CN114810438B - 燃料重整装置 - Google Patents

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Abstract

一种燃料重整装置，具备：具有将从燃料箱(17)导出的燃料向燃烧室(10)喷射的喷射器(11)，通过压缩点火在燃烧室实施燃烧的内燃机(1)、具有夹设在从燃料箱至喷射器的燃料供给路径(18)上，通过氧化反应对储存在燃料箱的燃料进行重整的重整器(19)的重整单元(20)、对重整单元的动作进行控制的重整控制部(53)、判定有无向燃料箱供给燃料的供油判定部(54)、检测燃烧室中的燃料的点火正时的点火正时检测部(12)、当判定为发生了供油时，基于检测出的点火正时判定是否需要重整的是否重整判定部(55)。重整控制部控制重整单元的动作，当判定为需要重整时，通过重整器对所储存的燃料进行重整而向喷射器供给，另一方面，当判定为不需要重整时，无需通过重整器对所储存的燃料进行重整而向喷射器供给。

Description

燃料重整装置
技术领域
本发明涉及一种将向压缩点火式发动机供给的燃料进行重整的燃料重整装置。
背景技术
以往已知有使低辛烷值汽油压缩点火的装置(例如参见专利文献1)。在专利文献1记载的装置中，对喷射器进行加热使低辛烷值汽油升温至规定温度，使得点火延迟时间成为规定时间以内。
然而，低辛烷值汽油正在普及中，也有不售卖的地区，因此有可能供给普通辛烷值的汽油。即使在那样的情况下，最好也确保正常的燃烧。但是，上述专利文献1记载的装置难以适当地应对供给了普通辛烷值的汽油的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2011/209686号说明书(US2011/209686A1)。
发明内容
本发明的一技术方案的燃料重整装置，具备：内燃机，其构成为具有将从燃料箱导出的燃料向燃烧室喷射的喷射器，通过压缩点火在燃烧室实施燃烧；重整单元，其具有夹设在从燃料箱至喷射器的燃料供给路径上，通过氧化反应对储存在燃料箱的燃料进行重整的重整器；重整控制部，其对重整单元的动作进行控制；供油判定部，其判定有无向燃料箱供给燃料；点火正时检测部，其检测燃烧室中的燃料的点火正时；以及是否重整判定部，其当由供油判定部判定为发生了供油时，基于由点火正时检测部检测出的点火正时，判定是否需要重整。重整控制部控制重整单元的动作，使得当由是否重整判定部判定为需要重整时，通过重整器对储存在燃料箱的燃料进行重整并向喷射器供给，另一方面，当由是否重整判定部判定为不需要重整时，无需通过重整器对储存在燃料箱的燃料进行重整而向喷射器供给。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是示意性地示出应用本发明的实施方式的燃料重整装置的发动机的内部构成的一例的图。
图2是用于说明燃料的辛烷值与点火性之间的关系的图。
图3是用于说明对燃料进行重整时的化学反应的图。
图4是用于说明燃料的氧化反应的进行程度的图。
图5是示意性地示出本发明的实施方式的燃料重整装置的构成的一例的图。
图6是示意性地示出图5的燃料重整装置的转换阀周边的构成的一例的图。
图7是概略地示出图5的燃料重整装置的控制器周边的主要部分构成的一例的框图。
图8A是示出由本发明的实施方式的燃料重整装置执行的重整转换处理的一例的流程图。
图8B是示出图8A的变形例的图。
图9A是示出由本发明的实施方式的燃料重整装置执行的重整率调整处理的一例的流程图。
图9B是示出图9A的变形例的图。
图10是示出图5的变形例的图。
图11是示出图5的另一变形例的图。
图12是概略地示出图11的燃料重整装置的控制器周边的主要部分构成的一例的框图。
图13是示出图11的变形例的图。
具体实施方式
以下参照图1～图13对本发明的实施方式进行说明。本发明的实施方式的燃料重整装置应用在搭载于车辆等的压缩点火式发动机，根据需要对从燃料箱向发动机供给的燃料进行重整。
地球的平均气温因大气中的温室气体而保持在适合生物的温暖状态。具体而言，温室气体吸收从被太阳光加热了的地表面向宇宙空间辐射的热的一部分，并将其再次向地表面辐射，由此使大气保持在温暖的状态。当像这样的大气中的温室气体浓度增加时，地球的平均气温会上升(全球变暖)。
温室气体中，对全球变暖影响较大的二氧化碳在大气中的浓度是由以植物、化石燃料的形态固定在地上、地下的碳与以二氧化碳的形态存在于大气中的碳之间的平衡来决定的。例如当大气中的二氧化碳通过植物生长过程中的光合作用被吸收时，大气中的二氧化碳浓度下降，而当二氧化碳通过化石燃料的燃烧被排放到大气中时，大气中的二氧化碳浓度升高。为了抑制全球变暖，需要用太阳光、风力等可再生能源、来自生物质等的可再生燃料来替代化石燃料，来减少碳排放量。
作为这样的可再生燃料，通过FT(Fischer–Tropsch，费托)合成得到的低辛烷值汽油正在普及。低辛烷值汽油的点火性高，能够应用在压缩点火式发动机，但还在普及过程中，还有未进行销售的地区。另一方面，目前普及的火花点火式发动机用的普通辛烷值的汽油其点火性低，当直接用于压缩点火式发动机时，难以确保废气性能，甚至有可能不点火。因此，在本实施方式中，为了根据需要对从燃料箱向发动机供给的燃料进行重整，使低辛烷值汽油和普通辛烷值的汽油都在单个发动机压缩点火，如下构成燃料重整装置。
图1是示意性地示出应用本发明的实施方式的燃料重整装置的发动机1的内部构成的一例的图。发动机1为压缩点火式汽油发动机，例如搭载于车辆。
如图1所示，发动机1具有形成气缸2的缸体3和覆盖缸体3的上部的缸盖4。在缸盖4设置供进入发动机1的进气通过的进气口5和供从发动机1排出的排气通过的排气口6。在进气口5设置使进气口5开闭的进气阀7，在排气口6设置使排气口6开闭的排气阀8。进气阀7和排气阀8由未图示的气门机构驱动开闭。
在各气缸2配置能够在气缸2内滑动的活塞9，面向活塞9形成燃烧室10。在发动机1以面对燃烧室10的方式设置喷射器11，从喷射器11向燃烧室10喷射燃料。喷射器11的动作(燃料喷射时期(开阀时期)、燃料喷射量(关阀时间))由发动机ECU(Electronic ControlUnit：电子控制单元)200(图7)控制。在发动机1还设置由压电晶体式压力传感器等构成，检测燃烧室10内的压力的缸内压力传感器12。
当进气口5打开，排气口6关闭，活塞9下降时，空气(新气)从进气口5被吸入到燃烧室10内(进气行程)。当进气口5和排气口6关闭，活塞9上升时，燃烧室10内的空气被压缩，燃烧室10内的压力逐渐上升(压缩行程)。当在压缩上止点TDC(Top Dead Center)附近从喷射器11向燃烧室10喷射燃料时，燃烧室10内的燃料和空气的混合气被压缩，燃烧室10内的压力逐渐上升，燃料通过自行点火进行燃烧。当燃料在燃烧室10内开始自行点火时，燃烧室10内的压力急剧上升，活塞9下降(膨胀行程)。当进气口5关闭，排气口6打开，活塞9上升时，燃烧室10内的空气(废气)从排气口6排出(排气行程)。
通过活塞9沿着气缸2的内壁进行往复运动，曲轴14借助连杆13旋转。在发动机1的曲轴14还设置检测曲轴14的旋转角(曲轴转角)的曲轴转角传感器15。还有，还设置检测发动机1的输出转矩的例如磁致伸缩式转矩传感器16。在发动机1还设置检测发动机1的冷却水的温度(发动机水温)的水温传感器等，省略图示。
图2是用于说明燃料的辛烷值与点火性的关系的图，示出辛烷值不同的多种燃料的点火正时ti的一例作为以压缩上止点TDC为基准的曲轴转角“°”。更详细而言，示出基于由缸内压力传感器12检测出的燃烧室10内的压力和由曲轴转角传感器15检测出的曲轴转角确定的、在燃烧室10内开始燃料的自行点火，燃烧室10内的压力急剧上升的曲轴转角的一例。
如图2所示，辛烷值超过70的点火性较低的燃料，点火正时ti大幅晚于压缩上止点TDC，在该情况下，发动机1的最大热效率明显降低，燃烧变得不稳定。为了确保发动机1的充分的燃烧性能，在点火正时ti为规定曲轴转角ti0(例如10°)以上时需要对燃料进行重整。
图3是用于说明对燃料重整时的化学反应的图。以碳氢化合物为主要成分的燃料能够通过使用N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)等催化剂进行氧化重整生成过氧化物，来提高其点火性。具体而言，NHPI容易被氧分子夺取氢原子，生成邻苯二甲酰亚胺-N-氧(PINO)自由基。PINO自由基从燃料中所含的碳氢化合物(RH)夺取氢原子，生成烷基(R·)。烷基与氧分子结合生成烷基过氧自由基(ROO·)。烷基过氧自由基从燃料中所含的碳氢化合物夺取氢原子，生成作为过氧化物的烷基过氧化氢(ROOH)。
图4是用于说明燃料的氧化反应的进行程度的图，示出氧化反应进行时的过氧化物浓度c1和氧化物浓度c2的变化的一例。如图4所示，当氧化反应进行时，过氧化物浓度c1增加，当氧化反应进一步进行时，过氧化物被分解为成乙醇、醛、酮等氧化物，过氧化物浓度c1减少并且氧化物浓度c2增加。
为了提高燃料中的过氧化物浓度c1，提高燃料的点火性直到适合压缩点火的状态为止，需要在适当的范围内调整氧化反应的进行程度。具体而言，需要调整为氧化重整后的燃料(重整燃料)的辛烷值达到70以下(图2)、重整燃料中的过氧化物浓度c1达到规定浓度c0(例如0.15mol/l)以上。重整燃料中的过氧化物浓度c1能够由适当的浓度传感器检测出来。
当过氧化物浓度c1低于规定浓度c0时，在氧化反应的进行程度不足时，过氧化物浓度c1为氧化物浓度c2以上，在氧化反应的进行程度过度时，过氧化物浓度c1低于氧化物浓度c2。当燃料中所含的碳氢化合物分解成氧化物时，重整燃料的发热量下降，发动机输出下降。即，发动机1的输出转矩与重整燃料的发热量和燃料喷射量之积成正比。氧化物浓度c2能够基于发动机1的燃料喷射量和输出转矩推定出来。
图5～图7是示意性地示出本发明的实施方式的燃料重整装置(以下称为装置)100的构成的一例的图。如图5～图7所示，装置100具备重整单元20和控制器50，其中重整单元20具有夹设在从燃料箱17至发动机1的喷射器11的燃料供给路径18上，对燃料进行氧化重整的重整器19，控制器50对重整单元20的动作进行控制。
在燃料箱17设置对储存于燃料箱17的燃料的余量进行检测的余量计17a。余量计17a由例如浮标式液位传感器构成，输出与燃料箱17内的燃料的液面高度相应的信号。
如图5和图6所示，燃料供给路径18具有从燃料箱17起通过重整器19到发动机1的喷射器11的第1路径18a和从燃料箱17起绕过重整器19到发动机1的喷射器11的第2路径18b。
重整单元20在从燃料箱17至重整器19的第1路径18a上具有汲取储存于燃料箱17的燃料的燃料泵21a、检测燃料的流量的流量计22、开闭第1路径18a的开闭阀23以及混合器24。还有，在从重整器19至发动机1的喷射器11的第1路径18a上具有利用和车辆的行驶风等将重整燃料进行冷却的凝集器25、进行重整燃料的气液分离的气液分离器26、压力输送燃料的高压泵27。另外，如图5和图1所示，重整燃料的气相经由第3路径18c供给到发动机1的进气口5，和新气一起被吸入到燃烧室10内。
在气液分离器26设置检测重整燃料(液相)中的过氧化物浓度c1的浓度传感器26a。浓度传感器26a例如由设置在气液分离器26的底部，测定气液分离器26内的重整燃料的介电常数的电容式浓度传感器构成，输出与重整燃料中的过氧化物浓度c1相应的信号。
如图5和图6所示，重整单元20在第2路径18b上也具有汲取储存于燃料箱17的燃料的燃料泵21b，被燃料泵21b汲取的燃料经由第2路径18b供给到高压泵27。高压泵27的动作(燃料压力)由发动机ECU200(图7)控制。
如图6所示，重整单元20具有将燃料供给路径18转换为第1路径18a和第2路径18b中的任一个的转换阀28。当燃料供给路径18转换为第1路径18a时，根据高压泵27的动作，储存在燃料箱17的燃料被供给到重整器19进行重整，重整燃料通过高压泵27被供给到喷射器11，向燃烧室10(图1)喷射。当燃料供给路径18转换为第2路径18b时，根据高压泵27的动作，储存在燃料箱17的燃料无需在重整器19重整，直接通过高压泵27供给到喷射器11，向燃烧室10(图1)喷射。
如图5所示，重整单元20在向混合器24供给空气的空气供给路径30上具有空气滤清器31、压力输送空气的空气泵32、检测空气的流量的流量计33、开闭空气供给路径30的开闭阀34。根据高压泵27的动作经由燃料供给路径18(第1路径18a)供给到混合器24的燃料和根据空气泵32的动作经由空气供给路径30供给到混合器24的空气在混合器24混合，向重整器19供给。
重整器19由例如具有外管和内管的双层管构成，在外管与内管之间的圆筒空间和内管内的空间中的一者填充NHPI催化剂等固体催化剂190，构成为燃料在催化剂存在下发生氧化反应的反应器(固定床型反应器)。固体催化剂190例如构成为承载了NHPI催化剂的直径为1mm、高度为1mm的硅片。还可以使用硅铝、沸石等作为固体催化剂190的载体，还可以将固体催化剂190的形状设为珠、粉体。
重整器19构成为从暖机后的发动机1经由路径191向圆筒空间和内管内的空间的其他地方供给冷却水，使反应器升温的环流管。暖机后的发动机水温维持在70～110℃的温度范围，因此能够适当地促进燃料的氧化反应。使重整器19(反应器)升温后的冷却水经由路径192环流到发动机1。
图7是概略地示出控制器50周边的主要部分构成的一例的框图。如图7所示，控制器50由包括具有CPU(中央处理器)51、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等存储器52、I/O(输入/输出)接口等未图示的其他外围电路的计算机的电子控制单元(ECU)构成。
控制器50与缸内压力传感器12、曲轴转角传感器15、转矩传感器16、流量计22、33、余量计17a、浓度传感器26a等传感器电连接，被输入来自各传感器的信号。还有，控制器50与燃料泵21a、21b、开闭阀23、34、转换阀28、空气泵32等的执行器电连接，从控制器50向各执行器发送控制信号。再有，控制器50构成为能够通过搭载于车辆的CAN(Controller AreaNetwork：控制器局域网络)等通信网络与发动机ECU200等其他车载ECU通信。
在存储器52存储各种控制的程序、在程序中使用的阈值等信息。CPU51具有控制重整单元20的动作的重整单元控制部53、供油判定部54、是否重整判定部55、氧化进行程度推定部56作为功能性构成。即，CPU51作为重整单元控制部53、供油判定部54、是否重整判定部55、氧化进行程度推定部56发挥功能。
供油判定部54基于由余量计17a检测出的在燃料箱17储存的燃料的余量的变化，判定有无向燃料箱17供给燃料。例如每当车辆和控制器50启动时比较前次的燃料余量和本次的燃料余量，由此判定有无向燃料箱17供给燃料。还可以通过检测加油口盖的开闭来判定有无供油。
当由供油判定部54判定为有给油时，是否重整判定部55基于燃料的点火正时ti判定是否需要进行重整。具体而言，基于由缸内压力传感器12检测出的燃烧室10内的压力和由曲轴转角传感器15检测出的曲轴转角计算燃料的点火正时ti，当点火正时ti为规定曲轴转角ti0(图2)以上时，判定为需要重整。当点火正时ti低于规定曲轴转角ti0时，判定为不需要重整。
是否重整判定部55还可以基于重整燃料中的过氧化物浓度c1判定是否需要重整。具体而言，当由浓度传感器26a检测出的重整燃料中的过氧化物浓度c1低于规定浓度c0(图4)时，判定为需要重整，当为规定浓度c0以上时，判定为不需要重整。
当由是否重整判定部55判定为需要重整时，重整单元控制部53通过转换阀28将燃料供给路径18转换为第1路径18a(重整开启)，使得储存于燃料箱17的燃料在重整器19重整后供给到喷射器11。另一方面，当由是否重整判定部55判定为不需要重整时，通过转换阀28将燃料供给路径18转换为第2路径18b(重整关闭)，使得储存于燃料箱17的燃料无需在重整器19重整而供给到喷射器11。
氧化进行程度推定部56在重整开启时基于燃料的点火正时ti，判定重整器19中的氧化反应的进行程度(氧化进行程度)是否在适当范围内。具体而言，基于由缸内压力传感器12检测出的燃烧室10内的压力和由曲轴转角传感器15检测出的曲轴转角计算重整燃料的点火正时ti，当点火正时ti为低于规定曲轴转角ti0(图2)时，判定为氧化进行程度在适当范围内。当点火正时ti为规定曲轴转角ti0以上时，判定为氧化进行程度在适当范围外。
氧化进行程度推定部56还可以基于重整燃料中的过氧化物浓度c1判定氧化进行程度是否在适当范围内。具体而言，当由浓度传感器26a检测出的重整燃料中的过氧化物浓度c1为规定浓度c0(图4)以上时，判定为氧化进行程度在适当范围内，当过氧化物浓度c1低于规定浓度c0时，判定为氧化进行程度在适当范围外。
还有，当判定氧化进行程度在适当范围外时，氧化进行程度推定部56基于重整燃料中的氧化物浓度c2，判定氧化进行程度的过度与不足。重整燃料中的氧化物浓度c2能够基于喷射器11的燃料喷射量和由转矩传感器16检测出的发动机1的输出转矩推定出。燃料喷射量还可以基于由流量计22检测出的燃料流量来计算，还可以基于通过与发动机ECU200的通信取得的燃料压力(对高压泵27的指令值)和燃料喷射量(对喷射器11的指令值)来计算。
当氧化物浓度c2为由浓度传感器26检测出的过氧化物浓度c1以上时，氧化进行程度推定部56判定为氧化进行程度过度，当低于过氧化物浓度c1时，判定为氧化进行程度不足(图4)。还可以在氧化物浓度c2为规定浓度c0以上时判定为氧化进行程度过度，在低于规定值时判定为氧化进行程度不足。
重整单元控制部53根据由氧化进行程度推定部56推定出的氧化反应的进行程度，控制重整单元20的动作，调整重整器19的重整率。具体而言，当判定为氧化进行程度过度时，控制空气泵32的动作，使向重整器19供给的空气量减少，使重整器19的重整率下降。另一方面，当判定为氧化进行程度不足时，控制空气泵32的动作，使向重整器19供给的空气量增加，使重整器19的重整率提高。还可以通过调整在发动机1与重整器19之间环流的冷却水的流量来调整重整器19的重整率。
图8A和图8B是示出由控制器50的CPU51执行的重整转换处理的一例的流程图。图8A和图8B的处理当例如车辆和控制器50启动时开始。
在图8A的处理中，首先在S1(S：处理步骤)中，通过在供油判定部54的处理，判定在车辆和控制器50停止中是否有向燃料箱17供给燃料。当S1为肯定(S1：是)时进入S2A，当为否定(S1：否是)时结束处理。在S2A中，通过在是否重整判定部55的处理，计算点火正时ti，判定点火正时ti是否为规定曲轴转角ti0以上。
当S2A为肯定(S2A：是)时，燃料的点火性不充分而进入S3，通过在重整单元控制部53的处理，控制转换阀28的动作将燃料供给路径18转换为第1路径18a，开启在重整器19的重整，结束处理。另一方面，当S2A为否定(S2A：否)时，燃料的点火性充分而进入S4，通过在重整单元控制部53的处理，控制转换阀28的动作将燃料供给路径18转换为第2路径18b，关闭在重整器19的重整，结束处理。
在图8B的处理中，替代图8A的S2A，在S2B中，通过在是否重整判定部55的处理，判定过氧化物浓度c1是否低于规定浓度c0，判定是否因燃料的点火性不充分而需要重整。
这样，基于点火正时ti、过氧化物浓度c1对供油后的燃料箱17内的燃料的点火性进行评价(S1、S2A、S2B)，当为不适合压缩点火的点火性的情况下，燃料在重整器19重整后供给到发动机1(S3)。因此，能够确保搭载于能加低辛烷值汽油、普通辛烷值的汽油的FFV(Flexible Fuel Vehicle：灵活燃料车辆)上的压缩点火式发动机的充分的燃烧性能。
图9A和图9B是示出由控制器50的CPU51执行的重整率调整处理的一例的流程图。图9A和图9B的处理当例如重整器19的重整开启时开始。
在图9A的处理中，首先在S5，判定重整器19的重整是否开启。当S5为肯定(S5：是)时进入S6A，当为否定(S5：否)时结束处理。在S6A中，通过在氧化进行程度推定部56的处理，计算重整燃料的点火正时ti，判定点火正时ti是否低于规定曲轴转角ti0。当S6A为肯定(S6A：是)时，判定为重整器19中的氧化进行程度在适当范围内，结束处理。
另一方面，当S6A为否定(S6A：否)时，判定为重整器19中的氧化进行程度在适当范围外，进入S7计算重整燃料中的氧化物浓度c2，判定氧化物浓度c2是否为过氧化物浓度c1以上。当S7为肯定(S7：是)时进入S8，当为否定(S7：否)时进入S9。在S8中，认为氧化进行程度过度，通过在重整单元控制部53的处理，控制空气泵32的动作，使向重整器19供给的空气量减少，使重整器19的重整率下降，返回S6A。
在S9中，通过在氧化进行程度推定部56的处理，判定氧化物浓度c2是否低于过氧化物浓度c1。当S9为肯定(S9：是)时进入S10，当为否定(S9：否)时进入S11。在S10中，认为氧化进行程度不足，通过在重整单元控制部53的处理，控制空气泵32的动作，使向重整器19的空气量增加，使重整器19的重整率提高，返回S6A。在S11中，判定为装置100发生故障，例如向发动机ECU200发送故障代码结束处理。
在图9B的处理中，替代图9A的S6A，在S6B中，通过在氧化进行程度推定部56的处理，判定重整燃料中的过氧化物浓度c1是否为规定浓度c0以上。
这样，通过推定重整器19中的氧化进行程度(S6A、S6B、S7、S9)，根据氧化进行程度调整重整器19的重整率(S8、S10)，由此能够对燃料进行重整直到适合压缩点火的状态。还有，即使在加各种辛烷值的汽油的情况下、辛烷值不同的多种汽油在燃料箱17中混合的情况下，也能够确保搭载于FFV上的压缩点火式发动机的充分的燃烧性能。
图10是示意性地示出作为装置100的变形例的装置100A的构成的一例的图。装置100A与装置100不同，不具有从燃料箱17绕过重整器19至发动机1的喷射器11的第2路径18b和燃料泵21b(图5)，不具有转换第1路径18a和第2路径18b的转换阀28(图6)。
装置100A的重整单元控制部53控制开闭阀34和空气泵32的动作，从而对向重整器19供给的空气的供给、断开进行转换，对重整器19的重整的开启、关闭进行转换。即，在需要重整的情况下，打开开闭阀34利用空气泵32向重整器19供给空气，使重整器19中的氧化反应进行。另一方面，在不需要重整的情况下，关闭开闭阀34，断开向重整器19的空气供给，使重整器19中的氧化反应停止。还可以对在发动机1与重整器19之间环流的冷却水的供给、断开进行转换，对重整器19的重整的开启、关闭进行转换。在该情况下，燃料供给路径18被统一为第1路径18a，因此能够使整个装置小型化。
图11和图12是示意性地示出作为装置100的变形例的装置100B的构成的一例的图。装置100B除了装置100的构成外，还具有催化剂罐40，催化剂罐40储存将NHPI催化剂等催化剂(粉体)混合到了适当的溶剂中的催化剂溶液。还有，装置100B在向重整器19供给催化剂的催化剂供给路径41上，具有过滤器42、压力输送催化剂溶液的催化剂泵43、检测催化剂溶液的流量的流量计44、开闭催化剂供给路径41的开闭阀45。
在装置100B的重整器19填充片、珠、粉体等适当的填充剂190B，构成为，氧化反应的反应场的填充剂190B的间隙成为与淬熄距离相对应的2mm以下。还可以构成为填充剂190B的间隙成为最大安全间隙以下，例如成为最大安全间隙。还可以由多孔材料构成重整器19(反应器部分)，也可以以双层管反应器的外管内壁和内管外壁之间的距离成为2mm以下的方式构成。由此，能够提高重整器19的安全性。
装置100B的重整器19作为催化剂溶液和反应物一起在反应器内流动的流化床反应器发挥功能。在该情况下，能够将催化剂(粉体)的粒径变小，从而提高反应效率。还有，NHPI催化剂能够无需从重整燃料分离而直接向喷射器11供给，因此能够使整个装置成为简易的构成。
装置100B的重整单元控制部53除了控制空气泵32外，还通过控制催化剂泵43的动作来调整重整器19的重整率。具体而言，控制催化剂泵43的动作，通过使向重整器19供给的催化剂量降低，由此降低重整器19的重整率，通过使向重整器19供给的催化剂量增加，由此提高重整器19的重整率。
图13是示意性地示出作为装置100B的变形例的装置100C的构成的一例的图。装置100C与装置100B不同，不具有从燃料箱17绕过重整器19至发动机1的喷射器11的第2路径18b和燃料泵21b(图11)，不具有转换第1路径18a和第2路径18b的转换阀28(图6)。
装置100C的重整单元控制部53对开闭阀34、45和空气泵32、催化剂泵43的动作进行控制，从而对向重整器19供给的空气和催化剂的供给、断开进行转换，对重整器19的重整的开启、关闭进行转换。即，在需要重整的情况下，打开开闭阀34、45利用空气泵32、催化剂泵43向重整器19供给空气和催化剂，使重整器19中的氧化反应进行。另一方面，在不需要重整的情况下，关闭开闭阀34、45，断开向重整器19的空气和催化剂的供给，使重整器19中的氧化反应停止。还可以对在发动机1与重整器19之间环流的冷却水的供给、断开进行转换，对重整器19的重整的开启、关闭进行转换。在该情况下，燃料供给路径18被统一为第1路径18a，因此能够使整个装置小型化。
采用本实施方式能够起到如下的作用效果。
(1)装置100具备：发动机1，其构成为具有将从燃料箱17导出的燃料向燃烧室10喷射的喷射器11，通过压缩点火在燃烧室10实施燃烧；重整单元20，其具有夹设在从燃料箱17至喷射器11的燃料供给路径18上，通过氧化反应对储存在燃料箱17的燃料进行重整的重整器19；重整单元控制部53，其控制重整单元20的动作；供油判定部54，其判定有无向燃料箱17供给燃料；缸内压力传感器12，其检测燃烧室10中的燃料的点火正时ti；以及是否重整判定部55，其当由供油判定部54判定为发生了供油时，基于由缸内压力传感器12检测出的点火正时ti判定是否需要重整(图5～图7、图10～图13)。
重整单元控制部53控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为需要重整时，通过重整器19对储存在燃料箱17的燃料进行重整而向喷射器11供给。另一方面，控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为不需要重整时，无需通过重整器19对储存在燃料箱17的燃料进行重整而向喷射器11供给。这样，对不适合压缩点火的点火性的燃料进行重整之后向发动机1供给，因此无论是低辛烷值汽油还是普通辛烷值的汽油都能够压缩点火。由此，能够实现无论是低辛烷值汽油还是普通辛烷值的汽油都能应用的FFV。
(2)燃料供给路径18具有通过重整器19的第1路径18a和绕过重整器19的第2路径18b(图5、图6、图11)。重整单元20还具有对第1路径18a和第2路径18b进行转换的转换阀28(图6)。重整单元控制部53控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为需要重整时，将燃料供给路径18转换为第1路径18a。另一方面，控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为不需要重整时，将燃料供给路径18转换为第2路径18b。由此，能够通过转换燃料供给路径18的简易构成对重整的开启、关闭进行转换。
(3)重整单元20具有使重整器19的重整有效化或无效化的重整转换部(图10、图13)。重整单元控制部53控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为需要重整时，使重整器19的重整有效化。另一方面，控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为不需要重整时，使重整器19的重整无效化。通过统一燃料供给路径18，能够使整个装置小型化。
(4)重整单元20具有开闭向重整器19供给空气的空气供给路径30的开闭阀34作为重整转换部(图10、图13)。重整单元控制部53控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为需要重整时，打开空气供给路径30。另一方面，控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为不需要重整时，关闭空气供给路径30。由此，能够通过转换空气供给路径30的开闭的简易的构成转换重整的开启、关闭。
(5)重整器19中的燃料的氧化反应是在催化剂存在下进行的催化反应。重整单元20具有储存催化剂的催化剂罐40，并且还具有开闭从催化剂罐40至重整器19的催化剂供给路径41的开闭阀45作为重整转换部(图13)。重整单元控制部53控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为需要重整时，打开催化剂供给路径41。另一方面，控制重整单元20的动作，使得当由是否重整判定部55判定为不需要重整时，关闭催化剂供给路径41。由此，能够通过转换催化剂供给路径41的开闭的简易的构成转换重整的开启、关闭。
(6)缸内压力传感器12检测燃烧室10的内部的缸内压力。点火正时ti能够基于由缸内压力传感器12检测出的缸内压力确定，例如作为以压缩上止点TDC为基准的曲轴转角。能够基于点火正时ti评价重整燃料的实际的点火性。
在上述实施方式中，对基于缸内压力传感器12的检测值来确定点火正时ti的例子进行了说明，但检测燃烧室中的燃料的点火正时的点火正时检测部不局限于此。还有，作为用于评价燃料的点火性是否适合压缩点火的阈值的一例，示出具体的燃料的辛烷值、重整燃料中的过氧化物以及氧化物的浓度进行了说明，但各阈值并不局限于此。
在上述实施方式中，示出了将燃料重整装置应用在搭载于车辆(FFV)的发动机1的例子，但内燃机并不局限于车载发动机，还可以是搭载于发电机、工作机等制品的机器。
既能够任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个，也能够将各变形例彼此进行组合。
采用本发明，无论是低辛烷值汽油还是普通辛烷值的汽油都能够压缩点火。
上文结合优选实施方式对本发明进行了说明，本领域技术人员应理解为能够在不脱离后述权利要求书的公开范围的情况下进行各种修改和变更。

Claims (6)

1.一种燃料重整装置(100)，其特征在于，具备：
内燃机(1)，其构成为具有将从燃料箱(17)导出的燃料向燃烧室(10)喷射的喷射器(11)，通过压缩点火在所述燃烧室(10)实施燃烧；
重整单元(20)，其具有夹设在从所述燃料箱(17)至所述喷射器(11)的燃料供给路径(18)上，通过氧化反应对储存在所述燃料箱(17)的燃料进行重整的重整器(19)；
重整控制部(53)，其控制所述重整单元(20)的动作；
供油判定部(54)，其判定有无向所述燃料箱(17)供给燃料；
点火正时检测部(12)，其检测所述燃烧室(10)中的燃料的点火正时；以及
是否重整判定部(55)，其当由所述供油判定部(54)判定为发生了供油时，基于由所述点火正时检测部(12)检测出的点火正时判定是否需要重整，
所述重整控制部(53)控制所述重整单元(20)的动作，使得当由所述是否重整判定部(55)判定为需要重整时，通过所述重整器(19)对储存在所述燃料箱(17)的燃料进行重整而向所述喷射器(11)供给，另一方面，当由所述是否重整判定部(55)判定为不需要重整时，使得无需通过所述重整器(19)对储存在所述燃料箱(17)的燃料进行重整而向所述喷射器(11)供给。
2.根据权利要求1所述的燃料重整装置(100)，其特征在于，
所述燃料供给路径(18)具有通过所述重整器(19)的第1路径(18a)和绕过所述重整器(19)的第2路径(18b)，
所述重整单元(20)还具有对所述第1路径(18a)和所述第2路径(18b)进行转换的油路转换部(28)，
所述重整控制部(53)控制所述重整单元(20)的动作，使得当由所述是否重整判定部(55)判定为需要重整时，将所述燃料供给路径(18)转换为所述第1路径(18a)，另一方面，当由所述是否重整判定部(55)判定为不需要重整时，将所述燃料供给路径(18)转换为所述第2路径(18b)。
3.根据权利要求1所述的燃料重整装置(100)，其特征在于，
所述重整单元(20)具有使所述重整器(19)的重整有效化或无效化的重整转换部(34、45)，
所述重整控制部(53)控制所述重整单元(20)的动作，使得当由所述是否重整判定部(55)判定为需要重整时，使所述重整器(19)的重整有效化，另一方面，当由所述是否重整判定部(55)判定为不需要重整时，使所述重整器(19)的重整无效化。
4.根据权利要求3所述的燃料重整装置(100)，其特征在于，
所述重整单元(20)具有使向所述重整器(19)供给空气的空气供给路径(30)开闭的开闭阀(34)，作为所述重整转换部，
所述重整控制部(53)控制所述重整单元(20)的动作，使得当由所述是否重整判定部(55)判定为需要重整时，打开所述空气供给路径(30)，另一方面，当由所述是否重整判定部(55)判定为不需要重整时，关闭所述空气供给路径(30)。
5.根据权利要求4所述的燃料重整装置(100)，其特征在于，
所述重整器(19)中的燃料的氧化反应为在催化剂存在下进行的催化反应，
所述重整单元(20)具有储存催化剂的催化剂罐(40)，并且还具有开闭从所述催化剂罐(40)至所述重整器(19)的催化剂供给路径(41)的开闭阀(45)作为所述重整转换部，
所述重整控制部(53)控制所述重整单元(20)的动作，使得当由所述是否重整判定部(55)判定为需要重整时，打开所述催化剂供给路径(41)，另一方面，当由所述是否重整判定部(55)判定为不需要重整时，关闭所述催化剂供给路径(41)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料重整装置(100)，其特征在于，
所述点火正时检测部(12)为检测所述燃烧室(10)的内部的缸内压力的缸内压力传感器。
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