(57)【要約】【課題】エンジンの安定したアイドル状態を実現し、排気エミッションの悪化を抑制することを課題とする。【解決手段】エンジン制御装置は、水温Ｔｗ、オイル希釈度Ｃｄ、アルコール濃度Ｃａをアイドルストップ制御マップにあてはめて、アイドルを強制終了するか否かの判断を行う。アイドルストップ制御マップは、横軸に冷却水の水温Ｔｗ、縦軸にオイル希釈度Ｃｄをとってあり、その中に閾値を示す線分が引かれている。線分は、同じオイル希釈度Ｃｄであっても水温Ｔｗが高くなるほどアイドルストップ強制領域に入りやすくなるように右下がりの傾きを持って描かれている。閾値は、燃料中のアルコール濃度Ｃａによって異なる傾きの線分が準備されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンオイルのオイル希釈度を検出するオイル希釈度検出手段と、
検出された前記オイル希釈度に対応した閾値に基づいてエンジンのアイドルストップを行うアイドルストップ手段と、
を、備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン制御装置において、
エンジンの冷却水温又はこれと相関関係を有する温度を測定する測温手段を備え、
前記アイドルストップ手段は、前記測温手段の測定結果に応じて前記閾値を変更することを特徴としたエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジン制御装置において、
前記燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段を備え、
前記アイドルストップ手段は、前記アルコール濃度に応じて前記閾値を変更することを特徴としたエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリンエンジンにおいてエンジンオイルへの燃料の希釈がみられる。特に筒内へ直接燃料を噴射するいわゆる直噴エンジンや、アルコールが混入した燃料が用いられる車両（ＦＦＶ；Flexible Fuel Vehicle）ではこのようなエンジンオイルへの燃料の希釈が顕著に発生することがわかっている。
【０００３】
このようにエンジンオイルを希釈した燃料は、特に、エンジン暖機直後で、燃料噴射量の非常に少ないアイドル運転時にブローバイガス還元装置（ＰＣＶ；Positive  Crankcase  Ventilation）を通じて吸気系へ再供給され、燃料噴射に供される。このため、燃料噴射は補正制御が必要となる。この補正制御は、オイル希釈燃料量を正確に把握することが必要となる。
【０００４】
特許文献１には、オイル希釈燃料量を精度良く推定することを課題として、以下のような構成が開示されている。
すなわち、ピストンとシリンダとの隙間から漏れ出してエンジンオイルを希釈するオイル希釈燃料量を算出／更新し、更新されたオイル希釈燃料量を記憶する内燃機関の制御装置において、運転状態からオイル希釈燃料量の増加量を算出する増加量算出手段と、運転状態及び排気空燃比偏差からオイル希釈燃料量の減少量を算出する減少量算出手段と、増加量算出手段で算出されたオイル希釈燃料量の増加量と、減少量算出手段で算出されたオイル希釈燃料量の減少量と、を積算してオイル希釈燃料量を算出するオイル希釈燃料量算出手段と、を有する構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１６４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された構成によれば、燃料噴射における補正制御の精度を向上させることができると考えられる。
しかしながら、オイルを希釈するオイル希釈燃料量が一定量を越えると制御が困難となり、排気エミッションを悪化させるおそれがある。また、ＦＦＶにおいては、パージされるミスト中に含まれるアルコール成分が大きくなると、制御の安定を損なう。
【０００７】
そこで、本発明は、安定したアイドル状態を実現し、排気エミッションの悪化を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決する本発明のエンジン制御装置は、エンジンオイルのオイル希釈度を検出するオイル希釈度検出手段と、検出された前記オイル希釈度に対応した閾値に基づいてエンジンのアイドルストップを行うアイドルストップ手段と、を、備えたことを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、不安定なアイドル状態を排除し、また、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【０００９】
このようなエンジン制御装置では、エンジンの冷却水温又はこれと相関関係を有する温度を測定する測温手段を備え、前記アイドルストップ手段は、前記測温手段の測定結果に応じて前記閾値を変更する構成とすることもできる（請求項２）。エンジンの暖機が進行するとオイル希釈燃料の影響が大きくなることを考慮した構成である。ここで、エンジンの暖機進行を把握するパラメータとして、エンジンの冷却水温度や、これと相関関係を有する温度、例えば、油温や、シリンダブロックの温度、シリンダヘッドの温度等を挙げることができる。これらの温度が高いときは、同一のオイル希釈度の場合であっても、アイドルストップを強制する制御を行う。このような構成とすることにより、不安定なアイドル状態を排除し、これとともに、排気エミッションの悪化を抑制することができる。さらに、アイドルストップを強制して排気エミッションの悪化を抑制することにより、エンジン設計において、エンジンオイルに燃料が混入するオイル希釈に対する許容限界を緩和することが可能となる。すなわち、エンジン設計の自由度が増す。この結果、エンジンの出力向上、燃焼変動改善等を重視した設計を行いやすくなる。
【００１０】
アルコールが混入した燃料が用いられるＦＦＶにおいてオイル希釈が生じると、その燃料に含まれるアルコールの濃度もアイドリングの安定性に影響を及ぼすと考えられる。そこで、前記のようなエンジン制御装置では、前記燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段を備え、前記アイドルストップ手段は、前記アルコール濃度に応じて前記閾値を変更する構成とすることが望ましい（請求項３）。すなわち、アルコールの燃料性状を考慮したオイル希釈燃料の蒸発特性に基づいてアイドルストップ制御を行うことにより、より適切な排気エミッション抑制を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエンジン制御装置によれば、オイル希釈によってアイドリングが不安定になるような場合に、アイドリングをストップするようにしたので、アイドリングが不安定となるときに生じるエミッションの悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のエンジン制御装置を組み込んだエンジン１の概略構成を示した説明図である。エンジン１は、複数の気筒２を有する筒内噴射ガソリンエンジンであるが、図１では、複数気筒のうちの１気筒のみを示している。エンジン１は、ガソリンとアルコールが混合された燃料が使用されるＦＦＶに対応するものとなっている。
【００１４】
エンジン１は、ピストン４が摺動可能に内装されたシリンダブロック６を備えている。ピストン４は、クランク機構を介してクランク軸８と接続されている。クランク軸８の近傍には、クランク角センサ１０が設けられている。クランク角センサ１０は、クランク軸８の回転角度を検出するように構成されている。シリンダブロック６の下側には、クランクケースの一部をなし、エンジンオイル１２を貯留するオイルパン１４が装着されている。オイルパン１４には、貯留されたエンジンオイル１２の粘度μを検出するオイル粘度センサ１６、エンジンオイル１２の温度Ｔｏを検出するオイル温度センサ１８が装着されている。また、シリンダブロック６には、ウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内を流通する冷却水の温度を測定する水温センサ３７が装着されている。この水温センサ３７は、本発明における測温手段に相当する。
【００１５】
エンジン１は、シリンダブロック６の上側にシリンダヘッド２０が組み付けられている。ピストン４上面からシリンダヘッド２０までの空間は燃焼室２２を形成している。シリンダヘッド２０には、燃焼室２２内に直接燃料を噴射するインジェクタ２４が設けられている。また、シリンダヘッド２０には、燃焼室２２内の混合気に点火する点火プラグ２６が装着されている。インジェクタ２４には、燃料タンク３１内の燃料が燃料パイプ３５を通じて、燃料ポンプ３３により供給されるようになっている。燃料パイプ３５には、燃料中のアルコール濃度を検出する本発明におけるアルコール濃度検出手段に相当するアルコール濃度センサ３２が装着されている。このアルコール濃度センサ３２は、燃料中のアルコール濃度を誘電率の変化等に基づいて検出する静電容量型のセンサとなっている。
【００１６】
シリンダヘッド２０は、燃焼室２２と連通する吸気ポート２８を備えている。吸気ポート２８と燃焼室２２との接続部には吸気バルブ３０が設けられている。吸気ポート２８には、吸気通路３４が接続されている。吸気通路３４の途中にはサージタンク３６が設けられている。サージタンク３６の上流にはスロットルバルブ３８が装着されている。スロットルバルブ３８は、スロットルモータ３９により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ３８は、アクセル開度センサ４２により検出されるアクセル開度ＡＡに基づいて駆動される。スロットルバルブ３８の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ４０が設けられている。スロットルバルブ３８の上流には、エアフロメータ４４が設けられている。エアフロメータ４４は吸入空気量Ｇａを検出するように構成されている。エアフロメータ４４の上流にはエアクリーナ４６が装着されている。
【００１７】
また、シリンダヘッド２０は、燃焼室２２と連通する排気ポート４８を備えている。排気ポート４８と燃焼室２２との接続部には排気バルブ５０が設けられている。排気ポート５０には排気通路５４が接続されている。排気通路５４には、排気ガスを浄化する触媒５６が設けられている。触媒５６の上流には、排気空燃比を検出する空燃比センサ５８が設けられている。
【００１８】
エンジン１は、エンジン各部の主要な制御を行うＥＣＵ（Electronic  control  unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、インジェクタ２４、点火プラグ２６、スロットルモータ３９等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ１０、オイル粘度センサ１６、オイル温度センサ１８、スロットル開度センサ４０、アクセル開度センサ４２、エアフロメータ４４、空燃比センサ５８等が接続されている。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。また、ＥＣＵ６０は、排気空燃比に基づいて、燃料噴射量を増減補正する空燃比フィードバック制御を実行する。このようなＥＣＵ６０は、本発明におけるアイドルストップ手段の機能も果たす。すなわち、図２にそのフロー図の一例を示すアイドルストップ制御に関するプログラムを格納しており、図３に示すようなアイドルストップ制御マップを記憶している。また、オイル粘度センサ１６、オイル温度センサ１８及びＥＣＵ６０は協働して本発明におけるオイル希釈度検出手段の機能を果たす。すなわち、ＥＣＵ６０には、オイル希釈が発生していないときのオイル粘度μの適正値をオイル温度毎に定めたマップが記憶されている。該マップを参照して現在のオイル温度Ｔ０でのオイル粘度の適正値を読み出すことができ、この適正値と現在のオイル粘度μとを比較することで、「オイル希釈度」を求めることができる。適正値と現在のオイル粘度μとの差分が大きいほど、オイル希釈度も大きくなる。
【００１９】
さらに、エンジン１内部には、オイルパン１４内に貯留したエンジンオイル１２をエンジン各部に循環させるオイル循環経路が形成されている。このエンジン潤滑系路は、オイルパン１４と、図示しないオイル供給装置を備えて構成される。このオイル供給装置は、オイルポンプ、フィルタ、オイルジェット機構等を備えている。オイルパン１４内のオイルは、フィルタを介してオイルポンプにより吸引され、オイルジェット機構に供給される。ピストン４と気筒内周面（ボア）との間を潤滑するにあたっては、オイルジェット機構に供給されたエンジンオイル１２が、この機構から気筒内周面に供給される。その後、エンジンオイル１２はピストンが往復動するのに伴って気筒内周面からその下方にかき落とされ、最終的にオイルパン１４に戻される。そして、このかき落とされたエンジンオイル１２はオイルパン１４内のオイル１２と混合された後、再びエンジン１の潤滑に供される。
【００２０】
一方、インジェクタ２４は、直接にエンジン１の燃焼室に開口するように装着され、燃料ポンプ３３で加圧した燃料を直接に筒内に噴射する。エンジン１の冷間時にあっては、気筒内における燃料の霧化が促進され難いために、インジェクタ２４から噴射された燃料がピストン４の頂面（ピストン頂面）や気筒内周面（シリンダ内周面（ボア））に多量に付着してしまう傾向がある。このため、冷間時において通常は、燃料噴射時期を吸気行程中に設定し（吸気行程噴射）、燃料噴射からその点火までの期間を極力長く確保して、噴射燃料の霧化を促進することが行われる。しかし、こうした吸気行程噴射を行うようにしても、燃料付着を完全に解消することは困難であり、一部の燃料については燃焼に供されることなく、機関燃焼後も付着したまま気筒内に残留した状態になる。
【００２１】
この付着燃料のうち、気筒内周面に付着した分は、ピストン４の潤滑のために同気筒内周面に付着しているエンジンオイル１２と混合されるようになる。その結果、燃料によるオイル希釈が発生する。そして、燃料により希釈された気筒内のエンジンオイル１２は、ピストン４が上下動するのに伴ってかき落とされ、オイルパン１４に戻された後、内燃機関の潤滑に供されるようになる。このような燃料によるオイル希釈が発生し、エンジンオイル１２の温度が上昇すると、オイル１２に含まれる燃料成分が気体になって、ブローバイガスとして吸気通路３４に供給される。このようにして発生した燃料によるオイル希釈により、空燃比は変動する。
【００２２】
以上のように構成されるエンジン制御装置が行う制御の一例につき、図２に示したフロー図を参照しつつ説明する。
【００２３】
まず、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１において、エンジン１がアイドル状態であるか否かの判断を行う。このステップＳ１において、ＮＯと判断したときは、処理は終了となる。一方、ＹＥＳと判断したときはステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、ＥＣＵ６０は、水温計３７からの冷却水の温度Ｔｗの取得、オイル粘度センサ１６とオイル温度センサ１８の測定値に基づくオイル希釈度Ｃｄの算出、アルコール濃度センサ３２からのアルコール濃度Ｃａの取得を行う。ここで、オイル希釈度Ｃｄの算出について、説明する。ＥＣＵ６０は、先ず、現在のオイル粘度μ及びオイル温度Ｔ０を取得する。次に、取得したオイル粘度μ及びオイル温度Ｔ０を、オイル粘度の適正値をオイル温度毎に定めたマップにあてはめ、現在のオイル温度Ｔ０に応じたオイル粘度の適正値を読み出し、この適正値と現在のオイル粘度μとを比較する。これにより、オイル希釈が発生したか否かを判別することができ、その程度は上記適正値と現在のオイル粘度μとの差によって把握する。すなわち、その差が大きければエンジンオイルへの燃料の混入量が多く、オイル希釈度の値は大きくなる。
【００２４】
ＥＣＵ６０は、ステップＳ２における処理を終えると、ステップＳ３の処理を行う。ステップＳ３では、ステップＳ２で取得した水温Ｔｗ、オイル希釈度Ｃｄ、アルコール濃度Ｃａを図３に示したアイドルストップ制御マップにあてはめて、アイドルを強制終了するか否かの判断を行う。アイドルストップ制御マップは、横軸に冷却水の水温Ｔｗ、縦軸にオイル希釈度Ｃｄをとってあり、その中に閾値を示す線分が引かれている。線分は、同じオイル希釈度Ｃｄであっても水温Ｔｗが高くなるほどアイドルストップ強制領域に入りやすくなるように右下がりの傾きを持って描かれている。閾値は、燃料中のアルコール濃度Ｃａによって異なる傾きの線分が準備されている。図３には、そのうちの三種類の線分を描いている。図３中、実線で示した線分（１）は、アルコール濃度Ｃａが‘０’のときの閾値を示している。この状態から、アルコール濃度が高くなるのに連れて破線で示した線分（２）、線分（３）というように傾きが大きくなる。このため、低水温領域では高アルコール濃度Ｃａのときほどアイドルストップ強制領域に入りにくく、高水温領域では高アルコール濃度Ｃａのときほどアイドルストップ強制領域に入りやすい設定となる。すなわち、アルコール濃度が高くなると、低水温領域では、オイル希釈度がより高い状態でアイドルストップ強制領域に入り、高水温領域では、オイル希釈度がより低い状態でアイドルストップ強制領域に入る。
このような閾値の設定は、アルコールとガソリンの燃料性状を考慮したものである。すなわち、アルコールは単一燃料であって、沸点も一定であることから、低水温領域では蒸発しにくく、高水温領域では蒸発しやすい蒸発特性を有している。このため、低水温領域ではオイル希釈した燃料が蒸発しにくく、アイドリングに与える影響も小さいと考えられることからオイル希釈度がより高い条件でアイドルストップ強制領域へ移行するように設定される。一方、高水温領域ではアルコールの蒸発が活発となり、アイドルに与える影響も大きいと考えられることからオイル希釈度がより低い条件でアイドルストップ強制領域へ移行するように設定される。
【００２５】
ＥＣＵ６０は、ステップＳ３におけるマップ判定を終えると、ステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では、ステップＳ３におけるマップ判定の結果、アイドルストップするか否かの判断を行う。このステップＳ４でＮＯと判断したときは、処理は終了となる。一方、ＹＥＳと判断したときは、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、アイドルストップを実行する。これにより、アイドルが不安定となる領域での排気エミッションの悪化を排除することができる。
なお、ＥＣＵ６０は、車両の運転手がブレーキを放したことを感知すると、再びエンジン１を始動させ、車両の発進に備える。
【００２６】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、上記実施例では、オイル希釈度Ｃｄやアルコール濃度Ｃａを各センサから得たデータに基づいて算出する構成としているが、これらの値は、予め学習させておき、この学習した値に基づく制御とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例のエンジン制御装置を組み込んだエンジンの一部を示し、その概略構成を説明する説明図である。
【図２】実施例のエンジン制御装置の制御の一例を示すフロー図である。
【図３】アイドルストップ制御マップの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  エンジン
４  ピストン
６  シリンダブロック
１４  オイルパン
１６  オイル粘度センサ
１８  オイル温度センサ
２２  燃焼室
３０  吸気バルブ
３２  アルコール濃度センサ
３７  水温センサ
４２  アクセル開度センサ
５０  排気バルブ
６０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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