(57)【要約】【課題】熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理する。【解決手段】改質ガスエンジンシステムＳ１は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液を排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に供給するための凝縮液供給装置４６と、ＥＣＵ５６とを備える。ＥＣＵ５６は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量が所定量範囲内にある場合には、改質ガスリーン燃焼モードを選択し、エンジン４４がリーン条件で運転されるようにガス噴射弁４０及びスロットルバルブ７０を制御すると共に、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液が排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に供給されるように凝縮液供給装置４６を制御する。この構成によれば、エンジン４４がリーン条件で運転されるので、熱効率を向上させることができる。また、凝縮液を三元触媒７２に供給することで、この凝縮液を還元剤として用いることができるので、凝縮液を効果的に処理できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水及び炭化水素燃料を含む改質原料を貯蔵するための原料タンクと、
前記原料タンクから供給された改質原料を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器にて蒸発された改質原料から改質ガスを生成する改質触媒と、
前記改質触媒にて生成された改質ガスから水蒸気成分及び特定炭化水素成分を分離させると共に、該分離された水蒸気成分及び特定炭化水素成分を含有する凝縮液を貯蔵するための凝縮器と、
前記凝縮器にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスをエンジンのシリンダ内に噴射すると共に、噴射する改質ガスの量を調整可能なガス噴射弁と、
前記エンジンのシリンダ内に供給される空気の量を調整するためのスロットルバルブと、
前記エンジンに連結された排気通路に設けられ、前記エンジンのシリンダから排出された排気ガスを浄化するための三元触媒と、
前記凝縮器に貯蔵された凝縮液を前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給するための凝縮液供給装置と、
前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が予め定められた所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されるように前記ガス噴射弁及び前記スロットルバルブを制御する改質ガスストイキ燃焼モードを選択し、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が前記所定量範囲の上限よりも上限の高い他の所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるように前記ガス噴射弁及び前記スロットルバルブを制御すると共に、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液が前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給されるように前記凝縮液供給装置を制御する改質ガスリーン燃焼モードを選択する制御ユニットと、
を備えた改質ガスエンジンシステム。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記改質ガスリーン燃焼モードにおいて、前記三元触媒を通過する排気ガス中の酸素が消費されるように、前記凝縮液供給装置を制御して前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給される凝縮液の量を調整する、
請求項１に記載の改質ガスエンジンシステム。
【請求項３】
前記原料タンクから供給された炭化水素燃料を前記エンジンのシリンダ内に噴射すると共に、噴射する炭化水素燃料の量を調整可能な燃料噴射弁と、
前記凝縮器と前記ガス噴射弁との間に設けられ、前記凝縮器にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスを貯蔵するためのガス貯蔵タンクと、
を備え、
前記制御ユニットは、前記ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が予め定められた所定圧力範囲内にある場合には、前記エンジンが前記炭化水素燃料を燃料として運転されるように前記燃料噴射弁及び前記スロットルバルブを制御する炭化水素燃料燃焼モードを選択する、
請求項１又は請求項２に記載の改質ガスエンジンシステム。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記炭化水素燃料燃焼モードにおいて、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が前記所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されるように前記燃料噴射弁及び前記スロットルバルブを制御する炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択し、前記炭化水素燃料燃焼モードにおいて、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が前記他の所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されるように前記燃料噴射弁及び前記スロットルバルブを制御すると共に、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液が前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給されるように前記凝縮液供給装置を制御する炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択する、
請求項３に記載の改質ガスエンジンシステム。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記炭化水素燃料リーン燃焼モードにおいて、前記三元触媒を通過する排気ガス中の酸素が消費されるように、前記凝縮液供給装置を制御して前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給される凝縮液の量を調整する、
請求項４に記載の改質ガスエンジンシステム。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が前記所定圧力範囲の上限よりも上限の高い他の所定圧力範囲内にある場合には、前記改質ガスストイキ燃焼モード又は前記改質ガスリーン燃焼モードを選択する、
請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の改質ガスエンジンシステム。
【請求項７】
前記原料タンクは、
水を貯蔵するための水タンクと、
炭化水素燃料を貯蔵するための燃料タンクと、
を有し、
前記凝縮器に貯蔵された凝縮液を前記蒸発器又は前記水タンクに還流するための凝縮液還流装置を備えた、
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の改質ガスエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質ガスエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、改質ガスエンジンシステムとしては、次のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の例では、改質ガスをエンジンに供給する改質ガス通路に設けられると共に改質ガスの凝縮液を貯蔵するトラップと、このトラップの凝縮液が所定量以上に達した時にこの凝縮液を改質装置に還流させる凝縮液還流管とが備えられている。
【特許文献１】特開昭５９−９９０５８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、上記特許文献１に記載の例において、凝縮液に含まれる成分は、改質ガスの生成条件（例えば、改質触媒の温度、改質触媒に供給される炭化水素燃料と水の量など）によって大きく変化する。このため、改質ガスの生成条件によっては、凝縮液に炭化水素成分がほとんど含まれずに水蒸気成分が主に含まれる場合がある。
【０００５】
ところが、このような場合に、凝縮液が改質触媒に還流されても、改質触媒にて生成された改質ガス中に含まれた多量の水蒸気成分が再びガスクーラーにて凝縮されるだけで、凝縮液を効果的に処理することは不可能である。
【０００６】
また、この種の改質ガスエンジンシステムでは、熱効率を向上させることができることが望ましい。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理することができる改質ガスエンジンシステム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】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の改質ガスエンジンシステムは、水及び炭化水素燃料を含む改質原料を貯蔵するための原料タンクと、前記原料タンクから供給された改質原料を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器にて蒸発された改質原料から改質ガスを生成する改質触媒と、前記改質触媒にて生成された改質ガスから水蒸気成分及び特定炭化水素成分を分離させると共に、該分離された水蒸気成分及び特定炭化水素成分を含有する凝縮液を貯蔵するための凝縮器と、前記凝縮器にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスをエンジンのシリンダ内に噴射すると共に、噴射する改質ガスの量を調整可能なガス噴射弁と、前記エンジンのシリンダ内に供給される空気の量を調整するためのスロットルバルブと、前記エンジンに連結された排気通路に設けられ、前記エンジンのシリンダから排出された排気ガスを浄化するための三元触媒と、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液を前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給するための凝縮液供給装置と、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が予め定められた所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されるように前記ガス噴射弁及び前記スロットルバルブを制御する改質ガスストイキ燃焼モードを選択し、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が前記所定量範囲の上限よりも上限の高い他の所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるように前記ガス噴射弁及び前記スロットルバルブを制御すると共に、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液が前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給されるように前記凝縮液供給装置を制御する改質ガスリーン燃焼モードを選択する制御ユニットと、を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の改質ガスエンジンシステムでは、水及び炭化水素燃料を含む改質原料が原料タンクに貯蔵され、この原料タンクから供給された改質原料は蒸発器にて蒸発される。そして、この蒸発器にて蒸発された改質原料は改質触媒に供給され、この改質触媒において、改質原料から改質ガスが生成される。
【００１０】
また、この改質触媒にて生成された改質ガスは凝縮器に供給され、この凝縮器において、改質ガスから水蒸気成分及び特定炭化水素成分が分離される。そして、この分離された水蒸気成分及び特定炭化水素成分を含有する凝縮液は凝縮器に貯蔵される。
【００１１】
また、この凝縮器にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスはガス噴射弁によってエンジンのシリンダ内に噴射される。これにより、エンジンが改質ガスを燃料として運転される。
【００１２】
ここで、制御ユニットは、凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が予め定められた所定量範囲内にある場合には、改質ガスストイキ燃焼モードを選択する。そして、この場合、制御ユニットは、エンジンが改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されるようにガス噴射弁及びスロットルバルブを制御する。これにより、エンジンが改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転され、エンジンのシリンダから排出された排気ガスは三元触媒において浄化される。
【００１３】
一方、制御ユニットは、凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が上述の所定量範囲の上限よりも上限の高い他の所定量範囲内にある場合には、改質ガスリーン燃焼モードを選択する。そして、この場合、制御ユニットは、エンジンが改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるようにガス噴射弁及びスロットルバルブを制御する。従って、エンジンがストイキ条件で運転されるだけでなくリーン条件でも運転されるので、エンジンがストイキ条件だけで運転される場合に比して、熱効率を向上させることができる。
【００１４】
ところで、上述のように、エンジンが改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されると、エンジンのシリンダから排出された排気ガス中の酸素濃度はエンジンがストイキ条件で運転される場合に比して高くなる。
【００１５】
そこで、制御ユニットは、改質ガスリーン燃焼モードを選択した場合には、凝縮器に貯蔵された凝縮液が排気通路における三元触媒に対する上流側に供給されるように凝縮液供給装置を制御する。
【００１６】
これにより、三元触媒において蒸発された凝縮液中の特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）と三元触媒に供給された排気ガス中の酸素とが反応し、三元触媒を通過する排気ガス中の酸素濃度が低下する（エンジンがストイキ条件で運転される場合に近い濃度となる）。
【００１７】
この結果、エンジンが改質ガスを燃料としてリーン条件で運転される場合でも、エンジンのシリンダから排出された排気ガスを三元触媒において効果的に浄化することができる。また、上述のように、凝縮液を還元剤として用いることで、この凝縮液を効果的に処理することができる。
【００１８】
このように、請求項１に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理することができる。
【００１９】
請求項２に記載の改質ガスエンジンシステムは、請求項１に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、前記制御ユニットが、前記改質ガスリーン燃焼モードにおいて、前記三元触媒を通過する排気ガス中の酸素が消費されるように、前記凝縮液供給装置を制御して前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給される凝縮液の量を調整する、構成とされている。
【００２０】
請求項２に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、エンジンが改質ガスを燃料としてリーン条件で運転される場合でも、排気通路における三元触媒に対する上流側に供給される凝縮液の量が調整されることで、三元触媒を通過する排気ガス中の酸素が消費される（つまり、例えば、三元触媒を通過する排気ガス中の酸素濃度が改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一とされる）。
【００２１】
これにより、エンジンのシリンダから排出された排気ガスを三元触媒においてより一層効果的に浄化することができると共に、凝縮液をより一層効果的に処理することができる。
【００２２】
請求項３に記載の改質ガスエンジンシステムは、請求項１又は請求項２に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、前記原料タンクから供給された炭化水素燃料を前記エンジンのシリンダ内に噴射すると共に、噴射する炭化水素燃料の量を調整可能な燃料噴射弁と、前記凝縮器と前記ガス噴射弁との間に設けられ、前記凝縮器にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスを貯蔵するためのガス貯蔵タンクと、をさらに備え、前記制御ユニットが、前記ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が予め定められた所定圧力範囲内にある場合には、前記エンジンが前記炭化水素燃料を燃料として運転されるように前記燃料噴射弁及び前記スロットルバルブを制御する炭化水素燃料燃焼モードを選択する、構成とされている。
【００２３】
請求項３に記載の改質ガスエンジンシステムでは、凝縮器とガス噴射弁との間にガス貯蔵タンクが設けられており、凝縮器にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスは、このガス貯蔵タンクに貯蔵される。
【００２４】
ここで、制御ユニットは、ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が予め定められた所定圧力範囲内にある場合には、炭化水素燃料燃焼モードを選択する。そして、この場合、制御ユニットは、エンジンが炭化水素燃料を燃料として運転されるように燃料噴射弁及びスロットルバルブを制御する。
【００２５】
このように、請求項３に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が予め定められた所定圧力範囲内にある場合には、エンジンを炭化水素燃料を燃料として運転することができる。
【００２６】
請求項４に記載の改質ガスエンジンシステムは、請求項３に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、前記制御ユニットが、前記炭化水素燃料燃焼モードにおいて、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が前記所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されるように前記燃料噴射弁及び前記スロットルバルブを制御する炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択し、前記炭化水素燃料燃焼モードにおいて、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が前記他の所定量範囲内にある場合には、前記エンジンが前記炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されるように前記燃料噴射弁及び前記スロットルバルブを制御すると共に、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液が前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給されるように前記凝縮液供給装置を制御する炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択する、構成とされている。
【００２７】
請求項４に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、制御ユニットは、炭化水素燃料燃焼モードにおいて、凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が上述の所定量範囲内にある場合には、炭化水素燃料燃焼モードのうちのさらに炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択する。
【００２８】
そして、この場合、制御ユニットは、エンジンが炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されるように燃料噴射弁及びスロットルバルブを制御する。これにより、エンジンが炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転され、エンジンのシリンダから排出された排気ガスは三元触媒において浄化される。
【００２９】
一方、制御ユニットは、炭化水素燃料燃焼モードにおいて、凝縮器に貯蔵された凝縮液の量が上述の所定量範囲の上限よりも上限の高い他の所定量範囲内にある場合には、炭化水素燃料燃焼モードのうちのさらに炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択する。
【００３０】
そして、この場合、制御ユニットは、エンジンが炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されるように燃料噴射弁及びスロットルバルブを制御する。従って、エンジンがストイキ条件で運転されるだけでなくリーン条件でも運転されるので、エンジンがストイキ条件だけで運転される場合に比して、熱効率を向上させることができる。
【００３１】
ところで、上述のように、エンジンが炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されると、エンジンのシリンダから排出された排気ガス中の酸素濃度はエンジンがストイキ条件で運転される場合に比して高くなる。
【００３２】
そこで、制御ユニットは、炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択した場合には、凝縮器に貯蔵された凝縮液が排気通路における三元触媒に対する上流側に供給されるように凝縮液供給装置を制御する。
【００３３】
これにより、三元触媒において蒸発された凝縮液中の特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）と三元触媒に供給された排気ガス中の酸素とが反応し、三元触媒を通過する排気ガス中の酸素濃度が低下する（エンジンがストイキ条件で運転される場合に近い濃度となる）。
【００３４】
この結果、エンジンが炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転される場合でも、エンジンのシリンダから排出された排気ガスを三元触媒において効果的に浄化することができる。また、上述のように、凝縮液を還元剤として用いることで、この凝縮液を効果的に処理することができる。
【００３５】
このように、請求項４に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、エンジンが炭化水素燃料を燃料として運転される場合でも、熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理することができる。
【００３６】
請求項５に記載の改質ガスエンジンシステムは、請求項４に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、前記制御ユニットが、前記炭化水素燃料リーン燃焼モードにおいて、前記三元触媒を通過する排気ガス中の酸素が消費されるように、前記凝縮液供給装置を制御して前記排気通路における前記三元触媒に対する上流側に供給される凝縮液の量を調整する、構成とされている。
【００３７】
請求項５に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、エンジンが炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転される場合でも、排気通路における三元触媒に対する上流側に供給される凝縮液の量が調整されることで、三元触媒を通過する排気ガス中の酸素が消費される（つまり、例えば、三元触媒を通過する排気ガス中の酸素濃度が炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同一とされる）。
【００３８】
これにより、エンジンのシリンダから排出された排気ガスを三元触媒においてより一層効果的に浄化することができると共に、凝縮液をより一層効果的に処理することができる。
【００３９】
請求項６に記載の改質ガスエンジンシステムは、請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、前記制御ユニットが、前記ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が前記所定圧力範囲の上限よりも上限の高い他の所定圧力範囲内にある場合には、前記改質ガスストイキ燃焼モード又は前記改質ガスリーン燃焼モードを選択する、構成とされている。
【００４０】
請求項６に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、制御ユニットは、ガス貯蔵タンクに貯蔵された改質ガスの圧力が上述の所定圧力範囲の上限よりも上限の高い他の所定圧力範囲内にある場合には、改質ガスストイキ燃焼モード又は改質ガスリーン燃焼モードを選択する。これにより、エンジンが炭化水素燃料のみを燃料として運転される場合に比して、熱効率を向上させることができる。
【００４１】
請求項７に記載の改質ガスエンジンシステムは、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の改質ガスエンジンシステムにおいて、前記原料タンクが、水を貯蔵するための水タンクと、炭化水素燃料を貯蔵するための燃料タンクと、を有し、前記凝縮器に貯蔵された凝縮液を前記蒸発器又は前記水タンクに還流するための凝縮液還流装置をさらに備えている。
【００４２】
請求項７に記載の改質ガスエンジンシステムによれば、凝縮器に貯蔵された凝縮液を凝縮液還流装置によって蒸発器又は水タンクに還流することができるので、凝縮液を改質ガスを生成するために再利用することができる。
【発明の効果】
【００４３】
以上詳述したように、本発明によれば、熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。
【００４５】
図１には、本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１の全体構成が示されている。この図に示されるように、改質ガスエンジンシステムＳ１は、原料タンクとしての燃料タンク１２及び水タンク１４と、ポンプ１６，１８と、流量制御弁２０，２２と、蒸発器２４と、改質触媒２６と、熱交換器２８，３０と、凝縮器３２と、ポンプ３４，３６と、ガス貯蔵タンク３８と、ガス噴射弁４０と、燃料噴射弁４２と、エンジン４４と、凝縮液供給装置４６と、上部液面センサ４８と、下部液面センサ５０と、上流酸素濃度センサ５２と、下流酸素濃度センサ５４と、制御ユニットとしてのＥＣＵ５６と、を備えている。
【００４６】
燃料タンク１２には、例えば、ガソリン、軽油、メタン、プロパン、メタノール、エタノール等の炭化水素燃料が貯蔵されており、水タンク１４には、水が貯蔵されている。この炭化水素燃料及び水は、後述する改質ガスを生成するための改質原料とされている。
【００４７】
ポンプ１６は、燃料タンク１２と蒸発器２４との間に設けられ、燃料タンク１２に貯蔵された炭化水素燃料を蒸発器２４に供給する構成とされている。一方、ポンプ１８は、水タンク１４と蒸発器２４との間に設けられ、水タンク１４に貯蔵された水を蒸発器２４に供給する構成とされている。
【００４８】
流量制御弁２０は、ポンプ１６と蒸発器２４との間に設けられ、燃料タンク１２に貯蔵された炭化水素燃料の蒸発器２４への供給量を制御可能な構成とされている。一方、流量制御弁２２は、ポンプ１８と蒸発器２４との間に設けられ、水タンク１４に貯蔵された水の蒸発器２４への供給量を制御可能な構成とされている。
【００４９】
蒸発器２４は、熱交換器２８によって加熱され、燃料タンク１２から供給された炭化水素燃料及び水タンク１４から供給された水を蒸発させて改質触媒２６に供給する構成とされている。
【００５０】
改質触媒２６は、熱交換器３０によって加熱され、蒸発器２４から供給された炭化水素燃料及び水の蒸気ガスから改質ガスを生成する構成とされている。なお、この場合の改質ガスは、例えば、水素、一酸化炭素、メタン、二酸化炭素、水蒸気成分等を主成分とするものである。また、この改質ガスの組成は、改質触媒２６の温度によって変化する（図２参照）。
【００５１】
熱交換器２８，３０は、後述するエンジン４４に設けられた排気通路６８に一体に取り付けられている。熱交換器２８は、排気通路６８を流れる排気ガスの熱エネルギを利用して蒸発器２４を加熱する構成とされており、熱交換器３０は、排気通路６８を流れる排気ガスの熱エネルギを利用して改質触媒２６を加熱する構成とされている。
【００５２】
凝縮器３２は、改質触媒２６にて生成された改質ガスから水蒸気成分及び特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）を分離させると共に、該分離された水蒸気成分及び特定炭化水素成分を含有する凝縮液を貯蔵可能な構成とされている。
【００５３】
なお、例えば、エタノールを水蒸気で改質したときに生成される改質ガスに微量に含まれる特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）は、次の通りである。すなわち、例えば、酢酸エチル（Ｃ４Ｈ８Ｏ２／沸点７７．１℃）、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ／沸点７８℃）、２−ペンタノン（Ｃ５Ｈ１０Ｏ／沸点１０１．７℃）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ／沸点１１８℃）、ｎ−酪酸（Ｃ４Ｈ８Ｏ２／沸点１６４℃）、クレゾール（Ｃ７Ｈ８Ｏ／沸点約２００℃）である。
【００５４】
ポンプ３４は、凝縮器３２とガス貯蔵タンク３８との間に設けられ、凝縮器３２にて生成された改質ガスをガス貯蔵タンク３８に供給する構成とされている。一方、ポンプ３６は、燃料タンク１２と燃料噴射弁４２との間に設けられ、燃料タンク１２に貯蔵された炭化水素燃料を燃料噴射弁４２に供給する構成とされている。
【００５５】
ガス貯蔵タンク３８は、凝縮器３２とガス噴射弁４０との間に設けられ、凝縮器３２にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスを一時的に貯蔵可能とされると共に、この貯蔵された改質ガスをガス噴射弁４０に供給する構成とされている。
【００５６】
ガス噴射弁４０は、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスをエンジン４４のシリンダ５８内に噴射すると共に、噴射する改質ガスの量を調整可能な構成とされている。一方、燃料噴射弁４２は、燃料タンク１２に貯蔵された炭化水素燃料をエンジン４４のシリンダ５８内に噴射すると共に、噴射する炭化水素燃料の量を調整可能な構成とされている。
【００５７】
エンジン４４は、シリンダ５８、点火プラグ６０、吸気弁６２、排気弁６４等を有して構成されている。また、このエンジン４４には、吸気通路６６と排気通路６８が連結されている。
【００５８】
吸気通路６６には、上述のガス噴射弁４０、燃料噴射弁４２に加え、エンジン４４のシリンダ５８内に供給される空気の量を調整するためのスロットルバルブ７０が設けられている。一方、排気通路６８には、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガス（特に、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物）を浄化するための三元触媒７２が設けられている。
【００５９】
凝縮液供給装置４６は、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６を有して構成されている。ポンプ７４は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液を凝縮液噴射弁７６に供給する構成とされており、凝縮液噴射弁７６は、ポンプ７４から供給された凝縮液を排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に噴射すると共に、噴射する凝縮液の量を調整可能な構成とされている。
【００６０】
上部液面センサ４８及び下部液面センサ５０は、それぞれ凝縮器３２における上部及び下部に一体に設けられており、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量（液面レベル）に応じた信号を出力する構成とされている。
【００６１】
上流酸素濃度センサ５２及び下流酸素濃度センサ５４は、排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側及び下流側に設けられており、排気通路６８を通過する排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する構成とされている。
【００６２】
ＥＣＵ５６は、上述の上部液面センサ４８、下部液面センサ５０、上流酸素濃度センサ５２、下流酸素濃度センサ５４等の出力信号に基づいて流量制御弁２０，２２、ポンプ１６，１８，３４，３６，７４、ガス噴射弁４０、燃料噴射弁４２、凝縮液噴射弁７６、スロットルバルブ７０等を制御する構成とされている。
【００６３】
次に、上記構成からなる改質ガスエンジンシステムＳ１の動作と併せてその作用及び効果について説明する。
【００６４】
この改質ガスエンジンシステムＳ１では、ＥＣＵ５６によってポンプ１６，１８及び流量制御弁２０，２２が制御されると、水タンク１４及び燃料タンク１２から水及び炭化水素燃料が蒸発器２４に供給され、この蒸発器２４にて水及び炭化水素燃料が蒸発される。そして、この蒸発器２４にて蒸発された水及び炭化水素燃料は改質触媒２６に供給され、この改質触媒２６において、水及び炭化水素燃料から改質ガスが生成される。
【００６５】
また、この改質触媒２６にて生成された改質ガスは凝縮器３２に供給され、この凝縮器３２において、改質ガスから水蒸気成分及び特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）が分離される。そして、この分離された水蒸気成分及び特定炭化水素成分を含有する凝縮液は凝縮器３２に貯蔵される。
【００６６】
また、この凝縮器３２にて水蒸気成分と特定炭化水素成分が分離された改質ガスは、ポンプ３４によってガス貯蔵タンク３８に供給され、このガス貯蔵タンク３８にて貯蔵される。そして、このガス貯蔵タンク３８に貯蔵されたガスは、ガス噴射弁４０に供給され、このガス噴射弁４０によってエンジン４４のシリンダ５８内に噴射される。これにより、エンジン４４が改質ガスを燃料として運転される。
【００６７】
ここで、ＥＣＵ５６は、上述の如く、改質ガスを燃料としてエンジン４４を運転させているときに、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【００６８】
つまり、ＥＣＵ５６は、先ず、上部液面センサ４８の出力信号を検出し（ステップＳＴ１）、凝縮液の液面レベルＬが上部液面センサ４８の設けられたレベルＬＨよりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ２）。
【００６９】
ここで、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが上部液面センサ４８の設けられたレベルＬＨよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ２：ＮＯ）、つまり、Ｌ≦ＬＨの場合には、改質ガスストイキ燃焼モードを選択する（ステップＳＴ３）。
【００７０】
一方、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが上部液面センサ４８の設けられたレベルＬＨよりも高いと判断した場合（ステップＳＴ２：ＹＥＳ）、つまり、Ｌ＞ＬＨの場合には、改質ガスリーン燃焼モードを選択する（ステップＳＴ８）。
【００７１】
以下、改質ガスストイキ燃焼モード及び改質ガスリーン燃焼モードについて説明する。
【００７２】
（改質ガスストイキ燃焼モード）
ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ３において改質ガスストイキ燃焼モードを選択した場合には、上流酸素濃度センサ５２の出力信号を検出し（ステップＳＴ４）、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されているか否かを判断する（ステップＳＴ５）。
【００７３】
ここで、ＥＣＵ５６は、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されていないと判断した場合（ステップＳＴ５：ＮＯ）には、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されるように、スロットルバルブ７０の開度を調整すると共に（ステップＳＴ６）、ガス噴射弁４０の噴射期間を調整する（ステップＳＴ７）。
【００７４】
なお、このスロットルバルブ７０の開度及びガス噴射弁４０の噴射期間の調整は、車両の運転状況等に応じて、ＥＣＵ５６に予め記憶されたマップ等のデータに基づいて行われる。
【００７５】
ちなみに、この場合のストイキ条件とは、完全な理論空燃比となるものに限らず、広義のものも含まれる趣旨である。
【００７６】
そして、ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ５において、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されていると判断するまで、上述のステップＳＴ４〜ステップＳＴ７を繰り返し行う。
【００７７】
一方、ＥＣＵ５６は、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されていると判断した場合（ステップＳＴ５：ＹＥＳ）には、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理を終了する。
【００７８】
このように、ＥＣＵ５６は、改質ガスストイキ燃焼モードを選択した場合には、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転されるようにガス噴射弁４０及びスロットルバルブ７０を制御する。これにより、エンジン４４が改質ガスを燃料としてストイキ条件で運転され、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガスは三元触媒７２において浄化される。
【００７９】
（改質ガスリーン燃焼モード）
一方、ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ８において改質ガスリーン燃焼モードを選択した場合には、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるように、スロットルバルブ７０の開度を調整すると共に（ステップＳＴ９）、ガス噴射弁４０の噴射期間を調整する（ステップＳＴ１０）。
【００８０】
なお、このスロットルバルブ７０の開度及びガス噴射弁４０の噴射期間の調整は、車両の運転状況等に応じて、ＥＣＵ５６に予め記憶されたマップ等のデータに基づいて行われる。
【００８１】
そして、ＥＣＵ５６は、上流酸素濃度センサ５２の出力信号を検出し（ステップＳＴ１１）、エンジン４４内の混合気の濃度がリーン燃焼として適切か否かを判断する（ステップＳＴ１２）。
【００８２】
ここで、ＥＣＵ５６は、エンジン４４内の混合気の濃度がリーン燃焼として適切でないと判断した場合（ステップＳＴ１２：ＮＯ）には、エンジン４４内の混合気の濃度がリーン燃焼として適切であると判断するまで、上述のステップＳＴ９〜ステップＳＴ１２を繰り返し行う。
【００８３】
このように、ＥＣＵ５６は、改質ガスリーン燃焼モードを選択した場合には、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるようにガス噴射弁４０及びスロットルバルブ７０を制御する。従って、エンジン４４がストイキ条件で運転されるだけでなくリーン条件でも運転されるので、エンジン４４がストイキ条件だけで運転される場合に比して、熱効率を向上させることができる。
【００８４】
ところで、上述のように、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されると、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガス中の酸素濃度はエンジン４４がストイキ条件で運転される場合に比して高くなる。
【００８５】
そこで、ＥＣＵ５６は、改質ガスリーン燃焼モードを選択した場合には、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を制御し（ステップＳＴ１３）、凝縮液を排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に噴射させる。
【００８６】
これにより、凝縮液が三元触媒７２に供給され、三元触媒７２において蒸発された凝縮液中の特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）と三元触媒７２に供給された排気ガス中の酸素とが反応し、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が低下する（エンジン４４がストイキ条件で運転される場合に近い濃度となる）。
【００８７】
この結果、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転される場合でも、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガスを三元触媒７２において効果的に浄化することができる。また、上述のように、凝縮液を還元剤として用いることで、この凝縮液を効果的に処理することができる。
【００８８】
続いて、ＥＣＵ５６は、下流酸素濃度センサ５４の出力信号を検出し（ステップＳＴ１４）、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一となっているか否か、すなわち、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素が消費されているか否かを判断する（ステップＳＴ１５）。
【００８９】
ここで、ＥＣＵ５６は、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一となっていないと判断した場合（ステップＳＴ１５：ＮＯ）には、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一となるように、凝縮液噴射弁７６の噴射期間を調整する（ステップＳＴ１６）。
【００９０】
そして、ＥＣＵ５６は、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一となっていると判断するまで、上述のステップＳＴ１４〜ステップＳＴ１６を繰り返し行う。
【００９１】
従って、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転される場合でも、三元触媒７２に供給される凝縮液の量が調整されることで、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一とされる。
【００９２】
これにより、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガスを三元触媒７２においてより一層効果的に浄化することができると共に、凝縮液をより一層効果的に処理することができる。
【００９３】
一方、ＥＣＵ５６は、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の改質ガスストイキ燃焼モードの場合と同一となっていると判断した場合（ステップＳＴ１５：ＹＥＳ）には、下部液面センサ５０の出力信号を検出し（ステップＳＴ１７）、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ１８）。
【００９４】
ここで、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高いと判断した場合（ステップＳＴ１８：ＹＥＳ）、つまり、Ｌ＞ＬＬの場合には、上述のステップＳＴ８に戻る。すなわち、ＥＣＵ５６において、改質ガスリーン燃焼モードが継続される。
【００９５】
一方、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ１８：ＮＯ）、つまり、Ｌ≦ＬＬの場合には、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を停止させ（ステップＳＴ１９）、上述のステップＳＴ３に移行する。すなわち、ＥＣＵ５６が改質ガスリーン燃焼モードから改質ガスストイキ燃焼モードに切り替わる。
【００９６】
そして、ＥＣＵ５６は、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理を終了するまで、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量に応じて改質ガスストイキ燃焼モードと改質ガスリーン燃焼モードとに切り替わる。
【００９７】
すなわち、ＥＣＵ５６は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量が予め定められた所定量範囲内（上限Ｌ１がＬ１≦ＬＨで，下限Ｌ２がＬ２≦ＬＬ）にある場合には、改質ガスストイキ燃焼モードを選択する。また、ＥＣＵ５６は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量が上述の所定量範囲の上限及び下限よりも上限及び下限のそれぞれ高い他の所定量範囲（上限Ｌ３がＬ３＞ＬＨで、下限Ｌ４がＬ４＞ＬＬとなる範囲）内にある場合には、改質ガスリーン燃焼モードを選択する。
【００９８】
この結果、本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１によれば、熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理することができる。
【００９９】
なお、本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１によれば、上記に加え、以下の作用効果を奏する。
【０１００】
すなわち、一般に凝縮器を備えない改質ガスエンジンシステムでは、改質ガス中の水蒸気成分と特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）がガス噴射弁の近傍で凝縮し、気液交じりの改質ガスがガス噴射弁から噴射されることがある。また、凝縮器を備えた改質ガスエンジンシステムであっても、凝縮液の処理が適切に行われなければ、上記と同様の問題が生じる。
【０１０１】
これに対し、本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１によれば、上述のように、凝縮器３２によって改質ガスの気体成分と凝縮液成分とが適切に分離されるので、ガス噴射弁４０の正確な噴射量の制御を行うことができる。
【０１０２】
また、本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１によれば、凝縮液がエンジン４４で燃焼されることを抑制できるので、エンジン４４において、改質ガス中の水蒸気成分による燃焼悪化を抑制でき、安定した燃焼を実現することができる。
【０１０３】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
【０１０４】
図４には、本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ２の全体構成が示されている。この図に示される本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ２は、上述の本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１に対し、圧力センサ７８が備えられると共に、ＥＣＵ５６が次のように動作する構成とされたものである。
【０１０５】
つまり、圧力センサ７８は、ガス貯蔵タンク３８に一体に設けられ、ガス貯蔵タンク３８内の圧力に応じた信号を出力する構成とされている。
【０１０６】
また、ＥＣＵ５６は、上述の上部液面センサ４８、下部液面センサ５０、上流酸素濃度センサ５２、下流酸素濃度センサ５４等に加え、圧力センサ７８の出力信号に基づいて流量制御弁２０，２２、ポンプ１６，１８，３４，３６，７４、ガス噴射弁４０、燃料噴射弁４２、凝縮液噴射弁７６、スロットルバルブ７０等を制御する構成とされている。
【０１０７】
次に、上記構成からなる改質ガスエンジンシステムＳ２の動作と併せてその作用及び効果について説明する。
【０１０８】
この改質ガスエンジンシステムＳ２において、ＥＣＵ５６は、改質ガスを燃料としてエンジン４４を運転させているときに、図５のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１０９】
つまり、ＥＣＵ５６は、先ず、圧力センサ７８の出力信号を検出し（ステップＳＴ２１）、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力Ｐが予め定められた所定圧力ＰＬよりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。
【０１１０】
ここで、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８内の圧力Ｐが予め定められた所定圧力ＰＬよりも高いと判断した場合（ステップＳＴ２２：ＹＥＳ）、つまり、Ｐ＞ＰＬの場合には、改質ガス燃焼モードを継続する（ステップＳＴ５０）。そして、この場合、ＥＣＵ５６は、上述の図３のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１１１】
一方、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８内の圧力Ｐが所定圧力ＰＬよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ２２：ＮＯ）、つまり、Ｐ≦ＰＬの場合には、炭化水素燃料燃焼モードを選択する（ステップＳＴ２３）。
【０１１２】
以下、炭化水素燃料燃焼モードについてさらに詳述する。
【０１１３】
（炭化水素燃料燃焼モード）
ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ２３において炭化水素燃料燃焼モードを選択した場合には、ガス噴射弁４０を停止させ（ステップＳＴ２４）、燃料噴射弁４２を制御して、この燃料噴射弁４２から炭化水素燃料を噴射させる（ステップＳＴ２５）。
【０１１４】
続いて、ＥＣＵ５６は、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料として運転されるように、スロットルバルブ７０の開度を調整すると共に（ステップＳＴ２６）、燃料噴射弁４２の噴射期間を調整する（ステップＳＴ２７）。
【０１１５】
なお、このスロットルバルブ７０の開度及び燃料噴射弁４２の噴射期間の調整は、車両の運転状況等に応じて、ＥＣＵ５６に予め記憶されたマップ等のデータに基づいて行われる。
【０１１６】
このように、本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ２によれば、ガス貯蔵タンク３８内の圧力Ｐが所定圧力ＰＬよりも高くない場合には、エンジン４４を炭化水素燃料を燃料として運転することができる。
【０１１７】
そして、ＥＣＵ５６は、上部液面センサ４８の出力信号を検出し（ステップＳＴ３１）、凝縮液の液面レベルＬが上部液面センサ４８の設けられたレベルＬＨよりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ３２）。
【０１１８】
ここで、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが上部液面センサ４８の設けられたレベルＬＨよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ３２：ＮＯ）、つまり、Ｌ≦ＬＨの場合には、炭化水素燃料燃焼モードのうちのさらに炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択する（ステップＳＴ３３）。
【０１１９】
一方、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが上部液面センサ４８の設けられたレベルＬＨよりも高いと判断した場合（ステップＳＴ３２：ＹＥＳ）、つまり、Ｌ＞ＬＨの場合には、炭化水素燃料燃焼モードのうちのさらに炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択する（ステップＳＴ３８）。
【０１２０】
以下、炭化水素燃料ストイキ燃焼モード及び炭化水素燃料リーン燃焼モードについて説明する。
【０１２１】
（炭化水素燃料ストイキ燃焼モード）
ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ３３において炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択した場合には、上流酸素濃度センサ５２の出力信号を検出し（ステップＳＴ３４）、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されているか否かを判断する（ステップＳＴ３５）。
【０１２２】
ここで、ＥＣＵ５６は、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されていないと判断した場合（ステップＳＴ３５：ＮＯ）には、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されるように、スロットルバルブ７０の開度を調整すると共に（ステップＳＴ３６）、燃料噴射弁４２の噴射期間を調整する（ステップＳＴ３７）。
【０１２３】
なお、このスロットルバルブ７０の開度及び燃料噴射弁４２の噴射期間の調整は、車両の運転状況等に応じて、ＥＣＵ５６に予め記憶されたマップ等のデータに基づいて行われる。
【０１２４】
ちなみに、この場合のストイキ条件とは、完全な理論空燃比となるものに限らず、広義のものも含まれる趣旨である。
【０１２５】
そして、ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ３５において、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されていると判断するまで、上述のステップＳＴ３４〜ステップＳＴ３７を繰り返し行う。
【０１２６】
一方、ＥＣＵ５６は、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されていると判断した場合（ステップＳＴ３５：ＹＥＳ）には、図５のフローチャートで示されるプログラムの処理を終了する。
【０１２７】
このように、ＥＣＵ５６は、炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択した場合には、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転されるように燃料噴射弁４２及びスロットルバルブ７０を制御する。これにより、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてストイキ条件で運転され、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガスは三元触媒７２において浄化される。
【０１２８】
（炭化水素燃料リーン燃焼モード）
一方、ＥＣＵ５６は、ステップＳＴ３８において炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択した場合には、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されるように、スロットルバルブ７０の開度を調整すると共に（ステップＳＴ３９）、燃料噴射弁４２の噴射期間を調整する（ステップＳＴ４０）。
【０１２９】
なお、このスロットルバルブ７０の開度及び燃料噴射弁４２の噴射期間の調整は、車両の運転状況等に応じて、ＥＣＵ５６に予め記憶されたマップ等のデータに基づいて行われる。
【０１３０】
そして、ＥＣＵ５６は、上流酸素濃度センサ５２の出力信号を検出し（ステップＳＴ４１）、エンジン４４内の混合気の濃度がリーン燃焼として適切か否かを判断する（ステップＳＴ４２）。
【０１３１】
ここで、ＥＣＵ５６は、エンジン４４内の混合気の濃度がリーン燃焼として適切でないと判断した場合（ステップＳＴ４２：ＮＯ）には、エンジン４４内の混合気の濃度がリーン燃焼として適切であると判断するまで、上述のステップＳＴ３９〜ステップＳＴ４２を繰り返し行う。
【０１３２】
このように、ＥＣＵ５６は、炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択した場合には、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されるように燃料噴射弁４２及びスロットルバルブ７０を制御する。従って、エンジン４４がストイキ条件で運転されるだけでなくリーン条件でも運転されるので、エンジン４４がストイキ条件だけで運転される場合に比して、熱効率を向上させることができる。
【０１３３】
ところで、上述のように、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転されると、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガス中の酸素濃度はエンジン４４がストイキ条件で運転される場合に比して高くなる。
【０１３４】
そこで、ＥＣＵ５６は、炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択した場合には、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を制御し（ステップＳＴ４３）、凝縮液を排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に噴射させる。
【０１３５】
これにより、凝縮液が三元触媒７２に供給され、三元触媒７２において蒸発された凝縮液中の特定炭化水素成分（高沸点炭化水素成分）と三元触媒７２に供給された排気ガス中の酸素とが反応し、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が低下する（エンジン４４がストイキ条件で運転される場合に近い濃度となる）。
【０１３６】
この結果、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転される場合でも、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガスを三元触媒７２において効果的に浄化することができる。また、上述のように、凝縮液を還元剤として用いることで、この凝縮液を効果的に処理することができる。
【０１３７】
続いて、ＥＣＵ５６は、下流酸素濃度センサ５４の出力信号を検出し（ステップＳＴ４４）、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同様（同一の濃度）となっているか否か、すなわち、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素が消費されているか否かを判断する（ステップＳＴ４５）。
【０１３８】
ここで、ＥＣＵ５６は、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同一となっていないと判断した場合（ステップＳＴ４５：ＮＯ）には、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同一となるように、凝縮液噴射弁７６の噴射期間を調整する（ステップＳＴ４６）。
【０１３９】
そして、ＥＣＵ５６は、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同一となっていると判断するまで、上述のステップＳＴ４４〜ステップＳＴ４６を繰り返し行う。
【０１４０】
従って、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料としてリーン条件で運転される場合でも、三元触媒７２に供給される凝縮液の量が調整されることで、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同一とされる。
【０１４１】
これにより、エンジン４４のシリンダ５８から排出された排気ガスを三元触媒７２においてより一層効果的に浄化することができると共に、凝縮液をより一層効果的に処理することができる。
【０１４２】
一方、ＥＣＵ５６は、三元触媒７２を通過する排気ガス中の酸素濃度が上述の炭化水素燃料ストイキ燃焼モードの場合と同一となっていると判断した場合（ステップＳＴ４５：ＹＥＳ）には、下部液面センサ５０の出力信号を検出し（ステップＳＴ４７）、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ４８）。
【０１４３】
ここで、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高いと判断した場合（ステップＳＴ４８：ＹＥＳ）、つまり、Ｌ＞ＬＬの場合には、上述のステップＳＴ３８に戻る。すなわち、ＥＣＵ５６において、炭化水素燃料リーン燃焼モードが継続される。
【０１４４】
一方、ＥＣＵ５６は、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ４８：ＮＯ）、つまり、Ｌ≦ＬＬの場合には、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を停止させ（ステップＳＴ４９）、上述のステップＳＴ３３に移行する。すなわち、ＥＣＵ５６が炭化水素燃料リーン燃焼モードから炭化水素燃料ストイキ燃焼モードに切り替わる。
【０１４５】
そして、ＥＣＵ５６は、図５のフローチャートで示されるプログラムの処理を終了するまで、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量に応じて炭化水素燃料ストイキ燃焼モードと炭化水素燃料リーン燃焼モードとに切り替わる。
【０１４６】
すなわち、ＥＣＵ５６は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量が予め定められた所定量範囲（上限Ｌ１がＬ１≦ＬＨで，下限Ｌ２がＬ２≦ＬＬ）内にある場合には、炭化水素燃料ストイキ燃焼モードを選択する。また、ＥＣＵ５６は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の量が上述の所定量範囲の上限及び下限よりも上限及び下限のそれぞれ高い他の所定量範囲（上限Ｌ３がＬ３＞ＬＨで、下限Ｌ４がＬ４＞ＬＬとなる範囲）内にある場合には、炭化水素燃料リーン燃焼モードを選択する。
【０１４７】
この結果、本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ２によれば、エンジン４４が炭化水素燃料を燃料として運転される場合でも、熱効率を向上させつつ、凝縮液を効果的に処理することができる。
【０１４８】
ところで、上述のように、ＥＣＵ５６が炭化水素燃料燃焼モードとなり、エンジン４４への改質ガスの供給が停止された後でも、蒸発器２４には炭化水素燃料と水が供給され続ける。従って、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力は回復する。
【０１４９】
そこで、ＥＣＵ５６は、図６のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１５０】
すなわち、ＥＣＵ５６は、先ず、改質ガス燃焼モードか否かを判断、つまり、エンジン４４に供給されている燃料は改質ガスか否かを判断する（ステップＳＴ６０）。
【０１５１】
そして、ＥＣＵ５６は、改質ガス燃焼モードであると判断した場合（ステップＳＴ６０：ＹＥＳ）には、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１５２】
一方、ＥＣＵ５６は、改質ガス燃焼モードではないと判断した場合（ステップＳＴ６０：ＮＯ）、つまり、炭化水素燃料燃焼モードであり、エンジン４４に供給されている燃料が炭化水素燃料であると判断した場合には、圧力センサ７８の出力信号を検出する（ステップＳＴ６１）。
【０１５３】
そして、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力Ｐが予め定められた所定圧力ＰＨ（ＰＨ＞ＰＬ）よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ６２）。
【０１５４】
ここで、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力Ｐが所定圧力ＰＨよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ６２：ＮＯ）、つまり、Ｐ≦ＰＨの場合には、ガス貯蔵タンク３８内において改質ガスの量が回復していないと判断する（ステップＳＴ６３）。
【０１５５】
そして、この場合、ＥＣＵ５６は、炭化水素燃料燃焼モードを継続する（ステップＳＴ６４）。
【０１５６】
すなわち、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力Ｐが予め定められた所定圧力範囲（上限Ｐ１がＰ１≦ＰＨで、下限Ｐ２がＰ２≦ＰＬとなる範囲）内にある場合には、炭化水素燃料燃焼モードを選択する。
【０１５７】
一方、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力Ｐが所定圧力ＰＨよりも高いと判断した場合（ステップＳＴ６２：ＹＥＳ）、つまり、Ｐ＞ＰＨの場合には、ガス貯蔵タンク３８内において改質ガスの量が回復したと判断する（ステップＳＴ７２）。
【０１５８】
そして、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８内において改質ガスの量が回復したと判断すると、炭化水素燃料燃焼モードから改質ガス燃焼モードに切り替わる（ステップＳＴ７３）。
【０１５９】
続いて、ＥＣＵ５６は、燃料噴射弁４２を停止させ（ステップＳＴ７４）、ガス噴射弁４０を制御して、このガス噴射弁４０から改質ガスを噴射させる（ステップＳＴ７５）。
【０１６０】
また、ＥＣＵ５６は、エンジン４４が改質ガスを燃料として運転されるように、スロットルバルブ７０の開度を調整すると共に（ステップＳＴ７６）、ガス噴射弁４０の噴射期間を調整する（ステップＳＴ７７）。
【０１６１】
なお、このスロットルバルブ７０の開度及びガス噴射弁４０の噴射期間の調整は、車両の運転状況等に応じて、ＥＣＵ５６に予め記憶されたマップ等のデータに基づいて行われる。
【０１６２】
そして、以後、ＥＣＵ５６は、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１６３】
すなわち、ＥＣＵ５６は、ガス貯蔵タンク３８に貯蔵された改質ガスの圧力Ｐが上述の所定圧力範囲の上限及び下限よりも上限及び下限のそれぞれ高い他の所定圧力範囲（上限Ｐ３がＰ３＞ＰＨで、下限Ｐ４がＰ４＞ＰＬとなる範囲）内にある場合には、改質ガス燃焼モードを選択する。これにより、エンジン４４が炭化水素燃料のみを燃料として運転される場合に比して、熱効率を向上させることができる。
【０１６４】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
【０１６５】
図７には、本発明の第三実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ３の全体構成が示されている。この図に示される本発明の第三実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ３は、上述の本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ１に対し、凝縮液還流装置８０が備えられると共に、ＥＣＵ５６が次のように動作する構成とされたものである。
【０１６６】
つまり、凝縮液還流装置８０は、ポンプ８２及び流量制御弁８４を有して構成されている。ポンプ８２は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液を蒸発器２４に供給する構成とされている。一方、流量制御弁８４は、ポンプ８２と蒸発器２４との間に設けられ、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の蒸発器２４への供給量を制御可能な構成とされている。
【０１６７】
次に、上記構成からなる改質ガスエンジンシステムＳ３の動作と併せてその作用及び効果について説明する。
【０１６８】
この改質ガスエンジンシステムＳ３において、ＥＣＵ５６は、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理の代わりに、図８のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１６９】
なお、ＥＣＵ５６は、図８のフローチャートで示されるプログラムの処理において、ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１９のみ図３のフローチャートで示されるプログラムの処理と異なる処理を行い、その他の処理については図３のフローチャートで示されるプログラムの処理と同一の処理を行う。
【０１７０】
つまり、ＥＣＵ５６は、上述の如く、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるときには、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を制御して、凝縮液を排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に噴射させると共に、ポンプ８２及び流量制御弁８４（凝縮液還流装置８０）を制御して、凝縮液を蒸発器２４に還流させる（ステップＳＴ１３）。
【０１７１】
そして、ＥＣＵ５６は、上述の如く、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ１８：ＮＯ）には、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を停止させると共に、ポンプ８２及び流量制御弁８４（凝縮液還流装置８０）を停止させる（ステップＳＴ１９）。
【０１７２】
このように、本発明の第三実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ３によれば、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液を凝縮液還流装置８０によって蒸発器２４に還流することができるので、凝縮液を改質ガスを生成するために再利用することができる。
【０１７３】
なお、本発明の第三実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ３は、上述の本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ２に対し、凝縮液還流装置８０が備えられると共に、ＥＣＵ５６が上述のように動作する構成とされても良い。
【０１７４】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について説明する。
【０１７５】
図９には、本発明の第四実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ４の全体構成が示されている。この図に示される本発明の第四実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ４は、上述の本発明の第三実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ３に対し、凝縮液還流装置８０の構成が変更されると共に、ＥＣＵ５６が次のように動作する構成とされたものである。
【０１７６】
つまり、凝縮液還流装置８０を構成するポンプ８２は、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液を水タンク１４に供給する構成とされている。一方、流量制御弁８４は、ポンプ８２と水タンク１４との間に設けられ、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液の水タンク１４への供給量を制御可能な構成とされている。
【０１７７】
次に、上記構成からなる改質ガスエンジンシステムＳ４の動作と併せてその作用及び効果について説明する。
【０１７８】
この改質ガスエンジンシステムＳ４において、ＥＣＵ５６は、図３のフローチャートで示されるプログラムの処理の代わりに、図１０のフローチャートで示されるプログラムの処理を実行する。
【０１７９】
なお、ＥＣＵ５６は、図１０のフローチャートで示されるプログラムの処理において、ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１９のみ図３のフローチャートで示されるプログラムの処理と異なる処理を行い、その他の処理については図３のフローチャートで示されるプログラムの処理と同一の処理を行う。
【０１８０】
つまり、ＥＣＵ５６は、上述の如く、エンジン４４が改質ガスを燃料としてリーン条件で運転されるときには、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を制御して、凝縮液を排気通路６８における三元触媒７２に対する上流側に噴射させると共に、ポンプ８２及び流量制御弁８４（凝縮液還流装置８０）を制御して、凝縮液を水タンク１４に還流させる（ステップＳＴ１３）。
【０１８１】
そして、ＥＣＵ５６は、上述の如く、凝縮液の液面レベルＬが下部液面センサ５０の設けられたレベルＬＬよりも高くないと判断した場合（ステップＳＴ１８：ＮＯ）には、ポンプ７４及び凝縮液噴射弁７６（凝縮液供給装置４６）を停止させると共に、ポンプ８２及び流量制御弁８４（凝縮液還流装置８０）を停止させる（ステップＳＴ１９）。
【０１８２】
このように、本発明の第四実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ４によれば、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液を凝縮液還流装置８０によって水タンク１４に還流することができるので、凝縮液を改質ガスを生成するために再利用することができる。
【０１８３】
なお、本発明の第四実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ４は、上述の本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ２に対し、凝縮液還流装置８０が備えられると共に、ＥＣＵ５６が上述のように動作する構成とされても良い。
【０１８４】
また、本発明の第四実施形態に係る改質ガスエンジンシステムＳ４では、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液が凝縮液還流装置８０によって水タンク１４に還流される構成とされていたが、水タンク１４以外に専用のタンクが備えられ、凝縮器３２に貯蔵された凝縮液が凝縮液還流装置８０によって上記専用のタンクに還流される構成とされていても良い。
【０１８５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る改質ガスエンジンシステムの全体構成を示す図である。
【図２】図１に示される改質触媒の温度とこの改質触媒にて生成される改質ガスの組成成分のモル濃度との関係を示す図である。
【図３】図１に示されるＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る改質ガスエンジンシステムの全体構成を示す図である。
【図５】図４に示されるＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図６】図４に示されるＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第三実施形態に係る改質ガスエンジンシステムの全体構成を示す図である。
【図８】図７に示されるＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第四実施形態に係る改質ガスエンジンシステムの全体構成を示す図である。
【図１０】図９に示されるＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８７】
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４  改質ガスエンジンシステム
１２  燃料タンク（原料タンクの一部）
１４  水タンク（原料タンクの一部）
２４  蒸発器
２６  改質触媒
３２  凝縮器
３８  ガス貯蔵タンク
４０  ガス噴射弁
４２  燃料噴射弁
４４  エンジン
４６  凝縮液供給装置
５６  ＥＣＵ（制御ユニット）
６８  排気通路
７０  スロットルバルブ
７２  三元触媒
８０  凝縮液還流装置
【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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