(57)【要約】【課題】この発明は、アルコール燃料を使用する内燃機関において、ヒータ等を使用しなくても、噴射燃料の気化を促進することを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、吸気ポート２４の噴霧受承壁２４ａに向けてアルコール燃料を噴射する吸気ポート噴射弁３４を備える。また、噴霧受承壁２４ａの内部には、保温タンク４６から温水が供給される温水通路４４を設ける。そして、内燃機関の始動時には、１回の燃焼行程で燃焼させる量の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射制御を実施する。このように、燃料の分割噴射と温水通路４４とを組合わせることにより、低温始動時でも吸気ポート２４内でアルコール燃料を安定的に気化させることができる。【選択図】図２
2011132920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気ポートに設けられ、アルコール成分を含む燃料を前記吸気ポートの壁面に向けて噴射する吸気ポート噴射弁と、
前記吸気ポート噴射弁から噴射された燃料が当る位置で前記吸気ポートの壁面の内部に設けられ、温水が供給される温水通路と、
前記吸気ポート噴射弁から燃料を噴射するときに、１回の燃焼行程で燃焼させる量の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記分割噴射制御手段により燃料噴射を分割する回数を、内燃機関の温度と燃料中のアルコール濃度とに基いて可変に設定する分割回数可変手段を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記吸気ポート噴射弁から噴射される燃料の噴霧範囲を狭くする噴霧範囲制御手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
温水を保温状態で貯留することが可能な保温タンクと、
少なくとも内燃機関の始動前に前記保温タンクから前記温水通路に温水を供給するプレヒート制御手段と、
を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の冷却水の温度を調整することが可能な水温調整手段と、
燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記水温調整手段により前記冷却水の温度を高くする水温制御手段と、
前記水温制御手段により温度が制御された冷却水を、前記保温タンクに温水として取込む温水取込制御手段と、
を備えてなる請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記温水通路内を流れる温水を前記吸気ポートの近傍に集中させる温水ガイドを備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記筒内噴射弁の燃料噴射量に対して前記吸気ポート噴射弁の燃料噴射量の比率を増加させる噴射比率制御手段と、
を備えてなる請求項１乃至６のうち何れか１項に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係り、特に、アルコール燃料を使用する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（実開平５−７３２５５号公報）に開示されているように、燃料噴射弁により吸気ポートの壁面に向けて燃料を噴射し、この噴射燃料が当る壁面の内部に電気式のヒータを設置する構成とした内燃機関が知られている。従来技術では、吸気ポートの壁面の内部に空間（または凹部）が設けられており、この空間内にヒータが配置されている。そして、冷間運転時などには、燃料噴射を実行しつつ、ヒータに通電して壁面を加熱し、噴射燃料の気化を促進するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７３２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術において、内燃機関のシリンダブロック内には、シリンダボア（燃焼室）を取囲むように冷却水通路が設けられている。この冷却水通路は、通路内を流れる冷却水によって燃焼室を冷却したり、燃焼室で発生した熱を機関の各部位に伝達する機能を有している。しかしながら、従来技術では、吸気ポートの壁面内にヒータ配置用の空間を設けているため、この空間によって冷却水通路から吸気ポートへの熱伝達が阻害され、冷間運転時などに吸気ポートの暖機が遅れる可能性がある。また、この問題を回避するためにヒータを使用した場合には、通常の暖機が終了した後にもヒータに通電する必要が生じ、ヒータの消費電力が増えて燃費の悪化を招くという問題がある。
【０００５】
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、本発明の目的は、アルコール燃料を使用する内燃機関において、ヒータ等を使用しなくても、噴射燃料の気化を促進することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の吸気ポートに設けられ、アルコール成分を含む燃料を前記吸気ポートの壁面に向けて噴射する吸気ポート噴射弁と、
前記吸気ポート噴射弁から噴射された燃料が当る位置で前記吸気ポートの壁面の内部に設けられ、温水が供給される温水通路と、
前記吸気ポート噴射弁から燃料を噴射するときに、１回の燃焼行程で燃焼させる量の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記分割噴射制御手段により燃料噴射を分割する回数を、内燃機関の温度と燃料中のアルコール濃度とに基いて可変に設定する分割回数可変手段を備える構成としている。
【０００８】
第３の発明は、燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記吸気ポート噴射弁から噴射される燃料の噴霧範囲を狭くする噴霧範囲制御手段を備える構成としている。
【０００９】
第４の発明は、温水を保温状態で貯留することが可能な保温タンクと、
少なくとも内燃機関の始動前に前記保温タンクから前記温水通路に温水を供給するプレヒート制御手段と、
を備える構成としている。
【００１０】
第５の発明は、内燃機関の冷却水の温度を調整することが可能な水温調整手段と、
燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記水温調整手段により前記冷却水の温度を高くする水温制御手段と、
前記水温制御手段により温度が制御された冷却水を、前記保温タンクに温水として取込む温水取込制御手段と、
を備える構成としている。
【００１１】
第６の発明は、前記温水通路内を流れる温水を前記吸気ポートの近傍に集中させる温水ガイドを備える構成としている。
【００１２】
第７の発明は、内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記筒内噴射弁の燃料噴射量に対して前記吸気ポート噴射弁の燃料噴射量の比率を増加させる噴射比率制御手段と、
を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、内燃機関の暖機前でも、温水通路に温水を供給することにより、吸気ポートの壁面のうち噴射燃料が当る部位を暖めることができ、これにより燃料の気化を促進することができる。従って、ヒータにより余分な電力を使用することなく、吸気ポートの壁面を高い温度に保持することができ、燃費を向上させることができる。また、本発明では、燃焼室側から吸気ポートへの熱の伝達経路上にヒータ等の構造物を配置することがないので、内燃機関の暖機後には、燃焼室側で発生する熱により吸気ポートの暖機を速やかに行うことができる。しかも、分割噴射制御手段によれば、気化し難いアルコール燃料を用いる場合でも、燃料を少しずつ噴射しながら、既に噴射した燃料を温水通路から伝わる熱によって徐々に気化させることができる。従って、燃料の分割噴射と温水通路とを組合わせることにより、低温始動時でも吸気ポート内でアルコール燃料を安定的に気化させることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、分割回数可変手段は、燃料中のアルコール濃度が高い場合や低温時のように、噴射燃料が気化し難い状況であるほど、燃料噴射の分割回数を多くすることができる。これにより、燃料を少しずつ噴射することができ、燃料の気化を促進することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、噴霧範囲制御手段は、例えば燃料の噴射圧を低下させることにより、吸気ポート噴射弁から噴射される燃料の噴霧範囲を狭くすることができる。これにより、燃料が気化し難い状態であるほど、吸気ポートの壁面のうち温水通路から熱が伝わり易い部位に燃料の噴霧を集中させることができる。従って、燃料中のアルコール濃度が高い場合や低温時には、燃料噴霧の広がりを抑止し、温水通路の真上で噴射燃料を効率よく暖めることができる。
【００１６】
第４の発明によれば、プレヒート制御手段は、少なくとも内燃機関の始動前に保温タンクから温水通路に温水を供給することができ、吸気ポートの壁面のうち噴射燃料が当る部位を高い温度に保持することができる。これにより、低温始動時でも、吸気ポート内でアルコール燃料を安定的に気化させることができる。
【００１７】
第５の発明によれば、アルコール濃度が高い燃料は、オクタン価が高いために耐ノック性に優れており、その燃焼時には、比較的高温でもノッキングが生じ難い。この特性を利用すれば、燃料中のアルコール濃度が高い場合には、ノッキングを発生させることなく、暖機後の制御水温を高くすることができる。そして、この温度制御により高温となった冷却水を保温タンクに貯留することができるので、次回の始動時には、保温タンクから温水通路に高温の温水を供給することができる。これにより、高温の温水を十分に確保することができ、吸気ポートの暖機を円滑に実施することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、温水ガイドは、温水通路内を流れる温水を吸気ポートの近傍に集中させることができる。これにより、吸気ポートの壁面を効率よく暖めることができる。
【００１９】
第７の発明によれば、噴射比率制御手段は、噴射燃料が気化し難い状況において、筒内噴射弁の燃料噴射量に対する吸気ポート噴射弁の燃料噴射量の比率（ポート噴射比率）を増加させることができる。これにより、噴射燃料が気化し難い筒内への燃料噴射量を相対的に減少させることができる。その一方で、吸気ポートへの燃料噴射量を増加させることができ、この燃料は、温水通路から吸気ポートの壁面に伝わる熱によって速やかに暖めることができる。従って、デュアル噴射型の内燃機関においても、噴射燃料の気化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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全体構成図である。
【図２】図１中のシリンダヘッドを拡大して示す拡大図である。
【図３】シリンダヘッドに設けられた冷却水通路を上部側からみた説明図である。
【図４】図３中の断面Ａに沿って破断した温水通路４４の断面図である。
【図５】プレヒート制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いてプレヒート時間を決定するための特性線図である。
【図６】分割噴射制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いて燃料の分割噴射回数を決定するための特性線図である。
【図７】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図８】燃料の噴射圧と噴霧範囲との関係を示す説明図である。
【図９】噴霧範囲制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いて燃料の噴射圧を決定するための特性線図である。
【図１０】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１１】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構成図である。
【図１２】温水取込制御において、燃料中のアルコール濃度に基いて制御水温を決定するための特性線図である。
【図１３】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図１５】噴射比率制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いてポート噴射比率を決定するための特性線図である。
【図１６】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図７を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。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全体構成図である。本実施の形態のシステムは、アルコール燃料が使用される多気筒型の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、各気筒のシリンダボアが形成されたシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２上に搭載されたシリンダヘッド１４とによって構成されている。また、内燃機関１０の各気筒には、ピストン１６の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１８が設けられており、ピストン１６はクランク軸２０に連結されている。
【００２２】
また、内燃機関１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路２２を備えている。吸気通路２２は、その一部を構成するインテークマニホールドと、シリンダヘッド１４に設けられた吸気ポート２４とを介して各気筒の燃焼室１８に接続されている。また、吸気通路２２には、吸入空気量を検出するエアフローメータ２６と、吸入空気量を増減させる電子制御式のスロットルバルブ２８とが設けられている。一方、内燃機関１０は、排気ガスが流通する排気通路３０を備えており、排気通路３０は、排気ポート３２等を介して各気筒の燃焼室１８に接続されている。また、各気筒には、吸気ポート２４内に燃料を噴射する吸気ポート噴射弁３４と、筒内の混合気に点火する点火プラグ３６と、吸気ポート２４を筒内に対して開，閉する吸気バルブ３８と、排気ポート３２を筒内に対して開，閉する排気バルブ４０とが設けられている。
【００２３】
さらに、内燃機関１０は、冷却水通路４２と温水通路４４とを備えている。冷却水通路４２は、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１４の内部に設けられており、内燃機関１０に付設されたラジエータ（図示せず）等との間で冷却水を循環させる。一方、温水通路４４は、シリンダヘッド１４の内部に設けられており、内燃機関１０に付設された保温タンク４６（図２参照）との間で温水を循環させるものである。なお、温水通路４４及び保温タンク４６の詳細については後述する。また、内燃機関１０は、燃料タンク（図示せず）から吸気ポート噴射弁３２に供給される燃料の圧力を可変に設定する燃圧可変機構４８を備えている。燃圧可変機構４８は、燃料ポンプ、圧力レギュレータ等を備えた一般的に公知な機構により構成されている。そして、燃圧可変機構４８は、後述のＥＣＵ６０から入力される制御信号に基いて、吸気ポート噴射弁３４から噴射される燃料の噴射圧を所望の値に変化させることができる。
【００２４】
さらに、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ５０、水温センサ５２、アルコール濃度センサ５４等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。クランク角センサ５０は、クランク軸２０の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ６０は、この出力に基いて機関回転数やクランク角を検出することができる。また、水温センサ５２は、冷却水の温度を検出し、アルコール濃度センサ５４は、燃料中のアルコール濃度を検出するものである。
【００２５】
センサ系統には、前記エアフローメータ２６とセンサ５０〜５４に加えて、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ（例えばアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ６０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ６０の出力側には、スロットルバルブ２８、吸気ポート噴射弁３４、点火プラグ３６、燃圧可変機構４８等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて燃料の噴射量及び噴射時期や点火時期を設定し、これらの設定内容に応じて各アクチュエータを駆動する。ＥＣＵ６０の制御には、後述のプレヒート制御及び分割噴射制御が含まれている。
【００２６】
［実施の形態１の特徴］
次に、図２及び図３を参照しつつ、温水通路４４に関連した構造について説明する。図２は、図１中のシリンダヘッドを拡大して示す拡大図であり、図３は、シリンダヘッドに設けられた冷却水通路を上部側からみた説明図である。なお、図２では、バルブ３８，４０の記載を省略している。
【００２７】
まず、本実施の形態では、図２に示すように、アルコール燃料を噴射する吸気ポート噴射弁３４が吸気ポート２４に設けられており、この吸気ポート噴射弁３４は、吸気ポート２４の壁面に向けて燃料を噴射するように構成されている。以下の説明では、吸気ポート２４の壁面のうち、吸気ポート噴射弁３４から噴射された燃料が当る部位を噴霧受承壁２４ａと称するものとする。シリンダヘッド１４の内部には、噴霧受承壁２４ａの裏面側（下部側）の近傍を通る温水通路４４が設けられている。温水通路４４は、シリンダヘッド１４のインテークマニホールド側に開口した注入口４４ａを備えており、この注入口４４ａは保温タンク４６と接続されている。そして、温水通路４４には、保温タンク４６から注入口４４ａを介して温水が供給される。この温水により、各気筒の吸気ポート２４（噴霧受承壁２４ａ）を効率よく暖めることができる。
【００２８】
また、温水通路４４は、図３に示すように、注入口４４ａから分岐して各気筒の吸気ポート２４（噴霧受承壁２４ａ）の下部側にそれぞれ延びている。図４は、図３中の断面Ａに沿って破断した温水通路４４の断面図である。この図に示すように、温水通路４４内には、複数の温水ガイド４４ｂが設けられている。これらの温水ガイド４４ｂは、細長い板状のリブとして形成され、温水通路４４の周壁から通路内に向けて突出している。また、少なくとも一部の温水ガイド４４ｂは、各気筒の吸気ポート２４の両側に立設され、吸気ポート２４の長さ方向に沿って延びている。これにより、温水ガイド４４ｂは、温水通路４４内を流れる温水を吸気ポート２４の近傍に集中させ、噴霧受承壁２４ａを効率よく暖めることができる。
【００２９】
一方、保温タンク４６は、温水を保温状態で貯留することが可能な保温容器によって構成され、温水通路４４との間で温水を循環させるポンプ（図示せず）等を備えている。保温タンク４６内に貯留された水は、内燃機関の運転中に燃焼室等で発生する熱により加熱され、温水となる。この温水は、機関の停止後にも保温タンク４６により暖かい状態で保持され、機関の再始動時には、後述のプレヒート制御により温水通路４４に供給される。
【００３０】
次に、プレヒート制御と分割噴射制御について説明する。本実施の形態では、内燃機関１０の燃料として、エタノール等のアルコール成分を含む燃料（アルコール燃料）を使用するが、アルコール燃料はガソリンと比較して気化し難いため、特に冷間始動時などに良好な混合気を形成するのが難しい。そこで、本実施の形態では、プレヒート制御と分割噴射制御を実行し、噴射燃料の気化を促進する構成としている。
【００３１】
（プレヒート制御）
プレヒート制御は、少なくとも内燃機関の始動前（例えば、イグニッションスイッチがＯＮされてからスタータが始動されるまでの期間）に、保温タンク４６から温水通路４４に温水を供給し、この温水により吸気ポート２４の噴霧受承壁２４ａを加熱するものである。吸気ポート噴射弁３２から噴射された燃料は、吸気ポート２４の噴霧受承壁２４ａに付着する。従って、噴霧受承壁２４ａを暖めることにより、噴射燃料の気化を促進することができる。
【００３２】
また、プレヒート制御を継続する時間（プレヒート時間）Ｔpは、始動時の機関温度（例えば、冷却水温）と、燃料中のアルコール濃度とに基いて可変に設定される。図５は、プレヒート制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いてプレヒート時間を決定するための特性線図である。なお、図５中に記載した「Ｅ１００」、「Ｅ５０」、「Ｅ０」とは、それぞれ燃料中のアルコール濃度（エタノール濃度）が１００％、５０％、０％である場合を例示している。噴射燃料は、燃料中のアルコール濃度が高いと気化し難いので、プレヒート時間Ｔpは、図５に示すように、燃料中のアルコール濃度が高いほど長い時間に設定される。また、始動時の機関温度が高い場合には、その分だけ噴射燃料が気化し易くなるので、プレヒート時間Ｔpは、始動時の機関温度（冷却水温）が高いほど短い時間に設定される。この構成によれば、噴射燃料の気化し易さに応じてプレヒート時間Ｔpを適切に設定することができる。
【００３３】
ここで、温水を用いるプレヒート制御の作用効果について説明する。まず、アルコール燃料を用いる内燃機関では、始動性と排気エミッションを両立させるのが難しい。何故なら、アルコール濃度が高い燃料は低温での揮発性が悪いので、始動性を確保するためには、始動時に多量の燃料噴射を行う必要があり、これにより排気エミッションが悪化し易い。この問題を解決するには燃料の加熱が有効であるが、ヒータ等を用いて燃料を短時間で加熱しようとすると、加熱用の設備が大型化して車載が難しくなり、またコストアップ等が生じる。また、従来技術のように、吸気ポートをヒータにより加熱する構成とした場合には、ヒータを停止した時点で、吸気ポートの壁面が噴射燃料の気化によって冷却される。この結果、暖機後でも吸気ポートの壁面に付着する燃料の付着量が増大し、付着した燃料が気化することにより空燃比の過剰な変動（荒れ）が発生し易くなる。これを回避するためには、ヒータによる加熱時間を長くせざるを得ない。
【００３４】
これに対し、プレヒート制御では、燃料の気化により噴霧受承壁２４ａが冷却されても、温水から供給される高熱エネルギにより噴霧受承壁２４ａを加熱し続けることができる。従って、内燃機関の暖機前でも、ヒータにより余分な電力を使用することなく、噴霧受承壁２４ａを高い温度に保持することができ、燃料の壁面付着量を抑えて空燃比を安定させることができる。また、ヒータを用いた加熱用の設備やその消費電力が不要となるので、燃費を向上させることができ、車両の小型化やコストダウンを促進することができる。
【００３５】
さらに、従来技術では、本実施の形態の噴霧受承壁２４ａに対応する位置に、ヒータやこれを配置する空間等の構造物を設けている。これらの構造物は、内燃機関の暖機後に燃焼室側で発生する熱が吸気ポートに伝達されるのを阻害する要因となる。これに対し、本実施の形態では、これらの構造物を熱の伝達経路上に配置する必要がないので、内燃機関の暖機後には、燃焼室１８側で発生する熱を吸気ポート２４に効率よく伝達することができ、吸気ポート２４の暖機を速やかに行うことができる。
【００３６】
（分割噴射制御）
アルコール燃料を噴射する場合には、噴射燃料が気化し難い低温等の条件下で燃料噴射を連続的に行うと、噴霧受承壁２４ａに付着する燃料の液膜が厚くなり易い。燃料の液膜が厚くなった状態では、噴霧受承壁２４ａを加熱しても、液膜の表層側に熱が伝わり難くなり、燃料の気化が遅れることになる。一方、この状態を回避するために噴射燃料の付着面積を広げた場合には、噴霧受承壁２４ａから離れた位置にも燃料が付着することになり、この燃料が気化し難い状態となる。これらの問題は、分割噴射制御により解決することができる。
【００３７】
即ち、分割噴射制御では、１回の燃焼行程で燃焼させる量の燃料を複数回に分割して噴射するので、個々の噴射動作による燃料噴射量を少なくすることができる。これにより、燃料を少しずつ噴射しながら、既に噴射した燃料を温水通路４４から伝わる熱によって徐々に気化させることができる。従って、噴射燃料の付着面積を広げなくても、燃料の液膜が厚くなるのを回避することができ、燃料の気化を促進することができる。このように、温水通路４４と燃料の分割噴射とを組合わせることにより、低温始動時でも吸気ポート２４内でアルコール燃料を安定的に気化させることができる。
【００３８】
図６は、分割噴射制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いて燃料の分割噴射回数を決定するための特性線図である。なお、図５及び図６では、燃料中のアルコール濃度としてエタノール濃度を例示したが、本発明は、エタノール燃料に限定されるものではなく、メタノール等を含む他のアルコール燃料にも適用される。また、図５及び図６に記載されたデータはＥＣＵ６０に予め記憶されている。分割噴射制御では、図６に示すように、燃料噴射を分割する回数fnsを、始動時の機関温度と、燃料中のアルコール濃度とに基いて可変に設定する。具体的には、燃料中のアルコール濃度が高いほど、また、始動時の機関温度が低いほど、燃料噴射の分割回数fnsを多くする構成としている。この構成によれば、噴射燃料が気化し難い状況であるほど、分割回数fnsを多くして燃料を少しずつ噴射することができ、燃料の気化を促進することができる。
【００３９】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図７は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。なお、この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図７に示すルーチンでは、まず、イングニッションスイッチ（始動Ｓ／Ｗ）がＯＮされたか否かを判定する（ステップ１００）。
【００４０】
上記判定の成立時には、前述したように、水温センサ５２により検出した始動時の水温と、アルコール濃度センサ５４により検出した燃料中のアルコール濃度（エタノール濃度）とに基いて、プレヒート時間Ｔpを算出し、また始動時燃料噴射の分割回数fnsを算出する（ステップ１０２）。そして、プレヒート制御を実行する（ステップ１０４）。次に、プレヒート制御を実行してからの経過時間を計測することにより、プレヒート時間Ｔpが経過したか否かを判定し（ステップ１０６）、この判定成立時には内燃機関を始動する（ステップ１０８）。そして、前記ステップ１０２で求めた分割噴射回数fnsを用いて、分割噴射制御を実行する（ステップ１１０）。
【００４１】
なお、上述した実施の形態１では、図７中のステップ１１０が分割噴射制御手段の具体例を示している。また、ステップ１０２は、分割回数可変手段の具体例を示し、ステップ１０４は、プレヒート制御手段の具体例を示している。
【００４２】
実施の形態２．
次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、以下に述べる制御において、実施の形態１と構成が異なるものである。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４３】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態では、燃料中のアルコール濃度に応じて燃料の噴霧範囲を変化させる噴霧範囲制御を実施する構成としている。図８は、燃料の噴射圧と噴霧範囲との関係を示す説明図である。この図に示すように、燃料の噴霧範囲は噴射圧が低いほど狭くなる。そこで、噴霧範囲制御では、燃料中のアルコール濃度が高いほど、燃圧可変機構４８により燃料の噴射圧を低下させ、燃料の噴霧範囲を狭くする。これにより、燃料が気化し難い状態であるほど、燃料の噴霧を噴霧受承壁２４ａの中央部（噴霧受承壁２４ａのうち温水通路４４から熱が伝わり易い中央の高温部位）に集中させることができる。従って、燃料中のアルコール濃度が高い場合や低温時には、燃料噴霧の広がりを抑止し、噴霧受承壁２４ａの中央部（温水通路４４の真上）で噴射燃料を効率よく暖めることができ、燃料の気化を促進することができる。
【００４４】
図９は、噴霧範囲制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いて燃料の噴射圧を決定するための特性線図である。この図に記載されたデータは、ＥＣＵ６０に予め記憶されている。噴霧範囲制御では、図９に示すように、燃料中のアルコール濃度が高いほど、また、始動時の機関温度（水温）が低いほど、燃料の噴射圧fpsを高く設定する構成としている。このように、噴霧範囲制御では、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いて燃料の噴射圧を変化させ、噴霧範囲を適切に制御することができる。
【００４５】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図１０は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。なお、図１０に示すルーチンは、実施の形態１（図７）に記載されたルーチンと並行して、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。
【００４６】
図１０に示すルーチンでは、まず、イングニッションスイッチがＯＮされたか否かを判定する（ステップ２００）。この判定成立時には、始動時の水温と、燃料中のアルコール濃度とに基いて、実施の形態１の場合と同様にプレヒート時間Ｔpを算出する。また、これらの水温とアルコール濃度とに基いて、始動時燃料噴射の噴射圧fpsを算出する（ステップ２０２）。そして、プレヒート制御を実行する（ステップ２０４）。
【００４７】
次に、プレヒート時間Ｔpが経過したか否かを判定し（ステップ２０６）、この判定成立時には、燃圧可変機構４８により上記噴射圧fpsを維持しつつ、内燃機関を始動する（ステップ２０８，２１０）。なお、上述した実施の形態２では、図１０中のステップ２０８が噴霧範囲制御手段の具体例を示している。
【００４８】
実施の形態３．
次に、図１１乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）に加えて、温水取込機構を採用しており、この点で実施の形態１と構成が異なるものである。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４９】
［実施の形態３の特徴］
図１１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構成図である。この図に示すように、本実施の形態のシステムは、可変サーモ７０と、温水取込機構７２とを備えている。可変サーモ７０は、本実施の形態の水温調整手段を構成するもので、ＥＣＵ６０から入力される制御信号に応じて内燃機関の冷却水温を所望の温度に調整する。また、温水取込機構７２は、冷却水通路４２から保温タンク４６に冷却水を取込むための機構であり、この取込動作はＥＣＵ６０により制御される。そして、温水取込機構７２は、冷却水通路４２と保温タンク４６との間に接続された温水取込通路と、この温水取込通路を開，閉する通路開閉弁と、通路開閉弁の開弁時に冷却水通路４２から保温タンク４６に冷却水を送り込むポンプ（何れも図示せず）とを備えている。
【００５０】
本実施の形態では、冷却水通路４２内の冷却水を保温タンク４６に温水として取込む温水取込制御を実施する。詳しく述べると、温水取込制御では、燃料中のアルコール濃度が高いほど、可変サーモ７０により冷却水の温度を高温に制御し、この高温な冷却水を温水取込機構７２により保温タンク４６に取込む構成としている。図１２は、温水取込制御において、燃料中のアルコール濃度に基いて制御水温を決定するための特性線図である。この図に示すデータはＥＣＵ６０に予め記憶されている。
【００５１】
図１２中に示す制御水温thweとは、可変サーモ７０の温度調整機能により維持される冷却水の温度である。制御水温thweは、燃料中のアルコール濃度が高いほど、高い温度に設定される。ＥＣＵ６０は、水温センサ５２の出力に基いて可変サーモ７０を制御し、実際の冷却水温が制御水温thweと一致するようにフィードバック制御を行う。そして、冷却水温が制御水温thwe以上となった場合には、温水取込機構７２を作動させることにより、この冷却水を保温タンク４６に流入させる。
【００５２】
上述した温水取込制御によれば、次のような作用効果を得ることができる。アルコール濃度が高い燃料は、オクタン価が高いために耐ノック性に優れており、その燃焼時には、比較的高温でもノッキングが生じ難い。この特性を利用すれば、燃料中のアルコール濃度が高い場合には、ノッキングを発生させることなく、暖機後の制御水温を高くすることができる。そして、この温度制御により高温となった冷却水を保温タンク４６に貯留することができるので、次回の始動時には、保温タンク４６から温水通路４４に高温の温水を供給することができる。これにより、高温の温水を十分に確保することができ、吸気ポート２４の暖機を円滑に実施することができる。
【００５３】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図１３は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。なお、図１３に示すルーチンは、実施の形態１（図７）に記載されたルーチンと並行して、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。
【００５４】
図１３に示すルーチンでは、まず、燃料中のアルコール濃度に基いて図１２のデータを参照することにより、アルコール濃度に応じた制御水温thweを算出する（ステップ３００）。そして、可変サーモ７０を作動させることにより、冷却水の温度が制御水温thweとなるように水温制御を行う（ステップ３０２）。
【００５５】
次の処理では、水温センサ５２により検出した実際の水温が制御水温thwe以上であるか否かを判定する（ステップ３０４）。この判定成立時には、温水取込機構７２により冷却水を保温タンク４６に取込む（ステップ３０６）。なお、上述した実施の形態３では、図１３中のステップ３０２が水温制御手段の具体例を示し、ステップ３０６が温水取込制御手段の具体例を示している。
【００５６】
実施の形態４．
次に、図１４乃至図１６を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、吸気ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備えたデュアル噴射型の内燃機関に適用している。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５７】
［実施の形態４の特徴］
図１４は、本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための全体構成図である。この図に示すように、内燃機関８０は、吸気ポート噴射弁３４に加えて、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁８２を備えている。そして、ＥＣＵ６０は、吸入空気量、機関温度等に応じて噴射弁３４，８２の両方から噴射される燃料の総噴射量を決定する。また、ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転状態等に応じて筒内噴射弁８２の燃料噴射量に対する吸気ポート噴射弁３４の燃料噴射量の比率（以下、ポート噴射比率と称する）を可変に設定し、このポート噴射比率の設定に基いて噴射弁３４，８２をそれぞれ駆動する。さらに、ＥＣＵ６０は、下記の噴射比率制御を実施するように構成されている。
【００５８】
図１５は、噴射比率制御において、始動時の水温と燃料中のアルコール濃度とに基いてポート噴射比率を決定するための特性線図である。この図に示すデータは、ＥＣＵ６０に予め記憶されている。図１５に示すように、噴射比率制御では、燃料中のアルコール濃度が高いほど、また、始動時の機関温度（水温）が低いほど、ポート噴射比率を増加させる。これは次の理由によるものである。筒内噴射においては、燃料を噴射してから混合気に点火するまでの時間（即ち、噴射燃料の気化に費やせる時間）が吸気ポート噴射に比べて短い。このため、燃料中のアルコール濃度が高い場合や低温時のように、噴射燃料が気化し難い状況では、吸気ポート噴射弁３４の燃料噴射量を増加させ、筒内噴射弁８２の燃料噴射量を出来るだけ減少させるのが好ましい。
【００５９】
噴射比率制御によれば、噴射燃料が気化し難い状況では、ポート噴射比率を増加させ、噴射燃料が気化し難い筒内への燃料噴射量を相対的に減少させることができる。その一方で、吸気ポートへの燃料噴射量を増加させることができ、この燃料は、前述したように、吸気ポート２４の噴霧受承壁２４ａ（温水通路４４）によって速やかに暖めることができる。従って、本実施の形態によれば、デュアル噴射型の内燃機関においても、噴射燃料の気化を促進することができる。
【００６０】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
図１６は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。なお、図１６に示すルーチンは、実施の形態１（図７）に記載されたルーチンと並行して、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。
【００６１】
図１６に示すルーチンでは、まず、イングニッションスイッチがＯＮされたか否かを判定する（ステップ４００）。この判定成立時には、始動時の水温と、燃料中のアルコール濃度とに基いて、実施の形態１の場合と同様にプレヒート時間Ｔpを算出する。また、これらの水温とアルコール濃度とに基いて、始動時のポート噴射比率（P/d4）を算出する（ステップ４０２）。そして、プレヒート制御を実行する（ステップ４０４）。
【００６２】
次に、プレヒート時間Ｔpが経過したか否かを判定し（ステップ４０６）、この判定成立時には、吸気ポート噴射弁３４と筒内噴射弁８２から前記ポート噴射比率に応じた量の燃料をそれぞれ噴射しつつ、内燃機関を始動する（ステップ４０８，４１０）。なお、上述した実施の形態４では、図１６中のステップ４０２，４１０が噴射比率制御手段の具体例を示している。このように、実施の形態４によれば、アルコール燃料を用いるデュアル噴射型の内燃機関においても、始動性と排気エミッションを両立させることができる。
【００６３】
なお、前記実施の形態２，３，４では、実施の形態１の構成に対して、実施の形態２，３，４の構成をそれぞれ組合わせる場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば実施の形態２，３，４のうちの任意の２つの構成、または３つ全部の構成を実施の形態１と組合わせてもよい。
【００６４】
また、実施の形態では、機関温度として、水温センサ５２により検出した冷却水の温度を用いる場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、機関温度としては、例えば油温センサにより検出した潤滑油の温度等を用いてもよい。また、油温以外にも、内燃機関の温度状態が反映される各種の温度を用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０，８０  内燃機関
１２  シリンダブロック
１４  シリンダヘッド
１６  ピストン
１８  燃焼室
２０  クランク軸
２２  吸気通路
２４  吸気ポート
２４ａ  噴霧受承壁
２６  エアフローメータ
２８  スロットルバルブ
３０  排気通路
３２  排気ポート
３４  吸気ポート噴射弁
３６  点火プラグ
３８  吸気バルブ
４０  排気バルブ
４２  冷却水通路
４４  温水通路
４４ａ  注入口
４４ｂ  温水ガイド
４６  保温タンク
４８  燃圧可変機構
５０  クランク角センサ
５２  水温センサ
５４  アルコール濃度センサ
６０  ＥＣＵ
７０  可変サーモ（水温調整手段）
７２  温水取込機構
８２  筒内噴射弁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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