(57)【要約】【課題】燃料タンクで発生する相分離を適切に解消して、始動時などにおいて安定した性状の混合燃料を供給することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、ガソリンとアルコールとの混合燃料を貯蔵する第１の燃料タンクと第２の燃料タンク（第１の燃料タンクよりもアルコール濃度が高い）を有する内燃機関に対して制御を行う。内燃機関の制御装置は、第１の燃料タンク内で相分離が発生している場合に、水−アルコール相内の燃料を強制的に第１の燃料タンクの外部に排出する。これにより、第１の燃料タンクで発生している相分離を解消することが可能となる。また、相分離境界面を燃料吸い込み口よりも下降させることができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、第１の燃料タンクの燃料を用いて適切な始動を行うことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンとアルコールとの混合燃料を貯蔵する第１の燃料タンクと、ガソリンとアルコールとの混合燃料であって前記第１の燃料タンクよりもアルコール濃度が高い混合燃料を貯蔵する第２の燃料タンクと、を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置であって、
前記第１の燃料タンク内で、前記混合燃料が、前記ガソリンの相と、前記アルコール及び水によって構成される相とに相分離しているか否かを判定する相分離判定手段と、
前記相分離判定手段が前記相分離が生じていると判定した場合、前記相分離している前記アルコール及び水によって構成される相内の燃料を、強制的に前記第１の燃料タンクの外部に排出するための制御を行う排出制御手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記排出制御手段は、前記内燃機関の排気通路に前記燃料を排出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３】
前記排出制御手段は、前記第２の燃料タンクに前記燃料を排出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】
前記排出制御手段は、前記内燃機関における燃焼に用いられるように、前記燃料を排出し、
前記排出制御手段による前記燃料の排出時における前記内燃機関の出力と、車両の要求出力との差分が、モータによる出力によって補われるように前記モータに対して制御を行うモータ制御手段を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】
前記内燃機関の冷間始動時に前記相分離が生じている場合に、前記第１の燃料タンク内の燃料を攪拌する攪拌手段と、
前記攪拌手段によって攪拌した後に、前記第１の燃料タンク内の燃料を用いて前記内燃機関を始動させる始動手段と、を備え、
前記排出制御手段は、前記始動手段による始動後に前記相分離が生じている場合に、前記燃料を排出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記攪拌手段による攪拌の実行中に、前記第２の燃料タンク内の燃料を前記第１の燃料タンクへ供給する燃料供給手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記攪拌手段による攪拌の実行中に、前記第１の燃料タンクを加熱する加熱手段を更に備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記排出制御手段による前記燃料の排出を終了するべきか否かを判定する排出終了判定手段を備え、
前記排出制御手段は、前記排出終了判定手段が前記排出を終了するべきと判定した場合に、当該排出を終了することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記排出終了判定手段は、前記相分離の境界面の位置に基づいて前記排出制御手段が排出すべき燃料量を算出し、算出された前記燃料量を当該排出制御手段が排出した際に、前記排出を終了するべきと判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記排出終了判定手段は、前記相分離の境界面の位置が燃料の吸い込み口の位置よりも下方に位置した際に、前記排出を終了するべきと判定することを特徴とする請求項８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、ガソリンとアルコールとの混合燃料を用いる内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガソリンとアルコールとの混合燃料を用いる内燃機関が知られている。このような混合燃料は、アルコール濃度が低い場合や、混合燃料中に水分が一定以上含まれた場合などに、ガソリンとアルコールとが分離し易くなることが知られている。ガソリンとアルコールとが分離（以下、「相分離」と呼ぶ。）している場合においては、安定した性状の混合燃料が供給できないため、内燃機関の燃焼が不安定になるおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、このような混合燃料を使用する内燃機関において、始動時に相分離が発生している場合に、燃料混合処理（攪拌）を実行して燃料を均一化した後に始動を行う技術が記載されている。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６４１４号公報
【特許文献２】特開平７−１９１２４号公報
【特許文献３】特開平５−２０９５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、攪拌を実行した直後においては相分離が解消するが、ある程度時間が経過すると、相分離が再発する可能性が高かった。これは、攪拌しても燃料中に含まれる水分の割合が変わらないためである。そのため、安定した性状の混合燃料が供給できない場合があった。また、特許文献２及び３に記載された技術でも、適切に相分離を解消して、安定した性状の混合燃料を供給することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料タンクで発生する相分離を適切に解消して、始動時などにおいて安定した性状の混合燃料を供給することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、ガソリンとアルコールとの混合燃料を貯蔵する第１の燃料タンクと、ガソリンとアルコールとの混合燃料であって前記第１の燃料タンクよりもアルコール濃度が高い混合燃料を貯蔵する第２の燃料タンクと、を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、前記第１の燃料タンク内で、前記混合燃料が、前記ガソリンの相と、前記アルコール及び水によって構成される相とに相分離しているか否かを判定する相分離判定手段と、前記相分離判定手段が前記相分離が生じていると判定した場合、前記相分離している前記アルコール及び水によって構成される相内の燃料を、強制的に前記第１の燃料タンクの外部に排出するための制御を行う排出制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置は、ガソリンとアルコールとの混合燃料を貯蔵する第１の燃料タンクと第２の燃料タンクを有する内燃機関に対して制御を行う。この場合、第２の燃料タンク内の混合燃料は、第１の燃料タンクの混合燃料よりもアルコール濃度が高く設定されている。相分離判定手段は、第１の燃料タンク内で、ガソリンの相と、アルコール及び水によって構成される相とに相分離しているか否かを判定する。そして、排出制御手段は、相分離しているアルコール及び水によって構成される相内の燃料を、強制的に第１の燃料タンクの外部に排出する。詳しくは、相分離判定手段は、車両の要求負荷に応じて噴射する燃料とは異なる噴射量又は異なる噴射タイミングで、相分離している燃料を排出する。これにより、第１の燃料タンク内の燃料における水分の割合を低下させることにより、第１の燃料タンクで発生している相分離を解消することが可能となる。また、相分離境界面の位置を燃料吸い込みの位置よりも下降させることができるため、始動時において第１の燃料タンク内の燃料を用いた場合に、ガソリン濃度が高い燃料（即ちガソリン相の燃料）を内燃機関に対して供給することが可能となる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、第１の燃料タンクの燃料を用いて適切な始動を行うことが可能となる。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記排出制御手段は、前記内燃機関の排気通路に前記燃料を排出することができる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記排出制御手段は、前記第２の燃料タンクに前記燃料を排出することができる。この場合、第２の燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が十分に高いため、第１の燃料タンク内の燃料を第２の燃料タンクに排出しても、第２の燃料タンクにおいて相分離は発生しないと考えられる。
【００１１】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記排出制御手段は、前記内燃機関における燃焼に用いられるように、前記燃料を排出し、前記排出制御手段による前記燃料の排出時における前記内燃機関の出力と、車両の要求出力との差分が、モータによる出力によって補われるように前記モータに対して制御を行うモータ制御手段を備える。これにより、第１の燃料タンク内の燃料の排出に起因するトルク変化を抑制しつつ、相分離しているアルコール及び水によって構成される相内の燃料を適切に外部に排出することができる。
【００１２】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記内燃機関の冷間始動時に前記相分離が生じている場合に、前記第１の燃料タンク内の燃料を攪拌する攪拌手段と、前記攪拌手段によって攪拌した後に、前記第１の燃料タンク内の燃料を用いて前記内燃機関を始動させる始動手段と、を備え、前記排出制御手段は、前記始動手段による始動後に前記相分離が生じている場合に、前記燃料を排出する。この場合、第１の燃料タンクの攪拌を実行すると共に、第１の燃料タンク内のアルコール及び水によって構成される相内の燃料を外部に排出する。したがって、冷間始動時などにおいても適切な始動を行うことが可能となる。
【００１３】
上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記攪拌手段による攪拌の実行中に、前記第２の燃料タンク内の燃料を前記第１の燃料タンクへ供給する燃料供給手段を更に備える。この場合、第２の燃料タンク内の燃料を第１の燃料タンクへ供給することによって、第１の燃料タンク内のアルコール濃度を上昇させる制御を行う。これによっても、第１の燃料タンクで発生する相分離を適切に解消することができる。
【００１４】
更に好適には、前記攪拌手段による攪拌の実行中に、前記第１の燃料タンクを加熱する加熱手段を更に備える。この場合、第１の燃料タンク内の燃料の温度を上昇させる制御を行う。これによっても、第１の燃料タンク内で発生する相分離を適切に解消することができる。
【００１５】
好ましくは、前記排出制御手段による前記燃料の排出を終了するべきか否かを判定する排出終了判定手段を備え、前記排出制御手段は、前記排出終了判定手段が前記排出を終了するべきと判定した場合に、当該排出を終了する。これにより、第１の燃料タンク内のガソリンを無駄に排出してしまうことを防止することができる。
【００１６】
上記の場合、前記排出終了判定手段は、前記相分離の境界面の位置に基づいて前記排出制御手段が排出すべき燃料量を算出し、算出された前記燃料量を当該排出制御手段が排出した際に、前記排出を終了するべきと判定することができる。更に、前記排出終了判定手段は、前記相分離の境界面の位置が燃料の吸い込み口の位置よりも下方に位置した際に、前記排出を終了するべきと判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１９】
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。なお、図１では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００２０】
エンジン（内燃機関）４内には、吸気通路２が接続されており、吸気通路２上に設けられたスロットルバルブ３によって流量が調整された吸気が導入される。また、吸気通路２上には、高濃度側インジェクタ１４及び低濃度側インジェクタ２４が設けられており、これらから燃料が供給される。エンジン４は、供給された吸気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する。そして、エンジン４は、燃焼によって生じた排気を排気通路５に排出する。
【００２１】
高濃度側インジェクタ１４及び低濃度側インジェクタ２４は、それぞれ燃料供給通路１３、２３に接続されている。燃料供給通路１３には、燃料タンク１１内の燃料が流通し、燃料供給通路２３には、燃料タンク２１内の燃料が流通する。また、高濃度側タンク１１及び低濃度側タンク２１には、それぞれ、ガソリンと、メタノールやエタノール等のアルコールとを混合した燃料１９、２９が貯蔵されている。詳しくは、高濃度側タンク１１内の燃料１９は、低濃度側タンク２１内の燃料２９よりもアルコール濃度が高濃度に設定されている。例えば、高濃度側タンク１１は、「Ｅ８０〜Ｅ１００」程度のアルコール濃度の燃料１９が貯蔵されており、低濃度側タンク２１は、「Ｅ３〜Ｅ２２」程度のアルコール濃度の燃料２９が貯蔵されている。
【００２２】
また、燃料供給通路１３、２３中には、それぞれポンプ１２、２２が設けられている。ポンプ１２、２２の作動によって高濃度側タンク１１及び低濃度側２１中の燃料１９、２９がそれぞれ吸引されることによって、高濃度側インジェクタ１４及び低濃度側２４から燃料１９、２９が噴射される。そして、このように噴射された燃料１９、２９は、エンジン４に供給される。基本的には、高濃度側タンク１１に貯蔵された燃料１９は車両の通常走行時に用いられ、低濃度側タンク２１に貯蔵された燃料２９は車両の低温始動時などに用いられる。燃料２９を低温始動時に用いるのは、燃料２９はアルコール濃度が低い（言い換えると、ガソリンの濃度が高い）ので、燃料１９よりも始動性が良いからである。このように、高濃度側タンク１１は本発明における第２の燃料タンクとして機能し、低濃度側タンク２１は本発明における第１の燃料タンクとして機能する。
【００２３】
更に、低濃度側タンク２１には、相分離検出装置２５と、相分離境界面検出装置２６とが設けられている。相分離検出装置２５は、低濃度側タンク２１内において、燃料２９がガソリンの相（以下、「ガソリン相」と呼ぶ。）と、アルコール及び水によって構成される相（以下、「水−アルコール相」とも呼ぶ。）と、に相分離しているか否かを検出する。相分離境界面検出装置２６は、相分離が生じているときの、ガソリン相と水−アルコール相との境界面（以下、「相分離境界面」と呼ぶ。）を検出する。
【００２４】
ここで、図２を用いて、相分離について説明する。図示のように、低濃度側タンク２１内の燃料２９は、ガソリン相２９ａと、水−アルコール相２９ｂとに相分離している。矢印２９ｃで示す位置は、ガソリン相２９ａと水−アルコール相２９ｂとの相分離境界面を示している。通常、ガソリンよりも水及びアルコールのほうが比重が大きいため、ガソリン相２９ａの下方に水−アルコール相２９ｂが溜まる。相分離は、例えば、燃料中に一定以上の水分が含まれる場合などに発生する。このような相分離は、燃料２９を攪拌することによって一時的に解消することができる。しかしながら、燃料２９中に含まれる水分が原因で相分離が生じた場合には、攪拌しても燃料２９に含まれる水分の割合が変わるわけではないので、ある程度の時間が経過すると相分離が再度生じる。
【００２５】
また、相分離境界面２９ｃが燃料供給通路２３における燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置する場合には、燃料吸い込み口２３ａより吸引される燃料中のアルコール濃度がかなり高くなってしまうと共に、燃料吸い込み口２３ａから水分も吸引されてしまう。そのため、図２に示すような相分離が生じた場合には、低濃度側タンク２１内の燃料を用いる低温始動時などにおいて、エンジン４における燃焼が不安定になる可能性が高くなる。そのため、エンジン４の始動性が悪化してしまう傾向にある。以上より、本実施形態では、相分離に起因する不具合の発生を抑制すべく、相分離が発生した場合に、水−アルコール相２９ｂ内の燃料の排出を実行する。なお、本明細書で「水−アルコール相内の燃料」を用いた場合、アルコールだけでなく水も含むものとする。
【００２６】
図１に戻って、相分離検出装置２５及び相分離境界面検出装置２６について具体的に説明する。相分離検出装置２５は、例えば、図示しない、低濃度側タンク２１の底面に設けられたアルコール濃度センサと、燃料２９の油面とともに移動するフロートに設けられたアルコール濃度センサと、を備えて構成される。相分離検出装置２５は、このような２つのアルコール濃度センサが検出したアルコール濃度の差に基づいて、相分離が生じているか否かを検出することができる。具体的には、相分離検出装置２５は、検出されたアルコール濃度に差がある場合に、燃料が相分離していると判定する。相分離検出装置２５は、相分離しているか否かを示す信号をＥＣＵ１０ａに供給する。
【００２７】
相分離境界面検出装置２５は、例えば、ガソリンの比重より大きく、かつアルコールの比重より小さく設定されたフロート（前述したフロートとは異なるもの）を備えて構成される。このフロートは、相分離が生じた場合に、水−アルコール相とガソリン相との境界面（相分離境界面）に移動する。言い換えると、フロートは、水−アルコール相の上部に浮かぶ。そのため、相分離境界面検出装置２５は、このフロートの位置を検出することによって相分離境界面を検出することができる。相分離境界面検出装置２５は、検出した相分離境界面の位置に対応する信号をＥＣＵ１０ａに供給する。
【００２８】
ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ａは、上記した各種センサの検出信号に基づいて種々の制御を行う。詳しくは、第１実施形態においては、ＥＣＵ１０ａは、相分離検出装置２５が相分離が生じていると判定した場合に、ポンプ２２及び低濃度側インジェクタ２４を制御することによって、低濃度側タンク２１内の燃料２９を噴射させる制御を実行する。具体的には、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置し、且つエンジン４の負荷が高負荷である場合に、低濃度側タンク２１内の燃料２９を噴射させる制御を実行する。このような制御を実行するのは、相分離により生じた水−アルコール相における燃料を外部に排出することによって、低濃度側タンク２１の燃料２９を用いて適切な始動を可能にするためである。このように、ＥＣＵ１０ａは、本発明における内燃機関の制御装置として動作する。具体的には、ＥＣＵ１０ａは、相分離判定手段及び排出制御手段として機能する。
【００２９】
（水−アルコール相排出処理）
次に、第１実施形態に係る水−アルコール相排出処理について説明する。この処理は、相分離が発生し、且つ所定の条件が満たされた場合に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を排出するために行われる。
【００３０】
図３は、第１実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ａが所定の周期で繰り返し実行する。なお、水−アルコール相排出処理は、基本的には、暖機後の通常運転時に実行する。
【００３１】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１０ａは、低濃度側タンク２１内で相分離が生じているか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１０ａは、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて判定を行う。なお、相分離の検出は、車両の停車時に行うことが好ましい。これは、停車時の方が、精度良く相分離を検出することができるからである。相分離が生じている場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、相分離が生じていない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００３２】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０ａは、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置するか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１０ａは、相分離境界面検出装置２６から供給される検出信号に基づいて判定を行う。相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置する場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、燃料吸い込み口２３ａから水−アルコール相内の燃料を吸引することができるため、処理はステップＳ１０３に進む。この場合、所定の条件が更に満たされた場合、水−アルコール相の燃料を排出するための処理を実行する。一方、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも下方に位置している場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、燃料吸い込み口２３ａから水−アルコール相内の燃料を吸引することができないため、処理は当該フローを抜ける。この場合、相分離は発生しているが、ガソリン相におけるガソリン濃度が高い燃料を燃料吸い込み口２３ａから吸引することができるので、始動性が悪化してしまう可能性は低いため、水−アルコール相内の燃料を排出する必要はない。
【００３３】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１０ａは、エンジン４の負荷が閾値よりも高いか否かを判定する。即ち、エンジン４の負荷が高負荷であるか否かを判定する。エンジン４の負荷が高負荷である場合には、低濃度側タンク２１内の燃料２９をエンジン４に供給しても、噴射量全体に占める水及びアルコールの割合は少ないため、エンジン４の出力に与える影響が小さい。そのため、本実施形態では、エンジン４の負荷が高負荷である場合に水−アルコール相の燃料を排出することとした。なお、ＥＣＵ１０ａは、エンジン４に設けられた回転数センサなどの出力に基づいて、ステップＳ１０３の判定を実行する。エンジン４の負荷が閾値よりも高い場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進み、エンジン４の負荷が閾値以下である場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００３４】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１０ａは、ポンプ２２及び低濃度側インジェクタ２４を制御することによって、低濃度側タンク２１内の燃料を噴射する。即ち、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相における燃料を排出する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。
【００３５】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０ａは、低濃度側タンク２１からの積算噴射量が必要燃料消費量を超えたか否かを判定する。即ち、ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０ａは、水−アルコール相の排出を終了しても良いか否かを判定する。必要燃料消費量は、車両の停車時における相分離境界面の位置から算出される。具体的には、必要燃料消費量は、相分離境界面の位置が燃料吸い込み口２３ａの位置に下降するまでに、噴射すべき燃料量に対応する。したがって、積算噴射量が必要燃料消費量に達した際に、相分離境界面の位置は燃料吸い込み口２３ａの位置に一致するようになる。
【００３６】
積算噴射量が必要燃料消費量を超えた場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。即ち、ＥＣＵ１０ａは、水−アルコール相の排出を終了する。このように必要燃料消費量を用いて排出の終了判定を行うことにより、低濃度側タンク２１内のガソリンを無駄に排出してしまうことを防止することができる。一方、積算噴射量が必要燃料消費量を超えていない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に戻る。この場合には、積算噴射量が必要燃料消費量を超えるまで、水−アルコール相における燃料の排出を継続する。
【００３７】
このように第１実施形態に係る水−アルコール相排出処理によれば、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を適切に外部に排出することができる。これにより、低濃度側タンク２１内の燃料２９における水分の割合を低下させることにより、低濃度側タンク２１で発生している相分離を解消することが可能となる。また、相分離境界面の位置が燃料吸い込み口２３ａの位置よりも下降するため、始動時において低濃度側タンク２１内の燃料を用いた場合に、ガソリン濃度が高い燃料（即ちガソリン相の燃料）をエンジン４に対して供給することが可能となる。したがって、第１実施形態によれば、低濃度側タンク２１の燃料２９を用いて適切な始動を行うことが可能となる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、相分離が生じている場合に水−アルコール相排出処理を実行する。しかしながら、第２実施形態では、内燃機関の制御装置がハイブリッド車両に適用される点で、第１実施形態とは異なる。具体的には、第２実施形態では、車両の要求出力と、水−アルコール相の排出時におけるエンジン４の出力との差分を、言い換えると水−アルコール相における燃料の噴射前と噴射後とにおける出力変化分（トルク変化）を、ハイブリッド車両が有するモータの出力によって補うための制御を行う。
【００３９】
（全体構成）
図４は、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。なお、図４では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。以下では、第１実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
第２実施形態に係る車両は、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１と、モータＭＧ２と、プラネタリギヤ３０と、インバータ３１と、バッテリ３２と、を備える点で第１実施形態に係る車両と構成が異なる。また、ＥＣＵ１０ａの代わりにＥＣＵ１０ｂを有している。このように、第２実施形態に係る車両は、ハイブリッド車両として構成される。
【００４１】
モータＭＧ１は、バッテリ３２を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン４の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。プラネタリギヤ３０は、エンジン４の出力をモータＭＧ１及び車軸（不図示）へ分配することが可能に構成されている。インバータ３１は、バッテリ３２と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。バッテリ３２は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００４２】
ＥＣＵ１０ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ｂは、第１実施形態に係るＥＣＵ１０ａと同様に、相分離検出装置２５が相分離が生じていると判定した場合に、ポンプ２２及び低濃度側インジェクタ２４を制御することによって、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相を排出させる制御を実行する。しかしながら、ＥＣＵ１０ｂは、水−アルコール相の燃料の噴射前と噴射後における出力変化分をモータＭＧ２の出力によって補うための制御を行う点で、ＥＣＵ１０ａとは異なる。このような制御を実行することによって、水−アルコール相の燃料の排出に起因する、車両における出力低下を適切に抑制することができる。
【００４３】
（水−アルコール相排出処理）
ここで、第２実施形態に係る水−アルコール相排出処理について説明する。第２実施形態においても、低濃度側タンク２１内で相分離が生じている場合に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相における燃料を排出するための処理を行う。また、第２実施形態では、水−アルコール相の燃料の噴射前と噴射後における出力変化分をモータＭＧ２の出力によって補う処理を実行する。更に、第２実施形態では、水−アルコール相の燃料の噴射による出力変化が所定値を越えない範囲で、水−アルコール相における燃料噴射量を増加させる。この場合にも、水−アルコール相における燃料噴射量の増加による出力変化分を、モータＭＧ２の出力によって補う処理を実行する。このように燃料噴射量を増加させるのは、水−アルコール相内における燃料の排出速度を上昇させるためである。
【００４４】
ここで、図５を用いて、第２実施形態に係る水−アルコール相排出処理を具体的に説明する。図５（ａ）は相分離の有無を示すグラフであり、図５（ｂ）はエンジン４の負荷を示すグラフであり、図５（ｃ）は低濃度側インジェクタ２４からの燃料噴射量（ここでは水−アルコール相の燃料の排出量を意味する）を示すグラフである。また、図５（ｄ）はモータＭＧ１の検出トルクを示しており、図５（ｅ）はモータＭＧ２の発生トルクを示しており、図５（ｆ）は低濃度側インジェクタ２４からの積算噴射量を示している。なお、図５（ａ）〜（ｆ）の横軸には、時間を示している。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、時刻ｔ１０において、相分離検出装置２５が相分離を検出する。そして、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１において、エンジン４の負荷が閾値Ｘ１を超える。そのため、ＥＣＵ１０ｂは、図５（ｃ）に示すように、低濃度側タンク２１内の燃料（水−アルコール相内の燃料）の噴射を開始する。この場合、ＥＣＵ１０ｂは、モータＭＧ１の出力に基づいてエンジン４のトルク（出力）を算出し、水−アルコール相における燃料の噴射の前後におけるトルク変化が所定値を越えない範囲で、図５（ｃ）中の矢印Ｙ１に示すように、低濃度側タンク２１から噴射させる燃料量を徐々に増加させる。これにより、水−アルコール相内における燃料を速やかに排出することができる。
【００４６】
このように低濃度側タンク２１内の燃料を噴射することにより、図５（ｄ）中の矢印Ｙ２で示すように、モータＭＧ１の出力に基づいて検出される、エンジン４のトルクが減少する。詳しくは、水−アルコール相内の燃料噴射量を増加しているため、これに伴ってエンジン４のトルクが減少している。そのため、ＥＣＵ１０ｂは、水−アルコール相における燃料の噴射の前後におけるエンジン４のトルク変化分が補われるように、モータＭＧ２よりトルクを発生させるための制御を行う。具体的には、図５（ｅ）中の矢印Ｙ３に示すように、ＥＣＵ１０ｂは、エンジン４のトルクの減少に応じてモータＭＧ２から発生させるトルクを増加させる。そして、図５（ｆ）に示すように、時刻ｔ１３において、積算噴射量が必要燃料消費量Ｘ２に到達する。そのため、ＥＣＵ１０ｂは、水−アルコール相内における燃料の排出を終了する。
【００４７】
図６は、第２実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｂが所定の周期で繰り返し実行する。
【００４８】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理は、第１実施形態に係る水−アルコール相排出処理におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同様であるため（図３参照）、その説明を省略する。以下では、ステップＳ２０５以降の処理を説明する。
【００４９】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ１０ｂは、エンジン４を定常状態に移行させるための制御を行う。この場合、ＥＣＵ１０ｂは、モータＭＧ２を制御することによって、要求トルクに対する過不足分をモータＭＧ２の発生トルクによって補う。このように定常状態において低濃度側タンク２１内の燃料を噴射することにより、当該噴射の前後におけるトルク変化を、モータＭＧ１の出力から精度良く算出することが可能となる。ステップＳ２０５の処理が終了すると、処理はステップＳ２０６に進む。
【００５０】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１０ｂは、低濃度側タンク２１内における燃料の噴射前と噴射後とにおけるトルク変化が、閾値未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１０ｂは、低濃度側タンク２１内における燃料の噴射量を増加しても良いか否かを判定している。この場合、ＥＣＵ１０ｂは、モータＭＧ１の出力に基づいてトルク変化を算出する。なお、ステップＳ２０６で用いる閾値は、バッテリ３２の充電状態（ＳＯＣ（State Of Charge））に基づいて設定することが好ましい。バッテリ３２の充電状態に応じて、モータＭＧ２が出力可能なトルクが決まるからである。即ち、バッテリ３２の充電状態に応じて、低濃度側タンク２１内の燃料の噴射前後におけるトルク変化を補うことが可能なＭＧ２の発生トルクが決まるからである。
【００５１】
トルク変化が閾値未満である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０７に進む。この場合には、低濃度側タンク２１内の燃料噴射量を増加しても問題がないので、ステップＳ２０７では、ＥＣＵ１０ｂは燃料噴射量を増加する。これにより、水−アルコール相内における燃料を速やかに排出させることができる。そして、処理はステップＳ２０８に進む。一方、トルク変化が閾値以上である場合には（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、低濃度側タンク２１内の燃料噴射量を増加するべきではないので、燃料噴射量を増加することなく、処理はステップＳ２０８に進む。
【００５２】
ステップＳ２０８では、ＥＣＵ１０ｂは、モータＭＧ２を制御することによってトルクを発生させる、即ちモータアシストを実行する。具体的には、ＥＣＵ１０ｂは、低濃度側タンク２１内の燃料噴射に起因するエンジン４のトルク変化分が補われるように、モータＭＧ２からトルクを発生させる。そして、処理はステップＳ２０９に進む。
【００５３】
ステップＳ２０９では、ＥＣＵ１０ｂは、低濃度側タンク２１からの積算噴射量が必要燃料消費量を超えたか否かを判定する。即ち、水−アルコール相の排出を終了しても良いか否かを判定する。積算噴射量が必要燃料消費量を超えた場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。即ち、ＥＣＵ１０ｂは、水−アルコール相の燃料の排出を終了する。一方、積算噴射量が必要燃料消費量を超えていない場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に戻る。この場合には、積算噴射量が必要燃料消費量を超えるまで、水−アルコール相の燃料の排出を継続する。
【００５４】
このように第２実施形態に係る水−アルコール相排出処理によれば、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の排出に起因するトルク変化を抑制しつつ、水−アルコール相を適切に外部に排出することができる。また、第２実施形態によれば、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相を速やかに排出することができる。
【００５５】
なお、第２実施形態においては、水−アルコール相における燃料の排出を実行する場合、エンジン回転数と負荷との関係を示す動作線を、通常運転時よりも低回転高負荷側に変更することが好ましい。具体的には、図７に示すように、水−アルコール相の排出時に用いる動作線７１を、通常運転時に用いる動作線７０よりも低回転高負荷側に設定する。なお、図７は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸にエンジン４の負荷を示している。このように動作線を設定することにより、水−アルコール相における燃料を噴射した場合において、噴射量全体に占める水及びアルコールの割合を更に小さくすることができるため、エンジン４の出力に与える影響を効果的に抑制することが可能となる。
【００５６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、相分離が生じている場合に水−アルコール相排出処理を実行する。しかしながら、第３実施形態では、水−アルコール相の燃料を吸気通路３中に排出する代わりに、エンジン４の排気通路５中に排出する点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。
【００５７】
（全体構成）
図８は、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。なお、図８では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。以下では、第１実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
第３実施形態に係る車両は、排気側燃料供給通路２３ｂと、三方弁４１と、排気側インジェクタ４２と、触媒４３と、Ｏ２センサ（酸素濃度センサ）４４と、を備える点で、第１実施形態に係る車両と構成が異なる。また、ＥＣＵ１０ａの代わりにＥＣＵ１０ｃを有している。
【００５９】
排気側燃料供給通路２３ｂは、三方弁４１を介して燃料供給通路２３と接続されている。この場合、三方弁４１を切り替えることによって、燃料供給通路２３に対して排気側燃料供給通路２３ｂを接続することができる。また、排気側燃料供給通路２３ｂは、排気通路５上に設けられた排気側インジェクタ４２に接続されている。そのため、三方弁４１を切り替えて、燃料供給通路２３と排気側燃料供給通路２３ｂとを接続すると、排気側インジェクタ４２から排気通路５中に燃料が噴射される。即ち、低濃度側タンク２１内の燃料が排気通路５中に噴射される。
【００６０】
また、排気側インジェクタ４２は、排気ガスを浄化可能な触媒４３の上流側の排気通路５上に設けられている。このような位置に排気側インジェクタ４２を設けているのは、排気側インジェクタ４２から噴射した燃料を触媒４３で浄化するためである。更に、触媒４３の下流側の排気通路５上には、酸素濃度を検出するＯ２センサ４４が設けられている。
【００６１】
ＥＣＵ１０ｃは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ｃは、第１実施形態に係るＥＣＵ１０ａなどと同様に、相分離検出装置２５が相分離が生じていると判定した場合に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を排出させる制御を実行する。しかしながら、ＥＣＵ１０ｃは、ポンプ２２、三方弁４１、及び排気側インジェクタ４２を制御することによって、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を排気通路５中に排出する点で、ＥＣＵ１０ａとは異なる。
【００６２】
（水−アルコール相排出処理）
次に、第３実施形態に係る水−アルコール相排出処理について説明する。第３実施形態においても、低濃度側タンク２１内で相分離が生じている場合に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相における燃料を排出するための処理を行う。詳しくは、第３実施形態では、水−アルコール相の燃料を排気通路５中に排出する。
【００６３】
更に、第３実施形態では、触媒４３中の空燃比（Ａ／Ｆ）がストイキとなるように空燃比の制御を実行する。このような制御を実行する理由は、以下の通りである。上記のような排気通路５中への燃料の噴射によって、排気通路５中の空燃比はリッチになる傾向にある。この場合、触媒４３における空燃比がリッチになると、空燃比がストイキである場合と比較すると、触媒４３の浄化率が低下する傾向にある。そのため、ＥＣＵ１０ｃは、水−アルコール相の燃料を排出している際に、スロットルバルブ３の開度を大きくしてエンジン４の出口における空燃比をリーンにすることによって、触媒４３における空燃比をストイキに維持する。これにより、水−アルコール相における燃料の排出時において、触媒４３における空燃比をストイキに維持することができるため、触媒４３の浄化率を確保することが可能となる。
【００６４】
図９は、第３実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｃが所定の周期で繰り返し実行する。
【００６５】
ステップＳ３０１及びＳ３０２の処理は、第１実施形態に係る水−アルコール相排出処理におけるステップＳ１０１及びＳ１０２の処理と同様であるため（図３参照）、その説明を省略する。以下では、ステップＳ３０３以降の処理を説明する。
【００６６】
ステップＳ３０３では、ＥＣＵ１０ｃは、触媒４３が暖機しているか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１０ｃは、水−アルコール相の燃料を排気通路５中に排出した場合に、触媒４３が当該燃料を浄化可能な状態にあるか否かを判定している。触媒暖機後である場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０４に進み、触媒暖機後でない場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００６７】
ステップＳ３０４では、ＥＣＵ１０ｃは、ポンプ２２、三方弁４１、及び排気側インジェクタ４２を制御することによって、低濃度側タンク２１内の燃料を噴射する。即ち、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を排気通路５中に排出する。そして、処理はステップＳ３０５に進む。
【００６８】
ステップＳ３０５では、ＥＣＵ１０ｃは、触媒４３の下流の排気通路５における空燃比がリッチにずれているか否かを判定する。ステップＳ３０５の判定は、触媒４３における空燃比をストイキに戻すための制御を実行すべき状況にあるか否かを判定するために行う。この場合、ＥＣＵ１０ｃは、Ｏ２センサ４４から供給される検出信号に基づいて判定を行う。空燃比がリッチにずれている場合（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０６に進み、空燃比がリッチにずれていない場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０７に進む。
【００６９】
ステップＳ３０６では、ＥＣＵ１０ｃは、触媒４３の空燃比をストイキにするために、スロットルバルブ３の開度（スロットル開度）を大きくする制御を行う。つまり、スロットル開度を大きくすることによって、エンジン４の出口における空燃比をリーンにする。これにより、触媒４３の空燃比をストイキに維持することができるため、触媒４３の浄化率を確保することができる。なお、ＥＣＵ１０ｃは、排気側インジェクタ４２からの燃料噴射量などに基づいて、スロットル開度を決定する。ステップＳ３０６の処理が終了すると、処理はステップＳ３０７に進む。
【００７０】
ステップＳ３０７では、ＥＣＵ１０ｃは、低濃度側タンク２１からの積算噴射量が必要燃料消費量を超えたか否かを判定する。即ち、水−アルコール相の排出を終了しても良いか否かを判定する。積算噴射量が必要燃料消費量を超えた場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。即ち、ＥＣＵ１０ｃは、水−アルコール相の排出を終了する。一方、積算噴射量が必要燃料消費量を超えていない場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０５に戻る。この場合には、積算噴射量が必要燃料消費量を超えるまで、触媒４３における空燃比をストイキに維持する処理を行いつつ、低濃度側タンク２１内の燃料噴射を継続する。
【００７１】
このように第３実施形態に係る水−アルコール相排出処理によれば、触媒４３の排気ガスに対する浄化率を確保しつつ、水−アルコール相の燃料を排気通路５中に適切に排出することができる。
【００７２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態においても、第１実施形態等と同様に、相分離が生じている場合に水−アルコール相排出処理を実行する。しかしながら、第４実施形態では、低濃度側タンク２１の水−アルコール相の燃料をエンジン４又は排気通路５に対して排出する代わりに、この水−アルコール相の燃料を高濃度側タンク１１に排出する点で、第１実施形態などと異なる。
【００７３】
（全体構成）
図１０は、第４実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。なお、図１０では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。以下では、第１実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
第４実施形態に係る車両は、燃料供給通路５０と、ポンプ５１と、を備える点で、第１実施形態に係る車両と構成が異なる。また、ＥＣＵ１０ａの代わりにＥＣＵ１０ｄを有している。燃料供給通路５０は、一端（燃料吸い込み口５０ａ）が低濃度側タンク２１内に位置しており、他端が高濃度側タンク１１内に位置している。燃料供給通路５０の内部には、ポンプ５１によって吸引された低濃度側タンク２１内の燃料２９が、矢印９０で示すように流れる。
【００７５】
また、燃料供給通路５０の燃料吸い込み口５０ａは、燃料供給通路２３の燃料吸い込み口２３ａよりも下方（低濃度側タンク２１の底面部側）に設けられている。これにより、相分離によって生じた水−アルコール相を燃料吸い込み口５０ａから吸引して、相分離境界面の位置を下降させることによって、相分離境界面を燃料吸い込み口２３ａよりも下方に位置させることができる。言い換えると、相分離境界面が燃料吸い込み口５０ａよりも下方に位置するが、燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置するといった状況は生じない。そのため、低濃度側タンク２１内の燃料２９を用いる始動時において、ガソリン相におけるガソリン濃度が高い燃料を確実に燃料吸い込み口２３ａから吸引させることができるため、始動性を向上させることが可能となる。
【００７６】
ＥＣＵ１０ｄは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ｄは、第１実施形態に係るＥＣＵ１０ａなどと同様に、相分離検出装置２５が相分離が生じていると判定した場合に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を排出させる制御を実行する。しかしながら、ＥＣＵ１０ｄは、ポンプ５１を制御することによって、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を高濃度側タンク１１に排出する点で、ＥＣＵ１０ａとは異なる。
【００７７】
（水−アルコール相排出処理）
次に、第４実施形態に係る水−アルコール相排出処理について説明する。第４実施形態においても、低濃度側タンク２１内で相分離が生じている場合に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相における燃料を排出するための処理を行う。詳しくは、第４実施形態では、水−アルコール相の燃料を高濃度側タンク１１に排出する。これによっても、前述したような相分離に起因する始動性の悪化などの不具合を適切に解消することができる。なお、高濃度側タンク１１内の燃料１９のアルコール濃度が十分に高いため、水−アルコール相の燃料を高濃度側タンク１１に排出しても、高濃度側タンク１１において相分離は発生しないと考えられる。
【００７８】
図１１は、第４実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｄが所定の周期で繰り返し実行する。
【００７９】
ステップＳ４０１では、ＥＣＵ１０ｄは、車両が停車中であるか否かを判定する。車両が停車中である場合には、相分離の検出や相分離境界面の検出などの処理を精度良く行うことができるため、ステップＳ４０１の判定を行っている。車両が停車中である場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０２に進み、車両が停車中でない場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００８０】
ステップＳ４０２では、ＥＣＵ１０ｄは、低濃度側タンク２１内で相分離が生じているか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１０ｄは、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて判定を行う。相分離が生じている場合（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０３に進み、相分離が生じていない場合（ステップＳ４０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００８１】
ステップＳ４０３では、ＥＣＵ１０ｄは、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置するか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１０ｄは、相分離境界面検出装置２６から供給される検出信号に基づいて判定を行う。相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置する場合（ステップＳ４０３；Ｙｅｓ）、燃料吸い込み口２３ａから水−アルコール相内の燃料が吸引されてしまうため、相分離境界面の位置を下降させるべく、処理はステップＳ４０４に進む。一方、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも下方に位置している場合（ステップＳ４０３；Ｎｏ）、燃料吸い込み口２３ａからガソリン相内の燃料を吸引することができるため（水−アルコール相内の燃料が吸引される可能性がかなり低いため）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、相分離境界面の位置を下降させる必要はない。
【００８２】
ステップＳ４０４では、ＥＣＵ１０ｄは、ポンプ５１を制御することによって、低濃度側タンク２１内の燃料を高濃度側タンク１１へ供給する。即ち、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相における燃料を燃料吸い込み口５０ａから吸引することによって、排出を行う。そして、処理はステップＳ４０５に進む。
【００８３】
ステップＳ４０５では、ＥＣＵ１０ｄは、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも下方に位置するか否かを判定する。この場合も、ＥＣＵ１０ｄは、相分離境界面検出装置２６から供給される検出信号に基づいて判定を行う。
【００８４】
相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも下方に位置する場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）、燃料吸い込み口２３ａからガソリン相内の燃料を吸引することができるため、処理はステップＳ４０６に進む。この場合、ステップＳ４０６において、ＥＣＵ１０ｄは、高濃度側タンク１１への燃料の供給を停止する。即ち、ＥＣＵ１０ｄは、低濃度側タンク２１の水−アルコール相における燃料の排出を終了する。そして、処理は当該フローを抜ける。一方、相分離境界面が燃料吸い込み口２３ａよりも上方に位置している場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）、燃料吸い込み口２３ａから水−アルコール相内の燃料が吸引されてしまうため、相分離境界面の位置を下降させるべく、ステップＳ４０４の処理を再度実行する。即ち、ＥＣＵ１０ｄは、水−アルコール相の排出を継続する。
【００８５】
このように第４実施形態に係る水−アルコール相排出処理によっても、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を適切に外部に排出することができる。したがって、第３実施形態によれば、低濃度側タンク２１の燃料２９を用いて適切な始動を行うことが可能となる。
【００８６】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態においても、第１実施形態等と同様に、相分離が生じている場合に水−アルコール相排出処理を実行する。しかしながら、第５実施形態では、冷間始動時に相分離が生じている場合に、低濃度側タンク２１を攪拌した後にエンジン４の始動を開始し、始動の開始後に相分離が生じている場合に水−アルコール相の燃料を排出する制御を行う点で、第１実施形態などと異なる。
【００８７】
（全体構成）
図１２は、第５実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。なお、図１２では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。以下では、第１実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
第５実施形態に係る車両は、攪拌装置６５を有し、ＥＣＵ１０ａの代わりにＥＣＵ１０ｅを有する点で、第１実施形態に係る車両と構成が異なる。攪拌装置６５は、低濃度側タンク２１に設けられ、例えば、図示しないポンプや燃料循環通路などを備えて構成される。燃料循環通路は、ポンプの動作によって、低濃度側タンク２１内の燃料２９が流通する。燃料循環通路の一端は低濃度側タンク２１の底面部付近に設けられ、燃料循環通路の他端は低濃度側タンク２１の天井部付近に設けられる。上記したポンプの動作によって燃料２９が燃料循環通路内を循環することによって、低濃度側タンク２１内の燃料２９が攪拌される。なお、攪拌装置６５は、上記したものに限定はされない。
【００８９】
ＥＣＵ１０ｅは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ｅは、第１実施形態に係るＥＣＵなどと同様に、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を排出させる制御を実行する。詳しくは、ＥＣＵ１０ｅは、冷間始動時に相分離が生じている場合に、攪拌装置６５を制御することによって低濃度側タンク２１を攪拌した後にエンジン４の始動を開始し、始動の開始後に相分離が生じている場合に水−アルコール相の燃料を排出する制御を行う。
【００９０】
（水−アルコール相排出処理）
次に、第５実施形態に係る水−アルコール相排出処理について説明する。第５実施形態では、冷間始動時に相分離が生じている場合に、低濃度側タンク２１を攪拌した後にエンジン４の始動を開始し、このような始動の開始後に相分離が生じている場合に水−アルコール相における燃料を排出するための処理を行う。
【００９１】
図１３は、第５実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｅが所定の周期で繰り返し実行する。
【００９２】
まず、ステップＳ５０１では、ＥＣＵ１０ｅは、冷間時に始動要求があったか否かを判定する。冷間時に始動要求があった場合（ステップＳ５０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０２に進み、冷間時に始動要求がなかった場合（ステップＳ５０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。ステップＳ５０２では、ＥＣＵ１０ｅは、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて、低濃度側タンク２１内で相分離が生じているか否かを判定する。相分離が生じている場合（ステップＳ５０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０３に進み、相分離が生じていない場合（ステップＳ５０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００９３】
ステップＳ５０３では、ＥＣＵ１０ｅは、攪拌装置６５を制御することによって、低濃度側タンク２１を攪拌する。このように攪拌することによって、相分離が一時的に解消されるため、燃料吸い込み口２３ａから、水−アルコール相内の燃料のみが吸引されることを抑制できる。そして、処理はステップＳ５０４に進み、ＥＣＵ１０ｅは、エンジン４を始動する。次に、処理はステップＳ５０５に進む。
【００９４】
ステップＳ５０５では、ＥＣＵ１０ｅは、相分離が発生しているか否かを再度判定する。相分離が生じている場合（ステップＳ５０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０３に進む。一方、相分離が生じていない場合（ステップＳ５０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ５０５に戻る。この場合、相分離が検出するまでステップＳ５０５の判定を繰り返す。こうするのは、上記したように攪拌しても燃料２９に含まれる水分の割合が大きく変わるわけではないので、ある程度の時間が経過すると相分離が再度生じるからである。
【００９５】
ステップＳ５０６では、ＥＣＵ１０ｅは、ポンプ２２及び低濃度側インジェクタ２４を制御することによって、低濃度側タンク２１内の燃料を噴射する。即ち、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相における燃料を排出する。そして、処理はステップＳ５０７に進む。
【００９６】
ステップＳ５０７では、ＥＣＵ１０ｅは、低濃度側タンク２１からの積算噴射量が必要燃料消費量を超えたか否かを判定する。この必要燃料消費量は、前述した手法で算出される。積算噴射量が必要燃料消費量を超えた場合（ステップＳ５０７；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、水−アルコール相の燃料の排出を終了する。一方、積算噴射量が必要燃料消費量を超えていない場合（ステップＳ５０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ５０７に戻る。この場合には、水−アルコール相の燃料の排出を継続する。
【００９７】
このように第５実施形態に係る水−アルコール相排出処理によれば、冷間始動時には低濃度側タンク２１の攪拌を実行するので、冷間始動時においても適切な始動を行うことができると共に、エンジン始動後は、低濃度側タンク２１内の水−アルコール相の燃料を外部に排出することが可能となる。
【００９８】
なお、上記では、低濃度側タンク２１を攪拌した後に、低濃度側タンク２１内の燃料をエンジン４に対して噴射する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、低濃度側タンク２１を攪拌した後に、低濃度側タンク２１内の燃料をエンジン４に対して噴射する代わりに、第３実施形態で示したように排気通路５中に噴射したり、或いは、第４実施形態で示したように高濃度側タンク１１中に噴射したりするこができる。また、第５実施形態に係る内燃機関の制御装置をハイブリッド車両に適用した場合には、第２実施形態に示したように、水−アルコール相の燃料の噴射前と噴射後における出力変化分をモータＭＧ２の出力によって補うことも可能である。
【００９９】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態においては、低濃度側タンク２１におけるアルコール濃度を上昇させるために、相分離の発生している低濃度側タンク２１に対して高濃度側タンク１１内の燃料を供給する制御を行う点で、前述した第１実施形態などと異なる。こうするのは、低濃度側タンク２１のアルコール濃度を上昇させることによって、低濃度側タンク２１の相分離を解消することができるからである。
【０１００】
図１４は、第６実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。なお、図１４では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。以下では、第１実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
第６実施形態に係る車両は、燃料供給通路６０と、ポンプ６１と、攪拌装置６５と、を有する点で、第１実施形態に係る車両と構成が異なる。また、ＥＣＵ１０ａの代わりにＥＣＵ１０ｆを有している。燃料供給通路６０は、一端が低濃度側タンク２１内に位置しており、他端が高濃度側タンク１１内に位置している。燃料供給通路６０の内部には、ポンプ６１によって吸引された高濃度側タンク１１内の燃料１９が、矢印９１で示すように流れる。そして、燃料供給通路６０を流れた燃料１９は、低濃度側タンク２１に供給される。攪拌装置６５は、前述した第５実施形態で示したものと同様であり、低濃度側タンク２１内の燃料２９を攪拌する。
【０１０２】
ＥＣＵ１０ｆは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ｆは、相分離が生じている場合に、攪拌装置６５を制御することによって攪拌を実行すると共に、ポンプ６１を制御することによって高濃度側タンク１１から低濃度側タンク２１へ燃料を供給する。
【０１０３】
ここで、高濃度側タンク１１から低濃度側タンク２１へ燃料を供給する理由を、図１５を用いて説明する。
【０１０４】
図１５は、アルコール濃度（横軸）と相分離を起こす水分割合（縦軸）との関係を示すグラフである。これより、アルコール濃度が濃くなるほど相分離が生じる水分割合が多くなることがわかる。即ち、アルコール濃度が濃くなるほど、相分離するのに必要な水分割合が上昇するため、相分離が生じにくくなるといえる。以上より、第６実施形態では、低濃度側タンク２１内のアルコール濃度を上昇させることによって低濃度側タンク２１で生じている相分離を解消させるために、アルコール濃度が高い燃料が貯蔵された高濃度側タンク１１から低濃度側タンク２１へ燃料を供給する。
【０１０５】
次に、第６実施形態に係る処理について説明する。図１６は、第６実施形態に係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｆが所定の周期で繰り返し実行する。
【０１０６】
ステップＳ６０１では、ＥＣＵ１０ｄは、車両が停車中であるか否かを判定する。車両が停車中である場合（ステップＳ６０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６０２に進み、車両が停車中でない場合（ステップＳ６０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。ステップＳ６０２では、ＥＣＵ１０ｄは、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて、低濃度側タンク２１内で相分離が生じているか否かを判定する。相分離が生じている場合（ステップＳ６０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６０３に進み、相分離が生じていない場合（ステップＳ６０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【０１０７】
ステップＳ６０３では、ＥＣＵ１０ｆは、ポンプ６１を制御することによって、高濃度側タンク１１から低濃度側タンク２１へ所定量の燃料を供給する。こうするのは、低濃度側タンク２１内の燃料のアルコール濃度を上昇させることによって、低濃度側タンク２１で発生する相分離を解消するためである。なお、低濃度側タンク２１へ供給する燃料の所定量は、低濃度側タンク２１内の燃料のアルコール濃度の上昇が極力抑えられるような量に設定することが好ましい。低濃度側タンク２１内の燃料のアルコール濃度が上昇し過ぎてしまうと、始動性が悪化してしまう可能性があるからである。以上のステップＳ６０３の処理が終了すると、処理はステップＳ６０４に進む。
【０１０８】
ステップＳ６０４では、ＥＣＵ１０ｆは、攪拌装置６５を制御することによって、低濃度側タンク２１内を攪拌する。このような攪拌を実行することによって、低濃度側タンク２１において、供給された燃料や相分離している水及びアルコールなどを効果的に溶解させることができるため、相分離を速やかに解消することが可能となる。ステップＳ６０４の処理が終了すると、処理はステップＳ６０５に進む。
【０１０９】
ステップＳ６０５では、ＥＣＵ１０ｆは、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて、相分離が解消したか否かを判定する。相分離が解消している場合（ステップＳ６０５；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。一方、相分離が解消していない場合（ステップＳ６０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ６０３に戻る。この場合、低濃側タンク２１への燃料供給と、低濃側タンク２１内の燃料の攪拌を再度実行する。
【０１１０】
このように第６実施形態によれば、低濃度側タンク２１のアルコール濃度を上昇させる制御を行うことによって、低濃度側タンク２１で発生する相分離を適切に解消することができる。したがって、第６実施形態によれば、低濃度側タンク２１の燃料２９を用いて適切な始動を行うことが可能となる。
【０１１１】
なお、上記では、低濃度側タンク２１に対して高濃度側タンク１１内の燃料を供給する制御のみを行う実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン１の始動前に低濃度側タンク２１に対して高濃度側タンク１１内の燃料を供給する制御を行うと共に、エンジン１の始動後に、前述した第１実施形態乃至第４実施形態のいずれかの方法によって、相分離した水−アルコール相の燃料を低濃度側タンク２１の外部に排出する制御を行うことができる。これにより、効果的に、低濃度側タンク２１で発生している相分離を解消することが可能となる。
【０１１２】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態について説明する。第７実施形態においては、低濃度側タンク２１内の燃料の温度を上昇させる制御を行う点で、前述した第１実施形態などと異なる。こうするのは、低濃度側タンク２１の燃料の温度を上昇させることによって、低濃度側タンク２１の相分離を解消することができるからである。
【０１１３】
図１７は、第７実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。第７実施形態に係る内燃機関の制御装置は、前述した第２実施形態と同様に、ハイブリッド車両に適用される。そのため、以下では、第２実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、図１７では、実線矢印がガスや燃料の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【０１１４】
第７実施形態に係る車両は、伝熱部材７１、７２、７３を有し、ＥＣＵ１０ｂの代わりにＥＣＵ１０ｇを有する点で、前述した第２実施形態に係る車両と構成が異なる。伝熱部材７１は、モータＭＧ１と低濃度側タンク２１とを接続し、伝熱部材７２は、モータＭＧ２と低濃度側タンク２１とを接続し、伝熱部材７３は、インバータ７３と低濃度側タンク２１とを接続する。伝熱部材７１、７２、７３は、熱伝導率の高い金属などによって構成され、それぞれモータＭＧ１、モータＭＧ２、及びインバータ７３（以下、これらを単に「モータ類」とも呼ぶ。）で発生した熱を低濃度側タンク２１に伝達可能に構成されている。
【０１１５】
ＥＣＵ１０ｇは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェースなどを含んで構成される。ＥＣＵ１０ｇは、低外気温において相分離が生じている場合に、エンジン４によって始動する前に、モータＭＧ２を制御することによって、モータＭＧ２の発生トルクを用いた走行（以下、「ＥＶ走行」と呼ぶ。）を実行する。つまり、ＥＣＵ１０ｇは、このようなＥＶ走行を実行することによって、モータ類を発熱させる。このような発熱が伝熱部材７１、７２、７３を介して低濃度側タンク２１に伝達されることにより、低濃度側タンク２１を加熱することができる。即ち、低濃度側タンク２１内の燃料の温度を上昇させることができる。
【０１１６】
ここで、低濃度側タンク２１内の燃料の温度を上昇させる理由を、図１８を用いて説明する。
【０１１７】
図１８は、燃料の温度（横軸）と相分離を起こす水分割合（縦軸）との関係を示すグラフである。これより、燃料の温度が高くなるほど相分離が生じる水分割合が多くなることがわかる。即ち、燃料の温度が高くなるほど、相分離するのに必要な水分割合が上昇するため、相分離が生じにくくなるといえる。以上より、第７実施形態では、低濃度側タンク２１で生じている相分離を解消させるために、低濃度側タンク２１内の燃料の温度を上昇させる。
【０１１８】
次に、第７実施形態に係る処理について説明する。図１９は、第７実施形態に係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０ｇが所定の周期で繰り返し実行する。
【０１１９】
まず、ステップＳ７０１では、ＥＣＵ１０ｇは、車両の駐車時に低濃度側タンク２１で相分離が発生したか否かを、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて判定する。相分離が生じている場合（ステップＳ７０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７０２に進み、相分離が生じていない場合（ステップＳ７０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【０１２０】
ステップＳ７０２では、ＥＣＵ１０ｇは、低外気温において運転要求があったか否かを判定する。ここでは、エンジン４による始動が可能な状態であるか否かを判定している。運転要求があった場合（ステップＳ７０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７０３に進む。この場合には、エンジン４による始動が困難であるといえる。一方、運転要求がなかった場合（ステップＳ７０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【０１２１】
ステップＳ７０３では、ＥＣＵ１０ｇは、モータＭＧ２を制御することによってＥＶ走行を実行する。このようなＥＶ走行を実行することによって、モータ類は発熱する。そして、モータ類で発生した熱は、伝熱部材７１、７２、７３を介して低濃度側タンク２１に伝達される。これにより、低濃度側タンク２１が加熱されることとなる。上記のようなステップＳ７０３の処理を実行するのは、低濃度側タンク２１内の燃料の温度を上昇させることによって、低濃度側タンク２１で生じている相分離を解消させるためである。そして、処理はステップＳ７０４に進む。
【０１２２】
ステップＳ７０４では、ＥＣＵ１０ｇは、相分離検出装置２５から供給される検出信号に基づいて、相分離が解消したか否かを判定する。相分離が解消している場合（ステップＳ７０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７０５に進む。この場合には、相分離が発生していないため、低濃度側タンク２１内の燃料を用いて始動しても問題はないため、ＥＣＵ１０ｇは、エンジン４を始動させる（ステップＳ７０５）。そして、処理は当該フローを抜ける。一方、相分離が解消していない場合（ステップＳ７０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ７０３に戻る。この場合、相分離が解消するまで、ＥＶ走行を継続する。
【０１２３】
このように第７実施形態によれば、低濃度側タンク２１の温度を上昇させる制御を行うことによって、低濃度側タンク２１で発生する相分離を適切に解消することができる。したがって、第７実施形態によれば、低濃度側タンク２１の燃料２９を用いて適切な始動を行うことが可能となる。
【０１２４】
なお、上記では、伝熱部材７１、７２、７３を用いて、モータ類の発熱を低濃度側タンク２１に対して伝達する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、伝熱部材７１、７２、７３を用いる代わりに、低濃度側タンク２１に対してモータ類を接触させるように車両内の構成要素を配置することによって、モータ類の熱を直接的に低濃度側タンク２１に対して伝達することができる。更に他の例では、伝熱部材７１、７２、７３を用いる代わりに、インバータ３１を冷却する水を用いて、インバータ３１の発熱を低濃度側タンク２１に対して伝達することができる。
【０１２５】
また、上記では、低濃度側タンク２１の温度を上昇させるための制御のみを行う実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン１の始動前に、低濃度側タンク２１の温度を上昇させるための制御を行うと共に、エンジン１の始動後に、前述した第１実施形態乃至第４実施形態のいずれかの方法によって、相分離した水−アルコール相の燃料を低濃度側タンク２１の外部に排出する制御を行うことができる。このような制御を実行することにより、効果的に、低濃度側タンク２１で発生している相分離を解消することが可能となる。
【０１２６】
更に、他の例では、エンジン１の始動前に、低濃度側タンク２１の温度を上昇させるための制御を行うと共に、低濃度側タンク２１の燃料を攪拌する制御を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図２】相分離を説明するための図である。
【図３】第１実施形態に係る水−アルコール相排出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が適用された車両の概略構成図を示す。
【図５】第２実施形態に係る水−アルコール相排出処理を説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態において、水−アルコール相の排出時に用いる動作線を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図９】第３実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。
【図１０】第４実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図１１】第４実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。
【図１２】第５実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図１３】第５実施形態に係る水−アルコール相排出処理を示すフローチャートである。
【図１４】第６実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図１５】アルコール濃度と相分離を起こす水分割合との関係を示すグラフである。
【図１６】第６実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【図１７】第７実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図１８】燃料の温度と相分離を起こす水分割合との関係を示すグラフである。
【図１９】第７実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２８】
３  スロットルバルブ
４  エンジン
５  排気通路
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ  ＥＣＵ
１１  高濃度側タンク
１２、２２  ポンプ
１４  高濃度側インジェクタ
２１  低濃度側タンク
２４  低濃度側インジェクタ
２５  相分離検出装置
２６  相分離境界面検出装置
ＭＧ１、ＭＧ２  モータ
【図１】
2007285193.tif 000003
【図２】
2007285193.tif 000004
【図３】
2007285193.tif 000005
【図４】
2007285193.tif 000006
【図５】
2007285193.tif 000007
【図６】
2007285193.tif 000008
【図７】
2007285193.tif 000009
【図８】
2007285193.tif 000010
【図９】
2007285193.tif 000011
【図１０】
2007285193.tif 000012
【図１１】
2007285193.tif 000013
【図１２】
2007285193.tif 000014
【図１３】
2007285193.tif 000015
【図１４】
2007285193.tif 000016
【図１５】
2007285193.tif 000017
【図１６】
2007285193.tif 000018
【図１７】
2007285193.tif 000019
【図１８】
2007285193.tif 000020
【図１９】
2007285193.tif 000021