多种燃料内燃机的制作方法

专利名称：多种燃料内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用以醇燃料为代表的单一低沸点成分燃料和性质状 态不同于该单一低沸点成分燃料的至少一种燃料来运转的多种燃料内 燃机。
背景技术：
通常，在燃料箱内因所存积的燃料蒸发而生成燃料蒸发气体
(evaporation gas )。此燃料箱一般被密闭起来，其内压伴随着该蒸发气 体的增加而上升，所以如果不将该压力放掉至外部就会引起破损等。但 是，对于该蒸发气体，例如，如果是汽油燃料蒸发后的产物，则包含有 害的碳氢(HC)成分，所以，从环境性能的观点来看不能使之直接排 放到大气。因而，以往，在内燃机中准备有使该蒸发气体被过滤罐之中 的活性碳所吸附，并通过内燃机的进气负压使其与新空气一起导入至进 气系统(进行净化控制)的蒸发气体净化装置。例如，在下面的专利文 献l到4中公开了关于针对该蒸发气体净化装置的净化控制的各种各样 的方式。
首先，在该专利文献l中，记载了如下的净化控制在是蒸发气体 较多的轻质燃料时，缩小蒸发气体的净化流量，在是蒸发气体较少的重 质燃料时，积极地将蒸发气体净化。另一方面，在专利文献2中，记载 了如下的净化控制燃料越是重质则相应地越是抑制蒸发气体的净化流 量。
这里，在是醇混合燃料的情况下，蒸发程度根据燃料箱内的醇浓度 (醇燃料的混合比例)而变化，所以在净化控制时，燃烧室内的空燃比 将会偏离目标空燃比，导致发动机输出性能及排气排放性能等的降低。 从而，在是醇混合燃料的情况下，如专利文献3、 4中记栽的那样，最 好是根据燃料箱内的醇浓度来调节蒸发气体的净化流量。此外，专利文 献3的技术，为了基于燃料箱内的醇浓度和醇混合燃料的蒸发程度来进 行净化控制而构成。[专利文献1日本特开平4 - 136469号公报 [专利文献2日本特开平6 - 81730号〃>才艮 [专利文献3日本特开平1 - 106971号z〉才艮 [专利文献4]:日本特开平5 - 99083号公报
可是，被送入燃烧室的一部分醇混合燃料，附着在气缸内径壁面上， 与润滑油一起由活塞环刮下而存留在油底壳中。也就是说，油底壳内的 润滑油因醇混合燃料而被稀释。而且， 一般而言，醇燃料等单一低沸点 成分燃料，沸点较低，另外，在达到其沸点的时候会一下子蒸发。从而， 由于经常有该润滑油的油温超过单一低沸点成分燃料的沸点的情况，所 以稀释在该润滑油中的单一低沸点成分(醇成分等)就会一下子连续蒸 发而从气缸内径壁面和活塞环的间隙流入至燃烧室。为此，即使如上述 的专利文献3、 4那样，根据燃料箱内的醇浓度来执行净化控制，有时 候也会因该流入的单一低沸点成分而使燃烧室内的实际的空燃比变得 过浓(rich)于目标空燃比，所以在此情况下，有可能导致排放性能及 驾驶性能的恶化。
在这里，虽然以下的观点也能够成立，即，考虑单一低沸点成分向 该燃烧室内的流入量来抑制燃料喷射阀的喷射量即可，但是，该喷射量 的降低也有限度，在即使将喷射量缩小至燃料喷射阀的最小喷射量，但 是，比该降低量多的单一低沸点成分流入燃烧室内的情况下，燃烧室内 的实际的空燃比变得过浓于目标空燃比(rich )，无法抑制排放性能等的 恶化之类的情形也能足以想到。

发明内容
因此，本发明的目的就是提供一种即使使用单一低沸点成分燃料也 能够将燃烧室内的空燃比控制成适当的值来实现良好的运转的多种燃 料内燃机。
为了达到上述目的，权利要求1记载的发明是一种多种燃料内燃机，
将单一低沸点成分燃料和性质状态不同于该单一低沸点成分燃料的至 少一种燃料分别单独地或者一起引导至燃烧室而进行运转，其中，设置有检测润滑油的温度的润滑油温度检测单元或者推定该温度的润滑油 温度推定单元；以及在该检测或者推定出来的润滑油的温度在单一低沸 点成分燃料的沸点温度附近时，禁止利用蒸发气体净化装置的净化控制 或者减少该净化控制中的蒸发气体的净化流量的净化控制单元。
在此权利要求1记载的多种燃料内燃机中，由于在从润滑油之中蒸 发出的单一低沸点成分燃料被供给到燃烧室内时，实现净化控制的禁止 或者净化流量的减少，所以能够使有可能因该蒸发出的单一低沸点成分 燃料而成为过浓(rich)的燃烧室内的实际的空燃比与目标空燃比一致。
另外，为了达到上述目的，权利要求2记载的发明是在上述权利要 求l记载的多种燃料内燃机的基础上，还设置有检测润滑油的基于单 一低沸点成分燃料的润滑油稀释率的润滑油稀释率检测单元或者推定 该润滑油稀释率的润滑油稀释率推定单元，上述净化控制单元构成为， 根据该检测或者推定出来的润滑油稀释率禁止净化控制，或者根据该润 滑油稀释率变更净化控制中的蒸发气体的净化流量的减少程度。
具体而言，例如权利要求3记载的发明那样，在该权利要求2记载 的多种燃料内燃机的基础上，该净化控制单元构成为，润滑油稀释率越 高则越禁止净化控制或者该润滑油稀释率越高则越使净化控制中的蒸 发气体的净化流量的减少程度加大。
从而，在这些权利要求2或者3所记载的多种燃料内燃机的基础上， 如果混入油底壳内的润滑油中的单一低沸点成分燃料的量为少量，则可 以与以往同样地执行净化控制以确保净化流量。而且，由此，在此时的 多种燃料内燃机中，可以使有可能因禁止净化控制或减少净化流量而成 为稀薄(lean)的燃烧室内的实际的空燃比与目标空燃比一致。另一方 面，在此多种燃料内燃机中，在混入油底壳内的润滑油中的单一低沸点 成分燃料的量较多，进而从该润滑油中蒸发出的单一低沸点成分燃料被 供给到燃烧室内时，实现净化控制的禁止或者净化流量的减少。而且， 由此，在此时的多种燃料内燃机中，可以使有可能因该蒸发出的单一低 沸点成分燃料而成为过浓(rich)的燃烧室内的实际的空燃比与目标空 燃比一致。
本发明所涉及的多种燃料内燃机，即使从油底壳内的润滑油中蒸发出的单一低沸点成分燃料被供给到燃烧室内，也可以将该燃烧室内的实 际的空燃比控制为与运转条件相应的目标空燃比。从而，根据此多种燃 料内燃机，可以抑制排气排放性能及驾驶性能的恶化而不会被该蒸发出 的单一低沸点成分燃料所影响，进行与运转条件相应的良好运转。


图l是对本发明所涉及的多种燃料内燃机的构成之一例进行表示的图。
图2是表示在润滑油中混入的汽油燃料及醇燃料的温度与该汽油燃 料及醇燃料从润滑油中蒸馏的蒸馏比例之关系的图。
图3是对实施例1的多种燃料内燃机的净化控制禁止动作进行说明 的流程图。
图4是对实施例2的多种燃料内燃机的净化控制禁止动作进行说明 的流程图。
图5是对实施例3的温度域修正值设定映射数据之一例进行表示的图。
图6是对实施例3的多种燃料内燃机的净化控制禁止动作进行说明 的流程图。
图中l-电子控制装置；llb-进气口； 17-油底壳；41-燃料箱；42-蒸发气体通路；43-单向阀；44-过滤罐；45-开闭阀；50-燃料供给装置； 55-燃料喷射阀；81-窜缸混合气通路；82-窜缸混合气控制阀；91-温度 传感器(润滑油温度检测单元)；92-水温传感器；93-醇浓度传感器(润 滑油稀释率检测单元)；94-排气传感器；CC-燃烧室；Ra-规定值；Ro-润滑油稀释率；Tav-润滑油的沸点温度；To-润滑油的温度；oc、 P-温 度域修正值。
具体实施例方式
下面，基于附图详细地说明本发明所涉及的多种燃料内燃机的实施 例。此外，本发明并非由此实施例而限定。
6实施例1
基于图1到图3来说明本发明所涉及的多种燃料内燃机的实施例1 。 本实施例1的多种燃料内燃机是指使单一低沸点成分燃料和性质状态不 同于该单一低沸点成分燃料的至少一种燃料的混合燃料储存在一个燃 料箱内，并利用该混合燃料来运转的内燃机，通过图l所示的电子控制 装置(ECU) 1来执行燃烧控制等各种控制动作。该电子控制装置1由 未图示的CPU (中央运算处理装置)、预先存储了规定的控制程序等的 ROM (Read Only Memory )、暂时存储该CPU的运算结果的RAM (Random Access Memory )、以及存储预先准备的信息等的备份RAM 等构成。此外，该单一低沸点成分燃料是指单一成分的燃料且沸点比较 低的燃料。例如，作为此单一低沸点成分燃料，可以考虑由乙醇或甲醇 等那样的单一成分构成的沸点低的醇燃料为代表的燃料。
最初，基于图l对这里所示例的多种燃料内燃机之构成进行说明。 此外，虽然在该图1中仅仅图示出l个气缸，但是本发明并不限于此， 还可以应用于多气缸的多种燃料内燃机。在本实施例l中设，具备多个 气缸来进行说明。
在此多种燃料内燃机中，具备有形成燃烧室CC的气缸盖ll、气缸 体12以及活塞13。在这里，该气缸盖11和气缸体12隔着图1所示的 气缸盖衬垫14用螺栓等紧固，活塞13可以往复移动地配置在这样形成 的气缸盖11下面的凹部lla和气缸体12的气缸内径12a的空间内。 而且，上述的燃烧室CC由该气缸盖11的凹部11 a的壁面与气缸内径 12a的壁面和活塞13的顶面13a所包围起来的空间构成。
本实施例1的多种燃料内燃机，按照发动机转速和发动机负载等运 转条件将空气和混合燃料送入燃烧室CC，并执行与该运转条件相应的 燃烧控制。对于该空气，则是经由图1所示的进气通路21和气缸盖11 的进气口 llb从外部吸入。另一方面，对于该混合燃料则是使用图l所 示的燃料供给装置50来供给。
首先，对空气的供给路径进行说明。在本实施例1的进气通路21 上设置有将从外部导入的空气中包含的尘埃等异物除去的空气滤清器 22、和对来自外部的吸入空气量进行检测的空气流量计23。在此多种燃料内燃机中，该空气流量计23的检测信号被送给电子控制装置1，电子 控制装置1基于该检测信号计算出吸入空气量及发动机负载等。
另外，在该进气通路21上的空气流量计23的下游侧设置有对流 入至燃烧室CC内的吸入空气量进行调节的节气门24、和对此节气门 24进行开闭驱动的节气门致动器25。本实施例1的电子控制装置1的 吸入空气控制单元按照运转条件对该节气门作动器25进行驱动控制， 将节气门24的开岡角度调节成与该运转条件相应的气门开度(换言之、 吸入空气量)。例如，对该节气门24进行调节以使得形成与运转条件相 应的空燃比所需要的吸入空气量的空气被吸入燃烧室CC。在此多种燃 料内燃机中还设置有对该节气门24的气门开度进行检测，并将该检测 信号发送给电子控制装置1的节气门开度传感器26。
进而，对于进气口 llb，其一端向燃烧室CC开口，并在该开口部 分配设有使该开口开闭的进气门31。该开口的数量既可以是一个也可以 是多个，并对该每个开口配备进气门31。从而，在此多种燃料内燃机中， 通过使该进气门31开阀而使空气从进气口 lib吸入到燃烧室CC内， 另一方面通过使该进气门31闭阀来切断空气向燃烧室CC内的流入。
在这里，作为该进气门31，例如有伴随于未图示的进气侧凸轮轴的 旋转和弹性部件(盘簧)的弹性力而被开闭驱动的阀门。对于这种进气
门31，通过使由链条和链轮等构成的动力传递机构介于该进气侧凸轮轴 和曲轴15之间而使该进气侧凸轮轴联动于曲轴15的旋转，并在预先设 定的开闭时期将其开闭驱动。在本实施例1的多种燃料内燃机中，应用 这样的同步于曲轴15的旋转而被开闭驱动的进气门31。
但是，此多种燃料内燃机还可以具备可以变更该进气门31的开闭 时期及升程量的所谓的可变气门正时和升程机构等可变气门机构，据 此，可以使该进气门31的开闭时期和升程量可变，成为与运转条件相 应的适合的结果。进而，在此多种燃料内燃机中，还可以采用利用电磁 力对进气门31进行开闭驱动的所谓的电磁驱动阀，以获得与这种可变 气门机构同样的作用效果。
接着，对燃料供给装置50进行说明。此燃料供给装置50将性质状 态不同的多种燃料引导至燃烧室CC，作为该供给对象的各燃料之一至少包含单一低沸点成分燃料。在本实施例1中，对进行孔喷射以混合的
状态存积于一个燃料箱41中的多种燃料(混合燃料)，并将其与吸入空 气一起送入至燃烧室CC的方式的燃料供给装置50进行示例。这里， 在本实施例1的燃料箱41中将汽油燃料和作为单一低沸点成分燃料的 醇燃料在混合起来的状态下存积。也就是说，这里所示例的多种燃料内 燃机，使用燃料箱41内的汽油燃料和醇燃料的混合燃料(以下称之为 "醇混合燃料")来运转。
具体而言，本实施例1的燃料供给装置50具备将经由第1燃料 通路51从燃料箱41吸上来的醇混合燃料送出到第2燃料通路52的燃 油泵53;将该第2燃料通路52的醇混合燃料分配到各个气缸的输送通 路54;将从此输送通路54供给的醇混合燃料喷射到进气口 llb的各气 缸的燃料喷射阀55。而且，此燃料供给装置50构成为，使电子控制装 置1的燃料喷射控制单元按照运转条件对该燃油泵53及燃料喷射阀55 进行驱动控制，由此，在与该运转条件相对应的燃料喷射量、燃料喷射 时期及燃料喷射期间等燃料喷射条件下进行醇混合燃料的喷射。
从此燃料供给装置50的燃料喷射阀55喷射的醇混合燃料，与进气 口 lib内的新空气(吸入空气)混杂在一起，并作为混合气被供给到燃 烧室CC。而且，若成为与运转条件相应的点火时期，电子控制装置1 的点火时期控制单元则对图1所示的火花塞61进行点火指示，并对该 混合气进行点火动作使之燃烧。该燃烧后的缸内气体(燃烧气体)从燃 烧室CC被向图l所示的排气口 llc排出。
这里，在此排气口 llc中配设有对与燃烧室CC之间的开口进行开 闭的排气门71。该开口的数量既可以是一个也可以是多个，并对该每个 开口配备上述的排气门71。从而，在此多种燃料内燃机中，通过使该排 气门71开阀而使燃烧气体从燃烧室CC内排出到排气口 llc，并通过使 该排气门71闭阀来切断燃烧气体向排气口 llc的排出。例如，作为该 排气门71，与上述的进气门31同样，可以应用介入了动力传递机构的、 具备所谓的可变气门正时和升程机构等可变气门机构的阀门或所谓的 电磁驱动阀。
可是，在本实施例1的燃料箱41内，因醇混合燃料的蒸发而生成 汽油成分和醇成分的蒸发气体。从而，在本实施例1的多种燃料内燃机中，也与以往同样地准备蒸发气体净化装置。本实施例l的此蒸发气体
净化装置构成为，如图1所示具备使燃料箱41内与进气通路21内连 通起来的蒸发气体通路42、防止从燃料箱41内已流入蒸发气体通路42 中的蒸发气体的反向流动的单向阀43、吸附已经过此单向阀43的蒸发 气体的过滤罐44、使该蒸发气体通路42与进气通路21内连通或者切断 以控制过滤罐44所吸附的蒸发气体的流动的开闭阀45。
这里，作为该单向阀43，采用具有如下构成的阀门在燃料箱41 内的压力已超过规定压力时成为开阀状态，另一方面，在该压力低于规 定压力时成为闭阀状态。另外，作为该开闭阀45，按照电子控制装置l 的指示来进行开闭动作，采用具有如下构成的阀门在执行净化控制(蒸 发气体向进气通路21的供给控制)时使之开阀，另一方面，在除此以 外时使之闭阀。此开闭阀45也可以是在净化控制的控制条件成立时使 阀体活动至全开的方式的阀门，还可以是根据净化控制的控制条件使阀 体的开阀角度无阶段或者分阶段地进行变化的方式的阀门。
从而，在此蒸发气体净化装置中，燃料箱41内的压力伴随着蒸发 气体的生成而上升，在该压力已超过规定压力时，单向阀43开阀将燃 料箱41内的蒸发气体引导至过滤罐44。而且，由于该蒸发气体被过滤 罐44之中的活性碳所吸附，所以，对于此蒸发气体净化装置，电子控 制装置1的净化控制单元根据净化控制的控制条件(在这里是结合规定 的运转条件)使处于闭阀状态的开闭阀45开阀，并对进气通路21供给 被该过滤罐44所吸附的蒸发气体。
在这样进行了净化控制的情况下，该蒸发气体与进气通路21内的 新空气(吸入空气)混杂在一起，并进一步与从燃料喷射阀55喷射的 醇混合燃料混杂在一起的同时，被供给到燃烧室CC。也就是说，在这 种情况下的燃烧室CC内，与该蒸发气体的量相应，空燃比相对于目标 空燃比(根据运转条件在燃烧控制时设定的空燃比)成为过浓(rich) 的空燃比。为此，通常，电子控制装置1的燃料喷射控制单元以如下方 式进行控制与该蒸发气体的量相应，减少来自燃料喷射阀55的燃料 喷射量，使燃烧室CC内的空燃比成为目标空燃比。
进而， 一般而言，在内燃机中，燃烧室CC内的气体通过活塞13(严 格而言是活塞环16a 16c)和气釭内径12a的壁面之间的间隙而漏出到曲轴箱内。该已漏出的气体是未燃烧混合气和燃烧后生成物，通常被称
为窜缸混合气。在这里，该窜缸混合气的一部分混入油底壳17内的润 滑油，另一方面，其剩余部分积留在曲轴箱内。而且，该曲轴箱内的窜 缸混合气，若大量地积留就会阻碍活塞13的活动，所以不是希望的。 因此，通常，在内燃机中，准备有将该曲轴箱内的窜缸混合气排出到外 部使之再循环至进气路径的窜缸混合气还原装置。
例如，在本实施例1的多种燃料内燃机中，醇混合燃料的未燃烧混 合气、HC及CO等燃烧后生成物作为窜缸混合气而存在于曲轴箱(在 这里是形成在气缸体12的下部和油底壳17的上部)内。在本实施例1 中，是利用以下部分构成窜缸混合气还原装置连通到该曲轴箱内的气 缸体12及气缸盖11的通路(图示省略)、使此气缸盖11的通路与进气 通路21连通起来的窜缸混合气通路81、配设在此窜缸混合气通路81 和进气通路21之间的窜缸混合气控制阀82。该窜釭混合气控制阀82, 例如可以考虑根据进气负压来调节窜缸混合气向进气通路21的流入量 的方式的阀门。
由此窜缸混合气还原装置供给的窜缸混合气，与进气通路21内的 新空气(吸入空气)混杂在一起，进一步还与来自燃料喷射阀55的醇 混合燃料混杂在一起的同时，而且，在执行净化控制时还与蒸发气体混 杂在一起的同时被供给到燃烧室CC。从而，在此时的燃烧室CC内， 由于该窜缸混合气，空燃比相对于目标空燃比成为过浓(rich)的空燃 比。特别是，甚至在还执行净化控制时，空燃比更向浓变化。为此，在 电子控制装置1的燃料喷射控制单元中，使来自燃料喷射阀55的燃料 喷射量减少以使得燃烧室CC内的空燃比成为目标空燃比。
这里，如上述那样，曲轴箱内的一部分窜缸混合气混入油底壳17 内的润滑油中。进而，在缸内径12a的壁面不仅是润滑油，有时候还附 着醇混合燃料，该壁面的润滑油与该壁面的醇混合燃料一起由活塞环 16a 16c刮下来并返回到油底壳17内的润滑油中。也就是i兌，油底壳 17内的润滑油主要由于醇混合燃料而被稀释。
醇燃料一般而言是比其他燃料(汽油燃料等)沸点低且蒸发性高的 单一低沸点成分燃料。为此，混入在油底壳17内的润滑油中的醇混合 燃料的醇成分，如图2所示那样，在该润滑油温度上升并达到醇燃料沸
ii点的时间点一下子连续蒸发，并流向曲轴箱内。另一方面，在该润滑油
中，已混入的醇混合燃料的汽油成分如图2所示随着温度上升而緩慢蒸 发掉，仅仅残留下重质成分。也就是说，润滑油中已混入的醇混合燃料 与汽油燃料相比，醇燃料易于发生因润滑油的温度上升所引起的蒸发。 此外，该图2是表示在润滑油中已混入的汽油燃料及醇燃料的温度与该 汽油燃料及醇燃料从润滑油中蒸馏的蒸馏比例(从润滑油蒸发出来的比 例)之关系的图。而且，该一下子蒸发的醇燃料(以下也称之为"蒸发 醇燃料")，其大多与窜缸混合气一起被供给至进气通路21，然后被送到 燃烧室CC，而且，其中的一部分通过活塞13与气缸内径12a壁面之间 的间隙而被送到燃烧室CC。从而，在电子控制装置1的燃料喷射控制 单元中，就必须在监视油底壳17内的润滑油的温度的同时，在该温度 达到引起醇燃料蒸发的规定温度域(醇燃料的沸点附近)时使来自燃料 喷射阀55的燃料喷射量进一步减少，以使燃烧室CC内的空燃比成为 目标空燃比。
但是，在使燃烧室CC内的空燃比成为较大程度的过浓(rich)的 空燃比的情况下(在醇燃料向油底壳17内的润滑油的混入量较多时发 生了醇燃料蒸发的情况、在蒸发气体和窜缸混合气被供给到进气通路21 时发生了醇燃料蒸发等情况下)，有即使将燃料喷射量减少至燃料喷射 阀55的最小燃料喷射量也无法使燃烧室CC内的空燃比成为目标空燃 比的可能性。也就是说，在这种情况下，使燃烧室CC内的空燃比成为 目标空燃比所要求的燃料喷射量就有可能比燃料喷射阀55的最小燃料 喷射量还少，所以有可能导致燃烧室CC内的实际空燃比相对于目标空 燃比成为过浓(rich)的空燃比，从而导致排气排放性能恶化及驾驶性 能恶化。
因此，在本实施例1的多种燃料内燃机中，以如下方式构成电子控 制装置1的净化控制单元在油底壳17内的润滑油的温度To进入规定 的净化控制禁止温度域(Tav - cx^To<Tav+ P )时，禁止净化控制。 这里，该"Tav，，是组成醇混合燃料的醇燃料的沸点温度。另夕卜，该"oc" 和用于表示醇燃料有可能从润滑油之中蒸发出来的沸点温度Tav 附近的温度域，是用于将醇燃料的实际沸点温度相对于理论上的沸点温 度Tav的误差考虑进来的温度域修正值。这些温度域修正值oc 、 P既可 以是各自不同的值也可以是相同值，预先通过实验或仿真来求得。这里，在润滑油的温度To相对于沸点温度Tav变得十分高的情况 下， 一般而言能够推定为燃烧室CC内的燃烧温度因异常燃烧等而变得 极高，所以可以利用稍浓的混合气使燃烧室CC内的温度降低。为此， 在这里对上述规定的净化控制禁止温度域设置上限"Tav+ P"。
进而，在本实施例1的多种燃料内燃机中，还设置有对该油底壳17 内的润滑油的温度To进行检测的润滑油温度检测单元。在这里，准备 有对该润滑油的温度To直接检测的图1所示的油温传感器91作为润滑 油^显度检测单元。
以下，基于图3的流程图来说明本实施例1的多种燃料内燃机的动 作之一例。
首先向本实施例1的电子控制装置1,输入油底壳17内的润滑油的 温度To (步骤ST5 )。此温度To是基于上述的润滑油温度检测单元(油 温传感器91)的检测信号而检测出来的。
而且，此电子控制装置1的净化控制单元，对该油底壳17内的润 滑油的温度To是否已进入规定的净化控制禁止温度域(Tav - oc^To <Tav+ P )进行判断(步骤ST10)。
如果该润滑油的温度To不在规定的净化控制禁止温度域内，此净 化控制单元则使本处理暂且结束。由此，在此时的多种燃料内燃机中， 当需要执行净化控制的控制条件已成立时，由净化控制单元对蒸发气体 净化装置指示执行净化控制。从而，此时的净化控制单元，与从前同样 地使蒸发气体净化装置的开闭阀45的阀体保持于全开状态或者如果已 经处于闭阀状态而使其全开，以使将过滤罐44所吸附的蒸发气体供给 到进气通路21。
另一方面，如果该润滑油的温度To进入规定的净化控制禁止温度 域内，此净化控制单元则设立净化控制禁止标志等以禁止净化控制(步 骤ST15)。由此，在此时的多种燃料内燃机中，即使在需要执行净化控 制的控制条件已成立时也不利用净化控制单元执行净化控制指示。也就 是说，此时的净化控制单元，使蒸发气体净化装置的开闭阀45的阀体 保持于全闭状态或者如果已经处于开阀状态则使其全闭，以使不将过滤罐44所吸附的蒸发气体供给到进气通路21。从而，此时的电子控制装 置1的燃料喷射控制单元，仅仅考虑被送到燃烧室CC的窜缸混合气和 蒸发醇燃料的增量使来自燃料喷射阀55的燃料喷射量减少即可。而且， 据此，可以使燃烧室CC内的实际空燃比成为目标空燃比，所以本实施 例1的多种燃料内燃机，可以进行与此时的运转条件相应的良好运转。 例如，与以往相比，此多种燃料内燃机，通过禁止净化控制也可以使燃 烧室CC内的实际空燃比相对于目标空燃比不成为过浓(rich)的空燃 比，所以可进行抑制了排气排放性能及驾驶性能恶化的良好运转。
可是，并不是，因为净化控制被禁止而在燃料箱41内蒸发气体的 生成就停止了。因此，在蒸发气体净化装置中，已经生成的蒸发气体即 使在净化控制禁止时也被过滤罐44中的活性碳所吸附。但是，过滤罐 44的蒸发气体的吸附量也有限度，并非能够无限制地继续吸附蒸发气 体。因此，本实施例1的蒸发气体净化装置构成为，在过滤罐44已成 为饱和状态(无法使活性碳吸附更多的蒸发气体的状态)时，反复进行 短时释放(short trip)等，使剩余部分的蒸发气体直接排放到大气。
这里，虽然在本实施例1中是通过润滑油温度检测单元(油温传感 器91)来检测油底壳17内的润滑油的温度To，但是，也不是一定要用 润滑油温度检测单元直接检测该温度To。例如，也可以利用由水温传 感器92所检测出的冷却水的温度来推定润滑油的温度To。在此情况下， 在电子控制装置1中设置润滑油温度推定单元，例如使用冷却水的温度 与润滑油的温度To之间的对应关系的映射数据来推定润滑油的温度To 即可。即使这样来推定润滑油的温度To,这种情况下的多种燃料内燃 机也能够进行如上述那样的良好运转。
实施例2
下面，基于图l及图4来说明本发明所涉及的多种燃料内燃机之实 施例2。
在上述实施例1的多种燃料内燃机中，如果油底壳17内的润滑油 的温度To已进入规定的净化控制禁止温度域(Tav- oc^To<Tav + P )，则与其他要件没有关系，禁止净化控制。但是，并不是在油底壳17内的润滑油中总是混入同量的醇燃料(单 一低沸点成分燃料)，仅仅使用润滑油的温度To —概地禁止净化控制就 不太理想。也就是说，当在该润滑油中已混入的醇燃料是少量的情况下， 从该润滑油之中蒸发的醇燃料的量也较少，所以在是需要较多的净化流 量的运转条件时，如果不通过进行净化控制向燃烧室CC供给蒸发气体， 该燃烧室CC内的实际空燃比就会相对于目标空燃比较大程度地偏离到 稀(lean)空燃比侧，例如有可能引起燃烧不良而发生爆燃等，无法进 行与运转条件相应的良好运转。在上述实施例1的多种燃料内燃机中， 在这种状况下，虽然可以通过使从燃料喷射阀55喷射的燃料喷射量增 加来实现目标空燃比，但是，从另一方面来看，则会使燃油消耗性能恶 化。
因此，在本实施例2中，在考虑单一低沸点成分燃料(醇燃料)向 油底壳17内的润滑油混入的混入量的基础上来判断是否禁止净化控制。 具体而言，本实施例2的多种燃料内燃机，以如下方式构成电子控制装 置l的净化控制单元在上述实施例1的多种燃料内燃机的基础上，准 备润滑油稀释率检测单元，该润滑油稀释率检测单元进行该润滑油的基 于单一低沸点成分燃料(醇燃料)的稀释率(以下称之为"润滑油稀释 率")Ro的检测，在该润滑油稀释率Ro未超过规定值(规定的稀释率) Ra时不禁止净化控制。
这里，作为本实施例2的润滑油稀释率检测单元，例如可以利用检 测油底壳17内的润滑油中的醇浓度的图1所示的醇浓度传感器93。另 外，作为上述的规定值(规定的稀释率)Ra，例如设定即使从该润滑油 中蒸发的醇燃料被供给到燃烧室CC内也不会使空燃比变化很大(也就 是说，不会使发动机输出及排气排放性能等发动机性能恶化)程度的润 滑油稀释率即可。预先进行实验或仿真来求得此规定值Ra。
以下，基于图4的流程图来说明本实施例2的多种燃料内燃机的动 作之一例。
首先，向本实施例2的电子控制装置1，输入油底壳17内的润滑油 的润滑油稀释率Ro (步骤ST1 )。此润滑油稀释率Ro是基于上述的润 滑油稀释率检测单元(醇浓度传感器93)的检测信号检测出来的。而且，此电子控制装置1的净化控制单元对于该润滑油稀释率Ro 是否大于等于规定值Ra，也就是说，油底壳17内的润滑油中所混入的 醇燃料的量是否为应当禁止净化控制的程度的量进行判断(步骤ST2 )。
这里，此净化控制单元在由于润滑油稀释率Ro小于规定值Ra而判 断为不需要禁止净化控制时，暂且结束本处理。由此，在进行了此判断 时的多种燃料内燃机中，即使在需要执行净化控制的控制条件已成立 时，假设油底壳17内的润滑油的温度To进入了规定的净化控制禁止温 度域(Tav- a^To<Tav+ P )，也通过净化控制单元来执行净化控制。 为此，在此时的多种燃料内燃机中，即使不使从燃料喷射阀55喷射的 燃料喷射量增加较大也能够实现目标空燃比。也就是说，此时的多种燃
比的充分的净化流量，所以能够使实际空燃l匕与目^空燃比一致而不依 赖于从燃料喷射阀55喷射的燃料喷射量的增加。而且，由此，此时的 多种燃料内燃机，可以回避以比目标空燃比稀薄(lean)的空燃比运转 的情况，所以能够防止燃烧不良、抑制爆燃的发生等。从而，在此时的 多种燃料内燃机中，就可以进行不会使燃油消耗性能恶化的与运转条件 相应的良好运转。
另一方面，在通过此净化控制单元判断为润滑油稀释率Ro大于等 于规定值Ra时，与上述实施例l同样地，向本实施例2的电子控制装 置1，输入所检测或者推定出来的油底壳17内的润滑油的温度To (步 骤ST5 )。
而且，本实施例2的净化控制单元，与实施例1同样地，对该油底 壳17内的润滑油的温度To是否已进入规定的净化控制禁止温度域(Tav - a^To<Tav+ P )进行判断(步骤STIO)，这里，如果进行了否定 判定则使本处理暂且结束，另一方面，如果进行了肯定判定则禁止净化 控制(步骤ST15 )。
也就是说，在本实施例2的多种燃料内燃机中，当油底壳17内的 润滑油的润滑油稀释率Ro大于等于规定值Ra，并且，该润滑油的温度 To进入了规定的净化控制禁止温度域(Tav - oc^To<Tav+ P )时才 开始禁止净化控制。在此时的多种燃料内燃机中，与实施例l同样地， 通过仅仅考虑被送到燃烧室CC的窜缸混合气和蒸发醇燃料的增量使从燃料喷射阀55喷射的燃料喷射量减少，就可以使燃烧室CC内的实际 的空燃比成为目标空燃比并进行与运转条件相应的良好运转。从而，在 此时的多种燃料内燃机中，可以回避以比目标空燃比过浓(rich)的空 燃比运转的情况，所以可以进行抑制了排气排放性能及驾驶性能恶化的 良好运转。
如以上所示，根据本实施例2的多种燃料内燃机，当油底壳17内 的润滑油中所混入的单一低沸点成分燃料(醇燃料)为少量时，即使润 滑油的温度To上升，蒸发醇燃料的量也较少，所以，如果需要净化控 制，则不论润滑油的温度To如何都执行净化控制，以实现确保净化流 量。另一方面，当该润滑油中所混入的单一低沸点成分燃料(醇燃料) 的量较多时，蒸发醇燃料的量因润滑油的温度To的上升而一下子增加， 所以，即使需要净化控制也不执行净化控制。从而，根据本实施例2的 多种燃料内燃机，可以进行与运转条件相应的良好运转，而不会被该单 一低沸点成分燃料(醇燃料)向润滑油混入的混入量所左右。
然而，虽然在本实施例2中是通过润滑油稀释率检测单元(醇浓度 传感器93 )来检测油底壳17内的润滑油稀释率Ro，但是，该润滑油稀 释率Ro也可以不必利用润滑油稀释率检测单元直接检测，还可以根据 运转履历来进行推定。在此情况下，在电子控制装置l中设置润滑油稀 释率推定单元，并使此润滑油稀释率推定单元以如下方式来推定润滑油 稀释率Ro。而且，即使这样来推定润滑油稀释率Ro,这种情况下的多 种燃料内燃机也能够进行如上述那样的良好运转。
例如，在发动机冷机时，从燃料喷射阀55喷射的醇混合燃料中尚 未燃烧的醇成分将混入润滑油之中。这里所说的发动机冷机时，表示润 滑油的温度To低于上述的净化控制禁止温度域的下限"Tav- oc"时。 为此，在润滑油稀释率推定单元中，可以基于发动机冷机时来自燃料喷 射阀55的燃料喷射量的累计值来推定醇燃料向油底壳17内的润滑油混 入的混入量，并根据该混入量来推定润滑油稀释率Ro。在这里，使用 表示发动机冷机时的燃料喷射量的累计值与润滑油稀释率Ro之间的对 应关系的映射数据来推定润滑油稀释率Ro即可。
另一方面，在发动机热机时，该润滑油中所混入的醇燃料一下子蒸 发。这里所说的发动机热机时，表示润滑油的温度To大于等于上述的净化控制禁止温度域的下限"Tav-ot"时。这里，若该蒸发醇燃料被 供给到燃烧室CC内，则实际的空燃比偏离目标空燃比，所以，如果观 测目标空燃比与实际的空燃比之差就可知蒸发醇燃料的量。该实际的空 燃比，例如可以利用图1所示的02传感器或A/F传感器等排气传感 器94的检测信号来求解。而且，由于在醇燃料向油底壳17内的润滑油 的混入量与醇燃料从该润滑油中蒸发的蒸发量之间存在相关关系，所 以，根据所推定出的蒸发醇燃料的量就可知醇燃料的混入量。从而，在 润滑油稀释率推定单元中，就可以观测目标空燃比与实际的空燃比之差 的同时推定蒸发醇燃料的量，并根据该蒸发醇燃料的量来推定润滑油稀 释率Ro。在这里，使用表示发动机热机时的相对于目标空燃比与实际 空燃比之差的润滑油稀释率Ro的映射数据来推定润滑油稀释率Ro即 可。此外，关于进行该推定时的用于满足目标空燃比的总燃料供给量， 使用除去了蒸发醇燃料向燃烧室CC的供给量后的燃料供给量(来自燃 料喷射阀55的燃料喷射量和如果需要的话蒸发气体的供给量以及窜缸 混合气的供给量)。
另外，在润滑油稀释率推定单元中，例如可以比较恒速运转等规定 的同一条件下的发动机冷机时和发动机热机时各自的空燃比修正量，并 基于它们之差来推定润滑油稀释率Ro。也就是说，即使实际的空燃比 中存在与目标空燃比的偏差，如果是在发动机冷机时该实际的空燃比也 不会受到蒸发醇燃料的影响。另一方面，在发动机热机时，则受到蒸发 醇燃料的影响而使实际的空燃比偏离目标空燃比。从而，在这里，通过 在同 一条件之下观测发动机冷机时和发动机热机时各自的空燃比修正 量之差，就可以推定被供给到燃烧室CC的蒸发醇燃料的量，所以可以 根据该差值来进行润滑油稀释率Ro的推定。在这里，使用表示该差值 与润滑油稀释率Ro之间的对应关系的映射数据来推定润滑油稀释率 Ro即可。
另外，在润滑油稀释率推定单元中，可以在发动机热机时的规定的 同 一条件之下，比较低燃料喷射量区域和高燃料喷射量区域各自的空燃 比修正量，并基于它们之差来推定润滑油稀释率Ro。该低燃料喷射量 区域表示如果不相对于高燃料喷射量区域减少来自燃料喷射阀55的燃 料喷射量就无法实现目标空燃比的区域。另一方面，该高燃料喷射量区 域表示不产生蒸发醇燃料(即、在润滑油之中未混入醇燃料)时的区域。此外，根据润滑油的温度To相同时各自的空燃比修正量来求得该差值。 也就是说，如果是同一温度则来自润滑油的醇燃料的蒸发量恒定，所以 在这里，通过观测该低燃料喷射量区域和高燃料喷射量区域各自的空燃 比修正量之差，可以推定在低燃料喷射量区域被供给到燃烧室CC的蒸 发醇燃料的量。从而，在这里，能够根据该各自的空燃比修正量之差来 推定润滑油稀释率Ro。在这里，使用表示该差值与润滑油稀释率Ro 之间的对应关系的映射数据来推定润滑油稀释率Ro即可。
实施例3
下面，基于图1、图5及图6来说明本发明所涉及的多种燃料内燃 机的实施例3。
本实施例3的多种燃料内燃机是上述实施例2的多种燃料内燃机之 变形例，也在考虑了单一低沸点成分燃料(醇燃料)向油底壳17内的 润滑油混入的混入量的基础上来判断是否禁止净化控制。
具体而言，在本实施例3中，以如下方式构成不是如实施例2那 样将所检测或者推定出来的润滑油稀释率Ro与规定值(规定的稀释率) Ra进行比较，而是根据该润滑油稀释率Ro来控制作为是否需要禁止净 化控制的判断阈值的净化控制禁止温度域(Tav- oc^To<Tav+ P )。
在这里，将电子控制装置1的净化控制单元构成为可以选择与润滑 油稀释率Ro相 应的最佳的温度域修正值a、 p。此净化控制单元使用
图5所示的温度域修正值设定映射数据来选择温度域修正值ot 、 P 。此 图5的温度域修正值设定映射数据是如下的数据润滑油稀释率Ro越 低则越减小温度域修正值oc、 P，润滑油稀释率Ro越高则越加大温度 域修正值a、 P。也就是说，在润滑油稀释率Ro较低的情况下，由于 即使润滑油已达到沸点温度Tav,但是醇燃料从该润滑油之中蒸发的蒸 发量也较少，所以使净化控制禁止温度域(Tav- oc^To<Tav + P )较 窄，以避免没必要地禁止净化控制而使实际的空燃比从目标空燃比偏离 的情况。另一方面，在润滑油稀释率Ro较高的情况下，由于在润滑油 已达到沸点温度Tav时醇燃料从该润滑油之中蒸发的蒸发量较多，所以 使净化控制禁止温度域(Tav- oc^To<Tav+ P )较 ，以避免在此时 执行净化控制而使实际空燃比从目标空燃比偏离的情况。以下，基于图6的流程图来说明本实施例3的多种燃料内燃机的动 作之一例。
首先，与实施例2同样地，向本实施例3的电子控制装置1，输入 所检测或者推定出来的油底壳17内的润滑油的润滑油稀释率Ro(步骤 ST1)。为此，此电子控制装置1的净化控制单元，将该润滑油稀释率 Ro适用于图5的温度域修正值设定映射数据，以求出与该润滑油稀释 率Ro相应的温度域4多正值a、 P (步骤ST3)。
进而，与上述实施例l、 2同样，向本实施例3的电子控制装置1， 输入所检测或者推定出来的油底壳17内的润滑油的温度To (步骤 ST5 )。
而且，本实施例3的净化控制单元，将上述步骤ST3中求出的温度 域修正值oc 、 P代入净化控制禁止温度域(Tav - ot ^ To < Tav + P )以 得到净化控制禁止温度域的与润滑油稀释率Ro相应的合适值，并判断 上述步骤ST5的润滑油的温度To是否已进入该净化控制禁止温度域 (步骤ST10)。与实施例1、 2同样，此净化控制单元，如果在步骤ST10 中进行了否定判定则使本处理暂且结束，另一方面，如果进行了肯定判 定，则禁止净化控制(步骤ST15 )。
从而，本实施例3的多种燃料内燃机，如果润滑油稀释率Ro较低 则使净化控制禁止温度域(Tav- oc^To<Tav+ P )较窄，以避免没有 必要地以较宽的范围禁止净化控制的情况，所以可以防止因净化流量不 足所造成的空燃比的稀薄化，可以进行与运转条件相应的良好运转。另 一方面，对于此多种燃料内燃机，如果润滑油稀释率Ro较高则使净化 控制禁止温度域(Tav- oc^To<Tav+ p )较宽，以使在较宽的范围禁 止净化控制，所以可以防止因燃料量过多所造成的空燃比的过浓化，可 以进行与运转条件相应的良好运转。也就是说，根据本实施例3的多种 燃料内燃机，可以与实施例2的多种燃料内燃机同样地，进行与运转条 件相应的良好运转，而不会被单一低沸点成分燃料(醇燃料)向油底壳 17内的润滑油混入的混入量所左右。
然而，在上述的各实施例1~3中，示例了向全开或者全闭的任意 一种状态进行动作的蒸发气体净化装置的开闭阀45，所以在要求禁止净
20化控制时使开闭阀45全闭。但是，如在该开闭阀45的说明中所示那样， 在开闭阀45为使阀体的开阀角度无阶段或者分阶段地进行变化的方式 的岡门的情况下，也可以取代净化控制的禁止要求而进行净化流量的减 少要求，如此来构成净化控制单元。例如，在此时的净化控制单元中， 根据润滑油的温度To和润滑油稀释率Ro中的任意一方或者双方来运 算开闭阀45的阀体的开阀角度(换言之，净化流量的减少程度)，并对 开闭阀45进行驱动控制以成为该开阀角度。例如，润滑油稀释率Ro 越高则此净化控制单元越加大开闭阀45的阀体的开阀角度(也就是说， 加大净化流量的减少程度)。而且，通过这样构成，多种燃料内燃机就 可以进行比上述的各实施例1~3还要细致的净化流量的控制，所以可 以更为适当地进行与运转条件相应的良好运转。
另外，虽然在上述的各实施例1~3中，对使预先生成的醇混合燃 料喷射到进气口 llb的所谓的孔喷射式多种燃料内燃机进行了示例，但 是关于在这些各实施例1 ~ 3中所说明的是否需要净化控制的判断方法， 还可以应用于与此不同的多种燃料内燃机，能够取得与该各实施例1 ~ 3 同样的效果。例如，也可以将该判断方法，应用于使醇混合燃料直接喷 射到燃烧室CC内的所谓的缸内直接喷射式多种燃料内燃机。另外，也 可以将该判断方法应用于根据运转条件使醇混合燃料喷射到进气口 lib 和燃烧室CC的任意一方或者双方的多种燃料内燃机。进而，也可以将 该判断方法应用于，将单一低沸点成分燃料(醇燃料)和除此以外的性 质状态不同的至少一种燃料存积在不同的燃料箱中，并在燃料供给路径 的途中使它们混合成所希望的混合比率后引导至燃烧室CC的多种燃料 内燃机。另外，进而，也可以将该判断方法应用于，将单独地存积起来 的单 一低沸点成分燃料(醇燃料)和除此以外的性质状态不同的至少一 种燃料从各自的专用燃料喷射阀进行喷射，并分别引导至燃烧室CC的
多种燃料内燃机。
工业上的可利用性
如以上那样，本发明所涉及的多种燃料内燃机，对于即使在油底壳 17内的润滑油之中混入了单一低沸点成分燃料也可实现良好运转的技 术而言是有效的。
权利要求
1.一种多种燃料内燃机，将单一低沸点成分燃料和性质状态不同于该单一低沸点成分燃料的至少一种燃料分别单独地或者一起引导至燃烧室而进行运转，其特征在于，设置有检测润滑油的温度的润滑油温度检测单元或者推定该温度的润滑油温度推定单元；以及在该检测或者推定出来的润滑油的温度在上述单一低沸点成分燃料的沸点温度附近时，禁止利用蒸发气体净化装置的净化控制或者减少该净化控制中的蒸发气体的净化流量的净化控制单元。
2. 按照权利要求l所记载的多种燃料内燃机，其特征在于，还设置有检测上述润滑油的基于上述单一低沸点成分燃料的润滑 油稀释率的润滑油稀释率检测单元或者推定该润滑油稀释率的润滑油 稀释率推定单元，上述净化控制单元构成为，根据上述检测或者推定出来的润滑油稀 释率禁止上述净化控制，或者根据该润滑油稀释率变更上述净化控制中 的蒸发气体的净化流量的减少程度。
3. 按照权利要求2所记载的多种燃料内燃机，其特征在于，上述净化控制单元构成为，上述润滑油稀释率越高则越禁止上述净 化控制或者该润滑油稀释率越高则越使上述净化控制中的蒸发气体的 净化流量的减少程度加大。
全文摘要
一种将单一低沸点成分燃料和性质状态不同于该单一低沸点成分燃料的至少一种燃料分别单独地或者一起引导至燃烧室CC而运转的多种燃料内燃机，设置有检测润滑油温度的润滑油温度检测单元(温度传感器(91))或者推定该温度的润滑油温度推定单元以及在该检测或者推定出的润滑油温度在单一低沸点成分燃料的沸点温度附近时使禁止利用蒸发气体净化装置(蒸发气体通路(42)，单向阀(43)，过滤罐(44)，开闭阀(45))的净化控制或者使该净化控制中的蒸发气体的净化流量减少的净化控制单元(电子控制装置(1))。
文档编号F02M25/08GK101617114SQ200880005259
公开日2009年12月30日 申请日期2008年2月4日 优先权日2007年2月19日
发明者渡边刚, 细川阳平, 角冈卓 申请人:丰田自动车株式会社