(57)【要約】【課題】外部から供給された燃料を分離して内燃機関に供給する燃料供給装置において、燃料の分離機能に不具合が生じたとき、内燃機関の連続運転時間を短縮しないようにする。【解決手段】燃料分離装置４において、車両に搭載された燃料タンク２内の燃料を、高オクタン価燃料、改質燃料、始動用燃料に分離した後、エンジン１の運転状態に応じて、高オクタン価燃料、改質燃料、始動用燃料のいずれかが選択または混合されて、エンジン１に供給することで効率的な運転を可能とする。その際、分留装置３や改質装置５１の異常が発生したときには、分留装置３および改質装置５１の動作を停止するとともに、分離された燃料が燃料タンク２に戻るように、コンピュータ２０によって弁が制御される。【選択図】図１
2007231878.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、
前記燃料タンク内の燃料を、それぞれ組成が異なる複数種類の燃料に分離する燃料分離部と、
前記複数種類の燃料をそれぞれ別々に貯蔵する複数の燃料貯蔵部と、
前記複数の燃料貯蔵部に貯蔵された複数種類の燃料の中からいずれかの燃料を選択または混合し、内燃機関に所望の組成の燃料を供給する燃料供給部と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記燃料供給部における燃料の選択または混合比率の特定を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記燃料分離部の異常を検出したとき、前記燃料分離部の分離動作を停止させるとともに、前記複数の燃料貯蔵部に貯蔵された複数種類の燃料が前記燃料タンクに戻るように燃料の移送を制御する
内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料分離部は、前記燃料タンクに貯蔵された燃料に対し、分留および／または改質を行うことによって、前記複数種類の燃料に分離する
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記燃料分離部の異常を検出したとき、前記燃料分離部の分離動作を停止させるとともに、前記複数の燃料貯蔵部に貯蔵された複数種類の燃料のそれぞれ一部のみが前記燃料タンクに戻るように燃料の移送を制御する
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料分離部は、
前記燃料タンク内の燃料を、沸点が第１温度とその第１温度よりも高い第２温度とを境にした成分に分留する分留装置と、
前記第１温度から前記第２温度までを沸点とする成分を改質して、改質燃料を生成する改質装置と、を含み、
前記制御部は、前記分留装置、前記改質装置のいずれかの異常を検出したとき、異常を検出した装置の動作のみを停止させるとともに、異常を検出した装置によって得られた燃料のみが前記燃料タンクに戻るように燃料の移送を制御する
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料分離部の異常の検出は、内燃機関の運転状態が安定するような前記燃料の選択または混合比率の特定ができなくなることの検出、前記分留および／または改質の作動条件に関する状態量の変化の検出、分留および／または改質による燃料性状の変化の検出のいずれかによって行う
請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記燃料分離部の異常の検出は、内燃機関の始動時および連続運転時の双方で行う
請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項７】
前記燃料供給部は、前記燃料タンクから内燃機関へ直接燃料を供給するための燃料通路を備え、
前記制御部が前記燃料分離部の異常を検出したとき、前記燃料通路を介して内燃機関に燃料を供給する
請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記燃料分離部の動作を停止させた後、前記複数の燃料貯蔵部に貯蔵された複数種類の燃料を順次内燃機関に供給し、内燃機関の運転状態が安定するか否かを評価する故障診断を行う
請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項９】
前記故障診断では、前記複数種類の燃料のそれぞれに対応した機関設定を内燃機関に与える
請求項８記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記燃料分離部は、
前記燃料タンク内の燃料を、沸点が第１温度とその第１温度よりも高い第２温度とを境にした成分に分留する分留装置と、
前記第１温度から前記第２温度までを沸点とする成分を改質して、改質燃料を生成する改質装置と、を含み、
前記故障診断において、前記改質燃料は、前記分留装置によって得られた燃料のうち前記改質装置によって改質されない非改質燃料よりも先に内燃機関に供給される
請求項８または９記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記故障診断は、少なくとも、内燃機関の機関温度が低くかつ運転開始時である第１運転条件下と、内燃機関の機関負荷が所定の閾値よりも高い第２運転条件下とにおいて行われる
請求項８〜１０のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【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燃料を供給するための燃料供給装置に係り、特に、外部から供給された燃料を分離することによって内燃機関を高効率で運転させるための燃料供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の外部から供給された燃料に対して改質を行うことでオクタン価を高め、機関負荷などの内燃機関の運転状態に応じた所望のオクタン価の燃料を内燃機関に供給する技術が知られている。
たとえば、下記特許文献１に開示された燃料供給装置では、分留装置と改質装置とを備える。分留装置は、外部から補給された燃料を低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とに分留し、改質装置は、分留装置によって生成された低オクタン価燃料のオクタン価を高める。そして、分留装置によって生成された高オクタン価燃料と、改質装置によってオクタン価が高められた改質燃料とを、機関負荷に応じて要求されるオクタン価になる比率で混合させて、内燃機関に供給する。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２９０１３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、上述した従来の燃料供給装置は、分留装置および／または改質装置等、組成に応じた燃料の分離機能に不具合が生じたときには、燃料を分離した分だけ車両の燃料タンク内の燃料が減少するため、エンジンの連続運転時間が短縮され車両の航続距離が低下するという不利益が生ずる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、外部から供給された燃料を分離して内燃機関に供給する燃料供給装置において、燃料の分離機能に不具合が生じたとき、内燃機関の連続運転時間を短縮しないようにすることにある。
【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、燃料分離部と、複数の燃料貯蔵部と、燃料供給部と、制御部とを備えた、内燃機関の燃料供給装置である。
【０００７】
燃料タンクは、外部から供給される燃料を貯蔵する。燃料分離部は、燃料タンク内の燃料を、それぞれ組成が異なる複数種類の燃料に分離する。この分離方法として、分留や改質などの様々な化学的処理が考え得る。
複数の燃料貯蔵部は、複数種類の燃料をそれぞれ別々に貯蔵する。燃料供給部は、複数の燃料貯蔵部に貯蔵された複数種類の燃料の中からいずれかの燃料を選択または混合し、内燃機関に所望の組成の燃料を供給する。制御部は、内燃機関の運転状態に応じて、燃料供給部における燃料の選択または混合比率の特定を行う。
【０００８】
さらに、制御部は、燃料分離部の異常を検出したとき、燃料分離部の分離動作を停止させるとともに、複数の燃料貯蔵部に貯蔵された複数種類の燃料が燃料タンクに戻るように燃料の移送を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
したがって、本発明によれば、外部から供給された燃料に対して燃料分離部が正常に分離することができなくなると、燃料タンク内の燃料量が複数種類の燃料からの燃料の移送によって増量するため、内燃機関の連続運転時間が短縮されない。そのため、燃料分離部の異常のときに、たとえば修理工場などの特定の場所まで、内燃機関を運転させ続けることできる可能性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜＜第１の実施形態＞＞
以下、本発明に係る燃料供給装置の一実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料供給装置を含むエンジンのシステム構成図である。なお、図１において、エンジン１は、通常のガソリンエンジンの圧縮比より高い圧縮比に設定されるものとする。また、エンジン１の燃焼方式の違い、たとえば火花点火、圧縮着火の違いは問わない。
【００１１】
なお、燃料タンク２は、本発明の燃料タンクの一実施形態である。
分留装置３および改質装置５１は、本発明の燃料分離部を構成する。
高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５および始動用燃料タンク６は、本発明の複数の燃料貯蔵部を構成する。
弁（切換弁１０，１１、開閉弁１４，１５）、ポンプ（燃料混合用ポンプ８、燃料ポンプ１２，１３）、燃料タンク（９，１２，１３）、燃料混合比率調整器７は、本発明の燃料供給部を構成する。
ＥＣＵ２０は、本発明の制御部の一実施形態である。
【００１２】
＜システム構成＞
先ず、図１に示すエンジンのシステムの構成について以下説明する。
燃料タンク２は、車両に補給される燃料を貯蔵するためのものであり、燃料の分留機能を有する分留装置３に接続される。また、分留装置３には、分留された燃料を貯蔵する高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５および始動用燃料タンク６が接続される。
燃料タンク２内には、液量センサ２１が設けられる。液量センサ２１は、たとえば燃料タンク２の液面位置を検出することで燃料タンク２内にある燃料量を検出する。液量センサ２１の検出結果は、ＥＣＵ２０によって読み取られる。
【００１３】
分留装置３では、燃料タンク２に貯蔵される燃料を沸点に応じて複数の成分に分留する。
図２は、燃料に含まれる成分の沸点範囲とオクタン価との関係の一例を示す図である。分留装置３は、図２に示すように、９０℃以下の低沸点の燃料成分と、オクタン価の高い沸点範囲、例えば９０℃から１５０℃の燃料成分と、１５０℃より沸点の高く低オクタン価の燃料成分とを生成する。
９０℃から１５０℃の燃料成分は、高オクタン価燃料タンク４に供給されて貯蔵される。９０℃以下の低沸点の燃料成分と、１５０℃より沸点の高い燃料成分とは、低オクタン価燃料タンク５に供給されて貯蔵される。９０℃において気体状の燃料成分は、始動用燃料タンク６に供給されて貯蔵される。
なお、分留装置３は、かかる分留動作に要する温度環境を整えるため、燃料クーラーまたは空冷装置などの熱交換器（図示しない）を備える。
【００１４】
分留装置３における分留動作の基準となる沸点範囲は、車両に補給される燃料やエンジンの使用形態によって変更するようにしてもよいが、以下では、分留装置３が９０℃から１５０℃の燃料成分を高オクタン価の燃料成分として分離する場合を一例として説明する。
【００１５】
低オクタン価燃料タンク５内には、改質装置５１が設置される。改質装置５１は、改質に必要な条件（たとえば、温度と圧力）が整えられ、低オクタン価燃料タンク５に貯蔵される低オクタン価燃料を改質することで、改質前の低オクタン価燃料よりも高いオクタン価である改質燃料を生成する。
図３に示す改質動作の一例では、改質装置５１では、３００℃、１ＭＰａの条件下で、白金アルミナゼオライト触媒によってノルマルペンタンを異性化し、オクタン価の高いイソペンタンを生成する。但し、改質装置５１によって生成された改質燃料のオクタン価は、高オクタン価燃料タンク４に貯えられる燃料よりも低い。
このように、実施形態に係る燃料供給装置においては、上述した分留装置３および改質装置５１によって、燃料タンク２に貯蔵される燃料は、それぞれ組成が異なる複数種類の燃料に分離して個別に貯蔵される。
【００１６】
燃料混合比率調整器７は、高オクタン価燃料タンク４と低オクタン価燃料タンク５とに接続される。燃料混合比率調整器７は、高オクタン価燃料タンク４および低オクタン価燃料タンク５から供給される燃料量の比率を制御する比例電磁弁を含んで構成され、ＥＣＵ２０から指示される混合比率を示す制御信号に基づき、各タンクからの流量を制御する。これによって、燃料混合比率調整器７は、高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価、低オクタン価燃料タンク５からの改質燃料のいずれかを選択または混合する。
燃料タンク９には、燃料混合比率調整器７によって選択または混合された燃料が燃料混合用ポンプ８、切換弁１０を介して供給され、貯蔵される。
【００１７】
燃料タンク９内の燃料は、切換弁１１および燃料ポンプ１２を介して、エンジン１の燃料噴射弁に送られる。
切換弁１０，１１は、ＥＣＵ２０からの制御信号に応じて、燃料通路の切換動作が制御される。すなわち、高オクタン価燃料（高オクタン価燃料タンク４）、改質燃料（低オクタン価燃料タンク５）、燃料混合比率調整器７によって選択または混合された燃料（燃料タンク９）のいずれかがエンジン１に導かれるようになっている。
【００１８】
また、燃料タンク２は、切換弁１１と直接接続される。これは、後述するように分留装置３や改質装置５１の動作を停止したとき、燃料タンク２内の燃料を直接エンジン１へ供給できるようにするためである。
【００１９】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０は、マイクロコントローラを主体として構成される。ＥＣＵ２０は、点火時期センサ９３、吸入空気量センサ９４、スロットル開度センサ９５、クランク角センサ９６、水温センサ９７、ノックセンサ９８、排気温センサ９９などから検出信号を入力し、所定の演算を行うことによってエンジン１の運転状態、環境状態を推定するほか、エンジン１の点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量等を決定する。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、エンジンの運転状態等に応じて、前述したように、高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料と、低オクタン価燃料タンク５からの改質燃料との混合比率を示す制御信号を、燃料混合比率調整器７に送出する。
【００２１】
ＥＣＵ２０は、前述したように、切換弁１０，１１、開閉弁１４，１５を制御することによって、燃料タンク２内の燃料、高オクタン価燃料タンク４内の高オクタン価燃料、低オクタン価燃料タンク５によって生成される改質燃料、燃料混合比率調整器７によって選択または混合された燃料のうちいずれかの燃料を、燃料ポンプ１２を介してエンジン１に供給する。
また、ＥＣＵ２０は、外気温度が低いときには、制御信号によって燃料ポンプ１３を動作させ、始動用燃料を燃料ポンプ１３を介してエンジン１に供給する。
【００２２】
＜燃料供給動作＞
次に、エンジン１に対する燃料供給動作について、具体的に説明する。
【００２３】
先ず、車両に供給された燃料は、最初に燃料タンク２に貯蔵される。そして、燃料タンク２に貯蔵された燃料は、分留装置３の処理能力に応じて、分留装置３内に順次導入される。
【００２４】
分留装置３では、先ず、導入された燃料に対して、燃料温度が１５０℃になる熱を加える。この加熱によって蒸発した沸点１５０℃以下の燃料成分は、その後９０℃まで冷却される。この冷却化により凝縮した沸点９０℃〜１５０℃範囲の燃料成分が、高オクタン価燃料タンク４に供給されて貯えられる。
【００２５】
一方、沸点が９０℃以下の燃料成分と、沸点が１５０℃以上の燃料成分とは、低オクタン価燃料タンク５に供給されて貯えられる。９０℃で気体状の燃料は始動用燃料タンク６に導かれ、貯えられる。
図２に示したように、一般的な燃料は、沸点の低い領域と高い領域でオクタン価が低く、沸点９０℃〜１５０℃範囲でオクタン価が高いので、上記の手順により燃料を分留することによってオクタン価の異なる燃料成分に分離できる。なお、高オクタン価成分の沸点範囲は、９０℃〜１５０℃の範囲に限定されるものではなく、実際の使用燃料及び要求オクタン価に応じて適宜設定されるべきものである。また、簡便には、沸点９０℃以下の燃料を低オクタン価燃料として分離し、それ以外を高オクタン価燃料とする構成であってもよい。
【００２６】
低オクタン価燃料タンク５において、改質装置５１は、低オクタン価燃料に対して触媒作用を施すとともに、クラッキングや重合などの変成を行う改質動作を行うことで、改質前よりもオクタン価の高い燃料（改質燃料）を生成して貯蔵する。
【００２７】
なお、分留装置３で高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離することなく、車両に補給された燃料を直接燃料改質装置により改質させることも可能ではあるが、オクタン価の高いものが混ざっている状態では、燃料改質装置の効率（単位時間当たりの改質量）が低下するので、上記のように、分留装置３で分離された低オクタン価燃料を改質することが、高効率の改質を実現するうえで好ましい。
【００２８】
以上の動作により別々のタンクに貯えられた、高オクタン価燃料と改質燃料（改質によって得られたオクタン価の高い燃料であるが、沸点９０℃〜１５０℃範囲の燃料のオクタン価には及ばない燃料）は、エンジンの運転状態に応じて、エンジン１に供給される燃料が所望のオクタン価になるように、燃料混合比率調整器７で混合される。すなわち、燃料混合比率調整器７は、ＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて、高オクタン価燃料タンク４および低オクタン価燃料タンク５からの流量を調節する。
【００２９】
図４は、燃料混合比率調整器７における流量制御弁の開度と、混合比率との関係を示す図である。図４に示すように、燃料混合比率調整器７では、流量制御弁の開度がポジション１である場合には改質燃料が選択され、流量制御弁の開度がポジション２である場合には高オクタン価燃料が選択される。そして、ポジション１〜ポジション２間の開度を設定することによって、所望の混合比率を設定できるようになっている。
【００３０】
燃料混合比率調整器７によって選択または混合された燃料は、燃料混合用ポンプ８および切換弁１０を介して、燃料タンク９に貯蔵される。そして、燃料タンク９内の燃料は、燃料ポンプ１２を介してエンジン１に供給される。
【００３１】
燃料混合比率調整器７における燃料混合比率は、ノッキング回避のための要求オクタン価に基づいて行われ、エンジン負荷及びエンジン回転数(rpm)などのエンジン１の運転状態に応じて変化する。
図５は、エンジン負荷及びエンジン回転数Ｎｅと、要求される燃料混合比率との関係の一例を示す。図５に示すように、エンジンの運転状態が低負荷で、ノッキング回避のため要求オクタン価が比較的低い場合には、改質燃料の割合を大きくし、エンジン負荷が高くノッキング回避のための要求オクタン価が比較的高い場合には、沸点９０℃〜１５０℃範囲の高オクタン価燃料の割合を大きくする。
なお、エンジンの負荷は、スロットル開度（スロットル開度センサ９５）や、そのスロットル開度を基に各種エンジン状態のパラメータを考慮してＥＣＵ２０内部で決定される燃料噴射量などによって推定できる。
【００３２】
また、エンジンの始動時及び始動直後であってエンジン温度が低いとき、即ち、エンジンの暖機中においては、始動用燃料タンク６内の燃料をエンジン１に供給する。この始動用燃料は、低沸点成分（沸点が９０℃以下）の燃料であることから、燃料の気化が車両に補給される燃料よりも良いため、燃焼室壁面などに対する燃料付着が抑制され、燃焼が良好に行われ、排気性能が改善される。
なお、エンジン暖機状態は、エンジンの冷却水温度（水温センサ９７）に基づいて判断できる。たとえば冷却水温度が４０℃よりも低いときに、エンジンが暖機中であると判断して、始動用燃料を供給するようにする。
【００３３】
また、エンジンの暖機完了後は、ノッキングが発生し易くなるため、前述のように、エンジン負荷に応じて要求されるオクタン価になるように、改質燃料と沸点９０℃〜１５０℃範囲の高オクタン価燃料との混合比率を調整する。
【００３４】
＜燃料の選択または混合の処理動作＞
次に、ＥＣＵ２０が主体として実行する、本燃料供給装置の燃料の選択または混合の処理動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３５】
ステップＳ１では、エンジン回転、エンジン負荷などの運転状態の読み込みを行い、ステップＳ２では、分留装置３および改質装置５１が正常であるか否かを判断する。各装置が正常であるか否かについて判断方法として、以下に述べる様々な方法を採用することができる。
【００３６】
第１に、分留装置３および改質装置５１が正常であるか否かの判断を、分留／改質の結果得られた燃料の性状が予め設定された値とほぼ一致するかを判定することによって行うことができる。燃料性状の検出方法は、たとえば特開２００４−２３９２２９号公報に開示されているように、オクタン価、セタン価等の燃料性状が燃料の比重に相関していることに着目して、使用している燃料の比重を検出し、その検出された比重に基づいて、セタン価、オクタン価、蒸発性、発熱量、芳香族炭化水素含有量、の中の少なくとも１つの燃料性状を検出する方法を採用することができる。
また、分留装置３および改質装置５１によって生成された燃料に含まれる、Ｈ2、ＣＯ、ＨＣ、エチルアルコールなどの特定成分の量や、生成された燃料の屈折率や誘電率などの物性値を検出する燃料性状センサ（図示しない）を各装置に設け、その検出結果をＥＣＵ２０において所定の閾値と比較・判定するようにしてもよい。
たとえば、一般に高オクタン価燃料にはアルコール含有量が極めて少ない。したがって、改質装置５１によって生成された改質燃料から検出されたアルコール含有量を検出することによって、正常に燃料の改質がなされたかを判断することができる。
【００３７】
第２に、分留装置３および改質装置５１において、正常な処理を行うために予め設定された環境条件と実際の環境条件とを比較することで、間接的に各装置によって生成された燃料が所期の性状であるか否かを判定することもできる。かかる環境条件として、たとえば装置内部の温度、圧力のほか、燃料自体の温度、気体状燃料の圧力が挙げられる。また、各装置における燃料液面（高オクタン価燃料タンク４および低オクタン価燃料タンク５の液面）の時間変化や、各装置から吐き出される燃料流量に基づいて、分留装置３および改質装置５１が正常に機能しているか判定することもできる。
【００３８】
ステップＳ２において、分留装置３および改質装置５１が正常であると判断されると、ステップＳ３へ進み、エンジン１の作動状態が正常であるか否かを判断する。
エンジン１の作動状態は、具体的には、エンジン安定度（以下、適宜「安定度」と略記する）およびノッキング有無によって評価する。ここで、エンジン安定度は、数値が大きいほどエンジンが安定して運転していることを示すパラメータであって、ステップＳ３では、このエンジン安定度が設定値よりも大きいか否かを評価する。エンジン安定度としては、エンジン回転の変動値や、燃焼圧の変動値等を用いる。たとえばエンジン回転の変動値が大きいときには、エンジン安定度が小さいと判断する。
また、ノッキング発生の有無は、ＥＣＵ２０に入力されるノックセンサ９８の検出信号に基づいて判別する。
そして、ステップＳ３において、エンジン１の作動状態が正常であると判断されたときには、ステップＳ４へ進み、その時点で使用している燃料の選択結果をそのまま保持する。
【００３９】
一方、分留装置３および改質装置５１が正常でないと判断されるか（ステップＳ２）、または、エンジン１の作動状態が正常でないと判断された（ステップＳ３）ときには、ステップＳ５へ進み、そのときの条件に対応して選択される燃料を、改質燃料（低オクタン価燃料タンク５）と高オクタン価燃料（高オクタン価燃料タンク４）との間で切り替える処理（選択処理）を行う。
そして、同一の運転状態において（ステップＳ６）、新たに選択された燃料を供給したときに、再度、分留装置３および改質装置５１が正常であるか（ステップＳ７）、または、エンジン１の作動状態が正常であるか（ステップＳ８）を判断し、双方のステップで正常であると判定した場合には、ステップＳ６における運転状態において、次回から変更後の燃料が選択されるように選択条件を変更するような学習処理を行う（ステップＳ９）。たとえば、かかる選択条件は、外気温度、エンジン負荷、エンジン回転数等と設定値との比較結果であるが、ステップＳ９の学習処理では、次回のステップＳ５の処理で適切な燃料選択ができるように、設定値の更新等を行う。
【００４０】
たとえば、外気温度が低く、かつ、エンジン負荷が小さいために改質燃料を供給したことでノッキングが発生した場合には、同じ条件（同一外気温度、同一エンジン負荷）で、改質燃料よりもオクタン価の高い高オクタン価燃料を供給する。そして、その結果、ノッキングが発生しなくなったことが確認された場合には、上記設定値を変更して、次回から同一条件では、高オクタン価燃料が選択されるようにする。
また、外気温度が低く、かつ、エンジン負荷が大きいために高オクタン価燃料を供給したことでエンジン安定度が小さいときには、同じ条件（同一外気温度、同一エンジン負荷）で、高オクタン価燃料よりもオクタン価の低い改質燃料を供給させ、エンジン安定度が改善された場合には、上記設定値を変更して、次回から同一条件では、改質燃料が選択されるようにする。
【００４１】
ここで、改質燃料と高オクタン価燃料との間で使用燃料を切り替えても、再度、分留装置３または改質装置５１が正常でない（ステップＳ７）、または、エンジン１の作動状態が正常でない場合（ステップＳ８）、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０では、たとえば図５に例示したように、運転状態に応じた混合比を所定の許容範囲内で設定できるか否かを判断する。たとえば、図５に従って、運転状態に応じた目標混合比が７：３（高オクタン価燃料：改質燃料）である場合には、この７：３の混合比に対して所定の許容範囲を見積もった範囲内の混合比を、分留・改質条件を変更することで実現できるか否かを判断する。ここで、たとえば装置の設計の際に決められた範囲など、予め規定された分留・改質条件の範囲を越える変更が必要である場合には、混合比を許容範囲内で設定できないと判断する。
【００４２】
混合比が所定の許容範囲内に設定できるときは、実際にその混合比への変更が行われる（ステップＳ１１）。すなわち、ＥＣＵ２０からの制御信号に基づき、燃料混合比率調整器７は、高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料の流量と、低オクタン価燃料タンク５からの改質燃料の流量を制御することで、燃料タンク９内に設定された混合比の燃料が貯えられるようにする。これによって、エンジン１に供給される、燃料タンク９内の燃料のオクタン価が変更される。
【００４３】
上記混合比率の変更によってエンジン１に供給される燃料のオクタン価を変更しても、エンジン安定度やノッキングを改善できない場合には、必要に応じて、燃料の分留・改質条件を変更することで更なるオクタン価の変更を図る（ステップＳ１２）。たとえば、燃料の分留・改質条件の変更によるオクタン価の増加（ノッキング回避）は、初期設定されている沸点範囲９０℃〜１５０℃を、オクタン価のより高い成分が多い、例えば１３０℃〜１５０℃に狭めて、よりオクタン価の高い燃料を抽出し、また、残った低オクタン価の燃料に対する改質時間をより長くすることで、改質燃料のオクタン価をより高めることによって実現される。
【００４４】
なお、ステップＳ１１における燃料混合比の変更は、時間当たりの分留・改質能力を考慮し、その変更量を所定値に制限して行う。たとえばノッキングが改善されない場合には、燃料タンク９のオクタン価をより高めるべく、高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料の比率を少しずつ高めていく。そして、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ６→Ｓ７，Ｓ８→Ｓ１０→Ｓ１１のループ処理を繰り返し、エンジンが安定し、かつ、ノッキングが生じない混合比となった時点でステップＳ９へ進む。
したがって、本実施形態に係る燃料供給装置では、エンジン安定度が高く、または、ノッキングが生じないようなオクタン価の燃料がエンジン１に供給されるように、燃料の混合比率が常に制御されることになる。
【００４５】
一方、ステップＳ１０において、混合比が所定の許容範囲内に設定できないときは、ステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ２０は、分留装置３および改質装置５１の作動を停止させる。混合比が許容範囲外に設定された場合には、分留装置３および／または改質装置５１が故障もしくは劣化（以下、総称して「故障」）によって所期の能力を発揮していないと判断し、分留装置３および改質装置５１の作動を停止させることによって故障時の作動状態を保存し、後の故障診断等によって不具合部位を容易に特定することができるようにする。
【００４６】
なお、この時点で、エンジン１が搭載された車両の警告灯（図示しない）を点灯させることで、分留装置３および／または改質装置５１の故障を車両の使用者に対して報知することが好ましい。
【００４７】
さらに、ステップＳ１４において、ＥＣＵ２０は、車両に補給された燃料タンク２内の燃料が直接エンジン１へ供給されるように切換弁１１を制御するとともに、燃料タンク２内の燃料に応じたエンジン設定（機関設定；たとえば、点火時期、燃料噴射時期、圧縮比等）の変更を行う。これによって、分留装置３および／または改質装置５１が故障時の作動状態を保持したまま、たとえば修理工場まで走行するためにエンジン１を動作させることができる。
ステップＳ１４以降において、故障診断を実行することが可能な状態となる（ステップＳ１５）。
【００４８】
実施形態に係る燃料供給装置では、分留装置３および／または改質装置５１が故障したと判断したときには、分留装置３、改質装置５１によって分離された燃料を燃料タンク２へ移送される。
図７は、この燃料移送処理を示すフローチャートである。
なお、図１において、分留装置３、高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５、燃料タンク９は、それぞれ個別に液量センサ（図示しない）を備えており、ＥＣＵ２０は、これらの液量センサからの検出信号に基づいて各タンクに貯蔵される燃料量を逐次把握している。
【００４９】
図７において、先ず、ＥＣＵ２０は、液量センサ２１からの検出信号に基づいて燃料タンク２の余裕分（さらに貯蔵可能な量）を算出する（ステップＳ１５）。そして、この余裕分が、分離された燃料量、すなわち、分留装置３、高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５、始動用燃料タンク６、燃料タンク９内の燃料量の総和よりも大きいときには（ステップＳ１６）、分留装置３および各タンクに貯蔵された燃料を燃料タンク２へ戻す（ステップＳ１７）。具体的には、ＥＣＵ２０は、切換弁１０，１１、開閉弁１４，１５の各弁を制御することによって、分留装置３および各タンクに貯蔵された燃料が、燃料路上に設けられたポンプ（図示しない）を介して燃料タンク２へ戻るようにする。
なお、すでに分離された燃料だけでなく、分留装置３に移送された燃料であって、まだ分離されていない燃料も、燃料タンク２へ戻すようにしてもよい。
【００５０】
このように、図６のステップＳ１０において分留装置３および／または改質装置５１が故障していると判断したときには、分離された燃料を燃料タンク２へ戻すことによって、燃料タンク２を使用したエンジン１の動作（ステップＳ１４以降）を長時間継続して行うことが可能となる。
【００５１】
なお、分離された燃料をすべて燃料タンク２に戻した場合には、後の故障診断の容易化のために分留・改質装置の作動状態を保持することにした、すなわち、分離によって得られた燃料をそのまま保持することにしたステップＳ１３の意義が失われるので、分留装置３、高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５、燃料タンク９の燃料のうち、一部の燃料は燃料タンク２へ戻さずに、そのまま残しておくことが望ましい。これにより、その一部の燃料を使用して、後述する故障診断を実行することができる。
【００５２】
さらに、図８のフローチャートが示すように、後述する故障診断（ステップＳ１８）の結果、故障部位が特定できた場合には、その故障した装置で生成された燃料のみを燃料タンク２へ戻す（ステップＳ１９）ようにすればよい。たとえば、改質装置５１が正常でないと診断された場合には、改質装置５１によって生成された、低オクタン価燃料タンク５内の改質燃料のみを燃料タンク２へ戻すことで、改質装置５１の故障発生後においても、分留装置３によって得られた高オクタン価燃料をエンジン１の運転状態に応じて適切に供給することができる。
【００５３】
＜故障診断の処理動作その１＞
次に、ＥＣＵ２０が主体として実行する、本燃料供給装置の故障診断の処理動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。図９に示すフローチャートでは、改質燃料および高オクタン価燃料を使用して、故障診断の処理を行う。
なお、かかる故障診断処理の実行主体は、使用者の利便性の観点からＥＣＵ２０であることが好ましいが、修理工場にある外部装置（図示しない）であってもよい。
【００５４】
本故障診断では、不具合部位を特定するために、低オクタン価燃料タンク５に貯えられた改質燃料、高オクタン価燃料タンク４に貯えられた高オクタン価燃料を、順にエンジン１に供給し、その安定度を評価することにより行う。
その際、広範な運転条件でエンジン１の安定度を評価することによって評価精度を高めるため、たとえば図１０に示すような複数の運転条件を予め規定しておく（図１０の例では、３条件）。そして、運転条件ごとに、エンジンの安定度評価のために閾値を予め設定する。
【００５５】
先ず、エンジン１の運転状態の読み込みを行い（ステップＳ２１）、予め規定された、故障診断のための運転条件と合致する場合にステップＳ２２へ進む。
ステップＳ２２では、前述したステップＳ２（図６参照）同様、分留装置３および改質装置５１が正常であるか否かを判断する。正常でないと判断した場合には、ステップＳ２３以降の処理を行うことで、故障部位を特定するための処理を行う。
【００５６】
ステップＳ２３では、改質燃料をエンジン１に供給する（ステップＳ２３）。すなわち、燃料混合比率調整器７の流量制御弁の開度をポジション１（図４参照）に設定し、低オクタン価燃料タンク５からの改質燃料のみが、燃料混合用ポンプ８、切換弁１０、切換弁１１を介して、エンジン１に供給されるようにする。
【００５７】
改質燃料を用いたエンジンの安定度評価は、ステップＳ２３において供給燃料が改質燃料に切り替えられた後、実際に改質燃料がエンジン１に到達するために要する時間遅れ（時間Ｔ）を考慮して行われる（ステップＳ２４）。そして、その時間遅れＴが経過した後に、改質燃料に応じてエンジン設定を変更した後に、たとえばエンジン回転の変動値や、燃焼圧の変動値のデータを取得することで安定度の読み込みを行う（ステップＳ２５）。
【００５８】
ステップＳ２６において、読み込まれた安定度の値は、運転条件（ステップＳ２１で読み込まれた運転状態と同一）に応じた閾値と比較し、安定度が閾値以下である、すなわち、安定度が悪化する場合には、低オクタン価燃料タンク５内の改質装置５１では、適切に改質が行われていないと判断し、改質装置５１を不具合部位として特定する（ステップＳ２７）。
一方、ステップＳ２６における比較の結果、安定度が閾値より大きい場合には、改質装置５１は正常に機能していると判断して、ステップＳ２８へ進む。
【００５９】
次に、高オクタン価燃料をエンジン１に供給する（ステップＳ２８）。すなわち、燃料混合比率調整器７の流量制御弁の開度をポジション２（図４参照）に設定し、高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料のみが、燃料混合用ポンプ８、切換弁１０、切換弁１１を介して、エンジン１に供給されるようにする。
【００６０】
なお、図示していないが、高オクタン価燃料を用いたエンジンの安定度評価は、上記した改質燃料の場合と同様に、実際に高オクタン価燃料がエンジン１に到達するために要する時間遅れを考慮して行われることが好ましい。
ステップＳ２９では、高オクタン価燃料に応じてエンジン設定（点火時期、燃料噴射時期、圧縮比等）を変更した後に、たとえばエンジン回転の変動値や、燃焼圧の変動値のデータを取得することで安定度の読み込みを行う（ステップＳ２９）。
【００６１】
ステップＳ３０において、読み込まれた安定度の値は、運転条件（ステップＳ２１で読み込まれた運転状態と同一）に応じた閾値と比較し、安定度が閾値以下である、すなわち、安定度が悪化する場合には、分留装置３では適切に分留が行われていないと判断し、分留装置３を不具合部位として特定する（ステップＳ３１）。
一方、ステップＳ３０における比較の結果、安定度が閾値より大きい場合には、分留装置３は正常に機能していると判断して、ステップＳ３２へ進み、燃料混合比率調整器７またはその他の不具合（たとえば切換弁１１などの不具合）が存在すると判断する（ステップＳ３２）。
【００６２】
図１１は、たとえば改質燃料をエンジン１に供給した場合の故障診断処理を示すタイミングチャートであり、（ａ）はエンジン点火時期、（ｂ）はエンジン安定度（ノッキング強度）を示す。図示したタイミングチャートは、図９におけるステップＳ２１〜Ｓ２７に相当する。
図１１において、時刻ｔ０に故障診断が開始されると、改質燃料がエンジン１に供給されるまでの切り替え時間（時間遅れＴ）の間は、エンジン安定度の読み込みは行われない。時間遅れＴが経過した後、図１１（ａ）に示すように、改質燃料に応じたエンジン設定として、エンジン点火時期を進角化させるとともに、エンジン安定度の読み込みが開始される。
図１１（ｂ）に示すように、安定度の閾値は、それぞれ異なる運転条件Ａ〜Ｃに対して別々に設定される。そして、たとえば運転条件Ｃの場合、読み込んだ安定度がその閾値を越える時刻ｔ１において、改質の異常であると判断する。
【００６３】
＜故障診断の処理動作その２＞
次に、ＥＣＵ２０が主体として実行する、本燃料供給装置の故障診断の別の処理動作について、図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２に示すフローチャートは、図９に示したフローチャートによる故障診断を実行した後の最初の始動時に実行される処理であって、始動用燃料タンク６内の始動用燃料が所期の組成であるか否かを確認するための処理である。
【００６４】
図１２において、イグニッションＳＷがＯＮされると、先ず、水温センサ９７からの検出信号に基づいて、冷却水温がたとえば４０℃より低いか否かを判断する（ステップＳ４１）。冷却水温が４０℃以上である場合には、エンジンの暖機が終了したと判断し、始動時の故障診断は行わない。
一方、ステップＳ４１において、冷却水温が４０℃より低い場合には、ステップＳ４２へ進む。外気温度センサ（図示しない）によって検出される外気温度（たとえばエンジンの吸気温度）が所定の設定値、たとえば１０℃よりも低いか否かを判断する（ステップＳ４２）。そして、外気温度が１０℃よりも低いときには、冷間始動時であると判断し、ステップＳ４３以降の処理を行う。
【００６５】
ステップＳ４３では、始動用燃料タンク６からの燃料をエンジン１に供給するとともに、ＥＣＵ２０は、始動時間の読み込みを行う。
ここで、分留装置３が正常に機能しているならば、気化性の高い低沸点成分（沸点が９０℃以下）の燃料が始動用燃料タンク６に貯えられているはずである。したがって、始動時間が所定値（たとえば１秒）を越えるときには（ステップＳ４４）、分留装置３が正常に機能しておらず、始動用燃料が所期の組成の燃料ではないと判断し、分留装置３の不良であると判定する（ステップＳ４５）。
一方、始動時間が所定値以下であるときには（ステップＳ４４）、分留装置３が正常であると判定する。
【００６６】
＜本燃料供給装置の特徴＞
（１）
以上説明したように、上記燃料供給装置によれば、車両に搭載された燃料タンク２内の燃料を、高オクタン価燃料（たとえば９０〜１５０℃の沸点）、低オクタン価燃料（たとえば９０℃以下または１５０℃以上の沸点）、始動用燃料（９０℃で気体状の燃料）に分留するとともに、改質装置５１が低オクタン価燃料を改質し、改質前よりもオクタン価が高い改質燃料を生成する。エンジン１の運転状態に応じて、高オクタン価燃料、改質燃料のいずれかが選択または混合されて、エンジン１に供給されることで効率的な運転が行われる。その際、分留装置３や改質装置５１の異常が発生したときには、分留および／または改質機能が不良であると判断して、分留装置３および改質装置５１の動作を停止するとともに、分離された燃料、すなわち、高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５、燃料タンク９に貯蔵されている燃料が燃料タンク２に戻るように、ＥＣＵ２０によって各弁が制御される。
したがって、分留装置３および改質装置５１の故障後であっても、燃料タンク２内の燃料を使用してエンジン１の動作を長時間継続して行うことが可能となる。使用者にとっては、たとえば遠くの修理工場まで車両を走行させることが可能となる。
【００６７】
（２）
好ましくは、上記燃料供給装置は、分留装置３および／または改質装置５１の異常を検出したとき、分留装置３および改質装置５１の動作を停止させるとともに、分留装置３、高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５、燃料タンク９に貯蔵された複数種類の燃料のそれぞれ一部のみが燃料タンク２に戻るように燃料の移送を制御する。これにより、戻り分の燃料によって増量した燃料タンク２を使用してエンジン１の動作を長時間継続して行うことが可能となるとともに、各タンクに残した一部の燃料を用いて、故障部位を特定するための故障診断を実行することができる。
【００６８】
（３）
好ましくは、分留装置３、改質装置５１のいずれかの異常を検出したとき、異常を検出した装置の動作のみを停止させるとともに、異常を検出した装置によって得られた燃料のみが燃料タンク２に戻るように燃料の移送を制御する。たとえば、改質装置５１が正常でないと診断された場合には、改質装置５１によって生成された、低オクタン価燃料タンク５内の改質燃料のみを燃料タンク２へ戻す。これにより、改質装置５１の故障発生後においても、分留装置３によって得られた高オクタン価燃料をエンジン１の運転状態に応じて適切に供給することができる。
【００６９】
（４）
分留および／または改質機能の異常の検出は、エンジン１の運転状態が安定するような燃料の選択または混合比率の特定ができなくなることの検出、分留および／または改質の作動条件に関する状態量の変化の検出、分留および／または改質による燃料性状の変化の検出のいずれかによって行う（図６のステップＳ１およびその説明を参照）。
【００７０】
（５）
上記燃料供給装置は、燃料タンク２からエンジン１へ直接燃料を供給するための燃料通路を備え、ＥＣＵ２０は、燃料の選択または混合比率の特定ができないとき（図６のステップＳ１０）、その燃料通路を介してエンジン１に燃料を供給する。すなわち、分留装置３および改質装置５１の動作を停止したとき、切換弁１１を制御することで、車両に搭載された燃料タンク２内の燃料を、燃料タンク２→切換弁１１→燃料ポンプ１２→エンジン１による燃料通路を介して、直接エンジン１に供給する。
したがって、分留および／または改質機能が不良であると判断した時点における高オクタン価燃料タンク４、低オクタン価燃料タンク５、始動用燃料タンク６に貯蔵されている燃料をそのままの状態で保持しながら、たとえば故障診断を行う修理工場までの間、使用者は車両の走行を継続することができる。
【００７１】
（６）
故障診断は、燃料の分離機能（分留装置３および改質装置５１）によって生成された改質燃料、高オクタン価燃料を順次エンジン１に供給し、エンジン１の安定度を評価することにより行う。したがって、その燃料ごとの安定度評価結果により故障部位を容易に特定することができる。たとえば、改質燃料によるエンジン安定度の評価が悪いときには、改質装置５１が正しく機能していないと判断することができ、高オクタン価燃料によるエンジン安定度の評価が悪いときには、分留装置３が正しく機能していないと判断することができる。
【００７２】
（７）
故障診断は、高オクタン価燃料および改質燃料のそれぞれに適したエンジン設定（たとえば点火時期、圧縮比、燃料噴射時期等）をもって行われる。これによって、各燃料性状に合致した状態でエンジン１の安定度を評価することができ、評価精度が向上する。
【００７３】
（８）
故障診断では、改質燃料は、分留装置３によって得られた燃料のうち改質装置５１によって改質されない非改質燃料（高オクタン価燃料）よりも先にエンジン１に供給される。すなわち、故障診断におけるエンジン１の安定度評価は、最初に改質燃料、その後に、非改質燃料である高オクタン価燃料、の順に、それぞれエンジン１に供給することにより行う。これにより、化学反応を伴うために最も劣化が懸念される改質装置５１の故障有無を速やかに判断することができ、故障診断時間を低減できる可能性が高くなる。
【００７４】
（９）
故障診断は、少なくとも、エンジン１の温度が低くかつ運転開始時である第１運転条件下と、エンジン１の負荷が所定の閾値よりも高い第２運転条件下とにおいて行われる。
第１運転条件は、たとえば冷間始動時の条件である。この第１運転条件下では、気化性が高く燃焼しやすい、低沸点成分である始動用燃料を使用し、始動時間を評価することにより行われる。したがって、始動用燃料を生成する分留装置３の機能を適切に評価することができる。
第２運転条件は、図１０に例示したように、暖機後の複数の運転条件を含む。この第２運転条件下では、高沸点成分として、改質燃料または高オクタン価燃料を用いる。この第２運転条件下では、広範囲な運転領域でエンジン１の安定度を評価することができ、評価精度が向上する。
【００７５】
＜＜第２の実施形態＞＞
次に、本発明の燃料供給装置の第２の実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料供給装置を含むエンジンのシステム構成図である。なお、図１３において、エンジン１ａは、通常のガソリンエンジンの圧縮比より高い圧縮比に設定されるものとする。
【００７６】
図１３に示すエンジン１ａは、火花点火燃焼と圧縮自己着火式とを切り替え可能に構成されたガソリン内燃機関である。たとえばエンジンの運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切り替えることで、圧縮自己着火燃焼による燃費の向上及び排気の清浄化と、火花点火燃焼による出力の向上とを両立させることを図っている。
【００７７】
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。
このシステムは、エンジン１ａに対して燃料を供給するとともに、その燃料供給動作を制御するＥＣＵ２０ａを備えた燃料供給装置を含む。
エンジン１ａ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、冷却水が通流するウォータジャケット８９が形成されている。
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。
【００７８】
この燃料供給装置において、切換弁４４は、ＥＣＵ２０ａからの制御信号に応じて、燃料ポンプ４５によって取り出される燃料を、燃料路１０１を介して改質装置４１へ導入するか、または、燃料路１０２を介して燃料噴射弁８１へ導入する。
改質装置４１とガス貯留装置４２は、燃料路１０３を介して接続される。ガス貯留装置４２と燃料噴射弁８２は、燃料路１０４を介して接続される。改質装置４１と燃料ポンプ４３は、燃料路１０５を介して接続される。この燃料路１０５は、改質装置４１内の燃料を燃料タンク２ａへ戻すときに用いられる。
【００７９】
燃料噴射弁８１は、吸気ポート８５に設けられている。ここで、燃料噴射弁８１は、吸気ポート８５に液体燃料を噴射する。図１３に示すように、燃料噴射弁８１の先端は、吸気ポート８５に突出している。この燃料噴射弁８１によって供給される燃料によって、火花点火燃焼を実現する。
燃料噴射弁８２は、ガス貯留装置４２の下流に設けられている。ここで、燃料噴射弁８２は、燃焼室８７に気体燃料（改質ガス）を噴射する。燃料噴射弁８２の先端は、燃焼室８７に突出している。この燃料噴射弁８２によって供給される改質ガスによって、圧縮自己着火燃焼を実現する。
【００８０】
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、燃料タンク２ａから送られてきた燃料を改質して、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。
【００８１】
ＣmＨn＋ｍＨ2Ｏ→（ｍ＋ｎ／２）Ｈ2＋ｍＣＯ・・・（１）
【００８２】
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では、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、排ガスの熱を与えることで、上記（１）式の吸熱反応を安定的に行われることを可能としている。
【００８３】
ガス貯留装置４２は、改質装置４１が生成した改質ガスを貯蔵する。
また、ガス貯留装置４２には、自装置内の改質ガスによる圧力を検出するための圧力センサ４２１が設けられる。この圧力センサ４２１の検出信号はＥＣＵ２０ａに読み取られ、ガス貯留装置４２の故障判断に用いられる。すなわち、圧力センサ４２１によって検出された値が所定値に達していない場合には、ガス貯留装置４２の故障であると判断される。
圧力センサ４２１の検出された圧力が所定値に達している場合には、ガス貯留装置４２に貯蔵された気体燃料の供給がＥＣＵ２０ａによって許可され、気体燃料は、燃料噴射弁８２に供給される。
【００８４】
燃料ポンプ４３は、改質装置４１によって処理中の液体燃料や、生成された改質ガスを、燃料タンク２ａへ戻すためのポンプである。
【００８５】
温度センサ４６は、シリンダブロック９１の外壁に設けられ、ウォータジャケット８９内の冷却水温度またはシリンダブロック９１の壁温度を検出する。
排気Ａ／Ｆ(Air by Fuel)センサ４７は、排気マニホルド９２において触媒の上流に設けられ、排気ガスの空燃比（排気空燃比）を検出する。
温度センサ４８は、排気マニホルド９２に取り付けられ、排気ガスの温度を検出する。
温度センサ４６，４８および排気Ａ／Ｆセンサ４７の検出信号は、ＥＣＵ２０ａに読み取られ、改質装置４１が正常に作動しているか否かを判定するために処理される。
【００８６】
図１３に示すように、ＥＣＵ２０ａは、燃料噴射弁（燃料噴射弁８１、燃料噴射弁８２）、センサ（圧力センサ４２１、温度センサ４６、排気Ａ／Ｆセンサ４７、温度センサ４８）、改質装置４１、燃料ポンプ４３、切換弁４４と電気的に接続されている。
【００８７】
次に、本実施形態における燃料供給装置の動作について説明する。
＜燃料供給動作＞
先ず、エンジン１ａの始動時において、ＥＣＵ２０ａは、ガス貯留装置４２に設けられた圧力センサ４２１の検出信号を読み取る。そして、その検出信号が示す圧力が所定の設定値に達している場合には、ガス貯留装置４２から燃料噴射弁８２への改質ガスの供給が許可され、燃料噴射弁８２から燃焼室８７に改質ガスが噴射される。これにより、燃焼室壁面などに対する燃料付着が抑制され、燃焼が良好に行われるので、排気性能が良好となる。
【００８８】
一方、圧力センサ４２１の検出信号が示す圧力が所定の設定値に達していない場合には、ＥＣＵ２０ａは、ガス貯留装置４２内の改質ガスによってエンジンを始動・暖機させることができないと判断して、改質装置４１の改質動作を停止させるとともに、燃料タンク２ａ内の液体燃料を噴射弁８１へ供給するように、切換弁４４を制御する。同時に、ＥＣＵ２０ａは、燃料タンク２ａ内の燃料性状（たとえばオクタン価）に応じたエンジン設定（機関設定；たとえば、点火時期、燃料噴射時期、圧縮比等）に変更する。
【００８９】
さらに、圧力センサ４２１が示す圧力が所定の設定値に達していない場合には、燃料噴射弁８２に対して改質ガスを供給できないので、ＥＣＵ２０ａは、ガス貯留装置４２の異常を記録し、たとえば警告灯（図示しない）を点灯させることによって使用者に報知するとともに、燃料ポンプ４３を制御して、改質装置４１内の燃料が燃料タンク２ａへ戻るようにする。これにより、燃料タンク２ａから燃料噴射弁８１に供給可能な燃料量が増加するので、エンジン１ａの連続運転時間を長くすることができる。使用者にとっては、たとえば遠隔の修理工場まで車両を運ぶことができる可能性が高くなる。
なお、その場合、改質装置４１内の燃料を一部だけ装置内に残しておくことが望ましい。この残留燃料を用いて、図９のフローチャートに従った故障診断を実施することが可能となる。
【００９０】
次に、エンジン１ａの始動後には、たとえばエンジンの運転条件に応じて、火花点火燃焼と圧縮自己着火燃焼とを切り替える、すなわち、ＥＣＵ２０ａが切換弁４４を制御することで、燃料噴射弁８１または燃料噴射弁８２のいずれかに燃料が供給される。
エンジン１ａの始動後には、ＥＣＵ２０ａは、エンジン１ａの運転状態が予め決められた運転条件（たとえば図１０に示した運転条件）に合致すると、改質装置４１およびガス貯留装置４２の動作が正常であるか否かを判定する。
【００９１】
改質装置４１およびガス貯留装置４２の正常判定については、様々な方法を適用することができる。
たとえば、改質装置４１の正常判定は、改質装置４１内部の燃料温度および／または内部圧力が規定値に達しているか否かを検出するによって行うことができる。
その際、温度センサ４６による冷却水温度の検出値と、排気Ａ／Ｆセンサ４７による排気空燃比の検出値と、温度センサ４８による排気ガス温度の検出値とが正常な値の範囲を示していることを判定条件に含めるようにすることが好ましい。温度センサ４６、排気Ａ／Ｆセンサ４７、温度センサ４８が正常な値を示しているときには、エンジン１ａが正常に運転していると考えられるので、たとえば排気温度の低下等によって改質のための温度条件が整わないといったような、エンジン１ａに起因した改質装置４１の動作不良を除外することができ、改質装置４１自体の正常判定の精度を高めることができる。
一方、ガス貯留装置４２の正常判定は、前述したように、圧力センサ４２１の検出値が所定の設定値に達しているか否かによって行うことができる。
【００９２】
改質装置４１またはガス貯留装置４２のいずれかの動作が正常でないと判定した場合には、ＥＣＵ２０ａは、改質ガスを供給することができないと判断して、改質装置４１の改質動作を停止させるとともに、燃料タンク２ａ内の液体燃料を噴射弁８１へ供給するように、切換弁４４を制御する。同時に、ＥＣＵ２０ａは、燃料タンク２ａ内の燃料性状（たとえばオクタン価）に応じたエンジン設定（機関設定；たとえば、点火時期、燃料噴射時期、圧縮比等）に変更する。
【００９３】
さらに、改質装置４１またはガス貯留装置４２のいずれかの動作が正常でないと判定した場合には、燃料噴射弁８２に対して改質ガスを供給できないので、ＥＣＵ２０ａは、ガス貯留装置４２の異常を記録し、たとえば警告灯（図示しない）を点灯させることによって使用者に報知するとともに、改質装置４１内の燃料を、燃料ポンプ４３を介して燃料タンク２ａに戻すようにする。これにより、燃料タンク２ａから燃料噴射弁８１に供給可能な燃料量が増加するので、エンジン１ａの連続運転時間を長くすることができる。使用者にとっては、たとえば遠隔の修理工場まで車両を運ぶことができる可能性が高くなる。
なお、その場合、改質装置４１内の燃料を一部だけ装置内に残しておくことが望ましい。この残留燃料を用いて、図９のフローチャートに従った故障診断を実施することが可能となる。
【００９４】
故障診断では、切換弁４４を切り替えることで、燃料タンク２ａ内の燃料と、改質装置４１またはガス貯留装置４２内の残留改質ガスとを順に燃焼させ、エンジン安定度を指標とした評価を行うことによって、第１の実施形態において図９のフローチャートで示したのと同様に、故障部位を特定することができる。
【００９５】
以上説明したように、第２の実施形態に係る燃料供給装置によれば、改質装置４１やガス貯留装置４２の異常が発生したときには、改質装置４１の動作を停止させるとともに、改質装置４１内の燃料が燃料タンク２ａに戻るように、ＥＣＵ２０ａによって燃料ポンプ４３が制御される。したがって、改質装置４１およびガス貯留装置４２の故障後であっても、燃料タンク２ａ内の燃料を使用してエンジン１ａの動作を長時間継続して行うことが可能となる。
【００９６】
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。
たとえば、上述した第１の実施形態では、燃料タンク２内の燃料に対する燃料分離機能として、分留装置３および改質装置５１を使用した例について説明したが、分留・改質処理を利用した分離方法に限られない。本実施形態では、燃料分離の結果、異なるタンクに組成の異なる燃料が貯蔵され、分離機能の故障判定時（上述した実施形態ではステップＳ１０の処理）にその分離機能を停止するようにすればよく、分離方法を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【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】燃料に含まれる成分の沸点範囲とオクタン価との関係の一例を示す図。
【図３】改質燃料の生成方法の一例を図解する図。
【図４】燃料混合比率調整器における流量制御弁の開度と、混合比率との関係を示す図。
【図５】エンジン負荷及びエンジン回転数と、要求される燃料混合比率との関係の一例を示す図。
【図６】燃料供給装置の燃料の選択または混合の処理動作を示すフローチャート。
【図７】分留装置／改質装置の異常検出後の処理動作を示すフローチャート。
【図８】分留装置／改質装置の異常検出後の処理動作を示すフローチャート。
【図９】燃料供給装置の故障診断の処理動作（暖機後）を示すフローチャート。
【図１０】エンジンの安定度を評価する運転条件を示す図。
【図１１】改質燃料をエンジンに供給した場合の故障診断処理を示すタイミングチャート。
【図１２】燃料供給装置の故障診断の処理動作（始動時）を示すフローチャート。
【図１３】第２の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【符号の説明】
【００９８】
１，１ａ  エンジン
２，２ａ，９  燃料タンク
２１  液量センサ
３  分留装置
４  高オクタン価燃料タンク
５  低オクタン価燃料タンク
５１  改質装置
６  始動用燃料タンク
７  燃料混合比率調整器
８  燃料混合用ポンプ
１２，１３，４３，４５  燃料ポンプ
１０，１１，４４  切換弁
１４，１５  開閉弁
２０，２０ａ  ＥＣＵ
４１  改質装置
４２  ガス貯留装置
８１，８２  燃料噴射弁
【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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【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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