(57)【要約】【課題】自動車のエンジン等の内燃機関における、冷間始動時の始動性を改善する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼に供する燃料を貯蔵する第１貯蔵手段（３１０）と、この貯蔵される燃料のうち少なくとも一部の燃料に対して改質処理を施すことで改質燃料を生成する改質手段（３２０）と、この生成される改質燃料を貯蔵する第２貯蔵手段（３３０）とを備える。そして、上述の改質処理を選択的に施すように改質手段を制御する制御手段（１００）とを更に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼に供する燃料を貯蔵する第１貯蔵手段と、
前記貯蔵される燃料のうち少なくとも一部の燃料に対して改質処理を施すことで改質燃料を生成する改質手段と、
前記生成される改質燃料を貯蔵する第２貯蔵手段と、
前記改質処理の必要性に応じて前記改質処理を選択的に施すように前記改質手段を制御する制御手段と
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】
前記改質手段は、前記改質処理として、前記少なくとも一部の燃料の重質度合いを低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃焼に伴う排気ガスが通過する排気管を更に備え、
前記改質手段は、前記排気管と熱的に接する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の温度を特定する温度特定手段と、
少なくとも前記特定される温度に基づいて、前記第１貯蔵手段によって貯蔵される前記燃料、及び前記第２貯蔵手段によって貯蔵される前記改質燃料のうち何れか一方の燃料を、前記内燃機関の燃焼室へと選択的に供給する供給手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記供給手段は、前記内燃機関の始動時であって、かつ、前記特定される温度が所定温度閾値を下回る場合には、前記改質燃料を、前記燃焼室へと供給する
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第２貯蔵手段に貯蔵される前記改質燃料の残量を特定する残量特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記特定される残量が所定目標貯蔵量を下回る場合には、前記改質処理を施すように前記改質手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記第１貯蔵手段によって貯蔵される前記燃料の重質度合いを特定する第１重質特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記特定される前記燃料の重質度合いが、所定第１重質度合いを上回る場合には、前記改質処理を施すように前記改質手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記第２貯蔵手段に貯蔵される前記改質燃料の重質度合いを特定する第２重質特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記特定される重質度合いが、所定第２重質度合いを上回る場合には、前記第２貯蔵手段に貯蔵される前記改質燃料を入れ替えるべく、前記改質処理を再度施すように前記改質手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか一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、例えばアルコール燃料フレキシブル燃料自動車（Flexible Fuel Vehicle：ＦＦＶ）に搭載される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関の制御装置は、例えばフレキシブル燃料自動車に搭載される。このフレキシブル燃料自動車は、ガソリン燃料とアルコール燃料とを様々な比率で混合しても走行可能である。ただし、アルコール燃料はガソリン燃料に比べて、低温で気化し難い。故に、冷間始動時での始動性が低下してしまう虞がある。
【０００３】
このような不具合に対処するため、例えば以下の特許文献１に開示されているような技術が提案されている。
【０００４】
具体的には、メイン燃料タンクとは別にサブ燃料タンクを備え、燃料のアルコール濃度とエンジン温度とに基づいてサブ燃料タンクの燃料をヒータなどの加熱手段で加熱する技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術によると、アルコールの揮発性が高められ、始動性の向上が期待される。
【０００５】
ここで、サブ燃料タンクとは、メイン燃料タンクに対して補助的な役目を果たす燃料タンクであり、その用途が各種提案されている。例えば、内燃機関での余剰燃料をメイン燃料タンク及びサブ燃料タンクに戻す際に、両燃料タンク間の分配比をサブ燃料タンクの燃温に基づいて決定する技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術によると、燃料蒸気の蒸発を防止可能という。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１４９２２３号公報
【特許文献２】特開平７−４９０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば前述の特許文献１及び２に開示されている技術には、以下のような問題が生じ得る。
【０００８】
即ち、特許文献１に開示された技術では、サブ燃料タンクの燃料を十分加熱するためにある程度の時間や電力を要する上、燃料の性状次第では、始動性が十分に発揮されない虞がある。この傾向は、燃料として重質燃料、或いは冷間始動に与える影響の大きな燃料を使用する場合に顕著である。
【０００９】
或いは、特許文献２に開示された技術では、燃料蒸気の蒸発は防止されるものの、始動性が改善される訳ではない。
【００１０】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、重質燃料のように始動性が比較的低い燃料を使用する場合にも、始動性を好適に改善可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記課題を解決するため、内燃機関の燃焼に供する燃料を貯蔵する第１貯蔵手段と、前記貯蔵される燃料のうち少なくとも一部の燃料に対して改質処理を施すことで改質燃料を生成する改質手段と、前記生成される改質燃料を貯蔵する第２貯蔵手段と、前記改質処理の必要性に応じて前記改質処理を選択的に施すように前記改質手段を制御する制御手段とを備える。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、以下のようにして、重質燃料のように始動性が比較的低い燃料を使用する場合においても、始動性を好適に改善可能である。
【００１３】
即ち、先ず内燃機関の燃焼に供する燃料が、例えばメイン燃料タンクのような第１貯蔵手段によって、貯蔵される。「燃料」は、例えばガソリン燃料、或いはガソリンとアルコールとの混合燃料である。
【００１４】
そして、貯蔵される燃料のうち少なくとも一部の燃料に対して、例えばロジウム系の改質触媒からなる改質手段によって、改質処理が施され、改質燃料が生成される。「改質処理」とは、燃料の始動性を大なり小なり向上する処理、言い換えれば燃料が気化しやすくする処理であり、例えば、燃料の重質度合いを相対的に低減して軽質にし、或いは燃料のアルコール濃度を低下させる処理を言う。「改質燃料」とは、通常の燃料に対して「改質処理」が施されている燃料であり、例えば、高沸点成分を多く含み重質な液相燃料（以下、「重質燃料」とも言う。）にとっての改質燃料は、低沸点成分を多く含み軽質な気相燃料（以下、「軽質燃料」とも言う。）である。なお、ここで言う「重質」或いは「軽質」は、絶対的な関係ではなく、あくまでも、重質燃料と軽質燃料との比較の上で成り立つ、相対的な関係である。
【００１５】
そして、生成される改質燃料は、例えばサブ燃料タンクのような第２貯蔵手段によって、貯蔵される。貯蔵される改質燃料は、例えば内燃機関の冷間始動時の燃焼に供する。
【００１６】
ここで仮に、第２貯蔵手段に貯蔵される燃料が、改質処理の施されていない燃料、例えば第１貯蔵手段に貯蔵される燃料と同様の重質燃料であるとする。この状態で、内燃機関を冷間始動しても、両貯蔵手段によって貯蔵されている燃料は共に重質燃料であるため、通常の燃料に対して気化の程度が小さく、始動性に改善の余地がある。この際、重質燃料のまま第２貯蔵手段を加熱して、気化を助長しても、十分加熱するために相応の時間や電力を要する。
【００１７】
然るに、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、上述のように改質処理の必要度合いに応じて改質処理を選択的に施すように、改質手段は、例えばＥＣＵのような制御手段によって制御される。ここで言う「改質処理の必要性」とは、改質処理を施すことがどの程度必要とされているかを示す定性的或いは定量的な尺度であり、例えば改質処理が「必要である」又は「必要でない」を示す２値で示されてもよいし、それ以上に細分化された尺度によって示されてもよい。そして、例えば、直接的又は間接的に測定や特定可能である、改質燃料の残量或いは燃料の重質度合いといった諸条件に基づいて、改質処理が「必要である」と判定される場合には、第１貯蔵手段に貯蔵される燃料のうち少なくとも一部の燃料に対して改質処理が選択的に施される。このように選択的に改質処理を施すには、改質手段が第１貯蔵手段から燃料を受け取る受け口を、例えばバタフライ弁のような弁によって、開閉することで実現される。
【００１８】
尚、このような改質処理は、典型的には、内燃機関の動作時或いは燃焼時に、例えば、第ｎ（但し、nは自然数）回目の一連の燃焼動作を始動するのに対し、該一連の燃焼緒動作に先行する或いは前回である第n−１回目に当たる、一連の燃焼動作の最中に行われる。但し、改質処理は、このように通常の燃焼動作の最中に行われなくてもよい。
【００１９】
この結果、重質燃料に比して始動性の高い改質燃料を適宜燃料として生成・使用できる。故に、始動性が比較的低い重質燃料を使用する場合においても、始動性を好適に改善可能である。この際、改質燃料は冷間始動時に先立って予め生成して貯蔵できるので、始動時に態々加熱する場合に比べて時間を要することもなく、実践上非常に有効である。
【００２０】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一態様では、上記課題を解決するため、前記改質手段は、前記改質処理として、前記少なくとも一部の燃料の重質度合いを低下させる。
【００２１】
この態様によれば、軽質燃料が得られ、改質燃料として貯蔵可能である。より詳しくは、改質手段は、改質処理として、少なくとも一部の燃料の重質度合いを低下させる。ここで、燃料は、例えば炭化水素系燃料である。改質触媒は、例えばジルコニアにロジウムを担持させた触媒である。そして、改質触媒により炭化水素系燃料と空気とが反応させられ、ＣＯ及びＨ２を含む改質燃料が生成される（例えば、本願出願人による特開２００６−３６５６２号公報を参照）。このようにして軽質燃料が得られ、改質燃料として貯蔵可能である。
【００２２】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、上記課題を解決するため、前記燃焼に伴う排気ガスが通過する排気管を更に備え、前記改質手段は、前記排気管と熱的に接する。
【００２３】
この態様によれば、改質手段に内蔵されている改質触媒を、エネルギ効率良く活性化可能である。より詳しくは、燃焼に伴う排気ガスが排気管を通過して外部へと排出される。そして、改質手段は、この排気管と熱的に接する。「熱的に接する」とは、直接的に又は間接的に熱エネルギ（即ち、廃熱）の授受が可能な状態を示す。例えば、改質手段は、排気管の管路において該排気管を少なくとも部分的に覆うように備えられる。そして、排気管を通過する排気ガスよりも、改質手段の方が低温であれば、改質手段は熱エネルギを受け取り、内蔵されている改質触媒の温度を、活性化温度（例えば６００度）に上昇可能である。この際、ヒータ等の電力を要する加熱手段は必要でないため、エネルギ効率も非常に良い。
【００２４】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、上記課題を解決するため、前記内燃機関の温度を特定する温度特定手段と、少なくとも前記特定される温度に基づいて、前記第１貯蔵手段によって貯蔵される前記燃料、及び前記第２貯蔵手段によって貯蔵される前記改質燃料のうち何れか一方の燃料を、前記内燃機関の燃焼室へと選択的に供給する供給手段とを更に備える。
【００２５】
この態様によれば、内燃機関の温度に応じて、好適に燃料の使い分けが可能である。より詳しくは、例えば水温センサのような温度特定手段によって、内燃機関の温度が特定される。このように特定される温度に少なくとも基づいて、例えば燃料管と管路の切換弁からなる供給手段によって、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料、及び第２貯蔵手段によって貯蔵される改質燃料のうち何れか一方の燃料が、内燃機関の燃焼室へと選択的に供給される。例えば、特定される温度が比較的高い場合には、燃料が気化し易いと想定されるので、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料が供給され、逆に、特定される温度が比較的低い場合には、燃料が気化し難いと想定されるので、改質燃料が供給される。このように、内燃機関の温度に応じて、好適に燃料の使い分けが可能である。しかも、必要以上に改質処理を施すことも回避されるので、エネルギ効率も非常に良い。
【００２６】
この温度特定手段及び供給手段を備える態様では、前記供給手段は、前記内燃機関の始動時であって、かつ、前記特定される温度が所定温度閾値を下回る場合には、前記改質燃料を、前記燃焼室へと供給してもよい。
【００２７】
この態様によれば、特に、冷間始動時の始動性を向上可能である。より詳しくは、内燃機関の始動時であって、かつ、特定される温度が所定温度閾値を下回る場合（即ち、所定温度閾値以下である場合、或いは、或いは所定温度閾値よりも低い場合）、言い換えれば冷間始動時であるか否かが判定される。ここで、「所定温度閾値」とは、「冷間」であるか否かを判別するための境界温度であり、例えば、内燃機関の温度と、燃料の気化の程度との関係に基づいて、重質燃料を使用すると始動性の悪化が許容範囲を超えてしまう温度として、経験的、実験的、或いはシミュレーションによって予め定められるとよい。そして、冷間始動時である場合には、供給手段によって、改質燃料が、燃焼室へと供給される。従って、冷間始動時の始動性を向上可能である。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、上記課題を解決するため、前記第２貯蔵手段に貯蔵される前記改質燃料の残量を特定する残量特定手段を更に備え、前記制御手段は、前記特定される残量が所定目標貯蔵量を下回る場合には、前記改質処理を施すように前記改質手段を制御する。
【００２９】
この態様によれば、安定した始動性が保証される。より詳しくは、第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料の残量が、定期に或いは不定期に、燃料センサのような残量特定手段によって、特定される。ここで、特定される残量が所定目標貯蔵量を下回るか否かが判定される。ここに、「第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料の残量」は、「改質処理の必要性」を定量的に示している。例えば、第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料の残量が少なければ少ないほど、改質処理の必要性は高いと考えられる。「所定目標貯蔵量」とは、次回の冷間始動時に必要とされる改質燃料の貯蔵量として、実験的、或いはシミュレーションによって予め定められるとよい。そして、特定される残量が所定目標貯蔵量を下回る場合には、改質処理を施すように改質手段が、制御手段によって、制御される。このような改質処理は、典型的には、例えば、第ｎ回目の一連の燃焼動作を始動するのに対し、該一連の燃焼緒動作に先行する或いは前回である第n−１回目に当たる、一連の燃焼動作の最中に行われる。従って、次回の冷間始動時などにおける改質燃料の不足を回避できるので、安定した始動性が保証される。
【００３０】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、上記課題を解決するため、前記第１貯蔵手段によって貯蔵される前記燃料の重質度合いを特定する第１重質特定手段を更に備え、前記制御手段は、前記特定される前記燃料の重質度合いが、所定第１重質度合いを上回る場合には、前記改質処理を施すように前記改質手段を制御する。
【００３１】
この態様によれば、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料が重質燃料であっても、始動性の低下を回避可能である。より詳しくは、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料の重質度合いが、例えば空燃比センサ及びＥＣＵのような第１重質特定手段によって、特定される。ここで、「第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料の重質度合い」は、「改質処理の必要性」を定量的に示している。例えば、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料の重質度合いが高ければ高いほど、改質処理の必要性も高いと考えられる。燃料の「重質度合い」とは、燃料がどの程度重質であるか、或いは、通常の燃料に対して気化の程度がどれ程小さいかを示す尺度である。かかる重質度合いは、例えば、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料の高沸点成分やアルコール濃度を検出することで直接的に特定されてもよいし、或いは、冷間始動時において、空燃比フィードバック補正量の変動量から間接的に特定されてもよい。そして、このように特定される燃料の重質度合いが、所定第１重質度合いを上回る場合（即ち、所定第１重質度合い以上である場合、或いは、所定第１重質度合いよりも高い場合）には、改質処理を施すように、改質手段が、制御手段によって、制御される。従って、第１貯蔵手段によって貯蔵される燃料が重質燃料であっても、始動性の低下を回避可能である。
【００３２】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、上記課題を解決するため、前記第２貯蔵手段に貯蔵される前記改質燃料の重質度合いを特定する第２重質特定手段を更に備え、前記制御手段は、前記特定される重質度合いが、所定第２重質度合いを上回る場合には、前記第２貯蔵手段に貯蔵される前記改質燃料を入れ替えるべく、前記改質処理を再度施すように前記改質手段を制御する。
【００３３】
この態様によれば、燃料の性状が経時的に変化してしまう場合にも好適に対応可能である。より詳しくは、一般に、燃料成分中の低沸点揮発成分は自然蒸発するので、燃料の性状は必ずしも経時的に一定でない。このため、第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料は、改質処理直後は軽質であっても、経時的に重質化し得る。かかる改質燃料を使用しても、もはや始動性向上は見込めない。然るに、この態様によると、第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料の重質度合いが、例えば空燃比センサ及びＥＣＵのような第２重質特定手段によって、特定される。そして、このように特定される重質度合いが、所定第２重質度合いを上回る場合（即ち、所定第２重質度合い以上である場合、或いは、所定第２重質度合いよりも高い場合）には、第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料を入れ替えるべく、改質処理を再度施すように、改質手段が、制御手段によって、制御される。従って、プラグインハイブリッド車両のような内燃機関の始動機会が少ない場合でも、第２貯蔵手段に貯蔵される改質燃料は、所定第２重質度合いを上回らないように、言い換えれば軽質であるように、保たれる。この結果、燃料の性状が経時的に変化してしまう場合にも好適に対応可能である。この際、必要以上に改質処理を施すことも回避されるので、エネルギ効率も非常に良い。
【００３４】
本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、発明を実施するための最良の形態として本発明の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
（１）第１実施形態
第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成及び動作処理を、図１から図３を参照して説明する。
【００３７】
（１−１）構成
先ず、第１実施形態に係る内燃機関の具体例であるエンジン２００の構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の模式的な断面図である。
【００３８】
図１において、エンジン２００は、シリンダ２０１、吸気管２０６、インジェクタ２０７、吸気弁２０８、触媒２２２、空燃比センサ２２１、メイン燃料タンク３１０、改質器３２０、サブ燃料タンク３３０、メイン燃料センサ２２５、サブ燃料センサ２２６、切替弁３４１、切替弁３４２、及び、制御装置１００等を備える。これらは夫々、以下のように構成されている。
【００３９】
シリンダ２０１は、点火プラグ２０２の点火により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。シリンダ２０１の周囲には、冷却水の温度を検出する水温センサ２２０、クランク角を検出するクランクポジションセンサ２１８、及びノックの有無或いは程度を検出するノックセンサ２１９等の各種センサが配設されている。各センサの出力は、対応する検出信号として制御装置１００へと供給される。なお、水温センサ２２０は、本発明に係る「温度特定手段」の一例である。
【００４０】
吸気管２０６は、シリンダ２０１内へと空気を吸入することが可能に構成されている。吸気管２０６の管路には、不図示のスロットル弁が備わっており、吸入される空気量は、要求トルク等に基づいて、適宜調整される。
【００４１】
インジェクタ２０７は、メイン燃料タンク３１０又はサブ燃料タンク３３０から供給される燃料を、制御装置１００の制御に従って、吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。噴射された燃料は、吸気管２０６を介して吸入された空気と混合されて混合気となり、シリンダ２０１内での燃焼に供する。
【００４２】
吸気弁２０８は、シリンダ２０１内部と吸気管２０６との連通状態を制御することが可能に構成されている。排気弁２０９は、シリンダ２０１内部と排気管２１０との連通状態を制御することが可能に構成されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり、吸気弁２０８の開閉に連動して開閉する排気弁２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。これらの開閉タイミングは、例えば周知の可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing-intelligent system：ＶＶＴ−ｉ）によって調整される。
【００４３】
触媒２２２は、例えば白金やロジウムなどの貴金属を活性成分とした触媒であり、例えば排気管２１０の管路に設けられる。そして、触媒２２２は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などを除去する機能を有する。触媒２２２は、その温度に応じて排気ガスの浄化能力が変化するため、例えば冷間始動時などにおいては、触媒２２２の温度を活性温度にまで上昇させる必要がある。
【００４４】
空燃比センサ２２１は、本発明に係る「第１重質特定手段」及び「第２重質特定手段」の一例である。空燃比センサ２２１は、例えばジルコニア固体電解質などで構成されており、排気管２１０の管路に設置され、排気ガス中の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出すると共に、検出信号を制御装置１００へと供給することで、空燃比フィードバック補正が行われ、或いは空燃比の変動量が特定される。この空燃比の変動量から、燃料の重質度合いが間接的に特定される。
【００４５】
メイン燃料タンク３１０は、本発明に係る「第１貯蔵手段」の一例であり、エンジン２００の燃焼に供する燃料を貯蔵している主要な燃料タンクである。給油口３１１から給油される燃料は、先ずこのメイン燃料タンク３１０に補充される。貯蔵されている燃料は、ポンプ（不図示）によって吸い上げられ、インジェクタ２０７、又は改質器３２０へと供給される。
【００４６】
改質器３２０は、本発明に係る「改質手段」の一例であり、メイン燃料タンク３１０から供給される燃料のうち少なくとも一部の燃料に対して改質処理を施すことで改質燃料を生成すると共に、生成される改質燃料をサブ燃料タンク３３０へと供給する。ここで、「改質処理」とは、燃料の始動性を大なり小なり向上させる処理であり、具体的には、燃料の重質度合いを相対的に低下させる処理、或いは、燃料のアルコール濃度を相対的に低下させる処理である。この改質処理を実現するために、改質器３２０は、例えばロジウム系の改質触媒を内蔵している。そして、この改質触媒を効率良く活性化させるために、改質器３２０は、排気管２１０の管路に設けられる。従って、排気管２１０中を通る比較的高温の排気ガスの熱エネルギを受け取り、エネルギ損失を極力抑えつつも触媒温度を活性温度へと上昇可能である。
【００４７】
サブ燃料タンク３３０は、本発明に係る「第２貯蔵手段」の一例であり、改質器３２０によって生成される改質燃料を貯蔵している付随的な燃料タンクである。貯蔵されている燃料は、ポンプ（不図示）によって吸い上げられ、インジェクタ２０７へと供給される。
【００４８】
メイン燃料センサ２２５は、メイン燃料タンク３１０に設置され、燃料残量を検出すると共に、その残量に対応する検出信号を制御装置１００へと供給する。
【００４９】
サブ燃料センサ２２６は、本発明に係る「残量特定手段」の一例であり、サブ燃料タンク２２６に設置され、燃料残量を検出すると共に、その残量に対応する検出信号を制御装置１００へと供給する。
【００５０】
ここで、貯蔵されている燃料がインジェクタ２０７へと到達する経路は、主に２通りある。すなわち、サブ燃料タンク３３０を経由しない経路（メイン燃料経路３２１）と、経由する経路（サブ燃料経路３２２）である。これらの経路が、本発明に係る「供給手段」の一例である。
【００５１】
切替弁３４１は、例えば、制御装置１００の制御下で作動する電動式バタフライ弁であり、その開閉により、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料のうち改質が必要なものを、改質器３２０へと誘導する。
【００５２】
切替弁３４２は、例えば、制御装置１００の制御下で作動する電動式三方弁であり、インジェクタ２０７へと供給される燃料の構成、即ち、メイン燃料経路３２１経由で供給される燃料と、サブ燃料経路３２２経由で供給される改質燃料との配分を変更する。
【００５３】
制御装置１００は、本発明に係る「制御手段」の一例であり、好適にはＥＣＵからなり、周知の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）、各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されている。更に、空燃比センサ２２１等の各種センサからの入力信号を受ける入力ポート及び、切替弁３４１或いは切替弁３４２等の各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートに対して、バスを介して接続されている。
【００５４】
（１−２）動作処理
続いて、上述の如く構成された本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作処理について、図１に加えて、図２を用いて説明する。ここに、図２は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置による改質処理を示すフローチャートである。
【００５５】
図２において、先ず改質処理に先立ち、エンジン２００が運転中であるか否かが、制御装置１００によって、判定される（ステップＳ１００）。
【００５６】
ここで、エンジン２００が運転中であると判定される場合（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、定期に又は不定期に、排気ガスが排気管２１０中を通って排出される。この排気ガスの排気エネルギを受けて、改質器３２０の改質触媒は活性化される。
【００５７】
続いて、メイン燃料タンク３１０或いはサブ燃料タンク３３０に貯蔵されている燃料に対して、改質処理が必要であるか否かが、各種センサの検出信号を受け取る制御装置１００によって、判定される（ステップＳ１０１）。例えば、サブ燃料タンク３３０に貯蔵されている燃料が重質であり、且つ、サブ燃料タンク３３０に貯蔵されている改質燃料が残り僅かであるために、改質処理が必要であるか否かが判定される。
【００５８】
ここで、改質が必要であると判定される場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、改質器３２０によって、改質処理が施される（ステップＳ１０２）。より詳しくは、制御装置１００によって、切替弁３４１の開度が全開側に近づけられて、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料の少なくとも一部が、活性化されている改質器３２０へと誘導される。その結果、改質燃料が好適に生成される。
【００５９】
このように生成される改質燃料は、サブ燃料経路３２２経由でサブ燃料タンク３３０へ補充される（ステップＳ１０３）。従って、例えばエンジン２００の冷間始動時など、必要に応じて、改質燃料を使用可能となる。
【００６０】
なお、エンジン２００が運転中でないと判定される場合（ステップＳ１００：Ｎｏ）、或いは、改質が必要でないと判定される場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、改質処理で排熱を利用できないため、或いは、差し迫った改質処理の必要性がないため、改質処理は施されるずに、待機状態となる。
【００６１】
上述の如く生成される改質燃料を、必要に応じて使い分ける処理の一例について、図１に加えて、図３を用いて説明する。ここに、図３は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置による改質燃料の使用判定処理を示すフローチャートである。
【００６２】
図３において、先ず、エンジン２００の始動時であるか否かが、制御装置１００によって、判定される（ステップＳ１１１）。例えば、始動してから、所定期間内であるか否かが判定される。
【００６３】
ここで、始動時であると判定される場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、続いて、水温センサ２２０によって、水温が検出される（ステップＳ１１２）。そして、検出される水温が、所定温度閾値よりも低いか否かが、制御装置１００によって、判定される（ステップＳ１１３）。
【００６４】
ここで、検出される水温が、所定温度閾値よりも低いと判定される場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、冷間始動時であるので、始動性が良好な燃料を使用することが好ましい。そこで、サブ燃料タンク３３０の改質燃料を使用して走行する（ステップＳ１１４）。より詳しくは、インジェクタ２０７へと供給される燃料のうち、メイン燃料経路３２１経由で供給される燃料よりも、サブ燃料経路３２２経由で供給される改質燃料の方が多くなるように、制御装置１００によって、切替弁３４２の開度が制御される。
【００６５】
なお、始動時でないと判定される場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、或いは、始動時であっても、検出される水温が、所定温度閾値よりも低いと判定されない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）には、燃料の始動性が特に問題にならない程度に暖気されていると考えられるので、メイン燃料タンクの燃料を使用して走行する（ステップＳ１１５）。
【００６６】
以上説明した実施形態によれば、図１に示す構成に基づき、図２に示すように改質燃料が適宜生成される。そして、例えば冷間始動時のような始動性悪化が懸念される状況では、図３に示すように、改質燃料が選択的に使用される。従って、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料が、重質燃料のように始動性が比較的低いものである場合でも、始動性を好適に改善可能であるため、実践上非常に有利である。
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成及び動作処理を、図１に加えて、図４を用いて説明する。本実施形態は、特に、次回の冷間始動時に、改質燃料が不足する事態を未然に防止するための実施形態である。その基本構成は図１に示す構成と同様であり、同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。ここに、図４は、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作処理を示すフローチャートである。
【００６７】
図４において、例えばエンジン２００の運転中において、定期に又は不定期に、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料の性状が特定される（ステップＳ２０１）。例えば、給油時に燃料が重質か軽質かをメモリに記録しておき、記録される情報を事後的に読み出すことで、その性状が特定される。
【００６８】
そして、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料が重質であるかが判定される（ステップＳ２０２）。ここで、燃料の性状が重質であるか否かの判定は、通常の燃料に対して気化の程度が小さいか否かの判定に基づく。例えば、冷間始動時において、吸入空気量に対する燃料噴射量又は燃料噴射時間が、通常時に比して大きいときに燃料の性状が重質であると判定される。或いは、冷間始動時において、空燃比フィードバック補正量の履歴からその変動量が所定変動量以内にないとき、すなわち燃焼が不安定であるときに燃料の性状が重質であると判定される。
【００６９】
ここで、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料が重質でないと判定される場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、言い換えれば、軽質である場合、この燃料の性状に起因して始動性が悪化することは殆どないので、改質処理は施されずに、通常走行状態となる（ステップＳ２０９）。
【００７０】
ここで、メイン燃料が重質であると判定される場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、冷間始動時の始動性を向上させるために改質燃料を使用する必要がある。そこで、サブ燃料タンク３３０に貯蔵されている改質燃料の残量が、サブ燃料センサ２２６によって、検出され（ステップＳ２０３）、その残量が目標貯蔵量を下回るか否かが判定される（ステップＳ２０４）。
【００７１】
ここで、改質燃料の残量が目標貯蔵量を下回る場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、次回の冷間始動時に必要な改質燃料が不足する虞がある。そこで、改質燃料を補充すべく、以下の処理が行われる。即ち、エンジン２００が起動される（ステップＳ２０５）。そして、排気ガスから廃熱が回収される（ステップＳ２０６）。具体的には、定期に又は不定期に、排気ガスが排気管２１０中を通って排出され、この排気ガスの排気エネルギ（すなわち、廃熱）を受けて、改質器３２０の改質触媒が活性化される。改質触媒の準備が整うと、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料のうち、改質器３２０へと誘導されものに対して、改質処理が施される（ステップＳ２０７）。より詳しくは、制御装置１００によって、切替弁３４１の開度が全開側に近づけられて、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料の少なくとも一部が、活性化されている改質器３２０へと誘導される。その結果、改質燃料が好適に生成される。このように生成される改質燃料は、サブ燃料経路３２２経由でサブ燃料タンク３３０へ補充される（ステップＳ２０８）。この改質処理は、改質燃料の残量が目標貯蔵以上になるまで（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、続けられる。従って、次回の冷間始動には、改質燃料を使用可能となり、始動性を向上可能である。このように、改質燃料が補充されると、通常走行状態となる（ステップＳ２０９）。
【００７２】
以上説明した実施形態によれば、サブ燃料タンク３３０に貯蔵されている改質燃料の残量に基づいて、改質燃料が適宜生成される。従って、次回の冷間始動時に、改質燃料が不足する事態を未然に防止される。このように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、始動性が保証可能であるので、実践上非常に有効である。
（３）第３実施形態
次に、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成及び動作処理を、図１及び図４に加えて、図５を用いて説明する。ここに、図５は、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作処理を示すフローチャートである。
本実施形態は、特に、改質処理が施されているはずの改質燃料が、例えば経時変化などの要因により、重質燃料に戻ってしまうような場合でも、始動性を保証するための実施形態である。その基本構成は図１に示す構成と同様であり、同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。
【００７３】
図５において、例えばエンジン２００の運転中又は停止中において、定期に又は不定期に、サブ燃料タンク３３０に貯蔵されている改質燃料の性状が特定される（ステップＳ３０１）。ここで、改質燃料の性状が重質であるか否かの判定は、上述のメイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料の性状を判定する場合と同様に、通常の燃料に対して気化の程度が小さいか否かの判定に基づいて行われるとよい。或いは、前回の改質処理から経過している期間が、所定期間を超えるか否かの判定に基づいて行われてもよい。
【００７４】
そして、サブ燃料タンク３３０に貯蔵されている改質燃料の重質度合いが、所定重質度合いよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ３０２）。ここで、この改質燃料の重質度合いが、所定重質度合いよりも大きいと判定されない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、改質処理が施されている改質燃料は、依然軽質燃料である。従って、この改質燃料を冷間始動時に使用すれば、始動性を向上できる。
【００７５】
他方で、この改質燃料の重質度合いが、所定重質度合いよりも大きいと判定される場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、改質処理が施されているはずの改質燃料が、例えば経時変化などの要因により、重質燃料に戻ってしまっている虞がある。このような性状の燃料を、冷間始動時に使用すると、始動性が悪化する虞がある。
【００７６】
かかる事態を回避するために、この所定重質度合いよりも大きい改質燃料は、冷間始動時以外、例えばエンジン２００が十分に暖気されている通常走行時に使用する（ステップＳ３０３）。或いは、メイン燃料タンク３１０とサブ燃料タンク３３０との間に不図示のリターン経路を設け、この所定重質度合いよりも大きい改質燃料をメイン燃料タンク３１０へ戻してもよい。いずれにせよ、この所定重質度合いよりも大きい改質燃料をサブ燃料タンク３３０から追い出すことが好ましい。
【００７７】
その後、或いは上記ステップＳ３０３の処理と並行して、第２実施形態で説明したように、メイン燃料タンク３１０に貯蔵される燃料のうち、改質器３２０へと誘導されものに対して、改質処理が施される（ステップＳ２０７）。このように生成される改質燃料は、サブ燃料経路３２２経由でサブ燃料タンク３３０へ補充される（ステップＳ２０８）。改質燃料が十分に補充されると、通常走行状態となる（ステップＳ２０９）。
【００７８】
以上説明した実施形態によれば、改質処理が施されているはずの改質燃料が、例えば経時変化などの要因により、重質燃料に戻ってしまっても、その変化を察知して、再度改質処理を施す。従って、冷間始動時の始動性を一層確実に保証可能となる。このようなフォローは、当該内燃機関の制御装置が、プラグインハイブリッド車両のように、エンジン２００の始動機会が少ない車両に搭載される場合に特に有効である。
【００７９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置も又、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の模式的な断面図である。
【図２】第１実施形態に係る内燃機関の制御装置による改質処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る内燃機関の制御装置による改質燃料の使用判定処理を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作処理を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１…車両、２００…エンジン、１００…制御装置、２０１…シリンダ、２０２…点火プラグ、２０３…ピストン、２０４…コネクションロッド、２０５…クランクシャフト、２０６…吸気管、２０７…インジェクタ、２０８…吸気弁、２０９…排気弁、２１０…排気管、２１８…クランクポジションセンサ、２１９…ノックセンサ、２２０…水温センサ、２２１…空燃比センサ、２２２…触媒、２２４…フィルタ、２２５…メイン燃料センサ、２２６…サブ燃料センサ、３１０…メイン燃料タンク、３１１…給油口、３２０…改質器、３３０…サブ燃料タンク、３４１…切替弁、３４２…切替弁
【図１】
2008121548.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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