JP2011256766A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用する内燃機関において、低温時の始動性を向上させることのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１０が十分に暖機されている期間中の温暖な冷却水（温水）を保温した状態で貯蔵する蓄熱タンク３２と、蓄熱タンク３２内に貯蔵されている温水を内燃機関１０の内部に形成された冷媒通路内へ供給する蓄熱用ウォータポンプ３０と、混合燃料のアルコール濃度を取得する燃料性状センサ４４と、内燃機関１０の冷間始動要求が出された場合に、蓄熱用ウォータポンプ３０を駆動して始動前の内燃機関１０を暖機するプレヒート処理を実行する制御手段と、を備え、制御手段は、アルコール濃度が高いほど温水の供給流量が多量となるように設定する。また、プレヒート処理の初期期間は温水の供給流量を多量に設定し、その後の期間は初期期間よりも少量に設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、アルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば、特開２００９−１６７９６０号公報には、ガソリンとアルコールの混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関において、低温始動性をさらに向上させることとした始動制御装置が開示されている。この装置では、より具体的には、ウォータジャケット内の冷却水温度が高温所定値以上である場合に、冷却水流通経路に設けられた冷却水貯蔵タンク内に冷却水が貯蔵される。そして、エンジンの始動時にウォータジャケット内の冷却水温度が低温所定値以下である場合に、当該タンク内に貯蔵されていた高温の冷却水がウォータジャケット内に送給される。これにより、低温始動時のエンジンを効率よく予暖気することができる。

特開２００９−１６７９６０号公報 特開２００５−３５１１７３号公報 特開２００８−２５５８７１号公報 特開平０６−３２３１３７号公報 特開２００１−２６０６４０号公報

ところで、エタノールあるいはメタノールなどのアルコールをガソリンと混合した混合燃料を用いることのできる内燃機関では、そのアルコール濃度が低温始動性に大きな影響を及ぼすことが知られている。すなわち、ガソリンは、多成分からなり、低沸点成分を含むため、低温時においても、気化特性に優れる。一方、アルコールは、単一成分であるために沸点が決まっており、且つその沸点が高い（エタノールの場合には約７８℃）。このため、アルコール濃度の高い混合燃料は、アルコールの沸点より低い温度では極めて気化しにくいという欠点がある。この点、上記従来の技術では、低温始動時の予暖気において、混合燃料のアルコール濃度を何ら考慮していない。このため、使用する混合燃料のアルコール濃度によっては、予暖気時の熱供給量が不足したり、或いは反対に過剰になったりするおそれがあり、未だ改善の余地を残すものであった。

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、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用する内燃機関において、低温時の始動性を向上させ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。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の冷却系を循環する冷却媒体を保温した状態で貯蔵する蓄熱タンクと、
前記蓄熱タンク内に貯蔵されている冷却媒体（以下、暖機用媒体）を、前記内燃機関の内部に形成された冷媒通路内へ供給する供給手段と、
混合燃料のアルコール濃度を取得する濃度取得手段と、
前記内燃機関の冷間始動要求が出された場合に、前記供給手段を駆動して始動前の前記内燃機関を暖機するプレヒート処理を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記アルコール濃度に応じて前記暖機用媒体の供給流量を可変に設定することを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、
前記プレヒート処理の初期期間における前記暖機用媒体の供給流量を、前記アルコール濃度が高いほど多量に設定する第１の流量設定手段と、
前記初期期間の経過後の期間における前記暖機用媒体の供給流量を、前記初期期間におけるそれよりも少量に設定する第２の流量設定手段と、
を含むことを特徴としている。

第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記制御手段は、前記冷間始動要求が出され、且つ、前記アルコール濃度が所定値よりも高い場合に、前記プレヒート処理を実行することを特徴としている。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、
前記アルコール濃度に基づいて、前記暖機用媒体の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
前記蓄熱タンク内に貯蔵されている暖機用媒体の温度を前記目標温度に制御する温度制御手段と、
を更に備えることを特徴としている。

第５の発明は、第４の発明において、
前記温度制御手段は、冷却媒体の温度が前記目標温度に達した場合に、前記蓄熱タンクへの前記冷却媒体の貯蔵を実行する貯蔵手段を含むことを特徴としている。

第６の発明は、第４の発明において、
前記温度制御手段は、前記蓄熱タンク内に配置されたヒータを含み、該ヒータを駆動することにより前記蓄熱タンク内に貯蔵されている暖機用媒体の温度を前記目標温度に制御することを特徴としている。

第７の発明は、第５または第６の発明において、
前記目標温度設定手段は、前記アルコール濃度が高いほど、前記目標温度を高い値に設定することを特徴としている。

第１の発明によれば、混合燃料のアルコール濃度に応じて、蓄熱タンク内に貯蔵された暖機用媒体の供給流量が可変に制御される。混合燃料の蒸発に必要な熱エネルギは、該混合燃料のアルコール濃度によって変化する。このため、本発明によれば、暖機用媒体の供給流量に混合燃料のアルコール濃度を反映させることでプレヒート処理の最適化を図ることができるので、始動性の悪化を有効に抑止することができる。

第２の発明によれば、プレヒート処理を実行する場合に、混合燃料のアルコール濃度が高いほど初期期間の暖機用媒体の供給流量が多量に設定される。このため、本発明によれば、プレヒート処理の実行時間を有効に短縮することができる。また、本発明によれば、初期期間の経過後の期間の供給流量が初期期間のそれよりも少量に設定される。このため、本発明によれば、蓄熱タンク内の暖機用媒体の使用量を有効に節約することができるので、タンク容量を小さくすることが可能となる。

第３の発明によれば、冷間始動要求が出された場合に、混合燃料のアルコール濃度が所定値よりも高い場合にプレヒート処理が実行される。混合燃料のアルコールが低い場合には、プレヒート処理の必要性が低くなる。このため、本発明によれば、不要なプレヒート処理が実行されることを有効に抑止することができる。

第４の発明によれば、混合燃料のアルコール濃度に応じて蓄熱タンク内の暖機用媒体の温度が目標温度に制御される。このため、本発明によれば、暖機用媒体の温度を混合燃料の気化特性に応じて可変に制御することができるので、アルコール濃度に応じたプレヒート処理の最適化を図ることができる。

第５の発明によれば、冷却媒体の温度が目標温度に達した時点で、該冷却媒体が暖機用媒体として蓄熱タンク内に貯蔵される。このため、本発明によれば、目標温度まで加熱された暖機用媒体を有効にタンク内に貯蔵することができる。

第６の発明によれば、蓄熱タンク内に設けられたヒータを用いて、暖機用媒体の温度を目標温度まで加熱することができる。

第７の発明によれば、混合燃料のアルコール濃度が高いほど目標温度が高い値に設定される。このため、本発明によれば、当該暖機用媒体を用いたプレヒート処理が実行された場合の実行時間を有効に短縮することができる。

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。 プレヒート処理における吸気ポート壁温の時間変化を示す図である。 エタノール濃度に対する混合燃料の蒸気圧（ＲＶＰ）および温水供給量を示す図である。 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。 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。 混合燃料のアルコール濃度と目標貯蔵水温との関係を示す図である。 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。 本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、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。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
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、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、例えば車両の動力源として用いられる。この内燃機関１０は、ガソリンを燃料として運転可能であるとともに、エタノールあるいはメタノールなどのアルコールと、ガソリンとを混合した燃料（以下、「混合燃料」と称する）によっても運転可能なものである。この場合、混合燃料としては、アルコール成分の濃度（アルコール成分の割合）が低濃度（例えば数％程度）のものから高濃度（例えば８０％以上）のものまで、使用可能である。

内燃機関１０は、シリンダヘッド１２およびシリンダブロック１４を備えている。シリンダヘッド１２およびシリンダブロック１４の内部には、冷却水を流通させるための冷却水通路が設けられている（その詳細は図示省略）。また、シリンダヘッド１２には、該シリンダヘッド１２内部の冷却水温度を検出するための水温センサ４２が設けられている。

シリンダヘッド１２内部の冷却水通路は、主配管１６を介してラジエータ１８の一端に連通している。ラジエータ１８の他端は、主配管２０を介してサーモスタット２２に連通している。サーモスタット２２には、主配管２０の反対側に、シリンダブロック１４の内部を横断する冷却水通路２４、およびウォータポンプ２６が連通している。サーモスタット２２は、冷却水温が低い間は主配管２０を閉塞し、冷却水温が十分に高い場合は主配管２０を開放する。

ウォータポンプ２６は、内燃機関１０を動力源とする機械式のポンプであり、その作動中はサーモスタット２２近傍に流入してきた冷却水を吸い込んで、シリンダブロック１４内部の冷却水通路（図示せず）に吐出することができる。シリンダブロック１４およびシリンダヘッド１２の内部には、ウォータポンプ２６から吐出された冷却水がシリンダブロック１４およびシリンダヘッド１２を順次冷却した後に主配管１６へ流出するように冷却水通路が形成されている。

シリンダブロック１４内の冷却水通路２４は配管２８に連通している。この配管２８は、蓄熱用ウォータポンプ３０を介して蓄熱タンク３２の流入口に連通している。蓄熱用ウォータポンプ３０は、図示しない電動リレーのオン・オフに応じて作動・非作動状態を切り換えることのできる電動ポンプであり、その作動時にはシリンダブロック１４側から吸い込んだ冷却水を蓄熱タンク３２へ向けて吐出することができる。蓄熱タンク３２は、その内外での熱伝導を十分に抑制することのできるタンクであり、本実施の形態では温暖な冷却水をその内部に蓄える目的で用いられる。蓄熱タンク３２の流出口は、配管３４を介してシリンダヘッド１２内部の冷却水通路に連通している。

図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力側には、上述した水温センサ４２のほか、内燃機関１０に供給される燃料中のアルコール濃度を検出するための燃料性状センサ４４が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力側には、上述した蓄熱用ウォータポンプ３０等のアクチュエータが電気的に接続されている。

[実施の形態１の動作]
（プレヒート処理について）
先ず、本実施の形態１の内燃機関１０において実施されるプレヒート処理について説明する。アルコール濃度の高い混合燃料が使用されている場合には、内燃機関１０の冷間始動時に噴射された混合燃料のうち、気化するのは実質的にガソリン成分のみで、アルコール成分はほとんど気化しない。このため、燃焼に寄与する気化燃料の量が不足し、始動性が悪くなり易いという問題がある。また、噴射された混合燃料のうちのガソリン成分だけに頼って始動を行うようなものであるので、その不足を補うため、始動時に大量の燃料噴射が必要である。そして、燃焼に寄与したガソリン成分の何倍もの量のアルコール成分が気化できずに燃焼しないまま燃焼室を通過し、ＨＣとなって排気通路へ流れる。その結果、冷間始動時に、大気中へのＨＣ排出量が極めて多くなり易いという問題がある。

そこで、本実施の形態１では、混合燃料が気化しにくい条件で内燃機関１０を始動する場合に、機関始動に先立って吸気ポート壁面を加熱するプレヒート処理を実施することとする。より具体的には、プレヒート処理の前提として、内燃機関１０が十分に暖機されている期間中に、温暖な冷却水（以下、「温水」とも称する）を蓄熱タンク３２に蓄える。プレヒート処理では、内燃機関１０の冷間時に始動要求が出された場合において、アルコール濃度が所定値よりも高い場合に、蓄熱用ウォータポンプ３０が駆動される。この場合、蓄熱用ウォータポンプ３０から吐出された冷却水がシリンダヘッド１２へ流入することにより、蓄熱タンク３２に蓄えられている温水がシリンダヘッド１２に向かって流出する。シリンダヘッド１２に流入した温水は、その内部を通過してシリンダブロック１４へと流通する。そして、シリンダブロック１４から流出する温水が配管２８を通って蓄熱用ウォータポンプ３０に到達することにより温水の循環が成立する。温水が上記の経路で循環する過程で、シリンダヘッド１２は、特にその吸気ポート近傍の部分が暖められる。その結果、始動時における燃料の気化性が向上し、内燃機関１０の始動性が改善される。

（本実施の形態の特徴的動作）
次に、図２および図３を参照して本実施の形態１の特徴的動作について説明する。上述したとおり、混合燃料が気化しにくい低温条件で内燃機関１０を始動する場合には、プレヒート処理が実施される。これにより、吸気ポートの壁面を燃料噴射前に予め加熱しておくことができるので、噴射された混合燃料の気化促進を図ることができる。

ここで、プレヒート処理による吸気ポートの暖機効果を高めるためには、より多量の温水を循環させることが好ましい。図２は、プレヒート処理における吸気ポート壁温の時間変化を示す図である。尚、この図中の実線（ａ）は、エミッション低減および始動性向上の観点から得られる要求ポート壁温を示している。また、この図中の曲線（ｂ）は容量の小さい蓄熱タンク３２を用いて温水を一定流量で供給した場合のポート壁温変化を、図中の曲線（ｃ）は容量の大きい蓄熱タンク３２を用いて温水を一定流量で供給した場合のポート壁温変化を、それぞれ示している。

この図中の曲線（ｂ）に示すとおり、容量の小さい蓄熱タンク３２では、貯蔵可能な温水量が少量であるため、ポート壁温の温度上昇にも限界が生じてしまう。このため、この図に示すように、プレヒート処理を実行しても要求ポート壁温間で到達しないことも想定される。

一方、この図中の曲線（ｃ）に示すとおり、容量の大きい蓄熱タンク３２では、多量の温水を貯蔵しておくことができるため、容量の小さい蓄熱タンク３２の場合に比してポート壁温の温度をより上昇させることも可能となる。しかしながら、積載性やコストの観点からは、タンク容量はできるだけ小さいほうが好ましい。また、この図中の曲線（ｃ）では、ポート壁温が要求ポート壁温まで上昇してはいるが、その到達までの時間を更に短縮することが好ましい。

そこで、本実施の形態のシステムでは、プレヒート処理における温水流量を可変に制御することとしている。より具体的には、プレヒート処理の初期期間（開始から一定期間）には温水を所定の大流量で供給し、初期期間の経過後の後期期間は所定の小流量で温水を供給することとする。図２に示す曲線（ｄ）は、上記流量可変制御を実行した場合のポート壁温変化を示している。初期期間の温水流量を大流量とすると吸気ポートへの熱エネルギの伝達が促進される。このため、この曲線（ｄ）に示すとおり、ポート壁温を逸早く上昇させることができるので、プレヒート処理に要する時間を有効に短縮することができる。また、本実施の形態のシステムでは、多量の温水循環を必要としない後期期間の温水流量が所定の小流量とされるので、蓄熱タンク３２の容量を小さくすることが可能となる。

尚、プレヒート処理における温水供給量は、混合燃料のアルコール濃度に応じて設定することが好ましい。図３は、エタノール濃度に対する混合燃料の蒸気圧（ＲＶＰ）および温水供給量を示す図である。具体的には、図中（Ａ）は、エタノール濃度が０％（Ｅ０）から８５％（Ｅ８５）にかけての蒸留特性（蒸気圧特性）を、図中（Ｂ）はエタノール濃度に対する温水供給量を、それぞれ示している。図中（Ａ）に示すとおり、エタノールの蒸気圧は、Ｅ５０付近以降においてＥ０よりも低くなる。したがって、図中（Ｂ）に示すとおり、Ｅ５０付近（図ではＥ４０）から温水を供給することとすれば、不要なプレヒート処理が実行されることを抑止することができる。

また、図中（Ｂ）に示すとおり、温水供給量はエタノール濃度が高いほど多量にすることが好ましい。よる具体的には、例えば、プレヒート処理の初期期間の温水流量をエタノール濃度が高いほど多量となるように設定することが好ましい。これにより、混合燃料の蒸気圧が低いほど初期期間の温水流量を多量にして吸気ポートへの熱エネルギの伝達をより促進することが可能となる。

［実施の形態１の具体的処理］
次に、図４および図５を参照して、本実施の形態１の具体的処理について説明する。図４は、上述した始動時のプレヒート処理を実現するために本実施形態においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンでは、先ず、エンジンの始動要求の有無が判定される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、運転者が近い将来にエンジンを始動するであろうことを検知する信号（例えば、着座信号やイグニッション信号等）が出されたか否かが判定される。その結果、未だエンジンの始動要求が無いと判定された場合には、本ステップ１００が繰り返し実行される。

一方、上記ステップ１００において、エンジンの始動要求が有ると判定された場合には、次のステップに移行し、始動許可フラグがＯＦＦにされる（ステップ１０２）。次に、水温センサ４２の検出信号に基づいて、始動時水温が検出される（ステップ１０４）。次に、燃料性状センサ４４の検出信号に基づいて、混合燃料のアルコール濃度が取得される（ステップ１０６）。

次に、上記ステップ１０４において取得された始動時水温が所定値１より小さいか否かが判定される（ステップ１０８）。所定値１はプレヒート処理の実行要否を判断するためのしきい値として予め設定された値が読み込まれる。その結果、始動時水温＜所定値１の成立が認められない場合には、プレヒート処理を実行しなくても始動可能と判断されて、後述するステップ１２０に移行し、始動許可フラグがＯＮにされる。

一方、上記ステップ１０８において、始動時水温＜所定値１の成立が認められた場合には、冷間始動時であると判断されて、次のステップに移行し、アルコール濃度が所定値２よりも大きいか否かが判定される（ステップ１１０）。所定値２は、冷間始動時に始動不良が発生する濃度として、予め設定された値が読み込まれる。その結果、アルコール濃度＞所定値２の成立が認められない場合には、混合燃料の蒸気圧が高いため、プレヒート処理を実施しなくても気化不良は発生しないと判断されて、後述するステップ１２０に移行し、始動許可フラグがＯＮにされる。

一方、上記ステップ１１０において、アルコール濃度＞所定値２の成立が認められた場合には、混合燃料の蒸気圧が低いため、プレヒート処理を実施しないと気化不良が発生するおそれがあると判断されて、次のステップに移行し、温水供給実施フラグがＯＮにされる（ステップ１１２）。

温水供給実施フラグがＯＮにされると、プレヒート処理による温水供給が実施される（ステップ１１４）。ここでは、具体的には、図５に示すサブルーチンが実行される。図５は、図４に示すルーチンのステップ１１４において実行されるルーチンフローチャートである。図５に示すサブルーチンでは、先ず、初期温水供給量として、プレヒート処理の初期期間における温水の供給流量および供給時間が算出される（ステップ２００）。ＥＣＵ４０は上述した図３に示すようなアルコール濃度と温水供給量との関係を記憶している。ここでは、具体的には、かかる関係に従い、上記ステップ１０６において取得されたアルコール濃度に対応する温水供給量が特定され、当該温水供給量を実現するための単位時間あたりの供給流量及び供給時間が算出される。そして、蓄熱用ウォータポンプ３０が駆動されて、算出された供給流量に基づく温水の供給が開始される。

次に、初期温水供給経過時間Tsup1が取得される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、初期温水供給が開始されてからの経過時間が取得される。次に、上記ステップ２０２において取得された温水供給経過時間Tsup1が所定値４よりも大きいか否かが判定される（ステップ２０４）。所定値４は、上記ステップ２００において算出された供給時間が読み込まれる。その結果、Tsup1＞所定値４の成立が認められない場合には、上記ステップ２０２から本ルーチンが繰り返し実行される。

一方、上記ステップ２０４において、Tsup1＞所定値４の成立が認められた場合には、プレヒート処理の初期期間が経過したと判断されて、次のステップに移行し、後期温水供給量として、プレヒート処理の後期期間における温水の供給流量および供給時間が算出される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ２０２において算出された初期期間の供給量よりも少量となる供給流量及び供給時間が算出される。そして、蓄熱用ウォータポンプ３０が駆動されて、算出された供給流量に基づく温水の供給が開始される。

次に、後期温水供給経過時間Tsup2が取得される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、後期温水供給が開始されてからの経過時間が取得される。次に、上記ステップ２０８において取得された温水供給経過時間Tsup2が所定値５よりも大きいか否かが判定される（ステップ２１０）。所定値５は、上記ステップ２０６において算出された供給時間が読み込まれる。その結果、Tsup2＞所定値５の成立が認められない場合には、上記ステップ２０６から本ルーチンが繰り返し実行される。

一方、上記ステップ２１０において、Tsup2＞所定値５の成立が認められた場合には、プレヒート処理の後期期間が経過した、すなわちプレヒート処理が終了したと判断されて、次のステップに移行し、温水供給実施フラグがＯＦＦにされる（ステップ２１２）、本サブルーチンは終了される。

温水供給実施フラグがＯＦＦにされると、図４に示すルーチンのステップ１１４の処理は終了される。図４に示すルーチンでは、次に、水温センサ４２によって検出されたシリンダヘッド１２内部の冷却水温度に基づいて、吸気ポート壁面の推定温度Twallが算出される（ステップ１１６）。次に、推定温度Twallが所定値３よりも大きいか否かが判定される（ステップ１１８）。所定値３は、吸気ポート壁面が始動不良を発生させない温度まで加熱されたことを判定するためのしきい値としてあらかじめ設定された値が読み込まれる。その結果、推定温度Twall＞所定値３の成立が認められない場合には、上記ステップ１１４に移行して、再度温水供給が実施される。一方、上記ステップ１１８において、推定温度Twall＞所定値３の成立が認められた場合には、プレヒート処理が完了したと判断されて、始動許可フラグがＯＮにされて（ステップ１２０）、本ルーチンは終了される。

以上説明したとおり、本実施の形態の装置によれば、プレヒート処理において、混合燃料のアルコール濃度が高いほど、プレヒート処理の初期における温水の供給流量が多量に設定される。これにより、混合燃料が気化し難いほど温水の供給流量を多量にすることができるので、混合燃料のアルコール濃度が高い場合にプレヒート処理に要する時間が長期化する事態を有効に抑止することができる。

また、本実施の形態の装置によれば、プレヒート処理の初期の温水の供給流量が後期のそれよりも多量に設定される。これにより、温水の熱エネルギを効率よく使用することができるので、プレヒート処理に要する時間を有効に短縮するとともに、蓄熱タンク３２の容量を有効に小さくすることができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、プレヒート処理を初期と後期に分けて供給流量を段階的に減量することとしているが、供給流量の設定はこれに限られない。すなわち、プレヒート処理の初期の供給流量が多量であり、その後の期間のそれが少量となるのであれば、例えば、供給流量が徐々に少量となるように徐変させてもよいし、また多段的に変化させてもよい。

尚、上述した実施の形態１においては、温水が前記第１の発明における「暖機用媒体」に、蓄熱用ウォータポンプ３０が前記第１の発明における「供給手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「濃度取得手段」が、上記ステップ１１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態１においては、後期期間が前記第２の発明における「初期期間経過後の期間」に相当しているとともに、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより、前記第２の発明における「第１の流量設定手段」が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「第２の流量設定手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより、前記第３の発明における「制御手段」が実現されている。

実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

本実施の形態２のシステムは、蓄熱タンク３２に蓄える温暖な冷却水（温水）の温度を所望の目標温度に制御することを特徴としている。すなわち、上述したとおり、混合燃料のアルコール濃度が高くなるにつれて蒸留特性が著しく悪化する。そこで、本実施の形態２のシステムでは、混合燃料のアルコール濃度が高いほどプレヒート処理において供給する温水の温度を高くすることとする。具体的には、内燃機関１０の冷却水温度ethwを検出する。そして、該冷却水温度ethwが所定の目標貯蔵水温etwt_tankに到達した時点で蓄熱用ウォータポンプ３０を駆動して、蓄熱タンク３２内への温水貯蔵動作を実行することとする。尚、所定の目標貯蔵水温etwt_tankは、混合燃料のアルコール濃度に基づいて決定する。図６は、混合燃料のアルコール濃度と目標貯蔵水温etwt_tankとの関係を示す図である。図６に示すとおり、混合燃料のアルコール濃度が高くなるにつれて目標温度etwt_tankが高くなるように決定することが好ましい。これにより、目標貯蔵水温etwt_tankに加熱された冷却水を蓄熱タンク３２に貯蔵することができるので、アルコール濃度に応じたプレヒート処理の最適化を図ることができる。

［実施の形態２の具体的処理］
次に、図７を参照して、本実施の形態２の具体的処理について説明する。図７は、プレヒート処理の前提として温水を蓄熱タンク３２に貯蔵するルーチンのフローチャートである。図７に示すルーチンでは、蓄熱タンク３２内に貯蔵される温水の目標貯蔵水温etwt_tankが算出される（ステップ３００）。ここでは、具体的には、先ず、混合燃料のアルコール濃度が取得される。次に、図６に示す関係を用いて、取得されたアルコール濃度に対応する目標貯蔵水温etwt_tankが算出される。

次に、水温センサ４２の検出信号に基づいて、冷却水温度ethwが検出される（ステップ３０２）。次に、上記ステップ３０２において取得された冷却水温度ethwが目標貯蔵水温etwt_tankよりも大きいか否かが判定される（ステップ３０４）。その結果、etwt_tank＜ethwの成立が認められない場合には、上記ステップ３０２に戻って再度冷却水温度ethwが検出される。

一方、上記ステップ３０４において、etwt_tank＜ethwの成立が認められた場合には、冷却水の温度が目標貯蔵水温etwt_tankに到達したと判断されて、次のステップに移行し、蓄熱用ウォータポンプ３０が駆動されて、冷却水が蓄熱タンク３２内へ貯蔵される（ステップ３０６）。

以上説明したとおり、本実施の形態の装置によれば、目標貯蔵水温etwt_tankに加熱された冷却水を蓄熱タンク３２に貯蔵することができる。これにより、次回のプレヒート処理において、アルコール濃度に応じた最適温度（目標貯蔵水温etwt_tank）に制御された温水を循環させることができるので、プレヒート処理の最適化を図ることができる。

尚、上述した実施の形態２においては、目標貯蔵水温etwt_tankが前記第４の発明における「目標温度」に相当しているとともに、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３００の処理を実行することにより、前記第４の発明における「目標温度設定手段」が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第４の発明における「温度制御手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態２においては、冷却水温度ethwが前記第５の発明における「冷却媒体の温度」に相当しているとともに、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３０４〜３０６の処理を実行することにより、前記第５の発明における「貯蔵手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３００の処理を実行することにより、前記第７の発明における「目標温度設定手段」が実現されている。

実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図８に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。図８は、本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための図である。図８に示すシステムは、蓄熱タンク３２の内部にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ３６および温度センサ４６が配置されている点以外は、上述した図１に示すシステムと同様の構成を有している。

本実施の形態３のシステムでは、蓄熱タンク３２に蓄える温暖な冷却水（温水）の温度を所望の目標温度に制御する方法として、上述した実施の形態２のシステムとは異なる方法を用いることとしている。より具体的には、本実施の形態３のシステムでは、蓄熱タンク３２内に配置されているＰＴＣヒータ３６を用いて、該蓄熱タンク３２内に貯蔵されている温水の温度を直接的に加熱して制御することする。これにより、該蓄熱タンク３２内に貯蔵されている温水の温度を高精度に制御することが可能となる。

また、ＰＴＣヒータ３６の駆動は内燃機関１０の停止中にも行うことができる。このため、例えば、プレヒート処理を行う前に蓄熱タンク３２内の温水を加熱して所望の目標温度に制御することも可能となる。

［実施の形態３の具体的処理］
次に、図９を参照して、本実施の形態３の具体的処理について説明する。図９は、本実施の形態３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９に示すルーチンでは、先ず、エンジンの始動要求の有無が判定される（ステップ４００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、未だエンジンの始動要求が無いと判定された場合には、本ステップ１００が繰り返し実行される。

一方、上記ステップ４００において、エンジンの始動要求が有ると判定された場合には、次のステップに移行し、蓄熱タンク３２内に貯蔵される温水の目標貯蔵水温etwt_tankが算出される（ステップ４０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ３００と同様の処理が実行される。

次に、温度センサ４６の検出信号に基づいて、蓄熱タンク３２内の温水温度Ttwが検出される（ステップ４０４）。次に、上記ステップ４０４において取得された温水温度Ttwが目標貯蔵水温etwt_tankよりも小さいか否かが判定される（ステップ４０６）。その結果、Ttw＜etwt_tankの成立が認められない場合には、蓄熱タンク３２内の温水を加熱する必要性はないと判断されて、後述するステップ４１０に移行し、プレヒート処理が実行される。

一方、上記ステップ４０６において、Ttw＜etwt_tankの成立が認められた場合には、蓄熱タンク３２内の温水を加熱する必要があると判断されて、次のステップに移行し、ＰＴＣヒータ３６が駆動されて蓄熱タンク３２内の温水温度が目標貯蔵水温etwt_tankになるまで加熱される（ステップ４０８）。次に、プレヒート処理が実行される（ステップ４１０）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２〜１２０の処理と同様の処理が実行される。

以上説明したとおり、本実施の形態の装置によれば、プレヒート処理を実行する際に蓄熱タンク３２内の温水を目標貯蔵水温etwt_tankまで加熱することができる。これにより、プレヒート処理において、アルコール濃度に応じた最適温度（目標貯蔵水温etwt_tank）に制御された温水を循環させることができるので、プレヒート処理の最適化を図ることができる。

ところで、上述した実施の形態３のシステムでは、プレヒート処理を実行する際に蓄熱タンク３２内の温水を加熱することとしているが、当該制御の実行時期はこれに限られない。すなわち、蓄熱タンク３２内の温水温度が目標貯蔵水温etwt_tankよりも低い場合であれば、内燃機関１０の運転中に加熱することとしてもよい。

尚、上述した実施の形態３においては、目標貯蔵水温etwt_tankが前記第４の発明における「目標温度」に相当しているとともに、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４０２の処理を実行することにより、前記第４の発明における「目標温度設定手段」が、上記ステップ４０８の処理を実行することにより、前記第４の発明における「温度制御手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態３においては、温水温度Ttwが前記第５の発明における「暖機用媒体の温度」に相当しているとともに、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４０８の処理を実行することにより、前記第５の発明における「温度制御手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４０２の処理を実行することにより、前記第７の発明における「目標温度設定手段」が実現されている。

１０ 内燃機関
１２ シリンダヘッド
１４ シリンダブロック
１６ 主配管
１８ ラジエータ
２０ 主配管
２２ サーモスタット
２４ 冷却水通路
２６ ウォータポンプ
２８ 配管
３０ 蓄熱用ウォータポンプ
３２ 蓄熱タンク
３４ 配管
３６ ＰＴＣヒータ
４０ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
４２ 水温センサ
４４ 燃料性状センサ
４６ 温度センサ

Claims (7)

1. ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の冷却系を循環する冷却媒体を保温した状態で貯蔵する蓄熱タンクと、
   前記蓄熱タンク内に貯蔵されている冷却媒体（以下、暖機用媒体）を、前記内燃機関の内部に形成された冷媒通路内へ供給する供給手段と、
   混合燃料のアルコール濃度を取得する濃度取得手段と、
   前記内燃機関の冷間始動要求が出された場合に、前記供給手段を駆動して始動前の前記内燃機関を暖機するプレヒート処理を実行する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記アルコール濃度に応じて前記暖機用媒体の供給流量を可変に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記プレヒート処理の初期期間における前記暖機用媒体の供給流量を、前記アルコール濃度が高いほど多量に設定する第１の流量設定手段と、
   前記初期期間の経過後の期間における前記暖機用媒体の供給流量を、前記初期期間におけるそれよりも少量に設定する第２の流量設定手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記冷間始動要求が出され、且つ、前記アルコール濃度が所定値よりも高い場合に、前記プレヒート処理を実行することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記アルコール濃度に基づいて、前記暖機用媒体の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
   前記蓄熱タンク内に貯蔵されている暖機用媒体の温度を前記目標温度に制御する温度制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記温度制御手段は、冷却媒体の温度が前記目標温度に達した場合に、前記蓄熱タンクへの前記冷却媒体の貯蔵を実行する貯蔵手段を含むことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記温度制御手段は、前記蓄熱タンク内に配置されたヒータを含み、該ヒータを駆動することにより前記蓄熱タンク内に貯蔵されている暖機用媒体の温度を前記目標温度に制御することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記目標温度設定手段は、前記アルコール濃度が高いほど、前記目標温度を高い値に設定することを特徴とする請求項５または６記載の内燃機関の制御装置。

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