(57)【要約】【課題】耐久性の向上を図ることができる内燃機関を提供すること。【解決手段】内燃機関１−１の排気経路３０の排気ガスを燃料改質器３１に導入する排気ガス導入通路３３と、燃料改質器３１に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加装置５５と、添加された燃料を改質する燃料改質器３１と、改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関１−１の吸気経路３０に導入する改質燃料導入通路３４と、内燃機関１−１の吸気経路２０に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を調整する流量調整弁３６とを備え、内燃機関１−１のフューエルカット状態を判断し、内燃機関１−１がフューエルカット状態であると判断する場合は、流量調整弁３６を閉弁する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路内の排気ガスを燃料改質器に導入する排気ガス導入通路と、
前記燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、
前記添加された燃料を改質する燃料改質器と、
前記改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関の吸気経路に導入する改質燃料導入通路と、
前記内燃機関の吸気経路に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を調整する流量調整弁と、
を備える内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関のフューエルカット状態を判断するフューエルカット判断手段をさらに備え、
前記内燃機関がフューエルカット状態であると判断する場合は、前記流量調整弁を閉弁することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の排気経路と前記排気ガス導入通路との間に逆流防止弁をさらに備え、
前記内燃機関がフューエルカット状態であると判断する場合は、前記流量調整弁および前記逆流防止弁を閉弁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】
前記改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素濃度を検出する水素濃度検出手段をさらに備え、
前記内燃機関がフューエルカット状態からの復帰時であると判断する場合は、前記検出された水素濃度が所定濃度以上となると前記流量調整弁および前記逆流防止弁を開弁することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料改質器の温度を検出する改質器温度検出手段をさらに備え、
前記検出された水素濃度が所定濃度未満であり、かつ前記検出された燃料改質器の温度が所定温度以上である場合は、前記燃料添加手段により当該燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関がフューエルカット状態からの復帰時であると判断する場合は、前記内燃機関の空燃比が安定した後に、前記流量調整弁および前記逆流防止弁を開弁することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素濃度を検出する水素濃度検出手段と、
前記検出された水素濃度に基づいて前記内燃機関の吸気経路に導入される水素量を算出する水素量算出手段と、
をさらに備え、
前記水素量算出手段は、前記流量調整弁および前記逆流防止弁の閉弁時における水素量を前記検出された水素濃度に基づいて算出し、当該流量調整弁および当該逆流防止弁を開弁する際における前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量を当該算出された水素量に基づいて補正す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】
排気ガスを燃料改質器に導入する排気ガス導入通路と、
前記燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、
前記添加された燃料を改質する燃料改質器と、
前記改質された燃料を含む排気ガスを前記内燃機関の吸気経路に導入する改質燃料導入通路と、
前記内燃機関の吸気経路に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を調整する流量調整弁と、
を備える内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関が搭載された車両の減速時おける実減速度を検出する実減速度検出手段と、
前記内燃機関が搭載された車両の減速時に要求される要求減速度を算出する要求減速度算出手段と、
をさらに備え、
前記流量調整弁は、前記検出された実減速度と前記算出された要求減速度との差に基づいて前記改質された燃料を含む排気ガスの量を調整することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
燃料改質器により当該燃料改質器に導入された内燃機関の排気経路内の排気ガスに添加された燃料を改質し、この改質された燃料を含む排気ガスを当該内燃機関の吸気経路に導入する内燃機関の制御方法において、
前記内燃機関のフューエルカット状態を判断するフューエルカット判断手順と、
前記内燃機関がフューエルカット状態であると判断する場合は、前記流量調整弁を閉弁する手順と、
を含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項９】
燃料改質器により当該燃料改質器に導入された内燃機関の排気経路内の排気ガスに添加された燃料を改質し、この改質された燃料を含む排気ガスを当該内燃機関の吸気経路に導入する内燃機関の制御方法において、
前記内燃機関が搭載された車両の減速時における実減速度を検出する実減速度検出手順と、
前記内燃機関が搭載された車両の減速時に要求される要求減速度を算出する要求減速度算出手順と、
前記検出された実減速度と前記算出された要求減速度との差に基づいて前記内燃機関の吸気経路に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を前記流量調整弁により調整する手順と、
を含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置および制御方法に関し、更に詳しくは、排気ガスおよびこの排気ガスに添加され改質された燃料を内燃機関の吸気経路に導入する内燃機関の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、乗用車、トラックなどに搭載されるガソリンエンジンなどの内燃機関では、ポンプ損失の低減による燃費の向上、燃料温度の低下によるＮＯxの低減などを図るために、排気経路の排気ガスの一部を吸気経路に導入するものがある。一方、燃焼速度の向上あるいはリーン燃焼などによる燃費の向上、ノッキングの低減などを図るために、燃料改質器を備え、この燃料改質器により燃料を改質し、燃料から水素（Ｈ2）や一酸化炭素（ＣＯ）などを生成し、この生成された水素などを吸気経路に導入する内燃機関がある。ここで、特許文献１に示すように、これらを組み合わせた技術が提案されている。この従来の内燃機関は、排気経路の排気ガスの一部を燃料改質器に導入する際に燃料を添加し、この添加された燃料を燃料改質器に設けられた改質触媒により改質し、この改質された燃料および排気ガスを吸気経路に導入するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２６４７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関が搭載された車両の運転者は、アクセルペダルから足を離すことで発生するエンジンブレーキによりこの車両を減速させる場合がある。このエンジンブレーキは、運転者がアクセルペダルから足を離すことにより、内燃機関への燃料の供給を停止、すなわちフューエルカットすることで駆動輪により内燃機関を回転させ、スロットルバルブを閉弁することで得られるポンプ損失により主に発生するものである。
【０００５】
しかしながら、上記従来の内燃機関では、フューエルカットによる車両の減速時に、スロットルバルブを閉弁しても、流量調整弁の開度に応じて改質された燃料を含む排気ガスが吸気経路に導入される。従って、スロットルバルブを閉弁することで得られるポンプ損失が変化するため、エンジンブレーキの利きが変化するという問題があった。つまり、運転者がエンジンブレーキにより所望する車両の減速度が得られず、またエンジンブレーキにより車両の走行状態に応じて要求される車両の減速度が得られないという虞があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくともエンジンブレーキの利きの変化を抑制することができる内燃機関の制御装置および制御方法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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、内燃機関の排気経路内の排気ガスを燃料改質器に導入する排気ガス導入通路と、前記燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記添加された燃料を改質する燃料改質器と、
前記改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関の吸気経路に導入する改質燃料導入通路と、前記内燃機関の吸気経路に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を調整する流量調整弁と、を備える内燃機関の制御装置において、前記内燃機関のフューエルカット状態を判断するフューエルカット判断手段をさらに備え、前記内燃機関がフューエルカット状態であると判断する場合は、前記流量調整弁を閉弁することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明では、燃料改質器により当該燃料改質器に導入された内燃機関の排気経路内の排気ガスに添加された燃料を改質し、この改質された燃料を含む排気ガスを当該内燃機関の吸気経路に導入する内燃機関の制御方法において、前記内燃機関のフューエルカット状態を判断するフューエルカット判断手順と、前記内燃機関がフューエルカット状態であると判断する場合は、前記流量調整弁を閉弁する手順と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これらの発明によれば、内燃機関のフューエルカット状態をフューエルカット判断手段により判断することで、スロットルバルブが閉弁されることで発生するエンジンブレーキによりこの内燃機関が搭載されている車両が減速状態であるか否かを判断し、内燃機関のフューエルカット状態、すなわち車両の減速時には、流量調整弁を閉弁する。従って、内燃機関のフューエルカットによる車両の減速時においては、スロットルバルブおよび流量調整弁が閉弁することとなり、この内燃機関の吸気経路に改質された燃料を含む排気ガスが導入されることはない。これにより、スロットルバルブを閉弁することで得られるポンプ損失が流量調整弁の開度によって変化しないので、エンジンブレーキの利きが変化、特に利きが悪くなることを抑制することができる。
【００１０】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の排気経路と前記排気ガス導入通路との間に逆流防止弁をさらに備え、前記内燃機関がフューエルカット状態であると判断する場合は、前記流量調整弁および前記逆流防止弁を閉弁することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、内燃機関のフューエルカット状態、すなわち車両の減速時には、流量調整弁のみならず逆流防止弁をも閉弁する。従って、内燃機関のフューエルカットによる車両の減速時においては、スロットルバルブ、流量調整弁および逆流防止弁が閉弁することとなり、内燃機関の排気経路に発生する脈動により、改質された燃料が含まれる排気ガスおよび燃料が添加された排気ガスがこの排気経路に流出することを抑制することができる。
【００１２】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、前記改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素濃度を検出する水素濃度検出手段をさらに備え、前記内燃機関がフューエルカット状態からの復帰時であると判断する場合は、前記検出された水素濃度が所定濃度以上となると前記流量調整弁および前記逆流防止弁を開弁することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、改質された燃料を含む排気ガスに対する水素濃度Ｈが所定濃度Ｈ１以上、すなわち改質された燃料を含む排気ガスに十分な水素が含まれている場合に流量調整弁および逆流防止弁を開弁する。従って、内燃機関がフューエルカット状態から復帰し、改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関の吸気経路に導入する際に、改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素が少ないことにより発生するノッキングなどを抑制することができる。
【００１４】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、前記燃料改質器の温度を検出する改質器温度検出手段をさらに備え、前記検出された水素濃度が所定濃度未満であり、かつ前記検出された燃料改質器の温度が所定温度以上である場合は、前記燃料添加手段により当該燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、燃料改質器の温度が所定温度１以上となることで、この燃料改質器に設けられた改質触媒が活性化する。従って、改質触媒が活性化している燃料改質器に燃料が添加された排気ガスが導入されるため、この改質触媒により排気ガスに添加された燃料から水素を生成することができる。
【００１６】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、前記内燃機関がフューエルカット状態からの復帰時であると判断する場合は、前記内燃機関の空燃比が安定した後に、前記流量調整弁および前記逆流防止弁を開弁することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、内燃機関がフューエルカット状態からの復帰し、内燃機関の空燃比が安定した後に、流量調整弁および逆流防止弁を開弁し、改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関の吸気経路に導入する。従って、流量調整弁が開弁し、改質された燃料を含む排気ガスが燃料とともにこの内燃機関に導入されても、内燃機関の空燃比を短時間で所望の空燃比とすることができる。これにより、内燃機関がフューエルカット状態から復帰し、流量調整弁が開弁する際において、エミッションが悪化することを抑制することができる。
【００１８】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、前記改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素濃度を検出する水素濃度検出手段と、前記検出された水素濃度に基づいて前記内燃機関の吸気経路に導入される水素量を算出する水素量算出手段と、をさらに備え、前記水素量算出手段は、前記流量調整弁および前記逆流防止弁の閉弁時における水素量を前記検出された水素濃度に基づいて算出し、当該流量調整弁および当該逆流防止弁を開弁する際における前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量を当該算出された水素量に基づいて補正することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、内燃機関がフューエルカット状態からの復帰し、流量調整弁および逆流防止弁を開弁する際には、改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素量に基づいて補正された燃料供給量の燃料が内燃機関に供給される。従って、流量調整弁が開弁し、改質された燃料を含む排気ガスが燃料とともにこの内燃機関に導入されても、内燃機関の空燃比が理論空燃比から大きくずれることを抑制することができる。これにより、内燃機関がフューエルカット状態から復帰し、流量調整弁が開弁する際において、エミッションが悪化することをさらに抑制することができる。
【００２０】
また、この発明では、排気ガスを燃料改質器に導入する排気ガス導入通路と、前記燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記添加された燃料を改質する燃料改質器と、前記改質された燃料を含む排気ガスを前記内燃機関の吸気経路に導入する改質燃料導入通路と、前記内燃機関の吸気経路に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を調整する流量調整弁と、を備える内燃機関の制御装置において、前記内燃機関が搭載された車両の減速時おける実減速度を検出する実減速度検出手段と、前記内燃機関が搭載された車両の減速時に要求される要求減速度を算出する要求減速度算出手段と、をさらに備え、前記流量調整弁は、前記検出された実減速度と前記算出された要求減速度との差に基づいて前記改質された燃料を含む排気ガスの量を調整することを特徴とする。
【００２１】
また、この発明では、燃料改質器により当該燃料改質器に導入された内燃機関の排気経路内の排気ガスに添加された燃料を改質し、この改質された燃料を含む排気ガスを当該内燃機関の吸気経路に導入する内燃機関の制御方法において、前記内燃機関が搭載された車両の減速時における実減速度を検出する実減速度検出手順と、前記内燃機関が搭載された車両の減速時に要求される要求減速度を算出する要求減速度算出手順と、前記検出された実減速度と前記算出された要求減速度との差に基づいて前記内燃機関の吸気経路に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量を前記流量調整弁により調整する手順と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
これらの発明によれば、内燃機関が搭載された車両の減速時における実減速度と要求減速度との差に基づいて、流量調整弁の開度を調整する。つまり、流量調整弁が開弁している状態においてスロットルバルブが閉弁していることで得られるポンプ損失により発生するエンジンブレーキによる車両の実減速度が要求減速度と同一となるように流量調整弁の開度を調整する。従って、車両の減速時に要求される要求減速度に対するエンジンブレーキの利きの変化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明にかかる内燃機関の制御装置および制御方法は、内燃機関のフューエルカット状態に流量調整弁を閉弁、あるいは車両の減速時おける実減速度と要求減速度との差に基づいて流量調整弁を調整することで、エンジンブレーキの利きの変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２５】
まず、実施例１にかかる内燃機関の制御装置および制御方法について説明する。図１は、実施例１にかかる内燃機関の構成例を示す図である。図１に示すように、この実施例１にかかる内燃機関１−１は、ガソリンエンジンなどである内燃機関本体１０と、吸気経路２０と、燃料改質器３１および流量調整弁３６を備える排気経路３０と、この流量調整弁３６の流量調整弁開度制御を行うＥＣＵ（Engine Control Unit）４０とにより構成されている。
【００２６】
内燃機関本体１０には、吸気経路２０が接続されており、この吸気経路２０を介して、外部から空気および燃料がこの内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される。また、内燃機関本体１０には、排気経路３０が接続されており、この排気経路３０を介して、内燃機関本体１０の各気筒１１から排気された排気ガスが外部に排気される。
【００２７】
吸気経路２０は、エアクリーナー２１と、吸気通路２２と、エアフロメータ２３と、スロットルバルブ２４とにより構成されている。エアクリーナー２１により、粉塵が除去された空気は、吸気通路２２を介して、内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される。エアフロメータ２３は、この内燃機関本体１０に導入、すなわち吸入される空気の吸入空気量を検出し、後述するＥＣＵ４０に出力するものである。スロットルバルブ２４は、図示しないアクチュエータにより駆動されることで、内燃機関本体１０の各気筒１１に吸気される吸入空気量を調整するものである。このスロットルバルブ２４の開度の制御、すなわちバルブ開度制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。
【００２８】
また、この吸気経路２０の吸気通路２２には、内燃機関１０に燃料を供給する燃料噴射弁５１が設けられている。この燃料噴射弁５１には、燃料ポンプ５３が駆動することで、燃料通路５４を介して、燃料タンク５２に貯留されていた燃料が圧送される。燃料噴射弁５１の燃料噴射量や噴射タイミングなどの制御、すなわち噴射制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。
【００２９】
排気経路３０は、燃料改質器３１と、排気通路３２と、排気ガス導入通路３３と、改質燃料導入通路３４と、改質燃料冷却装置３５と、流量調整弁３６とにより構成されている。燃料改質器３１は、円筒形状に形成され、その中空部３１ａに燃料改質通路３１ｂが配置されている。この中空部３１ａは、その両端が排気通路３２と連通している。内燃機関本体１０から排気された排気ガスは、中空部３１ａ内を通過することで燃料改質器３１を通過する。この中空部３１ａを通過した排気ガスは、排気通路３２を介して図示しない浄化装置に導入され、この浄化装置により有害物質が浄化された後、外部に排気される。なお、燃料改質器３１より上流側の排気通路３２には、この排気通路３２に排気される排気ガスに基づいた空燃比を検出し、後述するＥＣＵ４０に出力するＡ／Ｆセンサ３７が設けられている。
【００３０】
燃料改質通路３１ｂは、図示しない多数の配管を連通することで構成されている。この各配管は、中空部３１ａと連通しておらず、燃料改質通路３１ｂ内の排気ガスが中空部３１ａに流出することはない。この燃料改質通路３１ｂ内には、改質触媒３１ｃが設けられている。この改質触媒３１ｃは、ロジウム系の触媒であり、後述する排気ガスに添加された燃料を改質するものである。具体的には、改質触媒３１ｃは、改質反応である吸熱反応により燃料から水素（Ｈ2）や一酸化炭素（ＣＯ）などを生成するものである。具体的な吸熱反応は、例えば、
1.56(7.6ＣＯ2+6.8Ｈ2Ｏ+40.8Ｎ2)+3Ｃ7.6Ｈ12.6+984.8Kcal→31Ｈ2+34.7ＣＯ+63.6Ｎ2
となる。
【００３１】
この燃料改質通路３１ｂには、改質触媒３１ｃの温度を検出し、後述するＥＣＵ４０に出力する改質器温度検出手段である改質触媒温度センサ３１ｄが設けられている。また、燃料改質通路３１ｂは、その一端が排気ガス導入通路３３と連通しており、他方の端部が改質燃料導入通路３４と連通している。ここで、排気ガス導入通路３３には、燃料改質器３１に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段である燃料添加装置５５が設けられている。この燃料添加装置５５には、上記燃料噴射弁５１と同様に、燃料ポンプ５３が駆動することで、燃料通路５４および分岐通路５６を介して、燃料タンク５２に貯留されていた燃料が圧送される。燃料添加装置５５の燃料添加量や添加タイミングなどの制御、すなわち添加制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。
【００３２】
この燃料改質通路３１ｂは、燃料添加装置５５により燃料が添加された内燃機関本体１０から排気された排気ガスを導入するものである。この導入された燃料を添加された排気ガスは、改質触媒３１ｃにより改質され、水素（Ｈ2）、一酸化炭素（ＣＯ）を含む排気ガス、すなわち改質された燃料を含む排気ガスとなり、改質燃料導入通路３４に流出する。
【００３３】
改質燃料導入通路３４には、改質燃料冷却装置３５および流量調整弁３６が設けられており、吸気経路２０のスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２と連通している。改質燃料冷却装置３５は、燃料改質通路３１ｂからこの改質燃料導入通路３４に流入した高温（例えば７００℃程度）の改質された燃料を含む排気ガスを冷却するものである。この排気ガスを冷却することにより、この排気ガスが空気および燃料とともに内燃機関本体１０の各気筒１１に導入された際における体積効率の低下を抑制することができ、燃費の向上を図ることができる。流量調整弁３６は、改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関１−１の吸気経路２０に導入、すなわち再度内燃機関本体１０の各気筒１１に導入する量である排気ガス再循環量を調整するものである。この流量調整弁３６の流量調整弁の開度の制御、すなわち流量調整弁開度制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。
【００３４】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１の制御装置であり、この内燃機関１を運転制御するものである。このＥＣＵ４０は、内燃機関１が搭載された図示しない車両の各所に取り付けられたセンサから、各種入力信号が入力される。具体的には、内燃機関本体１０の図示しないクランクシャフトに取り付けられた角度センサにより検出された機関回転数、エアフロメータ２３により検出された吸入空気量、アクセルペダルセンサ６０により検出されたアクセル開度、Ａ／Ｆセンサ３７により検出された排気ガスの酸素濃度、改質触媒温度センサ３１ｄにより検出された燃料改質器３１の温度Ｔなどがある。ＥＣＵ４０は、これら入力信号および記憶部４３に記憶されている各種マップに基づいて各種出力信号を出力する。具体的には、スロットルバルブ２４のバルブ開弁制御を行うバルブ開度信号、燃料噴射弁５１の噴射制御を行う噴射信号、内燃機関本体１０の図示しない点火プラグの点火制御を行う点火信号、後述する流量調整弁３６の流量調整弁開度制御を行う流量調整弁開度信号、燃料添加装置５５の添加制御を行う添加信号などの出力信号などがある。
【００３５】
ここで、燃料噴射弁５１から内燃機関１に供給される燃料噴射量は、これら入力信号のうち機関回転数および吸入空気量に基づいて、内燃機関１−１をストイキ（λ＝１）で運転、すなわち空燃比が理論空燃比となるように算出される。この燃料噴射量の算出は、上記入力信号と記憶部４３に記憶されている燃料噴射量マップとに基づいて算出しても良いし、上記入力信号とＡ／Ｆセンサ３７により検出された空燃比とに基づいて算出しても良い。また、流量調整弁３６により内燃機関１−１の吸気経路２０に導入される改質された燃料を含む排気ガスの排気ガス再循環量は、これら入力信号のうち機関回転数および吸入空気量と記憶部４３に記憶されている排気ガス再循環量マップとに基づいて算出される。また、燃料添加装置５５から排気ガス導入通路３３に導入される排気ガスに添加される燃料添加量は、これら入力信号のうち改質触媒温度センサ３１ｄにより検出された燃料改質器３１の温度Ｔと上記算出された排気ガス再循環量とに基づいて算出される。具体的に、燃料添加量は、この燃料改質器３１の温度と上記算出された排気ガス再循環量とから、排気ガスに対して添加される燃料の濃度が燃料改質器３１の改質触媒３１ｃによりこの燃料を最も効率良く改質することができる濃度となるように決定される。なお、排気ガスに燃料を添加する場合は、上記算出された燃料噴射量からこの燃料添加量を減じた量を燃料噴射量として燃料噴射弁５１から内燃機関１に供給することが好ましい。これにより、改質された燃料を含む排気ガスを再度内燃機関本体１０の各気筒１１に導入した際に、空燃比がリッチ状態で内燃機関１が運転されることを抑制することができる。また、上記排気ガス再循環量は、改質触媒３１ｃにより改質された燃料の量、特に生成された水素の排気ガスに対する濃度に応じて補正しても良い。
【００３６】
具体的に、このＥＣＵ４０は、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）４１と、処理部４２と、上記燃料噴射量マップ、排気ガス再循環量マップなどの各種マップなどを格納する記憶部４３とにより構成されている。処理部４２は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、後述する内燃機関１−１の制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、内燃機関１−１の制御方法などを実現させるものであっても良い。また、記憶部４３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能な揮発性のメモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、この発明では、内燃機関１−１の制御方法をＥＣＵ４０により実現させるが、これに限定されるものではなく、このＥＣＵ４０とは個別に形成された制御装置により実現しても良い。
【００３７】
次に、実施例１にかかる内燃機関１−１の制御装置であるＥＣＵ４０の動作について説明する。図２は、この発明にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。まず、同図に示すように、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−１がフューエルカット状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０１）。つまり、燃料噴射弁５１から噴射される燃料による内燃機関本体１０への燃料の供給が停止されているか否かを判断する。具体的には、例えば、運転者が図示しないアクセルペダルから足を離したか否かをＥＣＵ４０に入力されるアクセルペダルセンサ６０により検出されたアクセル開度が０あるいはほぼ０となったか否かで判断する。なお、処理部４２は、内燃機関１−１がフューエルカット状態でないと判断すると、ステップＳＴ１０１を繰り返す。
【００３８】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−１がフューエルカット状態であると判断すると、流量調整弁３６を閉弁する（ステップＳＴ１０２）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、流量調整弁３６に流量調整弁開度信号を出力あるいはこの流量調整弁開度信号の出力を停止することで、この流量調整弁３６を閉弁し、改質燃料導入通路３４と吸気通路２２とが連通しないようにする。
【００３９】
このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１に噴射信号および燃料添加装置５５に添加信号をそれぞれ出力している場合は、これらの出力を停止する。つまり、燃料噴射弁５１の噴射制御および燃料添加装置５５の添加制御を行わないことにより、内燃機関１−１への燃料の供給および排気ガスへの燃料の添加を停止する。また、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、スロットルバルブ２４にバルブ開度信号を出力あるいはこのバルブ開度信号の出力を停止することで、このスロットルバルブ２４を閉弁し、スロットルバルブ２４の上流側の吸気通路２２と下流側の吸気通路とが連通しないようにする。
【００４０】
ここで、上述のように、内燃機関１−１がフューエルカット状態であり、かつスロットルバルブ２４が閉弁されているため、内燃機関１−１にエンジンブレーキが発生し、この内燃機関１−１が搭載されている車両が減速状態となる。このとき、流量調整弁３６は、閉弁されているため、改質燃料導入通路３４が連通しているスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２が負圧となっても、この改質燃料導入通路３４内の改質された燃料を含む排気ガスが内燃機関１−１の吸気経路２０、すなわちこのスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２に導入されることはない。つまり、内燃機関１−１のフューエルカットによる車両の減速時においては、この内燃機関１−１の吸気経路２０に改質された燃料を含む排気ガスが導入されることはない。これにより、スロットルバルブ２４を閉弁することで得られるポンプ損失が流量調整弁３６の開度によって変化しないので、エンジンブレーキの利きが変化、特に利きが悪くなることを抑制することができる。従って、運転者は、図示しないアクセルペダルから足を離した際に、エンジンブレーキにより所望する車両の減速度を得ることができる。
【００４１】
また、内燃機関１−１がフューエルカット状態である際に、流量調整弁３６が閉弁することで、改質された燃料を含む排気ガスが内燃機関本体１０および排気経路３０を介して大気に排気されることが抑制される。つまり、内燃機関１−１がフューエルカット状態である際に、排気ガスに添加された燃料から改質触媒３１ｃにより生成された一酸化炭素（ＣＯ）などの有害物質が内燃機関本体１０の各気筒１１により燃焼されずに大気に放出されることが抑制されるので、エミッションの悪化を抑制することができる。さらに、内燃機関１−１がフューエルカット状態である際に、排気ガスに添加された燃料から改質触媒３１ｃにより生成された水素（Ｈ2）などの有害物質が内燃機関本体１０の各気筒１１により燃焼されずに大気に放出されることが抑制されるので、燃費の低下を抑制することができる。
【００４２】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−１がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。具体的には、燃料噴射弁５１から噴射される燃料による内燃機関本体１０への燃料の供給が開始されているか否かを判断する。具体的には、例えば、運転者により図示しないアクセルペダルが踏み込まれたか否かをＥＣＵ４０に入力されるアクセルペダルセンサ６０により検出されたアクセル開度に基づいて判断する。なお、処理部４２は、内燃機関１−１がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしていないと判断すると、ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０３を繰り返す。
【００４３】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−１がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしている場合は、流量調整弁３６を開弁する（ステップＳＴ１０４）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、流量調整弁３６に流量調整弁開度信号を出力することで、この流量調整弁３６の流量調整弁制御を開始する。このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１に噴射信号および燃料添加装置５５に添加信号をそれぞれ出力し、燃料噴射弁５１の噴射制御および燃料添加装置５５の添加制御を開始する。また、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、スロットルバルブ２４にバルブ開度信号を出力し、このスロットルバルブ２４のバルブ開度制御を開始する。
【００４４】
なお、燃料改質通路３１ｂに導入された排気ガスに添加された燃料は、改質触媒３１ｃにより吸熱反応を起こし、水素（Ｈ2）や一酸化炭素（ＣＯ）などが生成される。この水素（Ｈ2）や一酸化炭素（ＣＯ）を含む排気ガス、すなわち改質された燃料を含む排気ガスは、改質燃料冷却装置３５により冷却され、流量調整弁制御が開始された流量調整弁３６により排気ガス再循環量を調整されて吸気経路２０の吸気通路２２に流出する。吸気通路２２に流出した改質された燃料を含む排気ガスは、空気及び燃料噴射弁５１により噴射された燃料とともに、内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される。この際に、燃料以外に水素を含んでいるため、図示しない点火プラグが点火することで燃焼する際の燃焼速度や発熱量が向上する。これにより、この実施例１にかかる内燃機関１−１は、トルクの増加、燃費の向上、ノッキングの低減を図ることができる。また、空気および燃料以外に排気ガスを含んでいるため、図示しない点火プラグが点火することで燃焼する際の燃焼温度を低下することができるとともに、ポンプ損失を低減することができる。これにより、この実施例１にかかる内燃機関１−１は、排気ガスに含まれる有害物質であるＮＯxの低減や燃費のさらなる向上を図ることができる。
【実施例２】
【００４５】
次に、実施例２にかかる内燃機関の制御装置および制御方法について説明する。図３は、実施例２にかかる内燃機関の構成例を示す図である。同図に示す内燃機関１−２が、図１に示す内燃機関１−１と異なる点は、水素濃度検出センサ３８および逆流防止弁３９が設けられている点である。なお、図３に示す内燃機関１−２の基本的構成は、図１に示す内燃機関１−２の基本的構成と同様であるため、その説明は省略する。
【００４６】
水素濃度検出センサは、水素濃度検出手段であり、改質燃料導入通路３４内の改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素濃度Ｈを検出し、ＥＣＵ４０に出力するものである。また、逆流防止弁３９は、図示しないアクチュエータにより駆動されることで、排気通路３２と排気ガス導入通路３３との間に設けられ、開閉することで排気通路３２と排気ガス導入通路３３との連通、非連通を行うものである。この逆流防止弁３９の開閉の制御、すなわち逆流防止弁開閉制御は、ＥＣＵ４０により行われる。
【００４７】
次に、実施例２にかかる内燃機関１−２の制御装置であるＥＣＵ４０の動作について説明する。図４は、実施例２にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。なお、図２に示す実施例１にかかる内燃機関１−１の制御装置の動作と同一の動作については、簡略して説明する。
【００４８】
まず、同図に示すように、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０１）。なお、処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態でないと判断すると、ステップＳＴ２０１を繰り返す。
【００４９】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態であると判断すると、流量調整弁３６および逆流防止弁を閉弁する（ステップＳＴ２０２）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、流量調整弁３６に流量調整弁開度信号を出力あるいはこの流量調整弁開度信号の出力を停止することで、この流量調整弁３６を閉弁し、改質燃料導入通路３４と吸気通路２２とが連通しないようにする。また、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、逆流防止３９に逆流防止弁開閉信号を出力あるいはこの逆流防止弁開閉信号の出力を停止することで、この逆流防止弁３９を閉弁し、排気通路３２と排気ガス導入通路３３とが連通しないようにする。
【００５０】
このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１の噴射制御および燃料添加装置５５の添加制御を行わないことにより、内燃機関１−２への燃料の供給および排気ガスへの燃料の添加を停止し、スロットルバルブ２４を閉弁し、スロットルバルブ２４の上流側の吸気通路２２と下流側の吸気通路とが連通しないようにする。
【００５１】
ここで、上述のように、内燃機関１−２がフューエルカット状態であり、かつスロットルバルブ２４が閉弁されているため、上記実施例１と同様に、エンジンブレーキの利きが変化、特に利きが悪くなることを抑制することができる。従って、運転者は、図示しないアクセルペダルから足を離した際に、エンジンブレーキにより所望する車両の減速度を得ることができる。
【００５２】
内燃機関１−２がフューエルカット状態であると、内燃機関本体１０は駆動輪により回転させられることとなり、この内燃機関１−２の排気経路３０の排気通路に脈動が発生する。従って、逆流防止弁３９が閉弁されていない場合は、この排気通路３２に発生する脈動により、改質燃料導入通路３４内および燃料改質器３１の燃料改質通路３１ｂ内の改質された燃料を含む排気ガスや、この燃料改質通路３１ｂ内および排気ガス導入通路３３内の燃料が添加された排気ガスが排気経路３０、すなわち排気通路３２に流出することとなる。しかし、この実施例２にかかる内燃機関１−２の制御装置であるＥＣＵ４０は、内燃機関１−２がフューエルカット状態、すなわち車両の減速時に、流量調整弁３６のみならず逆流防止弁３９が閉弁する。従って、内燃機関１−２のフューエルカットによる車両の減速時においては、スロットルバルブ２４、流量調整弁３６および逆流防止弁３９が閉弁することとなり、排気通路３２に発生する脈動により、改質された燃料が含まれる排気ガスおよび燃料が添加された排気ガスが排気通路３２に流出することを抑制することができる。
【００５３】
これにより、内燃機関１−２がフューエルカット状態である際に、排気ガスに添加された燃料から改質触媒３１ｃにより生成された一酸化炭素（ＣＯ）などの有害物質が内燃機関本体１０の各気筒１１により燃焼されずに大気に放出されることが、流量調整弁３６のみを閉弁した場合と比較してさらに抑制されるので、ミッションの悪化をさらに抑制することができる。また、内燃機関１−２がフューエルカット状態である際に、排気ガスに添加された燃料から改質触媒３１ｃにより生成された水素（Ｈ2）などの有害物質が内燃機関本体１０の各気筒１１により燃焼されずに大気に放出されることが流量調整弁３６のみを閉弁した場合と比較してさらに抑制されるので、燃費の低下をさらに抑制することができる。また、内燃機関１−２がフューエルカット状態である際に、逆流防止弁３９を閉弁することで、燃料改質通路３１ｂに外部から排気経路３０の排気通路３２に流入した温度の低い大気が導入されないため、燃料改質器３１の温度Ｔの低下を抑制することができ、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰した際における排気ガスに添加された燃料の燃料改質の効率低下を抑制することができる。
【００５４】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳＴ２０３）。なお、処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしていないと判断すると、ステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２０３を繰り返す。
【００５５】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしている場合は、改質燃料導入通路３４内の水素濃度Ｈを取得する（ステップＳＴ２０４）。つまり、水素濃度検出手段である水素濃度検出センサ３８により検出された改質燃料導入通路３４内の改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素濃度Ｈを取得する。このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１に噴射信号を出力し、燃料噴射弁５１の噴射制御を開始する。また、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、スロットルバルブ２４にバルブ開度信号を出力し、このスロットルバルブ２４のバルブ開度制御を開始する。
【００５６】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された水素濃度Ｈが予め記憶部４３に記憶されていた所定濃度Ｈ１以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０５）。ここで、所定濃度Ｈ１は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰し、流量調整弁３６を開弁した際における排気ガス再循環量に対して十分な水素濃度Ｈである。例えば、改質触媒３１ｃによりこの燃料が最大限に改質された際における排気ガスに対する水素濃度Ｈである。
【００５７】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された水素濃度Ｈが所定濃度Ｈ１以上の場合は、流量調整弁３６および逆流防止弁３９を開弁する（ステップＳＴ２０６）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、流量調整弁３６に流量調整弁開度信号および逆流防止弁３９に逆流防止弁開閉信号を出力することで、この流量調整弁３６の流量調整弁制御を開始し、この逆流防止弁３９を開弁する。このとき、処理部４２は、燃料添加装置５５に添加信号を出力し、燃料添加装置５５の添加制御を開始する。
【００５８】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された水素濃度Ｈが所定濃度Ｈ１未満の場合は、改質された燃料を含む排気ガスに水素が多く含まれるようにする。具体的には、まず、ＥＣＵ４０の処理部４２は、燃料改質器３１の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ２０７）。つまり、改質器温度検出手段である改質触媒温度センサ３１ｄにより検出された改質触媒３１ｃの温度を取得する。
【００５９】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された温度Ｔが予め記憶部４３に記憶されていた所定温度Ｔ１以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０８）。ここで、所定温度Ｔ１は、改質触媒３１ｃの活性化に必要な温度（例えば６００℃）である。なお、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された温度Ｔが所定温度Ｔ１未満の場合は、ステップＳＴ２０７を繰り返す。ここで、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰している際には、この内燃機関本体１０から排気通路３２に高温の排気ガスが排気されており、この排気ガスが燃料改質器３１を通過するため、この燃料改質器３１の温度Ｔを上昇させることができる。
【００６０】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された温度Ｔが所定温度Ｔ１以上である場合は、燃料添加装置５５に添加信号を出力し、燃料添加装置５５の添加制御を開始し、排気ガスに燃料を添加する（ステップＳＴ２０９）。これにより、温度Ｔが所定温度Ｔ１以上となり、改質触媒３１ｃが活性化している燃料改質器３１に燃料が添加された排気ガスが導入されるため、この改質触媒３１ｃにより排気ガスに添加された燃料から水素が生成される。そして、ＥＣＵ４０の処理部４２は、再び改質燃料導入通路３４内の水素濃度Ｈを取得し（ステップＳＴ２０４）、取得された水素濃度Ｈが所定濃度Ｈ１以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０５）。
【００６１】
以上のように、改質された燃料を含む排気ガスに対する水素濃度Ｈが所定濃度Ｈ１以上、すなわち改質された燃料を含む排気ガスに十分な水素が含まれている場合に流量調整弁３６および逆流防止弁３９を開弁する。従って、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰し、改質された燃料を含む排気ガスを吸気通路２２、すなわち内燃機関本体１０の各気筒１１に導入する際に、改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素が少ないことにより発生するノッキングなどを抑制することができる。
【００６２】
なお、上記実施例２では、燃料改質器３１の温度Ｔ、すなわち改質触媒３１ｃの温度に基づいて、燃料添加装置５５の添加制御を行う場合について説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、内燃機関１−２の運転状態に応じて変化する排気ガス（燃料改質通路３１ｂに導入される燃料が添加された排気ガス、あるいは内燃機関本体１０から排気される排気ガスなど）の温度に基づいて燃料添加装置５５の添加制御を行っても良い。
【実施例３】
【００６３】
次に、実施例３にかかる内燃機関の制御装置および制御方法について説明する。ここで、実施例３にかかる内燃機関の構成例は、図３に示す実施例２にかかる内燃機関の構成例とほぼ同様であるので、その説明は省略する。
【００６４】
次に、実施例３にかかる内燃機関１−２の制御装置であるＥＣＵ４０の動作について説明する。図５は、実施例３にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。なお、図２に示す実施例１にかかる内燃機関１−１の制御装置の動作と同一の動作については、簡略して説明する。
【００６５】
まず、同図に示すように、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ３０１）。なお、処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態でないと判断すると、ステップＳＴ３０１を繰り返す。
【００６６】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態であると判断すると、流量調整弁３６および逆流防止弁を閉弁する（ステップＳＴ３０２）。このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１の噴射制御および燃料添加装置５５の添加制御を行わないことにより、内燃機関１−２への燃料の供給および排気ガスへの燃料の添加を停止し、スロットルバルブ２４を閉弁する。
【００６７】
ここで、上述のように、内燃機関１−２がフューエルカット状態であり、かつスロットルバルブ２４が閉弁されているため、上記実施例１と同様に、エンジンブレーキの利きが変化、特に利きが悪くなることを抑制することができる。従って、運転者は、図示しないアクセルペダルから足を離した際に、エンジンブレーキにより所望する車両の減速度を得ることができる。
【００６８】
また、内燃機関１−２がフューエルカット状態、すなわち車両の減速時に、流量調整弁３６のみならず逆流防止弁３９が閉弁されているため、上記実施例２と同様に、ミッションの悪化および燃費の低下をさらに抑制することができる。
【００６９】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳＴ３０３）。なお、処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしていないと判断すると、ステップＳＴ３０１〜ステップＳＴ３０３を繰り返す。
【００７０】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する条件を満たしている場合は、内燃機関１−２の空燃比が安定したか否かを判断する（ステップＳＴ３０４）。このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１に噴射信号を出力し、燃料噴射弁５１の噴射制御を開始する。また、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、スロットルバルブ２４にバルブ開度信号を出力し、このスロットルバルブ２４のバルブ開度制御を開始する。
【００７１】
ここで、処理部４２は、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰する際に、機関回転数および吸入空気量と記憶部４３に記憶されている燃料噴射量マップとに基づいて、内燃機関１−２をストイキ（λ＝１）で運転、すなわち空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁５１から内燃機関１−２に燃料を供給する。しかし、実際の内燃機関１−２の空燃比は、この算出された燃料噴射量に基づいて内燃機関１−２に燃料を供給しても理論空燃比とならない場合がある。従って、処理部４２は、Ａ／Ｆセンサ３７により検出された空燃比に基づいて燃料噴射量を算出、すなわちフィードバック制御を行い内燃機関１−２の空燃比を安定させる。つまり、処理部４２は、Ａ／Ｆセンサ３７により検出された空燃比が理論空燃比となったか否かを判断する。なお、処理部４２は、内燃機関１−２の空燃比が安定していないと判断すると、ステップＳＴ３０４を繰り返す。
【００７２】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、改質燃料導入通路３４内の水素濃度Ｈを取得する（ステップＳＴ３０５）。
【００７３】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された水素濃度Ｈに基づいて内燃機関１−２の吸気経路２０、すなわち吸気通路２２に導入される水素量Ｈ´を算出する（ステップＳＴ３０６）。具体的には、処理部４２は、取得された水素濃度Ｈと機関回転数および吸入空気量と記憶部４３に記憶されている排気ガス再循環量マップとに基づいて算出される排気ガス再循環量とに基づいて算出する。
【００７４】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、算出された水素量Ｈ´に基づいて燃料供給量、すなわち燃料噴射量を補正する（ステップＳＴ３０７）。具体的には、処理部４２は、流量調整弁３６が開かれる際に、内燃機関１−２の吸気経路２０を介して内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される水素量Ｈ´に基づいて燃料噴射量を内燃機関１−２がストイキ運転できる、すなわち内燃機関１−２の空燃比が理論空燃比となるように減量補正する。
【００７５】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、流量調整弁３６および逆流防止弁３９を開弁する（ステップＳＴ３０８）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して、流量調整弁３６に流量調整弁開度信号および逆流防止弁３９に逆流防止弁開閉信号を出力することで、この流量調整弁３６の流量調整弁制御を開始し、この逆流防止弁３９を開弁する。このとき、処理部４２は、上記減量補正された燃料噴射量の燃料が内燃機関１−２に供給されるように、燃料噴射弁５１に噴射信号を出力し、燃料噴射弁５１の噴射制御を行う。また、処理部４２は、燃料添加装置５５に添加信号を出力し、燃料添加装置５５の添加制御を開始する。なお、処理部４２は、上記減量補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁５１が噴射制御された後は、通常の噴射制御を行う。
【００７６】
以上のように、内燃機関１−２の空燃比が安定した後に、流量調整弁３６および逆流防止弁３９を開弁し、改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関１−２の吸気経路２０を介して内燃機関本体１０の各気筒１１に導入する。従って、流量調整弁３６が開弁し、改質された燃料を含む排気ガスが燃料とともに各気筒１１に導入されても、内燃機関１−２の空燃比を短時間で理論空燃比とすることができる。また、内燃機関１−２の吸気経路２０を介して内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される水素量Ｈ´に基づいて燃料噴射量を減量補正する。従って、流量調整弁３６が開弁し、改質された燃料を含む排気ガスが燃料とともに各気筒１１に導入されても、内燃機関１−２の空燃比が理論空燃比から大きくずれることを抑制することができる。これらにより、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰し、流量調整弁３６が開弁する際において、エミッションが悪化することを抑制することができる。
【００７７】
なお、上記実施例３においては、流量調整弁３６および逆流防止弁３９を徐々に開弁しても良い。具体的には、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰し、流量調整弁３６が開弁する際において、内燃機関１−２の空燃比が安定した後に、ＥＣＵ４０は、流量調整弁３６が算出された開度に徐々になるように流量調整弁開度制御を行い、逆流防止弁３９が徐々に全開となるように逆流防止弁開閉制御を行う。従って、内燃機関１−２の吸気経路２０を介して内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される改質された燃料を含む排気ガスの量は徐々に増え、内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される水素量が徐々に増えるので、内燃機関１−２の空燃比が理論空燃比から大きくずれることを抑制することができる。これらにより、内燃機関１−２がフューエルカット状態から復帰し、流量調整弁３６が開弁する際において、エミッションが悪化することを抑制することができる。
【００７８】
なお、上記実施例２および３では、ＥＣＵ４０により逆流防止弁開閉制御が行われる逆流防止弁３９を排気通路３２と排気ガス導入通路３３との間に設けたがこれに限定されるものではない。排気通路３２内の圧力と排気ガス導入通路３３内の圧力との差により開閉する逆止弁を設けても良い。
【００７９】
また、上記実施例２および３では、Ａ／Ｆセンサ３７が設けられているので、ＥＣＵ４０は、内燃機関１−２の運転はストイキ運転に限られず、例えばリーン運転であっても良い。また、ＥＣＵ４０が内燃機関１−２をストイキ運転する場合は、Ａ／Ｆセンサ３７の代わりにＯ2センサを用いても良い。
【実施例４】
【００８０】
次に、実施例４にかかる内燃機関の制御装置および制御方法について説明する。ここで、実施例４にかかる内燃機関の構成例は、図１に示す実施例１にかかる内燃機関の構成例とほぼ同様であるので、その説明は省略する。
【００８１】
次に、実施例４にかかる内燃機関１−１の制御装置であるＥＣＵ４０の動作について説明する。図６は、実施例４にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。
【００８２】
まず、同図に示すように、ＥＣＵ４０の処理部４２は、内燃機関１−１が搭載されている車両が減速中であるか否かを判断する（ステップＳＴ４０１）。具体的には、図示しない車両に設けられた車速センサが検出した車速の単位時間当たりの変化や、運転者が図示しないアクセルペダルから足を離したか否か、すなわちＥＣＵ４０に入力されるアクセルペダルセンサ６０により検出されたアクセル開度が０あるいはほぼ０となったか否かなどに基づいて判断することができる。
【００８３】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、この車両が減速中であると判断すると、車両の実減速度を取得する（ステップＳＴ４０２）。具体的には、処理部４２は、車速センサが検出した車速の単位時間当たりの変化や、角度センサにより検出された単位時間当たりの機関回転数の変化とこの内燃機関１−１の図示しないクランクシャフトが連結されている変速機の現在の減速比（変速比）とから算出することができる。なお、この減速比は、図示しないポジションセンサから検出された変速機の現在のポジションと車速センサが検出した現在の車速とに基づいて取得することができる。このとき、処理部４２は、燃料噴射弁５１の噴射制御および燃料添加装置５５の添加制御を行わないことにより、内燃機関１−２への燃料の供給および排気ガスへの燃料の添加を停止し、スロットルバルブ２４を閉弁し、スロットルバルブ２４の上流側の吸気通路２２と下流側の吸気通路とが連通しないようにする。
【００８４】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得した実減速度と要求減速度とが同じであるか否かを判断する（ステップＳＴ４０３）。ここで、要求減速度とは、エンジンブレーキにより車両の走行状態、すなわち車両の車速に基づいて必要とされる減速度である。この要求減速度は、車速センサより検出された車両の現在の車速、あるいは角度センサにより検出された現在の機関回転数と現在の減速比とにより算出することができる。なお、要求減速度は、車両の車速が高い場合に減速度が大きいと急激な減速となり、運転者に違和感を与えないようにするために算出されるものである。
【００８５】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得した実減速度と要求減速度とが同じであると判断すると、流量調整弁３６の現在の開度を維持する（ステップＳＴ４０４）。これにより、流量調整弁３６が開弁している状態においてスロットルバルブが閉弁していることで得られるポンプ損失により発生するエンジンブレーキによる車両の実減速度が要求減速度と同一のまま維持される。
【００８６】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得した実減速度と要求減速度とが同じでないと判断すると、取得した実減速度が要求減速度よりも大きいか否かを判断する（ステップＳＴ４０５）。
【００８７】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得した実減速度が要求減速度よりも大きいと判断すると、流量調整弁３６の開度を増加する（ステップＳＴ４０６）。従って、改質燃料導入通路３４が連通しているスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２が負圧となると、この改質燃料導入通路３４内の改質された燃料を含む排気ガスが内燃機関１−１の吸気経路２０、すなわちこのスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２に多く導入されることとなる。これにより、流量調整弁３６が開弁している状態においてスロットルバルブが閉弁していることで得られるポンプ損失が小さくなり、発生するエンジンブレーキが小さくなり、車両の実減速度が減少する。そして、ＥＣＵ４０の処理部４２は、再び車両の実減速度を取得し（ステップＳＴ４０２）、取得した実減速度と要求減速度とが同じであるか否かを判断する（ステップＳＴ４０３）。
【００８８】
次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得した実減速度が要求減速度よりも大きくないと判断すると、流量調整弁３６の開度を減少する（ステップＳＴ４０７）。従って、改質燃料導入通路３４が連通しているスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２が負圧となると、この改質燃料導入通路３４内の改質された燃料を含む排気ガスが内燃機関１−１の吸気経路２０、すなわちこのスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２にあまり導入されなくなる。これにより、流量調整弁３６が開弁している状態においてスロットルバルブが閉弁していることで得られるポンプ損失が大きくなり、発生するエンジンブレーキが大きくなり、車両の実減速度が増加する。そして、ＥＣＵ４０の処理部４２は、再び車両の実減速度を取得し（ステップＳＴ４０２）、取得した実減速度と要求減速度とが同じであるか否かを判断する（ステップＳＴ４０３）。
【００８９】
以上のように、ＥＣＵ４０は、車両の減速時おける実減速度と要求減速度との差に基づいて、流量調整弁３６の開度を調整する。つまり、ＥＣＵ４０は、流量調整弁３６が開弁している状態においてスロットルバルブ２４が閉弁していることで得られるポンプ損失により発生するエンジンブレーキによる車両の実減速度が要求減速度と同一となるように流量調整弁３６の開度を調整する。これにより、車両の減速時に要求される要求減速度に対するエンジンブレーキの利きの変化を抑制することができる。従って、エンジンブレーキにより車両の走行状態に応じて要求される車両の減速度を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、この発明にかかる内燃機関の制御装置および制御方法は、排気ガスに添加された燃料を改質する燃料改質器を備える内燃機関に有用であり、特に、内燃機関の減速時におけるエンジンブレーキの利きの変化を抑制するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施例１にかかる内燃機関の構成例を示す図である。
【図２】実施例１にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。
【図３】実施例２にかかる内燃機関の構成例を示す図である。
【図４】実施例２にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。
【図５】実施例３にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。
【図６】実施例４にかかる内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１−１，１−２  内燃機関
１０  内燃機関本体
１１  気筒
２０  吸気経路
２１  エアクリーナー
２２  吸気通路
２３  エアフロメータ
２４  スロットルバルブ
３０  排気経路
３１  燃料改質器
３１ａ  中空部
３１ｂ  燃料改質通路
３１ｃ  改質触媒
３１ｄ  改質触媒温度センサ（改質器温度検出手段）
３２  排気通路
３３  排気ガス導入通路
３４  改質燃料導入通路
３５  改質燃料冷却装置
３６  流量調整弁
３７  Ａ／Ｆセンサ
３８  水素濃度検出センサ（水素濃度検出手段）
３９  逆流防止弁
５１  燃料噴射弁
５２  燃料タンク
５３  燃料ポンプ
５４  燃料通路
５５  燃料添加装置（燃料添加手段）
５６  分岐通路
【図１】
2006029296.tif 000003
【図２】
2006029296.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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