本発明に係る多種燃料内燃機関の実施例1 を図1から図3に基づいて説明する。本実施例1 の多種燃料内燃機関とは、単一低沸点成分燃 料と当該単一低沸点成分燃料とは性状の異な る少なくとも1種類の燃料との混合燃料を1つ� ��燃料タンク内に貯留させ、その混合燃料を� ��いて運転される内燃機関であり、図1に示す 電子制御装置(ECU)1によって燃焼制御等の各種 制御動作が実行されるものである。その電子 制御装置1は、図示しないCPU(中央演算処理装� ��),所定の制御プログラム等を予め記憶して� �るROM(Read Only Memory),そのCPUの演算結果を一� �記憶するRAM(Random Access Memory),予め用意され� ��情報等を記憶するバックアップRAM等で構成� ��れている。尚、その単一低沸点成分燃料と� ��、単一成分の燃料で且つ沸点の比較的低い� ��料のことを指す。例えば、この単一低沸点� ��分燃料としては、エタノールやメタノール� ��のような単一成分で構成された沸点の低い� ��ルコール燃料が代表的なものとして考えら� ��る。

 最初に、ここで例示する多種燃料内燃機� ��の構成について図1に基づき説明を行う。尚 、その図1においては1気筒のみを図示してい� ��が、本発明は、これに限らず、多気筒の多� ��燃料内燃機関にも適用可能である。本実施� ��1においては、複数の気筒を具備しているも のとして説明する。

 この多種燃料内燃機関には、燃焼室CCを� �成するシリンダヘッド11,シリンダブロック12 及びピストン13が備えられている。ここで、� ��のシリンダヘッド11とシリンダブロック12は 図1に示すヘッドガスケット14を介してボルト 等で締結されており、これにより形成される シリンダヘッド11の下面の凹部11aとシリンダ� ��ロック12のシリンダボア12aとの空間内にピ� �トン13が往復移動可能に配置される。そして 、上述した燃焼室CCは、そのシリンダヘッド1 1の凹部11aの壁面とシリンダボア12aの壁面と� �ストン13の頂面13aとで囲まれた空間によって 構成される。

 本実施例1の多種燃料内燃機関は、機関回 転数や機関負荷等の運転条件に従って空気と 混合燃料を燃焼室CCに送り込み、その運転条� ��に応じた燃焼制御を実行する。その空気に� ��いては、図1に示す吸気通路21とシリンダヘ� ��ド11の吸気ポート11bを介して外部から吸入� �れる。一方、その混合燃料については、図1� ��示す燃料供給装置50を用いて供給される。

 先ず、空気の供給経路について説明する� ��本実施例1の吸気通路21上には、外部から導� ��した空気に含まれる塵埃等の異物を除去す� ��エアクリーナ22と、外部からの吸入空気量� �検出するエアフロメータ23と、が設けられて いる。この多種燃料内燃機関においては、そ のエアフロメータ23の検出信号が電子制御装� ��1へと送られ、その検出信号に基づいて電子 制御装置1が吸入空気量や機関負荷等を算出� �る。

 また、その吸気通路21上におけるエアフ� �メータ23よりも下流側には、燃焼室CC内への� ��入空気量を調節するスロットルバルブ24と� �このスロットルバルブ24を開閉駆動するスロ ットルバルブアクチュエータ25と、が設けら� ��ている。本実施例1の電子制御装置1の吸入� �気制御手段は、そのスロットルバルブアク� �ュエータ25を運転条件に従って駆動制御し、 その運転条件に応じた弁開度(換言すれば、� �入空気量)となるようにスロットルバルブ24� �開弁角度を調節させる。例えば、そのスロ� �トルバルブ24は、運転条件に応じた空燃比を 成す為に必要な吸入空気量の空気が燃焼室CC� ��吸入されるよう調節される。この多種燃料� ��燃機関においては、そのスロットルバルブ2 4の弁開度を検出し、その検出信号を電子制� �装置1に送信するスロットル開度センサ26が� �けられている。

 更に、吸気ポート11bはその一端が燃焼室C Cに開口しており、その開口部分に当該開口� �開閉させる吸気バルブ31が配設されている。 その開口の数量は1つでも複数でもよく、そ� �開口毎に吸気バルブ31が配備される。従って 、この多種燃料内燃機関においては、その吸 気バルブ31を開弁させることによって吸気ポ� ��ト11bから燃焼室CC内に空気が吸入される一� �、その吸気バルブ31を閉弁させることによっ て燃焼室CC内への空気の流入が遮断される。

 ここで、その吸気バルブ31としては、例� �ば、図示しない吸気側カムシャフトの回転� �弾性部材(弦巻バネ)の弾発力に伴って開閉駆 動されるものがある。この種の吸気バルブ31� ��おいては、その吸気側カムシャフトとクラ� ��クシャフト15の間にチェーンやスプロケッ� �等からなる動力伝達機構を介在させること� �よってその吸気側カムシャフトをクランク� �ャフト15の回転に連動させ、予め設定された 開閉時期に開閉駆動させる。本実施例1の多� �燃料内燃機関においては、このようなクラ� �クシャフト15の回転に同期して開閉駆動され る吸気バルブ31を適用する。

 但し、この多種燃料内燃機関は、その吸� ��バルブ31の開閉時期やリフト量を変更可能� �所謂可変バルブタイミング&リフト機構等 の可変バルブ機構を具備してもよく、これに より、その吸気バルブ31の開閉時期やリフト� ��を運転条件に応じた好適なものへと可変さ� ��ることができるようになる。更にまた、こ� ��多種燃料内燃機関においては、かかる可変� ��ルブ機構と同様の作用効果を得るべく、電� ��力を利用して吸気バルブ31を開閉駆動させ� �所謂電磁駆動弁を利用してもよい。

 続いて、燃料供給装置50について説明す� �。この燃料供給装置50は、性状の異なる複数 種類の燃料を燃焼室CCへと導くものであり、� ��の供給対象の各燃料の1つとして少なくとも 単一低沸点成分燃料を含んでいる。本実施例 1にあっては、1つの燃料タンク41に混合され� �状態で貯留させた複数種類の燃料(混合燃料) をポート噴射し、これを吸入空気と共に燃焼 室CCへと送り込む形態の燃料供給装置50につ� �て例示する。ここで、本実施例1の燃料タン� ��41には、ガソリン燃料と単一低沸点成分燃� �としてのアルコール燃料とを混ぜ合わせた� �態で貯留しておく。つまり、ここで例示し� �いる多種燃料内燃機関は、燃料タンク41内の ガソリン燃料とアルコール燃料の混合燃料(� �下、「アルコール混合燃料」という。)を用� ��て運転させる。

 本実施例1の燃料供給装置50は、具体的に� ��燃料タンク41から第1燃料通路51を介して吸� �上げたアルコール混合燃料を第2燃料通路52� �送出させるフィードポンプ53と、その第2燃� �通路52のアルコール混合燃料を夫々の気筒に 分配させるデリバリ通路54と、このデリバリ� ��路54から供給されたアルコール混合燃料を� �気ポート11bに噴射させる各気筒の燃料噴射� �55と、を備える。そして、この燃料供給装置 50は、そのフィードポンプ53及び燃料噴射弁55 を運転条件に従って電子制御装置1の燃料噴� �制御手段に駆動制御させ、これにより、そ� �運転条件に対応させた燃料噴射量,燃料噴射� ��期及び燃料噴射期間等の燃料噴射条件でア� ��コール混合燃料の噴射が行われるように構� ��する。

 この燃料供給装置50の燃料噴射弁55から噴 射されたアルコール混合燃料は、吸気ポート 11b内の新気(吸入空気)と混ざり合いながら燃� ��室CCに混合気として供給される。そして、� �子制御装置1の点火時期制御手段は、運転条� ��に応じた点火時期になると図1に示す点火プ ラグ61に対して点火指示を行い、その混合気� ��対して点火動作を行って燃焼させる。その� ��焼された後の筒内ガス(燃焼ガス)は、燃焼� �CCから図1に示す排気ポート11cへと排出され� �。

 ここで、この排気ポート11cには、燃焼室C Cとの間の開口を開閉させる排気バルブ71が配 設されている。その開口の数量は1つでも複� �でもよく、その開口毎に上述した排気バル� �71が配備される。従って、この多種燃料内燃 機関においては、その排気バルブ71を開弁さ� ��ることによって燃焼室CC内から排気ポート11 cに燃焼ガスが排出され、その排気バルブ71を 閉弁させることによって燃焼ガスの排気ポー ト11cへの排出が遮断される。例えば、その排 気バルブ71としては、上述した吸気バルブ31� �同様に、動力伝達機構を介在させたもの、� �謂可変バルブタイミング&リフト機構等の 可変バルブ機構を具備したものや所謂電磁駆 動弁を適用することができる。

 ところで、本実施例1の燃料タンク41内に� ��いては、アルコール混合燃料の蒸発によっ� ��ガソリン成分とアルコール成分のエバポレ� ��ションガスが生成される。従って、本実施� ��1の多種燃料内燃機関においても、従来と同 様にエバポレーションガスパージ装置が用意 されている。この本実施例1のエバポレーシ� �ンガスパージ装置は、図1に示す如く、燃料� ��ンク41内と吸気通路21内とを連通させるエバ ポレーションガス通路42と、燃料タンク41内� �らエバポレーションガス通路42に流入したエ バポレーションガスの逆流を防ぐ逆止弁43と� ��この逆止弁43を経たエバポレーションガス� �吸着させるキャニスタ44と、そのエバポレー ションガス通路42と吸気通路21内とを連通又� �遮断させてキャニスタ44に吸着されたエバポ レーションガスの流動を制御する開閉弁45と� ��を備えて構成する。

 ここで、その逆止弁43としては、燃料タ� �ク41内の圧力が所定圧力を超えたときに開弁 状態となる一方、その圧力が所定圧力よりも 低いときに閉弁状態となるように構成された ものを利用する。また、その開閉弁45として� ��、電子制御装置1の指示に従って開閉動作が 行われるものであり、パージ制御(エバポレ� �ションガスの吸気通路21への供給制御)の実� �時に開弁させる一方、それ以外のときに閉� �させるように構成されたものを利用する。� �の開閉弁45は、パージ制御の制御条件となっ たときに全開にまで弁体を動かす形態のもの であってもよく、弁体の開弁角度を無段階又 は段階的にパージ制御の制御条件に応じて変 化させる形態のものであってもよい。

 従って、このエバポレーションガスパー� ��装置においては、エバポレーションガスの� ��成に伴って燃料タンク41内の圧力が上昇し� �その圧力が所定圧力を超えたときに逆止弁43 が開弁して燃料タンク41内のエバポレーショ� ��ガスがキャニスタ44へと導かれる。そして� �そのエバポレーションガスはキャニスタ44の 中の活性炭に吸着されるので、このエバポレ ーションガスパージ装置は、電子制御装置1� �パージ制御手段がパージ制御の制御条件に� �じて(ここでは、所定の運転条件に合わせて) 閉弁状態にある開閉弁45を開弁させ、そのキ� ��ニスタ44に吸着されたエバポレーションガ� �を吸気通路21に供給する。

 このようにしてパージ制御が為された場� ��、そのエバポレーションガスは、吸気通路2 1内の新気(吸入空気)と混ざり合いながら、更 に燃料噴射弁55から噴射されたアルコール混� ��燃料とも混ざり合いながら燃焼室CCに供給� �れる。つまり、この場合の燃焼室CC内におい ては、そのエバポレーションガスの分だけ空 燃比が目標空燃比(運転条件に応じて燃焼制� �時に設定される空燃比)に対して過濃(リッチ )側になっている。これが為、通常、電子制� �装置1の燃料噴射制御手段は、そのエバポレ� ��ションガスの分だけ燃料噴射弁55からの燃� �噴射量を減らし、燃焼室CC内の空燃比が目標 空燃比となるように制御している。

 更に、一般に、内燃機関においては、ピ� ��トン13(厳密にはピストンリング16a~16c)とシ� �ンダボア12aの壁面との隙間を通って燃焼室CC 内のガスがクランクケース内に漏れ出る。そ の漏れ出たガスは、未燃焼混合気や燃焼後生 成物であり、通常ブローバイガスと呼ばれる 。ここで、そのブローバイガスは、その一部 がオイルパン17内の潤滑油に混入する一方、� ��の残りがクランクケース内に留まる。そし� ��、そのクランクケース内のブローバイガス� ��、多量に留まっているとピストン13の動き� �阻害するので好ましくない。そこで、通常� �内燃機関には、そのクランクケース内のブ� �ーバイガスを外部に排出して吸気経路に再� �環させるブローバイガス還元装置が用意さ� �ている。

 例えば、本実施例1の多種燃料内燃機関に おいては、アルコール混合燃料の未燃焼混合 気、HCやCO等の燃焼後生成物がブローバイガ� �としてクランクケース(ここでは、シリンダ� ��ロック12の下部とオイルパン17の上部とで形 成されている)内に存在している。本実施例1� ��おいては、そのクランクケース内に連通さ� ��たシリンダブロック12及びシリンダヘッド11 の通路(図示略)と、このシリンダヘッド11の� �路と吸気通路21を連通させるブローバイガス 通路81と、このブローバイガス通路81と吸気� �路21の間に配設したブローバイガス制御弁82� ��、でブローバイガス還元装置を構成してい� ��。そのブローバイガス制御弁82は、例えば� �吸気負圧に応じて吸気通路21へのブローバイ ガスの流入量が調節される形態のものが考え られる。

 このブローバイガス還元装置によって供� ��されたブローバイガスは、吸気通路21内の� �気(吸入空気)と混ざり合い、更に燃料噴射弁 55から噴射されたアルコール混合燃料とも混� ��り合いながら、そして、パージ制御実行時� ��はエバポレーションガスとも混ざり合いな� ��ら燃焼室CCに供給される。従って、その際� �燃焼室CC内においては、そのブローバイガス によって空燃比が目標空燃比に対して過濃(� �ッチ)側になっている。特に、パージ制御ま� ��も実行されているときには、より過濃側へ� ��空燃比が変わる。これが為、電子制御装置1 の燃料噴射制御手段には、燃焼室CC内の空燃� ��が目標空燃比となるように燃料噴射弁55か� �の燃料噴射量を減少させる。

 ここで、上述したように、クランクケー� ��内のブローバイガスの一部は、オイルパン1 7内の潤滑油に混入する。更に、シリンダボ� �12aの壁面には潤滑油のみならずアルコール� �合燃料が付着することもあり、その壁面の� �滑油は、その壁面のアルコール混合燃料と� �にピストンリング16a~16cによって掻き下げら� ��てオイルパン17内の潤滑油に戻される。つ� �り、オイルパン17内の潤滑油は、主としてア ルコール混合燃料によって希釈されている。

 アルコール燃料は、一般に他の燃料(ガソ リン燃料等)よりも沸点が低くて蒸発性が高� �単一低沸点成分燃料である。これが為、オ� �ルパン17内の潤滑油に混入しているアルコー ル混合燃料のアルコール成分は、図2に示す� �うに、その潤滑油が温度上昇してアルコー� �燃料の沸点に達した時点で一気に蒸発し、� �ランクケース内に出ていく。一方、その潤� �油においては、混入しているアルコール混� �燃料のガソリン成分が図2に示す如く温度上� ��に応じて徐々に蒸発していき重質成分のみ� ��残る。つまり、潤滑油に混入しているアル� ��ール混合燃料は、ガソリン燃料に比べれば� ��ルコール燃料の方が潤滑油の温度上昇によ� ��蒸発が起こりやすい。尚、その図2は、潤滑 油に混入しているガソリン燃料及びアルコー ル燃料の温度とそのガソリン燃料及びアルコ ール燃料の潤滑油からの蒸留割合(潤滑油か� �蒸発してくる割合)との関係を表した図であ� ��。そして、その一気に蒸発したアルコール� ��料(以下、「蒸発アルコール燃料」ともいう 。)は、その多くがブローバイガスと共に吸� �通路21へと供給されてから燃焼室CCに送られ� ��また、その内の一部がピストン13とシリン� �ボア12aの壁面との隙間を通って燃焼室CCに送 られる。従って、電子制御装置1の燃料噴射� �御手段には、オイルパン17内の潤滑油の温度 を監視させながら、その温度がアルコール燃 料の蒸発を招く所定の温度域(アルコール燃� �の沸点近傍)になったときに燃焼室CC内の空� �比が目標空燃比となるよう燃料噴射弁55から の燃料噴射量を更に減少させなければならな い。

 しかしながら、燃焼室CC内の空燃比を大� �く過濃(リッチ)側にしてしまう場合(オイル� �ン17内の潤滑油へのアルコール燃料の混入量 が多いときにアルコール燃料の蒸発が起こっ た場合、エバポレーションガスとブローバイ ガスが吸気通路21に供給されているときにア� ��コール燃料の蒸発が起こった場合等)には、 燃料噴射弁55の最小燃料噴射量にまで燃料噴� ��量を減らしたとしても燃焼室CC内の空燃比� �目標空燃比にすることができない可能性が� �る。つまり、かかる場合には、燃焼室CC内の 空燃比を目標空燃比にする為に要求された燃 料噴射量が燃料噴射弁55の最小燃料噴射量よ� ��も少なくなっていることがあり得るので、� ��際の燃焼室CC内の空燃比が目標空燃比に対� �て過濃(リッチ)側になり、排気エミッション 性能の悪化やドライバビリティの悪化を招い てしまう虞がある。

 そこで、本実施例1の多種燃料内燃機関に おいては、オイルパン17内の潤滑油の温度To� �所定のパージ制御禁止温度域(Tav-α≦To<Tav+ β)に入ったときにパージ制御を禁止させるよ うに電子制御装置1のパージ制御手段を構成� �る。ここで、その「Tav」は、アルコール混� �燃料を成すアルコール燃料の沸点温度であ� �。また、その「α」と「β」は、潤滑油の中� ��らアルコール燃料が蒸発していく可能性の� ��る沸点温度Tav近傍の温度域を表す為のもの� ��あり、理論上の沸点温度Tavに対する実際の� ��ルコール燃料の沸点温度の誤差を考慮に入� ��る為の温度域補正値である。これら温度域� ��正値α,βは、各々に異なる値でもよければ� �じ値であってもよく、予め実験やシミュレ� �ションを行って求めておく。

 ここで、潤滑油の温度Toが沸点温度Tavに� �して十分に高くなっている場合には、一般� �異常燃焼等によって燃焼室CC内の燃焼温度が 極端に高くなっているときと推定することが できるので、濃い目の混合気によって燃焼室 CC内の温度を低下させることができる。これ� ��為、ここでは、上記の所定のパージ制御禁� ��温度域に上限「Tav+β」を設けている。

 更に、本実施例1の多種燃料内燃機関にお いては、そのオイルパン17内の潤滑油の温度T oを検出する潤滑油温度検出手段が設けられ� �いる。ここでは、その潤滑油の温度Toを直接 検出する図1に示す油温センサ91が潤滑油温度 検出手段として用意されている。

 以下に、この本実施例1の多種燃料内燃機 関の動作の一例を図3のフローチャートに基� �き説明する。

 先ず、本実施例1の電子制御装置1には、� �イルパン17内の潤滑油の温度Toが入力される( ステップST5)。この温度Toは、上述した潤滑油 温度検出手段(油温センサ91)の検出信号に基� �いて検出されたものである。

 そして、この電子制御装置1のパージ制御 手段は、そのオイルパン17内の潤滑油の温度T oが所定のパージ制御禁止温度域(Tav-α≦To<T av+β)に入っているのか否かについて判断する (ステップST10)。

 このパージ制御手段は、その潤滑油の温� ��Toが所定のパージ制御禁止温度域から外れ� �いれば本処理を一旦終了させる。これによ� �、このときの多種燃料内燃機関においては� �パージ制御の実行が必要とされる制御条件� �になったときに、パージ制御手段によりエ� �ポレーションガスパージ装置に対してパー� �制御の実行が指示される。従って、そのと� �のパージ制御手段は、従前と同様に、エバ� �レーションガスパージ装置の開閉弁45の弁体 を全開状態に保たせる又は既に閉弁状態にあ れば全開させて、キャニスタ44に吸着された� ��バポレーションガスを吸気通路21に供給さ� �る。

 一方、このパージ制御手段は、その潤滑� ��の温度Toが所定のパージ制御禁止温度域に� �っていればパージ制御禁止フラグを立てる� �してパージ制御を禁止させる(ステップST15)� �これにより、このときの多種燃料内燃機関� �おいては、パージ制御の実行が必要とされ� �制御条件になったときでもパージ制御手段� �よるパージ制御指示が実行されない。つま� �、そのときのパージ制御手段は、エバポレ� �ションガスパージ装置の開閉弁45の弁体を全 閉状態に保たせる又は既に開弁状態にあれば 全閉させて、キャニスタ44に吸着されたエバ� ��レーションガスを吸気通路21に供給させな� �ようにする。従って、そのときの電子制御� �置1の燃料噴射制御手段は、燃焼室CCに送ら� �るブローバイガスと蒸発アルコール燃料の� �分のみを考慮して燃料噴射弁55からの燃料噴 射量を減少させればよい。そして、これによ り燃焼室CC内の実際の空燃比を目標空燃比に� ��ることができるので、本実施例1の多種燃料 内燃機関は、そのときの運転条件に応じた良 好な運転を行うことができる。例えば、従来 と比すれば、この多種燃料内燃機関は、パー ジ制御を禁止することによって燃焼室CC内の� ��際の空燃比が目標空燃比に対して過濃(リッ チ)側にならずとも済むので、排気エミッシ� �ン性能やドライバビリティの悪化を抑制し� �良好な運転が行われる。

 ところで、パージ制御が禁止されたから� ��いって燃料タンク41内においてエバポレー� �ョンガスの生成が止まるわけではない。従� �て、エバポレーションガスパージ装置にお� �ては、生成されたエバポレーションガスが� �ージ制御の禁止時であってもキャニスタ44の 中の活性炭に吸着されている。しかしながら 、キャニスタ44のエバポレーションガスの吸� ��量にも限度があり、無制限にエバポレーシ� ��ンガスを吸着し続けることができるわけで� ��ない。そこで、本実施例1のエバポレーショ ンガスパージ装置は、キャニスタ44が飽和状� ��(これ以上エバポレーションガスを活性炭に 吸着させることができない状態)になったと� �にショートトリップ等を繰り返し、余剰分� �エバポレーションガスを大気開放させるよ� �に構成している。

 ここで、この本実施例1においては潤滑油 温度検出手段(油温センサ91)によってオイル� �ン17内の潤滑油の温度Toを検出させているが� ��その温度Toは、必ずしも潤滑油温度検出手� �で直接検出させなくてもよい。例えば、水� �センサ92によって検出された冷却水の温度を 利用して潤滑油の温度Toの推定を行うように� ��てもよい。この場合には、電子制御装置1に 潤滑油温度推定手段を設け、例えば、冷却水 の温度と潤滑油の温度Toとの対応関係のマッ� ��データを用いて潤滑油の温度Toを推定させ� �ばよい。このように潤滑油の温度Toを推定さ せたとしても、この場合の多種燃料内燃機関 は、上述したような良好な運転を行うことが できる。

 次に、本発明に係る多種燃料内燃機関の� ��施例2を図1及び図4に基づいて説明する。

 前述した実施例1の多種燃料内燃機関にお いては、オイルパン17内の潤滑油の温度Toが� �定のパージ制御禁止温度域(Tav-α≦To<Tav+β) に入っているならば、他の要件に関係なくパ ージ制御を禁止させている。

 しかしながら、オイルパン17内の潤滑油� �は常に同量のアルコール燃料(単一低沸点成� ��燃料)が混入しているとは限らず、潤滑油の 温度Toのみを以て一律にパージ制御を禁止さ� ��ることは好ましくない。つまり、その潤滑� ��に混入しているアルコール燃料が少量の場� ��にはその潤滑油の中から蒸発するアルコー� ��燃料の量も少ないので、多くのパージ流量� ��必要とされる運転条件のときには、パージ� ��御を行ってエバポレーションガスを燃焼室C Cに供給しなければ、その燃焼室CC内の実際の 空燃比が目標空燃比に対して大きく希薄(リ� �ン)側に乖離してしまい、例えば燃焼不良を� ��き起こしてノッキングを発生させてしまう� ��、運転条件に応じた良好な運転ができなく� ��る可能性がある。前述した実施例1の多種燃 料内燃機関においては、そのような状況下で 燃料噴射弁55からの燃料噴射量を増加させる� ��とによって目標空燃比を達成することがで� ��るが、その反面燃費性能を悪化させてしま� ��。

 そこで、本実施例2においては、オイルパ ン17内の潤滑油への単一低沸点成分燃料(アル コール燃料)の混入量についても考慮に入れ� �上でパージ制御を禁止するのか否か判断さ� �る。具体的に、本実施例2の多種燃料内燃機� ��は、前述した実施例1の多種燃料内燃機関に おいて、その潤滑油の単一低沸点成分燃料(� �ルコール燃料)による希釈率(以下、「潤滑油 希釈率」という。)Roの検出を行う潤滑油希釈 率検出手段を用意し、その潤滑油希釈率Roが� ��定値(所定の希釈率)Raを超えないときにはパ ージ制御が禁止されないように電子制御手段 1のパージ制御手段を構成する。

 ここで、本実施例2の潤滑油希釈率検出手 段としては、例えば、オイルパン17内の潤滑� ��におけるアルコール濃度を検出する図1に示 すアルコール濃度センサ93が利用可能である� ��また、上記の所定値(所定の希釈率)Raとして は、例えば、その潤滑油の中から蒸発したア ルコール燃料が燃焼室CCに供給されたとして� ��空燃比を大きく変化させない(つまり、機関 出力や排気エミッション性能等の機関性能を 悪化させない)程度の潤滑油希釈率を設定す� �ばよい。この所定値Raは、予め実験やシミュ レーションを行って求めておく。

 以下に、この本実施例2の多種燃料内燃機 関の動作の一例を図4のフローチャートに基� �き説明する。

 先ず、本実施例2の電子制御装置1には、� �イルパン17内の潤滑油の潤滑油希釈率Roが入� ��される(ステップST1)。この潤滑油希釈率Roは 、上述した潤滑油希釈率検出手段(アルコー� �濃度センサ93)の検出信号に基づいて検出さ� �たものである。

 そして、この電子制御装置1のパージ制御 手段は、その潤滑油希釈率Roが所定値Ra以上� �あるのか否かについて、つまり、オイルパ� �17内の潤滑油に混入しているアルコール燃料 の量がパージ制御を禁止すべき程のものか否 か判断する(ステップST2)。

 ここで、このパージ制御手段は、潤滑油� ��釈率Roが所定値Raよりも小さいのでパージ制 御を禁止する必要がないと判断したときに、 本処理を一端終える。これにより、この判断 が為されたときの多種燃料内燃機関において は、パージ制御の実行が必要とされる制御条 件になったときに仮にオイルパン17内の潤滑� ��の温度Toが所定のパージ制御禁止温度域(Tav- α≦To<Tav+β)に入っていたとしても、パージ 制御手段によってパージ制御が実行されるよ うになる。これが為、このときの多種燃料内 燃機関においては、燃料噴射弁55からの燃料� ��射量を大きく増加させずとも目標空燃比を� ��成することができる。つまり、このときの� ��種燃料内燃機関は、運転条件に応じた目標� ��燃比を満たすだけの十分なパージ流量を必� ��なときに必要なだけ確保することができる� ��で、燃料噴射弁55からの燃料噴射量の増加� �頼らずとも実際の空燃比を目標空燃比に合� �せ込むことが可能になる。そして、これに� �り、このときの多種燃料内燃機関は、目標� �燃比よりも希薄(リーン)側での運転を回避す ることができるようになるので、燃焼不良を 防ぎ、ノッキングの発生等を抑えることがで きる。従って、このときの多種燃料内燃機関 においては、燃費性能を悪化させることのな い運転条件に応じた良好な運転が可能になる 。

 一方、このパージ制御手段によって潤滑� ��希釈率Roが所定値Ra以上と判断されたときに 、本実施例2の電子制御装置1には、前述した� ��施例1のときと同様にして検出又は推定され たオイルパン17内の潤滑油の温度Toが入力さ� �る(ステップST5)。

 そして、本実施例2のパージ制御手段は、 実施例1と同様に、そのオイルパン17内の潤滑 油の温度Toが所定のパージ制御禁止温度域(Tav -α≦To<Tav+β)に入っているのか否かについ� �判断し(ステップST10)、ここで否定判定され� �ば本処理を一旦終了させる一方、肯定判定� �れればパージ制御を禁止させる(ステップST15 )。

 つまり、本実施例2の多種燃料内燃機関に おいては、オイルパン17内の潤滑油の潤滑油� ��釈率Roが所定値Ra以上あり、更にその潤滑油 の温度Toが所定のパージ制御禁止温度域(Tav-α ≦To<Tav+β)に入っていたときに初めてパー� �制御を禁止させる。このときの多種燃料内� �機関においては、実施例1のときと同様に、� ��焼室CCに送られるブローバイガスと蒸発ア� �コール燃料の増分のみを考慮して燃料噴射� �55からの燃料噴射量を減少させることによっ て、燃焼室CC内の実際の空燃比を目標空燃比� ��して運転条件に応じた良好な運転を行うこ� ��ができる。従って、このときの多種燃料内� ��機関においては、目標空燃比よりも過濃(リ ッチ)側での運転を回避できるので、排気エ� �ッション性能やドライバビリティの悪化を� �制した良好な運転を行うことができる。

 以上示した如く、本実施例2の多種燃料内 燃機関によれば、オイルパン17内の潤滑油に� ��入している単一低沸点成分燃料(アルコール 燃料)が少量のときには、潤滑油の温度Toが上 昇しても蒸発アルコール燃料の量が少ないの で、パージ制御が必要であるならば潤滑油の 温度Toに拘わらずパージ制御を実行させてパ� ��ジ流量の確保を図る。一方、その潤滑油に� ��入している単一低沸点成分燃料(アルコール 燃料)の量が多いときには、潤滑油の温度Toの 上昇によって蒸発アルコール燃料の量が一気 に増えるので、パージ制御が必要であっても パージ制御を実行させない。従って、本実施 例2の多種燃料内燃機関によれば、その潤滑� �への単一低沸点成分燃料(アルコール燃料)の 混入量に左右されることなく、運転条件に応 じた良好な運転を行うことができるようにな る。

 ところで、この本実施例2においては潤滑 油希釈率検出手段(アルコール濃度センサ93)� �よってオイルパン17内の潤滑油希釈率Roを検� ��させているが、その潤滑油希釈率Roは、必� �しも潤滑油希釈率検出手段で直接検出させ� �くてもよく、運転履歴から推定させてもよ� �。この場合には、電子制御装置1に潤滑油希� ��率推定手段を設け、この潤滑油希釈率推定� ��段に以下の如くして潤滑油希釈率Roを推定� �せる。そして、このように潤滑油希釈率Roを 推定させたとしても、この場合の多種燃料内 燃機関は、上述したような良好な運転を行う ことができる。

 例えば、機関冷間時には、燃料噴射弁55� �ら噴射されたアルコール混合燃料において� �焼されなかったアルコール成分が潤滑油の� �に混入する。ここでいう機関冷間時とは、� �滑油の温度Toが上述したパージ制御禁止温度 域の下限「Tav-α」よりも低いときを表す。こ れが為、潤滑油希釈率推定手段には、機関冷 間時の燃料噴射弁55からの燃料噴射量の積算� ��に基づいてオイルパン17内の潤滑油へのア� �コール燃料の混入量を推定させ、その混入� �から潤滑油希釈率Roを推定させることができ る。ここでは、機関冷間時における燃料噴射 量の積算値と潤滑油希釈率Roとの対応関係を� ��したマップデータを用いて潤滑油希釈率Ro� �推定させればよい。

 一方、機関温間時には、その潤滑油に混入� ��ているアルコール燃料が一気に蒸発する。� ��こでいう機関冷間時とは、潤滑油の温度To� �上述したパージ制御禁止温度域の下限「Tav-� �」以上になっているときを表す。ここで、� �の蒸発アルコール燃料が燃焼室CCに供給され ると実際の空燃比が目標空燃比に対してずれ るので、目標空燃比と実際の空燃比との差を 観れば蒸発アルコール燃料の量が分かる。そ の実際の空燃比は、例えば、図1に示すO ₂ センサやA/Fセンサ等の排気センサ94の検出信� ��を利用して求めることができる。そして、� ��イルパン17内の潤滑油に対してのアルコー� �燃料の混入量とその潤滑油からのアルコー� �燃料の蒸発量との間には相関関係があるの� �、推定された蒸発アルコール燃料の量から� �ルコール燃料の混入量が分かる。従って、� �滑油希釈率推定手段には、目標空燃比と実� �の空燃比との差を観ながら蒸発アルコール� �料の量を推定させ、その蒸発アルコール燃� �の量から潤滑油希釈率Roを推定させることが できる。ここでは、機関温間時における目標 空燃比と実際の空燃比との差に対する潤滑油 希釈率Roを示したマップデータを用いて潤滑� ��希釈率Roを推定させればよい。尚、その推� �時における目標空燃比を満たす為の総燃料� �給量については、蒸発アルコール燃料の燃� �室CCへの供給量を除いた燃料供給量(燃料噴� �弁55からの燃料噴射量並びに必要とあらばエ バポレーションガスの供給量及びブローバイ ガスの供給量)を用いる。

 また、潤滑油希釈率推定手段には、例え� ��定速運転等の所定の同一条件下における機� ��冷間時と機関温間時の夫々の空燃比補正量� ��比較し、これらの差に基づいて潤滑油希釈� ��Roを推定させることができる。つまり、実� �の空燃比に対して目標空燃比のずれがあっ� �としても、その実際の空燃比は、機関冷間� �であれば蒸発アルコール燃料の影響を受け� �い。一方、機関温間時においては、蒸発ア� �コール燃料の影響を受けて実際の空燃比が� �標空燃比に対してずれる。従って、ここで� �、同一条件の下で機関冷間時と機関温間時� �夫々の空燃比補正量の差を観ることによっ� �、燃焼室CCに供給される蒸発アルコール燃料 の量を推定することができるので、その差か ら潤滑油希釈率Roの推定が可能になる。ここ� ��は、その差と潤滑油希釈率Roとの対応関係� �表したマップデータを用いて潤滑油希釈率Ro を推定させればよい。

 また、潤滑油希釈率推定手段には、機関� ��間時における所定の同一条件の下で低燃料� ��射量領域と高燃料噴射量領域の夫々の空燃� ��補正量を比較し、これらの差に基づいて潤� ��油希釈率Roを推定させることができる。そ� �低燃料噴射量領域とは、燃料噴射弁55からの 燃料噴射量を高燃料噴射量領域に対して減ら さなければ目標空燃比を達成することができ ない領域を表す。一方、その高燃料噴射量領 域とは、蒸発アルコール燃料が発生しない(� �ち、潤滑油の中にアルコール燃料が混入さ� �ていない)ときの領域を表す。尚、その差は� ��潤滑油の温度Toが同じときの夫々の空燃比� �正量から求めさせる。つまり、同一温度で� �れば潤滑油からのアルコール燃料の蒸発量� �一定になるので、ここでは、その低燃料噴� �量領域と高燃料噴射量領域の夫々の空燃比� �正量の差を観ることによって、低燃料噴射� �領域で燃焼室CCに供給される蒸発アルコール 燃料の量を推定することができる。従って、 ここでは、その夫々の空燃比補正量の差から 潤滑油希釈率Roの推定が可能になる。ここで� ��、その差と潤滑油希釈率Roとの対応関係を� �したマップデータを用いて潤滑油希釈率Roを 推定させればよい。

 次に、本発明に係る多種燃料内燃機関の� ��施例3を図1,図5及び図6に基づいて説明する� �

 本実施例3の多種燃料内燃機関は、前述し た実施例2の多種燃料内燃機関の変形例であ� �、オイルパン17内の潤滑油への単一低沸点成 分燃料(アルコール燃料)の混入量についても� ��慮に入れた上でパージ制御を禁止するのか� ��か判断させるものである。

 具体的に、本実施例3においては、実施例 2のように検出又は推定された潤滑油希釈率Ro を所定値(所定の希釈率)Raと比較させずに、� �の潤滑油希釈率Roに応じてパージ制御禁止要 否の判断閾値たるパージ制御禁止温度域(Tav-� �≦To<Tav+β)を制御させるように構成する。

 ここでは、潤滑油希釈率Roに応じた最適� �温度域補正値α,βが選択されるように電子制 御装置1のパージ制御手段を構成する。この� �ージ制御手段は、図5に示す温度域補正値設� ��マップデータを用いて温度域補正値α,βの� �択を行う。この図5の温度域補正値設定マッ� ��データは、潤滑油希釈率Roが低いほどに温� �域補正値α,βを小さくし、潤滑油希釈率Roが� ��いほどに温度域補正値α,βを大きくするも� �である。つまり、潤滑油希釈率Roが低い場合 には、潤滑油が沸点温度Tavに達したとしても その潤滑油の中からのアルコール燃料の蒸発 量が少ないので、必要以上にパージ制御が禁 止されて実際の空燃比が目標空燃比から外れ ないように、パージ制御禁止温度域(Tav-α≦To <Tav+β)を狭くする。一方、潤滑油希釈率Ro� �高い場合には、潤滑油が沸点温度Tavに達し� �ときにその潤滑油の中からのアルコール燃� �の蒸発量が多くなるので、そのときにパー� �制御が実行されて実際の空燃比が目標空燃� �から外れないように、パージ制御禁止温度� �(Tav-α≦To<Tav+β)を広くする。

 以下に、この本実施例3の多種燃料内燃機 関の動作の一例を図6のフローチャートに基� �き説明する。

 先ず、本実施例3の電子制御装置1には、� �施例2と同様にして検出又は推定されたオイ� ��パン17内の潤滑油の潤滑油希釈率Roが入力さ れる(ステップST1)。これが為、この電子制御� ��置1のパージ制御手段は、その潤滑油希釈率 Roを図5の温度域補正値設定マップデータに当 て嵌めて、その潤滑油希釈率Roに該当する温� ��域補正値α,βを求める(ステップST3)。

 更に、本実施例3の電子制御装置1には、� �述した実施例1,2のときと同様にして検出又� �推定されたオイルパン17内の潤滑油の温度To� ��入力される(ステップST5)。

 そして、本実施例3のパージ制御手段は、 上記ステップST3で求めた温度域補正値α,βを� ��ージ制御禁止温度域(Tav-α≦To<Tav+β)に代� �してパージ制御禁止温度域の潤滑油希釈率Ro に応じた適正化を図り、そのパージ制御禁止 温度域に上記ステップST5の潤滑油の温度Toが� ��っているのか否か判断する(ステップST10)。� ��のパージ制御手段は、実施例1,2と同様に、� ��のステップST10で否定判定されれば本処理を 一旦終了させる一方、肯定判定されればパー ジ制御を禁止させる(ステップST15)。

 従って、本実施例3の多種燃料内燃機関は 、潤滑油希釈率Roが低ければ、パージ制御禁� ��温度域(Tav-α≦To<Tav+β)を狭くして必要以� �に広い範囲でパージ制御が禁止されないよ� �になるので、パージ流量不足による空燃比� �希薄化を防ぐことができ、運転条件に応じ� �良好な運転が可能になる。一方、この多種� �料内燃機関は、潤滑油希釈率Roが高ければ、 パージ制御禁止温度域(Tav-α≦To<Tav+β)を広� ��して広い範囲でパージ制御を禁止させるよ� ��にするので、燃料量過多による空燃比の過� ��化を防ぐことができ、運転条件に応じた良� ��な運転が可能になる。つまり、本実施例3の 多種燃料内燃機関によれば、実施例2の多種� �料内燃機関と同じく、オイルパン17内の潤滑 油への単一低沸点成分燃料(アルコール燃料)� ��混入量に左右されることなく、運転条件に� ��じた良好な運転を行うことができるように� ��る。

 ところで、上述した各実施例1~3において� ��、全開又は全閉の何れかの状態へと動作す� ��エバポレーションガスパージ装置の開閉弁4 5を例示したので、パージ制御の禁止が要求� �れた際には開閉弁45を全閉させている。しか しながら、その開閉弁45の説明において示し� ��ように、開閉弁45が弁体の開弁角度を無段� �又は段階的に変化させる形態のものである� �合には、パージ制御の禁止要求に替えてパ� �ジ流量の減少要求が為されるようにパージ� �御手段を構成してもよい。例えば、この場� �のパージ制御手段には、潤滑油の温度Toと潤 滑油希釈率Roの内の何れか一方又は双方に応� ��て開閉弁45の弁体の開弁角度(換言すれば、� ��ージ流量の減少度合い)を演算させ、その開 弁角度となるように開閉弁45を駆動制御させ� ��。例えば、このパージ制御手段は、潤滑油� ��釈率Roが高いほど開閉弁45の弁体の開弁角度 を大きく(つまり、パージ流量の減少度合い� �大きく)する。そして、このように構成する� ��とによって、多種燃料内燃機関は、上述し� ��各実施例1~3のときよりも細かなパージ流量� ��制御が可能になるので、より適切に運転条� ��に応じた良好な運転を行うことができる。

 また、上述した各実施例1~3においては予� ��生成されているアルコール混合燃料を吸気� ��ート11bに噴射させる所謂ポート噴射式多種� ��料内燃機関について例示したが、これら各� ��施例1~3で説明したパージ制御要否の判断手� ��については、これとは別の多種燃料内燃機� ��に適用してもよく、その各実施例1~3と同様� ��効果を得ることができる。例えば、その判� ��手法は、アルコール混合燃料を燃焼室CC内� �直接噴射させる所謂筒内直接噴射式多種燃� �内燃機関に対して適用してもよい。また、� �の判断手法は、アルコール混合燃料を運転� �件に応じて吸気ポート11bと燃焼室CCの何れか 又は双方に噴射させる多種燃料内燃機関に対 して適用してもよい。更に、その判断手法は 、単一低沸点成分燃料(アルコール燃料)とこ� ��以外の性状の異なる少なくとも1種類の燃料 を別々の燃料タンクに貯留し、これらを燃料 供給経路の途中で所望の混合比率に混ぜ合わ せてから燃焼室CCへと導く多種燃料内燃機関� ��対して適用してもよい。また更に、その判� ��手法は、個別に貯留された単一低沸点成分� ��料(アルコール燃料)とこれ以外の性状の異� �る少なくとも1種類の燃料を各々の専用の燃� ��噴射弁から噴射し、夫々に燃焼室CCへと導� �れる多種燃料内燃機関に対して適用しても� �い。