JP2021113524A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気通路での、液化するアルコールの急増を回避する。【解決手段】内燃機関１は、オイルパン１３に貯留されたオイルを冷却水との熱交換を通じて冷却するオイルクーラ５３と、オイルクーラ５３への冷却水の流入量を調整する流入バルブ５２及び排出バルブ５４と、ブローバイガスを吸気通路３におけるインタークーラ６０よりも上流側に戻すブローバイガス処理機構の第１通路９１とを備えている。この内燃機関１の制御装置１００は、流入バルブ５２及び排出バルブ５４を制御するバルブ制御部１０８を備えている。バルブ制御部１０８は、アルコール含有燃料が使用されている場合であってオイルの油温がアルコール含有燃料に含まれているアルコール成分の沸点よりも低い場合、オイルの油温を、上記沸点よりも低い状態で規定時間以上維持するように流入バルブ５２及び排出バルブ５４を制御する。【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１に開示された内燃機関には、ピストンが収容された気筒が区画されている。気筒には、当該気筒内に吸気を導入する吸気通路が接続されている。吸気通路の途中には、過給機のコンプレッサが設けられている。吸気通路におけるコンプレッサよりも下流側には、吸気を冷却するインタークーラが設けられている。この内燃機関における気筒よりも下側には、内燃機関を潤滑するオイルが貯留されたオイルパンが配置されている。また、内燃機関には、ピストンと気筒との隙間からオイルパンの側へ漏れ出すブローバイガスを吸気通路におけるインタークーラよりも上流側に戻すブローバイガス処理機構が設けられている。

特開２０１７−２０３４３１号公報

特許文献１のような内燃機関において、気筒内で燃焼させる燃料として、アルコール含有燃料を使用することがある。アルコール含有燃料を使用する場合、内燃機関の冷間始動時においては、当該アルコール含有燃料の一部が未燃のまま液体状態でピストンと気筒との隙間を通じてオイルパンのオイルに混入することがある。この場合、内燃機関の暖機に伴ってオイルの油温が増加し、当該油温がアルコール含有燃料に含まれるアルコール成分の沸点に至ると、オイルに溶け込んでいるアルコールが一気に気化する。そして、ブローバイガス処理機構を通じて吸気通路に排出されるブローバイガスに含まれる気化状態のアルコールが急増する。ブローバイガスに含まれる気化状態のアルコールは、ブローバイガスとともにインタークーラを通過する際に冷却されて液化する。したがって、吸気通路では液化したアルコールが急増する。このアルコールが気筒内に進入すると、プレイグニッション等の異常燃焼を引き起こすおそれがある。

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、オイルパンに貯留されたオイルを冷却水との熱交換を通じて冷却するオイルクーラと、前記オイルクーラへの冷却水の流入量を調整するバルブと、気筒に接続された吸気通路に設けられているインタークーラと、前記気筒から前記オイルパンの側へ漏れ出すブローバイガスを前記吸気通路における前記インタークーラよりも上流側に戻すブローバイガス処理機構とを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、前記オイルの油温を算出する油温算出部と、前記バルブを制御するバルブ制御部とを備え、前記バルブ制御部は、アルコール含有燃料が使用されている場合であって前記オイルの油温が前記アルコール含有燃料に含まれているアルコール成分の沸点よりも低い場合、前記オイルの油温を、前記沸点よりも低い状態で規定時間以上維持するように前記バルブを制御する。

上記構成では、アルコール含有燃料に含まれているアルコール成分の沸点よりも低い温度でオイルの油温を規定時間以上維持する。このことにより、オイルに混入しているアルコールが一気に気化することを回避して、アルコールを徐々に気化させる。そのため、ブローバイガスに含まれる気化状態のアルコールの急増を回避でき、吸気通路での、液化するアルコールの急増を回避できる。

内燃機関の概略構成図。 油温調整処理の処理手順を表したフローチャート。 油温調整処理に係る各パラメータの時間変化の例を表したタイムチャート。

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、内燃機関の概略構成を説明する。本実施形態の内燃機関は、アルコール燃料やガソリン燃料、これらを混合したアルコール含有燃料を燃料として使用可能なフレキシブル燃料エンジンとして構成されている。図１に示すように、内燃機関１は、気筒２が区画されたシリンダブロック１２を備えている。なお、図１では気筒２を１つのみ示しているが、気筒２は複数設けられている。気筒２には、ピストン６が往復移動可能に収容されている。

シリンダブロック１２における気筒２よりも下側には、気筒２と連通するクランク室１１が区画されている。クランク室１１は、シリンダブロック１２の下端で開口している。クランク室１１には、クランクシャフト７が配置されている。クランクシャフト７は、コネクテイングロッド１４を介してピストン６と連結されていて、ピストン６の往復移動に応じて回転する。クランクシャフト７の近傍には、クランクシャフト７の回転位置を検出クランク位置Ｓｃｒとして検出するクランク角センサ３５が配置されている。

シリンダブロック１２より下側には、内燃機関１の各種部位を潤滑するオイルが貯留されたオイルパン１３が配置されている。オイルパン１３はシリンダブロック１２の側に開放された箱形状になっている。したがって、オイルパン１３の内部空間は、クランク室１１と連通している。オイルパン１３からは、内燃機関１の各種部位へとオイルを供給するオイル供給通路１７が延びている。また、オイル供給通路１７の下流端はオイルパン１３に接続されている。すなわち、オイル供給通路１７を流通するオイルは、オイルパン１３から流出して再びオイルパン１３へと流入する。オイル供給通路１７の途中には、オイルの油温を検出油温ＴＨＯとして検出する油温センサ３４が配置されている。油温センサ３４は、オイル供給通路１７の上流端近傍に位置している。こうした油温センサ３４による検出油温ＴＨＯは、概ねオイルパン１３内のオイルの油温を反映した温度になっている。オイル供給通路１７における油温センサ３４よりも下流側には、冷却水との熱交換を通じてオイルを冷却するオイルクーラ５３が設けられている。なお、図１では、オイル供給通路１７を概略的に矢印で示している。

シリンダブロック１２よりも上側には、吸気バルブ１５や排気バルブ１６に係る動弁機構が設けられたシリンダヘッド１８が配置されている。シリンダヘッド１８には、気筒２内の燃料と吸気との混合気に点火を行う点火プラグ５が取り付けられている。

さて、気筒２には、当該気筒２内に外部から吸気を導入するための吸気通路３が接続されている。なお、吸気通路３の下流端側の一部は、シリンダヘッド１８に区画された吸気ポートで構成されている。吸気通路３の途中には、吸気を濾過するエアクリーナ２１が配置されている。吸気通路３におけるエアクリーナ２１よりも下流側には、吸気通路３を流通する吸気量を検出吸気量ＧＡとして検出するエアフロメータ３１が取り付けられている。吸気通路３におけるエアフロメータ３１よりも下流側には、吸気を過給する過給機４０のコンプレッサ４１が配置されている。吸気通路３におけるコンプレッサ４１よりも下流側には、吸気を冷却するインタークーラ６０が配置されている。吸気通路３におけるインタークーラ６０よりも下流側には、吸気通路３を流通する吸気量を調整するスロットルバルブ２９が配置されている。吸気通路３におけるスロットルバルブ２９よりも下流側には、燃料を噴射する燃料噴射弁４が取り付けられている。そして、吸気通路３の下流端には、吸気通路３を開閉する吸気バルブ１５が配置されている。なお、図１では、吸気の流れを太矢印Ｚ１で示している。

また、気筒２には、当該気筒２内の排気を排出するための排気通路８が接続されている。なお、排気通路８の上流端側の一部は、シリンダヘッド１８に区画された排気ポートで構成されている。排気通路８の上流端には、排気通路８を開閉する排気バルブ１６が配置されている。排気通路８の途中には、気筒２内における混合気の空燃比を検出空燃比ＡＦとして検出する空燃比センサ３６が取り付けられている。排気通路８における空燃比センサ３６よりも下流側には、排気を浄化する触媒７０が配置されている。排気通路８における触媒７０よりも下流側には、過給機４０のタービン４２が配置されている。タービン４２は、コンプレッサ４１と同軸で連結されていて、排気の流れに伴ってタービン４２が回転すると、コンプレッサ４１が当該タービン４２と一体回転して吸気が過給される。排気通路８におけるタービン４２よりも上流側と下流側とは、バイパス通路８０で接続されている。バイパス通路８０の途中には、バイパス通路８０を流れる排気の流量を調節するウェイストゲートバルブ８１が配置されている。なお、図１では、排気の流れを太矢印Ｚ２で示している。

内燃機関１は、クランク室１１内のブローバイガスＢＧを吸気通路３に戻して気筒２内で燃焼処理するためのブローバイガス処理機構を備えている。なお、ブローバイガスＢＧとは、ピストン６と気筒２との隙間からオイルパン１３の側へ漏れ出す燃焼ガスである。ブローバイガス処理機構の第１通路９１は、吸気通路３におけるコンプレッサ４１よりも上流側の部分とクランク室１１とを連通している。また、ブローバイガス処理機構の第２通路９２は、吸気通路３におけるスロットルバルブ２９よりも下流側の部分とクランク室１１とを連通している。第２通路９２の途中には、当該第２通路９２を介して吸気通路３に排出されるブローバイガスＢＧの量を調整するＰＣＶバルブ９３が配置されている。ＰＣＶバルブ９３は、吸気通路３におけるスロットルバルブ２９の下流側の吸気圧が低くなると開弁する。

機関負荷が低いときには、吸気通路３におけるスロットルバルブ２９の下流側の吸気圧が低くなるため、クランク室１１内のブローバイガスＢＧは上記第２通路９２を通じて吸気通路３に排出される。また、このときには吸気通路３内の新気が第１通路９１を通じてクランク室１１内に導入され、これによりクランク室１１内の掃気が図られる。一方、機関負荷が高負荷や中負荷であるときには、クランク室１１内の圧力は、吸気通路３におけるコンプレッサ４１よりも上流側の部分の圧力よりも高くなるため、クランク室１１内のブローバイガスＢＧは上記第１通路９１を通じて吸気通路３に排出されるようになる。

内燃機関１には、冷却水を圧送する冷却水ポンプ５１が設けられている。冷却水ポンプ５１からは、冷却水が流通する冷却水回路５０が延びている。冷却水回路５０における冷却水ポンプ５１よりも下流側には、冷却水の流通と遮断と切り替える流入バルブ５２が設けられている。冷却水回路５０における流入バルブ５２よりも下流側は、上述したオイルクーラ５３の内部に繋がっている。冷却水回路５０におけるオイルクーラ５３よりも下流側には、オイルクーラ５３からの冷却水の排出と当該排出の遮断とを切り替える排出バルブ５４が設けられている。冷却水回路５０における排出バルブ５４よりも下流側には、冷却水を冷やすためのラジエータ５５が設けられている。そして、冷却水回路５０におけるラジエータ５５よりも下流側は、冷却水ポンプ５１に接続されている。したがって、冷却水ポンプ５１から圧送された冷却水は、オイルクーラ５３やラジエータ５５を経て、再び冷却水ポンプ５１に戻される。流入バルブ５２と排出バルブ５４とは、オイルクーラ５３への冷却水の流入量を調整するバルブとなっており、同期して開閉する。すなわち、流入バルブ５２が開状態になるときには排出バルブ５４も開状態となり、流入バルブ５２が閉状態になるときには排出バルブ５４も閉状態になる。

図示は省略するが、内燃機関１には、冷却水ポンプ５１とは別のポンプで冷却水が圧送される別系統の冷却水回路が設けられている。内燃機関１におけるシリンダブロック１２に区画されたウォータージャケットは、この別系統の冷却水回路の一部を構成している。また、ウォータージャケットの下流端には、冷却水の温度を検出水温ＴＨＷとして検出する水温センサ３３が取り付けられている。

次に、内燃機関１の制御構成を説明する。
内燃機関１は、制御装置１００で制御される。制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

制御装置１００には、内燃機関１の各種部位に取り付けられているセンサからの検出信号が入力される。具体的には、制御装置１００には、次の各パラメータについての検出信号が入力される。
・エアフロメータ３１が検出する検出吸気量ＧＡ
・水温センサ３３が検出する検出水温ＴＨＷ
・油温センサ３４が検出する検出油温ＴＨＯ
・クランク角センサ３５が検出する検出クランク位置Ｓｃｒ
・空燃比センサ３６が検出する検出空燃比ＡＦ
制御装置１００は、検出クランク位置Ｓｃｒに基づいて単位時間当たりのクランクシャフト７の回転数である機関回転数ＮＥを算出する。また、制御装置１００は、機関回転数ＮＥ及び検出吸気量ＧＡに基づいて機関負荷率ＫＬを算出する。

制御装置１００は、スロットルバルブ２９の開度制御や点火プラグ５の点火時期制御といった各種の機関制御を実施する制御実施部１０２を備えている。制御実施部１０２は、そうした機関制御の一環として、気筒２内で燃焼する混合気の空燃比を目標空燃比ＡＦＴとするように、燃料噴射弁４から噴射する燃料の量である燃料噴射量を制御している。本実施形態では、ガソリン燃料の理論空燃比である「１４．７」を目標空燃比ＡＦＴとして設定している。

ここで、フレキシブル燃料エンジンの場合、理論空燃比、すなわち燃料が過不足なく完全燃焼するだけの酸素を含む混合気の空燃比は、使用中の燃料のアルコール濃度により変化する。例えば使用中の燃料のアルコール濃度が「８５％」のときの理論空燃比は「１０．０」となる。よって、筒内空気量ＭＣが一定の状態で理論空燃比を得るために必要な燃料噴射量は、使用中の燃料のアルコール濃度が「８５％」の場合には、アルコール濃度が「０％」の場合の「１．４７」倍となる。

一方、厳密には、空燃比センサ３６の出力値は、気筒２内で燃焼された混合気の空気過剰率λを、すなわち混合気中の燃料が過不足なく完全燃焼するだけの酸素を含む空気の質量に対しての混合気中の実際の空気の質量の比率を示している。そして、本実施形態では、空燃比センサ３６の出力値が示す空気過剰率λにガソリン燃料の理論空燃比である「１４．７」を乗算した積を空燃比センサ３６による検出空燃比ＡＦとしている（ＡＦ＝λ×１４．７）。さらに本実施形態では、燃料噴射量制御において、検出空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦＴとなるように燃料噴射量を制御している。すなわち、厳密に言えば、本実施形態の燃料噴射量制御では、気筒２内で燃焼する混合気の空気過剰率λが「１」となるように燃料噴射量を制御していることになる。

燃料噴射量の制御に際して制御実施部１０２は、先ず、気筒２内に導入される空気の質量である筒内空気量ＭＣを上記エアフロメータ３１による検出吸気量ＧＡから算出するとともに、その筒内空気量ＭＣを目標空燃比ＡＦＴで除算した商を基本噴射量ＱＢＳＥの値として算出する。続いて、制御実施部１０２は、基本噴射量ＱＢＳＥに対して、空燃比フィードバック補正値ＦＡＦ、空燃比学習値ＫＧなどの各種値に基づく補正を施した値を指令噴射量ＱＩＮＪの値として算出する。そして、制御実施部１０２は、指令噴射量ＱＩＮＪの値が示す量の燃料噴射を燃料噴射弁４に指令する。

こうした燃料噴射量の制御に際して制御実施部１０２は、空燃比フィードバック制御を行う。また、制御実施部１０２は、空燃比フィードバック制御による燃料噴射量の補正値である空燃比フィードバック補正値ＦＡＦに基づき、上述の空燃比学習値ＫＧの学習を行う。

先ず、空燃比フィードバック制御について説明する。制御実施部１０２は、目標空燃比ＡＦＴに対する検出空燃比ＡＦの偏差ΔＡＦ（＝ＡＦＴ−ＡＦ）に基づき空燃比フィードバック補正値ＦＡＦの値を更新することで、空燃比フィードバック制御を行っている。具体的には、制御実施部１０２は、上記偏差ΔＡＦに既定の比例ゲインＫＰを乗算した積を比例項の値として、上記偏差ΔＡＦの時間微分値に既定の微分ゲインＫＤを乗算した積を微分項の値として、上記偏差ΔＡＦの時間積分値に既定の積分ゲインＫＩを乗算した積を積分項の値としてそれぞれ算出する。そして、制御装置１００は、算出した比例項、微分項、積分項の各値を足し合わせた和を空燃比フィードバック補正値ＦＡＦの値として設定する。

次に空燃比学習について説明する。制御実施部１０２は、空燃比学習により、目標空燃比ＡＦＴに対する検出空燃比ＡＦの定常的な偏差分を空燃比学習値ＫＧの値として学習している。この空燃比学習では、既定の制御周期毎に、空燃比フィードバック補正値ＦＡＦの移動平均値ＦＡＦＳＭの絶対値が既定の値「Ｆ０」以上であるか否かが確認される。そして、移動平均値ＦＡＦＳＭが「Ｆ０」以上の値であった場合には、既定の値「Ｋ０」を更新前の値に加えた和を更新後の値とするように空燃比学習値ＫＧの値が更新される。これに対して、移動平均値ＦＡＦＳＭが「−Ｆ０」以下の値であった場合には、更新前の値から「Ｋ０」を引いた差を更新後の値とするように空燃比学習値ＫＧの値が更新される。なお、「Ｋ０」の値としては、「０」を超過し、かつ「Ｆ０」未満の値が設定されている。こうして更新される空燃比学習値ＫＧの最新値は、機関停止後も制御実施部１０２で保持される。また、周知のように、こうした空燃比学習値ＫＧには、燃料中のアルコール濃度が反映される。すなわち、燃料中のアルコール濃度が高くなるほど、この空燃比学習値ＫＧの値は大きくなる傾向があるため、制御装置１００は、使用されている燃料のアルコール濃度を空燃比学習値ＫＧに基づいて検出できる。

さて、制御装置１００は、アルコール含有燃料の使用の有無を判定する燃料判定部１０４を備えている。本実施形態では、空燃比学習値ＫＧが規定値以上となるアルコール濃度の燃料をアルコール含有燃料として扱う。そして、燃料判定部１０４は、空燃比学習値ＫＧが規定値以上である場合にアルコール含有燃料を使用していると判定する。

また、制御装置１００は、オイルパン１３内のオイルの油温を算出する油温算出部１０６を備えている。本実施形態では、油温算出部１０６は、検出油温ＴＨＯをオイルパン１３内のオイルの油温として算出する。

また、制御装置１００は、流入バルブ５２及び排出バルブ５４を制御するバルブ制御部１０８を備えている。バルブ制御部１０８は、アルコール含有燃料が使用されている場合であって、アルコール含有燃料に含まれるアルコール成分の沸点（以下、アルコール沸点と記す。）Ｔｓよりも検出油温ＴＨＯが低い場合、検出油温ＴＨＯをアルコール沸点Ｔａよりも低い状態で規定時間ＨＺ以上維持するように流入バルブ５２及び排出バルブ５４を制御する。詳細には、バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯを、設定温度Ｔｓ以上且つアルコール沸点Ｔａ未満の状態で規定時間ＨＺ以上維持する。

バルブ制御部１０８は、アルコール沸点Ｔａを予め記憶している。本実施形態では、アルコール含有燃料に含まれるアルコール成分はエチルアルコールである。そして、上記アルコール沸点Ｔａは、７８℃である。

バルブ制御部１０８は、設定温度Ｔｓを予め記憶している。設定温度Ｔｓは、アルコール沸点Ｔａよりもやや低い温度として定められている。ここで、エチルアルコールを含んだアルコール含有燃料が使用されている場合、アルコール沸点Ｔａとの兼ね合いから、内燃機関１の冷間始動時には気筒２内において未燃のまま液体状態で残存する燃料が多くなる。こうした液体状態の燃料は、ピストン６と気筒２との隙間を通じてオイルパン１３の側に流れてオイルに混入する。オイルに混入したアルコール含有燃料中のアルコールは、オイルの油温が高くなるにつれて蒸発するようになる。上記設定温度Ｔｓは、こうしたアルコールの蒸発を相応に促進する温度として実験やシミュレーションによって定められている。本実施形態では、設定温度Ｔｓは７０℃に設定されている。

バルブ制御部１０８は、上記規定時間ＨＺを予め記憶している。規定時間ＨＺは、設定温度Ｔｓと関連付けて実験やシミュレーションによって定められている。具体的には、内燃機関１が冷間始動されてから内燃機関１の暖機が完了するまでにオイルに混入すると見込まれるアルコール含有燃料の最大量を最大混入量としたとき、規定時間ＨＺは、オイルの油温を上記設定温度Ｔｓに維持したときに最大混入量のアルコール含有燃料中のアルコールが全てオイルから蒸発するのに要する時間として定められている。

次に、制御装置１００が実行する油温調整処理について説明する。
燃料判定部１０４及びバルブ制御部１０８は、内燃機関１が始動されると、オイルパン１３内のオイルの油温を調整するための油温調整処理を実行する。本実施形態では、燃料判定部１０４及びバルブ制御部１０８は、内燃機関１の運転中、一度のみ油温調整処理を行う。なお、内燃機関１が始動された時点では、バルブ制御部１０８は、流入バルブ５２と排出バルブ５４との双方を閉状態に制御している。

図２に示すように、燃料判定部１０４は、油温調整処理を開始するとステップＳ１０の処理を実行する。ステップＳ１０において、燃料判定部１０４は、アルコール含有燃料が使用されているか否かを判定する。具体的には、燃料判定部１０４は、最新の空燃比学習値ＫＧを取得する。そして、燃料判定部１０４は、空燃比学習値ＫＧが規定値以上であり、アルコール濃度が高いと判断できる場合には、アルコール含有燃料が使用されていると判定し、そうでない場合にはアルコール含有燃料は使用されていないと判定する。

燃料判定部１０４は、アルコール含有燃料は使用されていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、再度ステップＳ１０の処理を実行する。燃料判定部１０４は、アルコール含有燃料が使用されていると判定されるまでステップＳ１０の処理を繰り返す。ここで、例えば内燃機関１が今回始動される前の停止時において使用燃料がガソリン燃料からアルコール含有燃料へと変更された場合、内燃機関１が始動した時点ではガソリン燃料に対応する空燃比学習値ＫＧが記憶されている。そのため、空燃比学習値ＫＧが、アルコール含有燃料に対応する値に更新されるまでに時間を要する場合もある。燃料判定部１０４は、ステップＳ１０の処理を繰り返している間にアルコール含有燃料が使用されていると判定された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０に進める。

ステップＳ２０において、バルブ制御部１０８は、油温算出部１０６が算出する油温、すなわち検出油温ＴＨＯを取得する。そして、バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａ未満であるか否かを判定する。バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａ以上である場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、油温調整処理を終了する。例えば、内燃機関１が今回始動される前の停止時間が比較的に短く、現在の検出油温ＴＨＯが、前回の内燃機関１の運転状態を反映していることがある。前回の内燃機関１の運転時に暖機が完了していれば、現在の検出油温ＴＨＯは相応に高く、ステップＳ２０の判定はＮＯになる。一方、バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａ未満の場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３０に進める。

ステップＳ３０において、バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯが設定温度Ｔｓ以上であるか否かを判定する。バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯが設定温度Ｔｓ未満である場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、再度ステップＳ３０の処理を実行する。バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯが設定温度Ｔｓ以上になるまでステップＳ３０の処理を繰り返す。すなわち、バルブ制御部１０８は、内燃機関１の暖機の進行とともにオイルの油温が高くなって検出油温ＴＨＯが設定温度Ｔｓ以上になるまで待機する。バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯが設定温度Ｔｓ以上になると、処理をステップＳ４０に進める。

ステップＳ４０において、バルブ制御部１０８は、検出油温ＴＨＯを設定温度Ｔｓ以上且つアルコール沸点Ｔａ未満の状態に維持する油温維持制御を開始する。具体的には、バルブ制御部１０８は、流入バルブ５２と排出バルブ５４との双方を開状態に切り替えるとともにこれらが閉状態になることを禁止してオイルクーラ５３に冷却水を流通させる。このことによって、検出油温ＴＨＯが上記の範囲に維持される。バルブ制御部１０８は、ステップＳ４０の処理を実行すると、処理をステップＳ５０に進める。

ステップＳ５０において、バルブ制御部１０８は油温維持制御の継続時間Ｈのカウントを開始する。この後、バルブ制御部１０８は処理をステップＳ６０に進める。
ステップＳ６０において、バルブ制御部１０８は、油温維持制御の継続時間Ｈが規定時間ＨＺ以上であるか否かを判定する。バルブ制御部１０８は、継続時間Ｈが規定時間ＨＺ未満である場合、再度ステップＳ６０の処理を実行する。バルブ制御部は、継続時間Ｈが規定時間ＨＺ以上になるまでステップＳ６０の処理を繰り返す。そして、バルブ制御部１０８は、継続時間Ｈが規定時間ＨＺ以上になると（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ７０に進める。

ステップＳ７０において、バルブ制御部１０８は、油温維持制御を終了する。すなわち、バルブ制御部１０８は、流入バルブ５２と排出バルブ５４との双方が閉状態になることを許容する。この後、バルブ制御部１０８は、油温調整処理を終了する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
内燃機関１が冷間始動された場合、当該内燃機関１の暖機過程では、検出油温ＴＨＯと検出水温ＴＨＷとは概ね同じになっている。そのため、油温調整処理のステップＳ２０の判定がＹＥＳとなる状況下、すなわち検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａよりも低い状況下では、気筒２周辺の温度も相応に低く、気筒２内において未燃のまま液体状態で残存するアルコール含有燃料が多くなる。そうした燃料は、ピストン６と気筒２との隙間を通じてオイルパン１３内のオイルに混入する。

さて、図３の（ａ）に示すように、内燃機関１の暖機の進行とともに検出油温ＴＨＯが上昇すると、図３の（ｂ）に示すように、オイルに混入しているアルコールの単位時間当たりの蒸発量は、徐々に上昇する。仮に図３の（ａ）の一点鎖線で示すように、検出油温ＴＨＯがそのまま上昇し続けて、時刻ｔｘで検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａを越えるものとする。この場合、検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａを越えるのに伴って、図３の（ｂ）の一点鎖線で示すように、アルコールの蒸発量は急増する。オイルから蒸発した気化状態のアルコールはクランク室１１のブローバイガスに含まれることから、上記のようにアルコールの蒸発量が急増すると、ブローバイガスに含まれる気化状態のアルコールが急増する。

一方、油温調整処理を実施する本実施形態では、図３の（ａ）に示すように、検出油温ＴＨＯが設定温度Ｔｓに至る時刻ｔ１から規定時間ＨＺに亘って油温維持制御を実行する（ステップＳ４０〜ステップＳ７０）。この油温維持制御により、検出油温ＴＨＯの上昇が抑えられ、検出油温ＴＨＯは、概ね設定温度Ｔｓからアルコール沸点Ｔａまでの範囲内に収まる。この場合、アルコールは沸騰することなく、せいぜい液面上から蒸発するにすぎない。したがって、図３の（ｂ）に示すように、アルコールの蒸発量が急増することはない。油温維持制御を規定時間ＨＺに亘って継続すると、オイルに混入しているアルコールは徐々に蒸発し、やがて当該アルコールは略全てが蒸発する。なお、図３の（ｂ）では、アルコールの蒸発量の時間変化の一例として、油温維持制御を行っている間に亘って当該蒸発量が一定になっている場合の例を示している。

次に、本実施形態の効果について説明する。
上述したとおり、仮に検出油温ＴＨＯがアルコール沸点Ｔａにまで至ると、ブローバイガスに含まれる気化状態のアルコールが急増する。このとき、ブローバイガス処理機構の第１通路９１を介してブローバイガスが吸気通路３に排出される機関運転状態であれば、急増した気化状態のアルコールがブローバイガスとともに吸気通路３におけるコンプレッサ４１よりも上流側に排出される。そして、気化状態のアルコールは、インタークーラ６０を通過する際に冷却されて液化する。この場合、吸気通路３では、液化するアルコールが急増する。こうしたアルコールが気筒２まで至ると、当該アルコールが火種となってプレイグニッション等の異常燃焼を引き起こすおそれがある。

この点、本実施形態では、ブローバイガスに含まれる気化状態のアルコールは急増することなく相応の量に維持される。そのため、吸気通路３におけるコンプレッサ４１よりも上流側には、気化状態のアルコールが一度に多量に排出されることなく、当該アルコールが徐々に排出される。したがって、吸気通路３において液化するアルコールが急増することはなく、気筒２内での異常燃焼を引き起こすことはない。

なお、油温調整処理の終了後、検出油温ＴＨＯは上昇し、やがて当該検出油温ＴＨＯはアルコール沸点Ｔａを越える。このとき、オイルに混入したアルコールは略全て蒸発しているため、ブローバイガスに多量のアルコールが含まれることは略ない。したがって、気筒２内での異常燃焼を引き起こすこともない。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・油温調整処理の処理内容は上記実施形態の例に限定されない。油温調整処理は、アルコール含有燃料が使用されている場合であってオイルパン１３内のオイルの油温がアルコール沸点Ｔａよりも低い場合に、当該油温を、アルコール沸点Ｔａよりも低い状態で規定時間ＨＺ以上維持する処理になっていればよい。例えば、油温維持制御を行う際、流入バルブ５２と排出バルブ５４とを開状態に維持するのではなく、これらのバルブを開閉させてもよい。そうした開閉を繰り返すことによって検出油温ＴＨＯを設定温度Ｔｓ以上且つアルコール沸点Ｔａ未満に維持してもよい。

・流入バルブ５２と排出バルブ５４とを、開度調整可能に構成してもよい。そして、油温維持制御を行う際、検出油温ＴＨＯを設定温度Ｔｓ以上且つアルコール沸点Ｔａ未満に維持できるように適宜これらのバルブの開度を調節してもよい。

・設定温度Ｔｓは、上記実施形態の例に限定されない。設定温度Ｔｓは、アルコール沸点Ｔａよりも低い温度であればよい。オイルの油温が相応に低くても、オイルに混入しているアルコールは少なからず蒸発する。設定温度Ｔｓを低くするのであれば、その分だけ規定時間ＨＺを長くすればよい。なお、規定時間ＨＺを短くする上では、設定温度Ｔｓはアルコール沸点Ｔａに近いことが好ましい。

・アルコール含有燃料に含まれるアルコール成分は、上記実施形態の例に限定されない。アルコール成分は、例えばメチルアルコールでもよい。アルコール含有燃料に含まれるアルコール成分によって、アルコール沸点Ｔａは異なる。

・アルコール含有燃料の使用の有無の判定に係る規定値の大きさは、適宜変更可能である。
・アルコール含有燃料の使用の有無の判定方法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、燃料のアルコール濃度を検出する濃度センサを燃料タンク内に搭載し、その濃度センサによって検出されるアルコール濃度に基づいてアルコール含有燃料の使用の有無を判定してもよい。

・アルコール含有燃料の使用の有無の判定を省略してもよい。例えば、内燃機関１でアルコール含有燃料を使用することを前提としている場合等、使用燃料がアルコール含有燃料であると予め判っているのであれば、上記の判定は不要である。

・内燃機関１の運転中に亘って油温調整処理を繰り返し行ってもよい。例えば、極低温環境での車両の走行中等、内燃機関１の冷間始動時に限らず、何らかの影響で内燃機関１の温度が低下することもあり得る。そして、そうした温度低下に伴って、気筒２内で未燃のまま液体状態で残存する燃料が多くなり、そうした液体状態のアルコール含有燃料がオイルパン１３内のオイルに混入することもあり得る。内燃機関１の運転中に亘って油温調整処理を繰り返し行えば、上記のような、内燃機関１の冷間始動時以外のケースでも、オイルに混入したアルコール含有燃料中のアルコールが一気に気化することを回避できる。

・オイルパン１３内のオイルの油温の算出方法は、上記実施形態の例に限定されない。油温センサ３４の取り付け位置によっては、検出油温ＴＨＯをそのままオイルパン１３内のオイルの油温として算出するのではなく、検出油温ＴＨＯを補正した値を当該油温として算出してもよい。

・水温センサ３３による検出水温ＴＨＷに基づいてオイルパン１３内のオイルの油温を算出してもよい。例えば、検出水温ＴＨＷとオイルパン１３内のオイルの油温との関係性を表したマップを予め作成しておけば、検出水温ＴＨＷに基づいて当該油温を算出できる。

・機関回転数ＮＥ及び機関負荷率ＫＬ等の機関運転状態や、内燃機関１の運転継続時間に基づいてオイルパン１３内のオイルの油温を算出してもよい。
・内燃機関１の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、上記変更例のように、アルコール含有燃料のアルコール濃度を検出する上で濃度センサを利用するのであれば、内燃機関１に濃度センサを設ければよい。また、上記変更例のように、検出油温ＴＨＯを補正してオイルパン１３内のオイルの油温を算出したり、検出油温ＴＨＯ以外のパラメータを用いて当該油温を算出したりするのであれば、油温センサ３４を、オイル供給通路１７におけるオイルクーラ５３よりも下流側に配置してもよい。

・冷却水回路５０の構成は上記実施形態の例に限定されない。例えば、冷却水回路５０は、インタークーラ６０を経由していてもよい。
・冷却水回路５０と、ウォータージャケットを含む上記別系統の冷却水回路とが繋がっていてもよい。

・目標空燃比ＡＦＴが、ガソリン燃料の理論空燃比とは異なる値に設定されることもある。

１…内燃機関
２…気筒
３…吸気通路
１３…オイルパン
５３…オイルクーラ
６０…インタークーラ
９１…第１通路
９２…第２通路
１００…制御装置
１０６…油温算出部
１０８…バルブ制御部

Claims (1)

1. オイルパンに貯留されたオイルを冷却水との熱交換を通じて冷却するオイルクーラと、
   前記オイルクーラへの冷却水の流入量を調整するバルブと、
   気筒に接続された吸気通路に設けられているインタークーラと、
   前記気筒から前記オイルパンの側へ漏れ出すブローバイガスを前記吸気通路における前記インタークーラよりも上流側に戻すブローバイガス処理機構と
   を備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
   前記オイルの油温を算出する油温算出部と、
   前記バルブを制御するバルブ制御部とを備え、
   前記バルブ制御部は、アルコール含有燃料が使用されている場合であって前記オイルの油温が前記アルコール含有燃料に含まれているアルコール成分の沸点よりも低い場合、前記オイルの油温を、前記沸点よりも低い状態で規定時間以上維持するように前記バルブを制御する
   内燃機関の制御装置。

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