JP2010281287A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、内燃機関の温度と燃料中のアルコール濃度とに応じて停止許可温度を適切に設定し、オイル希釈を確実に抑制することを目的とする。
【解決手段】ＥＣＵ６０は、機関温度が停止許可温度以上となったときに、内燃機関１０を一時的に停止させる機関停止制御を行う。また、低温領域では、燃料中のアルコール濃度が高いほど停止許可温度を低く設定し、高温領域では、燃料中のアルコール濃度が高いほど停止許可温度が高く設定する。これにより、低温領域では、機関停止（ＥＶ運転）の機会を増加させ、オイル希釈率が増大し易い機関駆動運転やＨＶ運転を回避することができる。また、高温領域では、オイル希釈率を抑制しつつ、機関駆動運転やＨＶ運転を円滑に実施することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、アルコール燃料を用いる内燃機関において、機関停止制御を行う構成とした内燃機関の制御装置に関する。

従来技術として、例えば特許文献１（特開２００８−２６７２２７号公報）に開示されているように、機関停止制御を行う構成とした内燃機関の制御装置が知られている。機関停止制御とは、例えばアイドル運転時やハイブリッド車のモータ走行時等において、所定の停止条件が成立したときに、内燃機関を一時的に停止させる制御である。この停止条件には、内燃機関の温度が所定の停止許可温度を超えたか否かの判定も含まれている。即ち、機関停止制御では、内燃機関の温度が停止許可温度よりも高くなり、かつ機関停止制御に適した他の条件が成立したときに、内燃機関を自動的に停止させる。

そして、従来技術では、燃料中のアルコール濃度が高い場合に、停止許可温度を高く設定し、機関停止制御の実行頻度を減少させる構成としている。燃料中のアルコール濃度が高い場合には、噴射燃料から潤滑油中に混入する（オイル希釈する）アルコールの量が増大する。そこで、この場合には、機関停止制御を出来るだけ行わずに、運転の機会や継続時間を増やすことにより、内燃機関を高い温度に保持する。これにより、従来技術では、潤滑油中のアルコールを早期に蒸発させ、オイル希釈を抑制するようにしている。

特開２００８−２６７２２７号公報

ところで、上述した従来技術では、燃料中のアルコール濃度が高い場合に、停止許可温度を高く設定し、機関停止制御の実行頻度を減少させる構成としている。しかしながら、温度条件によっては、燃料中のアルコール濃度が低くても、オイル希釈が進行し易くなる。また、燃料中のアルコール濃度が高くても、機関停止制御を積極的に実行した方が良い場合もある。このため、従来技術の制御では、停止許可温度が必ずしも適切に設定されていない場合があり、オイル希釈を十分に抑制することができないという問題がある。

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、本発明の目的は、内燃機関の温度と燃料中のアルコール濃度とに応じて停止許可温度を適切に設定し、オイル希釈を確実に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

第１の発明は、内燃機関のシリンダ内で燃焼させるための燃料を噴射する燃料噴射手段と、
内燃機関の潤滑油中に混入した噴射燃料である希釈燃料の蒸発ガスを吸気系に還流させる還流手段と、
少なくとも内燃機関の温度が所定の停止許可温度以上となったときに、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御手段と、
内燃機関の温度または前記シリンダの壁温に対応するパラメータを機関温度として取得する機関温度取得手段と、
前記噴射燃料中に含まれるアルコールの割合をアルコール濃度として取得するアルコール濃度取得手段と、
前記機関温度が所定の基準温度以下であるときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を低く設定する低温時許可温度可変手段と、
前記機関温度が前記基準温度よりも高いときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を高く設定する高温時許可温度可変手段と、
を備えることを特徴とする。

第２の発明は、前記潤滑油中に混入した前記希釈燃料の割合をオイル希釈率として取得するオイル希釈率取得手段と、
前記希釈燃料中に含まれるアルコールの割合を希釈燃料アルコール濃度として取得する希釈燃料アルコール濃度取得手段と、
前記蒸発ガスの還流により生じる空燃比の変動が許容範囲内に収まるか否かを、少なくとも前記オイル希釈率、前記希釈燃料アルコール濃度および前記機関温度に基いて判定する空燃比変動判定手段と、
前記空燃比変動判定手段の判定結果に基いて内燃機関を停止および作動させる空燃比対応機関停止制御手段と、
を備える構成としている。

第３の発明によると、前記希釈燃料アルコール濃度取得手段は、前記機関温度、前記噴射燃料中のアルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、前記希釈燃料アルコール濃度を算出する構成としている。

第４の発明は、前記機関温度と前記希釈燃料アルコール濃度とに基いて、前記空燃比の変動量の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を算出する希釈率上限算出手段を備え、
前記空燃比変動判定手段は、前記オイル希釈率取得手段により取得した実際のオイル希釈率が前記上限値以下であるときに、前記空燃比の変動が許容範囲内に収まると判定する構成としている。

第５の発明は、内燃機関を補助するための動力を発生することが可能な補助動力手段を備える構成としている。

第６の発明によると、前記燃料噴射手段は、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射する直噴型の燃料噴射弁である構成としている。

第１の発明によれば、機関温度が基準温度以下の低温領域では、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて燃料噴射量が増大し、これに伴ってオイル希釈量も増大する傾向がある。このため、低温時許可温度可変手段は、低温領域において燃料中のアルコール濃度が高いほど、停止許可温度を低く設定し、機関停止制御の実行頻度を高くする。これにより、低温領域では、機関停止（ＥＶ運転）の機会を増加させ、オイル希釈率が増大し易い機関駆動運転やＨＶ運転を回避することができ、オイル希釈率を抑制することができる。

一方、機関温度が基準温度よりも高い高温領域では、噴射燃料中のアルコールがシリンダ内の空間や壁面で蒸発し易くなるので、アルコール濃度が高くなるにつれて、オイル希釈に寄与する噴射燃料の量が減少し、オイル希釈量は減少傾向となる。このため、高温時許可温度可変手段は、高温領域において燃料中のアルコール濃度が高いほど（即ち、内燃機関を作動させてもオイル希釈率が増大し難い状況であるほど）、停止許可温度を高く設定し、機関停止制御の実行頻度を低下させる。これにより、高温領域では、オイル希釈率を抑制しつつ、機関駆動運転やＨＶ運転を円滑に実施することができる。従って、第１の発明によれば、温度状態と燃料性状の変化に対応して停止許可温度を適切に設定することができ、特に、燃料中に含まれるアルコールの蒸留特性等を考慮して、停止許可温度の設定値をきめ細かく制御することができる。これにより、内燃機関の運転が可能な領域を出来るだけ確保しつつ、オイル希釈率を恒常的に抑制することができる。

第２の発明によれば、希釈燃料アルコール濃度は、希釈燃料が吸気系に還流されたときに空燃比の変動量を左右する要因の一つとなるが、必ずしも噴射燃料中のアルコール濃度と等しくない。このため、希釈燃料アルコール濃度取得手段は、希釈燃料アルコール濃度を取得し、空燃比変動判定手段は、希釈燃料アルコール濃度、オイル希釈率および機関温度に基いて、空燃比の変動が許容範囲内に収まるか否かを判定する。これにより、空燃比変動の判定結果に対して、オイル希釈率や機関温度だけでなく、希釈燃料アルコール濃度も反映させることができる。即ち、希釈燃料アルコール濃度を考慮しない場合と比較して判定精度を高めることができる。従って、空燃比の変動が許容範囲内に収まるように、前記判定結果に基いて正確な制御を行うことができる。

第３の発明によれば、希釈燃料アルコール濃度は、噴射燃料中のアルコール濃度が高く、機関温度（特に、シリンダの壁温）が高いほど低下する傾向がある。また、オイル希釈率は、機関回転数と負荷等に基いて設定される燃料噴射量によっても変化し、これに伴って希釈燃料アルコール濃度も変化する。従って、これらの特性を予めデータ化しておくことにより、希釈燃料アルコール濃度取得手段は、機関温度、噴射燃料中のアルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、希釈燃料アルコール濃度を算出することができる。

第４の発明によれば、オイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度に基いて、暖機後に潤滑油から蒸発する非アルコール成分とアルコール成分の量をそれぞれ算出し、更に吸気系に還流される各成分の量を算出することができる。そして、この算出結果と、希釈前後の空気過剰率（λ値）とに基いて空燃比の変動量を算出することができる。従って、この手順を逆算すれば、希釈率上限算出手段は、機関温度と希釈燃料アルコール濃度とに基いて、空燃比変動の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を算出することができる。これにより、空燃比変動判定手段は、実際のオイル希釈率と上限値とを比較するだけで、空燃比の変動が許容できるか否かを正確かつ容易に判定することができる。

第５の発明によれば、例えば車両の走行中に内燃機関を停止させてオイル希釈率を抑える必要が生じた場合でも、補助動力手段を使用した運転により対処することができ、走行状態等に制限されることなく、オイル希釈率の制御を円滑に行うことができる。

第６の発明によれば、直噴型の燃料噴射弁を用いる内燃機関においては、特にオイル希釈が発生し易い。この場合でも、上記第１乃至第３の発明によれば、オイル希釈率を安定的に抑制することができる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。 内燃機関の燃料噴射量と燃料成分との関係を示す特性線図である。 アルコール燃料とガソリンのそれぞれについて、内燃機関の温度とオイル希釈率との関係を示す特性線図である。 低温領域における噴射燃料中のアルコール濃度と停止許可温度との関係を示す特性線図である。 高温領域における噴射燃料中のアルコール濃度と停止許可温度との関係を示す特性線図である。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、機関温度と希釈燃料アルコール濃度との関係を示す特性線図である。 燃料の蒸留特性を示す特性線図である。 オイル希釈率、噴射燃料アルコール濃度および希釈燃料アルコール濃度の関係を示す特性線図である。 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図７を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えばアルコール燃料が使用可能な直噴型のエンジンからなる内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の各シリンダ１２には、ピストン１４の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１６が設けられている。ピストン１４は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。

また、内燃機関１０は、各シリンダ１２に吸入空気を吸込む吸気通路２０と、各シリンダ１２から排気ガスを排出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出するエアフローメータ２４と、電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。スロットルバルブ２６は、アクセル開度等に基いてスロットルモータ２８により駆動され、吸入空気量を増減させる。また、内燃機関の各シリンダ１２には、燃焼室１６内に燃料を直接噴射する直噴型の燃料噴射手段としての燃料噴射弁３０と、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ３２と、吸気通路２０を燃焼室１６に対して開，閉する吸気バルブ３４と、排気通路２２を燃焼室１６に対して開，閉する排気バルブ３６とが設けられている。

また、内燃機関１０は、オイルパン３８と吸気通路２０との間に接続された還流手段としての還流通路４０を備えている。還流通路４０は、オイルパン３８内の潤滑油に混入した希釈燃料の蒸発ガスを吸気系に還流させるものである。この場合、蒸発ガスの還流量は、吸気負圧に応じて変化するように構成されている。

一方、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ４２、水温センサ４４、油温センサ４６、吸気温センサ４８、アルコールセンサ５０等を含むセンサ系統と、補助動力手段としての電動モータ５２と、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。クランク角センサ４２は、クランク軸１８の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ６０は、この出力信号に基いて機関回転数を検出することができる。また、水温センサ４４は内燃機関の冷却水の温度を検出し、油温センサ４６はオイルパン３８内の潤滑油の温度（油温）を検出し、吸気温センサ４８は吸入空気の温度（外気温）を検出するものである。

さらに、アルコールセンサ５０は、本実施の形態のアルコール濃度取得手段を構成しており、噴射燃料中に含まれるアルコールの割合をアルコール濃度として検出するものである。なお、本実施の形態では、アルコールセンサ５０によりアルコール濃度を検出する構成としたが、本発明では、アルコールセンサ５０を使用せずに、内燃機関の運転状態等に応じて燃料中のアルコール濃度を推定する構成としてもよい。センサ系統には、上述した各センサの他に、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ（例えばアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ６０の入力側に接続されている。

また、ＥＣＵ６０の出力側には、スロットルモータ２８、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、燃料の噴射量及び噴射時期、点火時期等を設定し、これらの設定内容に応じて各アクチュエータが駆動される。このＥＣＵ６０による運転制御には、後述の機関停止制御と停止許可温度可変制御とが含まれている。

また、本実施の形態において、内燃機関１０は、電動モータ５２と共にハイブリッド車等の車両に搭載されている。そして、車両の運転中には、電動モータ５２を停止して内燃機関１０だけを作動させる機関駆動運転と、内燃機関１０と電動モータ５２の両方を作動させるＨＶ運転と、内燃機関１０を停止して電動モータ５２だけを作動させるＥＶ運転のうち、何れかの運転が状況に応じて選択される。

次に、図２乃至図５を参照しつつ、ＥＣＵ６０により実行される機関停止制御と停止許可温度可変制御について説明する。
（機関停止制御）
ＥＣＵ６０は、例えば燃費性能、排気エミッション等を向上させるために、機関出力が不要なタイミング等で内燃機関１０を一時的に停止させる機関停止制御を実行する。機関停止制御には、アイドル運転中に機関停止を行うアイドル停止制御や、車両の走行中に内燃機関を停止してモータ走行を行うＥＶ運転等が含まれる。そして、機関停止制御では、内燃機関の温度（例えば冷却水の水温、潤滑油の油温等）が停止許可温度以上となり、かつ他の停止条件が成立したときに、内燃機関を自動的に停止させる。ここで、他の停止条件とは、例えば機関停止を実行すると車両性能に支障が生じるような状況において、機関停止制御を禁止するための条件である。

また、停止許可温度は、車両や内燃機関の状態に応じて、機関停止制御の実行頻度を調整するために可変に設定される。一例を挙げると、例えば暖房等の車載機器の性能が不十分である場合や、冬季等に最大限の暖機を行う場合には、内燃機関を出来るだけ停止しないことが望ましいので、停止許可温度は通常よりも高い温度に設定される。また、以下に述べる停止許可温度可変制御では、オイル希釈率を抑制するために、停止許可温度を可変に設定する。

（停止許可温度可変制御）
一般に、直噴型の内燃機関１０では、シリンダ１２の壁面に付着する噴射燃料の量が多くなるため、この燃料の一部がオイルパン３８内の潤滑油を希釈する現象（オイル希釈）が生じ易い。潤滑油に混入した燃料（希釈燃料）は、油温の上昇により蒸発し、還流通路４０を介して燃焼室１６に還流される。この希釈燃料の蒸発ガスは、空燃比の変動（Ａ／Ｆずれ）を発生させる原因となる。そこで、停止許可温度可変制御では、機関温度と燃料中のアルコール濃度とに基いて停止許可温度を制御することにより、潤滑油中に含まれる希釈燃料の量（オイル希釈量）を調整し、Ａ／Ｆずれを抑制する構成としている。

図２は、内燃機関の燃料噴射量と燃料成分との関係を示す特性線図である。なお、図２では、アルコールとしてエタノールを用いた場合を例示している。図２に示すように、アルコール燃料を用いる場合の燃料噴射量は、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて増大する。そして、燃料噴射量が増大すると、シリンダの壁面に付着する噴射燃料の量が多くなるので、オイル希釈量も増大することになる。しかし、本願発明者は、図３に示すように、燃料中のアルコール濃度とオイル希釈量との関係が、温度によって異なることを見出した。

図３は、アルコール燃料とガソリンのそれぞれについて、内燃機関の温度（冷却水温）とオイル希釈率との関係を示す特性線図である。ここで、オイル希釈率とは、一定量の潤滑油中に含まれる希釈燃料の量（割合）を表したものである。また、図３中の「Ｅ０」とは、アルコールを含まないガソリンだけの燃料を示し、「Ｅ８５」とは、８５ｗｔ％の割合でアルコールを含む燃料を示している。これと同様に、「Ｅ２０」、「Ｅ１００」とは、それぞれアルコール濃度が２０ｗｔ％の燃料、１００ｗｔ％（アルコールだけ）の燃料を示している。

図３に示すように、例えば１０℃程度の温度を基準温度として、この基準温度よりも低温側の温度領域では、燃料中のアルコール濃度が高いほどオイル希釈率が高くなる特性がある。これに対し、基準温度よりも高温側の温度領域では、アルコール濃度が低いほどオイル希釈率が高くなる特性がある。このような特性の違いは、次の理由によるものと考えられる。まず、低温時には、燃料中のガソリンもアルコールも蒸発し難いので、燃料中のアルコール濃度が高くなると、その分だけ燃料噴射量が増大し、これに伴ってオイル希釈量も増大することになる。

一方、高温時には、アルコールとガソリンとの燃料性状の違いが強く影響するようになり、アルコール濃度が高い燃料を噴射しても、シリンダの壁面に付着する燃料自体が減少する。しかも、アルコールはガソリンと比べて沸点が低いので、高温時には、噴射燃料中のアルコールがシリンダ内の空間や壁面で蒸発し易くなる。このため、高温時には、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて、オイル希釈に寄与する噴射燃料の量が減少することになり、オイル希釈量は減少傾向となる。

このような特性を踏まえて、停止許可温度可変制御では、機関温度が前記基準温度以下の低温領域であるときに、図４に示す特性データに基いて停止許可温度を設定する。図４は、低温領域における噴射燃料中のアルコール濃度と停止許可温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、低温領域では、噴射燃料中のアルコール濃度が高いほど、停止許可温度を低く設定する構成としている。これにより、アルコール濃度が高いほど、機関停止制御の実行頻度を高くすることができる。この結果、低温領域では、機関停止（ＥＶ運転）の機会を増加させ、オイル希釈率が増大し易い機関駆動運転やＨＶ運転を回避することができ、オイル希釈率を確実に抑制することができる。

また、停止許可温度可変制御では、機関温度が前記基準温度よりも高い高温領域であるときに、図５に示す特性データに基いて停止許可温度を設定する。図５は、高温領域における噴射燃料中のアルコール濃度と停止許可温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、高温領域では、噴射燃料中のアルコール濃度が高いほど、停止許可温度を高く設定する構成としている。これにより、アルコール濃度が高いほど（即ち、内燃機関を作動させてもオイル希釈率が増大し難い状況であるほど）、機関停止制御の実行頻度を低下させることができる。この結果、高温領域では、オイル希釈率を抑制しつつ、機関駆動運転やＨＶ運転を円滑に実施することができる。なお、上述した図４及び図５に示すデータは、マップデータや関数式等としてＥＣＵ６０に予め記憶されている。

上記制御において、機関温度とは、内燃機関の温度状態が反映される任意のパラメータであり、一例を挙げれば、冷却水の水温、潤滑油の油温、シリンダの壁温等である。停止許可温度可変制御に用いる機関温度は、上記水温、油温およびシリンダ壁温の何れでもよいが、噴射燃料中のアルコールがシリンダの壁面で蒸発する特性を考慮しているので、シリンダ壁温を用いるのが好ましい。なお、シリンダ壁温は、センサ等により直接検出しなくても、後述の方法により他の機関温度から推定することができる。また、低温領域と高温領域の境界となる基準温度は、一例として１０℃に設定したが、本発明はこの数値に限定されるものではなく、基準温度は、燃料の特性や使用環境等に応じて任意の値に設定すればよいものである。

［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図６及び図７は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。これらの図に示すルーチンは、車両の運転中に繰返し実行されるものとする。まず最初に、図６を参照しつつ、機関停止制御の具体的な処理について説明する。図６に示すルーチンにおいて、ＥＣＵ６０は、まず、センサ系統により検出した運転情報を読込み（ステップ１００）、この運転情報に基いて吸入空気量、機関回転数、冷却水温、油温、吸気温度、燃料中のアルコール濃度、アクセル開度、排気空燃比等を検出する。次に、ステップ１０２では、自動停止中であるか否か、即ち、既に機関停止制御が実行中であるか否かを判定し、この判定成立時には、後述のステップ１１０に移行する。

ステップ１０２の判定が不成立のときには、機関温度が停止許可温度以上であるか否を判定する（ステップ１０４）。この停止許可温度は、後述の図７に示すルーチンにより決定される。そして、ステップ１０４の判定成立時には、他の停止条件が成立しているか否かを判定し（ステップ１０６）、この判定も成立したときには、内燃機関の運転を停止する（ステップ１０８）。なお、ステップ１０８の機関停止には、内燃機関のアイドル運転を停止する場合だけでなく、ＥＶ運転を行う場合も含まれる。

一方、ステップ１０２の判定成立時には、内燃機関が停止中であるから、自動始動条件が成立したか否かを判定する（ステップ１１０）。そして、ステップ１１０の判定成立時には、内燃機関を再始動させる（ステップ１１２）。なお、ステップ１１２の再始動には、機関駆動運転を再開する場合だけでなく、ＨＶ運転を行う場合も含まれる。

次に、図７を参照しつつ、停止許可温度可変制御の具体的な処理について説明する。この図に示すルーチンは、前述した図６のルーチンと並列に実行されるものである。図７に示すルーチンでは、まず、アルコールセンサ５０の検出信号に基いて、燃料中のアルコール濃度を算出する（ステップ２００）。また、クランク角センサ４２と水温センサ４４の検出信号に基いて機関回転数と水温を検出し（ステップ２０２）、機関回転数と吸入空気量とに基いてエンジン負荷（負荷率）を算出する（ステップ２０４）。

次に、ステップ２０６では、機関温度としてシリンダ１２の壁温を算出する。具体的に述べると、ＥＣＵ６０は、内燃機関を始動してから噴射した燃料噴射量の総量を積算している。シリンダの壁温は、燃料噴射量の積算値（即ち、シリンダ１２内での発熱量）が増えるにつれて始動時の温度から上昇するが、機関停止制御が実行された場合には、その実行時間に応じて低下する。よって、ＥＣＵ６０は、上述した燃料噴射量の積算値と、始動時に検出した水温（または油温）と、吸入空気の温度と、機関停止制御を実行した実行時間とに基いて、現在のシリンダ壁温を算出することができる。

次に、ステップ２０８では、シリンダ壁温が前記基準温度よりも高いか否かを判定する。この判定成立時には、前述した高温領域であるから、図５に示すアルコール濃度／停止許可温度マップと、燃料中のアルコール濃度とに基いて停止許可温度を設定する（ステップ２１０）。一方、ステップ２０８の判定が不成立のときには、低温領域であるから、図４に示すアルコール濃度／停止許可温度マップと、燃料中のアルコール濃度とに基いて停止許可温度を設定する（ステップ２１２）。

以上詳述した通り、本実施の形態によれば、温度状態と燃料性状の変化に対応して停止許可温度を適切に設定することができ、特に、燃料中に含まれるアルコールの蒸留特性等を考慮して、停止許可温度の設定値をきめ細かく制御することができる。従って、内燃機関の運転が可能な領域を出来るだけ確保しつつ、オイル希釈率を恒常的に抑制することができる。また、本実施の形態のように、ハイブリッド車に適用すれば、例えば車両の走行中に内燃機関を停止させてオイル希釈率を抑える必要が生じた場合でも、ＥＶ運転により対処することができ、走行状態等に制限されることなく、オイル希釈率の制御を円滑に行うことができる。

実施の形態２．
次に、図８乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、実施の形態１の制御内容に加えて、希釈燃料中のアルコール濃度に基いて制御を行う構成としており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

［実施の形態２の特徴］
吸気系に還流される希釈燃料の蒸発ガスはＡ／Ｆずれの原因となるが、Ａ／Ｆのずれ量は、オイル希釈率だけでなく、希釈燃料中のアルコール濃度（以下、希釈燃料アルコール濃度と称す）によっても変化する。このため、Ａ／Ｆのずれ量を正確に予測するためには、希釈燃料アルコール濃度を求める必要がある。しかし、希釈燃料アルコール濃度は、噴射燃料中のアルコール濃度（以下、噴射燃料アルコール濃度と称す）と異なる場合が多い。即ち、例えばＥ８５の燃料を噴射しても、アルコールの一部はシリンダの内部や壁面で一部が蒸発するから、希釈燃料アルコール濃度は、必ずしもＥ８５相当の濃度にならない。このため、本実施の形態では、Ａ／Ｆのずれ量を予測するために、まず、希釈燃料アルコール濃度を算出する。そして、少なくともオイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度（例えば、潤滑油の油温）に基いて、Ａ／Ｆのずれ量が許容範囲内に収まるか否かを判定する構成としている。

（希釈燃料アルコール濃度の算出）
図８は、機関温度と希釈燃料アルコール濃度との関係を示す特性線図である。この図は、燃料としてＥ８５を用いた場合のデータを示している。図８に示すように、噴射燃料中のアルコール濃度が一定でも、希釈燃料アルコール濃度は、機関温度（特に、シリンダの壁温）が高いほど低下する。このことは、図９に示す燃料の蒸留特性から導出することができる。図９に示すように、例えばＥ８５の燃料を噴射した場合には、ＩＮ側壁温（吸気バルブの下側位置におけるシリンダの壁面温度）が８０℃程度でも、噴射燃料中のアルコールは、シリンダの内部や壁面でほぼ１００％蒸発する。ここで、ＩＮ側壁温が８０℃の状態とは、冷却水の水温が４０℃程度となる比較的低温の状態である。

よって、噴射燃料中のアルコールは、機関温度が高いほど、希釈燃料となり難いことが判る。また、噴射燃料アルコール濃度が高いほど、アルコールの蒸発により希釈燃料アルコール濃度が低下する。つまり、希釈燃料アルコール濃度は、噴射燃料アルコール濃度が高く、機関温度が高いほど低下する傾向がある。これらの特性により、図１０に示す特性線図が導出される。

図１０は、オイル希釈率、噴射燃料アルコール濃度および希釈燃料アルコール濃度の関係を示す特性線図である。ここで、図１０(ａ)は、例えば機関温度が４０℃の場合における噴射燃料アルコール濃度とオイル希釈率との関係を示している。また、図１０(ｂ)は、特定の噴射燃料アルコール濃度における希釈燃料中のガソリン成分とアルコール成分との割合（即ち、希釈燃料アルコール濃度）を示している。図１０に示すデータは、複数の機関温度に対応する複数種類のマップデータとしてＥＣＵ６０に予め記憶されており、図１０は、これらのマップデータのうち機関温度が４０℃のときのデータを例示したものである。このマップデータによれば、機関温度と噴射燃料アルコール濃度とに基いて、オイル希釈率と希釈燃料アルコール濃度とを算出することができる。

また、図１０は、一定量（単位量）の燃料噴射に対応したデータであり、オイル希釈率及び希釈燃料アルコール濃度は、燃料噴射量によっても変化する。燃料噴射量は、通常の燃料噴射制御において、機関回転数と負荷とに基いて設定される。ＥＣＵ６０には、図１０のデータを燃料噴射量（機関回転数と負荷）に応じて補正するためのデータも予め記憶されている。従って、ＥＣＵ６０は、機関温度、噴射燃料アルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、オイル希釈率と希釈燃料アルコール濃度とを算出することができる。

（Ａ／Ｆずれ量の算出）
上述したオイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度に基いて、暖機後に潤滑油から蒸発するガソリン成分とアルコール成分の量をそれぞれ算出することができる。具体的に述べると、希釈燃料ガス中のガソリン成分濃度をＣe0とし、希釈燃料ガス中のアルコール成分濃度をＣe100とすれば、これらの成分濃度Ｃe0，Ｃe100は、下記の（１），（２）式により算出することができる。なお、燃料蒸留係数Ｆve0，Ｆve100とは、前記図９のデータから求められるものであり、Ｆve100＞Ｆve0となる関係がある。

Ｃe0＝燃料蒸留係数Ｆve0（油温）×Σガソリン希釈率 ・・・（１）
Ｃe100＝燃料蒸留係数Ｆve100（油温）×Σアルコール希釈率 ・・・（２）

実際に吸気系に還流されるガソリンの量（還流ガソリン量）とアルコールの量（還流アルコール量）をそれぞれＦe0，Ｆe100とすれば、これらの還流ガソリン量Ｆe0，還流アルコール量Ｆe100は、下記の（３），（４）式のように表される。

Ｆe0＝１サイクルの還流ガス量×Ｃe0 ・・・（３）
Ｆe100＝１サイクルの還流ガス量×Ｃe100 ・・・（４）

よって、希釈前後の空気過剰率（λ値）と、上記（３），（４）式により求めた還流ガソリン量Ｆe0，還流アルコール量Ｆe100とに基いて、Ａ／Ｆのずれ量を算出することができる。この場合、ガソリンの理論空燃比は１４．５程度であるのに対し、アルコール（例えば、エタノール）の理論空燃比は９程度であるから、それぞれの成分のＡ／Ｆずれに対する影響度は異なる。従って、Ａ／Ｆのずれ量は、これらの成分の影響度の差異を補正して算出される。

上述した手順により、オイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度に基いて、Ａ／Ｆのずれ量を算出することができる。従って、この手順を逆算すれば、Ａ／Ｆずれ量の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を、Ａ／Ｆずれ許容希釈率Ｋとして算出することができる。このＡ／Ｆずれ許容希釈率Ｋは、希釈燃料アルコール濃度と機関温度とに応じて変化する。従って、ＥＣＵ６０には、希釈燃料アルコール濃度と機関温度とに基いてＡ／Ｆずれ許容希釈率Ｋを算出するためのマップデータ（油温／希釈燃料アルコール濃度マップ）が予め記憶されている。そして、ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転中に求めたオイル希釈率と、上記マップデータにより求めたＡ／Ｆずれ許容希釈率Ｋとを比較することにより、Ａ／Ｆのずれ量が許容範囲内に収まるか否かを判定することができる。

［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図１１は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、前記実施の形態１による制御のルーチン（図６及び図７）と並行して行われるものとする。図１１に示すルーチンにおいて、ＥＣＵ６０は、まず、自動停止中であるか否か、即ち、既に機関停止制御が実行中であるか否かを判定し、この判定成立時には、後述のステップ３２４に移行する（ステップ３００）。

次に、ステップ３０２では、アルコールセンサ５０の検出信号に基いて噴射燃料アルコール濃度を検出し、ステップ３０４では、クランク角センサ４２と水温センサ４４の検出信号に基いて機関回転数と冷却水の水温を検出する。そして、ステップ３０６では、機関回転数とエアフローメータ２４の検出信号に基いて負荷を算出する。また、ステップ３０８では、実施の形態１（図７）のステップ２０６と同様の方法により、シリンダの壁温を算出する。

次に、ステップ３１０では、シリンダで１回の燃焼サイクル（燃料噴射）が行われる毎に生じるオイル希釈量（以下、１サイクル希釈量と称す）を算出する。１サイクル希釈量は、１回に噴射された噴射燃料のうち潤滑油に混入する燃料の量であり、例えば燃料噴射量、噴射タイミング、機関温度等のパラメータと相関関係がある。よって、これらの関係を表す特性データをＥＣＵ６０に予め記憶させておくことにより、前記パラメータに基いて１サイクル希釈量を算出することができる。

また、ステップ３１２では、前述したように、機関温度、噴射燃料アルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、１サイクル希釈量中に含まれるアルコールの濃度（以下、１サイクル希釈燃料アルコール濃度と称す）を算出する。即ち、ＥＣＵ６０は、１サイクル毎に生じるガソリンの希釈量と、１サイクル毎に生じるアルコールの希釈量とをそれぞれ個別に算出することができる。さらに、ＥＣＵ６０は、図９に示す蒸留特性のデータ等を記憶しており、このデータと機関温度に基いて、潤滑油から蒸発するガソリンの蒸発量とアルコールの蒸発量とをそれぞれ個別に算出することができる。

次に、ステップ３１４では、上述した１サイクル希釈量、１サイクル希釈燃料アルコール濃度、ガソリン蒸発量およびアルコール蒸発量に基いて、積算希釈率と希釈燃料アルコール濃度とを算出する。即ち、シリンダの燃焼サイクル毎に、１サイクル希釈量を積算しつつ、この積算値からガソリンおよびアルコールの蒸発量を減算することにより、現在のオイル希釈率である積算希釈率を算出することができる。また、シリンダの燃焼サイクル毎に、１サイクル希釈燃料アルコール濃度から求めたアルコールの希釈量を積算しつつ、この積算値からアルコール蒸発量を減算することにより、現在の希釈燃料アルコール濃度を算出することができる。

次に、ステップ３１６では、油温センサ４６の検出信号に基いて潤滑油の油温を検出する。なお、本発明では、油温センサを使用せずに、以下の方法により油温を推定的に算出する構成としてもよい。この方法では、まず、内燃機関を始動してから噴射した燃料噴射量の総量を積算しておく。そして、燃料噴射量の積算値と、始動時の水温と、吸入空気の温度と、機関停止制御を実行した実行時間とに基いて油温を推定する。油温は、燃料噴射量の積算値（シリンダ１２内での発熱量）が増えるにつれて始動時の温度から上昇し、また機関停止制御の実行時間に応じて低下する。よって、ＥＣＵ６０は、これらのパラメータと油温との関係を示すデータを予め記憶しておくことにより、油温を算出することができる。

次に、ステップ３１８では、現在の希釈燃料アルコール濃度と油温とに基いて、前述した油温／希釈燃料アルコール濃度マップを参照することにより、Ａ／Ｆずれ許容希釈率Ｋを算出する。そして、ステップ３２０では、現在の積算希釈率がＡ／Ｆずれ許容希釈率Ｋよりも大きいか否かを判定する。本実施の形態では、Ａ／Ｆずれ許容希釈率Ｋを算出しておくことにより、実際のオイル希釈率とＡ／Ｆずれ許容希釈率Ｋとを比較するだけで、空燃比の変動が許容できるか否かを正確かつ容易に判定することができる。そして、ステップ３２０の判定成立時には、現在のオイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および油温が維持された状態で吸気系に希釈燃料が還流されると、Ａ／Ｆのずれ量が許容範囲から外れる虞れがある。

そこで、この場合には、内燃機関を停止させ（ステップ３２２）、必要であればＥＶ運転に切換える。また、ステップ３２０の判定が不成立のときには、吸気系に希釈燃料を還流させても、Ａ／Ｆのずれ量が許容範囲内に収まると判断されるので、機関停止を行わず、現在の駆動状態を維持する。一方、前述したステップ３００の判定成立時には、内燃機関が停止中であるから、自動始動条件が成立した場合に内燃機関を再始動する（ステップ３２４，３２６）。

このように構成される本実施の形態によれば、前記実施の形態１の作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態では、希釈燃料の還流によるＡ／Ｆのずれ量が許容できるか否かの判定結果に対して、オイル希釈率や機関温度だけでなく、希釈燃料アルコール濃度も反映させることができる。これにより、希釈燃料アルコール濃度を考慮しない場合と比較して判定精度を高めることができる。従って、Ａ／Ｆのずれ量が許容範囲内に収まるように、内燃機関を適切なタイミングで作動，停止させることができ、オイル希釈率の制御を正確に行うことができる。

なお、前記実施の形態では、図６中のステップ１００〜１０８が機関停止制御手段の具体例を示している。また、図７において、ステップ２０６は機関温度取得手段の具体例、ステップ２００はアルコール濃度取得手段の具体例、ステップ２１０は高温時許可温度可変手段の具体例、ステップ２１２は低温時許可温度可変手段の具体例をそれぞれ示している。さらに、図１１において、ステップ３０８は機関温度取得手段の具体例、ステップ３１０，３１４はオイル希釈率取得手段の具体例、ステップ３１２，３１４は希釈燃料アルコール濃度取得手段の具体例、ステップ３１８は希釈率上限算出手段の具体例、ステップ３２０は空燃比変動判定手段の具体例、ステップ３２２，３２６は空燃比対応機関停止制御手段の具体例をそれぞれ示している。

１０ 内燃機関
２０ 吸気通路
２２ 排気通路
２４ エアフローメータ
２６ スロットルバルブ
３０ 燃料噴射弁（燃料噴射手段）
３２ 点火プラグ
３４ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ
３８ オイルパン
４０ 還流通路（還流手段）
４２ クランク角センサ
４４ 水温センサ
４６ 油温センサ
４８ 吸気温センサ
５０ アルコールセンサ（アルコール濃度取得手段）
５２ 電動モータ（補助動力手段）
６０ ＥＣＵ

Claims (6)

1. 内燃機関のシリンダ内で燃焼させるための燃料を噴射する燃料噴射手段と、
   内燃機関の潤滑油中に混入した噴射燃料である希釈燃料の蒸発ガスを吸気系に還流させる還流手段と、
   少なくとも内燃機関の温度が所定の停止許可温度以上となったときに、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御手段と、
   内燃機関の温度または前記シリンダの壁温に対応するパラメータを機関温度として取得する機関温度取得手段と、
   前記噴射燃料中に含まれるアルコールの割合をアルコール濃度として取得するアルコール濃度取得手段と、
   前記機関温度が所定の基準温度以下であるときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を低く設定する低温時許可温度可変手段と、
   前記機関温度が前記基準温度よりも高いときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を高く設定する高温時許可温度可変手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記潤滑油中に混入した前記希釈燃料の割合をオイル希釈率として取得するオイル希釈率取得手段と、
   前記希釈燃料中に含まれるアルコールの割合を希釈燃料アルコール濃度として取得する希釈燃料アルコール濃度取得手段と、
   前記蒸発ガスの還流により生じる空燃比の変動が許容範囲内に収まるか否かを、少なくとも前記オイル希釈率、前記希釈燃料アルコール濃度および前記機関温度に基いて判定する空燃比変動判定手段と、
   前記空燃比変動判定手段の判定結果に基いて内燃機関を停止および作動させる空燃比対応機関停止制御手段と、
   を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記希釈燃料アルコール濃度取得手段は、前記機関温度、前記噴射燃料中のアルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、前記希釈燃料アルコール濃度を算出する構成としてなる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記機関温度と前記希釈燃料アルコール濃度とに基いて、前記空燃比の変動量の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を算出する希釈率上限算出手段を備え、
   前記空燃比変動判定手段は、前記オイル希釈率取得手段により取得した実際のオイル希釈率が前記上限値以下であるときに、前記空燃比の変動が許容範囲内に収まると判定する構成としてなる請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 内燃機関を補助するための動力を発生することが可能な補助動力手段を備えてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記燃料噴射手段は、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射する直噴型の燃料噴射弁である請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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