特許 5949632 内燃機関の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5949632

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/06 20060101AFI20160630BHJP

   F02D 19/08 20060101ALI20160630BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20160630BHJP

   F02D 41/02 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   F02D41/06 330A

   F02D19/08 D

   F02D45/00 314B

   F02D45/00 362J

   F02D41/06 335Z

   F02D41/02 330K

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-71512(P2013-71512)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-196664(P2014-196664A)

(43)【公開日】2014年10月16日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】西尾 貴史

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 誠

(72)【発明者】

【氏名】竹腰 健一

【審査官】 戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２５３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６３２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８４６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６４３９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／０６

Ｆ０２Ｄ １９／０８

Ｆ０２Ｄ ４１／０２

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルコールを含有する燃料の使用が可能な内燃機関の制御装置であって、
エンジン始動後、排気通路に備えられた酸素濃度センサが活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量が所定の閾値以上のときは、燃料噴射量を、エンジン始動後当初の燃料噴射量から、仮に燃料のアルコール濃度が８０〜９５％のいずれかに予め定められた所定値であるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正する始動後噴射量増量手段と、
前記始動後噴射量増量手段による燃料噴射量の増量補正後、エンジン回転数の変動量が前記閾値以上のときは、前記変動量が前記閾値未満になるまで、前記増量補正された燃料噴射量を前記増量補正時よりも小さい補正幅で繰り返し減量補正する始動後噴射量減量手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記始動後噴射量増量手段は、前記燃料噴射量の増量補正を１回で行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記始動後噴射量増量手段は、前記燃料噴射量の増量補正を複数回に分けて行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を、エンジン始動時は、圧縮行程後半に設定し、エンジン始動後は、エンジン始動時よりも進角させる噴射時期設定手段と、
点火時期を、エンジン始動時は、所定の固定値に設定し、エンジン始動後は、水温及び外部負荷に応じて可変制御する点火時期設定手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。

【請求項5】

アルコールを含有する燃料の使用が可能な内燃機関の制御装置であって、
エンジン始動時、所定の点火回数で始動しないときは、燃料噴射量を、仮に燃料のアルコール濃度が８０〜９５％のいずれかに予め定められた所定値であるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正する始動時噴射量増量手段と、
エンジン始動後、排気通路に備えられた酸素濃度センサが活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量が所定の閾値以上のときは、前記変動量が前記閾値未満になるまで、前記増量補正された燃料噴射量を所定の補正幅で繰り返し減量補正する始動後噴射量減量手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、アルコールを含有する燃料の使用が可能な内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、石油消費の削減等のため、再生可能資源であるエタノール等のアルコールを含有する燃料の使用が可能なエンジンを搭載したフレックス燃料自動車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｕｅｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が知られている。アルコールは分子中に酸素を含むため、理論空燃比を実現するための空気量がガソリンに比べて少なくなる。そのため、アルコール含有燃料の理論空燃比の値はガソリンの理論空燃比の値よりも小さくなる（リッチ側にある）。例えばガソリンのみの燃料の理論空燃比が１４．７であるのに対し、エタノールのみの燃料の理論空燃比は９．０である。そして、アルコール含有燃料の理論空燃比はアルコール濃度に応じて変動する。そのため、ＦＦＶでは、どのようなアルコール濃度のアルコール含有燃料でも理論空燃比で運転できるように、特許文献１に開示されるようなアルコール濃度センサを用いてアルコール含有燃料のアルコール濃度が検出される。

【0003】

例えば、Ｅ９５と称されるアルコール含有燃料（エタノール９５％＋水５％）を使用するときは、Ｅ２２と称されるアルコール含有燃料（エタノール２２％＋ガソリン７８％）を使用するときに比べて、理論空燃比の値が小さくなる。燃料タンク内の燃料のアルコール濃度は、給油のたびにＥ９５又はＥ２２が任意の量だけ燃料タンクに注がれるから、そのときどきで様々な値を取り得る。したがって、たとえ燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変動しても、常に理論空燃比でエンジンを運転し、排気ガスを三元触媒で良好に浄化することができるように、現在使用中の燃料の性状を把握し、その燃料性状に適した噴射量や噴射時期で燃料を噴射することが重要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−６０００３号公報（段落０００８）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、アルコール濃度センサを備えると、ハード面の複雑化及びコスト面の上昇を招く。そこで、アルコール濃度センサを備える代わりに、空燃比のフィードバック制御用に排気通路に備えられる酸素濃度センサ（リニア空燃比センサ）を利用して、アルコール含有燃料のアルコール濃度を学習することが提案される。

【0006】

すなわち、燃料のアルコール濃度は、燃焼室から排出される排気ガス中の酸素濃度から分かるので、前記酸素濃度センサで検出される排気ガス中の酸素濃度に基いて燃料のアルコール濃度を学習することができる。前述のように、アルコール濃度が高いほど理論空燃比を実現するための空気量が減少するから、例えば、排気ガス中に燃え残りの酸素があるときは燃料のアルコール濃度が予想よりも高かったと判断でき、排気ガス中の酸素濃度に基いて燃料のアルコール濃度を学習することができる。

【0007】

ここで、前記酸素濃度センサは、排気ガス温で所定の温度（セ氏数百度）まで昇温されなければ活性化しない。そのため、酸素濃度センサが活性化しないままエンジンが停止される運転が続くと、途中で給油が行われて燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変動しているのにアルコール濃度が長期間学習されないという事態が起こり得る。このような場合、アルコール濃度の学習が実行されるまでは、アルコール濃度の値として、最後に実行されたアルコール濃度の学習で得られた値（つまりデータとしてかなり時間が経っている古い学習値）がアルコール濃度推定値として用いられる。

【0008】

あるいは、ＦＦＶからバッテリが取り外されると、メモリに格納していたアルコール濃度の学習値のデータが消えるという事態が起こり得る。このような場合、アルコール濃度の学習が実行されるまでは、アルコール濃度の値として、予めプログラムに登録された既定値（デフォルト値）がアルコール濃度推定値として用いられる。

【0009】

いずれにしても、前記アルコール濃度推定値は正確なものではなく、実際のアルコール濃度と乖離している可能性が高い。そのため、アルコール濃度推定値が実際のアルコール濃度よりも低い場合は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン（大きい値）になり、高い場合は、リッチ（小さい値）になる。そして、エンジン始動後において、酸素濃度センサが活性化するまで（すなわちアルコール濃度の学習が実行可能となるまで）のアイドル運転中（すなわちアクセルペダルが踏み込まれて車両が発進するまでの期間中）に、例えば、エアコンがオン・オフされたり、排気通路に備えられる触媒装置の早期活性化を図るためのＡＷＳ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｗａｒｍ−ｕｐ ｓｙｓｔｅｍ）と称されるシステムが作動すると、それに伴い、燃料噴射時期及び点火時期が様々に変化し、またそれにより、燃焼形態も様々に変動する。このような燃焼形態の変動により、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合はエンジンストールが発生し易くなり、リッチになっている場合はエンジンの回転変動が発生し易くなる。

【0010】

本発明は、アルコール含有燃料の使用が可能な内燃機関における前記のような現状に鑑みてなされたもので、アルコール濃度推定値が実際のアルコール濃度と乖離している場合でも、エンジン始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生を抑制できる内燃機関の制御装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、アルコールを含有する燃料の使用が可能な内燃機関の制御装置であって、エンジン始動後、排気通路に備えられた酸素濃度センサが活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量が所定の閾値以上のときは、燃料噴射量を、エンジン始動後当初の燃料噴射量から、仮に燃料のアルコール濃度が８０〜９５％のいずれかに予め定められた所定値であるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正する始動後噴射量増量手段と、前記始動後噴射量増量手段による燃料噴射量の増量補正後、エンジン回転数の変動量が前記閾値以上のときは、前記変動量が前記閾値未満になるまで、前記増量補正された燃料噴射量を前記増量補正時よりも小さい補正幅で繰り返し減量補正する始動後噴射量減量手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置である（請求項１）。

【0012】

本発明によれば、アルコール含有燃料の使用が可能な内燃機関において、エンジン始動後、アルコール濃度の学習が実行可能となるまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量が閾値以上のときは、まず、燃料噴射量を増量側に補正し、それでもまだエンジン回転数の変動量が閾値以上のときは、燃料噴射量を減量側に補正する。

【0013】

アルコール濃度推定値の不正確さに起因して、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合でもリッチになっている場合でも、燃焼毎の発生トルクが安定しないため、エンジン回転が大きく変動する（ただし、リッチの場合は回転変動が続くのに対し、リーンの場合は回転変動後エンジンストールが発生する点で、両者は結果が相違する）。このエンジン回転の変動を抑えるためには、燃料噴射量を増量補正してリーンになっている空燃比をリッチ側に修正するか、逆に、燃料噴射量を減量補正してリッチになっている空燃比をリーン側に修正すればよい。しかし、いまは酸素濃度センサが活性化しておらず、アルコール濃度の学習ができないので、空燃比がリーンになっているのかリッチになっているのか分からない。もし空燃比がリーンなのに燃料噴射量を減量補正すると燃料が不足してエンジンストールが発生する。ＦＦＶでエンジンストールが発生すると、アルコールは気化潜熱が大きいため（例えばガソリンの気化潜熱が０．３２ＭＪ／ｋｇであるのに対しエタノールの気化潜熱は０．８６ＭＪ／ｋｇである）、燃焼室が冷却されてエンジン始動が困難になるという特有の不利益がある。

【0014】

そこで、本発明では、ＦＦＶにとってこのような不利益の大きいエンジンストールを回避するために、まず、燃料噴射量を増量側に補正するのである。燃料噴射量を増量補正すれば、空燃比がリーンの場合は、エンジン始動が困難になるエンジンストールを回避しつつ、空燃比が理論空燃比に近づいて、エンジンの回転変動が抑えられる。一方、空燃比がリッチの場合でも、不利益の大きいエンジンストールを回避することができる。そして、燃料噴射量の増量補正後に、まだエンジン回転が大きく変動しているときは、燃料噴射量を減量側に補正するので、空燃比がリッチの場合に空燃比が理論空燃比に近づいて、エンジンの回転変動が抑えられる。つまり、本発明は、ＦＦＶにとってエンジン始動が困難になるという特有の不利益があるエンジンストールを優先的に回避しつつ、エンジンの回転変動も併せて抑制するものである。

【0015】

以上により、本発明によれば、アルコール含有燃料の使用が可能な内燃機関において、アルコール濃度推定値が実際のアルコール濃度と乖離している場合でも、エンジン始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生を抑制できる内燃機関の制御装置が提供される。

【0016】

さらに、本発明では、燃料噴射量の増量補正時は、仮に燃料のアルコール濃度が８０〜９５％のいずれかであるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正するので、燃料噴射量が最大限に増量されて、エンジンストールの発生が確実に回避される。

【0017】

さらに、本発明では、燃料噴射量の減量補正時は、増量補正時よりも小さい補正幅で繰り返し減量補正するので、燃料噴射量が段階的に減量される。そのため、燃料噴射量が一気に大きく減量されて空燃比がリーンになりエンジンストールが発生するというような不具合が抑制される。

【0018】

本発明において、好ましくは、前記始動後噴射量増量手段は、前記燃料噴射量の増量補正を１回で行う（請求項２）。

【0019】

この構成によれば、燃料噴射量の増量補正時は、燃料噴射量が一気に最大限に増量されるので、エンジンストールの発生がより一層確実に回避される。

【0020】

本発明において、好ましくは、前記始動後噴射量増量手段は、前記燃料噴射量の増量補正を複数回に分けて行う（請求項３）。

【0021】

この構成によれば、燃料噴射量の増量補正時は、燃料噴射量が段階的に増量されるので、空燃比がリーンの場合において、空燃比が理論空燃比を行き過ぎてリッチになることが抑制され、空燃比が理論空燃比に近づいた段階で燃料噴射量の増量補正を停止することができる。また、空燃比が理論空燃比を行き過ぎた場合でも、過度にリッチにならないので、燃料噴射量の減量補正時に、エンジンの回転変動が短時間で抑えられる。

【0022】

本発明において、好ましくは、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期をエンジン始動時は圧縮行程後半に設定し、エンジン始動後はエンジン始動時よりも進角させる噴射時期設定手段と、点火時期をエンジン始動時は所定の固定値に設定し、エンジン始動後は水温及び外部負荷に応じて可変制御する点火時期設定手段とを備えている（請求項４）。

【0023】

この構成によれば、エンジン始動時は、筒内温度が上昇する圧縮行程後半で燃料を噴射するので、燃料の気化が促進され、かつ所定の固定値（例えばＭＢＴ）で点火するので、高トルクが得られてエンジン回転数が速やかに上昇する。また、エンジン始動後は、圧縮行程後半よりも早い時期に燃料を噴射し、かつ水温及び外部負荷（例えばエアコンのオン・オフ等）に応じて点火時期を可変制御する。このように、エンジン始動時と始動後とで燃料噴射時期制御及び点火時期制御が大幅に異なる場合においても、エンジン始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生が抑制される。

【0024】

また、本発明は、アルコールを含有する燃料の使用が可能な内燃機関の制御装置であって、エンジン始動時、所定の点火回数で始動しないときは、燃料噴射量を、仮に燃料のアルコール濃度が８０〜９５％のいずれかに予め定められた所定値であるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正する始動時噴射量増量手段と、エンジン始動後、排気通路に備えられた酸素濃度センサが活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量が所定の閾値以上のときは、前記変動量が前記閾値未満になるまで、前記増量補正された燃料噴射量を所定の補正幅で繰り返し減量補正する始動後噴射量減量手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置である（請求項５）。

【0025】

前述の発明では、エンジン始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生を抑制するために、特に、ＦＦＶにとってエンジン始動が困難になるという特有の不利益があるエンジンストールを優先的に回避しつつ、エンジンの回転変動も併せて抑制するために、エンジンの始動後に、まず、燃料噴射量を増量側に補正し、その後、減量側に補正したが、この発明では、燃料噴射量の増量側の補正をエンジンの始動時に行い、エンジンの始動後は、燃料噴射量の減量側の補正のみ行う点が異なっている。

【0026】

この構成によれば、請求項１と同様の作用に加えて、エンジンが確実に始動する、エンジンの始動時間が短縮化する、エンジン始動後にエンジンの回転変動が短時間で抑えられる、等の作用が奏される。

【発明の効果】

【0027】

本発明は、アルコール含有燃料の使用が可能な内燃機関において、アルコール濃度推定値が実際のアルコール濃度と乖離している場合でも、エンジン始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生を抑制できるから、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が様々に変化するＦＦＶの技術の発展向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係るＦＦＶに搭載された内燃機関としてのエンジンの全体構成図である。

【図2】前記エンジンの制御システム図である。

【図3】前記エンジンのＰＣＭがエンジン始動時からエンジン始動後のアイドル運転中に行う制御のフローチャートである。

【図4】前記エンジンの始動時から始動後のアイドル運転中の燃料噴射時期及び点火時期の説明図である。

【図5】図３の制御の変形例のフローチャートである。

【図6】図３の制御の別の変形例のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面に基いて本発明の実施形態を説明する。

【0030】

（１）全体構成
図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関としてのエンジン１は、複数の気筒２（図１には１つのみ図示）を有する火花点火式４サイクルエンジンであり、クランクシャフト３を回転自在に支持するシリンダブロック４と、シリンダブロック４の上方に配置されたシリンダヘッド５と、シリンダブロック４の下方に配置されたオイルパン６と、シリンダヘッド５の上方に配置されたヘッドカバー７とで、エンジン本体の外形が略形成されている。

【0031】

各気筒２にコンロッド８を介してクランクシャフト３に連結されたピストン９が摺動自在に収容され、ピストン９の上方に燃焼室１０が形成されている。燃焼室１０に燃料を直接噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）１１がシリンダヘッド５に設けられ、燃焼室１０の天井壁部に点火プラグ１２と、吸気ポート１３を開閉するための吸気弁１４と、排気ポート１５を開閉するための排気弁１６とが設けられている。吸気弁１４及び排気弁１６はそれぞれ図略のカムシャフト及びＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）機構を有する動弁機構１７，１８によってクランクシャフト３に連動して開閉駆動される。

【0032】

吸気ポート１３に吸気通路２０が接続され、排気ポート１５に排気通路３０が接続されている。吸気通路２０に吸入空気量を調節するためのスロットル弁２１が備えられ、排気通路３０に排気ガスを浄化するための図略の三元触媒を収容する触媒装置３１が備えられている。

【0033】

また、エンジン１の始動時に駆動されてクランキングを行うスタータモータ２３が設けられている。

【0034】

本実施形態に係るエンジン１は、エタノールを含有する燃料を使用することが可能なエンジンである。すなわち、本実施形態に係る車両はＦＦＶ（フレックス燃料自動車）である。そのため、燃料タンク４０には、例えばＥ９５（エタノール９５％＋水５％の燃料）やＥ２２（エタノール２２％＋ガソリン７８％の燃料）等のエタノール含有燃料が給油される。給油時は、Ｅ９５又はＥ２２が任意の量だけ燃料タンク４０に注がれるから、燃料タンク４０内の燃料のエタノール濃度は、そのときどきで様々な値を取り得る。そして、燃料タンク４０内のエタノール含有燃料は、燃料供給管４１を介してインジェクタ１１に供給され、インジェクタ１１から燃焼室１０に直接噴射される。

【0035】

本実施形態に係るエンジン１では、燃料が燃焼室１０に直接噴射されるので、インジェクタ１１に供給される燃料の圧力が比較的高圧に設定されている。そのため、インジェクタ１１から噴射される燃料の微粒化が促進される。

【0036】

本実施形態に係るエンジン１では、幾何学的圧縮比及び有効圧縮比が比較的高圧縮比に設定されている。そのため、例えばエンジン１の始動時等に燃料が圧縮行程後半で燃焼室１０に直接噴射された場合、噴射された燃料は高温の燃焼室１０内で気化が促進され、点火プラグ１２の周りでリッチな混合気を生成し（弱成層）、燃料の微粒化と併せて着火安定性の向上が図られる。

【0037】

ところで、ガソリンは分子式の異なる複数成分の混合物であるのに対し、アルコールは１つの分子式で定義される単成分である。そのため、ガソリンは低沸点成分の存在により低温でも蒸発・気化して着火燃焼し得るが、アルコールは沸点（エタノールで７８．３℃）以下では蒸発・気化しないため着火燃焼せず、エンジン始動が難しくなる。

【0038】

この問題に対処するため、従来、エンジン始動専用に、アルコール濃度の低いＥ２２専用又はガソリン専用のサブタンク、供給管、フュエルレール、及びサブインジェクタを備え、エンジン始動時は、このエンジン始動専用のサブの燃料系統を用いてエンジンを始動することが行われている。しかし、メインの燃料系統（前記燃料タンク４０、燃料供給管４１、インジェクタ１１等）に加えてサブの燃料系統を備えると、ハード面の複雑化、コスト面の上昇、及び車両重量の増大を招く。また、サブタンクの配置場所等、安全面でも解決すべき課題が生じる。

【0039】

そこで、本実施形態に係るエンジン１では、エンジン始動専用のサブの燃料系統を備える代わりに、前述のように、インジェクタ１１から燃焼室１０に噴射される燃料の液滴の微粒化を図ると共に、圧縮比を高くしてピストン９上昇時の燃焼室１０温度を高め、燃料を圧縮行程後半で燃焼室１０に噴射することにより、たとえアルコール濃度の高い混合燃料であっても、燃焼室１０内での蒸発・気化量を多くして、エンジン１の始動性を確保するようにしたものである（サブタンクレスシステム）。

【0040】

（２）制御システム
図２に示すように、本実施形態に係るエンジン１はＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｅ Ｍｏｄｕｌｅ）５０を備える。ＰＣＭ５０は、周知の通り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサであり、本発明の始動後噴射量増量手段、始動後噴射量減量手段、噴射時期設定手段、点火時期設定手段、及び始動時噴射量増量手段に相当する。

【0041】

ＰＣＭ５０は、吸気通路２０に備えられて吸入空気量を検出するためのエアフローセンサＳＷ１、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサＳＷ２、エンジン水温を検出するためのエンジン水温センサＳＷ３、排気通路３０に備えられて排気ガス中の酸素濃度を検出するためのリニア空燃比センサ（酸素濃度センサ）ＳＷ４、及び運転者のアクセル操作（アクセルペダルの踏込み）の有無及びアクセル操作量（アクセルペダルの踏込量）を検出するためのアクセルポジションセンサＳＷ５と相互に電気的に接続されている。

【0042】

ＰＣＭ５０は、前記各種センサＳＷ１〜ＳＷ５から入力される種々の情報に基き、エンジン１の始動制御や通常運転制御を行う他、特に、触媒装置３１の排気ガス浄化率の向上のために、エンジン１を理論空燃比で運転するように、リニア空燃比センサＳＷ４を用いて空燃比のフィードバック制御を行う。さらに、ＰＣＭ５０は、例えばアルコール濃度センサ等を用いずに、前記リニア空燃比センサＳＷ４を利用して、燃料タンク４０内の燃料のエタノール濃度を学習するエタノール濃度学習制御を行う。

【0043】

ＰＣＭ５０は、これらの各種制御を実行するため、インジェクタ１１、点火プラグ１２、スロットル弁２１を駆動するためのスロットル弁アクチュエータ２２、及びスタータモータ２３と相互に電気的に接続されており、これらの各種機器に制御信号を出力する。

【0044】

（３）制御動作
［３−１］エタノール濃度学習制御
ＰＣＭ５０が行うエタノール濃度学習制御はおよそ次のようである。すなわち、燃料のエタノール濃度と理論空燃比との関係は一義的に決まっている。例えばエタノール濃度が０％（全量ガソリン）の場合、理論空燃比は１４．７であり、エタノール濃度が１００％の場合、理論空燃比は９．０である。そして、エタノール濃度がその間の値（０％超〜１００％未満）である燃料の理論空燃比は、１４．７と９．０とを結ぶ直線上に１対１にある。この直線は、エタノール濃度が１％増える毎に理論空燃比が０．０５７減るような傾きを持っている。

【0045】

例えばいまエタノール濃度が５０％と推定して理論空燃比Ｘが実現する燃料噴射量を設定したとする。その結果、リニア空燃比センサＳＷ４からの情報に基き特定される理論空燃比がＸであれば、推定値が正しかった（実際のエタノール濃度が５０％である）と判定できる。しかし、リニア空燃比センサＳＷ４からの情報に基き特定される理論空燃比がＸよりも大きい場合は、その大きい分だけ、実際のエタノール濃度が５０％よりも低いと判定でき、リニア空燃比センサＳＷ４からの情報に基き特定される理論空燃比がＸよりも小さい場合は、その小さい分だけ、実際のエタノール濃度が５０％よりも高いと判定できる。

【0046】

ＰＣＭ５０は、理論空燃比のズレ量を前記直線の傾きに当てはめることにより、エタノール濃度のズレ量を求める。そして、このエタノール濃度のズレ量を最初の推定値（前記例でいえば５０％）に加算することにより、実際のエタノール濃度を学習する。

【0047】

［３−２］始動制御〜始動後のアイドル運転制御
＜制御例１＞
図３は、ＰＣＭ５０がエンジン始動時からエンジン始動後のアイドル運転中に行う制御のフローチャートである。

【0048】

前述のように、給油によって燃料タンク４０内の燃料のエタノール濃度が変動する可能性があるから、前記エタノール濃度学習制御は、給油が行なわれる度に実行され、学習値が更新される。そして、次に給油が行われるまで、最も新しく（つまり最後に）実行されたエタノール濃度学習制御で得られた最新のエタノール濃度を用いて、例えば空燃比のフィードバック制御やエンジン１の始動制御やアイドル運転制御等が実行される。

【0049】

ここで、リニア空燃比センサＳＷ４は、排気ガス温でセ氏数百度まで昇温されなければ活性化しない。そのため、リニア空燃比センサＳＷ４が活性化しないままエンジン１が停止される運転が続くと、途中で給油が行われて燃料タンク４０内の燃料のエタノール濃度が変動しているのにエタノール濃度が長期間学習されないという事態が起こり得る。このような場合、ＰＣＭ５０は、エタノール濃度の学習が実行されるまでは、エタノール濃度の値として、最後に実行されたエタノール濃度学習制御で得られた値（つまりデータとしてかなり時間が経っている古い学習値）をエタノール濃度推定値として用いる。

【0050】

あるいは、車両からバッテリが取り外されると、ＰＣＭ５０のメモリに格納していたエタノール濃度の学習値のデータが消えるという事態が起こり得る。このような場合、ＰＣＭ５０は、エタノール濃度の学習が実行されるまでは、エタノール濃度の値として、予めプログラムに登録された既定値（デフォルト値）をエタノール濃度推定値として用いる。

【0051】

いずれの場合も、エタノール濃度推定値は正確なものではなく、実際のエタノール濃度と乖離している可能性が高い。そのため、エタノール濃度推定値が実際のエタノール濃度よりも低い場合は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン（大きい値）になり、高い場合は、リッチ（小さい値）になる。そして、エンジン始動後において、リニア空燃比センサＳＷ４が活性化するまで（すなわちエタノール濃度の学習が実行可能となるまで）のアイドル運転中（すなわちアクセルペダルが踏み込まれて車両が発進するまでの期間中）に、例えば、エアコンがオン・オフされたり、触媒装置３１の早期活性化を図るためのＡＷＳ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｗａｒｍ−ｕｐ ｓｙｓｔｅｍ）が作動すると、それに伴い、燃料噴射時期及び点火時期が様々に変化し、またそれにより、燃焼形態も様々に変動する。このような燃焼形態の変動により、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合はエンジンストールが発生し易くなり、リッチになっている場合はエンジン１の回転変動が発生し易くなる。もっとも、これは結果であって、エタノール濃度推定値の不正確さに起因して、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合でもリッチになっている場合でも、燃焼毎の発生トルクが安定しないため、エンジン回転の変動は起きる。ただし、リッチの場合はそのエンジン回転の変動が続くのに対し、リーンの場合はエンジン回転の変動後エンジンストールに至る点で、両者は相違する。

【0052】

この図３に示すフローチャートは、このようにエタノール濃度推定値が実際のエタノール濃度と乖離している場合でも、エンジン始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生を抑制できるように対策されたものである。

【0053】

すなわち、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で、スタータモータ２３がＯＮか否か、つまりエンジン１の始動時か否かを判定する。

【0054】

その結果、ＹＥＳのときは、ＰＣＭ５０は、ステップＳ２で、記憶しているエタノール濃度を用いて始動時の燃料噴射量を設定する。ここで、記憶しているエタノール濃度とは、通常は、最も新しく（つまり最後に）実行されたエタノール濃度学習制御で得られた最新のエタノール濃度のことであるが、ここでは、前記のようなエタノール濃度推定値（長期間学習されない場合の古い学習値やデータが消えた場合のデフォルト値）が含まれる。

【0055】

なお、ＰＣＭ５０は、エンジン１の始動時は、理論空燃比が実現する燃料噴射量よりも所定量増量した燃料噴射量を設定する。つまり、エンジン１の始動時は、理論空燃比よりもややリッチ側の空燃比が目標空燃比とされる。

【0056】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３で、噴射時期として固定の噴射時期を設定し、ステップＳ４で、点火時期として固定の点火時期を設定する。

【0057】

具体的に、ＰＣＭ５０は、図４に示すように、エンジン１の始動時は、燃料噴射時期（図中ハッチング部分で表す）を圧縮行程後半に設定し、点火時期を所定の固定値である圧縮上死点直前のＭＢＴ（ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ ｂｅｓｔ ｔｏｒｑｕｅ）に設定する。なお、図４は、燃料を２段に分割して噴射する場合を例示している。

【0058】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ５で、エンジン１が完爆したか否か、つまりエンジン回転数センサＳＷ２からの情報に基き特定されるエンジン回転数が所定回転数（エンジン１が自力で回り始めたと判定できる回転数）まで上昇したか否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ９に進み、ＮＯのときは、ステップＳ６に進む。

【0059】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ６で、点火を所定回数以上行ったか否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、ステップＳ５に戻り、ＹＥＳのときは、ステップＳ７に進む。

【0060】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ７で、エタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ以上（Ｅ≧Ｅｍａｘ）か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ５に戻って始動制御を続け、ＮＯのときは、ステップＳ８に進む。

【0061】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ８で、燃料噴射量（ステップＳ２で設定したもの）を所定量増量する。つまり、ステップＳ２で始動時の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度を所定濃度だけ高濃度側へシフトし、その高濃度側へシフトしたエタノール濃度を用いて始動時の燃料噴射量を設定し直すのである。そして、その場合、エタノール濃度が高濃度側へシフトされた分、始動時の目標空燃比が実現する燃料噴射量が増量されるのである。

【0062】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ８からステップＳ５に戻り、完爆判定（ステップＳ５〜Ｓ８）を繰り返す。つまり、ＰＣＭ５０は、ステップＳ５〜Ｓ８において、エタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ以上になるまでエタノール濃度の高濃度側へのシフトを繰り返す。前述のように、本実施形態に係るエンジン１はサブタンクレスシステムを採用し、たとえエタノール濃度の高い混合燃料であっても、燃焼室１０内での蒸発・気化量が多くなり、エンジン１の始動性が確保されているから、通常は、エタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ未満のうちにエンジン１は完爆する。したがって、ステップＳ７でエタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ以上と判定されているのにステップＳ５でエンジン１が完爆していないと判定されるときは、ＰＣＭ５０は、燃料噴射については、その時点でのエタノール濃度での燃料噴射を継続し、一方で、燃料噴射制御以外の例えば吸気量や点火時期等を制御し、完爆を促す。

【0063】

なお、本実施形態では、燃料のエタノール濃度の最高値は９５％（Ｅ９５）である。つまり、ステップＳ７で判定閾値として用いられている上限側閾値Ｅｍａｘは、最高値（９５％）に所定範囲内（１５％の範囲内）で近い値、つまり８０〜９５％のいずれかである。ステップＳ７で判定閾値として燃料のエタノール濃度の最高値である９５％を用いずに個別の閾値を用いたのは、本閾値で完爆しない場合は９５％でも完爆しないと看做されるからである。

【0064】

ステップＳ５でエンジン１が完爆したと判定されたときは、ＰＣＭ５０は、ステップＳ９で、始動時の燃料噴射量に基いて、記憶しているエタノール濃度を更新する。つまり、ステップＳ２で始動時の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度を、ステップＳ５でエンジン１が完爆したと判定されたときのエタノール濃度（ステップＳ７，Ｓ８を経由せずに完爆したときはステップＳ２で用いたエタノール濃度、ステップＳ７，Ｓ８を経由して完爆したときは最後にステップＳ８で高濃度側へシフトして得られたエタノール濃度）に書き換えるのである。

【0065】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１０で、更新したエタノール濃度を用いて始動後の燃料噴射量を設定する。ここで、ＰＣＭ５０は、エンジン１の始動後は、理論空燃比が実現する燃料噴射量を設定する。つまり、エンジン１の始動後は、理論空燃比が目標空燃比とされる。

【0066】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１１で、噴射時期として始動後の燃料噴射時期を設定し、ステップＳ１２で、エンジン水温センサＳＷ３からの情報に基き特定されるエンジン水温及び外部負荷（例えばエアコンのオン・オフ等）に応じて始動後の点火時期を設定する。

【0067】

具体的に、ＰＣＭ５０は、図４に示すように、エンジン１の始動後は、アイドル運転に移行するのであるが、例えば冷間始動時等で触媒装置３１が活性化していないときは、ＡＷＳを作動した後、通常のアイドル運転に移行する。ＰＣＭ５０は、ＡＷＳの作動中は、燃料噴射時期を吸気行程後半（１段目）と圧縮行程後半（２段目）とに設定し、点火時期を圧縮上死点を超えて大幅にリタードさせる。このリタード量が前記エンジン水温及び外部負荷に応じて定められる。ＰＣＭ５０は、通常のアイドル運転中は、燃料噴射時期を吸気行程前半に設定し（一括噴射）、点火時期を圧縮上死点よりも前であるがＭＢＴよりも後の所定のアイドル用点火時期に設定する。このアイドル用点火時期もまた前記エンジン水温及び外部負荷に応じて定められる。

【0068】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１３で、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上（ΔＮ≧ΔＮ１）か否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、この制御が終了となり、ＹＥＳのときは、ステップＳ１４に進む。

【0069】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ１４で、ステップＳ９で更新したエタノール濃度を高濃度値（上限側閾値Ｅｍａｘ）に設定し、この高濃度値に設定したエタノール濃度を用いて始動後当初の燃料噴射量（ステップＳ１０で設定したもの）を設定し直す。この場合、エタノール濃度が高濃度値に設定された分、始動後の目標空燃比（理論空燃比）が実現する燃料噴射量が、ステップＳ１０で設定した燃料噴射量よりも増量される。

【0070】

なお、本実施形態では、燃料のエタノール濃度の最高値は９５％（Ｅ９５）である。つまり、ステップＳ１４で高濃度値として設定される上限側閾値Ｅｍａｘは、最高値（９５％）に所定範囲内（１５％の範囲内）で近い値、つまり８０〜９５％のいずれかである。ステップＳ１４で高濃度値として燃料のエタノール濃度の最高値である９５％を用いずに上限側閾値Ｅｍａｘを用いたのは、上限側閾値Ｅｍａｘでエンジン１の回転変動が抑制されない場合は９５％でも抑制されないと看做されるからである。

【0071】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１５で、再度、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上（ΔＮ≧ΔＮ１）か否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、ステップＳ１６に進み、ＹＥＳのときは、ステップＳ１７に進む。

【0072】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ１６で、ステップＳ１４で更新したエタノール濃度（上限側閾値Ｅｍａｘ）を用いてこれ以降の始動後の燃料噴射量を設定し、この制御が終了する。

【0073】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ１７で、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下（Ｅ≦Ｅｍｉｎ）か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、この制御を終了し、ＮＯのときは、ステップＳ１８に進む。

【0074】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ１８で、燃料噴射量（ステップＳ１４で設定したもの）を所定量減量する。つまり、ステップＳ１４で始動後の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度（上限側閾値Ｅｍａｘ）を所定濃度だけ低濃度側へシフトし、その低濃度側へシフトしたエタノール濃度を用いて始動後の燃料噴射量を設定し直すのである。そして、その場合、エタノール濃度が低濃度側へシフトされた分、始動後の目標空燃比が実現する燃料噴射量が減量されるのである。

【0075】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ１８からステップＳ１５に戻り、エンジン１の回転変動が抑制されたか否かの判定（ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１８）を繰り返す。つまり、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１８において、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下になるまでエタノール濃度の低濃度側へのシフトを繰り返す。前述のように、エタノール濃度推定値の不正確さに起因して、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合でもリッチになっている場合でも、燃焼毎の発生トルクが安定しないため、エンジン１の回転変動は起きる。そして、まず、ステップＳ１４でエタノール濃度を高濃度側へシフトして燃料噴射量を増量補正したが、エンジン１の回転変動が抑制されないから（ステップＳ１５でＹＥＳ）、次に、ステップＳ１８でエタノール濃度を低濃度側へシフトして燃料噴射量を減量補正しているので、通常は、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎを超えて高いうちにエンジン１の回転変動が抑制される。したがって、ステップＳ１７でエタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下と判定されているのにステップＳ１５でエンジン１の回転変動が抑制されていないと判定されるときは、ＰＣＭ５０は、燃料噴射については、その時点でのエタノール濃度での燃料噴射を継続し、一方で、燃料噴射制御以外の例えば吸気量や点火時期等を制御し、回転変動の抑制を促す。

【0076】

なお、本実施形態では、燃料のエタノール濃度の最低値は２２％（Ｅ２２）である。つまり、ステップＳ１７で判定閾値として用いられている下限側閾値Ｅｍｉｎは、最低値（２２％）に所定範囲内（例えば１５％の範囲内）で近い値である。ステップＳ１７で判定閾値として燃料のエタノール濃度の最低値である２２％を用いずに下限側閾値Ｅｍｉｎを用いたのは、下限側閾値Ｅｍｉｎでエンジン１の回転変動が抑制されない場合は２２％でも抑制されないと看做されるからである。

【0077】

ステップＳ１５でエンジン１の回転変動が抑制されたと判定されたときは、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１８で更新したエタノール濃度を用いてこれ以降の始動後の燃料噴射量を設定し、この制御が終了する。

【0078】

なお、ステップＳ１８における燃料噴射量の減量補正は、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下になるまで、ステップＳ１５でＹＥＳと判定される限り繰り返される。一方、ステップＳ１４における燃料噴射量の増量補正は、１回で行われる。そのため、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１４における増量補正時の補正幅よりも小さい補正幅でステップＳ１８における減量補正を行う。

【0079】

以上のように、この図３に示される制御例１は、エンジン１の始動後（ステップＳ９以降）、排気通路３０に備えられたリニア空燃比センサＳＷ４が活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ１３でＹＥＳ）、燃料噴射量を、エンジン始動後当初の燃料噴射量（ステップＳ１０で設定される燃料噴射量）から、エタノール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘのときに設定される燃料噴射量まで１回で増量補正し（ステップＳ１４）、それでもなおエンジン回転数の変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ１５でＹＥＳ）、前記変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１未満になるまで（ステップＳ１５でＮＯ）、前記増量補正された燃料噴射量（ステップＳ１４で設定される燃料噴射量）を前記増量補正時よりも小さい補正幅で繰り返し減量補正する（ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１８）ものである。

【0080】

＜制御例２＞
図５は、図３の制御の変形例のフローチャートである。

【0081】

この図５に示される制御例２は、前記制御例１では燃料噴射量の増量補正がステップＳ１４で１回で行われるのに対し、燃料噴射量の増量補正がステップＳ３４〜Ｓ３６で複数回に分けて行われる点で、前記制御例１と異なっている。ここでは、制御例１と異なっている部分のみ説明し、制御例１と同じ部分は説明を省略する。すなわち、図５のステップＳ２１〜Ｓ３２は、図３のステップＳ１〜Ｓ１２と同じであるので、ステップＳ３３〜Ｓ４０を説明する。

【0082】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ３３で、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上（ΔＮ≧ΔＮ１）か否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、この制御が終了となり、ＹＥＳのときは、ステップＳ３４に進む。

【0083】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ３４で、エタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ以上（Ｅ≧Ｅｍａｘ）か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ３８に進み、ＮＯのときは、ステップＳ３５に進む。

【0084】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ３５で、燃料噴射量（ステップＳ３０で設定したもの）を所定量増量する。つまり、ステップＳ３０で始動後当初の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度（ステップＳ２９で更新したもの）を所定濃度だけ高濃度側へシフトし、その高濃度側へシフトしたエタノール濃度を用いて始動後の燃料噴射量を設定し直すのである。そして、その場合、エタノール濃度が高濃度側へシフトされた分、始動後の目標空燃比（理論空燃比）が実現する燃料噴射量が、ステップＳ３０で設定した始動後当初の燃料噴射量よりも増量されるのである。

【0085】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３６で、再度、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上（ΔＮ≧ΔＮ１）か否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、ステップＳ３７に進み、ＹＥＳのときは、ステップＳ３４に戻る。

【0086】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ３７で、ステップＳ３５で更新したエタノール濃度を用いてこれ以降の始動後の燃料噴射量を設定し、この制御が終了する。

【0087】

ステップＳ３４に戻ったＰＣＭ５０は、エンジン１の回転変動が抑制されたか否かの判定（ステップＳ３４〜Ｓ３６）を繰り返す。つまり、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３４〜Ｓ３６において、エタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ以上になるまでエタノール濃度の高濃度側へのシフトを繰り返す。そして、ステップＳ３４でエタノール濃度Ｅが上限側閾値Ｅｍａｘ以上（Ｅ≧Ｅｍａｘ）になったと判定されたときは、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３８に進む。

【0088】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ３８で、燃料噴射量（ステップＳ３５で設定したもの）を所定量減量する。つまり、ステップＳ３５で始動後の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度（ステップＳ３５で更新したもの）を所定濃度だけ低濃度側へシフトし、その低濃度側へシフトしたエタノール濃度を用いて始動後の燃料噴射量を設定し直すのである。そして、その場合、エタノール濃度が低濃度側へシフトされた分、始動後の目標空燃比（理論空燃比）が実現する燃料噴射量が、ステップＳ３５で設定した始動後の燃料噴射量よりも減量されるのである。

【0089】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３９で、再度、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上（ΔＮ≧ΔＮ１）か否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、ステップＳ３７に進み、ＹＥＳのときは、ステップＳ４０に進む。

【0090】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ３７で、ステップＳ３８で更新したエタノール濃度を用いてこれ以降の始動後の燃料噴射量を設定し、この制御が終了する。

【0091】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ４０で、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下（Ｅ≦Ｅｍｉｎ）か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、この制御を終了し、ＮＯのときは、ステップＳ３８に戻る。

【0092】

ステップＳ３８に戻ったＰＣＭ５０は、エンジン１の回転変動が抑制されたか否かの判定（ステップＳ３８〜Ｓ４０）を繰り返す。つまり、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３８〜Ｓ４０において、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下になるまでエタノール濃度の低濃度側へのシフトを繰り返す。前述のように、エタノール濃度推定値の不正確さに起因して、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合でもリッチになっている場合でも、燃焼毎の発生トルクが安定しないため、エンジン１の回転変動は起きる。そして、まず、ステップＳ３５でエタノール濃度を高濃度側へシフトして燃料噴射量を増量補正したが、エンジン１の回転変動が抑制されないから（ステップＳ３６でＹＥＳ）、次に、ステップＳ３８でエタノール濃度を低濃度側へシフトして燃料噴射量を減量補正しているので、通常は、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎを超えて高いうちにエンジン１の回転変動が抑制される。したがって、ステップＳ４０でエタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下と判定されているのにステップＳ３９でエンジン１の回転変動が抑制されていないと判定されるときは、ＰＣＭ５０は、燃料噴射については、その時点でのエタノール濃度での燃料噴射を継続し、一方で、燃料噴射制御以外の例えば吸気量や点火時期等を制御し、回転変動の抑制を促す。

【0093】

以上のように、この図５に示される制御例２は、エンジン１の始動後（ステップＳ２９以降）、排気通路３０に備えられたリニア空燃比センサＳＷ４が活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ３３でＹＥＳ）、燃料噴射量を、エンジン始動後当初の燃料噴射量（ステップＳ３０で設定される燃料噴射量）から、エタノール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘのときに設定される燃料噴射量まで複数回に分けて増量補正し（ステップＳ３４〜Ｓ３６）、それでもなおエンジン回転数の変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ３６でＹＥＳ）、前記変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１未満になるまで（ステップＳ３９でＮＯ）、前記増量補正された燃料噴射量（ステップＳ３５で設定される燃料噴射量）を繰り返し減量補正する（ステップＳ３８〜Ｓ４０）ものである。

【0094】

＜制御例３＞
図６は、図３の制御の別の変形例のフローチャートである。

【0095】

この図６に示される制御例３は、前記制御例１では燃料噴射量の増量補正がステップＳ１４でエンジン１の始動後に行われるのに対し、燃料噴射量の増量補正がステップＳ５８でエンジン１の始動時に行われる点で、前記制御例１と異なっている。ここでは、制御例１と異なっている部分のみ説明し、制御例１と同じ部分は説明を省略する。すなわち、図６のステップＳ５１〜Ｓ５７及びＳ５９〜Ｓ６２は、図３のステップＳ１〜Ｓ７及びＳ９〜Ｓ１２と同じであるので、ステップＳ５８及びＳ６３〜Ｓ６６を説明する。

【0096】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ５８で、燃料噴射量（ステップＳ５２で設定したもの）を所定量増量する。つまり、ステップＳ５２で始動時の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度を上限側閾値Ｅｍａｘへシフトし、この上限側閾値Ｅｍａｘのエタノール濃度を用いて始動時の燃料噴射量を設定し直すのである。そして、その場合、エタノール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘへシフトされた分、始動時の目標空燃比が実現する燃料噴射量が増量されるのである。

【0097】

また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ６３で、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上（ΔＮ≧ΔＮ１）か否かを判定する。その結果、ＮＯのときは、ステップＳ６４に進み、ＹＥＳのときは、ステップＳ６５に進む。

【0098】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ６４で、ステップＳ５９で更新したエタノール濃度を用いてこれ以降の始動後の燃料噴射量を設定し、この制御が終了する。

【0099】

ＰＣＭ５０は、ステップＳ６５で、燃料噴射量（ステップＳ６０で設定したもの）を所定量減量する。つまり、ステップＳ６０で始動後当初の燃料噴射量を設定するのに用いたエタノール濃度（ステップＳ５９で更新したもの）を所定濃度だけ低濃度側へシフトし、その低濃度側へシフトしたエタノール濃度を用いて始動後の燃料噴射量を設定し直すのである。そして、その場合、エタノール濃度が低濃度側へシフトされた分、始動後の目標空燃比（理論空燃比）が実現する燃料噴射量が、ステップＳ６０で設定した始動後当初の燃料噴射量よりも所定の補正幅で減量されるのである。

【0100】

次いで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ６６で、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下（Ｅ≦Ｅｍｉｎ）か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、この制御を終了し、ＮＯのときは、ステップＳ６３に戻る。

【0101】

ステップＳ６３に戻ったＰＣＭ５０は、エンジン１の回転変動が抑制されたか否かの判定（ステップＳ６３，Ｓ６５，Ｓ６６）を繰り返す。つまり、ＰＣＭ５０は、ステップＳ６３，Ｓ６５，Ｓ６６において、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下になるまでエタノール濃度の低濃度側へのシフトを繰り返す。前述のように、エタノール濃度推定値の不正確さに起因して、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンになっている場合でもリッチになっている場合でも、燃焼毎の発生トルクが安定しないため、エンジン１の回転変動は起きる。そして、まず、ステップＳ５８でエンジン１の始動時にエタノール濃度を上限側閾値Ｅｍａｘまでシフトして燃料噴射量を増量補正したが、エンジン１の回転変動が抑制されないから（ステップＳ６３でＹＥＳ）、次に、ステップＳ６５でエンジン１の始動後にエタノール濃度を低濃度側へシフトして燃料噴射量を減量補正しているので、通常は、エタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎを超えて高いうちにエンジン１の回転変動が抑制される。したがって、ステップＳ６６でエタノール濃度Ｅが下限側閾値Ｅｍｉｎ以下と判定されているのにステップＳ６３でエンジン１の回転変動が抑制されていないと判定されるときは、ＰＣＭ５０は、燃料噴射については、その時点でのエタノール濃度での燃料噴射を継続し、一方で、燃料噴射制御以外の例えば吸気量や点火時期等を制御し、回転変動の抑制を促す。

【0102】

以上のように、この図６に示される制御例３は、エンジン１の始動時（ステップＳ５１〜Ｓ５８）、ステップＳ５２で設定される燃料噴射量（記憶しているエタノール濃度を用いて設定される始動時の燃料噴射量）で、所定回数以上の点火で始動しないときは（ステップＳ５６でＹＥＳ）、燃料噴射量を、エタノール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘのときに設定される燃料噴射量まで増量補正し（ステップＳ５８）、エンジン１の始動後（ステップＳ５９以降）、排気通路３０に備えられたリニア空燃比センサＳＷ４が活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ６３でＹＥＳ）、前記変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１未満になるまで（ステップＳ６３でＮＯ）、前記増量補正された燃料噴射量（ステップＳ５８で設定される燃料噴射量）を所定の補正幅で繰り返し減量補正する（ステップＳ６３，Ｓ６５，Ｓ６６）ものである。

【0103】

（４）作用等
以上のように、本実施形態では、エタノールを含有する燃料の使用が可能な内燃機関としてのエンジン１の制御装置において、次のような特徴的構成を採用した。

【0104】

すなわち、ＰＣＭ５０は、エンジン１の始動後（ステップＳ９，Ｓ２９以降）、リニア空燃比センサＳＷ４が活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ１３，Ｓ３３でＹＥＳ）、燃料噴射量を、エンジン始動後当初の燃料噴射量（ステップＳ１０，Ｓ３０で設定される燃料噴射量）から、仮に燃料のエタノール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘであるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正し（ステップＳ１４，Ｓ３４〜Ｓ３６）、この増量補正後、エンジン回転数の変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ１５，Ｓ３６でＹＥＳ）、前記変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１未満になるまで（ステップＳ１５，Ｓ３９でＮＯ）、前記増量補正された燃料噴射量（ステップＳ１４，Ｓ３５で設定される燃料噴射量）を繰り返し減量補正する（ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ３８〜Ｓ４０）。

【0105】

この構成によれば、ＦＦＶでエンジンストールが発生すると、エタノールは気化潜熱が大きいため、燃焼室１０が冷却されてエンジン１の始動が困難になるという、ＦＦＶにとって不利益の大きいエンジンストールを回避するために、まず、燃料噴射量が増量側に補正されるから、空燃比がリーンの場合は、エンジン１の始動が困難になるエンジンストールを回避しつつ、空燃比が理論空燃比に近づいて、エンジン１の回転変動が抑えられる。一方、空燃比がリッチの場合でも、不利益の大きいエンジンストールを回避することができる。そして、燃料噴射量の増量補正後に、まだエンジン回転が大きく変動しているときは、燃料噴射量を減量側に補正するので、空燃比がリッチの場合に空燃比が理論空燃比に近づいて、エンジン１の回転変動が抑えられる。つまり、ＦＦＶにとってエンジン１の始動が困難になるという特有の不利益があるエンジンストールが優先的に回避されつつ、エンジン１の回転変動も併せて抑制される。

【0106】

以上により、本実施形態によれば、エタノール含有燃料の使用が可能なエンジン１において、エタノール濃度推定値が実際のエタノール濃度と乖離している場合でも、エンジン１の始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生を抑制できるエンジン１の制御装置が提供される。

【0107】

さらに、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、燃料噴射量の増量補正時は、仮に燃料のアルコール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘであるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正するので、燃料噴射量が最大限に増量されて、エンジンストールの発生が確実に回避される。

【0108】

さらに、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、燃料噴射量の減量補正時は、増量補正時よりも小さい補正幅で繰り返し減量補正するので、燃料噴射量が段階的に減量される。そのため、燃料噴射量が一気に大きく減量されて空燃比がリーンになりエンジンストールが発生するというような不具合が抑制される。

【0109】

本実施形態では、ＰＣＭ５０は、前記燃料噴射量の増量補正を１回で行う（制御例１のステップＳ１４）。

【0110】

この構成によれば、燃料噴射量の増量補正時は、燃料噴射量が一気に最大限に増量されるので、エンジンストールの発生がより一層確実に回避される。

【0111】

本実施形態では、ＰＣＭ５０は、前記燃料噴射量の増量補正を複数回に分けて行う（制御例２のステップＳ３４〜Ｓ３６）。

【0112】

この構成によれば、燃料噴射量の増量補正時は、燃料噴射量が段階的に増量されるので、空燃比がリーンの場合において、空燃比が理論空燃比を行き過ぎてリッチになることが抑制され、空燃比が理論空燃比に近づいた段階で燃料噴射量の増量補正を停止することができる。また、空燃比が理論空燃比を行き過ぎた場合でも、過度にリッチにならないので、燃料噴射量の減量補正時（ステップＳ３８〜Ｓ４０）に、エンジン１の回転変動が短時間で抑えられる。

【0113】

本実施形態では、ＰＣＭ５０は、図４に示すように、エンジン１の始動時は、燃焼室１０に燃料を噴射するインジェクタ１１による燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定し、エンジン１の始動後は、前記燃料噴射時期をエンジン１の始動時よりも進角させる。また、同じく図４に示すように、ＰＣＭ５０は、エンジン１の始動時は、点火時期を所定の固定値であるＭＢＴに設定し、エンジン１の始動後は、前記点火時期をエンジン水温及び外部負荷に応じて可変制御する。

【0114】

この構成によれば、エンジン１の始動時は、筒内温度が上昇する圧縮行程後半で燃料が噴射されるので、燃料の気化が促進され、かつＭＢＴ（ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ ｂｅｓｔ ｔｏｒｑｕｅ）で点火されるので、高トルクが得られてエンジン回転数が速やかに上昇する。また、エンジン１の始動後は、圧縮行程後半よりも早い時期に燃料が噴射され、かつエンジン水温及び外部負荷に応じて点火時期が可変制御される。このように、エンジン１の始動時と始動後とで燃料噴射時期制御及び点火時期制御が大幅に異なる場合においても、エンジン１の始動後におけるエンジンストールの発生及び回転変動の発生が抑制される。

【0115】

また、ＰＣＭ５０は、エンジン１の始動時（ステップＳ５１〜Ｓ５８）、所定回数以上の点火で始動しないとき（ステップＳ５６でＹＥＳ）、より詳しくは、ステップＳ５２で設定される燃料噴射量、すなわち、通常の最も新しく（つまり最後に）実行されたエタノール濃度学習制御で得られた最新のエタノール濃度や、エタノール濃度の学習が長期間行われない場合の古い学習値又はデータが消えた場合のデフォルト値等のエタノール濃度推定値を用いて設定される始動時の燃料噴射量で、所定回数以上の点火で始動しないときは（ステップＳ５６でＹＥＳ）、燃料噴射量を、仮に燃料のエタノール濃度が上限側閾値Ｅｍａｘであるとした場合に設定される燃料噴射量まで増量補正し（ステップＳ５８）、エンジン１の始動後（ステップＳ５９以降）、リニア空燃比センサＳＷ４が活性化するまでのアイドル運転中、エンジン回転数の変動量ΔＮが所定の閾値ΔＮ１以上のときは（ステップＳ６３でＹＥＳ）、前記変動量ΔＮが前記閾値ΔＮ１未満になるまで（ステップＳ６３でＮＯ）、前記増量補正された燃料噴射量（ステップＳ５８で設定される燃料噴射量）を所定の補正幅で繰り返し減量補正する（制御例３）。

【0116】

この構成によれば、前述の作用に加えて、エンジン１が確実に始動する、エンジン１の始動時間が短縮化する、エンジン１の始動後にエンジンの回転変動が短時間で抑えられる、等の作用が奏される。

【0117】

なお、前記実施形態では、アルコール含有燃料として、エタノール含有燃料を使用したが、これに限らず、例えば、メタノール含有燃料、ブタノール含有燃料、プロパノール含有燃料等を使用してもよい。

【符号の説明】

【0118】

１ エンジン（内燃機関）
１０ 燃焼室
１１ インジェクタ（燃料噴射手段）
１２ 点火プラグ
２３ スタータモータ
３０ 排気通路
４０ 燃料タンク
５０ ＰＣＭ（始動後噴射量増量手段、始動後噴射量減量手段、噴射時期設定手段、点火時期設定手段、始動時噴射量増量手段）
ＳＷ２ エンジン回転数センサ
ＳＷ３ エンジン水温センサ
ＳＷ４ リニア空燃比センサ（酸素濃度センサ）
ＳＷ５ アクセルポジションセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】