(57)【要約】【課題】燃料導入処理が実施される内燃機関において希釈燃料量を精度よく推定できる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１００は、内燃機関１０のクランク軸１４が回転している状況下で気筒内での燃焼を停止させるときに、燃料噴射弁から燃料を噴射させてその燃料を未燃のまま気筒内から排気通路２１に流出させる燃料導入処理を実行する。そして、制御装置１００は、内燃機関１０の潤滑油に含まれる燃料の量である希釈燃料量を算出する希釈燃料量算出処理を実行するとともに、この希釈燃料量算出処理は、燃料導入処理が実行された場合には、燃料導入処理が実行されない場合と比べて、算出される希釈燃料量が多くなるように補正する処理を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火装置の火花放電によって、燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気を気筒内で燃焼させる内燃機関に適用されて、
前記内燃機関のクランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させるときに、前記燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま前記気筒内から排気通路に流出させる燃料導入処理を実行する内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の潤滑油に含まれる燃料の量である希釈燃料量を算出する希釈燃料量算出処理を実行するとともに、
前記希釈燃料量算出処理は、前記燃料導入処理が実行された場合には、前記燃料導入処理が実行されない場合と比べて前記希釈燃料量が多くなるように補正する処理を含む
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するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ガソリンを燃料とする内燃機関が開示されている。この内燃機関は、排気通路に設けられた三元触媒や、三元触媒よりも下流の排気通路に配置されており排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載の内燃機関では、アクセル操作が解消されるなどして内燃機関に対する要求トルクが減少した場合において内燃機関に加わる負荷が低いときには、気筒内での燃焼が停止されることがある。このような燃焼停止期間では、燃料噴射弁の燃料噴射を停止する燃料カット処理、及び、燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま気筒内から排気通路に流出させる燃料導入処理のいずれか一方の処理が実行される。特許文献１によれば、フィルタを再生させる際には、燃料導入処理が実行される。一方、当該再生を行わない際には、燃料カット処理が実行される。
【０００４】
燃料導入処理では、燃料噴射弁から噴射された燃料が空気と共に排気通路を流れる。そして、燃料が三元触媒に導入されると、当該燃料の燃焼によって三元触媒の温度が上昇する。このようにして三元触媒の温度が上昇すると、高温のガスがフィルタに流入して同フィルタの温度が上昇する。その結果、フィルタに捕集されている粒子状物質が燃焼される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／４１３６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、内燃機関では、燃料噴射弁から噴射された燃料の一部は燃焼されることなく気筒内の壁面に付着して潤滑油に混入する。こうして燃料が混入した潤滑油は、ピストンの往復運動に伴って気筒内の壁面から掻き落とされ、オイルパンに流れ込む。このような状況が継続すると、オイルパンに貯留されている潤滑油の燃料希釈が進んでいく。
【０００７】
そこで、内燃機関では、潤滑油に含まれる燃料の量である希釈燃料量の算出が行われることがある。ここで、上述した燃料導入処理の実行中は、燃料噴射弁から噴射された燃料が未燃のまま気筒から排出される。そのため、機関運転中において上記燃料導入処理を実施しない内燃機関、つまり燃料噴射弁から噴射した燃料は気筒内で燃焼させることを前提とする内燃機関において実施される希釈燃料量の算出を、燃料導入処理が実施される内燃機関にそのまま適用しても、希釈燃料量を精度よく推定することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、点火装置の火花放電によって、燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気を気筒内で燃焼させる内燃機関に適用されて、前記内燃機関のクランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させるときに、前記燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま前記気筒内から排気通路に流出させる燃料導入処理を実行する。この制御装置は、前記内燃機関の潤滑油に含まれる燃料の量である希釈燃料量を算出する希釈燃料量算出処理を実行するとともに、前記希釈燃料量算出処理は、前記燃料導入処理が実行された場合には、前記燃料導入処理が実行されない場合と比べて前記希釈燃料量が多くなるように補正する処理を含むようにしている。
【０００９】
上記燃料導入処理の実行中は、燃料噴射弁から噴射された燃料が未燃のまま気筒内から排出される。従って、気筒内で混合気が燃焼される場合と比較して、燃料導入処理の実行中は、未燃状態の燃料が気筒内で滞在する時間は長くなり、気筒内の壁面に付着する燃料量が多くなる。そのため、燃料導入処理の実行中は、気筒内で混合気が燃焼される場合と比較して潤滑油に混入する燃料の量も多くなり、潤滑油に含まれる燃料の量は多くなる。
【００１０】
そこで、同構成では、燃料導入処理が実行された場合には、燃料導入処理が実行されない場合と比べて、算出される希釈燃料量が多くなるように補正している。従って、燃料導入処理が実行された場合でも、潤滑油に含まれる実際の燃料の量と、算出される希釈燃料量との乖離を抑えることができるようになり、希釈燃料量を精度よく推定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態における内燃機関の制御装置を備えるハイブリッド車両の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態の内燃機関の構成を示す模式図。
【図３】同実施形態の制御装置が実行する処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態における希釈燃料量の算出処理を示すブロック図。
【図５】同実施形態における加算希釈量の算出処理の手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態における減算希釈量の算出処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に、ハイブリッド車両５００（以下、単に車両５００と記載する）の概略構成を示す。この図１に示すように、車両５００は、内燃機関１０と、内燃機関１０のクランク軸１４が接続された動力配分統合機構４０と、動力配分統合機構４０に接続されている第１モータジェネレータ７１とを備えている。動力配分統合機構４０には、リダクションギア５０を介して第２モータジェネレータ７２が連結されるとともに、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２が連結されている。
【００１３】
動力配分統合機構４０は遊星歯車機構であって、外歯歯車のサンギア４１と、内歯歯車のリングギア４２とを有している。サンギア４１とリングギア４２との間には、サンギア４１及びリングギア４２の双方と噛み合う複数のピニオンギア４３が配置されている。各ピニオンギア４３は自転可能且つサンギア４１の周りを公転可能な状態でキャリア４４に支持されている。サンギア４１には、第１モータジェネレータ７１が連結されている。キャリア４４には、クランク軸１４が連結されている。リングギア４２にはリングギア軸４５が接続されており、このリングギア軸４５には、リダクションギア５０及び減速機構６０の双方が連結されている。
【００１４】
リダクションギア５０は遊星歯車機構であって、第２モータジェネレータ７２が連結された外歯歯車のサンギア５１と、内歯歯車のリングギア５２とを有している。リングギア５２にリングギア軸４５が接続されている。また、サンギア５１とリングギア５２との間には、サンギア５１及びリングギア５２の双方と噛み合う複数のピニオンギア５３が配置されている。各ピニオンギア５３は、自転可能且つサンギア５１の周りを公転不可能な状態で支持されている。
【００１５】
第１モータジェネレータ７１は、第１インバータ７５を介してバッテリ７７と電力の授受を行う。第２モータジェネレータ７２は、第２インバータ７６を介してバッテリ７７と電力の授受を行う。
【００１６】
内燃機関１０の出力トルクが動力配分統合機構４０のキャリア４４に入力される場合には、当該出力トルクがサンギア４１側とリングギア４２側とに分配される。サンギア４１側に分配された出力トルクによって第１モータジェネレータ７１が回転すると、当該第１モータジェネレータ７１は発電機として機能する。
【００１７】
一方、第１モータジェネレータ７１を電動機として機能させた場合には、第１モータジェネレータ７１の出力トルクがサンギア４１に入力される。サンギア４１に入力された第１モータジェネレータ７１の出力トルクは、キャリア４４側とリングギア４２側とに分配される。そして、第１モータジェネレータ７１の出力トルクがキャリア４４を介してクランク軸１４に入力されることにより、クランク軸１４は回転する。本実施形態では、このように第１モータジェネレータ７１を電動機として機能させることによりクランク軸１４を回転させることを「モータリング」という。
【００１８】
リングギア４２側に分配された内燃機関１０の上記出力トルクや、第１モータジェネレータ７１の上記出力トルクは、リングギア軸４５、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２に入力される。
【００１９】
また、車両５００が減速する際には第２モータジェネレータ７２を発電機として機能させることにより、第２モータジェネレータ７２の発電量に応じた回生制動力が車両５００に発生する。一方、第２モータジェネレータ７２を電動機として機能させた場合には、第２モータジェネレータ７２の出力トルクが、リダクションギア５０、リングギア軸４５、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２に入力される。
【００２０】
図２に示すように、内燃機関１０は、複数の気筒１１（図２では１つのみ図示）を有しており、各気筒１１内ではピストン１２が往復動するようになっている。各ピストン１２は、コネクティングロッド１３を介してクランク軸１４に連結されている。クランク軸１４は、クランクケース２６内において回転可能に支持されている。クランクケース２６の下方には、潤滑油を貯留するオイルパン２７が設けられている。
【００２１】
気筒１１内においてピストン１２よりも上方の空間は燃焼室２５になっている。内燃機関１０の吸気通路１５には、同吸気通路１５を流れる吸気の流量を調整するスロットルバルブ１６や吸気バルブ１８が設けられている。また、内燃機関１０には、吸気通路１５に燃料を噴射する燃料噴射弁１７と、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する点火装置１９とが気筒別に設けられている。混合気の燃焼によって各燃焼室２５で生じた排気は、排気バルブ２０が開弁しているときに排気通路２１に排出される。排気通路２１には、三元触媒２２が設けられており、この三元触媒２２よりも排気下流には、排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタ２３が設けられている。
【００２２】
また、内燃機関１０は、気筒１１の周壁と、ピストン１２との間を介してクランクケース２６内に漏出したブローバイガスを吸気通路１５に還流させるブローバイガス還流機構を備えている。このブローバイガス還流機構は、スロットルバルブ１６よりも上流側の吸気通路１５とクランクケース２６内とを連通させる第１ブローバイバス通路３１と、スロットルバルブ１６よりも下流側の吸気通路１５とクランクケース２６内とを連通させる第２ブローバイガス通路３２とを有している。第２ブローバイガス通路３２には、ＰＣＶバルブ３３が設けられている。ＰＣＶバルブ３３は、吸気通路１５におけるスロットルバルブ１６よりも下流側の吸気通路１５内の圧力が規定値よりも低くなると開弁して、クランクケース２６から吸気通路１５へのブローバイガスの還流を許容するように構成されている。
【００２３】
内燃機関１０では、車両５００が走行しており、且つクランク軸１４が回転しているときに、気筒１１内での混合気の燃焼が停止されることがある。このようにクランク軸１４が回転しているときに気筒１１内での混合気の燃焼が停止される期間のことを、以下では「燃焼停止期間」という。燃焼停止期間では、クランク軸１４の回転に同期してピストン１２が往復移動する。そのため、吸気通路１５を介して気筒１１内に導入された空気は、燃焼に供されることなく、排気通路２１に排出される。
【００２４】
上述した燃焼停止期間では、各燃料噴射弁１７の燃料噴射を停止する燃料カット処理、または各燃料噴射弁１７から燃料を噴射させて当該燃料を未燃のまま各気筒１１内から排気通路２１に流出させる燃料導入処理のいずれか一方が実行される。
【００２５】
燃料導入処理が実行されると、各燃料噴射弁１７から噴射された燃料が空気と共に排気通路２１を流れることによって当該燃料が三元触媒２２に導入される。このとき、三元触媒２２の温度が活性化温度以上であって、且つ燃料を燃焼させるのに十分な量の酸素が三元触媒２２に存在する場合には、三元触媒２２で燃料が燃焼する。三元触媒２２で燃料が燃焼すると、三元触媒２２の温度が上昇して高温のガスがフィルタ２３に流入するようになり、フィルタ２３の温度が上昇する。そして、フィルタ２３に酸素が供給されている状態で、フィルタ２３の温度が粒子状物質の燃焼可能温度以上になると、フィルタ２３に捕集されている粒子状物質が燃焼してフィルタ２３は再生される。
【００２６】
車両５００には、内燃機関１０の各種制御を実行する機関用制御装置１００と、第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２の各種制御を実行するモータ用制御装置３００と、それら機関用制御装置１００及びモータ用制御装置３００を統括的に制御する車両用制御装置２００とが搭載されている。また、車両５００には、バッテリ７７の蓄電量ＳＯＣ（State Of Charge）を監視するバッテリ監視装置４００が搭載されている。
【００２７】
バッテリ監視装置４００はバッテリ７７に接続されている。このバッテリ監視装置４００は、中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、バッテリ７７の電流ＩＢ、電圧ＶＢ、及び温度ＴＢが入力される。そして、バッテリ監視装置４００は、それら電流ＩＢ、電圧ＶＢ、及び温度ＴＢに基づき、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、バッテリ７７の蓄電量ＳＯＣを算出する。
【００２８】
モータ用制御装置３００は、第１インバータ７５及び第２インバータ７６に接続されている。このモータ用制御装置３００は、中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えている。そして、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、モータ用制御装置３００は、バッテリ７７から第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２に供給する電力量や、第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２からバッテリ７７に供給する電力量（つまり充電量）を制御する。
【００２９】
機関用制御装置１００及びモータ用制御装置３００及びバッテリ監視装置４００は、通信ポートを介して車両用制御装置２００に接続されている。この車両用制御装置２００も、中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、各種制御を実行する。
【００３０】
車両用制御装置２００には、バッテリ監視装置４００からバッテリ７７の蓄電量ＳＯＣが入力される。また、車両用制御装置２００には、運転者のアクセルペダルの踏込量（アクセル操作量ＡＣＰ）を検出するアクセルペダルセンサ８６や、車両５００の走行速度である車速ＶＳを検出する車速センサ８７や、パワースイッチ８８が接続されており、それらセンサやスイッチからの出力信号が入力される。なお、パワースイッチ８８は、ハイブリッド車両５００のシステム起動用スイッチであり、車両運転者がこのパワースイッチ８８をオン操作すると車両５００は走行可能な状態になる。なお、以下では、車両運転者がパワースイッチ８８をオン操作してから次にオフ操作するまでの期間のことを、「１トリップ」という。
【００３１】
そして、車両用制御装置２００は、アクセル操作量ＡＣＰ及び車速ＶＳに基づいて車両５００の駆動力の要求値である車両要求パワーを演算する。さらに、車両用制御装置２００は、車両要求パワーや蓄電量ＳＯＣ等に基づき、内燃機関１０の出力トルクの要求値である機関要求トルクと、第１モータジェネレータ７１の力行トルクまたは回生トルクの要求値である第１モータ要求トルクと、第２モータジェネレータ７２の力行トルクまたは回生トルクの要求値である第２モータ要求トルクとをそれぞれ演算する。そして、機関用制御装置１００は、機関要求トルクに応じて内燃機関１０の出力制御を行い、モータ用制御装置３００は第１モータ要求トルク及び第２モータ要求トルクに応じて第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２のトルク制御を行うことにより、車両５００の走行に必要なトルク制御が行われる。
【００３２】
機関用制御装置１００は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１０、制御用のプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ１２０、ＣＰＵ１１０がプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ１３０、電気的にデータの書き換えが可能な不揮発性メモリ１４０を備えている。そして、ＲＯＭ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより、各種の機関制御を実行する。
【００３３】
機関用制御装置１００には、吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ８１、内燃機関１０の冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ８２、クランク軸１４の回転角を検出するクランク角センサ８５が接続されており、それら各種センサからの出力信号が入力される。また、機関用制御装置１００には、三元触媒２２よりも上流の排気通路２１に設けられて上流側空燃比Ａｆｕを検出する第１空燃比センサ８３や、三元触媒２２とフィルタ２３との間の排気通路２１に設けられて下流側空燃比Ａｆｄを検出する第２空燃比センサ８４も接続されており、それら各空燃比センサからの出力信号も入力される。
【００３４】
機関用制御装置１００は、クランク角センサ８５の出力信号Ｓｃｒに基づいて機関回転速度ＮＥを演算する。また、機関用制御装置１００は、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて機関負荷率ＫＬを演算する。機関負荷率ＫＬは、現在の機関回転速度ＮＥにおいてスロットルバルブ１６を全開とした状態で内燃機関１０を定常運転したときのシリンダ流入空気量に対する、現在のシリンダ流入空気量の比率を表している。なお、シリンダ流入空気量は、吸気行程において各気筒１１のそれぞれに流入する空気の量である。
【００３５】
この機関用制御装置１００は、吸気の充填効率や機関回転速度ＮＥなどの各種機関運転状態に基づいて三元触媒２２の温度である触媒温度Ｔｓｃやフィルタ２３の温度であるフィルタ温度Ｔｆを算出する。また、機関用制御装置１００は、フィルタ２３における粒子状物質の堆積量であるＰＭ堆積量Ｐｓを、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ、及びフィルタ温度Ｔｆ等に基づいて算出する。
【００３６】
機関用制御装置１００は、気筒１１内で混合気を燃焼させるときには、ピストン１２が圧縮上死点近傍に達したタイミングで点火装置１９の火花放電が実施されるように混合気の点火時期を制御する。一方、機関用制御装置１００は、上述した燃焼停止期間中には、点火装置１９の火花放電を停止する。なお、機関用制御装置１００は、後述する気筒１１内での混合気の燃焼停止の条件が成立しない場合には、点火装置１９の火花放電を実施する一方、当該燃焼停止の条件が成立する場合には、点火装置１９の火花放電を停止する。
【００３７】
また、機関用制御装置１００は、後述する燃料導入処理の実行条件が成立することにより、燃焼停止期間中において上記燃料導入処理の実行が要求された場合には、車両用制御装置２００に上述したモータリングの実行を要求する。モータリングの実行が要求されると、車両用制御装置２００は、モータ用制御装置３００に対して第１モータジェネレータ７１の駆動を要求する。そして、モータ用制御装置３００は、上述したモータリングを行わせるべく第１モータジェネレータ７１の駆動を制御する。こうした第１モータジェネレータ７１の駆動制御を通じて燃焼停止期間中におけるクランク軸１４の回転速度は制御される。
【００３８】
次に、図３を参照して、燃料噴射弁１７の駆動を制御するために機関用制御装置１００が実行する処理の手順を説明する。なお、図３に示す一連の処理は、ＲＯＭ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が所定周期毎に繰り返し実行することにより実現される。また、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。
【００３９】
図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ１１０は、まず、気筒１１内での混合気の燃焼停止の条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１００）。ＣＰＵ１１０は、例えば、上述した機関要求トルクが「０」以下であるときには、燃焼停止の条件が成立していると判定する一方、機関要求トルクが「０」よりも大きいときには、燃焼停止の条件が成立していないと判定する。
【００４０】
Ｓ１００において、燃焼停止の条件が成立していないと判定される場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、燃料噴射弁１７の燃料噴射量の要求値ＱＰＲを算出する（Ｓ１１０）。このＳ１１０において、ＣＰＵ１１０は、上流側空燃比Ａｆｕが目標空燃比Ａｆｔとなるようにフィードバック制御を通じて燃料噴射量の要求値ＱＰＲを算出する。続いて、ＣＰＵ１１０は、Ｓ１１０で算出した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７の駆動を制御する（Ｓ１２０）。このＳ１２０において燃料噴射弁１７の駆動制御が実行される場合には、気筒１１内ので混合気の燃焼が実施される。そして、ＣＰＵ１１０は、本処理を一旦終了する。
【００４１】
一方、Ｓ１００において、燃焼停止の条件が成立していると判定される場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、上述した燃料導入処理の実行条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１３０）。本実施形態では、以下の条件（Ａ）及び条件（Ｂ）がともに成立する場合に、ＣＰＵ１１０は、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定する。
【００４２】
（条件Ａ）：三元触媒２２の温度である上記触媒温度Ｔｓｃが規定温度以上であること。この条件は次の理由により設定されている。すなわち、未燃の燃料を三元触媒２２に導入しても、三元触媒２２の温度が低いと、燃料を燃焼させることができない可能性がある。そこで、三元触媒２２に導入された未燃の燃料を燃焼させることができるか否かの判断基準として、上記規定温度が予め設定されている。この規定温度としては、三元触媒２２の活性化温度又は活性化温度よりも僅かに高い温度が設定されている。
【００４３】
（条件Ｂ）：フィルタ２３の上記ＰＭ堆積量Ｐｓが規定量以上であること。この条件は次の理由により設定されている。すなわち、フィルタ２３に捕集された粒子状物質の堆積量が多いほど、フィルタ２３の目詰まりは進行する。そこで、フィルタ２３の再生が必要なほどに目詰まりが進行しているか否かの判断基準として、上記規定量が予め設定されている。
【００４４】
そして、Ｓ１３０において、燃料導入処理の実行条件が成立していないと判定される場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、燃料噴射量の要求値ＱＰＲを「０」に設定する（Ｓ１４０）。続いて、ＣＰＵ１１０は、Ｓ１４０で設定した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７の駆動を制御する（Ｓ１５０）。このＳ１５０において燃料噴射弁１７の駆動制御が実行される場合には、要求値ＱＰＲが「０」に設定されているために燃料噴射弁１７からは燃料が噴射されない。すなわち燃焼停止期間中において、燃料カット処理が実行される。そして、ＣＰＵ１１０は、本処理を一旦終了する。
【００４５】
一方、Ｓ１３０において、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定される場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、燃料導入処理用の要求値ＱＰＲを算出する（Ｓ１６０）。なお、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定される場合には、上述したようにモータリングが実行される。
【００４６】
燃料導入処理用の要求値ＱＰＲとは、燃焼停止期間中に燃料導入処理を実行するための燃料噴射量の要求値ＱＰＲであり、Ｓ１６０で算出される燃料噴射量の要求値ＱＰＲは、気筒１１内で混合気を燃焼させる場合に算出される要求値ＱＰＲよりも少なくされる。そのため、Ｓ１６０で算出された要求値ＱＰＲに基づいて燃料噴射弁１７から噴射された燃料が気筒１１内に導入された場合、当該気筒１１内の空燃比は、気筒１１内で混合気を燃焼させる際の空燃比と比較してリーン側の値になる。
【００４７】
続いて、ＣＰＵ１１０は、Ｓ１６０で算出した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７の駆動を制御する（Ｓ１７０）。このＳ１７０において燃料噴射弁１７の駆動制御が実行される場合には、燃焼停止期間中であっても燃料噴射弁１７からは燃料が噴射されて上記燃料導入処理が実施される。そして、ＣＰＵ１１０は、本処理を一旦終了する。
【００４８】
ところで、内燃機関１０においては、燃料噴射弁１７から噴射された燃料の一部が気筒１１内の壁面に付着することにより、当該壁面を潤滑している潤滑油に混入する。この燃料によって希釈された潤滑油は、ピストン１２の往復運動に伴って気筒１１内の壁面から掻き落とされ、オイルパン２７に流れ込む。このような状況が継続すると、オイルパン２７に貯留されている潤滑油の燃料希釈が進んでいくため、潤滑油に含まれる燃料の量である希釈燃料量が増加していく。他方、オイルパン２７内の潤滑油の温度が上昇すると、潤滑油に混入している燃料が揮発していくため、希釈燃料量は減少していく。なお、潤滑油から揮発した燃料は、ブローバイガス還流機構の第２ブローバイガス通路３２を介して吸気通路１５に導入される。
【００４９】
本実施形態の機関用制御装置１００は、上記希釈燃料量の推定値である希釈燃料量ＤＡを算出するために、図４に示す希釈燃料量算出処理を実行する。
図４に示す処理は、機関用制御装置１００のＲＯＭ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより実現される。
【００５０】
加算希釈量算出処理Ｍ１０は、第１積算吸気量ＳＧＡ１、始動後運転時間ＳＴＭ、始動時水温ＴＨＷｓ、第２積算吸気量ＳＧＡ２、及び初回導入時水温ＴＨＷｆｓに基づき、潤滑油に新たに混入した燃料の量の推定値である加算希釈量ＤＡａｄを算出する処理である。なお、以下では、１トリップにおける内燃機関１０の最初の始動のことを、「初回始動」いう。
【００５１】
第１積算吸気量ＳＧＡ１は、内燃機関１０の初回始動からの吸入空気量ＧＡの積算値である。始動後運転時間ＳＴＭは、内燃機関１０が初回始動された時点からの同内燃機関１０の運転時間の積算値である。始動時水温ＴＨＷｓは、内燃機関１０の初回始動時における冷却水温ＴＨＷである。第２積算吸気量ＳＧＡ２は、上述した燃料導入処理の実行中における吸入空気量ＧＡの積算値である。初回導入時水温ＴＨＷｆｓは、１トリップにおける上記燃料導入処理の初回実行時の冷却水温ＴＨＷである。この加算希釈量算出処理Ｍ１０の具体的な処理内容は後述する。
【００５２】
加算処理Ｍ２０は、希釈燃料量ＤＡの前回値ＤＡｏｌｄに加算希釈量ＤＡａｄを加算する処理である。
減算希釈量算出処理Ｍ３０は、上記第１積算吸気量ＳＧＡ１、上記始動時水温ＴＨＷｓ、及び加算処理Ｍ２０で算出された前回値ＤＡｏｌｄと加算希釈量ＤＡａｄとの和（ＤＡｏｌｄ＋ＤＡａｄ）に基づき、内燃機関１０の潤滑油から揮発した燃料の量の推定値である減算希釈量ＤＡｓｕｂを算出する処理である。この減算希釈量算出処理Ｍ３０の具体的な処理内容は後述する。
【００５３】
減算処理Ｍ４０は、加算処理Ｍ２０で算出された前回値ＤＡｏｌｄと加算希釈量ＤＡａｄとの和（ＤＡｏｌｄ＋ＤＡａｄ）から減算希釈量ＤＡｓｕｂを減ずることにより現在の希釈燃料量ＤＡを算出する処理である。
【００５４】
なお、ＣＰＵ１１０は、パワースイッチ８８がオフ操作されると、現在の希釈燃料量ＤＡの値をバックアップ値ＤＡｐｖとして不揮発性メモリ１４０に書き込む。そして、次回、パワースイッチ８８がオン操作されたときには、ＣＰＵ１１０は、不揮発性メモリ１４０から読み込んだバックアップ値ＤＡｐｖを、上述した前回値ＤＡｏｌｄの初期値として設定する。
【００５５】
ところで、上記燃料導入処理の実行中は、燃料噴射弁１７から噴射された燃料が未燃のまま気筒１１内から排出される。従って、気筒１１内で混合気が燃焼される場合と比較して、燃料導入処理の実行中は、未燃状態の燃料が気筒内で滞在する時間は長くなり、気筒１１内の壁面に付着する燃料量が多くなる。そのため、燃料導入処理の実行中は、気筒１１内で混合気が燃焼される場合と比較して潤滑油に混入してくる燃料の量も多くなり、潤滑油に含まれる燃料の量も多くなる。
【００５６】
そこで、本実施形態では、燃料導入処理の実行履歴がある場合には、燃料導入処理の実行履歴がない場合と比較して上記加算希釈量ＤＡａｄが多くなるように算出することにより、最終的に算出される上記希釈燃料量ＤＡが多くなるようにしている。
【００５７】
図５に、上記加算希釈量ＤＡａｄを算出する加算希釈量算出処理Ｍ１０の処理手順を示す。図５に示す処理は、内燃機関１０の初回始動後において、機関用制御装置１００のＲＯＭ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が所定周期毎に実行することにより実現される。
【００５８】
図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ１１０は、加算希釈量ＤＡａｄの算出条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ２００）。ＣＰＵ１１０は、１トリップ中において以下の条件（Ｃ）または条件（Ｄ）のいずれかが成立する場合に、加算希釈量ＤＡａｄの算出条件が成立していると判定する。
【００５９】
条件（Ｃ）：潤滑油への燃料の溶け込み量が飽和していること。この条件は次の理由により設定されている。すなわち、潤滑油への燃料の溶け込み量は、内燃機関１０が始動されると徐々に多くなっていく。そして、混合気が燃焼することにより生じた熱エネルギによって燃焼室２５の温度が上昇してある温度以上になると、潤滑油への燃料の溶け込み量は飽和する。これは、燃焼室２５の温度が高くなると、気筒１１内に供給された燃料は気筒１１内の壁面に付着する前に気化するためである。そこで、ＣＰＵ１１０は、内燃機関１０の始動時以降に燃焼室２５で混合気が燃焼することにより生じた熱エネルギの総量に相関する第１積算吸気量ＳＧＡ１が予め定めた第１判定積算量ＳＧＡＴｈ以上になると、潤滑油への燃料の溶け込み量が飽和したと判定する。
【００６０】
条件（Ｄ）：潤滑油への燃料の溶け込み量が飽和したと判定される前に、パワースイッチ８８がオフ操作されたこと。
そして、ＣＰＵ１１０は、加算希釈量ＤＡａｄの算出条件が成立していないと判定する場合（Ｓ２００：ＮＯ）、加算希釈量ＤＡａｄを「０」に設定して（Ｓ２２０）、本処理を一旦終了する。
【００６１】
一方、ＣＰＵ１１０は、加算希釈量ＤＡａｄの算出条件が成立していると判定する場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、内燃機関１０の初回始動時から上記の算出条件が成立するまでの間における希釈燃料量ＤＡの増大量の推定値である第１加算量ＤＡａｄ１を算出する（Ｓ２１０）。このＳ２１０では、ＣＰＵ１１０は、以下に示す式１を用いて第１加算量ＤＡａｄ１を算出する。
【００６２】
ＤＡａｄ１＝ＤＡａｄ１Ｂ×Ｋｗ１  ・・・（１）
ＤＡａｄ１Ｂ：第１基本加算量
Ｋｗ１：第１水温補正係数
上記式１において、第１基本加算量ＤＡａｄ１Ｂは、第１加算量ＤＡａｄ１のベース値であって、第１積算吸気量ＳＧＡ１及び始動後運転時間ＳＴＭに基づいて算出される。より詳細には、第１積算吸気量ＳＧＡ１は気筒１１内に供給された燃料量の積算値に相関する値であり、この第１積算吸気量ＳＧＡ１が多いほど、気筒１１内に付着する燃料の量も多くなるため、潤滑油に混入する燃料量も多くなる。従って、第１積算吸気量ＳＧＡ１が多いほど、第１基本加算量ＤＡａｄ１Ｂは多い量となるように、同第１基本加算量ＤＡａｄ１Ｂは算出される。
【００６３】
また、始動後運転時間ＳＴＭの増加に伴って気筒１１内の壁面に付着している潤滑油の温度が高くなっていくと、気筒１１内の壁面に付着している潤滑油に燃料が混入してもその後揮発していく量が増えていくため、最終的に潤滑油に混入する燃料の量は少なくなる。そのため、始動後運転時間ＳＴＭが長いほど、第１基本加算量ＤＡａｄ１Ｂは少ない量となるように、同第１基本加算量ＤＡａｄ１Ｂは算出される。
【００６４】
また、第１水温補正係数Ｋｗ１は、始動時水温ＴＨＷｓに基づいて算出される値である。より詳細には、始動時水温ＴＨＷｓが低いほど気筒１１内の壁面温度は低いため、気筒１１内の壁面に付着した燃料は気化しにくく、潤滑油に混入する燃料量は多くなる。そこで、始動時水温ＴＨＷｓが低いときほど第１水温補正係数Ｋｗ１の値は大きくなるように同第１水温補正係数Ｋｗ１は算出され、これにより始動時水温ＴＨＷｓが低いときほど、上記式１に基づいて算出される第１加算量ＤＡａｄ１は多い量になる。
【００６５】
こうして第１加算量ＤＡａｄ１を算出すると、次に、ＣＰＵ１１０は、上記燃料導入処理の実行履歴があるか否かを判定する（Ｓ２３０）。このＳ２３０においてＣＰＵ１１０は、上記燃料導入処理が実行されると値が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更されるフラグを参照することにより、燃料導入処理の実行履歴の有無を判定する。なお、このフラグは、１トリップ中の燃料導入処理の実行履歴の有無を判定するためのものであり、パワースイッチ８８がオフ操作された後、加算希釈量算出処理Ｍ１０が終了したときに「ＯＦＦ」にリセットされる。
【００６６】
そして、ＣＰＵ１１０は、燃料導入処理の実行履歴があると判定する場合（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、第２加算量ＤＡａｄ２を算出する（Ｓ２４０）。この第２加算量ＤＡａｄ２は、加算希釈量ＤＡａｄの補正値であって、燃料導入処理の実行履歴がない場合と比較して同燃料導入処理の実行履歴がある場合には希釈燃料量ＤＡが多くなるように補正するための値であり、より詳細には以下の値である。すなわち、燃料噴射弁１７から噴射された燃料のうちで潤滑油に混入する燃料量を混入燃料量としたときに、気筒１１内で混合気が燃焼される場合の単位燃料噴射量当たりの混入燃料量と燃料導入処理の実行中における単位燃料噴射量当たりの混入燃料量との差を補償する値として算出される値である。そして、ＣＰＵ１１０は、以下に示す式２を用いて上記第２加算量ＤＡａｄ２を算出する。
【００６７】
ＤＡａｄ２＝ＤＡａｄ２Ｂ×Ｋｗ２  ・・・（２）
ＤＡａｄ２Ｂ：第２基本加算量
Ｋｗ２：第２水温補正係数
上記式２において、第２基本加算量ＤＡａｄ２Ｂは、第２加算量ＤＡａｄ２のベース値であって、第２積算吸気量ＳＧＡ２及び始動後運転時間ＳＴＭに基づいて算出される。より詳細には、第２積算吸気量ＳＧＡ２は、燃料導入処理の実行中において気筒１１内に供給された燃料量の積算値に相関する値であり、この第２積算吸気量ＳＧＡ２が多いほど、燃料導入処理の実行中において気筒１１内に付着する燃料の量も多くなるため、潤滑油に混入する燃料量も多くなる。従って、第２積算吸気量ＳＧＡ２が多いほど、第２基本加算量ＤＡａｄ２Ｂは多い量となるように、同第２基本加算量ＤＡａｄ２Ｂは算出される。
【００６８】
また、上述したように、始動後運転時間ＳＴＭの増加に伴って気筒１１内の壁面に付着している潤滑油の温度が高くなっていくと、最終的に潤滑油に混入する燃料の量は少なくなる。そのため、始動後運転時間ＳＴＭが長いほど、第２基本加算量ＤＡａｄ２Ｂは少ない量となるように、同第２基本加算量ＤＡａｄ２Ｂは算出される。
【００６９】
また、第２水温補正係数Ｋｗ２は、初回導入時水温ＴＨＷｆｓに基づいて算出される値である。より詳細には、初回導入時水温ＴＨＷｆｓが低いほど気筒１１内の壁面温度は低いため、燃料導入処理の初回実行中において気筒１１内の壁面に付着した燃料は気化しにくく、潤滑油に混入する燃料量は多くなる。そこで、初回導入時水温ＴＨＷｆｓが低いときほど第２水温補正係数Ｋｗ２の値は大きくなるように同第２水温補正係数Ｋｗ２は算出され、これにより初回導入時水温ＴＨＷｆｓが低いときほど、上記式２に基づいて算出される第２加算量ＤＡａｄ２は多い量になる。
【００７０】
次に、ＣＰＵ１１０は、Ｓ２１０で算出した第１加算量ＤＡａｄ１とＳ２４０で算出した第２加算量ＤＡａｄ２との和を算出して、その算出結果を加算希釈量ＤＡａｄとする（Ｓ２６０）。この場合には、Ｓ２４０で算出された第２加算量ＤＡａｄ２の分だけ加算希釈量ＤＡａｄは増量補正される。つまり、燃料導入処理の実行履歴がある場合には、第２加算量ＤＡａｄ２による加算希釈量ＤＡａｄの増量補正が行われる。そして、ＣＰＵ１１０は、本処理を一旦終了する。
【００７１】
一方、上記Ｓ２３０において、ＣＰＵ１１０は、燃料導入処理の実行履歴がないと判定する場合（Ｓ２３０：ＮＯ）、第２加算量ＤＡａｄ２を「０」に設定する（Ｓ２５０）。
次に、ＣＰＵ１１０は、Ｓ２１０で算出した第１加算量ＤＡａｄ１とＳ２５０で設定された第２加算量ＤＡａｄ２との和を算出して、その算出結果を加算希釈量ＤＡａｄとする（Ｓ２６０）。この場合には、Ｓ２５０で設定された第２加算量ＤＡａｄ２の値が「０」であるため、Ｓ２６０の処理で算出される加算希釈量ＤＡａｄは、Ｓ２１０で算出した第１加算量ＤＡａｄ１と同じになる。つまり、燃料導入処理の実行履歴がない場合には、第２加算量ＤＡａｄ２による加算希釈量ＤＡａｄの補正は行われない。そして、ＣＰＵ１１０は、本処理を一旦終了する。
【００７２】
図６に、上記減算希釈量算出処理Ｍ３０の処理手順を示す。図６に示す処理は、内燃機関１０の初回始動後において、機関用制御装置１００のＲＯＭ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が所定周期毎に実行することにより実現される。
【００７３】
図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ１１０は、減算希釈量ＤＡｓｕｂの算出タイミングか否かを判定する（Ｓ３００）。このＳ３００において、ＣＰＵ１１０は、減算希釈量ＤＡｓｕｂが前回更新された時点からの経過時間ＴＭＥが規定時間ＴＭＴｈ以上であるか否かを判定し、経過時間ＴＭＥが規定時間ＴＭＴｈ以上である場合には、減算希釈量ＤＡｓｕｂの算出タイミングであると判定する。
【００７４】
そして、ＣＰＵ１１０は、減算希釈量ＤＡｓｕｂの算出タイミングではないと判定する場合（Ｓ３００：ＮＯ）、減算希釈量ＤＡｓｕｂを「０」に設定して（Ｓ３２０）、本処理を一旦終了する。
【００７５】
一方、Ｓ３００において、ＣＰＵ１１０は、減算希釈量ＤＡｓｕｂの算出タイミングであると判定する場合（Ｓ３００：ＹＥＳ）、次に、減算希釈量ＤＡｓｕｂを算出する（Ｓ３１０）。このＳ３１０では、ＣＰＵ１１０は、以下に示す式３を用いて減算希釈量ＤＡｓｕｂを算出する。
【００７６】
ＤＡｓｕｂ＝ＤＡｓｕｂＢ×Ｋｏｉｌ  ・・・（３）
ＤＡｓｕｂＢ：基本減算量
Ｋｏｉｌ：油温補正係数
上記式３において、基本減算量ＤＡｓｕｂＢは、減算希釈量ＤＡｓｕｂのベース値であって、図４の加算処理Ｍ２０の算出結果、つまり希釈燃料量ＤＡの前回値ＤＡｏｌｄと加算希釈量算出処理Ｍ１０で算出された加算希釈量ＤＡａｄとの和（ＤＡｏｌｄ＋ＤＡａｄ）に基づいて算出される。より詳細には、潤滑油中の燃料量が多いほど、上記規定時間ＴＭＴｈ内に潤滑油から揮発する燃料の量は多くなるため、前回値ＤＡｏｌｄと加算希釈量ＤＡａｄとの和が多いほど基本減算量ＤＡｓｕｂＢが多い量となるように、同基本減算量ＤＡｓｕｂＢは算出される。
【００７７】
また、油温補正係数Ｋｏｉｌは、潤滑油の推定油温ＴＨＷｏに基づいて算出される値である。より詳細には、潤滑油の温度が高くなるほど、オイルパン２７内の潤滑油から揮発していく燃料の量は多くなるため、潤滑油に含まれる燃料の量は減少していく。そこで、ＣＰＵ１１０は、例えば第１積算吸気量ＳＧＡ１及び始動時水温ＴＨＷｓなどに基づいてオイルパン２７内の潤滑油の推定油温ＴＨＷｏを算出する。そして、推定油温ＴＨＷｏが高いときほど油温補正係数Ｋｏｉｌの値は大きくなるように同油温補正係数Ｋｏｉｌは算出され、これにより推定油温ＴＨＷｏが高いときほど、上記式３に基づいて算出される減算希釈量ＤＡｓｕｂは多い量になる。
【００７８】
こうして減算希釈量ＤＡｓｕｂを算出すると、ＣＰＵ１１０は、本処理を一旦終了する。
本実施形態は、上述したように１トリップ中において上記条件（Ｃ）または条件（Ｄ）のいずれかが成立すると、加算希釈量ＤＡａｄが算出されてこの加算希釈量ＤＡａｄによる希釈燃料量ＤＡの更新が行われる。また、内燃機関１０の初回始動後以降において上記規定時間ＴＭＴｈが経過するたびに減算希釈量ＤＡｓｕｂが算出されてこの減算希釈量ＤＡｓｕｂによる希釈燃料量ＤＡの更新が行われる。
【００７９】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）燃料導入処理が実行された場合には、燃料導入処理が実行されない場合と比べて潤滑油に混入する燃料の量が多くなる。そのため、本実施形態では、燃料導入処理が実行された場合には、上記第２加算量ＤＡａｄ２を算出して上記加算希釈量ＤＡａｄを増量補正することにより、燃料導入処理が実行された場合には、燃料導入処理が実行されない場合と比べて希釈燃料量ＤＡが多くなるように補正している。従って、燃料導入処理が実行された場合でも、潤滑油に含まれる実際の燃料の量と、算出される上記希釈燃料量ＤＡとの乖離を抑えることができるようになり、希釈燃料量ＤＡの推定精度が向上するようになる。
【００８０】
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。
・上記実施形態では、燃料導入処理の実行中に点火装置１９の火花放電を停止するようにしている。しかし、燃料導入処理の実行中に気筒１１内で混合気が燃焼しない時期に火花放電を点火装置１９に行わせるようにしてもよい。例えば、ピストン１２が下死点近傍に位置するときに火花放電を行わせた場合、火花放電が行われた気筒１１内では混合気が燃焼されない。そのため、燃料導入処理の実行中に火花放電が実施しても、燃料噴射弁１７から噴射された燃料を未燃のまま気筒１１内から排気通路２１に流出させることができる。
【００８１】
・内燃機関の制御装置が適用される内燃機関は、気筒１１内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁である筒内噴射弁を備えるものであってもよい。この場合、燃料導入処理の実行中では、筒内噴射弁から燃料を気筒１１内に噴射させ、当該燃料を未燃のまま排気通路２１に流出させるようにしてもよい。これにより、未燃の燃料を三元触媒２２に導入させることができる。
【００８２】
・ハイブリッド車両のシステムは、モータの駆動によってクランク軸１４の回転速度を制御することができるのであれば、図１に示したシステムとは異なる別のシステムであってもよい。
【００８３】
・内燃機関の制御装置を、内燃機関以外の他の動力源を備えない車両に搭載される内燃機関を制御対象とする装置に具体化してもよい。このような車両に搭載される内燃機関でも、クランク軸１４が惰性で回転している状況下で気筒内での混合気の燃焼が停止されることがある。こうした燃焼停止期間中に、燃料導入処理の実行条件が成立すると、燃料導入処理が実行されるようになる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…内燃機関、１１…気筒、１２…ピストン、１３…コネクティングロッド、１４…クランク軸、１５…吸気通路、１６…スロットルバルブ、１７…燃料噴射弁、１８…吸気バルブ、１９…点火装置、２０…排気バルブ、２１…排気通路、２２…三元触媒、２３…フィルタ、２５…燃焼室、２６…クランクケース、２７…オイルパン、３１…第１ブローバイバス通路、３２…第２ブローバイガス通路、３３…ＰＣＶバルブ、４０…動力配分統合機構、４１…サンギア、４２…リングギア、４３…ピニオンギア、４４…キャリア、４５…リングギア軸、５０…リダクションギア、５１…サンギア、５２…リングギア、５３…ピニオンギア、６０…減速機構、６１…ディファレンシャル、６２…駆動輪、７１…第１モータジェネレータ、７２…第２モータジェネレータ、７５…第１インバータ、７６…第２インバータ、７７…バッテリ、８１…エアフロメータ、８２…水温センサ、８３…第１空燃比センサ、８４…第２空燃比センサ、８５…クランク角センサ、８６…アクセルペダルセンサ、８７…車速センサ、８８…パワースイッチ、１００…機関用制御装置、１１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、１２０…ＲＯＭ、１３０…ＲＡＭ、１４０…不揮発性メモリ、２００…車両用制御装置、３００…モータ用制御装置、４００…バッテリ監視装置、５００…ハイブリッド車両（車両）。
【図１】
2020023910.tif 000003
【図２】
2020023910.tif 000004
【図３】
2020023910.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020023910.tif 000007
【図６】
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