(57)【要約】【課題】  燃焼室内で燃焼させる燃料を改質ガスと通常燃料との間で切り換える際の排気エミッションの悪化を確実に抑制することができる内燃機関およびその運転方法の提供。【解決手段】  内燃機関１は、吸気ポートに対して炭化水素系燃料を噴射する通常燃料噴射弁１６０と、炭化水素系燃料と空気との混合気を改質して燃料成分を含む改質ガスを生成する改質装置２０と、各燃焼室３からの排気ガスを浄化するための前段触媒装置９ａおよび後段触媒装置９ｂと、ＥＣＵ３０とを備え、ＥＣＵ３０は、前段触媒装置９ａ等にて良好に排気浄化を実行可能であると判断した段階で、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換えることを許容する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常燃料の供給手段と、所定の燃料と空気との混合気を改質して燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置とを備え、前記通常燃料および前記改質燃料の少なくとも何れかと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関において、
前記燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化装置と、
前記排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能か否か判定する判定手段と、
前記判定手段により前記排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能であると判断された段階で、前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換えることを許容する制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記燃焼室における前記混合気の空燃比を取得するための空燃比センサを更に備え、前記判定手段は、前記空燃比センサが活性化されていると判断される場合に、前記排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能であるとみなすことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、前記改質装置に対する燃料の供給量が徐々に減少させられる一方、通常燃料の供給量が徐々に増加させられることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、前記改質装置に対する燃料の供給量を減少させ始めてから所定時間経過した段階で前記通常燃料の供給が開始されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記通常燃料の供給を開始させる際に、機関温度に応じて前記通常燃料の供給量が増加されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の内燃機関。
【請求項６】
前記改質燃料から前記通常燃料への切換開始時における前記通常燃料の供給量の増加割合と、前記改質燃料から前記通常燃料への切換終了時における前記改質燃料の供給量の減少割合との少なくとも何れか一方が、前記切換開始時と前記切換終了時との間における前記増加割合または前記減少割合よりも大きく設定されることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の内燃機関。
【請求項７】
前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、前記改質燃料の供給量と前記通常燃料の供給量との比の変化量が概ね一定に保たれることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の内燃機関。
【請求項８】
前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、前記改質燃料の供給量の減少割合と、前記通常燃料の供給量の増加割合とがそれぞれ概ね一定に保たれることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の内燃機関。
【請求項９】
前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に機関負荷が変動した場合、前記改質燃料は機関負荷の変動が無い場合と同様にして減量され、前記通常燃料の供給量は機関負荷に応じて調整されることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１０】
機関負荷の変動量が所定値を上回っているか否か判定する負荷変動判定手段を更に備え、前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、前記負荷変動判定手段によって機関負荷の変動量が前記所定値を上回っていると判断された場合、前記改質燃料から前記通常燃料への切換が中断されることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１１】
他の駆動源と組み合わされており、前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、機関出力が概ね一定に保たれることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記燃焼室内で燃焼させる燃料を前記改質燃料から前記通常燃料へと切り換える際に、前記改質燃料の供給量と前記通常燃料の供給量との比に応じて点火時期が補正されることを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１３】
変速機と組み合わされており、前記改質燃料から前記通常燃料への切換が前記変速機のシフトチェンジの際に開始されることを特徴とする請求項１から１２の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１４】
通常燃料の供給手段と、所定の燃料と空気との混合気を改質して燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置とを備え、前記通常燃料および前記改質燃料の少なくとも何れかと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の運転方法において、
前記排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能になった段階で、前記改質燃料から前記通常燃料への切換を許容することを特徴とする内燃機関の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常燃料および改質燃料の少なくとも何れかと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、未改質の液体燃料（通常燃料）と、当該液体燃料を改質して得た改質ガス（改質燃料）との少なくとも何れかを用いて運転され得る内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この内燃機関は、機関負荷が高い場合に、未改質の液体燃料によって運転され、この際、当該液体燃料を改質して得た改質ガスが貯蔵器に蓄えられる。そして、機関負荷が低い場合、この内燃機関は、貯蔵器に蓄えられた改質ガスを用いて運転される。また、従来から、所定の燃料を改質するための改質器が活性状態にある場合、改質ガスを用いて運転され、改質器が不活性状態にある場合には、未改質の燃料を用いて運転される内燃機関も知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、通常燃料や改質燃料を用いて運転される内燃機関として、改質燃料を用いて機関始動が実行されるものも知られており、このような内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド動力システムも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４８５０５号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７７０６号公報
【特許文献３】特開２００３−０９７３５６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、従来例のように、機関負荷や改質器の状態に応じて改質燃料から通常燃料への切換を行った場合、内燃機関の運転状態によっては、排気エミッションを悪化させてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質ガスと通常燃料との間で切り換える際の排気エミッションの悪化を確実に抑制することができる内燃機関およびその運転方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による内燃機関は、通常燃料の供給手段と、所定の燃料と空気との混合気を改質して燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置とを備え、通常燃料および改質燃料の少なくとも何れかと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関において、燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化装置と、排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能か否か判定する判定手段と、判定手段により排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能であると判断された段階で、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換えることを許容する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この内燃機関は、燃焼室内で燃焼させる燃料として、ガソリン等の液体燃料等である通常燃料と、ガソリン等と空気との混合気を改質して得た改質燃料との何れかまたは双方を用いて運転可能なものである。この内燃機関では、基本的に、排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能になるまで、通常燃料の使用が規制され、燃焼室内で燃焼させる燃料として改質燃料が使用される。そして、排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能になった段階で、燃焼室内で燃焼させる燃料としての通常燃料の使用が許容され、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換え可能になる。これにより、この内燃機関によれば、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に排気ガス中のＨＣ等が多少増加しても、排気ガスは排気浄化装置にて良好に浄化されることになるので、排気エミッションの悪化を確実に抑制することが可能となる。
【０００８】
この場合、燃焼室における混合気の空燃比を取得するための空燃比センサを更に備え、判定手段は、空燃比センサが活性化されていると判断される場合に、排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能であるとみなすものであると好ましい。
【０００９】
すなわち、燃焼室における混合気の空燃比を取得するための空燃比センサが活性化されていれば、空燃比センサの検出値に基づいて、燃焼室からの排気ガスが排気浄化装置にて良好に浄化されるように、燃焼室内の混合気の空燃比を精度よく設定可能となる。従って、空燃比センサが活性されていると判断される場合には、排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能であるとみなすことができる。
【００１０】
また、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際には、改質装置に対する燃料の供給量が徐々に減少させられる一方、通常燃料の供給量が徐々に増加させられると好ましい。
【００１１】
これにより、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、燃焼室における混合気の空燃比が目標値から外れてしまうことを抑制可能となり、内燃機関のトルク変動（トルクショック）の発生を確実に抑制することができる。
【００１２】
更に、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際には、改質装置に対する燃料の供給量を減少させ始めてから所定時間経過した段階で通常燃料の供給が開始されると好ましい。
【００１３】
一般に、改質装置の設置スペース等の関係上、改質装置と燃焼室とはある程度の距離だけ離間されることになるので、改質装置に対する燃料の供給量を減少させても、その時点から、燃焼室に対する改質燃料の供給量が直ちに減少し始めるわけではない。従って、改質装置に対する燃料の供給量を減少させ始めてから所定時間経過した段階で通常燃料の供給を開始させることにより、トータルの燃料の量（改質燃料と通常燃料との合計）を要求に応じて正確に設定することが可能となり、改質燃料の供給量が充分に低減されてないうちに、通常燃料の供給が開始されてしまうことによるトルク変動を確実に抑制することができる。また、かかる構成によれば、燃料の切換中に燃焼室における混合気の空燃比が目標値から外れてしまうことを抑制できるので、排気エミッションの悪化を確実に抑制することが可能となる。
【００１４】
また、通常燃料の供給を開始させる際に、機関温度に応じて通常燃料の供給量が増加されると好ましい。
【００１５】
このような構成を採用すれば、通常燃料の供給を開始させる際に、通常の燃料の供給量を増加させて吸気ポートや燃焼室の壁面等に付着して燃焼に寄与しなくなる分を補うことができるので、内燃機関のトルク変動（トルクの低下）を抑制可能となる。
【００１６】
更に、改質燃料から通常燃料への切換開始時における通常燃料の供給量の増加割合と、改質燃料から通常燃料への切換終了時における改質燃料の供給量の減少割合との少なくとも何れか一方が、切換開始時および切換終了時以外の増加割合または減少割合よりも大きく設定されると好ましい。
【００１７】
かかる構成のもとでは、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際、通常燃料の供給開始時点から通常燃料の供給量がある程度確保され、改質燃料から通常燃料への切換終了時には、改質燃料の供給量は、ある程度の量にまで減少した時点でゼロとされる。これにより、一般に容易ではない少量の通常燃料や改質燃料の高精度な供給を実行する必要がなくなるので、通常燃料や改質燃料の供給量の制御性を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際には、改質燃料の供給量と通常燃料の供給量との比の変化量が概ね一定に保たれてもよい。
【００１９】
このような構成を採用すれば、改質燃料から通常燃料への切換中に機関負荷等が変動したとしても、改質燃料から通常燃料への切換に要する時間を常時一定にすることが可能となる。従って、かかる構成によれば、燃料の切換タイミングを設定する際の自由度を増大化させることができる。
【００２０】
更に、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際には、改質燃料の供給量の減少割合と、通常燃料の供給量の増加割合とがそれぞれ概ね一定に保たれると好ましい。
【００２１】
このような構成を採用しても、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、内燃機関のトルク変動の発生を確実に抑制することが可能となる。
【００２２】
また、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に機関負荷が変動した場合、改質燃料は機関負荷の変動が無い場合と同様にして減量され、通常燃料の供給量は機関負荷に応じて調整されると好ましい。
【００２３】
一般に改質装置に対して供給される流体の流量調整は必ずしも容易ではないが、このような構成を採用すれば、燃料切換中に機関負荷が変動しても、通常燃料供給手段を制御することにより、必要とされる燃料の量（改質燃料と通常燃料との合計）を機関負荷に応じて精度よく供給可能となるので、内燃機関のトルク変動（トルクショック）の発生を確実に抑制することができる。
【００２４】
更に、本発明による内燃機関は、機関負荷の変動量が所定値を上回っているか否か判定する負荷変動判定手段を更に備えるとよく、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、負荷変動判定手段によって機関負荷の変動量が所定値を上回っていると判断された場合、改質燃料から通常燃料への切換が中断されると好ましい。
【００２５】
このように、機関負荷の変動が大きい場合には、改質燃料から通常燃料への切換を一旦中断することにより、トータルの燃料の量（改質燃料と通常燃料との合計）を機関負荷に応じるように精度よく設定可能となるので、内燃機関の負荷追従性の悪化を抑制することができる。
【００２６】
また、本発明による内燃機関は、他の駆動源と組み合わされるとよく、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、機関出力が概ね一定に保たれると好ましい。
【００２７】
このように、内燃機関の燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、機関出力を概ね一定に保つことにより、燃料の切換をスムースに実行すると共に、燃焼室における混合気の空燃比が目標値から外れてしまうことを抑制することが可能となる。そして、本発明による内燃機関と、例えば電動機等の他の駆動源とを組み合わせたハイブリッド動力システムでは、当該他の駆動源を制御することにより、内燃機関の出力を概ね一定に保ったとしても、当該システムに対する要求に確実に応じることが可能である。
【００２８】
更に、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際には、改質燃料の供給量と通常燃料の供給量との比に応じて点火時期が補正されると好ましい。
【００２９】
一般に、改質燃料を用いて内燃機関を運転する場合には、通常燃料を用いて内燃機関を運転する場合よりも点火時期が遅角される。従って、かかる構成のように、改質燃料の供給量と通常燃料の供給量との比に応じて点火時期を補正することにより、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、点火時期が不適正であることに起因して生じるトルク変動を確実に抑制可能となる。
【００３０】
また、本発明による内燃機関は、変速機と組み合わされるとよく、改質燃料から通常燃料への切換が変速機のシフトチェンジの際に開始されると好ましい。
【００３１】
燃焼室内で燃焼させる燃料を改質燃料から通常燃料へと切り換える際に、トルク変動を完全に無くすことは困難であり、燃料の切換時には、トルク変動に起因したショックが少なからず発生してしまう。これに対して、この内燃機関のように、改質燃料から通常燃料への切換が、自動変速機や無段変速機（ＣＶＴ）のシフトチェンジ（ニュートラルレンジ〔パーキングレンジを含む〕からドライブレンジへのシフトチェンジ）の際に開始されれば、体感上許容され得るシフトチェンジ時のショックにより、燃料の切換時のトルク変動に起因したショックを打ち消すことが可能となる。
【００３２】
本発明による内燃機関の運転方法は、通常燃料の供給手段と、所定の燃料と空気との混合気を改質して燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置とを備え、通常燃料および改質燃料の少なくとも何れかと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の運転方法において、排気浄化装置にて良好に排気浄化を実行可能になった段階で、改質燃料から通常燃料への切換を許容することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、燃焼室内で燃焼させる燃料を改質ガスと通常燃料との間で切り換える際の排気エミッションの悪化を確実に抑制することができる内燃機関およびその運転方法の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明による内燃機関の第１実施形態を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１は、例えば車両の走行用駆動源として用いられると好適なものである。内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料成分を含む混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生する。なお、図１には、１気筒のみが示されるが、本実施形態の内燃機関１は、多気筒エンジンとして構成される。
【００３６】
各燃焼室３の吸気ポートは、吸気マニホールド５を構成する吸気管５ａにそれぞれ接続され、各燃焼室３の排気ポートは、排気マニホールド６を構成する排気管６ａにそれぞれ接続されている。また、内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが燃焼室３ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、例えば、可変バルブタイミング機能等を有する動弁機構７によって開閉させられる。更に、内燃機関１のシリンダヘッドには、点火プラグ８が燃焼室３ごとに配設されている。また、排気マニホールド６には、各燃焼室３からの排気ガスの空燃比を検出する排気空燃比センサ（Ｏ２センサ）ＳＡＦが設置されている。そして、排気マニホールド６は、それぞれ排気浄化触媒を含む排気浄化装置としての前段触媒装置９ａおよび後段触媒装置９ｂに接続されている。
【００３７】
図１に示されるように、吸気マニホールド５を構成する各吸気管５ａは、サージタンク１０に接続されており、サージタンク１０には、給気管Ｌ１が接続されている。これらの吸気マニホールド５（各吸気管５ａ）、サージタンク１０および給気管Ｌ１は、内燃機関１の吸気路を構成する。給気管Ｌ１は、エアクリーナ１１を介して図示されない空気取入口に接続されており、給気管Ｌ１の中途（サージタンク１０とエアクリーナ１１との間）には、スロットルバルブ（本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ）１２が組み込まれている。また、サージタンク１０には、圧力センサＳＰが設けられており、圧力センサＳＰは、サージタンク１０の内部圧力を検出する。
【００３８】
更に、給気管Ｌ１には、エアクリーナ１１とスロットルバルブ１２との間に位置するように第１エアフローメータＡＦＭ１が設置されている。そして、給気管Ｌ１からは、スロットルバルブ１２と第１エアフローメータＡＦＭ１との間（スロットルバルブ１２の上流側）に定められた分岐部ＢＰにおいてバイパス管（改質空気供給路）Ｌ２が分岐されている。バイパス管Ｌ２は、中途に、エアポンプＡＰ、第２エアフローメータＡＦＭ２、流量調整弁１４および開閉弁１５を分岐部ＢＰ側からこの順番で含み、その先端（分岐部ＢＰ側の端部と反対側の端部）は、改質装置２０に接続されている。なお、エアポンプＡＰ、第２エアフローメータＡＦＭ２、流量調整弁１４および開閉弁１５の配置順序は、この順序に限られるものではなく、エアポンプＡＰが流量調整弁１４および開閉弁１５の上流側に配置されていれば、それ以外の順序は任意に定めることができる。
【００３９】
改質装置２０は、両端が閉鎖された概ね筒状の本体２１を有し、本体２１の内部には、上述のバイパス管Ｌ２が接続される空燃混合部２２と、空燃混合部２２に隣接する改質反応部２３とが画成されている。空燃混合部２２には、バイパス管Ｌ２に加えて、改質用燃料噴射弁１６が接続されている。改質用燃料噴射弁１６は、燃料ポンプ１７を介して燃料タンク１８に接続されており、ガソリン等の炭化水素系燃料（液体燃料）を空燃混合部２２内に噴射可能なものである。また、改質反応部２３には、例えばジルコニアにロジウムを担持させた改質触媒が配置されると共に、改質触媒を予熱するためのプレヒータ２４が配置されている。
【００４０】
更に、本体２１の内部には、改質反応部２３の下流側に改質燃料分配室２５が画成されている。改質燃料分配室２５には、改質燃料供給管２６の基端が接続されており、改質燃料供給管２６の先端側は、各燃焼室３に向けて分岐されている。改質燃料供給管２６の各先端部には、改質燃料供給ノズル２７が装着されており、各改質燃料供給ノズル２７は、対応する燃焼室３の吸気ポート近傍に配置されている。また、内燃機関１は、改質燃料供給管２６内の改質燃料を冷却するための熱交換器２８を有している。熱交換器２８の冷却媒体としては、例えばエンジン冷却水が用いられる。更に、改質装置２０の改質燃料分配室２５には、温度センサＳＴｒが備えられている。本実施形態において、温度センサＳＴｒは、改質反応部２３の下流側に位置するように本体２１に取り付けられており、改質反応部２３から流出する改質燃料の温度を検出する。なお、各改質燃料供給ノズル２７と改質燃料分配室２５とを個別に連絡するように、複数の改質燃料供給管２６が燃焼室３ごとに設けられてもよい。
【００４１】
加えて、内燃機関１は、各吸気管５ａ（各吸気ポート）に装備された通常燃料噴射弁１６０を有しており、改質装置２０を作動させた状態、または、改質装置２０に対する空気および燃料の供給を停止させた状態で、各通常燃料噴射弁１６０から上記燃料ポンプ１７により圧送されるガソリン等の炭化水素燃料（通常燃料）を各吸気管５ａ（吸気ポート）内に噴射させて動力を得ることが可能である。なお、通常燃料噴射弁１６０は、対応する燃焼室３内に通常燃料を直接噴射するものであってもよい。
【００４２】
図２は、上述の内燃機関１の制御ブロック図である。同図に示されるように、内燃機関１は、制御手段として機能する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０を有している。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および、各種情報やマップ等が記憶されるメモリを含む。そして、このＥＣＵ３０入出力ポートには、上述の動弁機構７、点火プラグ（イグナイタ）８、スロットルバルブ１２、流量調整弁１４、開閉弁１５、改質用燃料噴射弁１６、通常燃料噴射弁１６０、プレヒータ２４、エアポンプＡＰ、更には、スタータ１９等が適宜制御回路等を介して接続されている。
【００４３】
また、ＥＣＵ３０の入出力ポートには、各種センサ類、すなわち、上述のエアフローメータＡＦＭ１およびＡＦＭ２、温度センサＳＴｒ、圧力センサＳＰ、排気空燃比センサＳＡＦ等が接続されている。第１エアフローメータＡＦＭ１は、空気取入口から給気管Ｌ１に取り入れられた空気の総流量（全燃焼室３に供給される空気の総量）を検出し、検出値を示す信号をＥＣＵ３０に与える。また、第２エアフローメータＡＦＭ２は、バイパス管Ｌ２を流通する空気の流量を検出し、検出値を示す信号をＥＣＵ３０に与える。温度センサＳＴｒ、圧力センサＳＰおよび排気空燃比センサＳＡＦも、それぞれ検出値を示す信号をＥＣＵ３０に与える。
【００４４】
更に、ＥＣＵ３０の入出力ポートには、イグニッションスイッチ３１、アクセル位置センサ３２、クランク角センサ３３および水温センサＳＷが接続されている。アクセル位置センサ３２は、図示されないアクセルペダルの踏込量を示す信号をＥＣＵ３０に与え、クランク角センサ３３は、内燃機関１のクランク角を示す信号をＥＣＵ３０に与え、水温センサＳＷは、内燃機関１の冷却系統を流通する冷却水の温度を示す信号をＥＣＵ３０に与える。
【００４５】
また、内燃機関１のクランクシャフト（図示省略）には、ダンパ等を介して自動変速機（ＡＴ）または無段変速機（ＣＶＴ）等の図示されない変速機が接続されており、ＥＣＵ３０には、当該変速機のシフト位置を検出するためのシフトポジションセンサＳＳＰが接続されている。シフトポジションセンサＳＳＰは、変速機のシフト位置を示す信号をＥＣＵ３０に与える。そして、ＥＣＵ３０は、エアフローメータＡＦＭ１，ＡＦＭ２、アクセル位置センサ３２、クランク角センサ３３、シフトポジションセンサＳＳＰ等からの信号等に基づいて、スロットルバルブ１２や流量調整弁１４の開度、改質用燃料噴射弁１６や通常燃料噴射弁１６０による燃料噴射量、点火プラグ８による点火タイミング、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅの開閉タイミング等を制御する。
【００４６】
さて、例えば機関始動時や低負荷時等、所定条件の下で上述の内燃機関１を作動させる場合、改質装置２０の空燃混合部２２に対して、ＥＣＵ３０によって制御されるエアポンプＡＰや流量調整弁１４等を含むバイパス管Ｌ２を介して空気が導入されると共に、ＥＣＵ３０によって制御される改質用燃料噴射弁１６からガソリン等の燃料が噴射される。ガソリン等の燃料は、空燃混合部２２にて気化すると共にバイパス管Ｌ２からの空気と混ざり合い、改質反応部２３へと流れ込む。改質反応部２３では、改質触媒により炭化水素系燃料と空気とが反応させられ、次の（１）式にて表わされる部分酸化反応が進行する。
ＣｍＨｎ＋（ｍ／２）Ｏ２  →  ｍＣＯ＋（ｎ／２）Ｈ２  …（１）
【００４７】
そして、上記（１）式の反応が進行することにより、燃料成分であるＣＯおよびＨ２を含む改質ガス（改質燃料）が生成され、得られた改質ガスは、改質装置２０から改質燃料供給管２６および改質燃料供給ノズル２７を介して各燃焼室３の吸気ポートに供給される。また、各燃焼室３の吸気ポートには、ＥＣＵ３０によって開度調整される給気管Ｌ１のスロットルバルブ１２を介して空気が導入される。従って、改質装置２０から各吸気ポートに導入された改質ガスは、更に空気と混ざり合った後、各燃焼室３内に吸入される。そして、所定のタイミングで各点火プラグ８が点火されると、各燃焼室３内で燃料成分であるＣＯおよびＨ２が燃焼してピストン４を往復移動させ、これにより、内燃機関１から所望の動力を得ることができる。
【００４８】
その一方で、例えば高負荷時等には、上述のように改質装置２０からの改質ガスを用いて内燃機関１を運転することは実質的に困難である。従って、内燃機関１の作動中には、要求に応じて、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を、改質装置２０にて生成される改質ガスと、燃料タンク１８に貯留されている通常燃料（ガソリン等の炭化水素系燃料）との間で切り換えることが必要となる。
【００４９】
ただし、内燃機関１の運転状態によっては前段触媒装置９ａおよび後段触媒装置９ｂにて良好に排気浄化を実行可能になっておらず、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へとの間でごく単純に切り換えたのでは、前段触媒装置９ａおよび後段触媒装置９ｂにて排気ガスが良好な浄化されず、排気エミッションを悪化させてしまうおそれがある。また、燃料の切換がスムースに実行されないと、各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れてしまい、排気エミッションの悪化に加えてトルク変動（トルクショック）を招いてしまうおそれもある。
【００５０】
このため、本実施形態の内燃機関１では、その作動中に予め定められた条件が成立して例えば各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換えるべきであると判断された場合（例えば、高負荷時）、制御手段としてのＥＣＵ３０によって図３に示される燃料切換許容判定ルーチンが実行される。この場合、ＥＣＵ３０は、まず、排気空燃比センサＳＡＦのセンサ素子のインピーダンスを計測する手段（図示省略）からの信号に基づいて当該センサ素子の温度を推定することにより、排気空燃比センサＳＡＦの活性度合を取得する（Ｓ１０）。排気空燃比センサＳＡＦの活性度合を取得すると、ＥＣＵ３０は、取得した活性度合と所定の閾値とを比較することにより、排気空燃比センサＳＡＦが充分に活性化されているか否か判定する（Ｓ１２）。
【００５１】
ＥＣＵ３０は、排気空燃比センサＳＡＦが充分に活性化されていると判断するまで、Ｓ１０およびＳ１２の処理を繰り返す。Ｓ１２にて排気空燃比センサＳＡＦが充分に活性化されていると判断すると、ＥＣＵ３０は、シフトポジションセンサＳＳＰからの信号に基づいて変速機のシフト位置を取得し（Ｓ１４）、シフト位置がニュートラルレンジ（パーキングレンジを含む）からドライブレンジへと変更されつつあるか、あるいは、シフト位置がドライブレンジにあるか否か判定する（Ｓ１６）。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ１６にて、シフト位置がニュートラルレンジ（パーキングレンジを含む）からドライブレンジへと変更されつつあるか、あるいは、シフト位置がドライブレンジにあると判断した場合、改質ガスから通常燃料への切換を許容し（Ｓ１８）、このルーチンを終了させて燃料切換処理を開始させる。
【００５２】
上述のように、内燃機関１では、各燃焼室３における混合気の空燃比を取得するための排気空燃比センサＳＡＦが活性化されていると判断される場合に、改質ガスから通常燃料への切換が許容される。すなわち、排気空燃比センサＳＡＦが活性化されていれば、仮に前段触媒装置９ａや後段触媒装置９ｂの排気浄化触媒が充分に活性化されていなくとも、排気空燃比センサＳＡＦの検出値に基づいて、各燃焼室３からの排気ガスが前段触媒装置９ａ等にて良好に浄化されるように、各燃焼室３内の混合気の空燃比を精度よく設定することが可能となる。すなわち、排気空燃比センサＳＡＦが活性されていると判断される場合には、前段触媒装置９ａや後段触媒装置９ｂにて良好に排気浄化を実行可能であるとみなすことが可能となる。
【００５３】
この結果、内燃機関１では、基本的に、前段触媒装置９ａや後段触媒装置９ｂにて良好に排気浄化を実行可能になるまで、通常燃料の使用が規制され、燃焼室３内で燃焼させる燃料として改質ガスが使用されることになる。そして、前段触媒装置９ａや後段触媒装置９ｂにて良好に排気浄化を実行可能になった段階で、各燃焼室３内で燃焼させる燃料としての通常燃料の使用が許容され、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換え可能になる。これにより、内燃機関１によれば、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れて排気ガス中のＨＣ等が多少増加しても、排気ガスは前段触媒装置９ａや後段触媒装置９ｂにて良好に浄化されることになるので、排気エミッションの悪化を確実に抑制することが可能となる。
【００５４】
また、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際にトルク変動を完全に無くすことは困難であり、燃料の切換時には、トルク変動に起因したショックが少なからず発生してしまう。この点に鑑みて、本実施形態の内燃機関１では、上述のＳ１４〜Ｓ１８の処理により、機関始動時等における改質ガスから通常燃料への切換が変速機のシフトチェンジの際、すなわち、ニュートラルレンジ（パーキングレンジを含む）からドライブレンジへのシフトチェンジの際に開始されることになる。これにより、体感上許容され得るシフトチェンジ時のショックにより、燃料の切換時のトルク変動に起因したショックを打ち消すことが可能となる。
【００５５】
なお、上述のように、変速機のシフト位置がニュートラルレンジまたはパーキングレンジにある際には、改質ガスから通常燃料への切換が許容されないが、本実施形態の内燃機関１では、変速機のシフト位置がニュートラルレンジまたはパーキングレンジにある際に、アクセルペダルが急激に踏み込まれたとしても、改質装置２０に対して供給される空気が増量されることはない。すなわち、内燃機関１では、変速機のシフト位置がニュートラルレンジまたはパーキングレンジにあって改質ガスから通常燃料への切換が許容されない状態では、改質ガスを用いた実質的な高負荷運転が禁止される。更に、内燃機関１では、改質ガスを用いて運転されている際に機関負荷が著しく高まったような場合には、図３のルーチンがスキップされ、直ちに改質ガスから通常燃料への切換が実行される。
【００５６】
また、図３の燃料切換許容判定ルーチンのＳ１２では、前段触媒装置９ａ等の排気浄化触媒の状態（活性度合）に基づいて、前段触媒装置９ａ等にて良好に排気浄化を実行可能であるか否か判定されてもよい。すなわち、前段触媒装置９ａ等の作動温度が充分に上昇して排気触媒が充分に活性化されていれば、各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れて排気ガス中のＨＣ等が多少増加しても、排気ガスは前段触媒装置９ａや後段触媒装置９ｂにて良好に浄化されることになる。
【００５７】
この場合、排気浄化触媒の状態は、例えば前段触媒装置９ａと後段触媒装置９ｂとの間に設置されて前段触媒装置９ａを通過した排気ガスの温度を検出する温度センサＳＴｅ（図１参照）の検出値から推定される排気浄化触媒の温度に基づいて判定されるとよい。また、排気浄化触媒の状態は、水温センサＳＷの検出値（冷却水温度）、積算空気量、積算燃料噴射量、機関始動後の経過時間、機関回転数の少なくとも何れか一つに基づいて判定されてもよい。なお、一般には、排気浄化触媒の活性化よりも排気空燃比センサＳＡＦの活性化の方が早期に完了することから、排気浄化触媒の活性度合をパラメータとした場合よりも、空燃比センサの活性度合に基づいて燃料切換の可否を判定する場合の方が、燃料切換が早期に許容されることになる。
【００５８】
図４は、上述の燃料切換許容判定ルーチンにおいて燃料の切換が許容された段階で実行される燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。
【００５９】
改質ガスから通常燃料への切換が許容された場合、ＥＣＵ３０は、アクセル位置センサ３２からの信号に示されるアクセル踏込量に応じた内燃機関１の目標トルクを得るために必要な空気の量を求める。そして、ＥＣＵ３０は、目標トルクが得られるように、流量調整弁１４、改質用燃料噴射弁１６、スロットルバルブ１２および各通常燃料噴射弁１６０を制御しつつ、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと徐々に切り換えていく。
【００６０】
より詳細には、ＥＣＵ３０は、図４に示されるように、まず、各燃焼室３に対する改質ガスの供給量が減少するように、改質装置２０に対する空気の供給量（以下、適宜「改質空気供給量」という）と改質用燃料噴射弁１６から改質装置２０への燃料の供給量とを減少させる。そして、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量を減少させ始めてから所定の遅延時間τが経過した段階で各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給を開始させる。
【００６１】
ここで、改質装置２０の設置スペース等の関係上、改質装置２０と各改質燃料供給ノズル２７（各燃焼室３）とはある程度の距離だけ離間されることになる。従って、改質装置２０に対する空気や燃料の供給量を減少させても、その時点から、各改質燃料供給ノズル２７から各燃焼室３に対して供給される改質ガスの量が直ちに減少し始めるわけではない。すなわち、改質燃料供給管２６内に残留する改質ガスの量に応じて、改質装置２０に対する燃料および空気の供給量を減少させ始めた時点と、各燃焼室３に流れ込む改質ガスの量が減少し始める時点との間には、タイムラグが存在する。このため、改質ガスから通常燃料へと切り換えるに際して、ごく単純に、改質装置２０に対する燃料および空気の供給を停止させ、各通常燃料噴射弁１６０からの燃料噴射を開始させたのでは、各燃焼室３に供給された改質ガスと通常燃料との合計が必要量を上回り、各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れてしまって排気エミッションの悪化やトルク変動（トルクショック）を招いてしまうおそれもある。
【００６２】
これに対して、本実施形態のように、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量を減少させ始めてから所定時間の遅延時間τが経過した段階で、各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給を開始させることにより、トータルの燃料の量（改質ガスと通常燃料との合計）を要求に応じて正確に設定することが可能となり、改質ガスの供給量が充分に低減されてないうちに、通常燃料の供給が開始されてしまうことが抑制される。この結果、燃料の切換中に各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れてしまうことを抑制可能となり、排気エミッションの悪化やトルク変動の発生を確実に抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、改質燃料供給管２６に残留している改質ガスが燃焼室３にほぼ完全に吸入されるまでの時間が機関回転数と相関を有していることを踏まえ、上述の遅延時間τは、燃料の切換が許容された時点の機関回転数に応じて定められる。このため、ＥＣＵ３０の記憶装置には、図５に示されるような機関回転数と遅延時間τとの関係を規定するマップが格納されており、ＥＣＵ３０は、燃料の切換が許容されると、クランク角センサ３３からの信号に基づいて機関回転数を求め、求めた機関回転数に対応した遅延時間τを読み出す。
【００６４】
ところで、通常燃料噴射弁１６０から通常燃料の供給を開始した際、特に機関始動時等の燃焼室３内の温度が比較的低い場合には、通常燃料噴射弁１６０から噴射された通常燃料（液体燃料）のうち、ある程度の量の通常燃料が気化することなく吸気ポートの壁面に付着してしまうことがある。このように、吸気ポートの壁面等に付着した通常燃料は、燃焼に寄与しないことから、通常燃料の供給の開始直後に内燃機関１のトルクが変動（低下）してしまうおそれもある。
【００６５】
このため、本実施形態では、図６に示されるような燃焼室３内の温度を反映する冷却水温度と通常燃料の供給開始時における供給量との関係を規定するマップがＥＣＵ３０の記憶装置に格納されている。このマップは、実験結果等を踏まえた上で、冷却水温度が低ければ低いほど、通常燃料の供給開始時における供給量が多くなるように作成されている。ＥＣＵ３０は、各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給を開始させるに先立って、水温センサＳＷの検出値から冷却水温度を求め、求めた冷却水温度に対応した通常燃料の供給量を当該マップから読み出す。そして、ＥＣＵ３０は、通常燃料の供給を開始させるに際して、図４に示されるように、上記マップから読み出した量の通常燃料を供給開始から所定時間内に噴射させる。
【００６６】
これにより、冷却水温度（機関温度）に応じて、各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給量を増加させて、吸気ポートの壁面等に付着して燃焼に寄与しなくなる分を補うことができるので、内燃機関１のトルク変動（トルクの低下）を抑制することが可能となる。この場合、図４に示されるように、通常燃料の供給量を増加させる時間内では、時間の経過と共に、通常燃料の供給量の増加割合が徐々に減少させられるとよい。
【００６７】
これ以後、改質装置２０に対する空気の供給量と、改質用燃料噴射弁１６から改質装置２０への燃料の供給量とが徐々に減少させられる一方で、スロットルバルブ１２を介して各燃焼室３に供給される空気の量と、各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給量とが徐々に増加させられる。これにより、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れてしまうことを抑制できるので、内燃機関１のトルク変動（トルクショック）を確実に抑制することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、改質ガスから通常燃料への切換開始時における通常燃料の供給量の増加割合が、切換開始時および切換終了時以外の増加割合よりも大きく設定されている（図４の丸印で囲まれた領域参照）。同様に、図４に示されるように、改質ガスから通常燃料への切換終了時における改質ガスの供給量（改質装置２０に対する空気および燃料の供給量）の減少割合が、切換開始時および切換終了時以外の減少割合よりも大きく設定されている。すなわち、本実施形態では、通常燃料の供給開始時点から通常燃料の供給量がある程度確保され、改質ガスから通常燃料への切換終了時には、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量がある程度の量にまで減少した時点で速やかにゼロとされる。
【００６９】
これにより、一般に容易ではない少量の通常燃料や改質ガスの高精度な供給を実行する必要がなくなるので、通常燃料や改質ガスの供給量の制御性を向上させることが可能となる。この場合、図４に示されるように、改質ガスから通常燃料への切換開始時には、通常燃料に合わせて、改質装置２０に対する燃料供給量の減少割合を切換開始時および切換終了時以外の減少割合よりも大きく設定するとよい。同様に、改質ガスから通常燃料への切換終了時には、改質ガスに合わせて、通常燃料の供給量の増加割合を切換開始時および切換終了時以外の増加割合よりも大きく設定するとよい。
【００７０】
なお、本実施形態では、機関回転数に応じて遅延時間τが定められ、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量を減少させ始めてから遅延時間τが経過した段階で、各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給を開始させているが、これに限られるものではない。すなわち、改質ガスを用いて内燃機関１が運転されている状態で、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量を減少させ始めると、やがて、各燃焼室３における混合気の空燃比が所定値を下回るようになる。従って、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量を減少させ始めた後、排気空燃比センサＳＡＦの検出値に基づいて各燃焼室３における混合気の空燃比を求め、求めた空燃比が上記所定値を下回った段階で、各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給を開始させてもよい。
【００７１】
〔第２実施形態〕
以下、図７〜図１０を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【００７２】
図７は、上述の内燃機関１において実行され得る他の燃料切換処理を説明するためのフローチャートであり、図８は、当該燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。各燃焼室３で燃焼させる燃料の切換が許容され、図７に示される手順に従って改質ガスから通常燃料への切換が実行される場合、ＥＣＵ３０は、アクセル位置センサ３２からの信号に示されるアクセル踏み込み量に応じた内燃機関１の目標トルクを求め（Ｓ２０）、更に、求めた目標トルクを得るために必要な空気の量（総空気量）を求める（Ｓ２２）。Ｓ２２にて求められる総空気量は、改質装置２０に対して供給される空気の量と、スロットルバルブ１２を介して各燃焼室３へと供給される空気の量と和である。そして、総空気量を求めると、ＥＣＵ３０は、所定のマップを用いると共に、燃料の切換を開始してからの経過時間に基づいて、改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合を求める（Ｓ２４）。
【００７３】
ここで、図７に示される燃料切換処理が実行される場合、全燃料（改質ガスと通常燃料との合計）に対する改質ガスの割合は、図８に示されるように、燃料の切換を開始してからの経過時間に比例して減少させられる。すなわち、ここでは、改質ガスから通常燃料への切換中、改質装置２０に対して供給されるべき空気の量とスロットルバルブ１２を介して各燃焼室３へと供給される空気の量との比の単位時間あたりの変化量が、概ね一定に保たれる。
【００７４】
そして、このような処理を実行するために、ＥＣＵ３０の記憶装置には、燃料の切換を開始してからの経過時間と改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合Ｒとの関係を規定するマップ（図９参照）が格納されており、ＥＣＵ３０は、Ｓ２４にて、当該マップからその時点の経過時間に対応する割合Ｒを読み出す。なお、図９に示されるように、本実施形態では、改質ガスのみを用いて内燃機関１が運転される場合、改質装置２０における混合気の空燃比がおよそ５（Ｏ／Ｃ＝１）に保たれると共に、各燃焼室３における混合気の空燃比が理論空燃比（＝１４．７）に保たれるので、燃料切換開始時における割合Ｒの値αは、およそ１／３（≒５／１４．７）となる。
【００７５】
Ｓ２４にて、改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合Ｒを求めると、ＥＣＵ３０は、Ｓ２２にて求めた総空気量に割合Ｒを乗じた量の空気が改質装置２０に供給されると共に、残りの空気がスロットルバルブ１２を介して各燃焼室３に供給されるように、流量調整弁１４およびスロットルバルブ１２を制御する（Ｓ２６）。これと同時に、ＥＣＵ３０は、改質空気供給量と、スロットルバルブ１２を経由する空気の量とに応じた燃料が噴射されるように、改質用燃料噴射弁１６および各通常燃料噴射弁１６０を制御する（Ｓ２６）。
【００７６】
更に、Ｓ２６の処理後、またはそれとほぼ同時に、ＥＣＵ３０は、Ｓ２４で定まる改質装置２０に対して供給されるべき空気の量とスロットルバルブ１２を介して各燃焼室３へと供給される空気の量との比、すなわち、改質ガスの供給量と通常燃料の供給量との比に応じて、各点火プラグ８による点火時期を補正する（Ｓ２８）。例えば、ＥＣＵ３０は、Ｓ２８にて、改質ガスのみを用いる場合の点火時期設定マップから読み出した点火時期（角度）ＳＡｒと、通常燃料のみを用いる場合の点火時期設定マップから読み出した点火時期（角度）ＳＡｒに基づいて、補正後の点火時期ＳＡｃを、
ＳＡｃ＝ＳＡｒ×（Ｒ×１／α）＋ＳＡｎ×（１−Ｒ×１／α）
として設定する。
【００７７】
このように、一般に改質ガスのみを用いて内燃機関１が運転される場合には、通常燃料のみを用いて内燃機関１が運転される場合よりも点火時期が遅角されることを踏まえて、各燃焼室３内で燃焼させる燃料の切換に際して、改質ガスの供給量と通常燃料の供給量との比に応じて点火時期が補正されると好ましい。これにより、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、点火時期が不適正であることに起因して生じるトルク変動を確実に抑制することができる。Ｓ２８の処理の後、ＥＣＵ３０は、例えば改質装置２０に対する空気の供給量がゼロになったか否か判定することにより、燃料切換が完了した否か判定し（Ｓ３０）、Ｓ３０にて燃料切換が完了したと判断するまで、Ｓ２０からＳ２８までの処理を繰り返す。
【００７８】
上述のように、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量（改質ガスの供給量）と通常燃料の供給量との比の変化量を概ね一定に保つことにより、改質ガスから通常燃料への切換中に機関負荷が変動したとしても（図８における実線参照）、改質ガスから通常燃料への切換に要する時間は、負荷変動がなかった場合（図８における破線参照）と同一となる。従って、図７に示される燃料切換処理を採用すれば、燃料の切換を変速機のシフトチェンジに合わせて実行し易くなり、燃料の切換タイミングを設定する際の自由度を増大化させることができる。
【００７９】
また、上述の内燃機関１において各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際には、改質ガスの供給量（改質装置２０に対する空気および燃料の供給量）の減少割合と、通常燃料の供給量の増加割合とがそれぞれ概ね一定に保たれてもよい。すなわち、このような燃料切換処理が採用された場合、燃料の切換中に機関負荷が変動したとしても、図１０に示されるように、負荷変動の前後において、改質ガスの供給量の減少割合（傾き）と通常燃料の供給量の増加割合とは変化せず、概ね一定に設定される。これにより、燃料の切換中に機関負荷の変動があった場合、燃料切換に要する時間が多少延びることにはなるが、燃料切換に際して、内燃機関１のトルク変動の発生を確実に抑制することが可能となる。図１０に示される燃料切換処理を実行する場合には、図７のＳ２４にて、改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合を算出する代わりに、改質装置２０に対する空気の供給量を所定値ずつ減少させていけばよい。
【００８０】
なお、上述の第２実施形態において、図４に関連して説明された処理のうち、ここで盛り込まれていないものを適宜採用し得ることはいうまでもない。
【００８１】
〔第３実施形態〕
以下、図１１および図１２を参照しながら、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態等に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【００８２】
図１１は、上述の内燃機関１において実行され得る他の燃料切換処理を説明するためのフローチャートであり、図１２は、当該燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。各燃焼室３で燃焼させる燃料の切換が許容され、図１１に示される手順に従って改質ガスから通常燃料への切換を実行する場合、ＥＣＵ３０は、まず、切換開始フラグの値を確認し（Ｓ４０）、切換開始フラグが「０」である場合、アクセル位置センサ３２の検出値に基づいて内燃機関１の目標トルクを求めた上で、燃料切換開始時に目標トルクを得るために必要な空気の量（総空気量）を求める（Ｓ４２）。燃料切換開始時の総空気量を求めると、ＥＣＵ３０は、燃料切換フラグを「１」とする（Ｓ４４）。これにより、燃料の切換が開始されてＳ４２の処理が１回実行されると、切換開始フラグが「１」とされるので（Ｓ４４）、それ以後、Ｓ４２およびＳ４４の処理はスキップされることになる。
【００８３】
Ｓ４４の処理の後、あるいは、Ｓ４０にて切換開始フラグが「１」であると判断した場合、ＥＣＵ３０は、その時点における目標トルクを得るために必要な空気の量（総空気量）を求める（Ｓ４６）。なお、燃料の切換時における本ルーチンの１サイクル目にＳ４６にて算出される総空気量は、Ｓ４２にて算出される総空気量と同じ値となる。そして、Ｓ４６の処理の後、ＥＣＵ３０は、改質装置２０に対して供給されるべき空気の量（改質空気供給量）を求める（Ｓ４８）。
【００８４】
本実施形態では、内燃機関１の運転状態に拘らず時間の経過と共に（例えば経過時間に比例して）、改質装置２０への空気の供給量を燃料切換開始時の総空気量から徐々に減少させるように予め定められた関数式またはマップが記憶装置に格納されている。ＥＣＵ３０は、Ｓ４８にて当該関数式またはマップを用いると共に、Ｓ４２にて算出した燃料切換開始時の総空気量と、燃料の切換を開始してからの経過時間とに基づいて、改質装置２０に対して供給されるべき空気の量を求める。
【００８５】
Ｓ４８にて改質装置２０に供給されるべき空気の量を求めると、ＥＣＵ３０は、Ｓ４８にて求めた量の空気が改質装置２０に供給されると共に、Ｓ４６にて求めた総空気量からＳ４８にて求めた量を減じた量の空気がスロットルバルブ１２を介して各燃焼室３に供給されるように、流量調整弁１４およびスロットルバルブ１２を制御する（Ｓ５０）。これと同時に、ＥＣＵ３０は、改質空気供給量と、スロットルバルブ１２を経由する空気の量とに応じた燃料が噴射されるように、改質用燃料噴射弁１６および各通常燃料噴射弁１６０を制御する（Ｓ５０）。
【００８６】
このように、本実施形態では、内燃機関１の運転状態に拘らず時間の経過と共に、改質装置２０への空気の供給量が燃料切換開始時の総空気量から徐々に減少するように設定される（Ｓ４８）。従って、改質ガスから通常燃料への切換中に機関負荷が増大化した場合、図１２に示されるように、改質ガスは機関負荷の変動が無い場合と同様にして減量される一方、通常燃料のみが機関負荷に応じて増量されることになる。また、改質ガスから通常燃料への切換中に機関負荷が減少した場合、基本的に改質燃料のみが負荷変動の無い場合と同様にして減量され、機関負荷の減少度合いが著しい場合には、更に通常燃料も機関負荷に応じて減量されることになる。すなわち、通常燃料噴射弁１６０からの燃料の噴射量の調整は、一般に改質装置２０に対する空気等の流量調整に比して容易であり、精度よく実行可能なものである。従って、本実施形態の燃料切換処理を採用すれば、燃料切換中に機関負荷が変動しても、必要とされる燃料（改質ガスと通常燃料との合計）を機関負荷に応じて精度よく供給可能となり、内燃機関のトルク変動（トルクショック）の発生を確実に抑制することができる。
【００８７】
また、本実施形態においても、Ｓ５０の処理後、またはそれとほぼ同時に、ＥＣＵ３０は、改質装置２０に対して供給される空気の量と、スロットルバルブ１２を介して各燃焼室３へと供給される空気の量との比、すなわち、改質ガスの供給量と通常燃料の供給量との比に応じて、各点火プラグ８による点火時期を補正する（Ｓ５２）。これにより、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、点火時期が不適正であることに起因して生じるトルク変動を確実に抑制することができる。そして、Ｓ５２の処理の後、ＥＣＵ３０は、例えば改質装置２０に対する空気の供給量がゼロになったか否か判定することにより、燃料切換が完了した否か判定し（Ｓ５４）、Ｓ５４にて燃料切換が完了したと判断するまで、Ｓ４０からＳ５２までの処理を繰り返す。
【００８８】
なお、上述の第３実施形態において、図４に関連して説明された処理のうち、ここで盛り込まれていないものを適宜採用し得ることはいうまでもない。
【００８９】
〔第４実施形態〕
以下、図１３〜図１５を参照しながら、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態等に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【００９０】
図１３は、上述の内燃機関１において実行され得る他の燃料切換処理を説明するためのフローチャートであり、図１４は、当該燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。各燃焼室３で燃焼させる燃料の切換が許容され、図１３に示される手順に従って改質ガスから通常燃料への切換を実行する場合、ＥＣＵ３０は、アクセル位置センサ３２からの信号に示されるアクセル踏み込み量に応じた内燃機関１の目標トルクを求め（Ｓ６０）、更に、求めた目標トルクを得るために必要な空気の量（総空気量）を求める（Ｓ６２）。Ｓ６２にて求められる総空気量は、改質装置２０に対して供給される空気の量と、スロットルバルブ１２を介して各燃焼室３へと供給される空気の量と和である。
【００９１】
Ｓ６２にて総空気量を求めると、ＥＣＵ３０は、Ｓ６２にて求めた総空気量と、前回算出された総空気量とを用いて単位時間あたりの総空気量の変化分（機関負荷の変動量）を算出する（Ｓ６４）。更に、ＥＣＵ３０は、Ｓ６４にて求めた単位時間あたりの総空気量の変化分と所定の閾値とを比較して、機関負荷の変動が小さいか否か判定する（Ｓ６６）。Ｓ６６にて、単位時間あたりの総空気量の変化分が閾値を下回っており、機関負荷の変動が小さいと判断した場合、ＥＣＵ３０は、所定のマップを用いると共に、燃料の切換を開始してからの経過時間に基づいて、改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合を求める（Ｓ６８）。Ｓ６８では、例えば、改質ガスの割合を燃料の切換を開始してからの経過時間に比例して減少させるように作成されたマップが用いられる。
【００９２】
これに対して、Ｓ６６にて、単位時間あたりの総空気量の変化分が閾値以上となっており、機関負荷の変動が大きいと判断した場合、ＥＣＵ３０は、改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合を前回値に固定する（Ｓ７０）。これにより、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、機関負荷の変動量が所定値を上回った場合には、図１４に示されるように、改質ガスの減量および通常燃料の増量、すなわち、改質ガスから通常燃料への切換が中断されることになる。このように、機関負荷の変動が大きい場合には、改質ガスから通常燃料への切換を一旦中断することにより、トータルの燃料の量（改質ガスと通常燃料との和）を機関負荷に応じるように精度よく設定可能となるので、内燃機関１の負荷追従性の悪化を抑制することができる。
【００９３】
Ｓ６８にて改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合を求めた後、または、Ｓ７０にて改質装置２０に供給されるべき空気の量の総空気量に対する割合を前回値に固定した後、ＥＣＵ３０は、Ｓ６２にて求めた総空気量にＳ６８またはＳ７０にて定めた割合を乗じた量の空気が改質装置２０に供給されると共に、残りの空気がスロットルバルブ１２を介して各燃焼室３に供給されるように、流量調整弁１４およびスロットルバルブ１２を制御する（Ｓ７２）。これと同時に、ＥＣＵ３０は、改質空気供給量と、スロットルバルブ１２を経由する空気の量とに応じた燃料が噴射されるように、改質用燃料噴射弁１６および各通常燃料噴射弁１６０を制御する（Ｓ７２）。
【００９４】
更に、本実施形態においても、Ｓ７２の処理後、またはそれとほぼ同時に、ＥＣＵ３０は、改質装置２０に対して供給される空気の量と、スロットルバルブ１２を介して各燃焼室３へと供給される空気の量との比、すなわち、改質ガスの供給量と通常燃料の供給量との比に応じて、各点火プラグ８による点火時期を補正する（Ｓ７４）。これにより、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、点火時期が不適正であることに起因して生じるトルク変動を確実に抑制することができる。そして、Ｓ７４の処理の後、ＥＣＵ３０は、例えば改質装置２０に対する空気の供給量がゼロになったか否か判定することにより、燃料切換が完了した否か判定し（Ｓ７６）、Ｓ７６にて燃料切換が完了したと判断するまで、Ｓ６０からＳ７４までの処理を繰り返す。
【００９５】
なお、上述のように、改質ガスから通常燃料への切換中、機関負荷の変動が大きい場合には、改質ガスから通常燃料への切換を中断する代わりに、改質ガスの供給を速やかに停止させると共に、通常燃料の供給量を速やかに目標値まで増量させてもよい。この場合、単位時間あたりの総空気量の変化分（機関負荷の変動量）が所定の閾値を越えたと判断されると、図１５に示されるように、改質装置２０に対する空気および燃料の供給が停止させられると共に、通常燃料の供給量がその時の値に維持される。そして、改質装置２０に対する空気および燃料の供給を停止させてから、図４および図５に関連して説明されたものに類する遅延時間τが経過した段階で、通常燃料の供給量が目標値、すなわち、その時点の目標トルクを発生させるために必要な通常燃料の量まで速やかに増加させられる。
【００９６】
このように、機関負荷の変動が大きい場合には、その時点で改質ガスから通常燃料への切換を速やかに完了させることにより、通常燃料を機関負荷に応じるように精度よく設定可能となるので、内燃機関１の負荷追従性の悪化を抑制することができる。また、この場合、上述の遅延時間τを設定することにより、改質燃料供給管２６等に残留する改質ガスが燃焼室３に完全に吸入される前に各燃焼室３に対して通常燃料が過剰に供給されてしまうことが抑制されるので、各燃焼室３における混合気の空燃比を目標値に合致させて、排気エミッションの悪化やトルク変動（トルクショック）の発生を確実に抑制することが可能となる。
【００９７】
なお、上述の第４実施形態において、図４に関連して説明された処理のうち、ここで盛り込まれていないものを適宜採用し得ることはいうまでもない。
【００９８】
〔第５実施形態〕
以下、図１６から図１８を参照しながら、本発明の第４実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態等に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【００９９】
図１６は、本発明の第５実施形態に係るハイブリッド車両を示す概略構成図である。同図に示されるハイブリッド車両Ｃは、上述の内燃機関１と他の駆動源としての電動機とを組み合わせたハイブリッド動力システムを含むものである。すなわち、ハイブリッド車両Ｃは、通常燃料と改質ガスとの何れかまたは双方を用いて運転される内燃機関１に加えて、モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を有する。そして、ハイブリッド車両Ｃでは、内燃機関１およびモータ・ジェネレータＭＧ２が主に走行用駆動源として用いられる一方、モータ・ジェネレータＭＧ１が内燃機関１により駆動され、主に発電機として機能する。
【０１００】
この場合、上述の内燃機関１のクランクシャフトＳは、図１に示されるように、ねじり振動を減衰するダンパ３５と、遊星歯車機構４０とを介してモータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２と結合されている。そして、これらの内燃機関１、遊星歯車機構４０、モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は、ハイブリッド動力装置を構成する。遊星歯車機構４０は、中心に位置するサンギヤ４１と、サンギヤ４１の外側に同心円状に設けられたリングギヤ４２と、サンギヤ４１およびリングギヤ４２の双方と噛み合ってサンギヤ４１の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ４３と、各プラネタリピニオンギヤ４３の軸を回転自在に支持するプラネタリキャリア４４とを含む。
【０１０１】
サンギヤ４１は、中空のサンギヤ軸Ｓ１を介してモータ・ジェネレータＭＧ１に連結されており、リングギヤ４２は、リングギヤ軸Ｓ２を介してモータ・ジェネレータＭＧ２に連結されている。また、プラネタリキャリア４４には、伝達シャフトＳ３が固定されている。伝達シャフトＳ３は、サンギヤ軸Ｓ１の内部に挿通されると共に、ダンパ３５を介して内燃機関１のクランクシャフトＳと連結されている。更に、リングギヤ４２は、チェーンベルト４５および動力伝達ギヤ４６を介して、ディファレンシャルギヤ４７に連結されている。
【０１０２】
このように構成される遊星歯車機構４０は、動力の入出力軸としてクランクシャフトＳ（伝達シャフトＳ３）、サンギヤ軸Ｓ１およびリングギヤ軸Ｓ２という３本の軸を有している。そして、遊星歯車機構４０の３軸（サンギヤ軸Ｓ１、リングギヤ軸Ｓ２およびプラネタリキャリア４４〔クランクシャフトＳ〕）における回転数やトルクの関係は、図１７に例示される共線図を用いて説明され得る。
【０１０３】
すなわち、サンギヤ軸Ｓ１（モータ・ジェネレータＭＧ１）の回転数をＮｓとし、リングギヤ軸Ｓ２の回転数をＮｒとし、プラネタリキャリア４４（内燃機関１の回転数〔機関回転数〕）をＮｅとし、リングギヤ４２の歯数に対するサンギヤ４１の歯数の比をρ（ρ＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とすると、モータ・ジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｓは、リングギヤ軸Ｓ２の回転数Ｎｒと、機関回転数Ｎｅとを用いて、
Ｎｓ＝Ｎｒ−（Ｎｒ−Ｎｅ）・（１＋ρ）／ρ
として定まる。すなわち、上記３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力が定まると、残りの軸に入出力される動力が他の２軸に入出力される動力に基づいて定まるのである。
【０１０４】
そして、遊星歯車機構４０は、モータ・ジェネレータＭＧ２の出力をチェーンベルト４５、動力伝達ギヤ４６、ディファレンシャルギヤ４７等を介して駆動輪Ｗに伝達する役割と、内燃機関１の出力をモータ・ジェネレータＭＧ１と駆動輪Ｗとに振り分ける動力分割機構としての役割と、モータ・ジェネレータＭＧ２や内燃機関１の回転速度を減速あるいは増速して駆動輪Ｗに伝達する変速機としての役割とを果たす。
【０１０５】
モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は、電動機および発電機の双方として作動可能な交流同期電動機として構成されており、外周面に複数の永久磁石５１を有するロータ５２と、回転磁界を形成する三相コイル５３が巻回されたステータ５４とをそれぞれ含む。モータ・ジェネレータＭＧ１のロータ５２は、遊星歯車機構４０のサンギヤ軸Ｓ１に固定されており、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータ５２は、遊星歯車機構４０のリングギヤ軸Ｓ２に固定されている。一方、モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のステータ５４は、モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２ならびに遊星歯車機構４０により共用されるケーシング５０の内周面にそれぞれ固定されている。更に、サンギヤ軸Ｓ１には、モータ・ジェネレータＭＧ１のロータ５２の回転角度を検出するレゾルバＲ１が設けられており、リングギヤ軸Ｓ２には、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータ５２の回転角度を検出するレゾルバＲ２が設けられている。
【０１０６】
また、モータ・ジェネレータＭＧ１は、インバータ５５を介してモータ用電子制御ユニット（以下「モータＥＣＵ」という）６０に接続されており、モータ・ジェネレータＭＧ２は、インバータ５６を介してモータＥＣＵ６０に接続されている。モータＥＣＵ６０は、図示されないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を有し、インバータ５５および５６を制御することによって、走行用バッテリ５７から各モータ・ジェネレータＭＧ１および／またはＭＧ２の三相コイル５３に所定周波数で適切な電流値をもった交流電流を供給して、モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の動作を制御する。なお、ハイブリッド車両Ｃでは、内燃機関１を始動させるためのスタータ１９に対して、走行用バッテリ５７から電力が供給される。
【０１０７】
そして、ハイブリッド車両Ｃは、その全体の制御手段として機能するハイブリッドＥＣＵ１００を備えており、ハイブリッドＥＣＵ１００も、図示されないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を有する。本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ１００の入出力ポートに、上述のイグニッションスイッチ３１、アクセル位置センサ３２、シフトポジションセンサＳＳＰ、更には、ブレーキ位置センサ３４等が接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１００は、上述のＥＣＵ３０（ここでは、説明をわかりやすくするために、以下「エンジンＥＣＵ」という）およびモータＥＣＵ６０との間で各種情報の受け渡しを行ないながら、ハイブリッド車両Ｃの全体を制御する。
【０１０８】
次に、図１８を参照しながら、上述のハイブリッド車両Ｃに備えられた内燃機関１において、各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える手順について説明する。
【０１０９】
図１８は、上述のようにモータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２と組み合わされた内燃機関１において実行され得る燃料切換処理を説明するためのフローチャートである。内燃機関１の各燃焼室３で燃焼させる燃料の切換が許容され、図１８に示される手順に従って改質ガスから通常燃料への切換を実行する場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、図示されない車速センサ、アクセル位置センサ３２およびエンジンＥＣＵ３０（クランク角センサ３３）等からの信号に基づいて、ハイブリッド車両Ｃの車速、アクセル踏込量、機関回転数および走行用バッテリ５７の残量を取得する（Ｓ８０）。
【０１１０】
これらのパラメータを取得すると、ハイブリッドＥＣＵ１００は、内燃機関１の回転数および負荷を現在値に保持（一定）にして内燃機関１の発生トルクを概ね一定にしたまま、モータ・ジェネレータＭＧ２を制御することにより、ハイブリッド車両Ｃの動作を円滑に継続させ得るか否か判定する（Ｓ８２）。
【０１１１】
Ｓ８２にて内燃機関１の回転数および負荷を一定に制御し得ないと判断した場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、第１実施形態から第４実施形態に関連して説明された何れかの手順に従う燃料切換を許容する（Ｓ８４）。これに対して、Ｓ８２にて内燃機関１の回転数および負荷を一定に制御し得ると判断した場合、内燃機関１の回転数および負荷を現在値に保持して内燃機関１の発生トルクを概ね一定にした状態で内燃機関１の各燃焼室３内で燃焼させる燃料を切り換えるための処理を開始させる。
【０１１２】
このように、内燃機関１の各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、機関出力（トルク）を概ね一定に保つことにより、燃料の切換をスムースに実行すると共に、各燃焼室３における混合気の空燃比が目標値から外れてしまうことを抑制可能となる。そして、本発明による内燃機関１と電動機（モータ・ジェネレータＭＧ１およびＭＧ２）とを組み合わせたハイブリッド動力システムでは、内燃機関１の出力（トルク）を概ね一定に保ったとしても、もう一方の駆動源である電動機（モータ・ジェネレータＭＧ２）を制御することにより、当該ハイブリッド動力システムに対する要求に応じることができるのである。
【０１１３】
ここで、内燃機関１のトルクＴｅは、遊星歯車機構４０によって、リングギヤ軸Ｓ２と、モータ・ジェネレータＭＧ１とに分配されるが、モータ・ジェネレータＭＧ１へと伝達されるトルクをＴｅｓとし、リングギヤ軸Ｓ２へと伝達されるトルクをＴｅｒとし、図１７の共線図を用いれば、トルクＴｅｒおよびＴｅｓは、
Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）＝Ｔｅｓ・１／ρ
として表される。
【０１１４】
そして、内燃機関１の回転数および負荷を概ね一定にして内燃機関１の発生トルクＴｅを概ね一定に保つためには、図１７における動作共線の力の釣り合いをとればよい。すなわち、モータ・ジェネレータＭＧ１に、内燃機関１からのトルクＴｅｓと向きが反対で大きさが同じであるトルクＴｍ１を発生させると共に、モータ・ジェネレータＭＧ２に、リングギヤ軸Ｓ２に出力すべき車軸要求トルクＴｒと同じ大きさで向きが反対のトルクとトルクＴｅｒとの合力に対し大きさが同じで向きが反対のトルクＴｍ２（＝Ｔｒ−Ｔｅｒ）を発生させればよい。
【０１１５】
このような点を踏まえて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、アクセル位置センサ３２からの信号に示されるアクセル踏込量に応じた車軸要求トルクＴｒを求めると共に、モータ・ジェネレータＭＧ１を回転数制御する際の電流値等に基づいて、その時点においてモータ・ジェネレータＭＧ１が発生しているトルク（ＭＧ１発生トルク）Ｔｍ１を取得する（Ｓ８６）。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータ・ジェネレータＭＧ２の発生トルクの目標値Ｔｍ２を、
Ｔｍ２＝Ｔｒ−Ｔｅｒ＝Ｔｒ−Ｔｅｓ・１／ρ
として算出する（Ｓ８８）。
【０１１６】
目標値Ｔｍ２を算出すると、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータ・ジェネレータＭＧ２がトルクＴｍ２を発生するように、モータＥＣＵ６０に指令信号を与え（Ｓ９０）、エンジンＥＣＵ３０に対して、機関回転数および機関負荷（吸入空気量）を一定にした状態での改質ガスから通常燃料への切換を許容する旨の信号を与える（Ｓ９２）。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００からの信号を受け取ったエンジンＥＣＵ３０は、予め作成されているマップ等に従って、機関回転数および機関負荷（吸入空気量）を一定にしながら燃料の切換を開始させる。この燃料切換に際して用いられるマップは、例えば、機関回転数および機関負荷（吸入空気量）を一定にした状態で、改質装置２０に対する空気および燃料の供給量を徐々に減少させる一方で、スロットルバルブ１２を介して各燃焼室３に供給される空気の量と各通常燃料噴射弁１６０からの通常燃料の供給量を徐々に増加させるものとして作成されている。
【０１１７】
Ｓ９２の処理を実行した後、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ３０からの状態信号等に基づいて、燃料切換が完了した否か判定し（Ｓ９４）、Ｓ９４にて燃料切換が完了したと判断するまで、Ｓ８０からＳ９２までの処理を繰り返す。この際、Ｓ８２にて一旦肯定的判断がなされ、内燃機関１の回転数および負荷を現在値に保持（一定）にした状態での燃料の切換が開始された場合、基本的に、それ以後、Ｓ８２にて否定的判断がなされることはない。
【０１１８】
ただし、Ｓ９２にて燃料切換が許容された後に機関負荷が著しく増大化したような場合には、モータ・ジェネレータＭＧ２を制御しても、内燃機関１の出力（トルク）を概ね一定に保った状態では、ハイブリッド動力システムに対する要求に応じることができなくなるおそれもある。このため、内燃機関１の回転数および負荷を現在値に保持（一定）にした状態での燃料の切換を許容した後に、Ｓ８２にて否定的判断を行った場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、第１実施形態から第４実施形態に関連して説明された何れかの手順に従う燃料切換を許容する（Ｓ８４）。これにより、内燃機関１の各燃焼室３内で燃焼させる燃料を改質ガスから通常燃料へと切り換える際に、ハイブリッド動力システムの出力が要求値を下回ってしまうことが回避される。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明による内燃機関の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の内燃機関の制御ブロック図である。
【図３】図１の内燃機関における燃料切換許容判定ルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図４】図１の内燃機関における燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図１の内燃機関における燃料切換処理を説明するためのグラフである。
【図６】図１の内燃機関における燃料切換処理を説明するためのグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態における燃料切換処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態における燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態における燃料切換処理を説明するためグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態における他の燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態における燃料切換処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態における燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態における燃料切換処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第４実施形態における燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図１５】本発明の第４実施形態における他の燃料切換処理を説明するためのタイミングチャートである
【図１６】本発明の第５実施形態に係るハイブリッド車両を示す概略構成図である。
【図１７】図１６に示されるハイブリッド動力システムの特性を説明するための共線図である。
【図１８】本発明の第５実施形態における燃料切換処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
１  内燃機関
３  燃焼室
９ａ，９ｂ  触媒装置
１２  スロットルバルブ
１４  流量調整弁
１６  改質用燃料噴射弁
１６０  通常燃料噴射弁
２０  改質装置
２２  空燃混合部
２３  改質反応部
２５  改質燃料分配室
２６  改質燃料供給管
２７  改質燃料供給ノズル
３０  エンジンＥＣＵ
４０  遊星歯車機構
４１  サンギヤ
４２  リングギヤ
４３  プラネタリピニオンギヤ
４４  プラネタリキャリア
５１  永久磁石
５２  ロータ
５３  三相コイル
５４  ステータ
５５，５６  インバータ
５７  走行用バッテリ
６０  モータＥＣＵ
１００  ハイブリッドＥＣＵ
Ｃ  ハイブリッド車両
Ｌ１  給気管
Ｌ２  バイパス管
ＭＧ１，ＭＧ２  モータ・ジェネレータ
Ｓ  クランクシャフト
Ｓ１  サンギヤ軸
Ｓ２  リングギヤ軸
Ｓ３  伝達シャフト
ＳＡＦ  排気空燃比センサ
ＳＳＰ  シフトポジションセンサ
ＳＴｒ  温度センサ
ＳＷ  水温センサ
Ｗ  駆動輪
【図１】
2005226622.tif 000003
【図２】
2005226622.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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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