(57)【要約】【課題】  発生ガスの改質効率及び装置の起動や応答性の向上の両立を図る。【解決手段】  燃料を改質して改質燃料を発生する燃料改質装置１であって、内燃機関（エンジン）２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する第１燃料貯留手段（燃料タンク）３と、第１燃料貯留手段３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段７と、改質燃料を貯留して、内燃機関２に供給する第２燃料貯留手段（燃料サブタンク）８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する第１燃料貯留手段と、
前記第１燃料貯留手段から供給された前記燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段と、
前記改質燃料を貯留して、内燃機関に供給する第２燃料貯留手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料改質手段に供給する燃料、酸素、空気、水分の少なくとも１つの供給を制御する改質制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記改質制御手段は、前記燃料改質手段及び／又は前記第２燃料貯留手段の環境状態を計測する計測手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記改質制御手段は、前記計測手段の測定値を推定し、推定した値に基づいて前記燃料改質手段への燃料、酸素、空気、水分の少なくとも１つの供給を制御する供給制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記環境状態は、前記燃料改質手段における酸素濃度、燃料温度、二酸化炭素濃度、空気量、水分量及び燃料性状、前記第２燃料貯留手段における燃料量及び／又は燃料性状のいずれか一種又は二種以上であることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記燃料改質手段による改質燃料生成反応は、前記改質燃料のオクタン価を改質する前の燃料のオクタン価に対して変化させる反応であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記燃料改質手段による改質燃料生成反応は、前記改質燃料のセタン価を改質する前の燃料のセタン価に対して変化させる反応であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記燃料改質手段による改質燃料生成反応は、前記改質燃料中の硫黄分を改質する前の燃料の硫黄分に対して減少させる反応であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記燃料改質手段による改質燃料生成反応は、水素生成反応であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記燃料改質手段による改質燃料生成反応は、前記改質燃料中の芳香族化合物成分比率を改質する前の燃料の芳香族化合物成分比率に対して低減させる反応であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記燃料改質手段による改質燃料生成反応は、前記改質燃料中の不純物比率を改質する前の燃料中の不純物比率に対して減少させる反応であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１２】
前記燃料改質手段は、微生物、酵素又は微生物及び酵素を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１３】
生物学的な手法による第２の燃料改質手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１４】
第３の燃料改質手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１５】
前記燃料改質手段は、前記第２燃料貯留手段内部に備えられることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１６】
前記第１燃料貯留手段から直接前記内燃機関に前記燃料を供給する燃料供給経路を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球環境に対する配慮から、自動車等の内燃機関の燃費改善等を目的とした燃料改質が行われている。この燃料改質は、内燃機関からの排気の浄化を目的としており、特に二酸化炭素の排出量を低減させることを目的としている。
【０００３】
しかしながら、触媒を用いた燃料改質は、高温・高圧等の特殊条件を必要とするため、内燃機関の稼働時にしか改質を行うことができないという問題点がある。例えば、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置として、液体燃料を加圧及び加熱することにより超臨界状態を作りだし、超臨界状態となった燃料と非超臨界状態の燃料とを分離して、超臨界状態となった燃料のみを内燃機関に供給する燃料供給装置が知られている（特許文献１参照。）。この燃料供給装置では、燃料の全てが超臨界状態にならない場合でも、非超臨界状態の燃料を分離できるため、超臨界状態の燃料のみを内燃機関に供給することができる。また、超臨界状態となった燃料を貯留する貯留手段を備え、一度貯留手段に貯留された燃料を内燃機関に供給可能とすることで、冷間始動時におけるエミッションの低減が図れるものである。
【特許文献１】特開２００４−１６２５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この燃料供給装置では、改質燃料が十分量供給できない。すなわち、非超臨界状態の燃料を分離することで、超臨界状態の燃料のみを内燃機関に供給することができるが、短時間に十分量の超臨界状態の燃料を生成することは困難である。また、超臨界状態の燃料を貯留する手段を持つことで超臨界状態の燃料を内燃機関に供給できるが、超臨界状態を保つためには加圧及び加熱が必要であるため、内燃機関が停止していた場合、貯留手段の高温・高圧状態を保つためには特殊な装置が必要となり、長時間の高温・高圧の維持は困難である。このため、例えば内燃機関の冷間始動時に、改質燃料を供給することができず、燃料の燃焼性が不十分となり、十分にエミッションを低減することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明に係る燃料供給装置は、燃料を貯留する第１燃料貯留手段と、第１燃料貯留手段から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段と、改質燃料を貯留して、内燃機関に供給する第２燃料貯留手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、燃料の燃焼性が向上した燃料供給装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態に係る燃料供給装置について説明する。以下の実施形態における内燃機関として、火花点火式内燃機関の１つであるガソリンエンジンを例に挙げる。なお、各図において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明と必ずしも一致しない。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施の形態の一例を示した第１実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置１は、エンジン（内燃機関）２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する燃料タンク（第１燃料貯留手段）３と、燃料タンク３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段７と、改質燃料を貯留して、エンジン（内燃機関）２に供給する燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）８と、を備える。
【０００９】
エンジン２と燃料タンク３は燃料供給路４によって接続され、燃料供給路４の途中に設けられたポンプ５の駆動力によってエンジン２に燃料が供給される。ポンプ５は、制御ユニット６によって作動制御される。ポンプ５の下流側には、インジェクタ９が設けられている。インジェクタ９は、改質燃料をエンジン２に噴射する噴射手段として機能する。ポンプ５によって供給された改質燃料は、インジェクタ９によってエンジン２内に噴射される。インジェクタ９の作動制御は、制御ユニット６により行われる。
【００１０】
ポンプ５の上流側には、燃料を改質するための生物学的な手法による燃料改質手段７が設けられている。燃料改質手段７は、内部に充填した改質手段の流出を防ぐためのフィルタ１０を備える。燃料改質手段７は、燃料タンク３より低い位置に設けられており、燃料タンク３から重力によって自発的に燃料供給される。燃料改質手段７とポンプ５との間には、燃料サブタンク８が設けられている。燃料サブタンク８は、燃料改質手段７によって改質された改質燃料を貯留する。
【００１１】
使用する燃料は、炭化水素、アルコール、炭化水素と水の混合物、アルコールと水の混合物の中から選択される少なくとも１種であることが好ましい。炭化水素としては、供給体制が整備されていて入手が容易な点からガソリン（オクタンが主成分）を使用することが可能である。しかし、ガソリン以外にも、ナフサ、灯油、軽油、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、石炭ガス等を使用することが可能である。
【００１２】
燃料改質手段７は、燃料成分の一部又は全部を生物学的な手法によって高オクタン価化することで燃料を改質する。生物学的な手法として、例えば、微生物、酵素、又は微生物及び酵素を用いることが考えられる。微生物を用いる場合には、例えば、アシネトバクター（Acinetobacter）属、バシラス（Bacillus）属、コリネバクテリウム（Corynebacterium）属、ミクロコッカス（Micrococcus）属、スフィンゴモナス（Sphingomonas）属、マイコバクテリウム（Mycobacterium）属、ロドコッカス（Rhodococcus）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、クレブシエラ（Klebsiella）属、サイクロクラスティカス（Cycloclasticus）等の細菌、もしくは燃料改質能を付与した大腸菌や酵母等を、ビーズ等に固定化して筐体に詰めて用いる。これらの微生物は、単一で用いても良いし、適宜、複数種を組み合わせて用いても良い。
【００１３】
次に、上記構成による燃料改質の方法について説明する。内燃機関であるエンジン２の始動に伴い、制御ユニット６からポンプ５に作動信号が出力され、ポンプ５が駆動する。燃料タンク３からポンプ５の駆動力により燃料改質手段７に燃料が供給される。燃料は燃料改質手段７において、固定化した微生物によって改質され、高オクタン価化される。改質された燃料は、更にポンプ５の駆動力により燃料サブタンク８に貯留される。一旦貯留された改質燃料は、更にポンプ５の駆動力によりエンジン２に供給される。この際、インジェクタ９によって、エンジン２内に噴射されることにより供給される。
【００１４】
本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置１では、微生物を用いた燃料改質手段７により、内燃機関が停止している場合でも燃料改質を行うことが可能となる。このため、常に改質燃料を内燃機関に供給でき、燃料の燃焼性向上が図れる。従って、冷間始動時におけるエミッションの低減や燃費向上が図れる。また、改質燃料を一旦燃料サブタンク８に貯留することにより、内燃機関の冷間始動時にその貯留された改質燃料を供給することができる。このため、燃料の燃焼性の向上が図れ、内燃機関の始動性の向上及びエミッション低減が図れる。ガソリンエンジンは、燃料であるガソリンのオクタン価を上昇させると、高圧縮比でもノッキングが起こりにくくなる。このため、車両の始動時のような高負荷時にオクタン価の高いガソリンが供給されることでノッキング発生が効果的に抑制される。以上のように、本実施形態に係る燃料供給装置１によれば、燃料を微生物を用いた燃料改質手段７に接触させることにより、燃料成分の一部又は全部を微生物反応によって高オクタン価化することができる。このため、改質された燃料を車両の始動時にエンジン２に供給でき、燃料の燃焼性を向上させることができる。
【００１５】
なお、第１実施形態では、未改質燃料としてガソリンを、燃料改質として高オクタン価燃料の生成を示したが、ディーゼル燃料の高セタン価化反応により着火性の向上が可能である。特に、寒冷地用軽油等、着火性に劣る軽油のセタン価の向上に有利である。また、第１実施形態では、燃料改質として高オクタン価燃料の生成を示したが、燃料中の硫黄分を除去することにより、エミッションの低減及び燃費の向上も可能である。
【００１６】
また、第１実施形態では、燃料改質として高オクタン価燃料の生成を示したが、燃料からの水素生成反応によって、低負荷時のエンジン出力及び燃費の向上も可能である。さらに、燃料から芳香族化合物を除去することにより、エミッションの低減及び燃費の向上も可能である。また、燃料中のスラッジや水分等の不純物除去により、燃料タンクの腐食やフィルタの目詰まりを防止することが可能である。
【００１７】
なお、第１実施形態では生物学的な手法による燃料改質手段として微生物を用いたが、酵素を用いたり、微生物と酵素とを組み合わせる形態も考えられる。この場合に使用可能な酵素として、デヒドロゲナーゼ、レダクターゼ、オキシダーゼ、オキシゲナーゼ、ペルオキシダーゼ、トランスヒドロゲナーゼ、カタラーゼ等の酸化還元酵素、メチルトランスフェラーゼ・カルボキシルトランスフェラーゼ、トランスアルドラーゼ、アシルトランスフェラーゼ、グリコシルトランスフェラーゼ、アルキルトランスフェラーゼ、アミノトランスフェラーゼ、ホスホトランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ等の転移酵素、エステラーゼ、グリコシターゼ、ペプチダーゼ等の加水分解酵素、カルボキシリアーゼ、アルデヒドリアーゼ、ケト酸リアーゼ、ヒドロリアーゼ、アンモニアリアーゼ・アミジンリアーゼ、アデニルシクラーゼ・グアニルシクラーゼ等のリアーゼ、ラセマーゼ、エピメラーゼシス−トランス異性化酵素、分子内酸化還元酵素、ムターゼ、分子内リアーゼ等の異性化酵素、アミノアシルｔＲＮＡシンテターゼ、アシルコエンザイムＡシンテターゼ、アスパラギンシンテターゼ、グルタミンシンテターゼ等のリガーゼ、等が考えられる。これらの酵素は、他の酵素と組み合わせることにより酵素の再生や誘導等に寄与することもあると考えられる。
【００１８】
（第２実施形態）
図２は、本発明の実施の形態の一例を示した第２実施形態に係る燃料供給装置１１の構成概要図である。図２に示すように、本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置１１は、エンジン（内燃機関）２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する燃料タンク（第１燃料貯留手段）３と、燃料タンク３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段７と、改質燃料を貯留して、エンジン２に供給する燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）８と、を備える。生物学的な手法による燃料改質手段７は、第１実施形態で説明したものと同様である。
【００１９】
本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置１１は、エンジン２と燃料タンク３は燃料供給路１４ａ、１４ｂによって接続され、燃料供給路１４ａ、１４ｂの途中に設けられたポンプ１５ａ、１５ｂの駆動力によってエンジン２に燃料が供給される。このように、本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置１１では、改質燃料をエンジン２に供給する第１供給路１４ａと、改質していない未改質燃料をエンジン２に供給する第２供給路１４ｂとの二つの燃料供給路を備える。
【００２０】
第１供給路１４ａには、上流側からポンプ１５ａ、燃料改質手段７、燃料サブタンク８、インジェクタ９が順次設けられている。第２供給路１４ｂには、上流側からポンプ１５ｂ、インジェクタ１９が設けられている。ポンプ１５ａは、制御ユニット６によって作動制御される。ポンプ１５ａの下流側には、インジェクタ９が設けられている。インジェクタ９は、改質燃料をエンジン２に噴射する噴射手段として機能する。ポンプ１５ａによって供給された改質燃料は、インジェクタ９によってエンジン２内に噴射される。インジェクタ９、１９の作動制御は、制御ユニット６により行われる。ポンプ１５ｂは、制御ユニット６によって作動制御しても良く、また別の作動手段によっても良い。
【００２１】
本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置１１では、内燃機関であるエンジン２の始動に伴い、制御ユニット６からポンプ１５ａに作動信号が出力され、ポンプ１５ａが駆動する。燃料タンク３からポンプ１５ａの駆動力により燃料改質手段７に燃料が供給される。燃料は燃料改質手段７において、固定化した微生物によって改質され、高オクタン価化される。改質された燃料は、更にポンプ１５ａの駆動力により燃料サブタンク８に貯留される。一旦貯留された改質燃料は、更にポンプ１５ａの駆動力によりエンジン２に供給される。この際、インジェクタ９によって、エンジン２内に噴射されることにより供給される。また、燃料タンク３からポンプ１５ｂの駆動力により、第２供給路１４ｂを通じて未改質燃料をエンジン２に供給する。この際、インジェクタ１９によって、エンジン２内に噴射されることにより供給される。
【００２２】
このような燃料供給装置１１によれば、第１供給路１４ａを通じて、ポンプ１５ａにより燃料改質手段７により改質された燃料をエンジン２に供給することができる。一方、第２供給路１４ｂを通じて未改質燃料をエンジン２に供給することができる。そして、エンジン２の駆動状態に応じて第１供給路１４ａ及び第２供給路１４ｂの一方を選択し、第１供給路１４ａ又は第２供給路１４ｂを通じて燃料をエンジン２に供給することにより、必要に応じて改質された燃料をエンジン２に供給することが可能となる。
【００２３】
また、エンジン２の駆動状態に応じて第１供給路１４ａ及び第２供給路１４ｂからの燃料供給の割合を変化させ、第１供給路１４ａ又は第２供給路１４ｂを通じて燃料をエンジン２に供給することにより、必要に応じて改質された燃料を混合し、エンジン２に供給することが可能となる。例えば、上述したように、生物学的な手法による改質手段７により、ガソリン燃料から高セタン価化した改質燃料を生成すると、リーンバーン状態でも均一な燃焼状態が維持されるため、車両の定速運転時などの低負荷時に改質燃料を使用し、車両の始動時などの高負荷時には未改質燃料である高オクタン価燃料を使用することで、いっそうの燃費改善や出力の向上、エミッションの低減を図ることが可能となる。また、第２実施形態では、未改質燃料としてガソリン、燃料改質として高セタン価燃料の生成を示したが、ディーゼル燃料の高オクタン価化反応により出力の向上が可能となる。
【００２４】
なお、第２実施形態では、改質燃料と未改質燃料の２本の供給路を持った例を示したが、図３に示す第２実施形態の変形例に係る燃料供給装置２１のように、第２供給路１４ｂの途中に、生物学的な手法による燃料改質手段７とは別に、燃料改質手段２７を設けても良い。この燃料改質手段２７は、微生物や酵素を用いる生物学的な手法によるものであっても良く、また、例えば金属触媒によって燃料を改質する等、燃料改質手段７とは性質の異なるものであっても構わない。この燃料改質手段２７によって改質された燃料は、改質手段３１から生成した改質燃料は、第２供給路１４ｂを通じてエンジン２に供給される。このように、必要に応じて改質された燃料をエンジン２に供給することが可能となる。
【００２５】
（第３実施形態）
図４は、本発明の実施の形態の一例を示した第３実施形態に係る燃料供給装置３１の構成概要図である。図４に示すように、本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置３１は、エンジン２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する燃料タンク（第１燃料貯留手段）３と、燃料タンク３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段３７と、改質燃料を貯留して、エンジン（内燃機関）２に供給する燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）３８と、を備える。
【００２６】
第３実施形態に係る燃料供給装置３１では、燃料サブタンク３８の内部に燃料改質手段３７を設け、燃料サブタンク３８に生物学的な手法による燃料改質手段の機能を付与する。生物学的な手法による燃料改質手段３７は、第１実施形態で説明したものと同様である。燃料サブタンク３８と燃料供給路３４との境には、燃料改質手段３７が燃料サブタンク３８から流出することを防ぐためにフィルタ４０が設けられている。
【００２７】
エンジン２と燃料タンク３は燃料供給路３４ａによって接続され、燃料供給路３４ａの途中に設けられたポンプ３５ａの駆動力によってエンジン２に燃料が供給される。ポンプ３５ａは、制御ユニット６によって作動制御される。ポンプ３５ａの下流側には、インジェクタ９が設けられている。インジェクタ９は、改質燃料をエンジン２に噴射する噴射手段として機能する。ポンプ３５ａによって供給された改質燃料は、インジェクタ９によってエンジン２内に噴射される。インジェクタ９の作動制御は、制御ユニット６により行われる。燃料サブタンク３８は、ポンプ３５ａの上流側に設けられている。
【００２８】
次に、上記構成による燃料改質の方法について説明する。内燃機関であるエンジン２の始動に伴い、制御ユニット６からポンプ３５ａに作動信号が出力され、ポンプ３５ａが駆動する。燃料タンク３からポンプ３５ａの駆動力により燃料サブタンク３８に燃料が供給される。燃料サブタンク３８において、燃料は燃料改質手段３７によって改質され、高オクタン価化される。改質された燃料は、更にポンプ３５ａの駆動により、燃料サブタンク３８から吸い上げられ燃料供給路３４ａの下流側に向けて流通し、エンジン２に供給される。この際、インジェクタ９によって、エンジン２内に噴射されることにより供給される。
【００２９】
本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置３１では、燃料改質手段３７により燃料成分の一部乃至全部を微生物反応、又は酵素反応によって高オクタン価化することで改質する。このように、燃料の改質を生物学的な手法を用いることにより、常に燃料改質を行うことが可能である。得られた改質燃料は、燃料サブタンク３８に貯留される。このように、第３実施形態に係る燃料供給装置３１によれば、車両の運転始動時において、高オクタン価燃料をエンジン２に供給することにより、出力の向上と燃費の向上が図れる。
【００３０】
なお、本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置３１では、一つの燃料供給路３４ａにより燃料の供給を行う場合を説明したが、図５に示す第３実施形態の変形例に係る燃料供給装置４１のように、第１供給路３４ａの他に、更に第２実施形態に示したように燃料タンク３から改質していない未改質燃料をエンジン２に供給する第２供給路１４ｂを備える形態としても良い。燃料供給装置４１では、第１供給路３４ａ及び第２供給路１４ｂの両方もしくはいずれか一方を選択して、又は両方の燃料供給比率を調節して燃料供給する。この場合、第２実施形態に係る燃料供給装置１１と同様に、第１供給路３４ａ又は第２供給路１４ｂを通じ、必要に応じて改質燃料をエンジン２に供給することが可能となる。例えば、燃料改質手段３８により、ガソリン燃料から高セタン価化した改質燃料を生成すると、リーンバーン状態でも均一な燃焼状態が維持される。このため、車両の定速運転時などの低負荷時に改質燃料を使用し、車両の始動時などの高負荷時には未改質燃料である高オクタン価燃料を使用することで、いっそうの燃費改善や出力の向上、エミッションの低減を図ることが可能となる。
【００３１】
（第４実施形態）
図６は、本発明の実施の形態の一例を示した第４実施形態に係る燃料供給装置５１の構成概要図である。図６に示すように、本発明の第４実施形態に係る燃料供給装置５１は、エンジン２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する燃料タンク（第１燃料貯留手段）３と、燃料タンク３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段７と、改質燃料を貯留して、エンジン（内燃機関）２に供給する燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）８と、を備える。燃料改質手段７は、第１実施形態で説明したものと同様である。
【００３２】
エンジン２と燃料タンク３は燃料供給路５４ａによって接続され、燃料供給路５４ａの途中に設けられたポンプ５５ａの駆動力によってエンジン２に燃料が供給される。ポンプ５５ａは、制御ユニット６によって作動制御される。ポンプ５５ａの下流側には、インジェクタ９が設けられている。インジェクタ９は、改質燃料をエンジン２に噴射する噴射手段として機能する。ポンプ５５ａによって供給された改質燃料は、インジェクタ９によってエンジン２内に噴射される。インジェクタ９の作動制御は、制御ユニット６により行われる。
【００３３】
ポンプ５５ａの上流側には、燃料を改質するための生物学的な手法による燃料改質手段７が設けられている。燃料改質手段７は、内部に充填した改質手段の流出を防ぐためのフィルタ１０を備える。燃料改質手段７は、燃料タンク３より低い位置に設けられており、燃料タンク３から重力によって自発的に燃料供給される。燃料改質手段７とポンプ５との間には、燃料サブタンク８が設けられている。燃料サブタンク８は、燃料改質手段７によって改質された改質燃料を貯留する。
【００３４】
更に、燃料タンク３と燃料改質手段７との間にポンプ５５ｂを有し、ポンプ５５ｂを駆動するための動力源５６を有する。動力源５６は、制御ユニット６とは別の、図示しない制御手段により作動制御する。
【００３５】
第４実施形態に係る燃料供給装置５１では、エンジン２の始動に伴い、制御ユニット６からポンプ５５ａに作動信号が出力され、ポンプ５５ａが駆動する。燃料タンク３からポンプ５５ａの駆動力により燃料改質手段７に燃料が供給される。燃料は燃料改質手段７において、固定化した微生物によって改質され、高オクタン価化される。改質された燃料は、更にポンプ５５ａの駆動力により燃料サブタンク８に貯留される。一旦貯留された改質燃料は、更にポンプ５５ａの駆動力によりエンジン２に供給される。この際、インジェクタ９によって、エンジン２内に噴射されることにより供給される。また、ポンプ５５ｂを有するため、ポンプ５５ｂの駆動によって、エンジン２への燃料の供給は一定流速に調整される。
【００３６】
このように、第４実施形態に係る燃料供給装置５１では、エンジン２の動作に影響されない動力源を有するため、エンジン２が停止中であっても、燃料改質手段７への燃料供給が可能となる。このため、常に高オクタン価燃料をエンジン２に供給することにより、出力の向上と燃費の向上が図れる。
【００３７】
なお、本発明の第４実施形態に係る燃料供給装置５１では、一つの燃料供給路５４ａにより燃料の供給を行う場合について説明したが、図７に示す第４実施形態の変形例に係る燃料供給装置６１のように、第１供給路５４ａの他に、更に第２実施形態に示したように燃料タンク３から改質していない未改質燃料をエンジン２に供給する第２供給路１４ｂを備える形態としても良い。この場合、第１供給路５４ａ及び第２供給路１４ｂの両方もしくはいずれか一方を選択して、又は両方の燃料供給比率を調節して燃料供給するものであってもよい。この場合、第２実施形態に係る燃料供給装置１１と同様に、第１供給路５４ａ又は第２供給路１４ｂを通じ、必要に応じて改質燃料をエンジン２に供給することが可能となる。例えば、燃料改質手段８により、ガソリン燃料から高セタン価化した改質燃料を生成すると、リーンバーン状態でも均一な燃焼状態が維持される。このため、車両の定速運転時などの低負荷時に改質燃料を使用し、車両の始動時などの高負荷時には未改質燃料である高オクタン価燃料を使用することで、いっそうの燃費改善や出力の向上、エミッションの低減を図ることが可能となる。
【００３８】
（第５実施形態）
図８は、本発明の実施の形態の一例を示した第５実施形態に係る燃料供給装置７１の構成概要図である。図８に示すように、本発明の第５実施形態に係る燃料供給装置７１は、エンジン２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する燃料タンク（第１燃料貯留手段）３と、燃料タンク３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段７７と、改質燃料を貯留して、エンジン（内燃機関）２に供給する燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）７８と、を備える。
【００３９】
第５実施形態に係る燃料供給装置７１では、第３実施形態に係る燃料供給装置５１と同様に、燃料サブタンク７８の内部に燃料改質手段７７を設け、燃料サブタンク７８に生物学的な手法による燃料改質手段の機能を付与する。生物学的な手法による燃料改質手段７７は、第１実施形態で説明したものと同様である。燃料サブタンク７８と燃料供給路７４との境には、燃料改質手段７７が燃料サブタンク７８から流出することを防ぐためにフィルタ８０が設けられている。また、図９に示すように、燃料サブタンク７８は、燃料改質手段７７を攪拌する攪拌装置８１を有する。攪拌装置８１は、燃料サブタンク７８と接続されている支持部８１ａと、燃料改質手段７７を攪拌する攪拌部８１ｂを備える。攪拌装置８１は、エンジン２の動作に影響されない動力源７６によって作動制御される。
【００４０】
エンジン２と燃料タンク３は燃料供給路７４ａによって接続され、燃料供給路７４ａの途中に設けられたポンプ７５ａの駆動力によってエンジン２に燃料が供給される。ポンプ７５ａは、制御ユニット６によって作動制御される。ポンプ７５ａの下流側には、インジェクタ９が設けられている。インジェクタ９は、改質燃料をエンジン２に噴射する噴射手段として機能する。ポンプ７５ａによって供給された改質燃料は、インジェクタ９によってエンジン２内に噴射される。インジェクタ９の作動制御は、制御ユニット６により行われる。更に、燃料タンク３と燃料サブタンク７８との間にポンプ７５ｂを有し、ポンプ７５ｂを駆動するための動力源７６を有する。動力源７６は、制御ユニット６とは別の、図示しない制御手段により作動制御する。
【００４１】
第５実施形態に係る燃料供給装置７１では、エンジン２の始動に伴い、制御ユニット６からポンプ７５ａに作動信号が出力され、ポンプ７５ａが駆動する。燃料タンク３からポンプ７５ａの駆動力により燃料サブタンク７８に燃料が供給される。燃料サブタンク７８において、燃料は燃料改質手段７７によって改質され、高オクタン価化される。この際、燃料と燃料改質手段７７は、エンジン２の動作に影響されない動力源７６によって作動する攪拌装置８１によって攪拌される。改質された燃料は、更にポンプ７５ａの駆動により、燃料サブタンク７８から吸い上げられ燃料供給路７４ａの下流側に向けて流通し、エンジン２に供給される。この際、インジェクタ９によって、エンジン２内に噴射されることにより供給される。また、ポンプ７５ｂを有するため、ポンプ７５ｂの駆動によって、エンジン２への燃料の供給は一定流速に調整される。
【００４２】
このように、第５実施形態に係る燃料供給装置７１では、エンジン２の動作に影響されない動力源を有するため、エンジン２が停止中であっても、燃料改質手段７７への燃料供給が可能となる。このため、常に高オクタン価燃料をエンジン２に供給することにより、出力の向上と燃費の向上が図れる。また、攪拌装置８１によって燃料改質手段７７と燃料を攪拌することにより、燃料改質の効率をより向上させることが可能になる。
【００４３】
なお、本発明の第５実施形態に係る燃料供給装置７１では、一つの燃料供給路７４ａにより燃料の供給を行う場合について説明したが、図１０に示す第５実施形態の変形例に係る燃料供給装置９１のように、第１供給路７４ａの他に、更に第２実施形態に示したように燃料タンク３から改質していない未改質燃料をエンジン２に供給する第２供給路１４ｂを備える形態としても良い。この場合、第１供給路７４ａ及び第２供給路１４ｂの両方もしくはいずれか一方を選択して、又は両方の燃料供給比率を調節して燃料供給するものであってもよい。この場合、第２実施形態に係る燃料供給装置１１と同様に、第１供給路７４ａ又は第２供給路１４ｂを通じ、必要に応じて改質燃料をエンジン２に供給することが可能となる。例えば、燃料改質手段７８により、ガソリン燃料から高セタン価化した改質燃料を生成すると、リーンバーン状態でも均一な燃焼状態が維持される。このため、車両の定速運転時などの低負荷時に改質燃料を使用し、車両の始動時などの高負荷時には未改質燃料である高オクタン価燃料を使用することで、いっそうの燃費改善や出力の向上、エミッションの低減を図ることが可能となる。
【００４４】
（第６実施形態）
図１１は、本発明の実施の形態の一例を示した第６実施形態に係る燃料供給装置１０１の構成概要図である。図１１に示すように、本発明の第６実施形態に係る燃料供給装置１０１は、エンジン２に燃料を供給する装置であって、燃料を貯留する燃料タンク（第１燃料貯留手段）３と、燃料タンク３から供給された燃料を改質して改質燃料を生成する生物学的な手法による燃料改質手段７と、改質燃料を貯留して、エンジン（内燃機関）２に供給する燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）８と、を備える。更に、第６実施形態に係る燃料供給装置１０１では、燃料サブタンク８において燃料の改質が正常に行われているか否かを検出する検出部と、その検出結果に基づき燃料改質制御を行う制御部とを備える点で第１実施形態に係る燃料供給装置１と異なっている。第６実施形態では、その一例として、燃料の改質が正常に行われているか否かを検出する検出手段として、二酸化炭素濃度センサ１０２が設けられている。二酸化炭素濃度センサ１０２は、燃料改質器７中の二酸化炭素濃度を計測する手段である。
【００４５】
次に、第６実施形態に係る燃料供給装置１０１の動作について説明する。図１２は、第６実施形態に係る燃料供給装置１０１における動作検出のフローチャートである。ステップＳ１０で、燃料改質手段７における二酸化炭素濃度が読み込み、ステップＳ１２に進む。二酸化炭素濃度の読み込みは、二酸化炭素濃度センサ１０２の検出信号に基づいて行われる。ステップＳ１２では、燃料改質手段７における二酸化炭素濃度が所定の範囲内であるか否かを判断する。所定の二酸化炭素濃度範囲は、予め制御ユニット６に設定され、例えば３７０ｐｐｍ±１０％に設定される。二酸化炭素濃度が規定濃度範囲内であればステップＳ１４に進む。二酸化炭素濃度が規定濃度範囲内にない場合には、であればステップＳ１０に進む。ステップＳ１４では、制御ユニット６からポンプ５に指令を出し、燃料タンク３からの燃料の供給を制御する。
【００４６】
つまり、第６実施形態では、内燃機関であるエンジン２の始動に伴い、制御ユニット６からポンプ５に作動信号が出力され、ポンプ５が駆動する。燃料タンク３からポンプ５の駆動力により燃料改質手段７に燃料が供給される。燃料は燃料改質手段７において、固定化した微生物によって改質され、高オクタン価化される。改質された燃料は、更にポンプ５の駆動力により燃料サブタンク８に貯留される。一旦貯留された改質燃料は、更にポンプ５の駆動力によりエンジン２に供給される。この際、二酸化炭素濃度センサ１０２の値に基づきポンプ５の駆動を制御し、燃料改質手段７への燃料の供給を制御する。
【００４７】
以上のように、第６実施形態に係る燃料供給装置１０１によれば、燃料改質手段７における二酸化炭素濃度を計測することにより、燃料の改質状況を判別することができ、、燃料改質状況検出を行うことが可能となる。これによって、燃料の燃焼性の向上と排気ガスの浄化が図れる燃料供給装置を提供することができる。
【００４８】
なお、燃料改質手段７における検出手段として、二酸化炭素濃度センサ以外に酸素濃度センサ、温度センサ、空気量センサ、水分量センサ、もしくは燃料性状を計測するための粘度計、密度計、蒸気圧計を設けてもよい。この場合、計測値が予め設定される値の範囲外にある場合には燃料改質制御を行う。また、反応制御方法としては、燃料改質手段７への燃料供給制御の他に、酸素供給制御、空気供給制御、水分供給制御を行ってもよい。また、第６実施形態では、センサを燃料改質手段７中に設置したが、燃料サブタンク内に液量センサ、もしくは燃料性状を計測するための粘度計、密度計、蒸気圧計を設置し、計測値が予め設定される値以上であるときには反応停止処理を行うことも可能である。この場合でも、上述したように、燃料改質状況を検出することができ、反応の促進又は停止を行うことで燃料改質を制御することができる。なお、本実施形態では、図１の燃料供給装置１に二酸化炭素濃度センサ１０２を設けて燃料の燃料改質状況を検出するものについて説明したが、他の実施形態に係る燃料供給装置に二酸化炭素濃度センサを設け、同様にして燃料改質状況を検出するものであってもよい。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置の変形例の構成概要図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置の変形例の構成概要図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る燃料供給装置の変形例の構成概要図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。
【図９】本発明の第５実施形態における燃料サブタンクの構成概要図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る燃料供給装置の変形例の構成概要図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る燃料供給装置の構成概要図である。
【図１２】本発明の図１０の燃料供給装置における反応停止処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１…燃料供給装置
２…エンジン（内燃機関）
３…燃料タンク（第１燃料貯留手段）
４…燃料供給路
５…ポンプ
６…制御ユニット
７…燃料改質手段
８…燃料サブタンク（第２燃料貯留手段）
９…インジェクタ
１０…フィルタ
【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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