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JP4274279B2 - 内燃機関 - Google Patents

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Description

この発明は、ガソリンとアルコールとの混合燃料が好適に用いられる内燃機関に関し、特に、燃料から発生させた可燃ガスを混合気に添加する構成とした内燃機関に関する。
従来、例えば特許文献１（特開２００６−２２６１６７号公報）に開示されているように、排気ガスの熱を利用して燃料を可燃ガスに改質する構成とした内燃機関が知られている。この種の従来技術による内燃機関は、水蒸気改質反応等によって燃料から可燃ガスを発生させる制御（改質制御）を行う燃料改質触媒を備えている。
燃料改質触媒は、改質反応に適した所定の温度範囲において、燃料から可燃ガスを効率よく発生させることができる。このため、従来技術では、燃料改質触媒の温度が所定温度よりも低い場合に、運転制御によって触媒の温度を上昇させたり、触媒への燃料供給を禁止する構成としている。
特開２００６−２２６１６７号公報
ところで、上述した従来技術では、改質制御を行う燃料として、ガソリンとアルコールとの混合燃料を用いる場合もある。このような内燃機関では、燃料の性状（ガソリンとアルコールとの混合比率）に応じて、改質制御を実行可能な温度が影響を受け易い。
このため、従来技術では、燃料の性状によっては改質制御が可能な温度でも、燃料改質触媒への燃料供給が禁止されることがあり、改質制御の効率が低下するという問題がある。また、例えば改質制御には不向きな低温状態であるにも拘らず、燃料改質触媒に燃料が供給される虞れもある。この場合には、触媒中に燃料が残留し、エミッション等が悪化するという問題がある。
この発明は、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用いる場合において、燃料の性状に応じて適切な温度で改質制御を行うことができ、改質制御の効率やエミッションを向上させることが可能な内燃機関を提供することを目的としている。
第１の発明は、加熱手段を備え、前記加熱手段の熱によって改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、
ガソリンとアルコールとを混合した燃料を前記改質燃料として前記燃料改質触媒に供給する改質燃料供給手段と、
前記燃料改質触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記改質燃料に含まれるガソリンとアルコールとの混合比率を検出する混合比率検出手段と、
前記混合比率検出手段により検出した混合比率に応じて、前記燃料改質触媒が作動するのに必要な下限温度を可変に設定する下限温度算出手段と、
前記温度取得手段により取得した温度が前記下限温度よりも低いときに、前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止する改質燃料停止手段と、を備え、
前記下限温度算出手段は、前記改質燃料に含まれるガソリンの混合比率が高くなるにつれて、前記下限温度を高い温度に設定する構成としたことを特徴とする。
第２の発明によると、前記温度取得手段は、内燃機関の運転状態に応じて前記燃料改質触媒の温度を推定する構成とし、当該温度の推定結果を前記改質燃料の供給量に応じて補正する推定温度補正手段を備える構成としている。
第３の発明によると、前記推定温度補正手段は、前記改質燃料の供給量が多くなるにつれて、前記温度の推定結果を低い温度に補正する構成としている。
第４の発明によると、前記加熱手段は、排気ガスの熱によって前記燃料改質触媒を加熱する熱交換器である構成としている。
第１の発明によれば、下限温度算出手段は、改質制御を行う下限温度を、改質燃料の混合比率に応じて可変に設定することができる。そして、この下限温度を用いた温度判定を行うことにより、燃料改質触媒が適温であるときにだけ、改質燃料を噴射することができ、それ以外の温度では改質燃料の噴射を停止させることができる。
これにより、改質燃料の混合比率が変動する場合でも、改質制御を実行する温度範囲を可能な限り広げることができ、また改質制御を常に適切な温度状態のもとで安定的に行うことができる。従って、改質制御の効率を向上させることができ、これによって燃費性能やエミッションを改善することができる。
また、下限温度算出手段は、改質燃料に含まれるガソリンの混合比率が高くなるにつれて、下限温度を高い温度に設定することができる。このため、例えばガソリンの含有率が高く、改質反応に対する反応性が低い燃料を用いる場合には、比較的高い温度範囲のみで改質制御を行うことができる。これにより、改質反応には不適切な低温状態において、改質燃料が噴射されるのを防止でき、燃料改質触媒を燃料の付着等から保護することができる。
また、例えばガソリンの混合比率が低い燃料（即ち、アルコールの混合比率が高く、改質反応に対する反応性が高い燃料）を用いる場合には、燃料の混合比率に応じて下限温度を低い温度に設定することができ、改質制御を実行する温度範囲を可能な限り広げることができる。
第２の発明によれば、推定温度補正手段は、燃料改質触媒の温度の推定結果を、改質燃料の供給量に応じて補正することができる。これにより、燃料改質触媒の近傍で改質燃料が蒸発する場合でも、燃料の蒸発による影響を温度の推定結果に反映させることができる。このため、燃料改質触媒の温度をより正確に推定することができる。従って、下限温度による温度判定を高い精度で行うことができ、改質制御をより的確なタイミングで実行することができる。
第３の発明によれば、改質燃料が蒸発することによって燃料改質触媒から奪われる気化熱は、改質燃料の噴射量が増えるほど増大する。このため、推定温度補正手段は、改質燃料の供給量が増えるにつれて、温度の推定結果を低い温度に補正することができる。これにより、改質燃料の噴射量が変動する場合でも、燃料改質触媒の温度を正確に推定することができる。
第４の発明によれば、熱交換器は、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒を加熱することができる。これにより、排気熱回収型のシステムを構成することができ、触媒専用の加熱機器や加熱エネルギが不要となるので、高い運転効率を実現することができる。
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図４を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、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を示している。本実施形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、アルコールとガソリンとを混合した燃料によって運転されるものであり、本実施の形態では、その一例として、エタノールとガソリンとの混合燃料を用いるものとする。
内燃機関１０の吸気管１２は、吸気マニホールド１４を介して各気筒の吸気ポートに接続されている。吸気管１２の途中には、吸入空気量を調整する電動式のスロットル弁１６が設置されている。各気筒の吸気ポートには、燃料を噴射するための電磁弁等からなる燃料噴射装置１８がそれぞれ設けられている。
内燃機関１０の排気管２０は、排気マニホールド２２を介して各気筒の排気ポートに接続されている。また、排気管２０の途中には、加熱手段としての熱交換器２４が設けられている。そして、熱交換器２４内には、複数の改質室２６が互いに間隔をもって形成されており、これらの改質室２６内には、例えばＲｈ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属材料を含有する燃料改質触媒２８が担持されている。
各改質室２６の間には、改質室２６と遮断された排気通路３０が設けられている。これらの排気通路３０は、排気管２０の途中に接続されている。このように構成された熱交換器２４によれば、排気通路３０を通過する排気ガスの熱により、改質室２６（燃料改質触媒２８）を加熱することができる。この加熱により、燃料改質触媒２８は、後述の改質反応を生じさせることができる。
排気管２０には、熱交換器２４の上流側で分岐する分岐管３２が設けられている。分岐管３２の下流側は、熱交換器２４の改質室２６に接続されている。分岐管３２の途中には、改質燃料供給手段としての改質燃料噴射弁３４が設けられている。この改質燃料噴射弁３４は、電磁弁等からなり、分岐管３２内を流れる排気ガス中に燃料（以下、改質燃料と称す）を噴射、供給するものである。
この構成により、排気管２０を流れる排気ガスの一部は、分岐管３２によって改質室２６に導入され、改質燃料噴射弁３４によって改質燃料の供給を受ける。これらの排気ガスと改質燃料との混合ガスは、改質室２６に流入し、燃料改質触媒２８の作用によって後述の改質反応を起こす。
この改質反応により生成された改質ガスは、改質ガス通路３６を通って吸気管１２内に還流され、吸入空気と混合する。改質ガス通路３６には、改質ガスを冷却するための冷却器３８と、吸気管１２に対する改質ガスの還流量を調整する電磁式の流量調整弁４０とが設けられている。
また、排気管２０を流れる排気ガスのうち、分岐管３２に流入しなかった残りの排気ガスは、熱交換器２４の排気通路３０を通過し、改質室２６に熱を供給する。そして、この排気ガスは、排気管２０に設けられた三元触媒等からなる排気浄化触媒４２によって浄化され、外部に排出される。
一方、内燃機関１０において、エタノールとガソリンとの混合燃料は、燃料タンク４４に貯留されている。燃料タンク４４には、タンク内の燃料を加圧した状態で外部に送出するための燃料ポンプ（図示せず）が付設されている。この燃料ポンプの吐出側には、ポンプから吐出された燃料を燃料噴射装置１８及び改質燃料噴射弁３４にそれぞれ供給する燃料配管４６が接続されている。
さらに、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。ＥＣＵ５０の入力側には、燃料性状センサ５２、触媒温度センサ５４、排気ガスセンサ５６等を含むセンサ系統が接続されている。
燃料性状センサ５２は、例えば燃料配管４６に設けられており、燃料中のガソリンとアルコールとの混合比率を検出する混合比率検出手段を構成している。触媒温度センサ５４は、熱交換器２４の改質室２６に設けられており、改質室２６（燃料改質触媒２８）の温度を検出する。排気ガスセンサ５６は、排気管２０に設けられており、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号を出力するものである。
また、センサ系統には、例えば機関回転数を検出する回転センサ、吸入空気量を検出するエアフローメータ、冷却水温度を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等のように、内燃機関１０の運転制御に用いられる一般的なセンサが含まれている。
一方、ＥＣＵ５０の出力側には、前述したスロットル弁１６、燃料噴射装置１８、改質燃料噴射弁３４、流量調整弁４０、燃料ポンプ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、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の運転状態をセンサ系統によって検出しつつ、各アクチュエータを駆動することによって運転制御を行う。
この運転制御では、吸入空気量等に応じて燃料の噴射量を算出し、当該噴射量分の燃料を燃料噴射装置１８から噴射させる。また、排気ガスセンサ５６の検出信号を用いて空燃比フィードバック制御を行うことにより、排気浄化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比となるように制御する。
（改質制御）
また、ＥＣＵ５０は、以下に述べるように、排気ガスと改質燃料との改質反応によって生成された可燃ガス（改質ガス）を吸気管１２内に還流させる改質制御を行う。改質制御では、分岐管３２内を流れる排気ガスに対して、改質燃料噴射弁３４から改質燃料を噴射し、これらの混合ガスを改質室２６に流入させる。このとき、ＥＣＵ５０は、例えば内燃機関１０の運転状態、燃料の混合比率、燃料改質触媒２８の温度等に応じて、改質燃料の適切な噴射量（供給量）を決定する。
これにより、改質室２６内では、燃料改質触媒２８の作用により、混合ガス中のエタノールと、排気ガス中の水蒸気および二酸化炭素とが改質反応（水蒸気改質反応）を起こす。この水蒸気改質反応により、下記の(１)式に示すように、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とが生成される。
C2H5OH＋0.4CO2＋0.6H2O＋2.3N2＋Q1→3.6H2＋2.4CO＋2.3N2 ・・・（１）
また、混合ガス中のガソリンも、下記の(２)式に示すように、排気ガス中の水蒸気および二酸化炭素と改質反応を起こす。
1.56(7.6CO2＋6.8H2O＋40.8N2)＋3C7.6H13.6＋Q2
→31H2＋34.7CO＋63.6N2 ・・・（２）
上記(１)式中の熱量Q1、及び(２)式中の熱量Q2は、改質反応によって吸収される反応熱である。即ち、これらの改質反応は吸熱反応であるから、上記(１)，(２)式中の右辺で表される改質ガスの有する熱量は、当該各式の左辺に記載された反応前の物質が有する熱量よりも大きくなる。
このため、熱交換器２４によれば、排気通路３０を通過する排気ガスの熱を改質室２６（燃料改質触媒２８）へ伝達し、上記改質反応に吸収させることができる。つまり、本実施の形態のシステムでは、排気ガスの熱を回収、利用して、改質燃料をより熱量の大きい物質（Ｈ２及びＣＯ）に転換することができる。
なお、ガソリンの改質反応で必要な熱量Q2は極めて大きいので、この改質反応が生じるためには、例えば燃料改質触媒２８が６００℃以上の高温となる必要がある。このため、内燃機関１０の運転中には、エタノールの改質反応が広い運転領域で安定的に生じるのに対し、ガソリンの改質反応は、例えば排気温度が上昇する高回転・高負荷運転領域等に限って、効率よく生じるようになる。
上記の改質反応により得られた改質ガスは、改質ガス通路３６を通って吸気管１２内に流入し、吸入空気と混合される。このとき、ＥＣＵ５０は、吸気管１２に流入する改質ガスの流量を流量調整弁４０によって制御する。そして、改質ガスは、吸入空気と共に内燃機関１０の気筒内に流入し、改質ガス中のＨ２とＣＯは、燃料噴射装置１８から噴射された燃料と共に気筒内で燃焼する。
この場合、改質ガスは、前述したように、熱交換器２４によって排気ガスの熱を回収した分だけ、元の燃料よりも熱量が増えている。このため、改質ガスを内燃機関１０で燃焼させることにより、システム全体としての熱効率が向上するので、内燃機関１０の燃費性能を改善することができる。しかも、熱交換器２４によれば、触媒専用の加熱機器や加熱エネルギを用いなくても、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒２８を加熱することができる。これにより、運転効率の高い排気熱回収型のシステムを構成することができる。
また、改質ガスを吸気系に還流させることは、ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)として効果も有している。一般に、ＥＧＲ率を高くしていくと、燃焼が不安定になるので、ＥＧＲ率には限界がある。これに対し、本実施の形態のシステムでは、ＥＧＲガスとなる改質ガス中に高い燃焼性を有するＨ２が含まれているので、ＥＧＲ率の限界を高めることができる。これにより、多量の改質ガスを吸気系に還流させることが可能となるので、燃費性能やエミッションを改善することができる。
［実施の形態１の特徴部分］
上記の説明から判るように、燃料改質触媒２８の温度が低過ぎる場合には、改質反応が円滑に進行しない。この状態で、改質燃料噴射弁３４から改質燃料を噴射すると、改質燃料が未反応のまま触媒２８に残留してエミッションが悪化したり、この燃料が後で不要な燃焼を起こして触媒２８が異常な高温となる虞れがある。
よって、このような事態を避けるためには、燃料改質触媒２８が改質反応を安定的に起こすのに必要な最低の温度（最低作動温度）を基準として、この最低作動温度よりも触媒２８が低温である場合には、改質燃料の噴射を停止するのが好ましい。しかし、この最低作動温度は、燃料中のガソリンとエタノールとの混合比率に応じて変化する。
このため、本実施の形態のシステムでは、燃料改質触媒２８の最低作動温度に対応する下限温度Ｔoを、改質燃料の混合比率に応じて可変に設定している。そして、燃料改質触媒２８の温度（後述の推定温度Ｔ）が下限温度Ｔoよりも低いときには、改質燃料の噴射を停止する構成としている。図２は、改質燃料中のガソリンの混合比率と、改質制御の下限温度Ｔoとの関係を示す特性線図である。この特性線のデータは、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
この図２に示すように、本実施の形態では、改質燃料に含まれるガソリンの混合比率が高くなるにつれて、下限温度Ｔoを高い温度に設定している。これは、次の理由によるものである。改質制御では、前述したように、排気ガス中の水分を利用して水蒸気改質反応を行う。この場合、エタノールを含むアルコール類は、ＯＨ基を有している分だけ、改質反応に対する反応性がガソリンよりも高くなっている。
このため、改質制御では、燃料中のエタノールの混合比率が高いほど、低い温度であっても改質反応を起こすことができる。逆に言えば、燃料中のガソリンの混合比率が高いほど、低い温度では改質反応が起こり難くなるので、燃料改質触媒２８の最低作動温度が高くなる。よって、改質燃料の混合比率と、触媒２８の最低作動温度との関係を実験等によって求めれば、図２に示す下限温度Ｔoの特性線を得ることができる。
このように、本実施の形態では、改質制御を行う下限温度Ｔoを、改質燃料の混合比率に応じて可変に設定することができる。そして、この下限温度Ｔoを用いた温度判定を行うことにより、燃料改質触媒２８が適温であるときにだけ、改質燃料を噴射することができ、それ以外の温度では改質燃料の噴射を停止させることができる。従って、改質燃料の混合比率が変動する場合でも、改質制御を常に適切な温度状態のもとで安定的に行うことができる。
より詳しく述べると、例えば改質燃料中に含まれるガソリンの混合比率が高い場合には、下限温度Ｔoを高い温度に設定することができる。即ち、ガソリンの含有率が高く、改質反応に対する反応性が低い燃料を用いる場合には、比較的高い温度範囲のみで改質制御を行うことができる。これにより、改質反応には不適切な低温状態において、改質燃料が噴射されるのを防止でき、燃料改質触媒２８を燃料の付着等から保護することができる。
また、例えばガソリンの混合比率が低い燃料（即ち、エタノールの混合比率が高く、改質反応に対する反応性が高い燃料）を用いる場合には、燃料の混合比率に応じて下限温度Ｔoを低い温度に設定することができ、改質制御を実行する温度範囲を可能な限り広げることができる。この結果、改質制御を効率よく行うことができ、これによって燃費性能やエミッションを改善することができる。
（燃料改質触媒の温度推定）
また、本実施の形態のシステムでは、ＥＣＵ５０により燃料改質触媒２８の温度を推定する構成としている。この場合、ＥＣＵ５０は、まず内燃機関１０の運転状態（例えば機関回転数、吸入空気量、負荷状態等）を検出する。また、内燃機関１０の始動から運転が継続されている時間を計測する。そして、これらの運転状態と運転継続時間とを用いて、公知の方法により燃料改質触媒２８の推定温度Ｔを算出する。
即ち、燃料改質触媒２８の温度は、例えば高回転または高負荷運転が行われることにより上昇し、低回転または低負荷運転が行われることにより低下する。また、内燃機関１０を始動してから暫くの間は、運転継続時間が長くなるほど触媒２８の温度が上昇する。従って、これらの傾向等に基づいて触媒２８の推定温度Ｔを算出することができる。
（推定温度の補正）
また、改質燃料噴射弁３４から噴射された改質燃料は、分岐管３２を通って燃料改質触媒２８の位置に達すると、排気通路３０を流れる排気ガスの熱等によって触媒２８の表面や近傍で蒸発し、気化する。燃料の蒸発時には周囲から気化熱が奪われるので、その分だけ燃料改質触媒２８の温度が低下する。
このため、本実施の形態では、上述の方法で算出した推定温度Ｔを、改質燃料の噴射量に応じて補正する構成としている。図３は、補正前，後の推定温度Ｔと、改質燃料の噴射量との関係を示す説明図である。図中の一点鎖線は、補正前の推定温度を示しており、改質燃料の噴射量が零である状態に相当している。図中の実線は、補正後の推定温度を示している。
改質燃料が蒸発することによって燃料改質触媒２８から奪われる気化熱は、改質燃料の噴射量が増えるほど増大する。そこで、ＥＣＵ５０は、図３に示すように、改質燃料の噴射量が増えるにつれて、推定温度Ｔが低くなるように補正を行う。なお、図３に示す補正内容は、本実施の形態における一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
この補正によれば、本実施の形態のように、燃料改質触媒２８の近傍で改質燃料が蒸発する場合でも、燃料の蒸発による影響を推定温度Ｔに反映させることができる。そして、改質燃料の噴射量が変動する場合でも、燃料改質触媒２８の温度を正確に推定することができる。従って、前述した下限温度Ｔoによる温度判定を高い精度で行うことができ、改質制御をより的確なタイミングで実行することができる。
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図４は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。
まず、ステップ１００では、燃料性状センサ５２の検出信号を読込む。ステップ１０２では、この検出信号を用いて燃料の混合比率を算出する。そして、ステップ１０４では、ＥＣＵ５０に予め記憶された図２の特性線データを参照し、燃料の混合比率に応じて改質制御の下限温度Ｔoを算出する。
次に、ステップ１０６では、内燃機関１０の運転状態と、運転継続時間等に応じて燃料改質触媒２８の推定温度Ｔを算出する。また、ステップ１０８では、改質燃料の噴射量に応じて推定温度Ｔを補正する。この補正に用いる改質燃料の噴射量とは、今回の補正を行うまでに噴射された改質燃料のうち、燃料改質触媒２８の現在の温度に影響を与え得る噴射量の総量である。具体的には、例えばステップ１０６〜１１８をループ処理によって繰返し実行するときに、前回のループ処理で噴射した改質燃料の噴射量を、今回の推定温度Ｔの補正に用いる構成としてもよい。
次に、ステップ１１０では、燃料改質触媒２８の推定温度Ｔが下限温度Ｔo以上であるか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、燃料改質触媒２８が適切な加温状態となっているので、後述のステップ１１４〜１１８に移る。
また、ステップ１１０で「ＮＯ」と判定したときには、改質制御を行うには燃料改質触媒２８の温度が低過ぎるので、ステップ１１２に移る。そして、ステップ１１２では、改質燃料の噴射を停止し、そのまま終了する。
一方、ステップ１１４では、改質燃料の噴射を行うために、燃料改質触媒２８の推定温度Ｔに応じて改質燃料の噴射量を補正する。燃料改質触媒２８によって改質処理が可能な燃料の量は、その温度にも影響される。従って、ステップ１１４の補正を行うことにより、一部の燃料が未反応のまま触媒２８に残るのを回避することができる。なお、改質燃料の基本的な噴射量は、例えば内燃機関１０の運転状態、燃料の混合比率、燃料改質触媒２８の温度等に応じて決定される。
そして、ステップ１１６では、補正した噴射量分の改質燃料を、改質燃料噴射弁３４から分岐管３２内に噴射する。この結果、前述したように、燃料改質触媒２８の作用によって改質ガスが生成され、この改質ガスは、流量調整弁４０の開度に応じた流量をもって吸気系に還流される。なお、図示は省略したが、ＥＣＵ５０は、図４のルーチン処理と並行して流量調整弁４０の制御処理も実行する。
次に、ステップ１１８では、例えば目標量の改質燃料が噴射されたか否か等の条件判定を行うことにより、改質制御の終了タイミングが到来したか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、そのまま改質制御を終了する。また、ステップ１１８で「ＮＯ」と判定したときには、改質制御の終了タイミングとなるまでステップ１０６〜１１８のループ処理を繰り返す。
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、燃料の性状に応じて改質制御の下限温度Ｔoを適切に設定することができる。これにより、改質制御を実行する温度範囲を可能な限り広げつつ、改質制御を常に適切な温度状態で実行することができる。
なお、前記実施の形態では、図４中のステップ１０６が温度取得手段の具体例を示している。また、ステップ１０４は下限温度算出手段の具体例を示し、ステップ１１２は改質燃料停止手段の具体例を示している。さらに、ステップ１０８は、推定温度補正手段の具体例を示している。
また、実施の形態では、ソフトウェア上の処理によって燃料改質触媒２８の温度を推定する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、温度取得手段として触媒温度センサ５４を用いる構成としてもよい。即ち、燃料改質触媒２８の温度を触媒温度センサ５４によって検出し、その検出結果に応じて下限温度Ｔoを可変に設定する構成としてもよい。
また、実施の形態では、改質燃料として、ガソリンとエタノールとの混合燃料を用いるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばメタノール等を含めた他のアルコールと、ガソリンとの混合燃料を改質燃料として用いる構成としてもよい。
さらに、実施の形態では、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒２８を加熱するものとした。しかし、本発明は、必ずしも排気ガスの熱を利用する必要はなく、非排気熱回収型の内燃機関に適用してもよい。即ち、本発明は、排気ガス以外の熱源（例えば、専用の加熱機器等）によって燃料改質触媒２８を加熱する構成としてもよい。
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図である。 燃料の混合比率と改質制御の下限温度との関係を示す特性線図である。 燃料改質触媒の推定温度を改質燃料の噴射量に応じて補正するときの補正内容を示す説明図である。 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。
符号の説明
１０ 内燃機関
１２ 吸気管
１４ 吸気マニホールド
１６ スロットル弁
１８ 燃料噴射装置
２０ 排気管
２４ 熱交換器（加熱手段）
２６ 改質室
２８ 燃料改質触媒
３０ 排気通路
３２ 分岐管
３４ 改質燃料噴射弁（改質燃料供給手段）
３６ 改質ガス通路
３８ 冷却器
４０ 流量調整弁
４２ 排気浄化触媒
４４ 燃料タンク
４６ 燃料配管
５０ ＥＣＵ
５２ 燃料性状センサ（混合比率検出手段）
５４ 触媒温度センサ
５６ 排気ガスセンサ
Ｔo 下限温度

Claims (4)

  1. 加熱手段を備え、前記加熱手段の熱によって改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、
    ガソリンとアルコールとを混合した燃料を前記改質燃料として前記燃料改質触媒に供給する改質燃料供給手段と、
    前記燃料改質触媒の温度を取得する温度取得手段と、
    前記改質燃料に含まれるガソリンとアルコールとの混合比率を検出する混合比率検出手段と、
    前記混合比率検出手段により検出した混合比率に応じて、前記燃料改質触媒が作動するのに必要な下限温度を可変に設定する下限温度算出手段と、
    前記温度取得手段により取得した温度が前記下限温度よりも低いときに、前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止する改質燃料停止手段と、を備え、
    前記下限温度算出手段は、前記改質燃料に含まれるガソリンの混合比率が高くなるにつれて、前記下限温度を高い温度に設定する構成としたことを特徴とする内燃機関。
  2. 前記温度取得手段は、内燃機関の運転状態に応じて前記燃料改質触媒の温度を推定する構成とし、当該温度の推定結果を前記改質燃料の供給量に応じて補正する推定温度補正手段を備えてなる請求項１に記載の内燃機関。
  3. 前記推定温度補正手段は、前記改質燃料の供給量が増えるにつれて、前記温度の推定結果を低い温度に補正する構成としてなる請求項２に記載の内燃機関。
  4. 前記加熱手段は、排気ガスの熱によって前記燃料改質触媒を加熱する熱交換器である請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関。
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