JP2006029297A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の向上を図ることができる内燃機関を提供すること。
【解決手段】排気ガスを燃料改質器３１に導入する排気ガス導入通路３３と、燃料改質器３１に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加装置５５と、添加された燃料を改質する燃料改質器３１と、改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関１の吸気経路２０に導入する改質燃料導入通路３４と、燃料改質器３１に導入される排気ガスに水を供給する水供給装置６０とを備え、燃料改質器３１の温度Ｔが所定温度Ｔ１以上となると、水供給装置６０は、この排気ガスに水を供給する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関に関し、更に詳しくは、排気ガスおよびこの排気ガスに添加され改質された燃料を内燃機関の吸気経路に導入する内燃機関に関する。

一般に、乗用車、トラックなどに搭載されるガソリンエンジンなどの内燃機関では、ポンプ損失の低減による燃費の向上、燃料温度の低下によるＮＯ_xの低減などを図るために、排気経路の排気ガスの一部を吸気経路に導入するものがある。一方、燃焼速度の向上あるいはリーン燃焼などによる燃費の向上、ノッキングの低減などを図るために、燃料改質器を備え、この燃料改質器により燃料を改質し、燃料から水素（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）などを生成し、この生成された水素などを吸気経路に導入する内燃機関がある。ここで、特許文献１に示すように、これらを組み合わせた技術が提案されている。この従来の内燃機関は、排気経路の排気ガスの一部を燃料改質器に導入する際に燃料を添加し、この添加された燃料を燃料改質器に設けられた改質触媒により改質し、この改質された燃料および排気ガスを吸気経路に導入するものである。

特開平６−２６４７３２号公報

ところで、燃料の改質反応には、この燃料改質器に設けられた改質触媒が必要である。この改質触媒は、この燃料改質器の温度、すなわちこの改質触媒の温度が上昇すればするほど活性化し、燃料改質器において燃料の改質を効率良く行うことができる。しかし、内燃機関が高負荷状態で長時間運転される場合などでは、内燃機関から排気される排気ガスの温度は高い状態が維持される。従って、この排気ガスが通過あるいは導入する燃料改質器は、その温度が高い状態で維持されることで熱劣化し、耐久性を向上することができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくとも耐久性の向上を図ることができる内燃機関を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、排気ガスを燃料改質器に導入する排気ガス導入通路と、前記燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記添加された燃料を改質する燃料改質器と、前記改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関の吸気経路に導入する改質燃料導入通路と、前記燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給する水供給手段と、を備えることを特徴とする。

また、この発明では、上記内燃機関において、前記排気ガス導入手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて、当該燃料改質器に排気ガスを導入することを特徴とする。

また、この発明では、上記内燃機関において、前記燃料改質器の温度を検出する改質器温度検出手段をさらに備え、前記水供給手段は、前記検出された燃料改質器の温度が所定温度以上となると、当該燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給することを特徴とする。

これらの発明によれば、水供給手段は、内燃機関の運転状態、例えば改質器温度検出手段により検出された燃料改質器の温度が所定温度以上である場合に、燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給し、排気ガスに添加された燃料は、この供給された水およびこの排気ガスとともに燃料改質器に導入される。ここで、供給された水は、排気ガスの熱により蒸発し、この水が蒸発する際の気化潜熱が排気ガスの熱を奪い、この排気ガスの温度が下がる。従って、この温度が下がった状態で燃料が添加された排気ガスは、燃料改質器に導入されるため、燃料改質器を冷却することができる。つまり、燃料改質器に導入される燃料が添加された排気ガスに水供給手段により水を供給することで、この排気ガスの温度を下げ、燃料改質器の熱劣化を抑制し、耐久性の向上を図ることができる。

また、この発明では、上記内燃機関において、前記水供給手段が前記燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給する場合は、前記燃料添加手段により当該燃料改質器に導入される排気ガスに添加する燃料の燃料添加量を増加することを特徴とする。

この発明によれば、燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給する際には、この排気ガスに添加される燃料の燃料添加量を増加し、排気ガスに供給された水とこの排気ガスに添加された多くの燃料が排気ガスとともに燃料改質器に導入される。ここで、供給された水は、排気ガスの熱により蒸発することで水蒸気となり、この水蒸気と排気ガスに添加された燃料とにより水蒸気改質反応が生じ、水素が生成される。つまり、排気ガスに添加された燃料のうち、燃料改質器に設けられた改質触媒により改質することができる燃料以外の燃料は、この水蒸気によって改質される。従って、排気ガスに添加された多くの燃料は、改質触媒により改質されるのみならず、この水蒸気によっても改質される。これにより、排気ガスに添加された多くの燃料を改質することができ、燃料改質の効率化を図ることができる。

この発明にかかる内燃機関は、燃料改質器に導入される排気ガスの温度を下げることで、耐久性の向上を図ることができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、この発明にかかる内燃機関の構成例を示す図である。図１に示すように、この実施例１にかかる内燃機関１は、ガソリンエンジンなどである内燃機関本体１０と、吸気経路２０と、燃料改質器３１を備える排気経路３０と、後述する水供給装置６０の水供給制御を行うＥＣＵ（Engine Control Unit）４０と、水供給装置６０とにより構成されている。

内燃機関本体１０には、吸気経路２０が接続されており、この吸気経路２０を介して、外部から空気および燃料がこの内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される。また、内燃機関本体１０には、排気経路３０が接続されており、この排気経路３０を介して、内燃機関本体１０の各気筒１１から排気された排気ガスが外部に排気される。

吸気経路２０は、エアクリーナー２１と、吸気通路２２と、エアフロメータ２３と、スロットルバルブ２４とにより構成されている。エアクリーナー２１により、粉塵が除去された空気は、吸気通路２２を介して、内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される。エアフロメータ２３は、この内燃機関本体１０に導入、すなわち吸入される空気の吸入空気量を検出し、後述するＥＣＵ４０に出力するものである。スロットルバルブ２４は、図示しないアクチュエータにより駆動されることで、内燃機関本体１０の各気筒１１に吸気される吸入空気量を調整するものである。このスロットルバルブ２４の開度の制御、すなわちバルブ開度制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。

また、この吸気経路２０の吸気通路２２には、内燃機関１０に燃料を供給する燃料噴射弁５１が設けられている。この燃料噴射弁５１には、燃料ポンプ５３が駆動することで、燃料通路５４を介して、燃料タンク５２に貯留されていた燃料が圧送される。燃料噴射弁５１の燃料噴射量や噴射タイミングなどの制御、すなわち噴射制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。

排気経路３０は、燃料改質器３１と、排気通路３２と、排気ガス導入通路３３と、改質燃料導入通路３４と、改質燃料冷却装置３５と、流量調整弁３６とにより構成されている。燃料改質器３１は、円筒形状に形成され、その中空部３１ａに燃料改質通路３１ｂが配置されている。この中空部３１ａは、その両端が排気通路３２と連通している。内燃機関本体１０から排気された排気ガスは、中空部３１ａ内を通過することで燃料改質器３１を通過する。この中空部３１ａを通過した排気ガスは、排気通路３２を介して図示しない浄化装置に導入され、この浄化装置により有害物質が浄化された後、外部に排気される。なお、燃料改質器３１より上流側の排気通路３２には、この排気通路３２に排気される排気ガスに基づいた空燃比を検出し、後述するＥＣＵ４０に出力するＡ／Ｆセンサ３７が設けられている。

燃料改質通路３１ｂは、図示しない多数の配管を連通することで構成されている。この各配管は、中空部３１ａと連通しておらず、燃料改質通路３１ｂ内の排気ガスが中空部３１ａに流出することはない。この燃料改質通路３１ｂ内には、改質触媒３１ｃが設けられている。この改質触媒３１ｃは、ロジウム系の触媒であり、後述する排気ガスに添加された燃料を改質するものである。具体的には、改質触媒３１ｃは、改質反応である吸熱反応により燃料から水素（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）などを生成するものである。具体的な吸熱反応は、例えば、
1.56(7.6ＣＯ₂+6.8Ｈ₂Ｏ+40.8Ｎ₂)+3Ｃ_7.6Ｈ_12.6+984.8Kcal→31Ｈ₂+34.7ＣＯ+63.6Ｎ₂
となる。

この燃料改質通路３１ｂには、改質触媒３１ｃの温度を検出し、後述するＥＣＵ４０に出力する改質器温度検出手段である改質触媒温度センサ３１ｄが設けられている。また、燃料改質通路３１ｂは、その一端が排気ガス導入通路３３と連通しており、他方の端部が改質燃料導入通路３４と連通している。ここで、排気ガス導入通路３３には、燃料改質器３１に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段である燃料添加装置５５が設けられている。この燃料添加装置５５には、上記燃料噴射弁５１と同様に、燃料ポンプ５３が駆動することで、燃料通路５４および分岐通路５６を介して、燃料タンク５２に貯留されていた燃料が圧送される。燃料添加装置５５の燃料添加量や添加タイミングなどの制御、すなわち添加制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。

この燃料改質通路３１ｂは、燃料添加装置５５により燃料が添加された内燃機関本体１０から排気された排気ガスを導入するものである。この導入された燃料を添加された排気ガスは、改質触媒３１ｃにより改質され、水素（Ｈ₂）、一酸化炭素（ＣＯ）を含む排気ガス、すなわち改質された燃料を含む排気ガスとなり、改質燃料導入通路３４に流出する。

改質燃料導入通路３４には、改質燃料冷却装置３５および流量調整弁３６が設けられており、吸気経路２０のスロットルバルブ２４の下流側の吸気通路２２と連通している。改質燃料冷却装置３５は、燃料改質通路３１ｂからこの改質燃料導入通路３４に流入した高温（例えば７００℃程度）の改質された燃料を含む排気ガスを冷却するものである。この排気ガスを冷却することにより、この排気ガスが空気および燃料とともに内燃機関本体１０の各気筒１１に導入された際における体積効率の低下を抑制することができ、燃費の向上を図ることができる。流量調整弁３６は、改質された燃料を含む排気ガスを再度内燃機関本体１０の各気筒１１に導入する量である排気ガス再循環量を調整するものである。この流量調整弁３６の流量調整弁の開度の制御、すなわち流量調整弁開度制御は、後述するＥＣＵ４０により行われる。

ＥＣＵ４０は、内燃機関１を運転制御するものであり、内燃機関１が搭載された図示しない車両の各所に取り付けられたセンサから、各種入力信号が入力される。具体的には、内燃機関本体１０の図示しないクランクシャフトに取り付けられた角度センサにより検出された機関回転数、エアフロメータ２３により検出された吸入空気量、図示しないアクセルペダルセンサにより検出されたアクセル開度、Ａ／Ｆセンサ３７により検出された空燃比、改質触媒温度センサ３１ｄにより検出された燃料改質器３１の温度Ｔなどがある。ＥＣＵ４０は、これら入力信号および記憶部４３に記憶されている各種マップに基づいて各種出力信号を出力する。具体的には、スロットルバルブ２４のバルブ開弁制御を行うバルブ開度信号、燃料噴射弁５１の噴射制御を行う噴射信号、内燃機関本体１０の図示しない点火プラグの点火制御を行う点火信号、後述する水供給装置６０の水供給弁６１の水供給制御を行う水供給信号、流量調整弁３８の流量調整弁開度制御を行う流量調整弁開度信号、燃料添加装置５５の添加制御を行う添加信号などの出力信号などがある。

ここで、燃料噴射弁５１から内燃機関１に供給される燃料噴射量は、これら入力信号のうち機関回転数および吸入空気量に基づいて算出される。この燃料噴射量の算出は、上記入力信号と記憶部４３に記憶されている燃料噴射量マップとに基づいて算出しても良いし、上記入力信号とＡ／Ｆセンサ３７により検出された空燃比とに基づいて算出しても良い。また、流量調整弁３８により内燃機関１の吸気経路２０に導入される改質された燃料を含む排気ガスの排気ガス再循環量は、これら入力信号のうち機関回転数および吸入空気量と記憶部４３に記憶されている排気ガス再循環量マップとに基づいて算出される。また、燃料添加装置５５から排気ガス導入通路３３に導入される排気ガスに添加される燃料添加量は、これら入力信号のうち改質触媒温度センサ３１ｄにより検出された燃料改質器３１の温度と上記算出された排気ガス再循環量とに基づいて算出される。具体的に、燃料添加量は、この燃料改質器３１の温度と上記算出された排気ガス再循環量とから、排気ガスに対して添加される燃料の濃度が燃料改質器３１の改質触媒３１ｃによりこの燃料を最も効率良く改質することができる濃度となるように決定される。なお、排気ガスに燃料を添加する場合は、上記算出された燃料噴射量からこの燃料添加量を減じた量を燃料噴射量として燃料噴射弁５１から内燃機関１に供給することが好ましい。これにより、改質された燃料を含む排気ガスを再度内燃機関本体１０の各気筒１１に導入した際に、空燃比がリッチ状態で内燃機関１が運転されることを抑制することができる。また、上記排気ガス再循環量は、改質触媒３１ｃにより改質された燃料の量、特に生成された水素の排気ガスに対する濃度に応じて補正しても良い。

具体的に、このＥＣＵ４０は、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）４１と、処理部４２と、上記燃料噴射量マップ、排気ガス再循環量マップなどの各種マップなどを格納する記憶部４３とにより構成されている。処理部４２は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、後述する水供給弁６１の水供給制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、水供給弁６１の水供給制御方法などを実現させるものであっても良い。また、記憶部４３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能な揮発性のメモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、この実施例では、水供給弁６１の水供給制御方法をＥＣＵ４０により実現させるが、これに限定されるものではなく、このＥＣＵ４０とは個別に形成された制御装置により実現しても良い。

水供給装置６０は、水供給手段であり、図示しない水貯留室、水供給弁６１と、水供給ポンプ６２とにより構成されている。この水供給装置６０の水供給弁６１は、排気ガス導入通路３３に設けられており、この排気ガス導入通路３３内に水を噴霧するものである。この水供給弁６１には、水供給ポンプ６２が駆動することで、図示しない水貯留室に貯留されていた水が圧送される。水供給弁６１の水供給量や供給タイミングなどの制御、すなわち水供給制御は、ＥＣＵ４０により行われる。なお、図示しない水貯留室は、予め水を貯留するものや、排気通路３２内の排気ガスに含まれる水分を収集して貯留するものであっても良い。

次に、この発明にかかる内燃機関１の水供給装置６０の動作、すなわち水供給弁６１の水供給制御について説明する。図２は、この発明にかかる内燃機関の水供給装置の動作フローを示す図である。まず、同図に示すように、ＥＣＵ４０の処理部４２は、燃料改質器３１の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ１）。つまり、改質器温度検出手段である改質触媒温度センサ３１ｄにより検出された改質触媒３１ｃの温度から燃料改質器３１の温度Ｔを取得する。

次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された温度Ｔが予め記憶部４３に記憶されていた所定温度Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ２）。ここで、所定温度Ｔ１は、燃料改質器３１の熱劣化を抑制すること困難な温度（例えば、９００℃程度）である。なお、処理部４２は、取得された温度Ｔが所定温度Ｔ１よりも低い場合は、ステップＳＴ１およびステップＳＴ２を繰り返す。

次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された温度Ｔが所定温度Ｔ１以上の場合は、燃料改質器３１の温度Ｔを下げるために水供給装置６０から燃料改質器３１に導入される排気ガスに水を供給する（ステップＳＴ３）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して水供給弁６１に水供給信号を出力し、排気ガス導入通路３３から燃料改質通路３１ｂに導入される排気ガスに水を供給する。このとき、排気ガスに供給される水は、排気ガスの熱により蒸発する。この供給された水が蒸発する際の気化潜熱により、この排気ガスの熱が奪われる。これにより、この排気ガスの温度が下がり、この温度が下がった排気ガスが、添加された燃料および水蒸気となった水とともに燃料改質通路３１ｂに導入され、燃料改質器３１を冷却することができる。つまり、燃料改質器３１に導入される燃料が添加された排気ガスに水供給装置６０により水を供給することで、この排気ガスの温度を下げ、燃料改質器３１の熱劣化を抑制し、耐久性の向上を図ることができる。

また、供給された水は、排気ガスの熱により蒸発することで水蒸気となり、この水蒸気と排気ガスに添加された燃料とにより水蒸気改質反応が生じ、水素（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。具体的な水蒸気改質反応は、例えば、
7.6Ｈ₂Ｏ+Ｃ_7.6Ｈ_12.6+293.9Kcal→14.4Ｈ₂+7.6ＣＯ
となる。従って、排気ガスに添加された燃料は、燃料改質通路３１ｂに導入され改質触媒３１ｃにより吸熱反応が起こるとともに、水蒸気により水蒸気改質反応が起こり、水素（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）などが生成される。つまり、改質触媒３１ｃにより改質することができる燃料以外の燃料は、この水蒸気によって改質することができる。ここで、水供給装置６０による水供給量は、燃料改質器３１の温度Ｔを短時間に下げるためになるべく多いことが好ましい。例えば、水供給弁６１から排気ガス導入通路３３から燃料改質通路３１ｂに導入される排気ガスに供給される水のこの排気ガスに対する濃度が５０％程度となることが好ましい。

この水素（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）を含む排気ガス、すなわち改質された燃料を含む排気ガスは、改質燃料冷却装置３５により冷却され、流量調整弁３８により排気ガス再循環量を調整されて吸気経路２０の吸気通路２２に流出する。吸気通路２２に流出した改質された燃料を含む排気ガスは、空気及び燃料噴射弁５１により噴射された燃料とともに、内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される。この際に、燃料以外に水素を含んでいるため、図示しない点火プラグが点火することで燃焼する際の燃焼速度や発熱量が向上する。これにより、この発明にかかる内燃機関１は、トルクの増加、燃費の向上、ノッキングの低減を図ることができる。また、空気および燃料以外に排気ガスを含んでいるため、図示しない点火プラグが点火することで燃焼する際の燃焼温度を低下することができるとともに、ポンプ損失を低減することができる。これにより、この発明にかかる内燃機関１は、排気ガスに含まれる有害物質であるＮＯ_xの低減や燃費のさらなる向上を図ることができる。

なお、水供給装置６０の水供給弁６１から燃料改質器３１に導入される排気ガスに水を供給する場合には、燃料添加装置５５によりこの燃料改質器３１に導入される排気ガスに添加する燃料の燃料添加量を増加することが好ましい。これは、燃料添加量を増加することで排気ガスに添加された多くの燃料は、改質触媒３１ｃにより改質されるのみならず、この水蒸気により改質することもできるからである。これにより、排気ガスに添加された多くの燃料を改質することができ、燃料改質の効率化を図ることができる。また、改質燃料導入通路３４から内燃機関１の吸気経路２０、すなわち内燃機関本体１０の各気筒１１に導入される排気ガスに含まれる改質された燃料、特に生成された水素のこの排気ガスに対する濃度は、燃料添加量を増加しない場合と比較して増加する。これにより、この発明にかかる内燃機関１は、燃費の向上およびノッキングの低減をさらに図ることができる。

次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、燃料改質器３１の温度Ｔをさらに取得する（ステップＳＴ４）。つまり、処理部４２は、排気ガス導入通路３３から燃料改質通路３１ｂに導入される排気ガスに水供給装置６０から水を供給することで低下した燃料改質器３１の温度Ｔを取得する。

次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、さらに取得された温度Ｔが予め記憶部４３に記憶されていた所定温度Ｔ２よりも低いか否かを判断する（ステップＳＴ５）。ここで、所定温度Ｔ２は、改質触媒３１ｃの活性化に必要な温度（例えば６００℃）以上で、かつ上記所定温度Ｔ１よりも低い温度である。なお、処理部４２は、取得された温度Ｔが所定温度Ｔ２以上である場合は、ステップＳＴ３〜ステップＳＴ５を繰り返す。

次に、ＥＣＵ４０の処理部４２は、取得された温度Ｔが所定温度Ｔ２よりも低い場合は、水供給装置６０から燃料改質器３１に導入される排気ガスへの水の供給を停止する（ステップＳＴ６）。具体的には、処理部４２は、入出力ポート４１を介して水供給弁６１に出力されている水供給信号を停止し、排気ガス導入通路３３から燃料改質通路３１ｂに導入される排気ガスに水が供給されることを停止する。これにより、燃料改質器３１の温度Ｔがこの所定温度Ｔ２よりも低くなることを抑制する。従って、改質触媒３１の温度がこの改質触媒３１の活性化を図れない温度となることが抑制され、改質触媒３１の排気ガスに添加された燃料を改質する能力の低下を抑制し、燃料改質の効率化の低下を抑制することができる。

なお、上記実施例では、燃料改質器３１に導入される排気ガスに水を供給する水供給手段として、水供給装置６０の水供給弁６１を用いるが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料添加手段である燃料添加装置５５に排気ガスに燃料を添加する機能および水を供給する機能を持たせても良い。

また、上記実施例において、燃料改質通路３１ｂを構成する複数の配管の外周面に三元触媒などの浄化触媒を設けても良い。これにより、燃料改質器３１の下流側の排気通路３２に新たな浄化装置を設ける必要がなくなり、部品点数の削減による小型化、低コスト化を図ることができる。

また、上記実施例において、水供給装置６０は、内燃機関１の運転状態として、燃料改質器３１の温度Ｔを用い、この燃料改質器３１の温度Ｔに応じて、燃料改質器３１に導入される排気ガスに水を供給するが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、内燃機関１の運転状態として、改質された燃料を含む排気ガスに含まれる水素の濃度を用いても良い。この場合は、改質燃料導入通路３４に水素の排気ガスに対する濃度を検出する図示しない水素濃度検出センサを設ける。この水素濃度検出センサにより検出された水素の濃度は、ＥＣＵに４０に出力される。ＥＣＵ４０の処理部４２は、この検出された水素の濃度が所定濃度以下の場合に、入出力ポート４１を介して水供給弁６１に水供給信号を出力し、排気ガス導入通路３３から燃料改質通路３１ｂに導入される排気ガスに水を供給する。

この排気ガスに供給された水は、排気ガスの熱により蒸発することで水蒸気となり、この水蒸気と排気ガスに添加された燃料とにより水蒸気改質反応が生じ、水素（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。従って、排気ガスに添加された燃料は、改質触媒３１ｃにより改質されるのみならず、この水蒸気によっても改質される。つまり、燃料添加装置５５により排気ガスに添加される燃料の燃料添加量を増加しても、排気ガスに添加される多くの燃料を改質することができ、燃料改質の効率化を図ることができる。これにより、水供給手段により燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給することで、内燃機関１の吸気経路２０、すなわち内燃機関本体１０の各気筒１１に多くの水素を導入することが必要な場合に、多くの燃料を改質して水素を生成することができる。

以上のように、この発明にかかる内燃機関は、排気ガスに添加された燃料を改質する燃料改質器を備える内燃機関に有用であり、特に、耐久性の向上を図るのに適している。

この発明に内燃機関の構成例を示す図である。 この発明にかかる内燃機関の水供給装置の動作フローを示す図である。

符号の説明

１ 内燃機関
１０ 内燃機関本体
１１ 気筒
２０ 吸気経路
２１ エアクリーナー
２２ 吸気通路
２３ エアフロメータ
２４ スロットルバルブ
３０ 排気経路
３１ 燃料改質器
３１ａ 中空部
３１ｂ 燃料改質通路
３１ｃ 改質触媒
３１ｄ 改質触媒温度センサ（改質器温度検出手段）
３２ 排気通路
３３ 排気ガス導入通路
３４ 改質燃料導入通路
３５ 改質燃料冷却装置
３６ 流量調整弁
３７ Ａ／Ｆセンサ
５１ 燃料噴射弁
５２ 燃料タンク
５３ 燃料ポンプ
５４ 燃料通路
５５ 燃料添加装置（燃料添加手段）
５６ 分岐通路
６０ 水供給装置（水供給手段）
６１ 水供給弁
６２ 水供給ポンプ

Claims (4)

1. 排気ガスを燃料改質器に導入する排気ガス導入通路と、
   前記燃料改質器に導入される排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、
   前記添加された燃料を改質する燃料改質器と、
   前記改質された燃料を含む排気ガスを内燃機関の吸気経路に導入する改質燃料導入通路と、
   前記燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給する水供給手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関。
2. 前記水供給手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記燃料改質器の温度を検出する改質器温度検出手段をさらに備え、
   前記水供給手段は、前記検出された燃料改質器の温度が所定温度以上となると、当該燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記水供給手段が前記燃料改質器に導入される排気ガスに水を供給する場合は、前記燃料添加手段により当該燃料改質器に導入される排気ガスに添加する燃料の燃料添加量を増加することを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関。
   

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