(57)【要約】【課題】燃料改質装置において、排気ガスの熱を利用する以外の手段によって改質に必要な熱を得る。【解決手段】ガソリン燃料を貯蔵する燃料タンク２と、エンジン１の燃焼室８９近傍に設けられ、燃料タンク２から移送された燃料を通流させる燃料室８９と、エンジン１の排気通路として排気マニホルド９２近傍に設けられた改質器４１とを備え、エンジン１の燃焼で生じた熱によって燃料室８９上部に高温の蒸発燃料が発生させる。この蒸発燃料が改質装置４１に導入される。【選択図】図１
2007231900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される燃料を貯蔵する燃料タンクと、
内燃機関の燃焼室近傍に設けられ、前記燃料タンクから導入された燃料を通流させ、内燃機関の燃焼によって生ずる熱を当該燃料に吸収させる燃料室と、
前記燃料室から導入される燃料の改質を行う改質器と、
を備えた燃料改質装置。
【請求項２】
前記燃料室内の液体燃料の液面高さを検出する液面センサと、
前記燃料室から前記燃料タンクへの通路を開閉する開閉弁と、
前記液面センサの検出値が所定の第１設定値となるように、前記開閉弁の開閉状態を制御する制御部と、
を備え、
前記改質器には、前記燃焼室から蒸発燃料が導入される
請求項１記載の燃料改質装置。
【請求項３】
前記燃料室内の燃料温度または燃料室近傍の温度を検出する温度センサと、
前記燃料室から前記燃料タンクへの通路を開閉する開閉弁と、
前記温度センサの検出値が所定の第２設定値以下となるように、前記開閉弁の開閉状態を制御する制御部と、を備えた
請求項１記載の燃料改質装置。
【請求項４】
前記燃料室と前記燃料タンク間に設けられ、前記燃料室から前記燃料タンクへ移送される燃料の熱を除去する熱交換器、を備えた
請求項３記載の燃料改質装置。
【請求項５】
前記燃料室は、互いに連通しない複数の領域を含み、
前記燃料タンクから前記燃料室への燃料の移送を領域単位で制御する制御弁を備え、
前記制御部は、前記温度センサの検出値に応じて、前記複数の領域のうち所望の領域へ燃料が移送されるように、前記制御弁を制御する
請求項３または４記載の燃料改質装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記温度センサの検出値の上昇に応じて、前記燃料タンクから前記複数の領域のそれぞれに順次燃料が導入されるように前記制御弁を制御し、前記燃料室内の燃料量を増加させる
請求項５記載の燃料改質装置。
【請求項７】
前記改質器は、内燃機関の排気通路近傍に設けられる
請求項１〜６のいずれかに記載の燃料改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるエンジンなどの内燃機関に供給する燃料を改質する燃料改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリン等の炭化水素系の燃料（原燃料）を触媒等で改質することによって、主に水素（Ｈ2）と一酸化炭素（ＣＯ）とを含む改質ガスを生成することが行われている。この改質ガスを利用した内燃機関では、希薄燃焼限界が高いことに加え、限界付近でも比較的安定した運転が可能であることから、低ＮＯｘ及び高効率を同時に実現可能である。
かかる燃料の改質では、吸熱を伴う所定の化学反応を維持するために何らかの方法で熱を供給し続ける必要があり、この熱の供給方法として、たとえば排気ガスの熱を利用することが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−４６０５９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、内燃機関の燃焼プロセスで生じた熱を逃がすために冷却水が一般に用いられるが、この冷却水の冷却効果によって排気ガスの熱エネルギーが低下する。そのため、燃料の改質に必要な熱を排気ガスから十分に得られない場合が生ずる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、排気ガスの熱を利用する以外の手段によって、改質に必要な熱を得る燃料改質装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、燃料タンクと、燃料室と、改質器とを備えた燃料改質装置である。
【０００７】
燃料タンクは、外部から供給される燃料を貯蔵する。燃料室は、内燃機関の燃焼室近傍に設けられ、燃料タンクから導入された燃料を通流させ、内燃機関の燃焼によって生ずる熱を当該燃料に吸収させる。燃料室内の燃料は、熱の吸収によって高温の加熱燃料または蒸発燃料となる。改質器は、燃料室から導入される燃料の改質を行う。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明によれば、改質器に導入される前の燃料は、燃焼室近傍に設けられた燃料室を通して、内燃機関の燃焼によって生ずる熱を吸収するので、排気ガスの熱を利用する以外の手段によって、改質に必要な熱を得ることができる。したがって、安定した燃料の改質が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜＜第１の実施形態＞＞
以下、本発明の燃料改質装置の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の燃料改質装置の第１の実施形態を含むエンジンのシステム構成図である。図１に示すエンジン１は、改質ガスを燃焼室に直接噴射することによって、低ＮＯｘ及び高効率を同時に実現することを意図している。
【００１０】
このシステムは、主として、エンジン１（エンジン本体）、燃料タンク２、熱交換器４０、改質器４１、ガス貯留装置４２、燃料噴射弁８２、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０ａを備える。
なお、燃料タンク２、エンジン１内部の燃料室８９、改質器４１は、本発明の燃料改質装置を構成する。
以下、このエンジンのシステム構成について、以下説明する。
【００１１】
＜システム構成＞
エンジン１において、燃焼室８７は、シリンダヘッド９０，シリンダブロック９１およびピストン８８の冠面に囲まれた空間である。シリンダヘッド９０には、燃焼室８７に新気空気を供給するための吸気ポート８５と、燃焼室から既燃ガスを排気ガスとして排出するための排気ポート８６とが形成されている。シリンダヘッド９０とシリンダブロック９１には、燃料タンク２から供給される燃料が通流する燃料室８９が形成されている。
【００１２】
吸気ポート８５の下流には吸気バルブ８３が配備され、排気ポートの上流には排気バルブ８４が配備されている。クランクシャフト（図示しない）の回転に連動して回転する吸気用カム／排気用カム（図示しない）は、吸気バルブ８３／排気バルブ８４の上方に配置されており、吸気バルブ８３／排気バルブ８４を開閉させる。ウォータジャケット９３には、エンジン１を冷却するために外部から冷却水が導入される。
【００１３】
燃料室８９は、その内部に通流する燃料がエンジン１の燃焼工程によって生ずる熱を効率良く吸収できる、燃焼室８７近傍の位置に配置させることが望ましい。かかる観点から、本実施形態では、図示の通り、燃料室８９は、シリンダヘッド９０およびシリンダブロック９１の内部に、燃焼室８７を囲むようにして形成されている。
【００１４】
また、開閉弁５０がシリンダブロック９１の外壁に配備される。この開閉弁５０が開状態のときに、燃料路１００を介して、燃料室８９内の燃料が燃料タンク２へ移送される。開閉弁５０の開閉状態は、ＥＣＵ２０ａによって制御される。
【００１５】
燃料排出ポート９４は、燃料室８９内において極力上部に形成され、燃料路１０２と接続される。これにより、燃料室８９内で生じた蒸発燃料は、燃料路１０２を介して、熱交換器４０および改質器４１へ導入される。
【００１６】
改質器４１は、改質触媒、ガス分離膜（たとえば、メンブレン）を含み、燃料路１０２を介して送られる蒸発燃料（ガソリン燃料）を改質して、水素や一酸化炭素を含む改質ガスを生成する。この改質は、たとえば下記（１）式に示す反応式（吸熱反応）によって行われる。
【００１７】
ＣmＨn＋ｍＨ2Ｏ→（ｍ＋ｎ／２）Ｈ2＋ｍＣＯ・・・（１）
【００１８】
熱交換器４０は、改質器４１における改質のための温度条件を整えるために設けられている。図１に示す例では、熱交換器４０は、排気マニホルド９２の内部またはその近傍に取り付けられ、排気マニホルド９２を通過する排気ガスの熱を利用して、改質のための温度条件を設定する。すなわち、熱交換器４０は、エンジン１の燃焼による熱によって高熱となった蒸発燃料に対し、排気ガスの熱を与えることで、上記（１）式の吸熱反応が安定して行われることを可能としている。
【００１９】
ガス貯留装置４２は、改質器４１と燃料路１０３を介して接続され、改質器４１が生成した改質ガスを貯蔵する。
【００２０】
燃料噴射弁８２は、燃料路１０４を介してガス貯留装置４２と接続される。燃料噴射弁８２の先端は燃焼室８７に突出し、その先端から燃焼室８７へ改質ガスを噴射する。噴射時期および噴射量は、ＥＣＵ２０ａからの制御信号によって制御される。
【００２１】
温度センサ４６は、シリンダブロック９１の外壁に設けられ、燃料室８９内の燃料温度またはシリンダブロック９１の壁温度を検出する。
【００２２】
制御部としてのＥＣＵ２０ａは、燃料噴射弁８２、温度センサ４６、開閉弁５０、燃料ポンプ４５と電気的に接続されている。
ＥＣＵ２０ａは、所定の演算によって、エンジン１の点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期等を決定するほか、開閉弁５０の開閉状態と燃料ポンプ４５の動作／非動作を制御することで、燃料タンク２と燃料室８９との間の燃料の移送を制御する。エンジン１の外部に配置される燃料タンク２には比較的低温の燃料が貯蔵され、エンジン１の内部に配置される燃料室８９には高温の燃料が通流するため、ＥＣＵ２０ａは、燃料タンク２〜燃料室８９間の燃料の移送を制御することによって、結果として、燃料室８９内の燃料温度を制御することができる。
【００２３】
＜燃料改質動作＞
次に、本実施形態における燃料改質装置の動作について説明する。
【００２４】
改質器４１が活性状態に達していないエンジン１の始動時には、ガス貯留装置４２内に貯蔵されている改質ガスが燃料路１０４を介して燃料噴射弁８２に送られて、燃焼室８７に噴射することによって燃焼が行われる。
燃料タンク２内のガソリン燃料は、燃料ポンプ４５によって吸い上げられ、燃料路１０１を介して、エンジン１内部の燃料室８９に導入される。
燃料室８９内に導入されたガソリン燃料（液体燃料）は、燃料室８９内を通流することで、エンジン１の燃焼によって生じた熱を吸収するため、燃料室８９内の液体燃料の温度は上昇し、燃料室８９の上部領域には蒸発燃料（気体燃料）が発生する。
【００２５】
この蒸発燃料は、燃料室８９の上部にある燃料排出ポート９４から、燃料路１０２を介して、熱交換器４０および改質器４１へ送られる。
燃料排出ポート９４から取り出される蒸発燃料は、エンジン１の燃焼によって生じた熱を吸収することで高温となっているが、熱交換器４０において、排気ガスの熱を受けることでさらに温度が高められる。したがって、改質器４１では、上記（１）式に示したような吸熱反応が安定的に促進される。
改質器４１によって生成される改質ガスは、燃料路１０３を介してガス貯留装置４２に貯蔵される。
【００２６】
エンジン１が暖機状態になり、改質が十分に行われるような環境下では、上記の一連の動作が連続的に行われ、改質ガスが燃料噴射弁８２に連続的に供給される。
なお、オーバーヒートを回避する観点から、温度センサ４６の検出値に基づいて、燃料室８９内で発生する蒸発燃料の温度が所定の目標値以下となるように、ウォータジャケット９３に導入する冷却水の循環量を制御することが好ましい。
【００２７】
また、燃料排出ポート９４から安定した蒸発燃料を得るためには、燃料室８９の上部に蒸発燃料の通路のための領域を確保することが望ましい。したがって、燃料室８９内の液面高さを一定に保つことが好ましい。
図２は、燃料室８９内の液面高さを一定に保つようにしたシステムの外観構成を示す。図２に示すシステムでは、図１に示したシステムと比較して、燃料室８９内の液体燃料の液面高さＳＨを検出するための液面センサ４７が新たに追加される。
図２において、液面センサ４７の検出値は、常にＥＣＵ２０ａに送られる。ＥＣＵ２０ａは、液面センサ４７の検出値が所定の設定値（第１設定値）となるように、開閉弁５０の開閉状態および燃料ポンプ４５の動作／非動作を制御する。なお、基準となる設定値は、燃料室８９の上部に蒸発燃料の通路が十分に確保できるような値にする。
【００２８】
＜燃料改質装置の特徴＞
（１）
以上説明したように、第１の実施形態に係る燃料改質装置は、ガソリン燃料を貯蔵する燃料タンク２と、エンジン１の燃焼室８９近傍に設けられ、燃料タンク２から移送された燃料を通流させる燃料室８９と、エンジン１の排気通路として排気マニホルド９２近傍に設けられた改質器４１とを備える。そして、燃料室８９内の燃料はエンジン１の燃焼で生じた熱を吸収することで、燃料室８９上部に高温の蒸発燃料が発生する。このように、実施形態に係る燃料改質装置では、排気ガスの熱を利用する以外の手段によって熱を得ることができる。蒸発燃料は、排気通路の近傍に設けられた熱交換器４０を通過し、排気ガスの熱が与えられて改質装置４１に導入される。
このように、エンジン１の燃焼によって生じた熱を、改質器４１における改質反応を安定して促進させることに利用することができる。すなわち、実施形態に係る燃料改質装置では、従来エンジン１の冷却水を介して外部に逃がしていた熱を、改質のために効率良く利用することができる。
【００２９】
（２）
好ましくは、燃料室８９内の液体燃料の液面高さを検出する液面センサ４７と、燃料室８９から燃料タンク２への通路を開閉する開閉弁５０とを備え、ＥＣＵ２０ａは、液面センサ４７の検出値が所定の設定値（第１設定値）となるように、開閉弁５０の開閉状態を制御するとともに、改質装置４１には、燃料室８９から蒸発燃料が導入される。
すなわち、燃料室８９内の液面が一定となるように制御されるので、燃料室８９の上部に蒸発燃料の通路が確保され、安定的に改質器４１に対して蒸発燃料が供給されるようになる。
【００３０】
＜＜第２の実施形態＞＞
以下、本発明の燃料改質装置の第２の実施形態について、図３および図４を参照して説明する。
図３および図４は、本発明の燃料改質装置の第２の実施形態を含むエンジンのシステム構成図である。なお、第１の実施形態と同様の部分については、第１の実施形態と同じ符号を用いて重複説明を省略する。
【００３１】
＜システム構成＞
このシステムでは、燃料噴射弁８１が吸気ポート８５に設けられる。図３に示すように、燃料噴射弁８１の先端は、吸気ポート８５に突出しており、その先端から吸気ポート８５に液体燃料（ガソリン燃料）を噴射する。噴射時期および噴射量は、ＥＣＵ２０ｂからの制御信号によって制御される。
これにより、本実施形態に係るシステムでは、改質器４１が活性状態に達しないエンジン１の冷機始動時においてガソリン燃料を供給できるようにしている。
【００３２】
第２の実施形態に係るシステムでは、燃料ポンプ４５ａは、ＥＣＵ２０ｂからの制御信号に基づいて、外部から補充される燃料タンク２内の燃料を、燃料噴射弁８１へ供給するか、または、燃料路１０１を介して燃料室８９へ供給する。
【００３３】
このシステムでは、第１の実施形態において設けられていたウォータジャケット９３が存在せず、燃焼室８７の上部にも燃料室８９が形成される。エンジン１の冷却は、この燃料室８９内の液体燃料によって行われる。図４に示すように、燃料室８９内はエンジン１の熱によって高温となった液体の加熱燃料で占められる。
ＥＣＵ２０ｂは、燃料室８９内の燃料温度が上昇し過ぎることがないように、温度センサ４６の検出値が所定の設定値を越える場合には、開閉弁５０を開状態にするとともに、燃料ポンプ４５を動作させる。これにより、高熱の液体燃料が燃料タンク２へ戻されるとともに、その戻された量と同量の燃料が燃料タンク２から燃料室８９に導入される（燃料循環）。エンジン１の外部に配置される燃料タンク２には比較的低温の燃料が貯蔵され、エンジン１の内部に配置される燃料室８９には高温の燃料が通流するため、この燃料循環によって、燃料室８９内の燃料が冷却されることになる。
【００３４】
なお、燃料室８９内の燃料の冷却性能を高めるためには、図３に示すように、燃料路１００の途中に、燃料室８９から移送された燃料から熱を除去するための熱交換器９５を設けることが望ましい。
実施形態に係るシステムでは、第１の実施形態と異なり、燃料室８９において蒸発燃料は発生せず、図４に示すように、エンジン１の燃焼で生じた熱によって高温となったガソリン燃料である加熱燃料（液体燃料）が燃料路１０２を介して改質器４１へ送られる。すなわち、燃料室８９内はすべて液体燃料となり、十分な熱容量が得られない。かかる観点から、オーバーヒートを防止するために熱交換器９５を設けることが望ましい。
【００３５】
＜燃料改質装置の特徴＞
（１）
以上説明したように、本実施形態に係る燃料改質装置は、燃料室８９内の燃料温度または燃料室近傍の温度を検出する温度センサ４６と、燃料室８９から燃料タンク２への通路を開閉する開閉弁５０とを備え、ＥＣＵ２０ｂは、温度センサ４６の検出値が所定の設定値（第２設定値）以下となるように、開閉弁５０の開閉状態を制御する。
したがって、エンジン１の温度を適温に保ちながら、加熱燃料によって改質を促進させることができる。すなわち、エンジン１に対する冷却性能と、燃料の改質性能とを両立させることが可能となる。
【００３６】
（２）
好ましくは、開閉弁５０と燃料タンク２との間に熱交換器９５を配備し、この熱交換器９５によって、燃料室８９から戻される燃料の熱を除去する。これによって、エンジン１の冷却性能がさらに向上し、オーバーヒートを防止することができる。
【００３７】
＜＜第３の実施形態＞＞
以下、本発明の燃料改質装置の第２の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。
図５および図６は、本発明の燃料改質装置の第３の実施形態を含むエンジンのシステム構成図である。なお、第１および第２の実施形態と同様の部分については、第１および第２の実施形態と同じ符号を用いて重複説明を省略する。
【００３８】
＜システム構成＞
このシステムは、燃焼室８７に直接改質ガスを噴射する燃料噴射弁を持たない。ガス貯留装置４２は燃料路１０６を介して燃料噴射弁８１と接続され、改質ガスは燃料噴射弁８１によって吸気ポート８５に噴射される。噴射時期および噴射量は、ＥＣＵ２０ｃからの制御信号によって制御される。
燃料室８９は、３つの独立した領域８９ａ，８９ｂ，８９ｃを含む。これらの各領域は、互いに燃料の移動がない閉領域となっている。
【００３９】
第３の実施形態に係るシステムでは、燃料室８９の領域８９ａ，８９ｂと領域８９ｃとに対して、それぞれ独立に燃料が移送されるように、切換弁５１，５２が設けられる。
この切換弁と燃料室８９の各領域との接続関係について図６を参照して説明する。図６は、燃料タンク２から改質器４１までの燃料の供給を模式的に図解した図である。
図６に示すように、切換弁５１では、入力ポートは燃料路１０１と接続され、出力ポートは燃料路５１ａまたは燃料路５１ｂのいずれかが選択されて接続される。燃料路５１ａは領域８９ａに連通し、燃料路５１ｂは切換弁５２の入力ポートに連通する。
切換弁５２では、入力ポートは燃料路５１ｂと接続され、出力ポートは燃料路５２ａまたは燃料路５２ｂのいずれかが選択されて接続される。燃料路５２ａは領域８９ａ，８９ｂに連通し、燃料路５２ｂは領域８９ｃに連通する。
切換弁５１，５２がＥＣＵ２０ｃによって制御されることにより、燃料ポンプ４５から燃料路１０１に吐出された燃料は、領域８９ｃにのみ供給されるか、または、領域８９ａ，８９ｂに供給される。そして、各領域内の燃料は、燃料排出ポート９４を介して燃料路１０２へ供給される。
【００４０】
このように、本実施形態に係るシステムでは、燃料室８９の複数の領域に対する燃料の供給を制御することによって、エンジン１から燃料室８９内の燃料を通して放出される熱量を制御し、それによって、改質処理に影響を与える排気ガスの温度を制御することを目的としている。
【００４１】
＜燃料改質動作＞
次に、本実施形態における燃料改質装置の動作について説明する。
【００４２】
図５において、ＥＣＵ２０ｃは、始動時において、温度センサ４６の検出値に基づき、エンジン１が冷機状態であるか否かを判断する。
その結果、エンジン１が冷機状態であるとき、改質器４１の触媒が活性状態ではないと判断し、エンジン１の燃焼温度および排気ガス温度を急速に上昇させるように制御を行う。すなわち、ＥＣＵ２０ｃは切換弁５１，５２を制御し、燃料タンク２から燃料室８９の領域８９ｃにのみ燃料が供給されるようにする。具体的には、図６において、切換弁５１の出力ポートが燃料路５１ｂと接続し、切換弁５２の出力ポートが燃料路５２ｂと接続するように制御する。
これによって、燃料室８９には領域８９ｃに少量の燃料が存在するのみとなり、その燃料に対する、エンジン１の燃焼によって生ずる熱の伝達が抑制されるので、エンジン１の燃焼温度および排気ガス温度が急速に上昇する。したがって、改質器４１の触媒の活性化が促進される。
【００４３】
始動後、しばらく時間が経過し、エンジン１が暖機状態になり、温度センサ４６の検出値に基づいて改質器４１が活性状態に達したと判断すると、ＥＣＵ２０ｃは、エンジン１を冷却しながら、エンジン１の燃焼で生じた熱を燃料室８９内の燃料に伝達させるように制御を行う。すなわち、ＥＣＵ２０ｃは切換弁５１，５２を制御し、燃料タンク２から燃料室８９の領域８９ａ，８９ｂに燃料が供給されるようにする。具体的には、図６において、切換弁５１の出力ポートが燃料路５１ａと接続し、切換弁５２の出力ポートが燃料路５２ａと接続するように制御する。
これによって、燃料室８９内の大量の燃料（領域８９ａ〜８９ｃ内のすべての燃料）に対して、エンジン１の燃焼によって生ずる熱の伝達が行われるとともに、エンジン１の燃焼で生じた熱を吸収して高温となった加熱燃料が改質器４１に供給され、改質処理が促進される。
なお、第２の実施形態と同様、燃料室８９から移送された燃料が持つ熱を放出するための熱交換器９５を設けることが望ましい。
【００４４】
＜燃料改質装置の特徴＞
（１）
以上説明したように、第３の実施形態に係る燃料改質装置では、燃料室８９は、互いに連通しない複数の領域８９ａ〜８９ｃを含み、燃料タンク２から燃料室８９への燃料の移送を領域単位で制御する切換弁５１，５２を備え、ＥＣＵ２０ｃは、温度センサ４６の検出値に応じて、複数の領域８９ａ〜８９ｃのうち所望の領域へ燃料が移送されるように、切換弁５１，５２を制御する。すなわち、燃料室８９内の燃料量が制御されることで、エンジン１の燃焼で生ずる熱による燃料室８９内の燃料への伝達の度合いが制御されることになる。したがって、改質器４１の改質特性（改質処理における吸熱量）に応じて、改質器４１へ供給される加熱燃料の温度をコントロールすることができる。
【００４５】
（２）
好ましくは、温度センサ４６の検出値の上昇に応じて、燃料タンク２から複数の領域８９ａ〜８９ｃのそれぞれに順次燃料が導入されるように切換弁５１，５２を制御し、前記燃料室内の燃料量を増加させる。
改質器４１の触媒が活性状態ではない状態、すなわち、温度センサ４６の検出値が低く、エンジン１が冷機状態であるときには、燃料室８９の一部（上記説明では、領域８９ｃ）にのみ燃料を供給して、エンジン１の燃焼温度および排気ガス温度を急速に上昇させることで、改質器４１の改質動作を促進させる。改質器４１が活性状態に達した状態、すなわち、温度センサ４６の検出値が上昇し、エンジン１が暖機状態となったときには、燃料室８９のすべてに燃料を供給して、エンジン１を冷却しながら、エンジン１の燃焼で生じた熱を燃料室８９内の燃料に伝達させる。
したがって、エンジン１の始動直後から改質器４１が動作するとともに、エンジン１の暖機後では、エンジン１の温度を調節しつつ、エンジン１で生じた熱を効率良く加熱燃料に伝達し、改質を促進させることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成及びシステムは本実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更や、他のシステムへの適応なども含まれる。
【００４７】
たとえば、第３の実施形態に係る燃料改質装置では、始動直後に、燃料室８９のうち領域８９ｃにのみ燃料が供給され、その後、領域８９ａ，８９ｂに燃料が供給される構成としたが、かかる構成に限られない。
たとえば、領域は４つ以上存在してもよく、シリンダヘッド９０およびシリンダブロック９１に４つ以上の領域（以下、複数の領域）を加工・形成することは当業者にとって容易な事項である。
また、その複数の領域を領域単位ごとに順次燃料が供給されるようにすることもできる。たとえば、複数の領域のそれぞれに対応付けた複数の切換弁（制御弁）を設け、順次、その複数の切換弁の出力ポートの選択を切り換えればよい。複数の出力ポートを有する切換弁であれば、単一の切換弁（制御弁）で複数の領域のそれぞれに燃料を供給するようにすることもできる。
そして、冷間始動後に燃料室８９内の燃料量が次第に増加していくように制御弁を制御することで、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
上記第１〜第３の実施形態では、図１、３、５に示すように、熱交換器４０および改質器４１が排気マニホルド９２に配備され、排気ガスの熱を利用して改質を促進する構成を示してきたが、かかる構成に限られない。改質器４１で行われる改質反応が比較的低温環境下において行いうる場合には、燃料室８９から供給される蒸発燃料または加熱燃料に対して熱エネルギーを付与せず、そのまま改質処理を行うようにすることもできる。かかる場合には、熱交換器４０が不要となり、かつ、改質装置４１の設置場所の自由度が向上するため、低コスト化に寄与する。
【００４９】
上記第１〜第３の実施形態では、外部から燃料タンク２に補充される燃料がガソリン燃料である場合について説明してきたが、燃料はガソリンに限られない。補充される燃料は、たとえばアルコール混合水（アルコールと水の混合溶液）でもよい。
【００５０】
補充される燃料としてのアルコール混合水にエタノールが含まれる場合、改質装置４１では、下記式（２）に従って反応が行われる。
Ｃ2Ｈ5ＯＨ＋３Ｈ2Ｏ→６Ｈ2＋２ＣＯ2  ・・・（２）
【００５１】
上記式（２）が示すように、この改質反応を連続的に行うためには、エタノール１モルに対して３モル以上の水が含まれていることが好ましい。すなわち、改質に適したアルコール混合水には一般に大量の水分が含まれているため、改質のために導入されるアルコール混合水はかなりの低温で蒸発する。
したがって、本実施形態に係る燃料改質装置に対してアルコール混合水を燃料として用いる場合には、燃料室内の大量の水分によって、ガソリン燃料を用いる場合と比較すると、エンジン１の冷却を行いつつ、蒸発燃料または加熱燃料を改質装置４１へ導入することを効率的に行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図２】第１の実施形態の応用例についてのシステム構成図。
【図３】第２の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図４】第２の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図５】第３の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図６】第３の実施形態において、燃料タンクから改質器までの燃料の供給を模式的に図解した図。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
２  燃料タンク
２０ａ〜２０ｃ  ＥＣＵ
４０，９５  熱交換器
４１  改質器
４２  ガス貯留装置
４５，４５ａ  燃料ポンプ
４６  温度センサ
４７  液面センサ
５０  開閉弁
５１，５２  切換弁
８１，８２  燃料噴射弁
８９  燃料室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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