(57)【要約】【課題】この発明は、アルコールとガソリンとの混合燃料によって運転可能な内燃機関であって、燃費性能および耐久性に優れた内燃機関を提供することを目的とする。【解決手段】ガソリンとエタノールとの混合燃料を、分離器４０で、高濃度エタノールと、高濃度ガソリンとに分離する。分岐管３０により取り出された排気ガス中に、改質用燃料供給装置３２により、高濃度エタノールを改質用燃料として供給する。高濃度エタノールと排気ガスとは、熱交換器２４内の改質室２６に担持された燃料改質触媒の作用により、改質反応を起こし、Ｈ２およびＣＯを含む改質ガスが生成する。この改質ガスが改質ガス導管３４を通って、内燃機関１０の吸気管１２内に供給される。また、分離された高濃度エタノールと高濃度ガソリンとは、混合器４４で再度混合され、燃料噴射装置１８により、内燃機関１０に供給される。【選択図】図１
2008038739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールとガソリンとの混合燃料によって運転可能な内燃機関であって、
排気ガスと熱交換可能に設けられた燃料改質触媒と、
前記混合燃料を、アルコール濃度を高めた高濃度アルコールと、ガソリン濃度を高めた高濃度ガソリンとに分離する分離手段と、
前記高濃度アルコールと排気ガスの一部とを前記燃料改質触媒に供給する改質用燃料供給手段と、
前記燃料改質触媒に供給された前記高濃度アルコールと排気ガスとが改質反応してなる改質ガスを前記内燃機関の吸気に供給する改質ガス供給手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記高濃度ガソリンと、前記高濃度アルコールとを前記内燃機関で燃焼させるために前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、
前記内燃機関への前記高濃度ガソリンと前記高濃度アルコールとの供給比率を前記内燃機関の運転状態および／または環境条件に応じて制御する供給比率制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
外気温または機関代表温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記供給比率制御手段は、機関始動時に、外気温または機関代表温度が所定値より低い場合には、そうでない場合に比して、前記高濃度ガソリンの供給比率を高くして前記高濃度アルコールの供給比率を低くすることを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項４】
前記供給比率制御手段は、暖機完了後の通常運転時には、暖機完了前に比して、前記高濃度アルコールの供給比率を高くして前記高濃度ガソリンの供給比率を低くすることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関。
【請求項５】
前記燃料供給手段は、
前記高濃度ガソリンと前記高濃度アルコールとを混合する混合手段と、
前記混合手段により混合された再混合燃料を前記内燃機関に供給する再混合燃料供給手段と、
を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に係り、特に、アルコールとガソリンとの混合燃料によって運転可能な内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−９２５２０号公報には、内燃機関の排気通路から取り出されたＥＧＲガスに燃料（ガソリン）を添加し、そのガスを燃料改質触媒に通すことにより、添加された燃料を水蒸気改質反応により水素および一酸化炭素に転換させた上で、その水素および一酸化炭素を含むＥＧＲガスを吸気通路へ還流させる排気リフォーマシステムが開示されている。上記の水蒸気改質反応は吸熱反応であり、その反応熱は排気ガスとの熱交換により供給される。つまり、この排気リフォーマシステムによれば、排気熱を回収して燃料を水蒸気改質させることにより、元の燃料の熱量よりも大きな熱量を有する水素および一酸化炭素を生成させることができる。このため、内燃機関の熱効率の向上が図れる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９２５２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１３２３６８号公報
【特許文献３】特開２００６−１４４７３６号公報
【特許文献４】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】
しかしながら、上記従来のシステムにおいては、ガソリンに含まれる硫黄分の影響で、燃料改質触媒が被毒劣化し易いため、燃料改質触媒の耐久性が問題となり易い。
【０００５】
また、ガソリンの改質反応は、非常に吸熱量の多い反応である。このため、上記従来のシステムにおいて、改質反応を効率良く起こさせるには、燃料改質触媒を例えば６００℃程度の高温にする必要がある。よって、排気温度の高い高負荷運転時（例えば高速走行時）でないと、燃料を改質しにくいという問題がある。
【０００６】
また、燃料改質触媒では、燃料中の炭素が析出して触媒表面を覆うコーキングが発生し易い。このコーキングが、燃料改質触媒の耐久性に悪影響を及ぼすという問題もある。
【０００７】
ところで、近年では、サトウキビ、トウモロコシ、木材などから抽出されるバイオ燃料の利用が促進されているため、今後は、バイオ燃料であるアルコールをガソリンに混合した混合燃料の普及が予測されている。このため、混合燃料を使用する内燃機関の燃費、エミッション、耐久性などの各種の性能をより一層向上することのできる最適なシステムの開発が望まれている。
【０００８】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、アルコールとガソリンとの混合燃料によって運転可能な内燃機関であって、燃費性能および耐久性に優れた内燃機関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】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、アルコールとガソリンとの混合燃料によって運転可能な内燃機関であって、
排気ガスと熱交換可能に設けられた燃料改質触媒と、
前記混合燃料を、アルコール濃度を高めた高濃度アルコールと、ガソリン濃度を高めた高濃度ガソリンとに分離する分離手段と、
前記高濃度アルコールと排気ガスの一部とを前記燃料改質触媒に供給する改質用燃料供給手段と、
前記燃料改質触媒に供給された前記高濃度アルコールと排気ガスとが改質反応してなる改質ガスを前記内燃機関の吸気に供給する改質ガス供給手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記高濃度ガソリンと、前記高濃度アルコールとを前記内燃機関で燃焼させるために前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、
前記内燃機関への前記高濃度ガソリンと前記高濃度アルコールとの供給比率を前記内燃機関の運転状態および／または環境条件に応じて制御する供給比率制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第２の発明において、
外気温または機関代表温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記供給比率制御手段は、機関始動時に、外気温または機関代表温度が所定値より低い場合には、そうでない場合に比して、前記高濃度ガソリンの供給比率を高くして前記高濃度アルコールの供給比率を低くすることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記供給比率制御手段は、暖機完了後の通常運転時には、暖機完了前に比して、前記高濃度アルコールの供給比率を高くして前記高濃度ガソリンの供給比率を低くすることを特徴とする。
【００１３】
また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記燃料供給手段は、
前記高濃度ガソリンと前記高濃度アルコールとを混合する混合手段と、
前記混合手段により混合された再混合燃料を前記内燃機関に供給する再混合燃料供給手段と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、アルコールとガソリンとの混合燃料から、アルコール濃度を高めた高濃度アルコールを分離し、その高濃度アルコールと内燃機関の排気ガスの一部とを燃料改質触媒に供給して改質反応を起こさせることで、改質ガスを得ることができる。そして、その改質ガスを内燃機関の吸気に供給して、内燃機関で燃焼させることができる。第１の発明によれば、改質ガスを利用することで、排気熱を回収できるとともに、大量ＥＧＲが可能となり、また、ノッキングもしにくくなる。このため、燃費性能を向上することができる。また、第１の発明によれば、硫黄分をほとんど含まない高濃度アルコールを改質用燃料として使用することにより、燃料改質触媒の硫黄被毒を防止することができる。更に、含酸素燃料であるアルコールはコーキングを起こしにくいので、燃料改質触媒でコーキングが発生することを防止することもできる。また、高濃度アルコールの改質用燃料とする場合には、燃料改質触媒が比較的低温の状態であっても、改質反応を効率良く起こさせることができる。このため、高負荷運転域だけでなく、低中負荷運転域を含む広い運転領域において、改質ガス利用によるメリットを享受することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、内燃機関への、高濃度ガソリンと高濃度アルコールとの供給比率を、内燃機関の運転状態や環境条件に応じて制御することができる。よって、第２の発明によれば、運転状態や環境条件に応じた最適な供給比率でガソリンとアルコールとを内燃機関に供給して運転することができる。このため、アルコールを内燃機関の燃料として使用する場合のメリットを十分に生かしつつ、デメリットを抑制することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、機関始動時に、外気温または機関代表温度が所定値より低い場合には、そうでない場合に比して、高濃度ガソリンの供給比率を高くして高濃度アルコールの供給比率を低くすることができる。すなわち、第３の発明によれば、始動性の悪化が懸念される低温時には、気化しにくいアルコールの供給比率を低くし、気化し易いガソリンの供給比率を高くすることができる。このため、低温時であっても、始動性が悪化することを確実に回避することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、暖機完了後の通常運転時には、暖機完了前に比して、高濃度アルコールの供給比率を高くして高濃度ガソリンの供給比率を低くすることができる。すなわち、第４の発明によれば、暖機完了前には、気化しくいアルコールの供給比率を比較的低くしガソリンの供給比率を比較的高くすることができる。このため、暖機完了前の低温時であっても、内燃機関を安定して運転することができる。また、暖機が完了した後には、アルコールの供給比率を比較的高くしガソリンの供給比率を比較的低くすることができる。このため、アルコールのノッキング防止効果およびＮＯｘ低減効果を顕著に発揮させることができ、燃費性能の向上とＮＯｘ排出量の低減とが図れる。
【００１８】
第５の発明によれば、高濃度ガソリンと高濃度アルコールとを再度混合し、得られた再混合燃料を内燃機関に供給することができる。これにより、高濃度ガソリンと高濃度アルコールとに別々の燃料噴射装置を設ける必要がなく、共用が可能となるので、コストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、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図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。本システムは、以下に説明するように、エタノールとガソリンとを混合した燃料の給油を受けて、内燃機関１０を運転することができる。内燃機関１０で使用する混合燃料のエタノール割合は特に限定されないが、例えばエタノール割合が５〜８５質量％（Ｅ５〜Ｅ８５）程度の混合燃料を好適に使用することができる。
【００２０】
なお、本実施形態では、エタノールとガソリンとの混合燃料を使用するシステムを例に説明するが、本発明は、メタノールなどの他のアルコールとガソリンとの混合燃料を使用するシステムに適用することも可能である。
【００２１】
吸気管１２は、吸気マニホールド１４を介して、内燃機関１０の各気筒に接続されている。吸気管１２の途中には、吸入空気量を制御するスロットル弁１６が設置されている。
【００２２】
吸気マニホールド１４の集合部には、燃料噴射装置１８が設けられている。なお、図示の構成と異なり、各気筒の吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射装置や、各気筒内に直接に燃料を噴射する燃料噴射装置を用いるようにしてもよい。
【００２３】
排気管２０は、排気マニホールド２２を介して、内燃機関１０の各気筒に接続されている。排気管２０の途中には、熱交換器２４が設置されている。熱交換器２４内には、改質室２６と、排気通路２８とが形成されている。この改質室２６と、排気通路２８とは、隔壁により隔てられており、排気管２０から流入した排気ガスは、排気通路２８を通過する。
【００２４】
改質室２６には、燃料改質触媒が担持されている。この燃料改質触媒の成分としては、例えば、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ等が好ましく用いられる。熱交換器２４によれば、排気通路２８を通過する排気ガスの熱により、改質室２６（燃料改質触媒）を加熱することができる。
【００２５】
熱交換器２４の上流側の排気管２０には、排気ガスの一部を取り出すための分岐管３０の一端が接続されている。この分岐管３０の他端は、熱交換器２４の改質室２６に連通している。分岐管３０の途中には、分岐管３０内を通る排気ガス中に燃料を噴射する改質用燃料供給装置３２が設置されている。
【００２６】
分岐管３０により取り出された排気ガスと、改質用燃料供給装置３２から噴射された燃料とは、改質室２６に流入し、燃料改質触媒の作用により、後述する改質反応を起こす。この改質反応により生成された改質ガスは、改質ガス導管３４を通って、吸気管１２内に導入され、吸入空気と混合する。改質ガス導管３４の、吸気管１２への接続部付近には、吸入空気への改質ガスの混合割合を調整するための流量調整弁３６が設置されている。
【００２７】
エタノールとガソリンとの混合燃料（以下、単に「混合燃料」という）は、燃料タンク３８に貯留されている。燃料タンク３８内の混合燃料は、分離器４０へ送られる。本実施形態のシステムが備えるこの分離器４０は、混合燃料を、高濃度エタノールと、高濃度ガソリンとに分離する機能を有するものである。ここで、高濃度エタノールとは、分離前の混合燃料に比してエタノールの割合を高めた燃料を言うものとし、高濃度ガソリンとは、分離前の混合燃料に比してガソリンの割合を高めた燃料を言うものとする。
【００２８】
分離器４０で混合燃料を高濃度エタノールと高濃度ガソリンとに分離する方法は特に限定されないが、例えば次の何れかの方法により分離することができる
（１）分離膜により分離する方法。
（２）混合燃料を加熱し、沸点の違いを利用して分離する方法（分留）。
（３）混合燃料に水を加え、水との親和性の高いエタノールを水相に移行させることによって分離する方法。
【００２９】
分離器４０で得られた高濃度エタノールは、エタノールタンク４２へ送られて一時貯留される。そして、エタノールタンク４２内の高濃度エタノールは、改質用燃料供給装置３２へ送られ、改質用燃料供給装置３２により、分岐管３０を通る排気ガス中に噴射される。
【００３０】
また、本実施形態のシステムは、分離された高濃度エタノールと高濃度ガソリンとを再度混合する混合器４４を有している。すなわち、エタノールタンク４２内の高濃度エタノールは、混合器４４へも送られる。そして、混合器４４内では、その高濃度エタノールと、分離器４０で得られた高濃度ガソリンとが混合される。この混合器４４は、高濃度エタノールと高濃度ガソリンとの混合割合を自由に調整可能になっている。
【００３１】
混合器４４で高濃度エタノールと高濃度ガソリンとを混合して得られた燃料（以下「再混合燃料」という）は、燃料ライン４６を通って、燃料噴射装置１８へ送られ、燃料噴射装置１８により噴射される。
【００３２】
本実施形態のシステムは、更に、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述したスロットル弁１６、燃料噴射装置１８、改質用燃料供給装置３２、流量調整弁３６、分離器４０、混合器４４を初め、内燃機関１０に設けられた各種のアクチュエータが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ５０には、外気温を検出する外気温センサ５２、冷却水温を検出する冷却水温センサ５４のほか、クランク角センサ、エアフローメータなど、内燃機関１０に設けられた各種のセンサが電気的に接続されている。
【００３３】
以上説明した本実施形態のシステムによれば、混合燃料から高濃度エタノールを分離し、その高濃度エタノールを改質用燃料として排気ガスとともに改質室２６へ供給することができる。そして、改質室２６では、燃料改質触媒の作用により、高濃度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。これにより、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とが生成される。この改質反応の化学反応式は、下記の通りである。
【００３４】
C2H5OH＋0.4CO2＋0.6H2O＋2.3N2＋Q1→3.6H2＋2.4CO＋2.3N2  ・・・（１）
【００３５】
上記（１）式中のQ1は、上記改質反応により吸収される反応熱である。すなわち、上記改質反応は吸熱反応であるので、上記（１）式の右辺で表される改質ガスの有する熱量は、同式の左辺で表される反応前のエタノールが有する熱量よりも大きくなる。熱交換器２４では、排気通路２８を通過する排気ガスの熱を改質室２６（燃料改質触媒）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、本システムでは、排気ガスの熱を回収し、その熱を利用して、燃料（エタノール）をより熱量の大きい物質（Ｈ２およびＣＯ）に転換することができる。
【００３６】
上記の改質反応により得られた改質ガスは、前述したように、改質ガス導管３４を通って、吸気に混合される。このため、改質ガス中のＨ２およびＣＯは、内燃機関１０の気筒内で、燃料噴射装置１８から噴射された燃料とともに燃焼する。上述したとおり、改質ガスは、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。
【００３７】
本システムにおいて、改質ガスを吸気に供給することは、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、本システムの内燃機関１０では、改質ガス中のＨ２の作用により、そのＥＧＲ限界を高めることができる。Ｈ２は高い燃焼性を有しており、燃焼速度が速いので、筒内の燃焼を改善し、安定化させることができるからである。つまり、内燃機関１０では、改質ガスを筒内で燃焼させることにより、ＥＧＲ限界が高まる。このため、大量ＥＧＲ、すなわち大量の改質ガスを吸気に供給することが可能となる。その結果、ポンピングロスを大幅に低減して燃費性能を更に改善することができるとともに、燃焼温度を低下させてＮＯｘ排出量を大幅に低減することができる。
【００３８】
また、Ｈ２は、ノッキングを起こしにくくする作用も有している。一般に、内燃機関では、点火時期を進角するとノッキングが起き易くなるため、燃費が最良となる点火時期であるＭＢＴ(Minimum advance for the Best Torque)よりも遅い点火時期で運転せざるを得ない場合が多い。これに対し、本システムの内燃機関１０では、改質ガス中のＨ２の作用により、ノッキングが起きにくいので、点火時期をより進角してＭＢＴに近づけることができる。このため、燃費性能を更に改善することができる。
【００３９】
このように、本システムでは、改質ガスを利用することにより、優れた燃費性能が得られるとともに、低エミッション化が図れる。更に、本システムでは、高濃度エタノールを改質用燃料として利用することにより、次のような利点がある。
【００４０】
第１の利点としては、燃料改質触媒の硫黄被毒を防止することができる。ガソリン中には硫黄分が含まれている。このため、混合燃料をそのまま改質用燃料として使用した場合には、混合燃料中のガソリンに含まれる硫黄分により、燃料改質触媒が被毒劣化し易いという問題が生ずる。これに対し、本システムによれば、硫黄分をほとんど含まない高濃度エタノールを改質用燃料として使用することができるので、燃料改質触媒の硫黄被毒を防止することができ、燃料改質触媒の耐久性を十分に確保することができる。
【００４１】
第２の利点としては、燃料改質触媒のコーキング（炭素被毒）を防止することができる。コーキングとは、燃料中の炭素分が析出して燃料改質触媒の表面を覆う現象である。コーキングが生ずると、燃料改質触媒の性能が低下する。エタノールは、含酸素燃料であるため、ガソリンと比べて、コーキングが発生しにくいという特性を有している。本システムでは、高濃度エタノールを改質用燃料として使用することができるので、燃料改質触媒でコーキングが発生することを防止することができ、燃料改質触媒の耐久性を更に向上することができる。
【００４２】
第３の利点は、ガソリンを改質する場合と比べ、低温で改質が可能となることである。ガソリンの水蒸気改質反応は、下記の反応式で表される。
【００４３】
1.56(7.6CO2＋6.8H2O＋40.8N2)＋3C7.6H13.6＋Q2
→31H2＋34.7CO＋63.6N2    ・・・（２）
【００４４】
上記（２）式で表されるガソリンの改質反応で吸熱される熱量Q2は、極めて大きい。このため、ガソリンの改質反応を起こさせるためには、燃料改質触媒の温度が高温（例えば６００℃以上）である必要があり、そのためには排気温度が高温である必要がある。よって、ガソリン、あるいはガソリンを含む混合燃料を改質用燃料とする場合には、排気温度が高くなる高負荷走行時（高速走行時など）でないと、改質反応を効率良く起こさせることができないという問題がある。
【００４５】
これに対し、前記（１）式に示したエタノールの改質反応で吸熱される熱量Q1は、比較的小さい。このため、エタノールの改質反応は、燃料改質触媒が比較的低温（例えば４００℃程度）の状態であっても、起こさせることができる。このため、高濃度エタノールを改質用燃料として使用する本システムにおいては、排気温度が比較的低い低中負荷運転域であっても、改質反応を効率良く起こさせることができる。よって、本システムによれば、改質ガス利用によるメリットを広い運転領域において享受することができる。
【００４６】
ところで、エタノールは、沸点が７８．５℃と高く、ガソリンのような低沸点成分がないので、低温では気化しにくいという特性がある。このため、内燃機関の燃料としてのエタノールには、低温時の始動性や運転性が良くないというデメリットがある。その一方で、エタノールは、オクタン価が高いため、ノッキングが発生しにくくなるというメリットがある。また、エタノールの燃焼によって内燃機関を運転する場合の方が、ガソリンの燃焼によって内燃機関を運転する場合よりも、ＮＯｘ排出量が少ないというメリットもある。
【００４７】
本システムでは、前述したとおり、分離された高濃度エタノールおよび高濃度ガソリンを混合器４４で再度混合した再混合燃料を燃焼させて内燃機関１０を運転することができる。このため、本システムでは、上述したようなエタノールのメリットおよびデメリットに鑑み、運転状態や環境条件に応じて、高濃度エタノールと高濃度ガソリンとの混合比率を最適な比率に制御することができる。
【００４８】
すなわち、始動時に外気温が低い場合には、エタノールの比率が高いと、燃料噴射装置１８から噴射された燃料が気化しにくく、始動性が悪くなる。よって、そのような場合には、混合器４４での混合比率を、高濃度ガソリンの比率が高くなるように制御することとした。
【００４９】
図２は、上記の機能を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図２に示すルーチンによれば、まず、機関始動指令が出されたか否かが判別される（ステップ１００）。機関始動指令が出されたと判別された場合には、次に、外気温センサ５２で検出される外気温が読み込まれ（ステップ１０２）、その外気温が所定の判定値と比較される（ステップ１０４）。
【００５０】
上記ステップ１０４において、外気温が上記判定値より低いと判別された場合には、エタノールの供給比率を減らさないと、始動性が悪化するおそれがあると判断できる。そこで、この場合には、混合器４４での高濃度エタノール混合比率を通常時より減らし、高濃度ガソリン混合比率が通常時より高くなるように、混合器４４の作動が制御される（ステップ１０６）。その後、内燃機関１０の始動が実行される（ステップ１０８）。
【００５１】
一方、上記ステップ１０４において、外気温が判定値以上であると判別された場合には、エタノールの供給比率を減らさなくても、始動性に問題はないと判断できる。そこで、上記ステップ１０６の処理を実行することなく、通常通りの高濃度エタノールと高濃度ガソリンとの混合比率で、内燃機関１０の始動が実行される（ステップ１０８）。
【００５２】
以上説明した図２のルーチンの処理によれば、始動時の外気温が低く、始動性の悪化が懸念される場合には、内燃機関１０に供給されるエタノールの比率を低く、ガソリンの比率を高くすることができる。よって、これにより、気化し易いガソリンの供給比率を高めることができるので、始動性の悪化を防止することができる。
【００５３】
なお、上記ステップ１０６では、高濃度エタノールと高濃度ガソリンとの混合比率を外気温に応じて段階的または連続的に変化させるようにしてもよい。また、上述したルーチンでは、外気温に基づいて制御しているが、機関代表温度（例えば冷却水温）に基づいて制御してもよい。すなわち、機関代表温度が所定値より低い場合に、始動性の悪化を回避するべく、上記ステップ１０６の処理を実行するようにしてもよい。
【００５４】
ところで、上述した機関始動時と同様に、内燃機関１０の暖機完了前の低温時も、エタノールの比率が高いと、燃料噴射装置１８から噴射された燃料が気化しにくく、運転性が悪くなり易い。そこで、本実施形態では、この場合も、混合器４４での混合比率を、高濃度ガソリンの比率が高くなるように制御することとした。
【００５５】
一方、内燃機関１０の暖機完了後の通常運転時は、混合器４４での混合比率を、高濃度エタノールの比率が高くなるように制御することとした。高濃度エタノールの比率を高くすると、ノッキングしにくくなるので、点火時期をＭＢＴ近くまで進角することができ、熱効率の向上が図れる。また、ＮＯｘ排出量も低減することができる。
【００５６】
図３は、上記の機能を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図３に示すルーチンによれば、まず、冷却水温センサ５４で検出される冷却水温が読み込まれ（ステップ１１０）、その冷却水温に基づいて、暖気が完了したか否かが判別される（ステップ１１２）。
【００５７】
上記ステップ１１２において、冷却水温が所定の判定値より低かった場合には、暖機が完了していないと判断できる。そこで、この場合には、混合器４４での高濃度エタノール混合比率を通常時より減らし、高濃度ガソリン混合比率が通常時より高くなるように、混合器４４の作動が制御される（ステップ１１４）。これにより、気化し易いガソリンの供給比率を高めることができるので、暖気完了前であっても、内燃機関１０を安定して運転することができる。
【００５８】
一方、上記ステップ１１２において、冷却水温が上記判定値より高かった場合には、暖機が完了していると判断できる。この場合には、混合器４４の作動が通常通りに制御される（ステップ１１６）。すなわち、暖機完了前に比して、高濃度エタノール混合比率が高くされ、高濃度ガソリン混合比率が低くされる。これにより、エタノールのノッキング防止効果が顕著に発揮されるので、点火時期をＭＢＴ近くまで進角することができ、燃費性能を改善することができる。また、エタノールのＮＯｘ低減効果が顕著に発揮されるので、ＮＯｘ排出量を低減することもできる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態１では、高濃度エタノールと高濃度ガソリンとを再混合した上で燃料噴射装置１８により内燃機関１０に供給することとしているが、本発明では、高濃度エタノールと高濃度ガソリンとを再混合することなく別々のインジェクタから内燃機関１０に供給するようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態１においては、改質室２６が前記第１の発明における「燃料改質触媒」に、分離器４０が前記第１の発明における「分離手段」に、改質用燃料供給装置３２が前記第１の発明における「改質用燃料供給手段」に、改質ガス導管３４および流量調整弁３６が前記第１の発明における「改質ガス供給手段」に、混合器４４、燃料ライン４６および燃料噴射装置１８が前記第２の発明における「燃料供給手段」に、外気温センサ５２および冷却水温センサ５４が前記第３の発明における「温度検出手段」に、混合器４４が前記第５の発明における「混合手段」に、燃料ライン４６および燃料噴射装置１８が前記第５の発明における「再混合燃料供給手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、図２に示すルーチンの処理を実行することにより前記第２および第３の発明における「供給比率制御手段」が、図３に示すルーチンの処理を実行することにより前記第２および第４の発明における「供給比率制御手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】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図である。
【図２】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。
【図３】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】
【００６２】
１０  内燃機関
１２  吸気管
１６  スロットル弁
１８  燃料噴射装置
２０  排気管
２４  熱交換器
２６  改質室
２８  排気通路
３０  分岐管
３２  改質用燃料供給装置
３４  改質ガス導管
３６  流量調整弁
４０  分離器
４２  エタノールタンク
４４  混合器
５０  ＥＣＵ
【図１】
2008038739.tif 000003
【図２】
2008038739.tif 000004
【図３】
2008038739.tif 000005