(57)【要約】【課題】水素化燃料を水素と脱水素燃料とに分離する機能を有する水素利用内燃機関に関し、低負荷域から高負荷域の広い運転領域で、ノッキングの発生を効果的に抑制できるようにする。【解決手段】水素化燃料および脱水素燃料の何れかを選択的に、或いは両方を組み合わせて内燃機関に供給することのできる水素利用内燃機関において、内燃機関の運転状態に基づいて水素化燃料の供給量を制御する。好ましくは、内燃機関の負荷が大きいほど水素化燃料の供給量を減量する。また、機関回転数が小さいほど水素化燃料の供給量を減量する。また、水素化燃料の供給量が多量であるほど水素の供給量を増量する。【選択図】図１
2008190468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハイドライドを含む水素化燃料を、水素と脱水素燃料とに分離する燃料分離手段と、
前記水素化燃料および前記脱水素燃料の何れかを選択的に、或いは両方を組み合わせて前記内燃機関に供給するための燃料供給手段と、
前記水素を前記内燃機関に供給するための水素供給手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記燃料供給手段による前記水素化燃料の供給量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする水素利用内燃機関。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど、前記水素化燃料の供給量を減量することを特徴とする請求項１記載の水素利用内燃機関。
【請求項３】
前記制御手段は、前記燃料供給手段により供給される前記水素化燃料の前記脱水素燃料に対する供給割合を設定する供給割合設定手段を含み、
前記供給割合設定手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど、前記供給割合を小さな値に設定することを特徴とする請求項２記載の水素内燃機関。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が小さいほど、前記水素化燃料の供給量を減量することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の水素利用内燃機関。
【請求項５】
前記制御手段は、前記燃料供給手段により供給される前記水素化燃料の前記脱水素燃料に対する供給割合を設定する供給割合設定手段を含み、
前記供給割合設定手段は、前記内燃機関の機関回転数が小さいほど、前記供給割合を小さな値に設定することを特徴とする請求項４記載の水素内燃機関。
【請求項６】
前記水素化燃料の供給量に応じて、前記水素供給手段による前記水素の供給量を制御する水素供給量制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の水素利用内燃機関。
【請求項７】
前記水素供給量制御手段は、前記燃料供給手段により前記水素化燃料が主として供給されている場合には、前記脱水素燃料が主として供給されている場合よりも、前記水素の供給量を増量することを特徴とする請求項６記載の水素利用内燃機関。
【請求項８】
前記水素供給量制御手段は、前記燃料供給手段により供給される前記水素化燃料の前記脱水素燃料に対する供給割合を設定する供給割合設定手段を含み、
前記供給割合が大きいほど、前記水素の供給量を増量することを特徴とする請求項６記載の水素利用内燃機関。
【請求項９】
前記制御手段は、前記内燃機関の冷間運転時には、前記内燃機関の通常運転時よりも、前記燃料供給手段による前記水素化燃料の供給量を増量することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の水素利用内燃機関。
【請求項１０】
前記内燃機関の水温を取得する水温取得手段と、
前記燃料供給手段により前記水素化燃料が主として供給される運転領域を水素化燃料運転領域として設定する運転領域設定手段と、を更に備え、
前記運転領域設定手段は、前記水温が第１の判定値以下の場合には、前記水温が第１の判定値を越える場合よりも、前記水素化燃料運転領域を拡大して設定することを特徴とする請求項９記載の水素利用内燃機関。
【請求項１１】
前記燃料分離手段は、前記内燃機関の排気通路に設けられた脱水素触媒を含み、前記脱水素触媒における脱水素反応により、前記水素化燃料を前記水素と前記脱水素燃料とに分離し、
前記脱水素触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
前記燃料供給手段により前記水素化燃料が選択的に供給される運転領域を水素化燃料運転領域として設定する運転領域設定手段と、を更に備え、
前記運転領域設定手段は、前記脱水素触媒の温度が第２の判定値以下の場合には、前記脱水素触媒の温度が第２の判定値を越える場合よりも、前記水素化燃料運転領域を拡大して設定することを特徴とする請求項９記載の水素利用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素利用内燃機関、特に、水素化燃料を水素と脱水素燃料とに分離する機能を有する水素利用内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００５−１４７１２４号公報には、触媒を用いて有機ハイドライドを含む水素化燃料を脱水素反応させることにより、水素リッチガスと脱水素燃料とを生成するシステムが開示されている。このシステムによれば、有機ハイドライドを含む水素化燃料だけを給油することにより、車両上で、水素リッチガス、脱水素燃料、および水素化燃料の何れかを選択的に、或いは複数を組み合わせて内燃機関の作動に供する燃料として使用することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４７１２４号公報
【特許文献２】特開２００４−１８９５８５号公報
【特許文献３】特開２００５−２９９５０１号公報
【特許文献４】特開２００５−２９９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のシステムによれば、有機ハイドライドを含む水素化燃料を内燃機関の作動に供する燃料として使用することができる。しかしながら、水素化燃料は通常のガソリンに比してオクタン価が低いため、ノッキングが発生しないように最適な運転領域および運転方法等を選択する必要がある。この点、上記従来の技術においては、水素化燃料を内燃機関の作動に供する燃料として使用するための具体的な手法が開示されておらず、改善の余地があった。
【０００５】
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、水素化燃料を水素と脱水素燃料とに分離する機能を有する水素利用内燃機関に関し、低負荷域から高負荷域の広い運転領域で、ノッキングの発生を効果的に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、水素利用内燃機関であって、
有機ハイドライドを含む水素化燃料を、水素と脱水素燃料とに分離する燃料分離手段と、
前記水素化燃料および前記脱水素燃料の何れかを選択的に、或いは両方を組み合わせて前記内燃機関に供給するための燃料供給手段と、
前記水素を前記内燃機関に供給するための水素供給手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記燃料供給手段による前記水素化燃料の供給量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど、前記水素化燃料の供給量を減量することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記制御手段は、前記燃料供給手段により供給される前記水素化燃料の前記脱水素燃料に対する供給割合を設定する供給割合設定手段を含み、
前記供給割合設定手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど、前記供給割合を小さな値に設定することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が小さいほど、前記水素化燃料の供給量を減量することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記制御手段は、前記燃料供給手段により供給される前記水素化燃料の前記脱水素燃料に対する供給割合を設定する供給割合設定手段を含み、
前記供給割合設定手段は、前記内燃機関の機関回転数が小さいほど、前記供給割合を小さな値に設定することを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記水素化燃料の供給量に応じて、前記水素供給手段による前記水素の供給量を制御する水素供給量制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第６の発明において、
前記水素供給量制御手段は、前記燃料供給手段により前記水素化燃料が主として供給されている場合には、前記脱水素燃料が主として供給されている場合よりも、前記水素の供給量を増量することを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第６の発明において、
前記水素供給量制御手段は、前記燃料供給手段により供給される前記水素化燃料の前記脱水素燃料に対する供給割合を設定する供給割合設定手段を含み、
前記供給割合が大きいほど、前記水素の供給量を増量することを特徴とする。
【００１４】
また、第９の発明は、第１乃至第８の何れか１つの発明において、
前記制御手段は、前記内燃機関の冷間運転時には、前記内燃機関の通常運転時よりも、前記燃料供給手段による前記水素化燃料の供給量を増量することを特徴とする。
【００１５】
また、第１０の発明は、第９の発明において、
前記内燃機関の水温を取得する水温取得手段と、
前記燃料供給手段により前記水素化燃料が主として供給される運転領域を水素化燃料運転領域として設定する運転領域設定手段と、を更に備え、
前記運転領域設定手段は、前記水温が第１の判定値以下の場合には、前記水温が第１の判定値を越える場合よりも、前記水素化燃料運転領域を拡大して設定することを特徴とする。
【００１６】
また、第１１の発明は、第９の発明において、
前記燃料分離手段は、前記内燃機関の排気通路に設けられた脱水素触媒を含み、前記脱水素触媒における脱水素反応により、前記水素化燃料を前記水素と前記脱水素燃料とに分離し、
前記脱水素触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
前記燃料供給手段により前記水素化燃料が選択的に供給される運転領域を水素化燃料運転領域として設定する運転領域設定手段と、を更に備え、
前記運転領域設定手段は、前記脱水素触媒の温度が第２の判定値以下の場合には、前記脱水素触媒の温度が第２の判定値を越える場合よりも、前記水素化燃料運転領域を拡大して設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、有機ハイドライドを含む水素化燃料を脱水素燃料と水素リッチガスとに分離し、これら３種の燃料を内燃機関の燃料として任意に使用することのできる水素利用内燃機関において、内燃機関の運転状態に基づいて、水素化燃料の供給量が制御される。当該内燃機関の耐ノッキング性は、オクタン価が低い水素化燃料の供給量に左右される。このため、本発明によれば、水素化燃料の供給量を制御することにより、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００１８】
また、内燃機関の負荷が大きいほどノッキングが発生しやすい。第２の発明によれば、内燃機関の負荷が大きいほど、水素化燃料の供給量が減量されるので、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００１９】
特に、第３の発明によれば、内燃機関に水素化燃料と脱水素燃料とを組み合わせて供給する場合において、内燃機関の負荷が大きいほど、水素化燃料の脱水素燃料に対する供給割合が小さな値に設定される。このため、本発明によれば、水素化燃料の供給量を効果的に減量し、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００２０】
また、内燃機関の機関回転数が小さいほどノッキングが発生しやすい。第４の発明によれば、内燃機関の機関回転数が小さいほど、水素化燃料の供給量を減量することができるので、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００２１】
特に、第５の発明によれば、内燃機関に水素化燃料と脱水素燃料とを組み合わせて供給する場合において、内燃機関の機関回転数が小さいほど、水素化燃料の脱水素燃料に対する供給割合が小さな値に設定される。このため、本発明によれば、水素化燃料の供給量を効果的に減量し、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００２２】
第６の発明によれば、水素化燃料の供給量に応じて、該内燃機関への水素の添加量が制御される。水素化燃料はオクタン価が低いため耐ノッキング性が悪い。このため、本発明によれば、水素化燃料の供給時に水素を添加することにより、水素の燃焼速度促進効果を利用して耐ノッキング性を効果的に向上させることができる。
【００２３】
第７の発明によれば、内燃機関に水素化燃料が主として供給される場合において、脱水素燃料が主として供給される運転領域に比して、該内燃機関への水素の添加量が増量される。このため、本発明によれば、耐ノッキング性が悪い水素化燃料を主として使用する場合において、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００２４】
第８の発明によれば、内燃機関に水素化燃料と脱水素燃料とを組み合わせて供給する場合において、水素化燃料の脱水素燃料に対する供給割合が大きいほど、該内燃機関への水素の供給量が増量される。このため、本発明によれば、水素化燃料の供給割合が増大するにつれて悪化する耐ノッキング性を、効果的に向上させることができる。
【００２５】
また、内燃機関の冷間運転時は通常運転時に比してノッキングが発生し難いため、通常運転時よりも多量に水素化燃料を使用することができる。第９の発明によれば、内燃機関の冷間運転時に水素化燃料の供給量が増量されるので、ノッキングの発生を抑制しつつ耐ノッキング性の高い水素リッチガスおよび脱水素燃料を温存することができる。これにより、幅広い運転領域において、耐ノッキング性を向上させることができる。
【００２６】
また、内燃機関の冷間運転時は通常運転時に比してノッキングが発生し難いため、水素化燃料を使用してもノッキングが発生しない運転領域が拡大する。第１０の発明によれば、内燃機関の冷間運転時に水素化燃料が主として使用される運転領域が拡大して設定されるので、冷間運転時の水素化燃料の使用率を高めることができる。このため、本発明によれば、耐ノッキング性の高い水素リッチガスおよび脱水素燃料を温存することができ、幅広い運転領域において、耐ノッキング性を向上させることができる。
【００２７】
また、水素化燃料は脱水素生成触媒において水素リッチガスと脱水素燃料に分離される。該脱水素触媒は、脱水素反応が可能な温度まで加熱されることにより、所望の触媒機能が発揮される。このため、該脱水素触媒の活性が発現していない期間は、水素リッチガスおよび脱水素燃料の生成量が低下し、これらの燃料が不足するおそれがある。第１１の発明によれば、該脱水素触媒の活性が発現していない場合には、水素化燃料が主として使用される運転領域が拡大して設定されるので、かかる期間の水素化燃料の使用率を高めることができる。このため、本発明によれば、不足するおそれのある水素リッチガスおよび脱水素燃料を温存することができ、幅広い運転領域において、耐ノッキング性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、内燃機関（以下、「エンジン」とも称す）１０を備えている。内燃機関１０は、その燃料として、ガソリンと水素とを利用することができる水素利用内燃機関である。本実施の形態では、一方の燃料であるガソリンは、外部（例えば、ガソリンステーション等の給油設備）から供給されるのに対して、他方の燃料である水素はシステム内で生成されるようになっている。より具体的には、以下に説明する構成によってガソリンから水素が生成されるようになっている。
【００３０】
図１に示すとおり、内燃機関１０には、吸気管１２および排気管１４が連通している。吸気管１２には、吸入空気量を制御するためのスロットルバルブ１６が配置されている。スロットルバルブ１６の下流には、水素噴射弁１８が配置されている。また、水素噴射弁１８の下流には、脱水素ガソリン噴射弁２０が配置されている。
【００３１】
水素噴射弁１８には、後述するように、水素リッチガスが所定の圧力で供給されている。水素噴射弁１８は、外部から供給される駆動信号を受けて開弁することにより、その開弁時間に応じた量の水素リッチガスを吸気管１２の内部に噴射することができる。
【００３２】
ガソリン噴射弁２０には、後述するように、ガソリンが所定の圧力で供給されている。ガソリン噴射弁２０は、外部から供給される駆動信号を受けて開弁することにより、その開弁時間に応じた量のガソリンを吸気管１２の内部に噴射することができる。
【００３３】
排気管１４の途中には、脱水素反応器２４が配置されている。脱水素反応器２４の内部には、熱交換器２６および脱水素触媒２８が配置されている。この脱水素反応器２４は、水素化燃料である水素化ガソリンを脱水素反応させることにより、水素とガソリンに分離させる装置である。脱水素触媒２８は、脱水素反応器２４内において、更に筒状のケーシングに収納されている。脱水素触媒２８の近傍には、脱水素触媒２８の温度THCを検出する温度センサ８０が設置されている。
【００３４】
また、熱交換器２６は、排気管１４を流通する排気ガスが脱水素反応器２４内を通過するときに排気ガスの熱を吸収し、かかる熱を利用して脱水素触媒２８を加熱することができる装置である。これにより、脱水素触媒２８は、脱水素反応が可能な温度（例えば３００℃以上）に加熱にされる。
【００３５】
本実施の形態における水素化ガソリンとは、一般的なガソリンに比して有機ハイドライドを多量に含むものである。ここで、「有機ハイドライド」とは、３００℃程度の温度で脱水素反応を起こす炭化水素成分であり、具体的には、デカリンやシクロヘキサンがこれに該当する。水素化ガソリンは、例えばガソリンから生成することができる。すなわち、通常のガソリン（ＬＦＴ−１Ｃ）には、トルエンが４０％程度含まれている。トルエンを水素化すると、有機ハイドライドであるメチルシクロヘキサン（Ｃ７Ｈ１４）を生成することができる。つまり、通常のガソリンを原料として、その中に含まれるトルエンを水素化することにより、メチルシクロヘキサンを４０％程度含有する水素化ガソリンを生成することができる。
【００３６】
上述した水素化ガソリンを脱水素反応させると、水素リッチガスと通常のガソリンとが生成される。本実施の形態では、説明の便宜上、水素化燃料として上述した組成を有する水素化ガソリンが使用されることとし、本実施の形態における「ガソリン」とは、水素化ガソリンの脱水素反応により生成された脱水素燃料に相当するものとする。
【００３７】
図１に示すとおり、脱水素触媒２８の上部には、水素化ガソリン噴射弁３０が配置されている。水素化ガソリン噴射弁３０は、後述するように、所定の圧力で、水素化ガソリンの供給を受けており、外部から受ける駆動信号を受けて開弁することにより、その開弁時間に応じた量の水素化ガソリンを脱水素触媒２８に供給することができる。
【００３８】
また、内燃機関１０には、燃焼室内に水素化ガソリンを噴射するための筒内水素化ガソリン噴射弁３２が配置されている。筒内水素化ガソリン噴射弁３２には、上述した水素化ガソリンが所定の圧力で供給されている。筒内水素化ガソリン噴射弁３２は、外部から供給される駆動信号を受けて開弁することにより、その開弁時間に応じた量の水素化ガソリンを筒内に噴射することができる。
【００３９】
本実施の形態のシステムは、水素化ガソリンを貯留する水素化ガソリンタンク３４を備えている。水素化ガソリンタンク３４には、上述した水素化ガソリンが給油される。水素化ガソリンタンク３４には、水素化ガソリン供給管３６が連通している。水素化ガソリン供給管３６は、その途中にポンプ（図示せず）を備え、その端部において水素化ガソリン噴射弁３０および筒内水素化ガソリン噴射弁３２に連通している。水素化ガソリンタンク３４内の水素化ガソリンは、内燃機関１０の運転中に、ポンプにより汲み上げられて、所定の圧力で水素化ガソリン噴射弁３０または筒内水素化ガソリン噴射弁３２に供給される。これにより、水素化ガソリンタンク３４内の水素化ガソリンを、水素化ガソリン噴射弁３０から噴射することもできるし、また、筒内水素化ガソリン噴射弁３２から噴射することもできる。
【００４０】
脱水素触媒２８の下部には、管路３８の一端が接続されている。管路３８の他端は、分離装置４０に連通している。脱水素触媒２８において生成された水素リッチガスとガソリンとの混合物は、管路３８を通って分離装置４０に流入する。
【００４１】
分離装置４０は、脱水素触媒２８から供給される高温の水素リッチガスおよびガソリンを冷却して、それらを分離する機能を有している。分離装置４０は、内燃機関１０と同様に冷却水の循環により水冷されている。このため、分離装置４０は、効率よく水素リッチガスおよびガソリンを冷却することができる。
【００４２】
分離装置４０の底部には、冷却されることにより液化したガソリンを貯留しておくための液体貯留スペースが設けられている。また、その貯留スペースの上方には、気体のまま残存する水素リッチガスを貯留するための気体貯留スペースが確保されている。分離装置４０には、液体貯留スペースに連通するように、ガソリン管路４２が連通していると共に、気体貯留スペースに連通するように、水素管路４４が連通している。
【００４３】
ガソリン管路４２は、ガソリンタンク４８に連通している。ガソリンタンク４８には、ガソリン供給管５０が連通している。ガソリン供給管５０は、その途中にポンプ（図示せず）を備え、その端部においてガソリン噴射弁２０に連通している。ガソリンタンク内のガソリンは、内燃機関１０の運転中に、ポンプにより汲み上げられて、所定の圧力でガソリン噴射弁２０に供給される。
【００４４】
水素管路４４は、水素タンク５２に連通している。また、水素管路４４には、分離装置４０内の水素リッチガスを水素タンク５２に圧送するためのポンプ（図示せず）が組み込まれている。また、水素タンク５２には、水素供給管５４が連通している。水素供給管は、その途中にレギュレータ（図示せず）を備え、その端部において水素噴射弁１８に連通している。このような構成によれば、水素噴射弁１８には、水素タンク５２に水素リッチガスが貯留されていることを条件に、レギュレータにより調圧される圧力により水素リッチガスが供給される。
【００４５】
本実施の形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０を備えている。内燃機関１０の総合制御はＥＣＵ７０により行われる。ＥＣＵ７０の出力部には、上述した水素噴射弁１８、ガソリン噴射弁２０、水素化ガソリン噴射弁３０、筒内水素化ガソリン噴射弁３２の他、ポンプ等の図示しない種々の機器が接続されている。ＥＣＵ７０の入力部には、エンジン回転数センサ７２、アクセル開度センサ７４、車速センサ７６、冷却水の温度を検知する温度センサ７８、脱水素触媒２８の温度を検知する温度センサ８０等の種々のセンサ類が接続されている。これらセンサ７２、７４、７６、７８、８０から入力されるエンジン回転数NE(rpm)、アクセル開度ACCP(%)、車速SPD(m/s)、水温THW(℃)、触媒温度THC(℃)は、何れもエンジン制御に係る情報として用いられる。ＥＣＵ７０は、入力された各種の情報に基づいて、所定のプログラムに従って各機器を駆動する。
【００４６】
［実施の形態１における動作］
次に、本実施の形態１の動作について説明する。本実施の形態のシステムは、外部から供給された水素化ガソリンから、システム内で水素リッチガスとガソリンとを生成することができる。また、ガソリンおよび水素化ガソリンの何れか、或いはこれらを組み合わせた燃料（以下、「主燃料」と称す）を内燃機関１０に供給する際に水素リッチガスを添加し、耐ノッキング性を向上させることができる。
【００４７】
内燃機関１０の運転時には、脱水素触媒２８における水素およびガソリンの生成動作と、これらの燃料の供給動作がそれぞれ実行される。より具体的には、本実施の形態のシステムでは、脱水素反応器２４内の脱水素触媒２８の温度が３００℃程度になると、水素化ガソリンを水素リッチガスとガソリンに分離し得る状態となる。ＥＣＵ７０は、内燃機関１０の始動後、温度センサ８０の出力に基づいて、脱水素反応器２４がその分離処理を実行しうる状態になったか否かを判断する。そして、その処理が実行可能であると判断すると、水素化ガソリン噴射弁３０に適量の水素化ガソリンを噴射させ始める。
【００４８】
このようにして水素化ガソリンの噴射が開始されると、脱水素反応器２４の底部から、水素リッチガスとガソリンとが混じり合った高温のガスが流出し始める。この高温のガスが分離装置４０で冷却されることにより、ガソリン管路４２にはガソリンが、また、水素管路４４には水素リッチガスがそれぞれ流通し始める。これにより、ガソリンおよび水素リッチガスが、それぞれガソリンタンク４８および水素タンク５２に供給される。
【００４９】
また、内燃機関１０が始動すると、その運転状態および各燃料タンクにおける燃料貯蔵量に基づいて、予め定められている規則に従って、内燃機関１０に供給するべき主燃料が選択される。そして、内燃機関１０の運転状態に基づいて、主燃料の目標値、および水素リッチガスの目標値が算出される。内燃機関１０の運転中は、それらの目標値が実現されるように、水素噴射弁１８、ガソリン噴射弁２０、および筒内水素化ガソリン噴射弁３２が駆動される。その結果、水素タンク５２に貯留されている水素リッチガス、ガソリンタンク４８に貯留されているガソリン、および水素化ガソリンタンク３４に貯留されている水素化ガソリンが、それぞれ適当に吸気管１２および筒内に噴射される。
【００５０】
内燃機関１０に対して水素と主燃料とを同時に供給することとすると、水素のみが燃料として供給される場合に比して、大幅に大きな出力を得ることができる。また、主燃料のみが供給される場合に比して、安定した燃焼を確保しうる空気過剰率の限界が大幅に上昇して、燃費特性およびエミッション特性を著しく改善することができる。このため、本実施の形態のシステムによれば、燃費特性、出力特性、およびエミッション特性の良好な内燃機関１０を実現することができる。
【００５１】
ここで、メチルシクロヘキサン等のナフテン系炭化水素を主成分とする水素化ガソリンは、トルエン等のアロマ系炭化水素を主成分とするガソリンよりもオクタン価が低く、より低温で着火しやすい特性を有している。このため、主燃料として水素化燃料が選択された場合、運転状態によっては、ノッキングが発生するおそれがある。
【００５２】
そこで、本実施の形態においては、主燃料として水素化ガソリンが選択された場合に、主燃料に添加する水素を増量することとする。主燃料に添加する水素を増量するほど、燃焼速度の増大効果を得ることができる。このため、ノッキングの発生しやすい水素化ガソリンの燃焼において、エンドガスまで効果的に燃焼させることができ、ノッキングの発生を抑制することができる。
【００５３】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図２を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図２は、ＥＣＵ７０が燃料の噴射制御を実行するルーチンのフローチャートである。
【００５４】
図２に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の運転状態が入力される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、エンジン回転数センサ７２の回転信号から検出される機関回転数NE、アクセル開度センサ７４の出力信号から検出されるアクセル開度ACCP、車速センサから検出される車速SPD、およびこれらの値から算出されるエンジン負荷、温度センサ７８から検出される水温THW等が内燃機関１０の運転状態として入力される。
【００５５】
次に、各燃料の貯蔵量が入力される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、水素化ガソリンタンク３４、水素タンク５２、およびガソリンタンク４８に設けられた液量センサの出力信号に基づいて、貯留されている燃料量がそれぞれ検出される。
【００５６】
次に、主燃料が選択される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において入力されたエンジンの運転状態、および上記ステップ１０２において入力された各燃料の貯蔵量に基づいて、水素化ガソリンとガソリンの何れかが選択される。
【００５７】
図２に示すルーチンにおいては、次に、主燃料が水素化ガソリンであるか否かが判定される（ステップ１０６）。その結果、主燃料が水素化ガソリンであると判定された場合には、次のステップに移行し、増量した水素添加割合が設定される（ステップ１０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００にて入力された内燃機関１０の運転状態に基づいて、予め定められている規則に従って、通常の水素の添加量目標値よりも増量された目標値が算出される。そして、上記ステップ１０８において算出された水素添加量目標値に従って、水素リッチガスの噴射が実行される（ステップ１１０）。
【００５８】
一方、上記ステップ１０６において、主燃料が水素化ガソリンではない、すなわち、ガソリンであると判定された場合には、次のステップに移行し、通常の水素添加割合に従った目標値が設定され（ステップ１０８）、上記ステップ１１０における水素リッチガスの噴射が実行される。
【００５９】
以上説明したとおり、本実施の形態１によれば、内燃機関１０の主燃料に水素化ガソリンが選択された場合に、ガソリンが選択された場合に比して、水素リッチガスの添加割合を増量することができる。これにより、水素化ガソリンを主燃料として使用する場合の耐ノッキング性を効果的に向上させることができる。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態１においては、水素噴射弁１８を吸気管１２に配置することとしているが、その配置はこれに限定されるものではない。すなわち、水素噴射弁１８は、筒内に水素を噴射できるようにエンジン本体に組み込んでもよい。また、ガソリン噴射弁２０に関しても、その配置は吸気管１２に限定されず、筒内に水素を噴射できるようにエンジン本体に組み込んでもよい。この点は、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。
【００６１】
また、上述した実施の形態１においては、有機ハイドライドを含む水素化燃料としてガソリンを水素化することによって製造された水素化ガソリンを使用することとしているが、使用する水素化燃料はこれに限られない。すなわち、有機ハイドライド成分を多く含む留分を改質あるいはブレンド調製することで生成された水素化燃料でもよい。また、水素化燃料に含まれる有機ハイドライドはメチルシクロヘキサンに限定されず、デカリンやシクロヘキサンでもよい。また、水素化燃料における有機ハイドライドの含有比率に関しても、通常のガソリンよりも高いのであれば特に限定しない。この点は、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。
【００６２】
尚、上述した実施の形態１においては、水素化ガソリンが第１の発明における「水素化燃料」に、ガソリンが第１の発明における「脱水素燃料」に、前記脱水素反応器２４が前記第１の発明における「燃料分離手段」にそれぞれ相当している。
【００６３】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ１０８または１１２の処理を実行することにより、前記第６の発明における「水素供給量制御手段」が実現されている。
【００６４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「水素供給量制御手段」が実現されている。
【００６５】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図３に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６６】
上述した実施の形態１では、水素化ガソリンと水素化ガソリンから脱水素反応により生成されたガソリンとの何れかを主燃料として選択する場合において、主燃料として水素化ガソリンが選択された場合には、ガソリンが選択された場合に比して、水素添加割合を増量することとしている。これにより、水素化ガソリン使用時の耐ノッキング性を効果的に向上させることができる。
【００６７】
しかしながら、主燃料は、必ずしも水素化ガソリンまたはガソリンの何れか一方を選択する必要はなく、これらの燃料を組み合わせた燃料を主燃料として内燃機関１０に供給することも可能である。そこで、本実施の形態２においては、主燃料として水素化ガソリンとガソリンとの混合燃料が使用される場合において、水素化ガソリンのガソリンに対する混合比Rmiに基づいて、水素添加割合を設定することとする。より具体的には、混合比が大きいほど水素添加割合を大きくすることとする。これにより、水素化ガソリンの割合増加に応じて悪化する耐ノッキング性を効果的に向上させることができ、主燃料を構成する成分比率によらず、幅広い運転領域においてノッキングの発生を抑制することができる。
【００６８】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図３は、ＥＣＵ７０が燃料の噴射制御を実行するルーチンのフローチャートである。
【００６９】
図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の運転状態が入力される（ステップ２００）。次に、各燃料の貯蔵量が入力される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００および１０２と同様の処理が実行される。
【００７０】
次に、主燃料を構成する水素化ガソリンのガソリンに対する混合比が設定される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ２００において入力された運転条件、および上記ステップ２０２において入力された各燃料の貯蔵量に基づいて、予め定められている規則に従って、上記混合比が設定される。
【００７１】
図３に示すルーチンにおいては、次に、水素添加割合が算出される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、以下に示すマップに従って、上記ステップ２００において入力された運転状態における水素添加割合が算出される。
【００７２】
図４は、水素添加割合を算出するためにＥＣＵ７０が記憶しているマップを示す。このマップによれば、水素添加割合は、機関回転数NEが一定である状況下で、混合比Rmiが大きいほど大きな値となる傾向を示している。上記ステップ２０６において、水素添加割合は、このマップに従って算出される。そして、上記ステップ２０６において算出された水素添加割合に従って、主燃料および水素リッチガスの噴射が実行される（ステップ２０８）。
【００７３】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、内燃機関１０の主燃料に水素化ガソリンとガソリンとの混合燃料が選択された場合に、設定された混合比が大きいほど、水素添加割合が大きな値に設定される。これにより、主燃料における水素化ガソリンの割合が大きくなることにより悪化する耐ノッキング性を効果的に向上させることができる。
【００７４】
ところで、上述した実施の形態２においては、水素添加割合を図３に示すマップに従い算出することとしているが、水素化割合の算出方法は当該マップの使用に限定されない。すなわち、混合比Rmi、負荷、および機関回転数NEをパラメータとして水素添加割合を算出する関数を規定し、当該関数に基づいて、水素添加割合を算出することとしてもよい。
【００７５】
尚、上述した実施の形態２においては、脱水素反応器２４が前記第１の発明における「燃料分離手段」に、筒内水素化ガソリン噴射弁３２が前記第１の発明における「水素化燃料供給手段」に、ガソリン噴射弁２０が前記第１の発明における「脱水素燃料供給手段」に、水素噴射弁１８が前記第１の発明における「水素添加手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「燃料供給制御手段」および「水素添加制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００７６】
尚、上述した実施の形態２においては、水素化ガソリンが第１の発明における「水素化燃料」に、ガソリンが第１の発明における「脱水素燃料」に、前記脱水素反応器２４が前記第１の発明における「燃料分離手段」にそれぞれ相当している。
【００７７】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第６の発明における「水素供給量制御手段」が実現されている。
【００７８】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより、前記第８の発明における「供給割合設定手段」が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「水素供給量制御手段」がそれぞれ実現されている。
【００７９】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図５および６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８０】
上述した実施の形態２では、内燃機関１０の主燃料に水素化ガソリンとガソリンとの混合燃料が選択された場合に、設定された混合比が大きいほど、水素添加割合が大きな値に設定される。これにより、混合比が大きくなることにより悪化する耐ノッキング性を効果的に向上させることとしている。
【００８１】
しかしながら、水素添加制御を行うには、当然のことながら水素リッチガスが必要であり、水素リッチガスの不足する状況では、主燃料への水素リッチガスの添加を実行することができない。本実施の形態のように、水素化ガソリンを脱水素反応させることで水素リッチガスを生成するシステムの場合、エンジンの排熱が少なく脱水素触媒２８を十分に加熱することができない運転条件では、水素添加制御に必要な量の水素リッチガスを生成することができないおそれがある。また、所望量の水素を添加した場合であっても、エンジンの運転状態が高負荷となる領域では、圧縮比が上昇してノッキングが発生しやすくなる。また、機関回転数NEが小さい低回転領域においても、ノッキングが発生しやすい。
【００８２】
そこで、本実施の形態３においては、内燃機関１０の運転状態に応じて、主燃料の混合比、すなわち、水素化ガソリンのガソリンに対する供給割合を設定することとする。より具体的には、内燃機関１０の運転状態が、ノッキングが発生しやすい高負荷、および低回転の運転領域であるほど、混合比を小さな値に設定することとする。これにより、ノッキング性の発生し易さに応じて混合比を設定することができ、幅広い運転領域においてノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００８３】
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図５および図６を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図５は、ＥＣＵ７０が燃料の噴射制御を実行するルーチンのフローチャートである。
【００８４】
図５に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の運転状態が入力される（ステップ３００）。次に、各燃料の貯蔵量が入力される（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００および１０２と同様の処理が実行される。
【００８５】
次に、主燃料を構成する水素化ガソリンのガソリンに対する混合比が設定される（ステップ３０４）。図６は、混合比を算出するためにＥＣＵ７０が記憶しているマップを示す。このマップによれば、混合比は、機関回転数NEが一定である状況下で、エンジン負荷が大きいほど小さな値となる傾向を示している。また、エンジン負荷が一定である状況下で、機関回転数NEが小さいほど小さな値となる傾向を示している。上記ステップ３０４において、混合比は、このマップに従って算出される。そして、上記ステップ３０４において算出された混合比に従って、主燃料の噴射が実行される（ステップ３０６）。
【００８６】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、内燃機関１０の機関回転数NE、および負荷に対応する混合比が算出される。これにより、耐ノッキング性が悪い運転領域において、水素化ガソリンの割合を小さくすることができ、幅広い運転領域においてノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００８７】
ところで、上述した実施の形態３においては、混合比を図５に示すマップに従い算出することとしているが、水素化割合の算出方法は当該マップの使用に限定されない。すなわち、機関回転数NE、およびエンジン負荷をパラメータとして混合比を算出する関数を規定し、当該関数に基づいて、混合比を算出することとしてもよい。
【００８８】
また、上述した実施の形態３においては、内燃機関１０の運転状態に基づいて混合比を設定し、耐ノッキング性を向上させることとしているが、上述した実施の形態２における水素添加制御と組み合わせて実施することとしてもよい。
【００８９】
尚、上述した実施の形態３においては、水素化ガソリンが第１の発明における「水素化燃料」に、ガソリンが第１の発明における「脱水素燃料」に、前記脱水素反応器２４が前記第１の発明における「燃料分離手段」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「制御手段」が実現されている。
【００９０】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「制御手段」が実現されている。
【００９１】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第３の発明における「供給割合設定手段」が実現されている。
【００９２】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第４の発明における「制御手段」が実現されている。
【００９３】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０４の処理を実行することにより、前記第５の発明における「供給割合設定手段」が実現されている。
【００９４】
実施の形態４．
［実施の形態４の特徴］
次に、図７および８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００９５】
実施の形態３において上述したとおり、内燃機関１０の耐ノッキング性は、内燃機関１０の運転状態に大きく左右される。このため、実施の形態３においては、内燃機関１０の機関回転数NE、およびエンジン負荷に応じて、主燃料の混合比、すなわち、水素化ガソリンのガソリンに対する供給割合を設定することとしている。これにより、ノッキング性の発生し易さに応じて混合比を設定することができ、幅広い運転領域においてノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００９６】
ここで、内燃機関１０の冷間始動時においては、筒内の温度および圧力が低いためノッキングは発生し難い。そこで、本実施の形態４においては、かかる期間に積極的に水素化ガソリンを使用することとする。より具体的には、水素化ガソリンを主として使用する運転領域を拡大することとする。
【００９７】
図７は、内燃機関１０の機関回転数NE、およびエンジン負荷をパラメータとして規定された水素化ガソリン使用領域を示す図である。この図に示すとおり、冷間始動時においては、通常の水素化ガソリン使用域を高負荷域に拡大した領域を使用することとする。これにより、水素化ガソリンを主として使用する運転領域が拡大するので、耐ノッキング性が良好なガソリンおよび水素リッチガスを温存することができ、これらのガスが不足する事態を効果的に回避することができる。
【００９８】
［実施の形態４における具体的処理］
次に、図８を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図８は、ＥＣＵ７０が燃料の噴射制御を実行するルーチンのフローチャートである。
【００９９】
図８に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の運転状態が入力される（ステップ４００）。次に、各燃料の貯蔵量が入力される（ステップ４０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００および１０２と同様の処理が実行される。
【０１００】
次に、冷却水温THWが、判定値T1よりも小さいか否かが判定される（ステップ４０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ４００において温度センサ７８により検出された冷却水温THWと、内燃機関１０の暖機状態を判定するための判定値T1との大小が比較される。判定値T1は、内燃機関１０の暖機が完了する水温として予め設定された値が使用される。
【０１０１】
その結果、水温THW＜判定値T1の成立が認められた場合には、次のステップに移行し、内燃機関１０の運転領域が設定される（ステップ４０６）。ここでは、具体的には、水素化ガソリンの使用領域が通常時よりも拡張された領域（図７に示す拡大された水素化ガソリン使用領域）に設定される。そして、上記ステップ４００において入力された運転状態に対応する運転領域に従って、主燃料の噴射が実行される（ステップ４０８）。
【０１０２】
一方、上記ステップ４０４において、水温THW＜判定値T1の成立が認められない場合には、次のステップに移行し、内燃機関１０の運転領域が設定される（ステップ４１０）。ここでは、具体的には、水素化ガソリンの使用領域が通常時の領域（図７に示す通常時の水素化ガソリン使用領域）に設定される。そして、ステップ４０８に移行し、上記ステップ４００において入力された運転状態に対応する運転領域に従って、主燃料の噴射が実行される。
【０１０３】
以上説明したとおり、本実施の形態４によれば、内燃機関１０の冷間始動時においては、水素化ガソリンのみを使用する運転領域が拡大される。これにより、冷間始動時に水素化ガソリンを使用する機会が増えるので、耐ノッキング性が良好なガソリンおよび水素リッチガスを温存することができ、これらのガスが不足する事態を効果的に回避することができる。
【０１０４】
ところで、上述した実施の形態４においては、冷却水温THWと判定値T1を比較し、通常の水素化ガソリン使用域と拡大された水素化ガソリン使用域との何れかを選択することとしているが、水素化ガソリンの使用域の設定はこれに限られない。すなわち、内燃機関１０の冷間始動時に水素化ガソリンが積極的に使用されるように領域を設定するのであれば、冷却水温THWの大小にリニアに対応して、水素化ガソリン使用域の拡大幅を設定することとしてもよい。
【０１０５】
また、上述した実施の形態４においては、冷却水温THWと判定値T1を比較し、内燃機関１０の暖機状態を判定することとしているが、暖機状態の判定方法はこれに限られない。すなわち、内燃機関１０の筒内圧を検知するセンサを設け、かかるセンサから検知される筒内圧を使用して暖機状態を判定することとしてもよい。
【０１０６】
尚、上述した実施の形態４においては、水素化ガソリンが第１の発明における「水素化燃料」に、ガソリンが第１の発明における「脱水素燃料」に、前記脱水素反応器２４が前記第１の発明における「燃料分離手段」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ４０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「制御手段」が実現されている。
【０１０７】
また、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ４０８の処理を実行することにより、前記第９の発明における「制御手段」が実現されている。
【０１０８】
また、上述した実施の形態４においては、温度センサ７８が第１０の発明における「水温取得手段」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ４０６または４１０の処理を実行することにより、前記第１０の発明における「運転領域設定手段」が実現されている。
【０１０９】
実施の形態５．
［実施の形態５の特徴］
次に、図７および図９を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。本実施の形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１１０】
上述した実施の形態４においては、冷却水温THWに基づいて内燃機関１０の暖機状態を判定し、暖機完了前のノッキングが発生し難い期間に、積極的に水素化ガソリンを使用することとしている。これにより、耐ノッキング性が良好なガソリンおよび水素リッチガスを温存することができ、これらのガスが不足する事態を効果的に回避することができる。
【０１１１】
ところで、本実施の形態のシステムにおいては、実施の形態１において上述したとおり、脱水素反応器２４における脱水素反応により、水素化ガソリンから水素リッチガスとガソリンとが生成される。より具体的には、脱水素反応器２４内の脱水素触媒２８の温度が３００℃程度になると、水素化ガソリンを水素リッチガスとガソリンに分離することができる。
【０１１２】
ここで、内燃機関１０の冷間始動時や長時間の軽負荷走行の後等、エンジンの排熱が少なく脱水素触媒２８を十分に加熱することができない期間には、上記生成反応を効率よく行うことができない。このため、耐ノッキング性の高い水素リッチガスやガソリンが不足してしまうことが想定される。一方、かかる期間は筒内の温度が低く、また圧力も低いため、ノッキングが発生し難い。
【０１１３】
そこで、本実施の形態５においては、かかる期間に積極的に水素化ガソリンを使用することとする。より具体的には、図７に示すとおり、触媒の活性が十分に発現していない場合においては、通常の水素化ガソリン使用域を高負荷域に拡大した領域を使用することとする。これにより、水素化ガソリンのみを使用する運転領域が拡大するので、耐ノッキング性が良好なガソリンおよび水素リッチガスを温存することができ、これらのガスが不足する事態を効果的に回避することができる。
【０１１４】
［実施の形態５における具体的処理］
次に、図９を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図９は、ＥＣＵ７０が燃料の噴射制御を実行するルーチンのフローチャートである。
【０１１５】
図８に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の運転状態が入力される（ステップ５００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００における処理に加え、温度センサ８０により検知された脱水素触媒２８の温度THCが入力される。次に、各燃料の貯蔵量が入力される（ステップ５０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。
【０１１６】
次に、脱水素触媒温度THCが、判定値T2よりも小さいか否かが判定される（ステップ５０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ５００において入力された脱水素触媒温度THCと、脱水素触媒２８の活性発現を判定するための判定値T2との大小が比較される。判定値T2は、脱水素触媒２８の活性が発現する温度として予め設定された値（例えば、３００℃）が使用される。
【０１１７】
その結果、脱水素触媒温度THC＜判定値T2の成立が認められた場合には、次のステップに移行し、内燃機関１０の運転領域が設定される（ステップ５０６）。ここでは、具体的には、水素化ガソリンの使用領域が通常時よりも拡張された領域（図７に示す拡大された水素化ガソリン使用領域）に設定される。そして、上記ステップ５００において入力された運転状態に対応する運転領域に従って、主燃料の噴射が実行される（ステップ５０８）。
【０１１８】
一方、上記ステップ５０４において、脱水素触媒温度THC＜判定値T2の成立が認められない場合には、次のステップに移行し、内燃機関１０の運転領域が設定される（ステップ
５１０）。ここでは、具体的には、水素化ガソリンの使用領域が通常時の領域（図７に示す通常時の水素化ガソリン使用領域）に設定される。そして、ステップ５０８に移行し、上記ステップ５００において入力された運転状態に対応する運転領域に従って、主燃料の噴射が実行される。
【０１１９】
以上説明したとおり、本実施の形態５によれば、脱水素触媒２８の活性が発現していない期間においては、水素化ガソリンのみを使用する運転領域が拡大される。これにより、脱水素反応器２４において、水素化ガソリンから水素リッチガスおよびガソリンを効率よく生成することができない期間に水素化ガソリンを使用する機会が増えるので、貯留されているガソリンおよび水素リッチガスを温存することができ、これらのガスが不足する事態を効果的に回避することができる。
【０１２０】
ところで、上述した実施の形態５においては、脱水素触媒温度THCと判定値T2を比較し、通常の水素化ガソリン使用域と拡大された水素化ガソリン使用域との何れかを選択することとしているが、水素化ガソリンの使用域の設定はこれに限られない。すなわち、脱水素触媒２８の活性が発現していない期間に水素化ガソリンが積極的に使用されるように領域を設定するのであれば、脱水素触媒温度THCの大小にリニアに対応して、水素化ガソリン使用域の拡大幅を設定することとしてもよい。
【０１２１】
尚、上述した実施の形態５においては、水素化ガソリンが第１の発明における「水素化燃料」に、ガソリンが第１の発明における「脱水素燃料」に、前記脱水素反応器２４が前記第１の発明における「燃料分離手段」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ５０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「制御手段」が実現されている。
【０１２２】
また、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ５０８の処理を実行することにより、前記第９の発明における「制御手段」が実現されている。
【０１２３】
また、上述した実施の形態５においては、温度センサ８０が第１１の発明における「触媒温度取得手段」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ５０６または５１０の処理を実行することにより、前記第１１の発明における「運転領域設定手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１の水素利用内燃機関の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】混合比Rmi、およびエンジン負荷をパラメータとして設定した水素添加割合のマップである。
【図４】本発明の実施の形態２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５】機関回転数NE、およびエンジン負荷をパラメータとして設定した混合比のマップである。
【図６】本発明の実施の形態３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７】内燃機関の冷間始動時における水素化ガソリンを使用する運転領域を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態４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９】本発明の実施の形態５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】
【０１２５】
１０  内燃機関（水素エンジン）
１２  吸気管
１４  排気管
１６  スロットルバルブ
１８  水素噴射弁
２０  ガソリン噴射弁
２４  脱水素反応器
２６  熱交換器
２８  脱水素触媒
３０  水素化ガソリン噴射弁
３２  筒内水素化ガソリン噴射弁
３４  水素化ガソリンタンク
３６  水素化ガソリン供給管
３８  管路
４０  分離装置
４２  ガソリン管路
４４  水素管路
４８  ガソリンタンク
５０  ガソリン供給管
５２  水素タンク
５４  水素供給管
７０  ＥＣＵ(Electrical Control Unit)
７２  エンジン回転数センサ
７４  アクセル開度センサ
７６  車速センサ
７８  温度センサ
８０  温度センサ
THW  水温
THC  脱水素触媒温度
【図１】
2008190468.tif 000003
【図２】
2008190468.tif 000004
【図３】
2008190468.tif 000005
【図４】
2008190468.tif 000006
【図５】
2008190468.tif 000007
【図６】
2008190468.tif 000008
【図７】
2008190468.tif 000009
【図８】
2008190468.tif 000010
【図９】
2008190468.tif 000011