を出力する前に、理論空燃比を境に出力が急変する特性を用いて燃料噴射量を制御することができ、燃料の揮発性の違うガソリン燃料を供給しても、ドラビリの向上および排気ガスの低減を、早期に、かつ確実に実現することができる。

さらに、重質度合値Ｔｈｌｖは、エンジンの停止後も保持され、次回始動時の燃料噴射時間Ｔｉの補正、次回の所定量Ｔｄｉｖ分増量もしくは減量される重質度合値Ｔｈｌｖの基底として使用される。従って、エンジンの始動時においても最新の重質度合値Ｔｈｌｖで燃料を補正することで、始動時のドラビリの向上および排気ガスの低減を実現することができ、始動の度に、重質度合値Ｔｈｌｖが前回値を基に更新されることで、その効果をさらに向上させることができる。

さらに、始動後時間Ｔｓｔが時間Ｔｓｍｎおよび時間Ｔｓｍｘの間の期間であると判定した場合にのみ、空燃比センサがリーンもしくはリッチを示した場合の重質度合値Ｔｈｌｖの所定量Ｔｄｉｖ分増量もしくは減量をする。

これにより、始動直後などエンジン回転数が変化している過渡状態において、ドラビリや排気ガスやエンジンの運転状態に対して、燃料の重質度合による違いが明確に出てくるため、始動直後の過渡状態時のみに重質度合値Ｔｈｌｖを増量もしくは減量することで、重質度合の違いを確実に、よりよい精度で検出し、ドラビリをより向上し、排気ガスをより低減することができる。

なお、上述した実施の形態１では、操作状態判定手段１９ａは、センサ素子抵抗電圧値Ｒｄをパラメータとして、空燃比センサ１８の操作状態を判定しているが、これに限ったものではない。例えば、エンジン始動後時間、キーＯＮ後時間などの時間、あるいはセンサ素子の温度などをパラメータとして、第１操作状態および第２操作状態を判定した場合にも、上記と同様の効果が得られる。

また、実施の形態１においては、燃料噴射量の増減量として所定量Ｔｄｉｖを用いているが、これに限ったものではない。例えば、燃料噴射量の増減量として冷却水温Ｔｗに応じた値を用いることでも、上記と同様の効果が得られる。

また、実施の形態１においては、図５〜図７に示したように、重質補正量Ｔｈ、加減速用重質補正量Ｔｈａ、始動用重質補正量Ｔｈｓを求めるために、冷却水温Ｔｗと重質度合値Ｔｈｌｖを用いているが、これに限ったものではない。例えば、エンジン回転数Ｎｅの変化量、始動後時間などのいずれか１つもしくは複数の組み合わせと、重質度合値Ｔｈｌｖを用いて、重質補正量Ｔｈ、加減速用重質補正量Ｔｈａ、始動用重質補正量Ｔｈｓを求めることも可能であり、上記と同様の効果が得られる。

また、実施の形態１においては、重質度合値Ｔｈｌｖの増減にあたって、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅを用いているが、これに限ったものではない。例えば、重質度合値Ｔｈｌｖの増減にあたって、移動平均値、１次フィルタ値など、空燃比出力値λＯ２に関連した値をいずれか１つもしくは複数の組み合わせを用いた場合にも、上記と同様の効果が得られる。

また、実施の形態１においては、始動後時間Ｔｓｔを使用してエンジン１の始動直後を判定しているが、これに限ったものではない。例えば、キーＯＮ後時間など他の時間、冷却水温Ｔｗなどの温度、ブースト圧変化などのエンジン１の運転状態の変化量などのいずれか１つもしくは複数の組み合わせを用いても、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、燃料の重質度が違う燃料が使用された場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、アルコール濃度が違う燃料が使用される場合について説明する。

本実施の形態２における内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成は、先の図１の構成に加え、燃料タンク（図示せず）と燃料噴射弁１２との間に、アルコール濃度センサ（図示せず）がさらに加わっている点が異なる。

ここで、ＥＣＵ１９のメモリには、先の実施の形態１と同様の手段による機能を実現するためのソフトウェアが記憶されている。また、ＥＣＵ１９には、先の実施の形態１と同様に、各センサの電圧出力値がＡ／Ｄ変換されて入力され、空燃比出力値λＯ２、リニア空燃比出力値ＡＦｓ、およびセンサ素子抵抗電圧値Ｒｄ、冷却水温Ｔｗおよびブースト圧Ｐｂ、エンジン回転数Ｎｅのそれぞれの値が演算に用いられる。

本実施の形態２では、さらに、上記のアルコール濃度センサの電圧出力値がＡ／Ｄ変換されてＥＣＵ１９に入カされ、アルコール濃度検出値Ｔａｌｂとして各手段で用いられる。

本実施の形態２において、操作状態判定手段１９ａおよび燃料噴射量制御手段１９ｂにおける処理は、先の実施の形態１と同様である。一方、燃料補正手段１９ｃにおける処理は、アルコール濃度検出値Ｔａｌｂを加味する点で、先の実施の形態１とは異なっている。

操作状態判定手段１９ａで第１操作状態が判定されている。そこで、燃料補正手段１９ｃは、操作状態判定手段１９ａで第１操作状態が判定されている間は、所定時間Ｔｃの間において空燃比出力積算値ΣλＯ２を更新する。そして、燃料補正手段１９ｃは、所定時間Ｔｃ後に空燃比出力積算値ΣλＯ２により演算される空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅと閾値λＯ２ｌｖとを比較して、その比較結果の大小関係に応じて、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖを所定量Ｔｄｉｖａ分増量または減量する。

さらに、燃料補正手段１９ｃは、増量または減量したアルコール濃度値Ｔａｌｌｖに応じて、アルコール濃度補正量Ｔａｌ、加減速用アルコール濃度補正量Ｔａｌａ、始動用アルコール濃度補正量Ｔａｌｓを演算する。そして、燃料噴射量制御手段１９ｂは、これらの補正量に基づいて、燃料噴射量の制御を実行する。

また、燃料補正手段１９ｃは、エンジン停止時においても、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖを記憶し続ける。そして、燃料噴射量制御手段１９ｂは、次回エンジン始動時には、燃料補正手段１９ｃにより記憶し続けたアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを基に、上記と同様、燃料噴射量の制御を実行する。さらに、燃料補正手段１９ｃは、次回の補正量算出においては、記憶し続けたアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを基に、所定量Ｔｄｉｖａ分の増量または減量を行う。

燃料補正許可手段１９ｄは、始動後時間Ｔｓｔが、あらかじめ設定された時間Ｔｓｍｎ〜Ｔｓｍｘの範囲内であるか否かを判定し、範囲内である場合に燃料補正手段１９ｃにおけるアルコール濃度値Ｔａｌｌｖの所定量Ｔｄｉｖａ分増量または減量を許可する。

以下、先の図３、図４、および新たな図８のフローチャートを参照しながら、本実施の形態２における内燃機関の制御装置の動作について、詳細に説明する。なお、先の実施の形態１と同様の動作である図３、図４のフローチャートについては、説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態２における燃料補正手段１９ｃの一連の処理を示したフローチャートである。なお、図８におけるステップＳ３０１〜Ｓ３０９、Ｓ３１２およびＳ３１４は、先の図５における同一のステップ番号と同様の処理であり、詳細な説明を省略する。

図８のステップＳ３０９において、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅが閾値λＯ２ｌｖ以下でリーンの出力か否かを判定する。空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅが閾値λＯ２ｌｖ以下（すなわち、Ｙｅｓ）の場合には、現在供給されている燃料のアルコール濃度は、より高い燃料であるとして、次式（７）のようにして、現在のアルコール濃度値Ｔａｌｌｖをあらかじめ設定された所定量Ｔｄｉｖａ分増量して更新する（ステップＳ４１０）。
Ｔａｌｌｖ［ｎ］＝Ｔａｌｌｖ［ｎ−１］＋Ｔｄｉｖａ （７）

一方、先のステップＳ３０９において、空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅが閾値λＯ２ｌｖ以下でない（すなわち、Ｎｏ）場合には、現在供給されている燃料のアルコール濃度は、より低い燃料であると判定して、次式（８）のようにして、現在のアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを所定量Ｔｄｉｖａ分減量して更新する（ステップＳ４１１）。
Ｔａｌｌｖ［ｎ］＝Ｔａｌｌｖ［ｎ−１］−Ｔｄｉｖａ （８）

ここで、Ｔａｌｌｖは、［ｎ］を今回値とし、［ｎ−１］を前回値とし、所定量Ｔｄｉｖａは、その増減によりエンジン回転数Ｎｅが急激に変化しない程度の値とする。

そして、先のステップＳ４１０もしくはステップＳ４１１が終了した後に、ステップＳ３１２を実行し、ステップＳ４１３に進む。

ステップＳ４１３においては、アルコール濃度検出値Ｔａｌｂに対して、下式（９）により、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖで補正をしてアルコール濃度補正量Ｔａｌを演算する。
Ｔａｌ＝Ｔａｌｂ＋Ｔａｌｌｖ （９）
Ｔａｌ ：アルコール濃度補正量
Ｔａｌｂ ：アルコール濃度検出値
Ｔａｌｌｖ：アルコール濃度値

上記式（９）の演算により求められるアルコール濃度補正量Ｔａｌを用いて、以下の式（１０）を用いて、さらに、基本燃料噴射時間Ｔｂに対して、補正されたアルコール濃度補正量Ｔａｌ、加減速補正量Ｔａｄ、およびその他補正量Ｔｅｔｃで補正をして、燃料噴射時間Ｔｉを演算する。
Ｔｉ＝Ｔｂ×Ｔａｌ×Ｔａｄ×Ｔｅｔｃ （１０）
Ｔｂ ：基本燃料噴射時間
Ｔａｄ ：加減速補正量
Ｔｅｔｃ：その他補正

このようにすることで、アルコール濃度検出値Ｔａｌｂの誤差をアルコール濃度値Ｔａｌｌｖで補正することができる。さらには、アルコール燃料を用いた場合の不具合は、始動時の空燃比に生じるため、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖにより解消できる。

また、下式（１１）のような式で、加減速補正量Ｔａｄが演算される。
Ｔａｄ＝Ｔａｄｂ×Ｔａｌａ×Ｔｅｔｃａ （１１）
Ｔａｄｂ ：基本加減速補正量
Ｔａｌａ ：加減速用アルコール濃度補正量
Ｔｅｔｃａ：その他加減速補正量

加減速用アルコール濃度補正量Ｔａｌａは、例えば、アルコール濃度補正量Ｔａｌおよび冷却水温Ｔｗに基づいて演算される。加減速用アルコール濃度補正量Ｔａｌａは、アルコール濃度補正量Ｔａｌが高く、冷却水温Ｔｗが低いときには、揮発性が悪化するため、加減速時に増減した燃料噴射量のうち付着燃料が増加してシリンダ２に吸入される燃料が減少するため大きい値になるように設定されている。

また、アルコール濃度補正量Ｔａｌが低く、冷却水温Ｔｗが高いときには、揮発性がよくなるため、加減速用アルコール濃度補正量Ｔａｌａは、小さい値になるよう設定されている。

また、エンジン始動時のクランキング時においては、上式（１０）の代わりに、次式（１２）の演算による燃料が噴射される。
Ｔｉ＝Ｔｓｔｂ×Ｔａｌ×Ｔｆｔｓ （１２）
Ｔｓｔｂ：基本非同期噴射時間
Ｔａｌｓ：始動用アルコール濃度補正量

始動用アルコール濃度補正量Ｔａｌｓは、例えば、アルコール濃度補正量Ｔａｌおよび冷却水温Ｔｗに基づいて演算される。始動用アルコール濃度補正量Ｔａｌｓは、アルコール濃度補正量Ｔａｌが高く、冷却水温Ｔｗが低いときには、揮発性が悪化するため、始動時に増減した燃料噴射量のうち付着燃料が増加してシリンダ２に吸入される燃料が減少するため大きい値に設定されている。

また、アルコール濃度補正量Ｔａｌが低く、冷却水温Ｔｗが高いときには、揮発性がよくなるため、始動用アルコール濃度補正量Ｔａｌｓは、小さい値になるよう設定されている。

次に、ステップＳ３１４において、キーＯＦＦされた直後であるか否かを判定する。そして、キーＯＦＦされた直後である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定した場合には、アルコール濃度値ＴａｌｌｖをバックアップＲＡＭに記憶し（ステップＳ４１５）、メインルーチンに戻る。

なお、ＥＣＵ１９の電源投入時において、このバックアップＲＡＭに記憶されたアルコール濃度値Ｔａｌｌｖが読み出される。これにより、次回のエンジン始動時においても、燃料噴射量制御手段１９ｂおよび燃料補正手段１９ｃは、前回のアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを用いて、実行することができるようになる。

上述のような一連の動作により、燃料噴射量を増量もしくは減量する本実施の形態２の実行例を、タイミングチャートを用いて、次に説明する。図９は、本発明の実施の形態２の内燃機関の制御装置における燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。

まず始めに、高アルコール濃度燃料供給時を例に説明する（図９における点線で示したタイムチャートに相当）。エンジン始動時には、供給燃料がアルコール濃度の高い燃料であるが、アルコール濃度検出値Ｔａｌｂに誤差があり、濃度を低く検出している。また、エンジン１が冷えているため、実空燃比ＡＦのボトム値がリーン方向に寄り、エンジン回転数Ｎｅの立ち上がりも低い。次に、センサ素子抵抗電圧値Ｒｄが第１判定値Ｒａｃｔ１以下であり、かつ第２判定値Ｒａｃｔ２より大きいときには、第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」にセットされる。

第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」になった時点から積算時間Ｔｃの間の実空燃比ＡＦがリーンであるため、空燃比出力値λＯ２が０Ｖになり、積算時間Ｔｃ後に演算される空燃比出力積算値ΣλＯ２、および空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅも０Ｖとなる。この空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅと閾値λＯ２ｌｖとを比較すると、λＯ２ａｖｅ＜λＯ２ｌｖであるため、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖは、所定量Ｔｄｉｖａ分増量されて更新される。

更新されたアルコール濃度値Ｔａｌｌｖとアルコール濃度センサによるアルコール濃度検出値Ｔａｌｂとを基に、アルコール濃度補正量Ｔａｌが演算され、さらに、基本燃料噴射時間Ｔｂを補正して燃料噴射時間Ｔｉが演算される。このアルコール濃度補正量Ｔａｌが補正された時点から、実空燃比ＡＦがリッチ方向に向かっており、第２操作状態となる前に実空燃比ＡＦをストイキ周辺にしており、エンジン回転数も高くなり回復する。

次に、低アルコール濃度燃料供給時を例に説明する（図９における実線で示したタイムチャートに相当）。エンジン始動時は、供給燃料がアルコール濃度の低い燃料であるため、始動時の実空燃比ＡＦおよびエンジン回転数Ｎｅは、スムーズな挙動となる。しかし、アルコール濃度検出値Ｔａｌｂに誤差があり、濃度を高く検出しており、実空燃比ＡＦが全体的にリッチな状態となる。よって、第１操作状態フラグＦａｃｔ１が「１」になった時点から積算時間Ｔｃの間の空燃比出力値λＯ２が１Ｖになり、積算時間Ｔｃ後に演算される空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅも１Ｖとなる。

この空燃比出力平均値λＯ２ａｖｅと閾値λＯ２ｌｖとを比較すると、λＯ２ａｖｅ＞λＯ２ｌｖであるため、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖは、所定量Ｔｄｉｖａ分減量されて更新され、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖとアルコール濃度センサによるアルコール濃度検出値Ｔａｌｂとを基に演算されるアルコール濃度補正量Ｔａｌで基本燃料噴射時間Ｔｂを補正して、燃料噴射時間Ｔｉが演算される。

このアルコール濃度補正量Ｔａｌが補正された時点から、実空燃比ＡＦがリーン方向に向かっており、第２操作状態となる前に実空燃比ＡＦをストイキ周辺にしている。

次に、数回のエンジン始動（停止）における実行例について説明する。図１０は、本発明の実施の形態２の内燃機関の制御装置における数回のエンジン始動時の燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。なお、本タイミングチャートは、高アルコール濃度燃料供給時の動作の一例である。

図１０において、１回目のエンジン始動（停止）に関しては時刻［１］〜［３］が対応し、２回目のエンジン始動（停止）に関しては時刻［１］’〜［３］’が対応し、３回目のエンジン始動（停止）に関しては時刻［１］’’、［２］’’が対応している。

時刻［１］でエンジンが始動し、実空燃比ＡＦがリーン側に寄っているため、エンジン回転数Ｎｅの立ち上がりも不安定となる。そこで、燃料補正手段１９ｃにより、時刻［２］でアルコール濃度値Ｔａｌｌｖ、アルコール濃度補正量Ｔａｌ、および燃料噴射時間Ｔｉが増量され、実空燃比ＡＦがリッチ方向に向かう。

時刻［２］後に、空燃比センサ１８が第２操作状態となり、空燃比フィードバック制御が始まる。時刻［３］で、一旦エンジンが停止（キーＯＦＦ）され、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖがバックアップされる。よって、次のエンジン始動時（時刻［１］’）および始動直後（時刻［１］’〜［２］’）の燃料噴射時間Ｔｉは、時刻［２］で更新されたアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを基に補正され、前回始動時（時刻［１］〜［２］）よりも実空燃比ＡＦがリッチ寄りになり、エンジン回転数Ｎｅも高くなる。

しかし、時刻［２］’直前の実空燃比ＡＦは、まだリーンとなっているため、燃料補正手段１９ｃにより時刻［２］’でアルコール濃度値Ｔａｌｌｖがさらに増量される。その結果、その次の始動時（時刻［１］’’）では、実空燃比ＡＦがさらにリッチ側に寄り、より安定したエンジン回転数が得られる。さらに、同様にして、時刻［２］’’でアルコール濃度値Ｔａｌｌｖが増量された直後には、実空燃比ＡＦがストイキ周辺となる。

このように、エンジン停止、再始動時においても、燃料のアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを保持し、徐々にそのアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを更新するようにすれば、アルコール濃度検出値に大幅な誤差や故障があった場合にも、適切な燃料噴射量制御を行うことが可能となる。

以上のように、実施の形態２によれば、空燃比センサの第１操作状態を判定し、第１操作状態である場合において理論空燃比を境に出力が急変する、空燃比センサの特性を用いて所定量Ｔｄｉｖ分増量もしくは減量されるアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを基に、燃料噴射時間Ｔｉを補正している。

この結果、空燃比センサがリニア空燃比特性を出力する前に、理論空燃比を境に出力が急変する特性を用いて燃料噴射量を制御することができ、燃料のアルコール濃度の違う燃料を供給しても、ドラビリの向上および排気ガスの低減を、早期に、かつ確実に実現することができる。

さらに、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖは、エンジンの停止後も保持され、次回始動時の燃料噴射時間Ｔｉの補正、次回の所定量Ｔｄｉｖａ分増量もしくは減量されるアルコール濃度値Ｔａｌｌｖの基底として使用される。従って、エンジンの始動時においても最新のアルコール濃度値Ｔａｌｌｖで燃料を補正することで、始動時のドラビリの向上および排気ガスの低減を実現することができ、始動の度に、アルコール濃度値Ｔａｌｌｖが前回値を基に更新されることで、その効果をさらに向上させることができる。

さらに、始動後時間Ｔｓｔが時間Ｔｓｍｎおよび時間Ｔｓｍｘの間の期間であると判定した場合にのみ、空燃比センサがリーンもしくはリッチを示した場合のアルコール濃度値Ｔａｌｌｖの所定量Ｔｄｉｖａ分増量もしくは減量をする。

これにより、始動直後などエンジン回転数が変化している過渡状態において、ドラビリや排気ガスやエンジンの運転状態対して、燃料のアルコール濃度による違いが明確に出てくるため、始動直後時のみにアルコール濃度値Ｔａｌｌｖを増量もしくは減量をすることで、アルコール濃度の違いを確実に検出し、ドラビリを向上し、排気ガス低減の精度を向上することができる。

なお、上述した実施の形態２においては、アルコール濃度値の増減量として所定量Ｔｄｉｖａを用いているが、これに限ったものではない。例えば、アルコール濃度値の増減量として冷却水温Ｔｗに応じたちを用いることでも、上記と同様の効果が得られる。

また、実施の形態２においてはアルコール濃度センサによるアルコール濃度検出を行っているが、アルコール濃度センサの代わりに空燃比センサ１８による空燃比フィードバック補正量からアルコール濃度検出値Ｔａｌｂを検出してもよい。また、アルコール濃度検出手段がない、もしくは故障した場合でも、本実施の形態２により、直接アルコール濃度の演算を行うようにしてもよい。

また、実施の形態２においては、図８〜図１０に示すように、加減速用アルコール濃度補正量Ｔａｌａ、始動用アルコール濃度補正量Ｔａｌｓを求めるために、冷却水温Ｔｗとアルコール濃度補正量Ｔａｌを用いているが、これに限ったものではない。例えば、エンジン回転数Ｎｅの変化量、始動後時間などのいずれか１つもしくは複数の組み合わせと、アルコール濃度補正量Ｔａｌを用いて、加減速用アルコール濃度補正量Ｔａｌａ、始動用アルコール濃度補正量Ｔａｌｓを求めることも可能であり、上記と同様の効果が得られる。

本発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置を含むシステムの全体構成図である。 本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置の内部構成、および制御に用いられるセンサ情報を示した図である。 本発明の実施の形態１における操作状態判定手段が操作状態を判定する一連の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１における燃料補正許可手段が燃料補正手段の動作を許可する一連の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１における燃料補正手段の一連の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置における燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置における数回のエンジン始動時の燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２における燃料補正手段の一連の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態２の内燃機関の制御装置における燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２の内燃機関の制御装置における数回のエンジン始動時の燃料噴射量制御に関するタイミングチャートである。

符号の説明

１ エンジン、２ シリンダ、３ ピストン、４ 燃焼室、５ クランク角センサ、６ 水温センサ、７ 吸気マニホールド、８ 排気マニホールド、９ 吸気弁、１０ 排気弁、１１ 点火プラグ、１２ 燃料噴射弁、１３ サージタンク、１４ スロットル弁、１５ ブースト圧センサ、１６ 触媒装置、１７ テールパイプ、１８ 空燃比センサ、１９ エンジン制御用電子コントロールユニット（ＥＣＵ）、１９ａ 操作状態判定手段、１９ｂ 燃料噴射量制御手段、１９ｃ 燃料補正手段、１９ｄ 燃料補正許可手段。

Claims (7)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、第１操作状態で前記内燃機関の排気ガスの空燃比の変化に対し理論空燃比を境に出力が急変する特性を有し、第２操作状態で前記内燃機関の排気ガスの空燃比の変化に対し出力がリニアに変化する特性を有する空燃比センサと、
   前記空燃比センサが前記第１操作状態にあるか、前記第２操作状態にあるか、または前記第１操作状態および前記第２操作状態のいずれかでもないかを判定する操作状態判定手段と、
   前記内燃機関に供給する燃料量を制御する燃料噴射量制御手段と、
   前記操作状態判定手段により前記第１操作状態と判定されている間において、前記空燃比センサがリーンを示した場合には、前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を所定量増量し、前記空燃比センサがリッチを示した場合には、前記燃料噴射量制御手段における前記燃料噴射量を所定量減量する燃料補正手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料補正手段は、前記第１操作状態と判定されている間において増量もしくは減量された燃料補正量を前回補正量として記憶する記憶部を有し、エンジン再始動時に前記操作状態判定手段により前記第１操作状態であると判定されている間において、前記空燃比センサがリーンもしくはリッチを示した場合には、前記記憶部に記憶された前記前回補正量を基準に、前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を増量もしくは減量することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料補正手段は、前記操作状態判定手段により前記第１操作状態であると判定されている間において、前記空燃比センサがリーンを示した場合には、前記内燃機関に供給されている燃料の重質度合を示す値を所定量増量し、前記重質度合に応じて前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を増量し、前記空燃比センサがリッチを示した場合には、前記内燃機関に供給されている燃料の重質度合を示す値を所定量減量し、前記重質度合に応じて前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を減量することを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料補正手段は、前記第１操作状態と判定されている間において増量もしくは減量された燃料の重質度合を示す値を前回値として記憶する記憶部を有し、エンジン再始動時に前記操作状態判定手段により前記第１操作状態であると判定されている間において、前記空燃比センサがリーンもしくはリッチを示した場合には、前記記憶部に記憶された前記前回値を基準に、燃料の重質度合を示す値を所定量増量もしくは減量し、前記重質度合に応じて前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を増量もしくは減量することを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料補正手段は、前記操作状態判定手段により前記第１操作状態であると判定されている間において、前記空燃比センサがリーンを示した場合には、前記内燃機関に供給されている燃料のアルコール濃度を示す値を所定量増量し、前記アルコール濃度に応じて前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を増量し、前記空燃比センサがリッチを示した場合には、前記内燃機関に供給されている燃料のアルコール濃度を示す値を所定量減量し、前記アルコール濃度に応じて前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を減量することを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料補正手段は、前記第１操作状態と判定されている間において増量もしくは減量された燃料のアルコール濃度を示す値を前回値として記憶する記憶部を有し、エンジン再始動時に前記操作状態判定手段により前記第１操作状態であると判定されている間において、前記空燃比センサがリーンもしくはリッチを示した場合には、前記記憶部に記憶された前記前回値を基準に、燃料のアルコール濃度を示す値を所定量増量もしくは減量し、前記アルコール濃度に応じて前記燃料噴射量制御手段における燃料噴射量を増量もしくは減量することを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
   エンジン始動直後の過渡状態期間を判定し、前記過渡状態期間は、前記燃料補正手段による燃料補正量の増量または減量を許可する燃料補正許可手段をさらに備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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