JP5057100B2 - 燃料のアルコール濃度推定装置 - Google Patents

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、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検出方法としては、様々な方法が提案されているが、例えば、排気空燃比から求められる空燃比のフィードバック補正値に基づいてアルコール濃度が推定される。そして、このようにフィードバック補正値に基づいて燃料のアルコール濃度を推定する際にキャニスタパージが行われているか否かを判定し、キャニスタパージが行われていない状態でアルコール濃度推定を実施するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５１１３５号公報

このようにキャニスタパージ（パージ処理）が行われていない状態で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ことで、アルコール濃度の推定精度を向上することはできるが、例えば、エンジン冷機時や過渡運転時には空燃比変動が大きく、パージ処理以外にもアルコール濃度の推定精度を低下させる要因がある。しかしながら、その他の要因については十分に考慮されていないのが現状である。

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の推定精度を向上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、蒸散燃料を蓄えるキャニスタと前記エンジンの吸気系とを接続するパージ通路を開閉制御して所定のタイミングで前記吸気系に前記蒸散燃料を導入するパージ処理を実行するパージ手段と、過渡運転に伴う前記エンジンの筒内の燃料量の過不足を補正する過渡燃料補正量の程度を判定する判定手段と、少なくとも前記パージ処理が実行されていないこと及び前記過渡燃料補正量が第１の所定値よりも小さいことを条件に含む濃度推定実行条件が成立した場合に、前記排気空燃比検出手段によって検出される排気空燃比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、を具備し、前記パージ手段は、前記パージ処理が実行されていない期間の終了前に前記判定手段によって前記過渡燃料補正量が前記第１の所定値以下の第２の所定値を超えていると判定された場合に、前記パージ処理が実行されていない期間の終了時期を前記過渡燃料補正量が前記第２の所定値以下となった時点から所定期間だけ遅延させ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。

かかる本発明の態様では、パージ処理が停止されている期間（パージカット期間）が比較的長く確保されるため、アルコール濃度推定値の更新するためのアルコール濃度推定の実行頻度の低下を抑制することができる。したがって、燃料のアルコール濃度の推定精度を向上することができる。

本発明によれば、燃料のアルコール濃度推定の実行頻度の低下を抑制することができ、燃料のアルコール濃度の推定精度を向上することができる。したがって、空燃比をより一層適正に制御して、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とを有している。シリンダブロック１３の各シリンダ１４内には、ピストン１５が往復運動可能なように収容されている。このピストン１５とシリンダ１４とシリンダヘッド１２とで燃焼室１６が形成されている。ピストン１５は、コンロッド１７を介してクランクシャフト１８に接続されている。ピストン１５の往復運動は、コンロッド１７を介してクランクシャフト１８に伝達される。

シリンダヘッド１２には吸気ポート１９が形成されている。この吸気ポート１９には吸気マニホールド２０が接続されている。吸気ポート１９には吸気弁２１が設けられており、この吸気弁２１によって燃焼室１６と吸気ポート１９が連通・遮断されるようになっている。吸気マニホールド２０には、燃料パイプ２２を介して燃料タンク２３に接続された燃料噴射弁２４が吸気ポート１９内に混合燃料を噴射可能に設けられている。

なお燃料タンク２３は、燃料タンク２３内の蒸散燃料を吸着させるキャニスタ２５が接続されると共に、キャニスタ２５がパージ通路２６を介して吸気系を構成する吸気管（吸気通路）２７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２６に設けられたパージ弁２８が開かれて、キャニスタ２５内に吸着された蒸散燃料をパージ通路２６から吸気管（吸気通路）２７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２３内には、燃料タンク内の燃料貯蔵量を検出する貯蔵量検出手段としての燃料レベルセンサ２９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３０が形成されている。この排気ポート３０には排気マニホールド３１の一端が接続され、排気マニホールド３１の他端には排気管３２が接続されている。なお、排気ポート３０には排気弁３３が設けられており、吸気ポート１９における吸気弁２１と同様、燃焼室１６と排気ポート３０はこの排気弁３３によって連通・遮断されるようになっている。

シリンダヘッド１２には、各気筒毎に点火プラグ３４が取り付けられている。各点火プラグ３４には、高電圧を出力する点火コイル３５が接続されている。吸気マニホールド２０の上流側の吸気管２７には、サージタンク３６が設けられ、このサージタンク３６の上流側に吸気量を調整するスロットルバルブ３７及びスロットルバルブ３７の開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３８が設けられている。さらにスロットルバルブ３７の上流には、吸気量を計測するエアフローセンサ３９が介装されている。

排気マニホールド３１に接続された排気管３２には、排気浄化用触媒である三元触媒４０が介装されている。三元触媒４０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４１が設けられている。

ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４２は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。このＥＣＵ４２によって、エンジン１１の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ４２の入力側には、上述したスロットルポジションセンサ３８、エアフローセンサ３９、Ｏ_２センサ４１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４３、エンジン１１の冷却水温度を検出する水温センサ４４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、ＥＣＵ４２の出力側には、上述の燃料噴射弁２４、点火コイル３５、スロットルバルブ３７、パージ弁２８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、ＥＣＵ４２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１６内の燃焼状態が制御されている。

つまり本発明に係る燃料のアルコール濃度推定装置１０を含む制御装置は、このような各種センサ類とＥＣＵ４２とで構成され、これら各種センサ類からの検出情報に基づいて燃料のアルコール濃度を適宜推定する共に、推定した燃料のアルコール濃度に応じて空燃比を適正に制御している。

以下、燃料のアルコール濃度推定制御について説明する。

本実施形態に係る燃料のアルコール濃度推定装置１０を構成する主要な構成として、ＥＣＵ４２には、パージ手段５１と、判定手段５２と、濃度推定手段５３とが備えられている。

パージ手段５１は、パージ通路２６に設けられたパージ弁２８の開閉を制御して所定のタイミングで吸気管２７内に蒸散燃料を導入するパージ処理を実行する。

判定手段５２は、過渡運転に伴うエンジン１１の燃焼室（筒内）１６の燃料量の過不足を補正する過渡燃料補正量（過渡燃料補正係数）の程度を判定する。過渡燃料補正量とは、吸気系の壁面付着量に基づく補正量、及びエンジン１１の燃焼室（筒内）１６の壁面付着量に基づく補正量の両方を含む。なお、これら吸気系の壁面付着量及び燃焼室１６の壁面付着量は、吸気管の壁面等に付着する燃料量と、付着した燃料の蒸発量を逐次予測して算出される。

濃度推定手段５３は、所定の濃度推定条件が成立した場合に、排気空燃比検出手段であるＯ_２センサ４１によって検出される排気空燃比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。

ここで濃度推定条件としては、少なくともパージ手段５１によってパージ処理が実行されていないこと、及び過渡燃料補正量が第１の所定値よりも小さいことが条件に含まれる。通常は、パージ手段５１によって所定間隔でパージ処理が行われているが、本発明では、パージ手段５１が、過渡燃料補正量に基づいてパージ処理の期間を適宜調整している。

具体的には、パージ手段５１が、パージ処理が実行されていない期間の終了時期に、判定手段５２によって過渡燃料補正量が第１の所定値以下の値である第２の所定値を超えたと判定された場合に、パージ処理が実行されていない期間の終了時期を過渡燃料補正量が第２の所定値以下となった時点から所定期間だけ遅延させる。詳しくは後述するが、これにより燃料のアルコール濃度推定の実行頻度を向上することができる。

また本実施形態では、パージ手段５１は、パージ処理が実行されている期間の終了時期に、判定手段５２によって過渡燃料補正量が第２の所定値よりも大きいと判定された場合に、パージ処理が実行されている期間の終了時期を過渡燃料補正量が第２の所定値以下となった時点から所定期間だけ遅延させる。これにより燃料のアルコール濃度の推定精度を向上させることができる。

以下、図２〜図５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。なお、図２〜図４は、アルコール濃度制御のフローチャートである。また図５は、パージ処理の実行タイミングを説明するためのタイミングチャートである。

まずは、濃度推定条件の一つとして濃度推定期間であるか否かが判定される。つまり、燃料噴射弁２４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か否かが判定される。具体的には、図２に示すように、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、燃料給油が実行された場合、具体的には、後述するステップで燃料タンク２３内の燃料レベルセンサ２９によって燃料の増量が検出された場合に、オンに設定されるフラグである。

ステップＳ１で燃料給油フラグがオフに設定されていた場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、濃度推定期間ではないと判定されてステップＳ２に進む。ステップＳ２に進んだ場合には濃度推定条件が成立していないことになり、以降のステップで燃料のアルコール濃度推定が行われることはない。ステップＳ２では燃料レベルセンサ２９によって検出される燃料タンク２３内の燃料レベル（燃料貯蔵量）の増加の有無が判定される。燃料レベルが増加している場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、燃料給油が実行されたと判定されてステップＳ３で燃料給油フラグがオンに設定される。またステップＳ４で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）がリセットされた後、後述するステップＳ８に進む。燃料レベルが増加していない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、燃料給油フラグはオフの設定のまま維持され、ステップＳ４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）、ステップＳ５で燃料の給油後に消費された燃料量である給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が算出され、次いでステップＳ６で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が所定量以下であるか否かが判定される。そして給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が所定量以下である場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、濃度推定期間であると判定されて、後述するステップＳ１７に進む。

またステップＳ６で給油後燃料消費量ΣＦＬ（ｋ）が所定量よりも多い場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、濃度推定期間ではない（濃度推定期間が終了した）と判定されて、ステップＳ７で燃料給油フラグがオフに設定された後、ステップＳ４に進む。

濃度推定期間ではないと判定されてステップＳ４からステップＳ８に進むと、パージタイマ時間（パージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）及びパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ））に基づいて、パージ手段５１が所定のタイミングでパージ処理を実行する。つまり、パージ手段５１がパージ弁２８の開閉状態を制御することで、パージ処理の開始時期及び終了時期が制御される。

具体的には、ステップＳ８でパージ導入モード（パージ処理が実行されている期間）であるか否かが判定され、パージ導入モードであると判定された場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ステップＳ９で前回のパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ−１）から１演算周期時間を減算することでパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が算出される。次いで、パージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が０であるか否かが判定される（ステップＳ１０）。つまり、パージ導入モードの期間が所定時間を超えたか否かが判定される。そしてＴｉｎ（ｋ）＞０であれば（ステップＳ１０：Ｎｏ）、パージ導入モードの期間が所定時間を超えていないと判定され、パージ導入モードが継続される。

またＴｉｎ（ｋ）＝０である場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、パージ導入モードの期間が所定時間を超えたと判定され、パージ手段５１によってパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が第１のカットタイマ時間Ｃｔｈ１に設定されると共に（ステップ１１）、パージ弁２８が閉弁され、パージカットモードに切り替えられる（ステップＳ１２）。

ステップＳ８でパージ導入モードでない（パージカットモードである）と判定された場合には（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ１３で前回のパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ−１）から１演算周期時間を減算してパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が算出される。次いで、ステップＳ１４でパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が０であるか否かが判定される。つまり、パージ処理が行われていない期間が所定時間を超えたか否かが判定される。そしてＴｃｔ（ｋ）＞０である場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、パージ処理が行われていない期間が所定時間を超えていないと判定されてパージカットモードが継続される。Ｔｃｔ（ｋ）＝０である場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、パージ処理が行われていない期間が所定時間を超えたと判定され、パージ手段５１によってパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が第１の導入タイマ時間Ｉｎｈ１に設定される（ステップＳ１５）。またパージ弁２８が開弁され、パージ導入モードに切り替えられる（ステップＳ１６）。

このようにパージ処理の開始時期及び終了時期は、通常、パージタイマ時間（パージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）及びパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ））に基づいて制御される。例えば、図５（ａ）の一段目に示すように、時間Ｔ０でパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が第１の導入タイマ時間Ｉｎｈ１に設定されると、図５（ａ）の二段目に示すようにパージ導入モードに切り替えられる。その後Ｔｉｎ（ｋ）が逐次減算され、時間Ｔ１でＴｉｎ（ｋ）＝０になるとパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が第１のカットタイマ時間Ｃｔｈ１に設定され、パージ導入モードからパージカットモードに切り替えられる。そして時間Ｔ２でＴｃｔ（ｋ）＝０となると、Ｔｉｎ（ｋ）が再び第１の導入タイマ時間Ｉｎｈ１に設定されてパージカットモードからパージ導入モードに切り替えられる。

なお本実施形態では、パージカットタイマ時間及びパージ導入タイマ時間を減算することで、パージ処理の開始時期及び終了時期を制御しているが、勿論、パージタイマ時間を加算することで制御するようにしてもよい。

一方、濃度推定期間であると判定されてステップＳ６からステップＳ１７に進んだ場合は、パージタイマ時間（パージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）及びパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ））と共に遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）に基づいて、パージ導入モードとパージカットモードとが所定のタイミングで切り替えられる。そして、パージカットモード中であること及び過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１よりも小さいことを含む濃度推定条件が成立した場合に、燃料のアルコール濃度推定が実施される。

ここで遅延タイマとは、壁面付着燃料量に基づいて、パージ導入モードとパージカットモードとを切り替えるタイミングを制御するため、つまりパージ処理の終了時期又は開始時期を遅延させるためのタイマである。そして本発明では、この遅延タイマによってパージ処理の終了時期又は開始時期を遅延させることで、燃料のアルコール濃度推定の実行頻度を確保し、また燃料のアルコール濃度の推定精度を向上させている。

具体的には、まずステップＳ１７で判定手段５２が壁面付着燃料量に基づく過渡燃料補正量（過渡燃料補正係数）が第１の所定値Ｋ１以下の第２の所定値Ｋ２（図５参照）を超えたか否かを判定する。過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２よりも大きい場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、次いで、パージ手段５１によって遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）が所定時間Ｈ１に設定されて（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に進む。一方ステップＳ１７で過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２以下である場合には（ステップＳ１７：Ｎｏ）、次いでステップＳ２０で遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）が算出されて、ステップＳ１９に進む。

なお第２の所定値Ｋ２は、第１の所定値Ｋ１以下の値であればよいが、例えば、第１の所定値Ｋ１と同程度の値に設定される。また第１の所定値Ｋ１と第２の所定値Ｋ２とは同一値であってもよく、この場合には「過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２を下回った」ことが濃度推定条件に含まれることになる。

ステップＳ１９ではパージ導入モードであるか否かが判定される。そしてパージ導入モードであると判定された場合には（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１でパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が算出される。次いで、ステップＳ２２でパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が０であるか否かが判定される。つまりパージ処理が行われている期間が所定時間を超えたか否かが判定される。Ｔｉｎ（ｋ）＞０である場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、パージ処理が行われている期間が所定時間を超えていないため、パージ導入モードが継続されたままリターンされる。

Ｔｉｎ（ｋ）＝０である場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、さらに遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）＝０であるか否かが判定される（ステップＳ２３）。ここでＴｄ（ｋ）＝０ではない場合には（ステップＳ２３：Ｎｏ）、パージ処理の終了時期が遅延されてパージ導入モードが継続されたままリターンされる。

一方、Ｔｄ（ｋ）＝０である場合には（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、パージ手段５１によってパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が第１のカットタイマ時間よりも短い第２のカットタイマ時間Ｃｔｈ２に設定されると共に（ステップＳ２４）、パージ弁２８が閉弁され、パージカットモードに切り替えられる（ステップＳ２５）。これにより、濃度推定条件の一つである「パージカット中」が成立することになる。また、パージ処理が行われている期間の終了時期が遅延されることで過渡燃料補正量が十分に減少するため、「パージカット中」が成立する際には、濃度推定条件の一つである「過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１よりも少ない状態」も成立している。

次いで、条件成立判定処理を実行してその他の濃度推定条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。ここで、パージ導入モードの終了からパージカットモードに切り替えられた後の条件成立判定処理としては、例えば、図６に示すように、まずステップＳ６１で、過渡燃料補正量が上述した第１の所定値Ｋ１（図５（ｂ）参照）よりも小さいか否かを判定する。なお過渡燃料補正量の推定（算出）方法は、特に限定されず、例えば、特許第３５５２２５５号公報、特許第４１２９６２８号公報等に記載されている公知の方法を用いればよい。

次に、ステップＳ６２で空燃比制御がフィードバック制御中であるか否かを判定し、ステップＳ６３でエンジン１１の冷却水の水温が所定温度よりも高いか否かを判定する。過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１よりも小さく（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、空燃比制御がフィードバック制御中であり（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）且つ水温が所定温度よりも高いという条件が成立している場合には（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、これらの条件が成立している時間（条件成立時間）Ｔｓｔ（ｋ）が算出される（ステップＳ６４）。次いでこの条件成立時間Ｔｓｔ（ｋ）が所定時間よりも長く継続しているか否かが判定される（ステップＳ６５）。そして条件成立時間Ｔｓｔ（ｋ）が所定時間よりも長く継続している場合に（ステップＳ６５：Ｙｅｓ）、濃度推定条件が成立したと判定され、条件成立フラグがオンに設定される（ステップＳ６６）。

一方、過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１以上である場合（ステップＳ６１：Ｎｏ）、空燃比制御がフィードバック制御中ではない場合（ステップＳ６２：Ｎｏ）、或いは水温が所定温度以下である場合には（ステップＳ６３：Ｎｏ）、濃度推定条件が成立していない（未成立）と判定され、ステップＳ６７で条件成立時間がリセット（Ｔｓｔ（ｋ）＝０）されると共に、ステップＳ６８で条件成立フラグがオフに設定される。

このような条件判定処理が終了し、その他の濃度推定条件が成立している場合、すなわち条件成立フラグがオンに設定されている場合には（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、濃度推定手段５３によってアルコール濃度推定が実行されてアルコール濃度推定値が更新される（ステップＳ２８）。一方、その他の濃度推定条件が成立していない場合、すなわち条件成立フラグがオフに設定されている場合には（ステップＳ２７：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。

ここでの処理を、図５（ｂ）を用いて説明する。図中三段目に示す過渡燃料補正量が、時間Ｔ３で第２の所定値Ｋ２を超えると（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、図中四段目に示す遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）が所定時間Ｈ１に設定される（ステップＳ１８）。したがって、過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２を超えている時間Ｔ５までの間は、遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）は、所定時間Ｈ１のまま維持されることになる。

そして、例えば、時間Ｔ３の時点では、パージ導入モードであり（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、パージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）は０ではないため（ステップＳ２２：Ｎｏ）、パージ導入モードが継続されてステップＳ１に戻る。その後、時間Ｔ４でＴｉｎ（ｋ）＝０となるが（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、時間Ｔ４の時点では過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２よりも大きく、遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）は所定時間Ｈ１のままである（ステップＳ２３：Ｎｏ）。この場合、パージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）及びパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が共に０のまま維持され、パージ導入モードが継続される。つまりパージ処理の終了時期が遅延されて、パージ導入モードが継続される。

その後、時間Ｔ５を過ぎて過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２以下となると（ステップＳ１７：Ｎｏ）、遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）が演算周期毎に逐次減算される（ステップＳ２０）。そして、時間Ｔ６で遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）＝０になると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、パージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が第２のカットタイマ時間Ｃｔｈ２に設定されると共に（ステップＳ２４）、パージカットモードに切り替えられる（ステップＳ２５）。これにより、濃度推定条件の一つである「パージカット中である」が成立することになる。また「パージカット中」の条件が成立する際には、過渡燃料補正量が十分に減少しているため、「過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１よりも少ない」という条件も成立している。

そして、その他の濃度推定条件が成立した時点で（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、図４に示すようにステップＳ２８で排気空燃比に基づくアルコール濃度推定が実行されてアルコール濃度推定値が更新される。

このように過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２以下となった時点から所定期間だけパージカットの終了時期を遅延させることで、過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１よりも小さいという濃度推定条件が成立し、燃料のアルコール濃度推定値が更新されることになる。つまり本実施形態では、パージ処理実行（パージ導入モード）中に、過渡燃料補正量の大きさに基づいてパージ処理の終了時期を遅延させ、パージカット中であり且つ過渡燃料補正量が比較的小さい状態で、燃料のアルコール濃度推定値が更新されるようにした。これにより燃料のアルコール濃度の推定精度を向上することができる。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。

一方、ステップＳ１９でパージ導入モードでない場合、つまりパージカットモードである場合には（ステップＳ１９：Ｎｏ）、ステップＳ２９でパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が演算され、次いで、ステップＳ３０でパージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）が０であるか否かが判定される。つまり、パージ処理が行われていない期間が所定時間を超えたか否かが判定される。

Ｔｃｔ（ｋ）＝０である場合には（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、さらに遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）＝０であるか否かが判定される（ステップＳ３１）。ここで、Ｔｄ（ｋ）＝０である場合には（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、パージ手段５１によってパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が第１の導入タイマ時間よりも短い第２の導入タイマ時間Ｉｎｈ２に設定される（ステップＳ３２）。そしてパージ弁２８が開弁され、パージ導入モードに切り替えられ（ステップＳ３３）、その後、リターンされる。

Ｔｃｔ（ｋ）＞０である場合には（ステップＳ３０：Ｎｏ）、パージカットモードが継続される。またＴｃｔ（ｋ）＝０である場合で（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、且つＴｄ（ｋ）＞０である場合にも（ステップＳ３１：Ｎｏ）、パージ処理が実行されていない期間の終了時期が遅延されてパージカットモードが継続されることになる。

このようにパージカットモードが継続される場合には、ステップＳ２６に進んで上述した条件成立判定処理が実行され、濃度推定条件が成立した場合に（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、アルコール濃度推定値が更新される（ステップＳ２８）。

ここでの処理を、図５（ｂ）を用いて説明する。例えば、時間Ｔ７の時点では、パージカットモードであり（ステップＳ１９：Ｎｏ）、パージカットタイマ時間Ｔｃｔ（ｋ）は０ではなくパージカット期間中である（ステップＳ２９：Ｎｏ）。また過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２よりも大きい状態であるため（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）が所定時間Ｈ１に設定される（ステップＳ１８）。

その後、時間Ｔ８でＴｃｔ（ｋ）＝０となるが（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）、時間Ｔ８の時点では過渡燃料補正量がまだ第２の所定値Ｋ２よりも大きい。したがって遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）は所定時間Ｈ１のままである（ステップＳ３０：Ｎｏ）。この場合、パージカットタイマ時間及びパージ導入タイマ時間が共に０のまま維持され、パージカットモードが継続される。つまりパージ処理の開始時期が遅延されて、パージカットモードが継続される。

その後、時間Ｔ９を過ぎて過渡燃料補正量が第２の所定値Ｋ２以下となると（ステップＳ１７：Ｎｏ）、遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）が演算周期毎に逐次減算される（ステップＳ２０）。このとき、過渡燃料補正量が第１の所定値Ｋ１よりも小さいという濃度推定条件も成立しているため、燃料のアルコール濃度推定値が更新されることになる。またこのようにパージカットの終了時期が遅延されることで、濃度推定条件の成立している期間が比較的長く継続することになる。そして、時間Ｔ１０で遅延タイマ時間Ｔｄ（ｋ）＝０になると（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３２でパージ導入タイマ時間Ｔｉｎ（ｋ）が第２の導入タイマ時間Ｉｎｈ２に設定されると共に、ステップＳ３３でパージ導入モードに切り替えられた後、リターンする。

このように過渡燃料補正量が濃度推定条件に含まれている場合には、パージカットの終了時期を遅延させることで、濃度推定条件が成立している期間が長くなるため、アルコール濃度推定の実行頻度の低下が抑えられる。また、パージカット中に過渡燃料補正量が比較的小さい状態となる。特に、濃度推定条件の判定基準となる第１の所定値Ｋ１よりも小さい第２の所定値Ｋ２を基準として、パージカットの終了時期を遅延させることで、過渡燃料補正量がより小さい状態となる。つまり濃度推定条件である「パージカット中」と「過渡燃料補正量が小さい状態」を同時に実現できることになる。

したがって、アルコール濃度推定の実行頻度の低下を抑制しつつ、燃料のアルコール濃度の推定精度を向上することができ、燃料のアルコール濃度に応じて空燃比をより一層適正に制御することができる。

また本実施形態では、上述のように濃度推定期間における第２の導入タイマ時間Ｉｎｈ２及びカットタイマ時間Ｃｔｈ２は、濃度推定期間でない場合の第１の導入タイマ時間Ｉｎｈ１及び第１のカットタイマ時間Ｃｔｈ１に対して小さい値（短い時間）が設定されている。さらに第１の導入タイマ時間Ｉｎｈ１に対する第１のカットタイマ時間Ｃｔｈ１の割合と比較して、第２の導入タイマ時間Ｉｎｈ２に対する第２のカットタイマ時間Ｃｔｈ２の割合が相対的に大きくなるように設定されている。これにより、濃度推定期間ではアルコール濃度推定の実行頻度を確保できると共に、濃度推定期間でない通常時にはパージ導入時間を多くとることにより蒸散燃料の大気中への放出を防止できる。

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、上述の実施形態では、吸気管噴射型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、筒内噴射型エンジンや、ディーゼルエンジン等、様々なエンジンに適用できる。

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の一例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の一例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の一例を示すフローチャートである。 パージ処理の実行タイミングを説明するためのタイミングチャートである。 本発明に係る燃料のアルコール濃度推定処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

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

Claims (1)

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、
   蒸散燃料を蓄えるキャニスタと前記エンジンの吸気系とを接続するパージ通路を開閉制御して所定のタイミングで前記吸気系に前記蒸散燃料を導入するパージ処理を実行するパージ手段と、
   過渡運転に伴う前記エンジンの筒内の燃料量の過不足を補正する過渡燃料補正量の程度を判定する判定手段と、
   少なくとも前記パージ処理が実行されていないこと及び前記過渡燃料補正量が第１の所定値よりも小さいことを条件に含む濃度推定実行条件が成立した場合に、前記排気空燃比検出手段によって検出される排気空燃比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、
   を具備し、
   前記パージ手段は、前記パージ処理が実行されていない期間の終了前に前記判定手段によって前記過渡燃料補正量が前記第１の所定値以下の第２の所定値を超えていると判定された場合に、前記パージ処理が実行されていない期間の終了時期を前記過渡燃料補正量が前記第２の所定値以下となった時点から所定期間だけ遅延させることを特徴とする燃料のアルコール濃度推定装置。

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