(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、バイオマス由来燃料を用いてリーンバーン運転可能な内燃機関において、エンジンオイル内から蒸発したバイオマス由来燃料が吸気系に流入したときにＮＯｘ排出量が増加することを抑制することを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、理論空燃比運転とリーンバーン運転とを切り替え可能であるとともに、バイオマス由来燃料を燃料の一部または全部として用いて運転可能な内燃機関の制御装置であって、エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、エンジンオイル温度がバイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
理論空燃比運転とリーンバーン運転とを切り替え可能であるとともに、バイオマス由来燃料を燃料の一部または全部として用いて運転可能な内燃機関の制御装置であって、
エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、
前記エンジンオイル温度が前記バイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転を禁止する禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定する希釈度合い取得手段を備え、
前記禁止手段は、前記エンジンオイル温度が前記所定温度まで上昇し、かつ前記希釈度合いが判定値を超える場合に、リーンバーン運転を禁止することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
希薄空燃比で運転可能であるとともに、バイオマス由来燃料を燃料の一部または全部として用いて運転可能な内燃機関の制御装置であって、
エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、
前記エンジンオイル温度が前記バイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転における点火時期を通常時に比して遅角する点火時期補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定する希釈度合い取得手段を備え、
前記点火時期補正手段は、前記エンジンオイル温度が前記所定温度まで上昇し、かつ前記希釈度合いが判定値を超える場合に、リーンバーン運転における点火時期を前記希釈度合いに応じて遅角することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
バイオマス由来燃料を含む第１の燃料と、前記バイオマス由来燃料の含有割合が前記第１の燃料より低いかまたはゼロである第２の燃料とを用いて、希薄空燃比で運転可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関への、前記第１の燃料および前記第２の燃料の供給比率を可変とする燃料供給比率可変手段と、
エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、
前記エンジンオイル温度が前記バイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、前記第２の燃料の供給比率を、通常時に比して低下させるか、またはゼロとする燃料供給比率制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定する希釈度合い取得手段を備え、
前記燃料供給比率制御手段は、前記エンジンオイル温度が前記所定温度まで上昇し、かつ前記希釈度合いが判定値を超える場合に、前記第２の燃料の供給比率を、通常時に比して低下させるか、またはゼロとすることを特徴とする請求項５記載の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。
【背景技術】
【０００２】
エンジンオイルが燃料で希釈される現象（オイルの燃料希釈）が知られている。オイルの燃料希釈は、インジェクタから噴射された燃料が霧化しにくい冷間時等において、その燃料がシリンダボア壁面の油膜に混入することなどによって生ずる。
【０００３】
オイルパン内のエンジンオイルの温度が上昇すると、エンジンオイル内の燃料が蒸発することにより、クランクケース内に蒸発燃料が発生する。この蒸発燃料は、ブローバイガス還元装置により、エンジンの吸気通路に戻される。
【０００４】
ガソリンは、沸点の異なる多種の成分の混合物である。したがって、エンジンオイルを希釈しているガソリンが蒸発する場合には、エンジンオイル温度の上昇に伴って低沸点成分から順次蒸発する。つまり、エンジンオイルに混入しているガソリンは、エンジンオイル温度の上昇に伴って少しずつ蒸発していく。このため、ブローバイガス還元装置によってクランクケースからエンジンの吸気通路に戻される蒸発ガソリンの量も少しずつであるので、それほど大きな空燃比のずれが生ずることはない。
【０００５】
ところで、バイオマスから生産される燃料（ここではエタノールとする）を自動車用エンジンの燃料として用いる動きが広まっている。このエンジンでは、エンジンオイルがエタノールで希釈される。エタノールは、特定の沸点を有する単一の成分である。このため、このエンジンでは、エンジンオイル温度がエタノールの沸点付近になったときに、エンジンオイル内のエタノールが一斉に蒸発する。そして、その一斉に蒸発したエタノールがブローバイガス還元装置によってエンジンの吸気通路に戻されると、筒内空燃比がリッチ側へ大きくずれ易い。
【０００６】
特開平７−２７００４号公報には、クランクケース内で蒸発したアルコールが吸気系に還元されることに伴う空燃比減少に起因するエンジンの燃焼不安定状態を抑制するため、エンジン水温がアルコールの沸点に達した時期から所定期間の間は、空燃比フィードバック制御を強制的に停止させる異常判定手段の異常判定を禁止するアルコールエンジンの制御装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２７００４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９７５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、理論空燃比より希薄な空燃比でエンジンを運転するリーンバーン運転状態においては、三元触媒でＮＯｘを十分に浄化することができない。このため、エンジンから排出されるＮＯｘの量自体を十分に少なくすることが必要である。そして、リーンバーン運転状態では、空燃比がリッチになるほど、エンジンからのＮＯｘ排出量が増大する。
【０００９】
このようなことから、エタノールを使用するエンジンがリーンバーン運転をしているときに、エンジンオイルから蒸発したエタノールによって空燃比がリッチ側にずれた場合には、エンジンからのＮＯｘ排出量が増大し易いという問題がある。
【００１０】
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、バイオマス由来燃料を用いてリーンバーン運転可能な内燃機関において、エンジンオイル内から蒸発したバイオマス由来燃料が吸気系に流入したときにＮＯｘ排出量が増加することを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、
理論空燃比運転とリーンバーン運転とを切り替え可能であるとともに、バイオマス由来燃料を燃料の一部または全部として用いて運転可能な内燃機関の制御装置であって、
エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、
前記エンジンオイル温度が前記バイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転を禁止する禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定する希釈度合い取得手段を備え、
前記禁止手段は、前記エンジンオイル温度が前記所定温度まで上昇し、かつ前記希釈度合いが判定値を超える場合に、リーンバーン運転を禁止することを特徴とする。
【００１３】
また、第３の発明は、
希薄空燃比で運転可能であるとともに、バイオマス由来燃料を燃料の一部または全部として用いて運転可能な内燃機関の制御装置であって、
エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、
前記エンジンオイル温度が前記バイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転における点火時期を通常時に比して遅角する点火時期補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定する希釈度合い取得手段を備え、
前記点火時期補正手段は、前記エンジンオイル温度が前記所定温度まで上昇し、かつ前記希釈度合いが判定値を超える場合に、リーンバーン運転における点火時期を前記希釈度合いに応じて遅角することを特徴とする。
【００１５】
また、第５の発明は、
バイオマス由来燃料を含む第１の燃料と、前記バイオマス由来燃料の含有割合が前記第１の燃料より低いかまたはゼロである第２の燃料とを用いて、希薄空燃比で運転可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関への、前記第１の燃料および前記第２の燃料の供給比率を可変とする燃料供給比率可変手段と、
エンジンオイル温度を検出または推定する油温取得手段と、
前記エンジンオイル温度が前記バイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、前記第２の燃料の供給比率を、通常時に比して低下させるか、またはゼロとする燃料供給比率制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定する希釈度合い取得手段を備え、
前記燃料供給比率制御手段は、前記エンジンオイル温度が前記所定温度まで上昇し、かつ前記希釈度合いが判定値を超える場合に、前記第２の燃料の供給比率を、通常時に比して低下させるか、またはゼロとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、エンジンオイル温度がバイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転を禁止することができる。これにより、エンジンオイルを希釈しているバイオマス由来燃料の蒸発に伴う空燃比のリッチずれが生じた場合に、強制的に理論空燃比運転を行うことができる。このため、三元触媒でＮＯｘを浄化することができるので、エンジンオイルを希釈しているバイオマス由来燃料が蒸発した際に、大気中へのＮＯｘ放出量が増加することを確実に抑制することができる。
【００１８】
第２の発明によれば、バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定することができる。そして、エンジンオイル温度が上記所定温度まで上昇し、かつエンジンオイル希釈度合いが判定値を超える場合に、リーンバーン運転を禁止することができる。このため、エンジンオイル希釈度合いが比較的小さく、空燃比のリッチずれ幅が比較的小さいことが予想される場合には、熱効率の高いリーンバーン運転を許容することができるので、燃費性能を向上することができる。
【００１９】
第３の発明によれば、エンジンオイル温度がバイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、リーンバーン運転における点火時期を通常時に比して遅角することができる。これにより、エンジンオイルを希釈しているバイオマス由来燃料の蒸発に伴う空燃比のリッチずれによって生じる点火時期の過進角を修正することができる。このため、エンジンオイルを希釈しているバイオマス由来燃料が蒸発した際に、ＮＯｘ排出量が増加することを確実に抑制することができる。
【００２０】
第４の発明によれば、バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定することができる。そして、エンジンオイル温度が上記所定温度まで上昇し、かつエンジンオイル希釈度合いが判定値を超える場合に、リーンバーン運転における点火時期をエンジンオイル希釈度合いに応じて遅角することができる。このため、エンジンオイル希釈度合いが小さく、空燃比のリッチずれ幅が小さいことが予想される場合には、不要な点火時期遅角を回避することができる。また、点火時期遅角が必要な場合には、エンジンオイル希釈度合いに応じて点火時期遅角量が設定されるので、予想される空燃比ずれ幅に応じた適切な点火時期遅角を実行することができる。
【００２１】
第５の発明によれば、バイオマス由来燃料を含む第１の燃料と、バイオマス由来燃料の含有割合が第１の燃料より低いかまたはゼロである第２の燃料との供給比率を可変とする内燃機関において、エンジンオイル温度がバイオマス由来燃料の沸点付近の所定温度まで上昇した場合に、第２の燃料の供給比率を、通常時に比して低下させるか、またはゼロとすることができる。内燃機関からのＮＯｘ排出量は、第２の燃料の供給比率が低いほど、少なくなる。第５の発明によれば、エンジンオイルを希釈しているバイオマス由来燃料の蒸発に伴う空燃比のリッチずれが生じた場合であっても、第２の燃料の供給比率を低くすることにより、ＮＯｘ排出量の増加を確実に抑制することができる。
【００２２】
第６の発明によれば、バイオマス由来燃料によるエンジンオイルの希釈度合いを検出または推定することができる。そして、エンジンオイル温度が上記所定温度まで上昇し、かつエンジンオイル希釈度合いが判定値を超える場合に、第２の燃料の供給比率を、通常時に比して低下させるか、またはゼロとすることができる。このため、エンジンオイル希釈度合いが小さく、空燃比のリッチずれ幅が小さいことが予想される場合には、燃料供給比率を不必要に変更することを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２４】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
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図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、エタノールを燃料として運転可能な火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０には、吸気通路１２および排気通路１４がそれぞれ接続されている。
【００２５】
吸気通路１２には、吸入空気量を調節するスロットル弁１６が設置されている。スロットル弁１６の下流側には、吸気通路１２内にエタノールを噴射する燃料インジェクタ１８が設置されている。この燃料インジェクタ１８へは、エタノールタンク２０に貯留されたエタノールが図示しない燃料ポンプによって圧送される。なお、本発明における内燃機関は、図示の構成に限らず、筒内に直接に燃料を噴射する筒内噴射式のものであってもよい。
【００２６】
このような内燃機関１０は、理論空燃比近傍の空燃比で燃料を燃焼させる理論空燃比運転と、理論空燃比より希薄な空燃比で燃料を燃焼させるリーンバーン運転とを切り替え可能になっている。このリーンバーン運転は、均質燃焼によるもの、成層燃焼によるもの、の何れでもよい。
【００２７】
排気通路１４には、排気ガスを浄化する触媒２２が設置されている。触媒２２は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリーンである場合には、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはそれよりリッチである場合には、吸蔵されているＮＯｘを還元浄化して放出する機能を有している。また、触媒２２は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍である場合には、三元触媒として機能する。
【００２８】
内燃機関１０のオイルパン２４には、エンジンオイル温度を検出する油温センサ２６と、エタノールによるエンジンオイルの希釈度合い（エンジンオイル中のエタノール濃度）を検出する燃料希釈センサ２８とが設置されている。
【００２９】
また、図示を省略するが、内燃機関１０は、点火時期を可変とする点火装置と、ＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）バルブを通してブローバイガスを吸気通路１２に戻すことのできるブローバイガス還元装置とを備えている。
【００３０】
本システムは、更に、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０には、スロットル弁１６、燃料インジェクタ１８、点火装置等の各種アクチュエータと、油温センサ２６、燃料希釈センサ２８等の各種センサとが電気的に接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ５０は、理論空燃比運転とリーンバーン運転とを、内燃機関１０の運転状態に応じて（例えば、低負荷側はリーンバーン運転、高負荷側は理論空燃比運転）、あるいは触媒２２の状態に応じて（例えば、通常時はリーンバーン運転、リッチスパイク時は理論空燃比運転）、切り替える。
【００３２】
理論空燃比運転時、ＥＣＵ５０は、排気通路１４に設けられた図示しない酸素センサあるいは空燃比センサの検出信号を用いて、空燃比が理論空燃比となるように、空燃比フィードバック制御を実行する。
【００３３】
［実施の形態１の特徴］
内燃機関１０では、特に冷間時等において、噴射されたエタノールがシリンダボア壁面の油膜に混入することなどにより、エンジンオイルがエタノールで希釈される現象が生じ易い。エンジンオイル温度がエタノールの沸点（７８℃）付近まで上昇すると、エンジンオイル内のエタノールが一斉に蒸発する。この蒸発したエタノールは、ブローバイガス還元装置によって吸気通路１２に戻される。このため、エンジンオイル内のエタノールが蒸発したときに、筒内空燃比がリッチ側へずれ易い。
【００３４】
図２は、内燃機関１０のＮＯｘ排出量および点火時期と、空気過剰率λとの関係を示す図である。ここでのＮＯｘ排出量とは、内燃機関１０から排出されるＮＯｘの量、つまり触媒２２に流入するＮＯｘの量である。また、理論空燃比運転のときはλ≒１であり、リーンバーン運転のときはλ＞１である。
【００３５】
図２（ｂ）中の曲線は、最適点火時期のグラフである。このグラフに示すように、空気過剰率λが大きくなるほど、最適点火時期は早くなる。これは、空気過剰率λが大きくなるほど、燃焼速度が遅くなるので、点火を早める必要があるからである。
【００３６】
図２（ａ）中の曲線は、点火時期を図２（ｂ）に示す最適点火時期とした場合のＮＯｘ排出量のグラフである。このグラフに示すように、リーンバーン運転状態では、空気過剰率λが小さくなるほど、ＮＯｘ排出量が大きくなる。リーンバーン運転時は、三元触媒作用によってＮＯｘを浄化することができず、触媒２２にＮＯｘを溜めておかなくてはならないので、内燃機関１０から排出されるＮＯｘの量を十分に低減する必要がある。図２（ａ）中の直線は、そのような要請から設定される、リーンバーン運転時のＮＯｘ排出量許容値を示している。
【００３７】
本実施形態の内燃機関１０は、リーンバーン運転時、λ＝１．４を目標空気過剰率として運転される。よって、内燃機関１０がリーンバーン運転をしている場合には、ＮＯｘ排出量、点火時期、および熱効率は、通常、図２中の白い丸印で示すようになる。
【００３８】
しかしながら、リーンバーン運転時にエンジンオイルからエタノールが蒸発すると、上述したように、空燃比がリッチ側にずれる。つまり、空気過剰率λが１．４よりも小さくなる。このとき、実際のＮＯｘ排出量および点火時期は、図２中の網掛けの丸印で示すようになる。すなわち、点火時期については、図２（ｂ）に示すように、空燃比がリッチ側にずれると、実際に設定されている点火時期は、最適点火時期よりも進角した状態になる。このことを以下「過進角」と称する。一般に、点火時期を進角するほど、燃焼ガス温度が高くなるので、ＮＯｘ排出量が多くなる。このため、図２（ａ）に示すように、空燃比がリッチ側にずれると、ＮＯｘ排出量は、空燃比のリッチずれに起因する増加分に加えて、点火時期の過進角による増加分が更に上乗せされる。その結果、ＮＯｘ排出量が許容値を超えてしまう。
【００３９】
上記のような事態を防止するために、本実施形態では、エンジンオイルからエタノールが蒸発するとき、つまりエンジンオイル温度がエタノールの沸点付近まで上昇したときには、リーンバーン運転を一時的に禁止して、強制的に理論空燃比運転を行わせることとした。理論空燃比運転であれば、空燃比フィードバック制御が可能であるので、エンジンオイルから蒸発したエタノールが吸気通路１２に導入されても、空燃比を理論空燃比近傍に制御することができる。そして、理論空燃比近傍の排気ガスであれば、触媒２２での三元触媒作用によってＮＯｘを十分に浄化することができるので、ＮＯｘ排出量が問題となることはない。
【００４０】
エンジンオイルからエタノールが蒸発した場合の空燃比のずれ幅は、エンジンオイル中のエタノール量に応じて異なる。すなわち、エタノールによる希釈度合いが高い場合には、空燃比ずれ幅は大きくなり、エタノールによる希釈度合いが小さい場合には、空燃比ずれ幅は小さくなる。
【００４１】
リーンバーン運転時にエンジンオイルから蒸発したエタノールによって空燃比がリッチ側にずれたときに、そのずれ幅が小さければ、点火時期を遅角して過進角を修正することで、ＮＯｘ排出量を許容値以下に抑えることができる場合もある。図３は、そのような場合のＮＯｘ排出量、点火時期、および熱効率（燃費）を説明するための図である。図３中、白い丸印は空燃比のリッチずれが生ずる前の状態を示し、網掛け丸印は空燃比のリッチずれによって点火時期が過進角になった状態を示し、黒い丸印は点火時期を遅角して点火時期の過進角を修正した状態を示す。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、リーンバーン運転時に空燃比がリッチ側にずれると、点火時期の過進角が生ずる（白い丸印→網掛け丸印）。このとき、点火時期を遅角すれば、点火時期を適正化することができる（黒い丸印）。図３（ａ）に示すように、点火時期が過進角の状態（網掛け丸印）では、ＮＯｘ排出量が許容値を超えているが、点火時期を遅角して適正化すれば（黒い丸印）、ＮＯｘ排出量を許容値以下に抑えることができる。
【００４３】
図３（ｃ）に示すように、リーンバーン運転時の熱効率は、理論空燃比運転時の熱効率よりも高い。図３の場合には、エンジンオイルからエタノールが蒸発する際にも理論空燃比運転に切り替えずにリーンバーン運転を継続することができる。このため、より良好な燃費性能が得られる。
【００４４】
［実施の形態１における具体的処理］
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンによれば、まず、エタノールによるエンジンオイルの希釈度合いが判定される（ステップ１００）。具体的には、燃料希釈センサ２８の信号に基づいてエンジンオイルの希釈率が算出され、その希釈率が所定の閾値αおよびβ（ただし、α＜β）と比較される。
【００４５】
希釈率が閾値βより大きい場合には、エンジンオイルに含まれるエタノールの量が多いと判断できる。よって、エンジンオイル中のエタノールが蒸発した場合には空燃比のリッチずれ幅が大きくなるので、点火時期の過進角を補正するだけではＮＯｘ排出量を許容値以下に抑えることは困難であろうと予想できる。つまり、図２に示すような状況になると予想できる。そこで、この場合には、油温センサ２６で検出されるエンジンオイル温度が、エタノールの沸点である７８℃付近の所定温度（以下「蒸発判定温度」と称する）まで上昇したことが認められたときに（ステップ１０２）、リーンバーン運転が禁止される（ステップ１０４）。これにより、強制的に理論空燃比運転が行われる。このため、エンジンオイルから蒸発したエタノールが吸気通路１２に流入しても、空燃比フィードバック制御によって空燃比が理論空燃比近傍に維持されるので、ＮＯｘを触媒２２で十分に浄化することができる。よって、大気中へのＮＯｘの放出を十分に抑制することができる。
【００４６】
一方、上記ステップ１００で、エンジンオイルの希釈率が閾値βよりは小さく、閾値αよりは大きいことが認められた場合には、エンジンオイルに含まれるエタノールの量は中程度であると判断できる。よって、そのエタノールが蒸発した場合の空燃比のリッチずれ幅も中程度であるので、点火時期の過進角を補正すればＮＯｘ排出量を許容値以下に抑えることができると予想できる。つまり、図３に示すような状況になると予想できる。そこで、この場合には、油温センサ２６で検出されるエンジンオイル温度が蒸発判定温度まで上昇したことが認められたときに（ステップ１０６）、まず、点火遅角量が算出される（ステップ１０８）。エンジンオイルの希釈率が高いほど、エンジンオイルから蒸発するエタノール量が多くなるので、空燃比のずれ幅も大きくなる。よって、点火時期の過進角を修正するために必要な遅角量も大きくなる。そこで、このステップ１０８においては、希釈率が高い場合ほど、点火遅角量が大きく算出される。点火遅角量が算出されると、続いて、その点火遅角量の分だけ、点火時期の遅角が実行される（ステップ１１０）。これにより、図３（ａ）に示すように、ＮＯｘ排出量を許容値以下に抑えることができる。また、点火時期の過進角を回避することができるので、機関負荷が比較的高い場合であっても、過進角によるノッキングが発生することを確実に防止することができる。更に、理論空燃比運転に切り替えることなく、リーンバーン運転を継続することができるので、燃費の悪化を回避することができる。
【００４７】
また、上記ステップ１００で、エンジンオイルの希釈率が閾値αより小さいことが認められた場合には、エンジンオイルに含まれるエタノールの量は僅かであると判断できる。よって、エンジンオイルからエタノールが蒸発した場合の空燃比のリッチずれ幅も僅かであり、何らの補正を行わなくても問題ないと予想できる。そこで、この場合には、今回のルーチン処理がそのまま終了される。
【００４８】
なお、エンジンオイル中のエタノールが全部蒸発し終わった後は、上記ステップ１０４のリーンバーン禁止や上記ステップ１１０の点火遅角を実行する必要はない。そこで、本実施形態では、エンジンオイル温度が蒸発判定温度に達してからの経過時間や積算吸入空気量などに基づいてエンジンオイルからのエタノールの蒸発終了を判定し、エタノールの蒸発が終了したと認められた場合には、上記ステップ１０４のリーンバーン禁止や上記ステップ１１０の点火遅角を解除することが好ましい。
【００４９】
また、本実施形態では、エンジンオイル温度を油温センサ２６によって直接に検出しているが、本発明では、冷却水温度をエンジンオイル温度として代用したり、内燃機関１０の運転状態からエンジンオイル温度を推定したりするようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、エタノールによるエンジンオイルの希釈度合いを燃料希釈センサ２８によって検出しているが、本発明では、内燃機関１０の運転条件の履歴等に基づいてエンジンオイルの希釈度合いを推定するようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、バイオマス由来燃料としてエタノールを用いる場合について説明したが、本発明は、エタノール以外の各種のバイオマス由来燃料を用いる内燃機関の制御に適用可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、内燃機関がバイオマス由来燃料（エタノール）１００％の燃料で運転される場合について説明したが、本発明は、バイオマス由来燃料と化石燃料との混合燃料を用いる内燃機関や、複数種類の燃料（バイオマス由来燃料を含む燃料と含まない燃料、あるいはバイオマス由来燃料の含有濃度の異なる２種以上の燃料）を別々の燃料タンクに貯蔵し、それらの燃料の供給比率を変えながら運転される内燃機関などにも同様に適用することが可能である。
【００５３】
また、上述した実施の形態１においては、油温センサ２６が前記第１および第３の発明における「油温取得手段」に、燃料希釈センサ２８が前記第２および第４の発明における「希釈度合い取得手段」に、閾値βが前記第２の発明における「判定値」に、閾値αが前記第４の発明における「判定値」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「禁止手段」が、上記ステップ１０８および１１０の処理を実行することにより前記第３および第４の発明における「点火時期補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
実施の形態２．
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００５５】
［システム構成の説明］
図５は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。なお、図５において、図１に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図５に示すように、実施の形態２の内燃機関１０は、エタノールとガソリンとの両方を用いて運転可能になっている。すなわち、吸気通路１２には、エタノールを噴射する第１の燃料インジェクタ１８に加えて、ガソリンを噴射する第２の燃料インジェクタ３０が設置されている。この第２の燃料インジェクタ３０へは、ガソリンタンク３２に貯留されたガソリンが図示しない燃料ポンプによって圧送される。
【００５６】
ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の運転状態等に応じて、内燃機関１０に対するエタノールとガソリンとの供給比率、つまり第１の燃料インジェクタ１８からエタノール噴射量と、第２の燃料インジェクタ３０からのガソリン噴射量との比率を変化させることができる。
【００５７】
［実施の形態２の特徴］
図６は、ＮＯｘ排出量、点火時期、および熱効率と、空気過剰率λとの関係を示す図である。図６中、細い実線の曲線は、内燃機関１０に対する燃料供給比率をガソリン１００％とした場合のグラフであり、太い実線の曲線は、内燃機関１０に対する燃料供給比率をエタノール１００％とした場合のグラフである。
【００５８】
図６（ａ）に示すように、エタノールを燃料とした場合の方が、ガソリンを燃料とした場合に比べ、ＮＯｘ排出量を少なくすることができる。ガソリン１００％でリーンバーン運転をしているとき（図６（ａ）中の白い丸印）に、エンジンオイルからエタノールが蒸発して空燃比がリッチずれしたときには、点火時期の過進角を修正した場合であっても、ＮＯｘ排出量が許容値を超えてしまうことがある（図６（ａ）中の黒い丸印）。そこで、本実施形態では、エンジンオイルからエタノールが蒸発するときには、内燃機関１０に供給する燃料をエタノールに切り替えることとした。これにより、ＮＯｘ排出量を許容値以下に抑えることができる（図６（ａ）中の網掛け丸印）。
【００５９】
また、ガソリン１００％でリーンバーン運転をしているとき（特に、負荷が比較的高いとき）に空燃比がリッチずれしたときには、点火時期が過進角状態になることにより、ノッキングが起き易くなる（図２（ｂ）参照）。一方、エタノールは、ガソリンよりオクタン価が高く、耐ノック性に優れる。本実施形態では、エンジンオイルからエタノールが蒸発するときに、内燃機関１０に供給する燃料をエタノールに切り替えることにより、上記のようなノッキングの発生を確実に抑制することができる。
【００６０】
また、図６（ｃ）に示すように、エタノールを燃料とした場合には、ガソリンを燃料とした場合よりも、高い熱効率が得られる。本実施形態では、エンジンオイルからエタノールが蒸発するときに、内燃機関１０に供給する燃料をエタノールに切り替えることにより、熱効率の低下を抑制することができ、優れた燃費性能が得られる。
【００６１】
［実施の形態２における具体的処理］
図７は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図７において、図４に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００６２】
図７に示すルーチンによれば、ステップ１００において、エンジンオイルの希釈率が閾値βよりは小さく閾値αよりは大きいことが認められた場合には、油温センサ２６で検出されるエンジンオイル温度が蒸発判定温度まで上昇したことが認められたときに（ステップ１０６）、まず、点火時期の過進角を修正するために必要な点火遅角量が算出される（ステップ１０８）。このステップ１０８では、図６（ｂ）中のエタノールの点火時期マップを用いて点火遅角量が算出される。次いで、その点火遅角量の分だけ、点火時期の遅角が実行される（ステップ１１０）。続いて、内燃機関１０に対する燃料供給比率がエタノール１００％に切り替えられる。つまり、第２の燃料インジェクタ３０からのガソリン噴射が停止され、第１の燃料インジェクタ１８から噴射されるエタノールだけで内燃機関１０が運転される。
【００６３】
上述した実施の形態２においては、エタノールが前記第５の発明における「第１の燃料」に、ガソリンが前記第５の発明における「第２の燃料」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、第１の燃料インジェクタ１８からのエタノール噴射量と第２の燃料インジェクタ３０からガソリン噴射量とを制御することにより前記第５の発明における「燃料供給比率可変手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第５の発明における「燃料供給比率制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００６４】
なお、上述した実施の形態２においては、第１の燃料がエタノール１００％である場合について説明したが、本発明では、第１の燃料がバイオマス由来燃料と化石燃料との混合燃料であってもよい。また、第２の燃料も、ガソリン１００％に限定されるものではない。すなわち、第２の燃料は、バイオマス由来燃料と化石燃料との混合燃料であって、第１の燃料と比べてバイオマス由来燃料の濃度が低い燃料であってもよい。
【００６５】
また、図７に示すルーチンでは、上記ステップ１１２において、第２の燃料の供給を停止して、第１の燃料のみで内燃機関を運転するようにしているが、本発明では、第２の燃料の供給比率を通常時と比べて低下させるだけにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】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図である。
【図２】ＮＯｘ排出量および点火時期と、空気過剰率λとの関係を示す図である。
【図３】ＮＯｘ排出量、点火時期、および熱効率と、空気過剰率λとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。
【図６】ＮＯｘ排出量、点火時期、および熱効率と、空気過剰率λとの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６  スロットル弁
１８  燃料インジェクタ
２４  オイルパン
２６  油温センサ
２８  燃料希釈センサ
３０  第２の燃料インジェクタ
５０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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