JP6639342B2 - 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法に係る。特に、本発明は、燃料改質装置を備えた内燃機関に適用される制御装置および制御方法に関する。

従来、燃料改質気筒と出力気筒とを備えた内燃機関が知られている（例えば特許文献１）。この種の内燃機関は、燃料改質気筒において燃料を改質する。そして、その改質後の燃料（以下、改質燃料という）を出力気筒において燃焼させることによって機関出力を得る。

具体的には、燃料改質気筒に軽油や重油等の燃料を供給し、この燃料改質気筒内において当量比の高い混合気を断熱圧縮する。これにより、高温高圧の環境下で燃料が改質し、水素、一酸化炭素、メタン等のアンチノック性の高い改質燃料（高オクタン価燃料）が生成される。そして、この改質燃料を空気と共に出力気筒に供給し、この出力気筒内において希薄混合気の燃焼（均一希薄燃焼）が行われることにより機関出力が得られる。

この種の内燃機関によれば、出力気筒内において均一希薄燃焼が行われるため、ＮＯｘ排出量の低減およびスート排出量の低減を図ることができる。また、アンチノック性の高い燃料の燃焼が行われるため、ノッキングが抑制されると共にディーゼルマイクロパイロット着火（出力気筒内に微量の燃料を供給することによる改質燃料の着火）により最適な時期での燃焼が実現できることから、燃焼効率の向上を図ることもできる。

特開２０１４−１３６９７８号公報

ところで、前記燃料改質気筒内で燃料の改質反応を行うためには、この燃料改質気筒内のガス温度が所定温度（改質反応を可能にする温度）に達している必要がある。例えば、燃料改質気筒がピストンクランク機構で成るレシプロ型である場合、ピストンが圧縮上死点に達した時点での燃料改質気筒内のガス温度が前記所定温度に達している必要がある。つまり、この時点において、燃料改質気筒内のガス温度が前記所定温度に達していない場合には、燃料改質気筒内での燃料の改質反応が不能になったり、改質反応が十分に行われなくなったりする。例えば、内燃機関の冷間始動直後や、外気温度が低い環境下や、高地等である場合には、このような状況を招きやすくなる。

改質反応が不能になると、アンチノック性の低い燃料が出力気筒に供給されることになり、この出力気筒でのノッキングの発生が懸念される状況になってしまう。また、沸点の高い燃料を使用した場合は、改質気筒出口で再凝縮し、燃焼に寄与せず排出される可能性もある。

このような状況は、改質燃料を燃料改質気筒によって生成する内燃機関ばかりでなく、改質燃料を燃料改質触媒によって生成する内燃機関においても同様に生じる可能性がある。以下、燃料改質気筒および燃料改質触媒を総称して燃料改質装置と呼ぶこととする。

本発明の発明者は、前記の点に鑑み、燃料改質装置内のガス温度が改質反応を可能にする温度に達していない場合に、改質されていない燃料が燃料改質装置から出力気筒に供給されてしまうといった状況を回避し、且つ早期に改質反応を開始させることができる手段について考察した。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料改質装置および出力気筒を備えた内燃機関に対し、燃料改質装置内のガス温度が改質反応を可能にする温度に達していない場合に、改質されていない燃料が燃料改質装置から出力気筒に供給されてしまうといった状況を回避することができ、且つ早期に改質反応を開始させることができる内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御装置を前提とする。そして、この内燃機関の制御装置は、前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行させる改質運転制御部を備えている。また、前記燃料改質装置は、シリンダ内でピストンが往復動するレシプロ型の燃料改質気筒で構成されており、前記改質運転制御部は、前記燃料改質気筒において前記ピストンが圧縮上死点に達する時点における前記燃料改質気筒内のガス温度が、前記改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質気筒での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質気筒内のガス温度を上昇させるために前記燃料改質気筒の前記昇温運転を実行させるよう構成されていることを特徴とする。

この特定事項により、燃料改質装置内のガス温度が、改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、改質運転制御部は、燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とする。これにより、前記ガス温度が低いことに起因して改質されていない燃料が燃料改質装置から出力気筒に供給されてしまうといった状況を回避できる。また、改質運転制御部は、燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転（燃料改質装置の予熱運転）を実行させる。これにより、燃料改質装置の温度を早期に上昇させることが可能となって、燃料改質運転を早期に開始させることができる。つまり、改質燃料を利用することでＮＯｘ排出量の低減およびスート排出量の低減を図ることが可能な内燃機関の運転を早期に開始させることができる。

一般に、ピストンが圧縮上死点に達する時点において燃料改質気筒内のガスは最も圧縮された状態となり、この時点のガス温度は１サイクル中において最も高くなる。このため、このピストンが圧縮上死点に達する時点における燃料改質気筒内のガス温度が、改質運転許可下限ガス温度に達するか否かを判定することで、そのサイクルにおいて燃料の改質反応が可能であるか否かを正確に判断することができる。その結果、燃料改質気筒での昇温運転を実行すべきか否かを正確に判断することが可能になる。

また、他の解決手段としては、燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御装置を前提とする。そして、この内燃機関の制御装置は、前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行させる改質運転制御部を備えている。また、前記燃料改質装置の出口通路と前記出力気筒の排気通路とを連通させる出力気筒バイパス通路が備えられていると共に、この出力気筒バイパス通路にはバイパス量調整弁が備えられており、前記昇温運転では前記バイパス量調整弁を開放する一方、前記昇温運転が終了して前記燃料改質装置での燃料改質運転が開始されると前記バイパス量調整弁を閉鎖することを特徴とする。

これによれば、昇温運転ではバイパス量調整弁を開放することにより、燃料改質装置から導出されたガスは、出力気筒に供給されることなく、出力気筒の排気通路に排出されることになる。または、燃料改質装置から導出されたガスが出力気筒に供給される量は僅かとなる。このため、昇温運転中に、燃料改質装置からの排気ガスが出力気筒に供給されて出力気筒での燃焼が悪化してしまうといったことを抑制できる。また、燃料改質装置内のガス温度が改質運転許可下限ガス温度に達するなどして、燃料改質装置での改質反応が可能な状況になると、昇温運転が終了して燃料改質装置での燃料改質運転が開始される。これに伴い、バイパス量調整弁が閉鎖される。これにより、燃料改質装置から導出された改質燃料が出力気筒に供給されることになり、改質燃料を利用した出力気筒での燃焼が開始されることになる。

また、前記燃料改質装置の入口通路と前記出力気筒の排気通路とを連通させるＥＧＲ通路が備えられ、このＥＧＲ通路には、ＥＧＲガスを冷却する冷却器が備えられていると共にこの冷却器をバイパスする冷却器バイパス通路が接続されており、前記昇温運転では前記出力気筒の前記排気通路を流れる排気ガスの一部を、前記冷却器バイパス通路を経て前記燃料改質装置の前記入口通路に導入することが好ましい。

これによれば、昇温運転では、出力気筒の排気通路を流れる高温の排気ガスの一部が、冷却器バイパス通路を流れることで、冷却器によって冷却されることなしに、燃料改質装置の入口通路に導入されることになる。つまり、高温の排気ガスによって燃料改質装置が昇温されることになる。これにより、燃料改質装置での燃料改質運転を早期に開始させることができる。

また、前記出力気筒は、シリンダ内でピストンが往復動するレシプロ型で構成されており、前記昇温運転では、前記出力気筒の膨張行程から排気行程に亘る所定期間において、この出力気筒内に排気昇温用の燃料供給を行うことが好ましい。

これによれば、排気昇温用の燃料が出力気筒の排気通路内等で燃焼することにより、排気ガスの温度が上昇する。その結果、前記冷却器バイパス通路を流れて燃料改質装置の入口通路に導入されるガスの温度を高くすることができ、燃料改質装置の昇温効果を大きく得ることができる。これにより、燃料改質装置での燃料改質運転をいっそう早期に開始させることができる。また、前記排気昇温用の燃料供給は、出力気筒の膨張行程から排気行程に亘る所定期間において行われるため、出力気筒からの出力を大きく変動させてしまうことはない。

また、前記昇温運転では、前記燃料改質装置内での燃料の燃焼を可能にする範囲であって前記燃料改質装置内の当量比を１未満とする燃料量を、前記燃料改質装置内に供給することが好ましい。

これによれば、燃料改質装置内での燃料の燃焼によって燃料改質装置の昇温が促進され、比較的短時間のうちに、燃料改質装置内のガス温度が改質運転許可下限ガス温度に達することになる。このため、燃料改質運転を早期に開始させることが可能となる。

また、前記改質運転制御部は、前記昇温運転中に前記燃料改質装置内のガス温度が前記改質運転許可下限ガス温度に達した際、または、前記昇温運転中に前記燃料改質装置内への供給熱量が所定量に達した際に、前記昇温運転を終了し、前記燃料改質装置での燃料改質運転を実行させるよう構成されていることが好ましい。

昇温運転中に燃料改質装置内のガス温度が改質運転許可下限ガス温度に達した際や、昇温運転中に燃料改質装置内への供給熱量が所定量に達した際（昇温運転の終了条件が成立した際）には、燃料改質装置内での燃料の改質反応が可能な状態となっている。このため、前記条件が成立した際には、昇温運転を終了し、燃料改質装置での燃料改質運転を実行させる。これにより、燃料改質運転の開始タイミングを適切に得ることができる。

また、前述した各解決手段に係る内燃機関の制御装置によって実施される内燃機関の制御方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御方法を前提とする。そして、この内燃機関の制御方法は、前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行する。また、前記燃料改質装置は、シリンダ内でピストンが往復動するレシプロ型の燃料改質気筒で構成されており、前記燃料改質気筒において前記ピストンが圧縮上死点に達する時点における前記燃料改質気筒内のガス温度が、前記改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質気筒での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質気筒内のガス温度を上昇させるために前記燃料改質気筒の前記昇温運転を実行させることを特徴とする。
また、前記燃料改質装置の出口通路と前記出力気筒の排気通路とを連通させる出力気筒バイパス通路が備えられていると共に、この出力気筒バイパス通路にはバイパス量調整弁が備えられており、前記昇温運転では前記バイパス量調整弁が開放される一方、前記昇温運転が終了して前記燃料改質装置での燃料改質運転が開始されると前記バイパス量調整弁が閉鎖されることを特徴とする。

この制御方法によっても、前述したように、前記ガス温度が低いことに起因して改質されていない燃料が燃料改質装置から出力気筒に供給されてしまうといった状況を回避できる。また、燃料改質装置の温度を早期に上昇させることが可能となって、燃料改質運転を早期に開始させることができる。

本発明では、燃料改質装置内のガス温度が、改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行させるようにしている。このため、ガス温度が低いことに起因して改質されていない燃料が燃料改質装置から出力気筒に供給されてしまうといった状況を回避できる。また、燃料改質装置の温度を早期に上昇させることが可能となって、燃料改質運転を早期に開始させることができる。

実施形態に係る内燃機関のシステム構成を示す図である。 内燃機関の制御系の概略構成を示す図である。 当量比および圧縮端ガス温度と、改質反応可能域との関係を示す図である。 冷却水温度に応じた修正ポリトロープ数の演算ロジックを示すブロック図である。 当量比に応じた修正ポリトロープ数の演算ロジックを示すブロック図である。 改質運転許可下限ガス温度の演算ロジックを示すブロック図である。 内燃機関の運転モードを切り替えるための制御手順を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、船舶用の内燃機関に本発明を適用した場合について説明する。

−内燃機関のシステム構成−
図１は本実施形態に係る内燃機関のシステム構成を示す図である。

この図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関１は、本発明でいう燃料改質装置としての燃料改質気筒２、および、出力気筒３を備えている。また、この内燃機関１は、前記燃料改質気筒２や前記出力気筒３に対し、ガスの供給（導入）またはガスの排出（導出）を行うための配管系として、吸気系４、改質燃料供給系５、排気系６、ＥＧＲ系７、および、出力気筒バイパス系８を備えている。

（燃料改質気筒および出力気筒）
燃料改質気筒２および出力気筒３は、共にレシプロ型で構成されている。具体的に、各気筒２，３は、シリンダブロック（図示省略）に形成されたシリンダボア２１，３１内にピストン２２，３２が往復動自在に収容されて構成されている。燃料改質気筒２では、シリンダボア２１、ピストン２２、図示しないシリンダヘッドによって燃料改質室２３が形成されている。出力気筒３では、シリンダボア３１、ピストン３２、図示しないシリンダヘッドによって燃焼室３３が形成されている。

本実施形態に係る内燃機関１は、シリンダブロックに４つの気筒が備えられ、そのうちの１つの気筒が燃料改質気筒２として構成されており、他の３つの気筒が出力気筒３として構成されている。そして、燃料改質気筒２で生成された改質燃料が各出力気筒３それぞれに供給される構成となっている。各気筒２，３の数はこれに限定されるものではない。例えば、シリンダブロックに６つの気筒が備えられ、そのうちの２つの気筒が燃料改質気筒２として構成されており、他の４つの気筒が出力気筒３として構成されていてもよい。

各気筒２，３のピストン２２，３２はそれぞれコネクティングロッド２４，３４を介してクランクシャフト１１に連結されている。これにより、ピストン２２，３２の往復運動とクランクシャフト１１の回転運動との間で運動が変換されるようになっている。クランクシャフト１１は、クラッチ機構（図示省略）を介して船舶のスクリュー軸に連結可能となっている。燃料改質気筒２のピストン２２と出力気筒３のピストン３２とは前記コネクティングロッド２４，３４およびクランクシャフト１１を介して互いに連結されている。このため、これら気筒２，３間での動力伝達や、これら気筒２，３から出力された動力のスクリュー軸への伝達等が可能となっている。

燃料改質気筒２には、燃料改質室２３に改質前の燃料として例えば軽油等の燃料を供給するインジェクタ２５が備えられている。この燃料改質室２３では、インジェクタ２５から燃料が供給されることにより、当量比の高い混合気が断熱圧縮される。これにより、高温高圧の環境下で燃料が改質し、水素、一酸化炭素、メタン等のアンチノック性の高い改質燃料が生成される。

出力気筒３には、燃焼室３３に例えば軽油等の燃料を供給するインジェクタ３５が備えられている。この燃焼室３３では、前記燃料改質気筒２で生成された改質燃料が空気と共に供給され、この燃焼室３３で希薄混合気の希薄予混合燃焼が行われる。これにより、ピストン３２の往復動に伴ってクランクシャフト１１が回転し、機関出力が得られる。

（吸気系）
吸気系４は、燃料改質気筒２の燃料改質室２３および出力気筒３の燃焼室３３それぞれに空気（新気）を導入するものである。

この吸気系４は、メイン吸気通路４１、このメイン吸気通路４１が２系統に分岐されて成る燃料改質気筒吸気通路（本発明でいう燃料改質装置の入口通路）４２および出力気筒吸気通路４３を備えている。メイン吸気通路４１には、ターボチャージャ１２のコンプレッサホイール１２ａが備えられている。燃料改質気筒吸気通路４２は燃料改質気筒２の吸気ポートに連通している。この吸気ポートと燃料改質気筒２の燃料改質室２３との間には吸気バルブ２６が開閉可能に配設されている。また、この燃料改質気筒吸気通路４２には開度調整可能な吸気量調整弁４５が備えられている。出力気筒吸気通路４３は出力気筒３の吸気ポートに連通している。この吸気ポートと出力気筒３の燃焼室３３との間には吸気バルブ３６が開閉可能に配設されている。また、この出力気筒吸気通路４３には吸気冷却器（インタクーラ）４４が備えられている。

（改質燃料供給系）
改質燃料供給系５は、前記燃料改質気筒２で生成された改質燃料を出力気筒３の燃焼室３３に向けて供給するものである。

この改質燃料供給系５は改質燃料供給通路（本発明でいう燃料改質装置の出口通路）５１を備えている。この改質燃料供給通路５１には改質燃料冷却器５２が備えられている。改質燃料供給通路５１の上流端は燃料改質気筒２の排気ポートに連通している。この排気ポートと燃料改質気筒２の燃料改質室２３との間には排気バルブ２７が開閉可能に配設されている。また、改質燃料供給通路５１の下流端は出力気筒吸気通路４３に連通している。この改質燃料供給通路５１と出力気筒吸気通路４３との連通部分にはミキサ５３が設けられている。このため、燃料改質気筒２で生成された改質燃料は、このミキサ５３において、出力気筒吸気通路４３を流れる空気と混合されて出力気筒３の燃焼室３３に供給されることになる。

（排気系）
排気系６は、前記出力気筒３で発生した排気ガスを排出するものである。この排気系６は排気通路（本発明でいう出力気筒の排気通路）６１を備えている。この排気通路６１には、ターボチャージャ１２のタービンホイール１２ｂが備えられている。排気通路６１は出力気筒３の排気ポートに連通している。この排気ポートと出力気筒３の燃焼室３３との間には排気バルブ３７が開閉可能に配設されている。

（ＥＧＲ系）
ＥＧＲ系７は、燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａと出力気筒ＥＧＲ系７Ｂとを備えている。

燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａは、前記排気通路６１を流れる排気ガスの一部を燃料改質気筒２の燃料改質室２３に向けて供給するものである。この燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａは燃料改質気筒ＥＧＲ通路（本発明でいうＥＧＲ通路）７１を備えている。この燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１は、上流端が排気通路６１に、下流端が燃料改質気筒吸気通路４２における吸気量調整弁４５の下流側にそれぞれ連通されている。燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１にはＥＧＲガス冷却器７２が備えられている。また、燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１におけるＥＧＲガス冷却器７２よりも下流側（燃料改質気筒吸気通路４２側）にはＥＧＲガス量調整弁７３が備えられている。また、この燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａには、ＥＧＲガス冷却器７２をバイパスしてＥＧＲガスを流すためのクーラバイパス通路（本発明でいう冷却器バイパス通路）７４が設けられている。このクーラバイパス通路７４にはバイパス量調整弁７５が備えられている。

一方、出力気筒ＥＧＲ系７Ｂは、前記排気通路６１を流れる排気ガスの一部を出力気筒３の燃焼室３３に戻すものである。この出力気筒ＥＧＲ系７Ｂは出力気筒ＥＧＲ通路７６を備えている。この出力気筒ＥＧＲ通路７６は、上流端が排気通路６１に、下流端が出力気筒吸気通路４３におけるミキサ５３の下流側にそれぞれ連通されている。出力気筒ＥＧＲ通路７６にはＥＧＲガス冷却器７７が備えられている。また、出力気筒ＥＧＲ通路７６におけるＥＧＲガス冷却器７７よりも下流側（出力気筒吸気通路４３側）にはＥＧＲガス量調整弁７８が備えられている。

（出力気筒バイパス系）
出力気筒バイパス系８は、前記燃料改質気筒２から排出されたガスを出力気筒３に供給することなく（出力気筒３をバイパスさせて）、前記排気通路６１に導入するためのものである。この出力気筒バイパス系８は出力気筒バイパス通路８１を備えている。この出力気筒バイパス通路８１は、上流端が改質燃料供給通路５１における改質燃料冷却器５２の上流側に、下流端が出力気筒ＥＧＲ通路７６におけるＥＧＲガス冷却器７７の上流側（排気通路６１側）にそれぞれ連通されている。また、この出力気筒バイパス通路８１にはバイパス量調整弁８２が備えられている。

なお、前述した各系に備えられている冷却器４４，５２，７２，７７は、ガスを冷却するための冷熱源として、エンジン冷却水または海水等が使用される。また、これら冷却器４４，５２，７２，７７は空冷式のものであってもよい。

−内燃機関の制御系−
図２は、内燃機関１の制御系の概略構成を示す図である。内燃機関１には、この内燃機関１に備えられた各種アクチュエータを制御するための制御装置に相当するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００が備えられている。このＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭ等を備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。また、バックアップＲＡＭはシステム停止時等において保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

図２に示すように、内燃機関１には、吸気流量センサ１０１、吸入ガス圧力センサ１０２、吸入ガス温度センサ１０３、吸入ガスＯ_２センサ１０４、排気圧力センサ１０５、水温センサ１０６等が備えられている。

吸気流量センサ１０１は、前記メイン吸気通路４１を流れる吸気（空気）の流量に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。

吸入ガス圧力センサ１０２は、燃料改質気筒吸気通路４２を流れる吸入ガスの圧力に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。具体的には、燃料改質気筒吸気通路４２に対する燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１の連通部分よりも下流側の吸入ガス圧力に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。

吸入ガス温度センサ１０３は、燃料改質気筒吸気通路４２を流れる吸入ガスの温度に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。具体的には、燃料改質気筒吸気通路４２に対する燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１の連通部分よりも下流側の吸入ガス温度に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。

吸入ガスＯ_２センサ１０４は、燃料改質気筒吸気通路４２を流れる吸入ガス中の酸素濃度に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。具体的には、燃料改質気筒吸気通路４２に対する燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１の連通部分よりも下流側の吸入ガス中酸素濃度に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。

排気圧力センサ１０５は、前記排気通路６１を流れる排気の圧力に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。具体的には、排気通路６１に対する燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１の連通部分よりも上流側の排気圧力に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。

水温センサ１０６は、シリンダブロックに形成された冷却水通路１３内を流れる冷却水の温度に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。具体的には、燃料改質気筒２の周囲に形成されている冷却水通路１３内を流れる冷却水の温度に応じた出力信号をＥＣＵ１００に送信する。

また、ＥＣＵ１００には、前記各インジェクタ２５，３５、各調整弁４５，７３，７５，７８，８２等が電気的に接続されている。また、燃料改質気筒２の吸気バルブ２６および排気バルブ２７それぞれには可変動弁装置２８，２９が備えられており、各バルブ２６，２７の開閉タイミングを調整することが可能となっている。ＥＣＵ１００は、この可変動弁装置２８，２９にも電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、前記した各種センサ１０１〜１０６の出力信号等に基づいて、前記各インジェクタ２５，３５の燃料噴射制御（インジェクタ２５，３５の開閉制御）、各調整弁４５，７３，７５，７８，８２の開閉制御（ガス流量制御）、および、可変動弁装置２８，２９による各バルブ２６，２７の開閉タイミング制御を行う。

−内燃機関の基本動作−
次に、前述の如く構成された内燃機関１の基本動作について説明する。

内燃機関１の暖機が完了している状態（燃料改質室２３での燃料の改質反応が可能となっている状態）での基本動作として、メイン吸気通路４１に導入される空気は、ターボチャージャ１２のコンプレッサホイール１２ａによって加圧される。そして、この空気は、燃料改質気筒吸気通路４２および出力気筒吸気通路４３に分流される。この際、燃料改質気筒吸気通路４２を流れる吸気の流量は吸気量調整弁４５によって調整される。また、燃料改質気筒吸気通路４２には、燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａを流れたＥＧＲガスが導入される。この際、燃料改質気筒吸気通路４２に導入されるＥＧＲガス量はＥＧＲガス量調整弁７３によって調整される。また、燃料改質気筒吸気通路４２に導入されるＥＧＲガスの温度はバイパス量調整弁７５の開度に応じてＥＧＲガス冷却器７２をバイパスするＥＧＲガス量によって調整される。これにより、燃料改質気筒２の燃料改質室２３には、空気およびＥＧＲガスが導入されることになる。この際、吸気量調整弁４５の開度によって調整される吸気の流量、ＥＧＲガス量調整弁７３の開度によって調整されるＥＧＲガスの流量、および、バイパス量調整弁７５の開度によって調整されるＥＧＲガスの温度は、燃料改質室２３での当量比を高く設定し、また、燃料の改質を良好に行うことができる燃料改質室２３のガス温度が確保できるように調整される。具体的には、吸気量調整弁４５、ＥＧＲガス量調整弁７３およびバイパス量調整弁７５の開度は、後述するようにインジェクタ２５から燃料改質室２３に燃料が供給された際における燃料改質室２３での当量比を例えば２．５以上（好ましくは４．０以上）に設定し、且つ燃料改質室２３のガス温度が後述する改質反応可能温度の下限値以上の値となるように、予め実験やシミュレーションに基づいて作成された開度設定マップに従って設定される。

このようにして燃料改質気筒２の燃料改質室２３に、空気およびＥＧＲガスが導入された状態で、インジェクタ２５から燃料改質室２３に燃料が供給される。このインジェクタ２５からの燃料供給量は、基本的には機関要求出力に応じて設定される。具体的には、インジェクタ２５に供給されている燃料圧力に応じ、目標とする燃料供給量が得られるように、インジェクタ２５の開弁期間が設定される。また、この際のインジェクタ２５の開弁タイミングは、燃料改質気筒２の吸気行程が終了するまでの間に前記目標とする燃料供給量の噴射が完了するように設定されることが望ましいが、ピストン２２が圧縮上死点付近に到達する前に混合気が均一に混合可能である場合には、圧縮行程途中まで燃料噴射期間が継続されてもよい。これにより、ピストン２２が圧縮上死点に達するまでに、燃料改質室２３において均質な混合気（当量比の高い混合気）が生成されることになる。

ピストン２２が圧縮上死点に向かって移動する間に、燃料改質室２３の圧力および温度が上昇し、この燃料改質室２３では、当量比の高い混合気（例えば４．０以上の当量比の混合気）が断熱圧縮される。これにより、高温高圧の環境下で、燃料の脱水素反応、部分酸化反応、水蒸気改質反応、熱解離反応が行われて、燃料が改質され、水素、一酸化炭素、メタン等のアンチノック性の高い改質燃料が生成される。

燃料改質室２３から排出された改質燃料は、改質燃料供給通路５１を流れる際に改質燃料冷却器５２において冷却される。この冷却により、出力気筒吸気通路４３や燃焼室３３での改質燃料の過早着火が抑制される。そして、この冷却された改質燃料は、ミキサ５３において、出力気筒吸気通路４３を流れる空気と混合され、出力気筒３の燃焼室３３に供給される。また、必要に応じて、ＥＧＲガス量調整弁７８が開放され、出力気筒ＥＧＲ通路７６を経てＥＧＲガスが出力気筒３の燃焼室３３に導入される。

このようにして、出力気筒３の燃焼室３３には、空気、改質燃料、ＥＧＲガスがそれぞれ導入され、この燃焼室３３内の当量比が０．１〜０．８程度に調整される。

出力気筒３では、圧縮行程において、希薄混合ガスの断熱圧縮が行われ、ピストン３２が圧縮上死点に達した時点で、インジェクタ３５から微量の燃料噴射が行われる。これにより、燃焼室３３内の混合気が着火し、希薄予混合燃焼が行われる。なお、インジェクタ３５からの燃料噴射を行わなくても燃焼室３３の混合気が自着火（予混合圧縮自着火）する場合には、このインジェクタ３５からの燃料噴射は必ずしも必要ない。

前記燃焼によって、ピストン３２が往復動し、クランクシャフト１１が回転することで機関出力が得られる。この機関出力は前記スクリュー軸に伝達される。また、この機関出力の一部は、燃料改質気筒２におけるピストン２２の往復動の駆動源として使用される。

なお、内燃機関１の緊急停止時等であって、出力気筒３への改質燃料の供給を停止させる際には、バイパス量調整弁８２が開放される。これにより、改質燃料は、出力気筒バイパス通路８１を経て排気通路６１に導入されることになり、出力気筒３への改質燃料の供給は停止される。

この内燃機関１によれば、出力気筒３内において希薄混合気の燃焼（均一希薄燃焼）が行われるため、ＮＯｘ排出量の低減およびスート排出量の低減を図ることができる。これにより、排気ガスを浄化するための後処理装置を不要またはその容量を大幅に小型化することが可能である。また、アンチノック性の高い燃料の燃焼が行われるため、ノッキングが抑制されると共にディーゼルマイクロパイロット着火により最適な時期での燃焼が実現できることから、燃焼効率の向上を図ることもできる。

−改質反応可能域−
次に、燃料改質気筒２の燃料改質室２３において改質反応を可能にするための条件について説明する。この改質反応を可能にするためには、燃料改質室２３における混合気の当量比および燃料改質室２３の温度（ガス温度）が共に、改質反応を可能にする範囲内にあることが必要である。また、燃料改質室２３における混合気の当量比に応じて、燃料が改質反応を行うのに必要なガス温度は異なっており、改質反応を可能にするためには、混合気の当量比に応じた燃料改質室２３の温度（改質反応を可能にする最低温度以上の温度）が必要となる。

図３は、燃料改質室２３における混合気の当量比（横軸）、および、燃料改質気筒２においてピストン２２が圧縮上死点に達した時点での燃料改質室２３内のガス温度（以下、圧縮端ガス温度という；縦軸）と、改質反応可能域との関係を示す図である。この図３に示すように、燃料改質室２３において改質反応を可能にするためには、燃料改質室２３における混合気の当量比として所定値以上（例えば２以上）の当量比が必要であり、且つその当量比が高いほど、改質反応を行うために必要な圧縮端ガス温度は高くなっている。つまり、燃料改質室２３において改質反応を行うためには、燃料改質室２３における混合気の当量比が高いほど、圧縮端ガス温度を高くする必要がある。

−燃料改質運転の制御−
次に、本実施形態の特徴である燃料改質運転の制御について説明する。前述したように、燃料改質室２３において改質反応を行うためには、燃料改質室２３における混合気の当量比が高いほど、圧縮端ガス温度を高くする必要がある。つまり、混合気の当量比に応じて、改質反応を可能にするための圧縮端ガス温度（以下、改質反応可能温度という場合もある）には下限値が存在している。このため、混合気の当量比に応じた改質反応可能温度の下限値よりも圧縮端ガス温度が低い場合には、インジェクタ２５から燃料改質室２３に燃料を供給したとしても、燃料改質室２３での燃料の改質反応が不能になったり、改質反応が十分に行われなくなったりする。例えば、内燃機関１の冷間始動直後や、外気温度が低い環境下や、高地等である場合には、このような状況を招きやすくなる。

そして、改質反応が不能になると、アンチノック性の低い燃料（前記軽油等）が出力気筒３に供給されることになり、この出力気筒３でのノッキングの発生が懸念される状況になってしまう。

本実施形態は、この点に鑑み、混合気の当量比に応じた前記改質反応可能温度の下限値に基づいて改質運転許可下限ガス温度を設定しておく。そして、燃料改質気筒２においてピストン２２が圧縮上死点に達する時点における燃料改質室２３のガス温度（圧縮端ガス温度）が、この改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合には、燃料改質気筒２での燃料改質運転を非実行とするようにしている。また、この際、燃料改質室２３の温度（例えば燃料改質室２３のボア壁面温度）を上昇させる昇温運転（燃料改質気筒２の予熱運転）を実行するようにしている。以下、具体的に説明する。

本実施形態における燃料改質運転の制御では、推定される実際の圧縮端ガス温度と、前記改質運転許可下限ガス温度とを比較する。

そして、実際の圧縮端ガス温度が改質運転許可下限ガス温度以上であると推定された場合には、そのサイクルにおいて、燃料改質気筒２での燃料改質運転を許可（実行）する。つまり、インジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料の供給（前記改質反応を行うべく燃料改質室２３内の当量比を高く設定する燃料の供給）を実行する。

一方、実際の圧縮端ガス温度が改質運転許可下限ガス温度未満であると推定された場合には、そのサイクルにおいて、燃料改質気筒２での燃料改質運転を禁止（非実行）する。このように燃料改質気筒２での燃料改質運転を禁止する場合、燃料改質気筒２の温度を上昇させる昇温運転を実行させる。この昇温運転については後述する。

以下、実際の圧縮端ガス温度の算出動作（推定動作）、改質運転許可下限ガス温度（改質反応可能温度の下限値に基づいて設定される改質運転許可下限ガス温度）の設定動作、および、これら実際の圧縮端ガス温度および改質運転許可下限ガス温度を利用した燃料改質運転の制御について順に説明する。

（圧縮端ガス温度の算出動作）
先ず、実際の圧縮端ガス温度の算出動作（推定動作）について説明する。

燃料改質室２３での実際の圧縮端ガス温度は以下の式（１）によって算出（推定）することが可能である。

この式（１）において、Ｔ_ＴＤＣは圧縮端ガス温度であり、Ｔ_ｉｎｉは圧縮前のガス温度すなわち吸入ガス温度であり、εは燃料改質気筒２の有効圧縮比であり、κは燃料改質室２３内の吸入ガスのポリトロープ数である。

以下、式（１）における各パラメータの算出について説明する。

（吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉ）
吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉは前記吸入ガス温度センサ１０３からの出力信号に基づいて算出される。ここで算出される吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉは、燃料改質気筒吸気通路４２に対する燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１の連通部分よりも下流側の吸入ガス温度である。

また、吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉとしては、燃料改質気筒吸気通路４２を流れる吸入ガスの温度に代えて、燃料改質気筒２の吸気ポートを流れる吸入ガスの温度を採用するようにしてもよい。または、ピストン２２が吸入下死点に達した時点での燃料改質室２３のガス温度や、吸気バルブ２６が閉弁した時点での燃料改質室２３のガス温度を検出または推定し、これを吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉとして採用するようにしてもよい。

（燃料改質気筒の有効圧縮比ε）
燃料改質気筒２の有効圧縮比εは、燃料改質気筒２における吸気バルブ２６が閉弁した時点での燃料改質室２３の容積と、ピストン２２が圧縮上死点に達した時点での燃料改質室２３の容積との比として算出される。なお、この燃料改質気筒２の有効圧縮比εは、ピストン２２が下死点にある時点での燃料改質室２３の容積とピストン２２が上死点にある時点での燃料改質室２３の容積との比（見かけの圧縮比）によって簡易的に求めるようにしてもよい。

（ポリトロープ数κ）
ポリトロープ数κは、燃料改質室２３内でのガスの圧縮行程における定圧比熱と定積比熱との比で定義される。吸入ガスの全量が空気であり、シリンダ壁面への熱流出が無い場合にはκ＝１．４程度となる。しかしながら、燃料改質室２３における吸入ガスの実際のポリトロープ数は、全量が空気である場合や熱流出が無い場合とは異なっているので、以下のような修正が行われる。

以下に述べる冷却水温度に応じたポリトロープ数の修正、ガス組成に応じたポリトロープ数の修正および当量比に応じたポリトロープ数の修正は、何れか一つを行って前記式（１）のポリトロープ数κに適用するようにしてもよいし、２つ以上を組み合わせて修正を行って前記式（１）のポリトロープ数κに適用するようにしてもよい。

・冷却水温度に応じたポリトロープ数の修正
前記ポリトロープ数κは熱損失量に応じて変化する。前述したようにシリンダブロックには冷却水通路１３が形成されており、この冷却水通路１３を流れる冷却水に向けての熱流出が存在している。このため、前記水温センサ１０６からの出力に基づいて冷却水の温度を算出することで、熱損失量を予測することが可能である。または、冷却水温度と熱損失量との関係を予め把握しておくことで、この冷却水温度から熱損失量を推定することが可能である。

図４は、この冷却水温度に応じた修正ポリトロープ数の演算ロジックを示すブロック図である。この図４に示すように、水温センサ１０６からの出力に基づいて算出された冷却水の温度から、ポリトロープ数の低下量Δκを求め、これを空気のポリトロープ数から減算することによって、冷却水温度に応じた（熱損失量に応じた）修正ポリトロープ数を求めることができる。冷却水温度とポリトロープ数の低下量Δκとの関係は予め実験やシミュレーションによって求められている。

・ガス組成に応じたポリトロープ数の修正
燃料改質室２３内のガス組成によってもポリトロープ数κは変化する。つまり、吸入ガスの全量が空気である場合、吸入ガスの大部分は２原子分子であるため、ポリトロープ数κは「１．４」程度となる。これに対し、吸入ガス中に既燃ガス（ＣＯ_２やＨ_２Ｏ）や燃料が含まれていると、前記２原子分子の割合が低下することで、ポリトロープ数κも低下することになる。

このため、前記吸入ガスＯ_２センサ１０４からの出力信号に基づき、吸入ガス中の酸素のモル分率を基に、吸入ガス中の二酸化炭素のモル分率を計算し、各ガス成分のモル分率に基づいてポリトロープ数を推定する。

例えば、先ず、以下の式（２）によって吸入ガスの定圧モル比熱を求める。

この式（２）において、Ｃ_{ｐ＿ｉｎｔａｋｅ}は吸入ガスの定圧モル比熱であり、Ψ_ｉは各ガス成分それぞれのモル分率であり、Ｃ_ｐ＿ｉは各ガス成分それぞれの定圧モル比熱である。

これにより、以下の式（３）によって、吸入ガスのポリトロープ数κを算出することができる。

このようにしてガス組成に応じた修正ポリトロープ数を求めることができる。

・当量比に応じたポリトロープ数の修正
また、燃料改質室２３内の当量比を推定し、この当量比からポリトロープ数κを補正演算することも可能である。

図５は、この当量比に応じた修正ポリトロープ数の演算ロジックを示すブロック図である。この図５に示すように、当量比から、ポリトロープ数の低下量Δκを求め、これを空気のポリトロープ数から減算することによって、当量比に応じた修正ポリトロープ数を求めることができる。当量比とポリトロープ数の低下量Δκとの関係は予め実験やシミュレーションによって求められている。

この場合における当量比の算出手法としては、前記吸気流量センサ１０１からの出力信号に基づいて吸気の流量を算出する。また、吸入ガス圧力センサ１０２からの出力信号に基づいて算出された吸入ガスの圧力と、排気圧力センサ１０５からの出力信号に基づいて算出された排気の圧力との差からＥＧＲガス量（燃料改質気筒２に導入されるＥＧＲガス量）を算出する。そして、前記吸気の流量、前記ＥＧＲガス量、燃料改質室２３への燃料供給量（インジェクタ２５に対する噴射指令値から求められる燃料供給量）から当量比を算出する。また、ＥＧＲガス量を考慮しない場合には、吸気流量センサ１０１からの出力信号に基づいて算出された吸気の流量と、燃料改質室２３への燃料供給量との比から当量比を算出するようにしてもよい。

（改質運転許可下限ガス温度の設定動作）
次に、前記改質運転許可下限ガス温度（本実施形態では改質反応可能温度の下限値に略一致）の設定動作について説明する。前述したように、改質運転許可下限ガス温度は、混合気の当量比等に応じて設定される。つまり、図３からも明らかなように混合気の当量比が高いほど改質反応可能温度の下限値は高くなるので、改質運転許可下限ガス温度としても、燃料改質室２３内の混合気の当量比が高いほど高い値として設定される。また、改質反応可能温度の下限値は、混合気の当量比だけでなく、燃料の種類によっても変動する。例えば、燃料中の炭素と水素との比が異なれば燃料の反応性は大きく変化する。また、燃料分子中に酸素原子を含有する含酸素燃料等の場合も、その量に応じて燃料の反応性は大きく変化する。このため、改質運転許可下限ガス温度も、燃料の種類に応じて設定される。

図６は、改質運転許可下限ガス温度の演算ロジックを示すブロック図である。この図６に示すように、混合気の当量比から、改質運転許可下限ガス温度のベース値Ｔ_ｍｉｎを求め、これに燃料の種類に基づく補正ファクタを乗算することで、前記改質運転許可下限ガス温度のベース値Ｔ_ｍｉｎを補正し、これによって、混合気の当量比および燃料の種類に応じた改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}を求める。

混合気の当量比と改質運転許可下限ガス温度のベース値Ｔ_ｍｉｎとの関係は予め実験やシミュレーションによって求められている。具体的に、この混合気の当量比と改質運転許可下限ガス温度のベース値Ｔ_ｍｉｎとの関係としては、図３からも解るように混合気の当量比が高いほど前記ベース値Ｔ_ｍｉｎは高い値として求められる。その結果、前記改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}は、燃料改質室２３の当量比が高いほど高い値として求められることになる。

また、前述したように、改質反応可能温度の下限値は燃料の種類によっても変動するので、この燃料の種類に応じた改質運転許可下限ガス温度のベース値Ｔ_ｍｉｎの補正を行うために、この改質運転許可下限ガス温度のベース値Ｔ_ｍｉｎに、燃料の種類に基づく補正ファクタを乗算し、使用する燃料の種類に応じた改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}を求めるようにしている。この燃料の種類に基づく補正ファクタの値としては、予め実験やシミュレーションによって、燃料の種類と補正ファクタの値との関係を把握しておく。そして、使用する燃料の種類に応じた補正ファクタの値を、図６の演算ロジックに適用する。なお、前記燃料の種類に基づく補正ファクタの値としては、図示しない燃料タンクに給油される燃料の種類に応じて予めＥＣＵ１００に入力されている。

（昇温運転）
前述した燃料改質気筒２の温度を上昇させる昇温運転としては、以下に述べる４種類の昇温運転が挙げられる。圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達しないと推定された場合には、これら昇温運転のうちの一つが選択されて実行されることになる。以下、各昇温運転について説明する。

・第１昇温運転
先ず、第１昇温運転について説明する。この第１昇温運転は、出力気筒３から排出された高温の排気ガスを利用して燃料改質気筒２を昇温させるものである。

この第１昇温運転では、バイパス量調整弁８２、ＥＧＲガス量調整弁７３およびバイパス量調整弁７５を共に開放する。例えば、これら調整弁８２，７３，７５を共に全開とする。

これにより、燃料改質室２３から排出されたガスは、出力気筒バイパス通路８１を経て排気通路６１に導入されることになり、燃料改質室２３から排出されたガスが燃焼室３３に導入されることはない。または、燃料改質室２３から排出されたガスが燃焼室３３に導入される量は僅かである。

前述したように、昇温運転時には燃料改質気筒２での燃料改質運転は非実行とされる。例えば、インジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料供給が停止される。一方、出力気筒３では、機関要求出力が得られるように、インジェクタ３５から燃焼室３３への燃料供給が行われる。この場合の燃焼室３３への燃料供給量としては、燃焼室３３における当量比が１未満の値となるように設定される。これにより、燃焼室３３では、通常ディーゼル燃焼相当の燃焼が行われて内燃機関１の機関出力が得られることになる。そして、この燃焼室３３で発生した排気ガスが排気通路６１に排出される。

そして、排気通路６１を流れている排気ガスの一部は、排気通路６１から燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１へ流れ込む。この排気ガスは、その大部分がＥＧＲガス冷却器７２をバイパスして（クーラバイパス通路７４を流れて）、つまり、ＥＧＲガス冷却器７２によって冷却されることなしに、燃料改質気筒吸気通路４２を経て燃料改質気筒２の燃料改質室２３に導入されることになる。このようにして、比較的高温度のＥＧＲガスが燃料改質室２３に導入されることで、この燃料改質室２３のボア壁面が昇温されることになる。

また、この第１昇温運転では、燃料改質室２３から排出されたガス（出力気筒３から排出されて燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａを経た排気ガス（ＥＧＲガス）を含むガス）が燃焼室３３に導入されることがない。または、燃料改質室２３から排出されたガスが燃焼室３３に導入される量は僅かである。このため、この第１昇温運転中に、燃料改質気筒２の排気が燃料改質室２３から燃焼室３３に供給されて出力気筒３での燃焼が悪化してしまうといったことを抑制できる。

なお、この第１昇温運転が終了すると（例えば、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達するなどして第１昇温運転が終了すると）バイパス量調整弁８２は閉鎖される。これは、第１昇温運転の終了に伴って燃料改質室２３での改質燃料の生成が開始されるので、この改質燃料を燃焼室３３に供給するためである。

・第２昇温運転
次に、第２昇温運転について説明する。この第２昇温運転は、前記第１昇温運転での動作に加えて、出力気筒３から排出される排気ガスの温度上昇を図るものである。

この第２昇温運転では、出力気筒３の膨張行程から排気行程に亘る所定期間（例えば、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）１５０°〜２００°の期間）において、この出力気筒３の燃焼室３３内に排気昇温用の燃料供給が行われる。これにより、この排気昇温用の燃料が排気通路６１内で燃焼するなどして、排気通路６１を流れる排気ガスの温度が上昇する。この際における排気昇温用の燃料の噴射量（噴射期間によって決定される噴射量）は、実験的に求められた排気ガスの昇温必要量に応じて実験またはシミュレーションによって設定されている。

その結果、燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１、クーラバイパス通路７４および燃料改質気筒吸気通路４２を経て燃料改質気筒２の燃料改質室２３に導入されるＥＧＲガスの温度を高めることができ、燃料改質室２３のボア壁面が効果的に昇温されることになる。

また、この第２昇温運転では、出力気筒３の膨張行程から排気行程に亘る所定期間において排気昇温用の燃料供給が行われるため、出力気筒３の出力を大きく変動させてしまうことがない。

なお、この第２昇温運転においては、排気通路６１に図示しないインジェクタを備えさせ、このインジェクタから供給された燃料を排気通路６１内で燃焼させることによって排気ガスの温度上昇を図るようにしてもよい。

・第３昇温運転
次に、第３昇温運転について説明する。この第３昇温運転は、前記第２昇温運転での動作に加えて、燃料改質室２３での混合気の燃焼によって、この燃料改質室２３の昇温を図るものである。

この第３昇温運転では、インジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料供給が行われる。この燃料供給は、燃料改質室２３における当量比が１未満の値となるように行われる。これにより、燃料改質室２３では、希薄混合気の燃焼が行われる。そして、この燃料改質室２３で発生した排気ガスが、出力気筒バイパス通路８１を経て排気通路６１に排出されることになる。このように燃料改質室２３での混合気の燃焼が行われることで、燃料改質室２３のボア壁面が効果的に昇温されることになる。

この第３昇温運転の場合、燃料改質室２３での混合気の燃焼に起因して機関出力が発生することになる。このため、出力気筒３において、インジェクタ３５から燃焼室３３に供給する燃料量や燃料供給タイミングを調整し、この出力気筒３で得られる機関出力と燃料改質気筒２で得られる機関出力とを合算した総機関出力が機関要求出力に一致するようにしておく必要がある。

なお、出力気筒３は機関出力を得るためのものであり、燃料改質気筒２は主に改質燃料を生成するためのものである。このため、これらの構成は互いに異なっており、一般的には、燃料改質気筒２の燃焼性能は出力気筒３の燃焼性能に比べて低くなっている。例えば、燃料改質気筒２への燃料供給量を出力気筒３への燃料供給量と同等とした場合、燃料消費率が悪化したり、燃料改質気筒２からの排気中におけるＮＯｘ量やスモーク量が多くなったりする可能性がある。このため、燃料改質気筒２の昇温を図りながらも、内燃機関１全体としての性能が大きく損なわれないように各気筒２，３での燃料噴射量は決定される。例えば、燃料改質気筒２への燃料供給量は、出力気筒３への燃料供給量よりも少なく設定される。

・第４昇温運転
次に、第４昇温運転について説明する。この第４昇温運転では、バイパス量調整弁８２が開放される。また、ＥＧＲガス量調整弁７３およびバイパス量調整弁７５は共に閉鎖状態とされる。また、前記第３昇温運転の場合と同様にインジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料供給が行われる。この燃料供給は、前記第３昇温運転の場合と同様に、燃料改質室２３における当量比が１未満の値となるように行われる。これにより、燃料改質室２３では、希薄混合気の燃焼が行われる。そして、この燃料改質室２３で発生した排気ガスが、出力気筒バイパス通路８１を経て排気通路６１に排出されることになる。この第４昇温運転においても、燃料改質室２３での混合気の燃焼が行われることで、燃料改質室２３のボア壁面が効果的に昇温されることになる。

（燃料改質運転の制御）
次に、前記圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣおよび改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}を利用した燃料改質運転の制御について説明する。

図７は、内燃機関１の運転モードを切り替えるための制御手順を示すフローチャート図である。

先ず、ステップＳＴ１において、内燃機関１の運転モードが始動モード中であるか否かを判定する。この始動モードは、内燃機関１の始動直後に実施されるモードである。つまり、起動スイッチがＯＮ操作される等して内燃機関１が起動された場合には始動モードとなり、所定時間だけ、この始動モードが継続される。

内燃機関１の運転モードが始動モード中である場合にはステップＳＴ１でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ２に移って始動モードでの運転が継続される。

具体的に、この始動モードでは、図示しないスタータによってクランクシャフト１１が回転（クランキング）され、燃料改質気筒２および出力気筒３それぞれのインジェクタ２５，３５から所定量の燃料噴射が行われる。この際の燃料噴射は、燃料改質室２３および燃焼室３３それぞれにおける当量比が１未満の値となるように設定される。これにより、燃料改質室２３および燃焼室３３では、それぞれ燃焼が行われる。前記スタータによるクランキングは、各気筒２，３それぞれが自立運転可能となるまで継続される。各気筒２，３それぞれで自立運転が行われる状況になると始動モードは終了する。

なお、この始動モードとしては、燃料改質気筒２のインジェクタ２５からは燃料噴射が行われず、出力気筒３のインジェクタ３５のみから燃焼室３３に燃料噴射が行われるものであってもよい。この場合、出力気筒３の自立運転が可能になった時点で始動モードは終了する。

内燃機関１の運転モードが始動モードではなく、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、内燃機関１の運転モードが停止モード中であるか否かを判定する。この停止モードは、内燃機関１が停止される際に実施されるモードである。つまり、停止スイッチがＯＮ操作される等して内燃機関１に停止指示がなされた場合には停止モードとなり、ステップＳＴ３でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ４に移って停止モードでの運転が行われる。

具体的に、この停止モードでは、燃料改質気筒２のインジェクタ２５からの燃料噴射が停止される。これにより、燃料改質室２３での燃料の改質反応も停止し、燃焼室３３への改質燃料の供給が停止されることで内燃機関１が停止されることになる。

このように、運転モードが始動モードである場合や停止モードである場合には、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣに関わらず、燃料改質気筒２での燃料改質運転を非実行とするようにしている。

内燃機関１が停止モードではなく、ステップＳＴ３でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ５に移り、前記式（１）によって圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣの算出（推定）を行う。つまり、前述した吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉの算出、燃料改質気筒２の有効圧縮比εの算出、ポリトロープ数κの算出が行われ、これらを前記式（１）に当て嵌めることによって圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣの算出を行う。なお、吸気バルブ２６の閉弁タイミングが固定されている場合には、有効圧縮比εの算出を行う必要はなく、この有効圧縮比εは固定値となる。

このようにして圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣの算出を行った後、ステップＳＴ６に移り、この圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣと前記改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}との比較によって、改質反応が可能であるか否かの判定を行う。具体的には、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}以上の値となっているか否かの判定を行う。

ここでは、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}以上の値となっている場合には改質反応が可能であると判定し、ステップＳＴ６でＹＥＳ判定される。一方、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}未満の値である場合には改質反応が不能であると判定し、ステップＳＴ６でＮＯ判定される。

改質反応が可能であり、ステップＳＴ６でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ７において燃料改質運転を実行する。つまり、内燃機関１の運転モードとしては燃料改質運転モードとなる。この燃料改質運転モードでは、前記内燃機関１の基本動作で説明したように、インジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料の供給（前記改質反応を行うべく燃料改質室２３内の当量比を高く設定する燃料の供給）が実行される。

一方、改質反応が不能であり、ステップＳＴ６でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ８において燃料改質気筒昇温モードの運転を実行する。このステップＳＴ８では、前述した第１〜第４の昇温運転のうちの一つの昇温運転が選択される。ここで選択される昇温運転は、内燃機関１の運転状態や各種温度等をパラメータとして実験やシミュレーションによって予め決められたものとなっている。

第１昇温運転が選択された場合には、図中に（１）で示すように、バイパス量調整弁８２の開放（ステップＳＴ９）、ＥＧＲガス量調整弁７３およびバイパス量調整弁７５の開放（ステップＳＴ１０）が行われることになる。これにより、前述したように、燃料改質室２３から排出されたガス（出力気筒３から排出されて燃料改質気筒ＥＧＲ系７Ａを経た排気ガス（ＥＧＲガス）を含むガス）は、出力気筒バイパス通路８１を経て排気通路６１に導入されることになり、この燃料改質室２３から排出されたガスが燃焼室３３に導入されることはない。または、燃料改質室２３から排出されたガスが燃焼室３３に導入される量は僅かである。また、前述したように、排気通路６１を流れている排気ガスの一部が、排気通路６１から燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１へ流れ込み、ＥＧＲガス冷却器７２によって冷却されることなしに、燃料改質気筒吸気通路４２を経て燃料改質気筒２の燃料改質室２３に導入される。つまり、比較的高温度のＥＧＲガスが燃料改質室２３に導入されることで、この燃料改質室２３のボア壁面が昇温されることになる。

また、第２昇温運転が選択された場合には、図中に（２）で示すように、バイパス量調整弁８２の開放（ステップＳＴ９）、ＥＧＲガス量調整弁７３およびバイパス量調整弁７５の開放（ステップＳＴ１０）、排気昇温用燃料供給動作として、出力気筒３の膨張行程から排気行程に亘る所定期間において、この出力気筒３の燃焼室３３内に排気昇温用の燃料供給（ステップＳＴ１１）が行われる。これにより、前述したように、排気昇温用の燃料が排気通路６１内で燃焼するなどして、排気通路６１を流れる排気ガスの温度が上昇する。その結果、燃料改質気筒ＥＧＲ通路７１、クーラバイパス通路７４および燃料改質気筒吸気通路４２を経て燃料改質気筒２の燃料改質室２３に導入されるＥＧＲガスの温度を高めることができ、燃料改質室２３のボア壁面が効果的に昇温されることになる。

また、第３昇温運転が選択された場合、図中に（３）で示すように、バイパス量調整弁８２の開放（ステップＳＴ９）、ＥＧＲガス量調整弁７３およびバイパス量調整弁７５の開放（ステップＳＴ１０）、前記排気昇温用燃料の供給（ステップＳＴ１１）、燃料改質気筒昇温用燃料供給動作として、インジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料供給（ステップＳＴ１２）が行われる。これにより、前述したように、燃料改質室２３では、希薄混合気の燃焼が行われる。このように燃料改質室２３での混合気の燃焼が行われることで、燃料改質室２３のボア壁面が効果的に昇温されることになる。

また、第４昇温運転が選択された場合、図中に（４）で示すように、バイパス量調整弁８２の開放（ステップＳＴ９）、前記燃料改質気筒昇温用燃料供給動作として、インジェクタ２５から燃料改質室２３への燃料供給（ステップＳＴ１２）が行われる。これにより、前述したように、燃料改質室２３では、希薄混合気の燃焼が行われる。このように燃料改質室２３での混合気の燃焼が行われることで、燃料改質室２３のボア壁面が効果的に昇温されることになる。

このような動作が繰り返されることにより、例えば始動モードが解除されたとしても、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達していない場合には燃料改質気筒昇温モードとなって、燃料改質運転を非実行とすると共に、何れかの昇温運転が実行される。また、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達したことで燃料改質運転が実行された場合（燃料改質運転モードとなった場合）であっても、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}未満に低下した場合には前記燃料改質気筒昇温モードとなる。

前記ステップＳＴ６〜ステップＳＴ１２の動作が、本発明でいう「改質運転制御部による動作であって、燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行させる動作」に相当する。

このような燃料改質運転の制御は、前記ＥＣＵ１００によって実行される。このため、このＥＣＵ１００における、この制御を実行する機能部分が本発明でいう制御装置に相当する。また、このＥＣＵ１００により実行される制御の方法が本発明でいう制御方法に相当する。

以上説明したように、本実施形態では、燃料改質気筒２においてピストン２２が圧縮上死点に達する時点における燃料改質室２３のガス温度（圧縮端ガス温度）が、混合気の当量比等に応じて設定される改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合には、燃料改質気筒２での燃料改質運転を非実行とすると共に、燃料改質気筒２の温度を上昇させる昇温運転を実行させるようにしている。これにより、前記ガス温度（圧縮端ガス温度）が低いことに起因して改質されていない燃料が燃料改質気筒２から出力気筒３に供給されてしまうといった状況を回避できる。このため、アンチノック性の低い燃料が出力気筒に供給されることはなくなり、出力気筒３でのノッキングの発生を回避することができる。また、燃料改質気筒２の温度を早期に上昇させることが可能となって、燃料改質運転を早期に開始させることができる。つまり、改質燃料を利用することでＮＯｘ排出量の低減およびスート排出量の低減を図ることが可能な内燃機関１の運転を早期に開始させることができる。

また、本実施形態では、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達しないと推定された場合に、燃料改質気筒２での燃料改質運転を非実行とすると共に、燃料改質室２３の温度を上昇させる昇温運転を実行するようにしている。このため、そのサイクルにおいて燃料の改質反応が可能であるか否かを正確に判断することができる。その結果、燃料改質気筒２での昇温運転を実行すべきか否かを正確に判断することが可能になる。

−変形例−
次に、変形例について説明する。前記実施形態では、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達した時点で昇温運転を終了させるようにしていた。本変形例では、昇温運転中において、燃料改質室２３に供給した総熱量が所定値に達した時点で昇温運転を終了させるようにしたものである。以下、具体的に説明する。

燃料改質室２３に供給した総熱量は以下の式（４）によって算出（推定）することができる。

この式（４）において、Ｑ_ｔｏｔは燃料改質室２３に供給した総熱量、Ｇ_{ｇａｓ＿ｉｎ}は燃料改質室２３に導入されたガスの流量の積算値、Ｃ_νは燃料改質室２３での反応ガスの定積比熱、Ｔ_ｉｎは燃料改質室２３の入口温度、Ｔ_ａｍｂは周囲空気温度または始動時吸気温度、ＬＨＶは燃料の低位発熱量、Ｇ_ｆｕｅｌは燃料改質室２３への積算燃料供給量、Ｃ_ｃｏｒは総熱量の補正値である。

前記ガスの流量の積算値Ｇ_{ｇａｓ＿ｉｎ}は、吸気流量センサ１０１からの出力信号や、吸気量調整弁４５の開度等に基づいて算出することが可能である。前記反応ガスの定積比熱Ｃ_νは、インジェクタ２５から供給される燃料の組成（燃料の種類）、および、燃料改質室２３の当量比等に基づいて算出することが可能である。前記燃料改質室２３の入口温度Ｔ_ｉｎは、吸入ガス温度センサ１０３からの出力信号に基づいて算出することが可能である。周囲空気温度または始動時吸気温度Ｔ_ａｍｂは図示しない外気温度センサからの出力信号に基づいて算出することが可能である。低位発熱量ＬＨＶは燃料の組成（燃料の種類）に基づいて算出することが可能である。燃料改質室２３への積算燃料供給量Ｇ_ｆｕｅｌは、インジェクタ２５に対する噴射指令値から求められる燃料供給量を積算することによって算出することが可能である。総熱量の補正値Ｃ_ｃｏｒは、燃料改質室２３のシリンダ壁面への熱流出等に応じた補正分であって、水温センサ１０６からの出力に基づいて算出される冷却水の温度等に基づいて与えられるものである。

この式（４）の右辺における第１項は燃料改質室２３へのＥＧＲガスの導入による熱エネルギ供給分である。また、第２項はインジェクタ２５から燃料改質室２３へ供給された燃料の燃焼による熱エネルギ供給分である。また、第３項は燃料改質室２３のシリンダ壁面への熱流出等に応じた補正分である。

このようにして算出された総熱量が、予め設定された所定値に達した時点で昇温運転を終了させる（燃料改質気筒昇温モードから燃料改質運転モードに移行させる）ようにしている。前記所定値（総熱量の閾値）は、燃料改質気筒２の圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}に達する総熱量として、実験やシミュレーションによって予め設定されて前記ＲＯＭに記憶されている。

本変形例によっても、前記実施形態の場合と同様に、燃料改質運転を早期に開始させることができ、改質燃料を利用することでＮＯｘ排出量の低減およびスート排出量の低減を図ることが可能な内燃機関１の運転を早期に開始させることができる。

−他の実施形態−
なお、前記実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、前記実施形態では、船舶用の内燃機関１に本発明を適用した場合について説明したが、その他の用途（例えば発電機、車両等）の内燃機関に対しても本発明は適用が可能である。

また、前記実施形態では、各気筒２，３に備えられるインジェクタ２５，３５としては気筒内に直接的に燃料を噴射する直噴式のものであった。本発明はこれに限らず、各インジェクタ２５，３５の両方または一方をポート噴射式のものとしてもよい。

また、前記実施形態では、燃料改質室２３に供給する燃料を軽油としていた。本発明はこれに限らず、重油やガソリン等を燃料とすることも可能である。

また、前記実施形態では、燃料改質気筒２と出力気筒３とが同一回転速度で運転するものであった。本発明はこれに限らず、各気筒２，３の間（各気筒２，３間のクランクシャフト１１）に減速機を介在させ、燃料改質気筒２の回転速度が出力気筒３の回転速度よりも低速度となる構成としてもよい。

また、前記実施形態では、出力気筒３で得られる機関出力の一部を燃料改質気筒２におけるピストン２２の往復動の駆動源として使用していた。本発明はこれに限らず、燃料改質気筒２の駆動源を個別に設けるようにしてもよい。例えば、燃料改質気筒２と出力気筒３とを切り離し（クランクシャフト１１で連結することなく）、燃料改質気筒２のピストン２２を電動モータ等によって往復動させるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣと改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}との比較によって、改質反応が可能であるか否かの判定を行うようにしていた。本発明はこれに限らず、例えば、吸入ガス温度センサ１０３からの出力信号に基づいて算出される吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉのみによって改質反応が可能であるか否かを判定することが可能であれば、この吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉのみに基づいて、燃料改質気筒２での燃料改質運転を非実行とする（吸入ガス温度Ｔ_ｉｎｉが所定値未満である場合に燃料改質運転を非実行とする）ようにしてもよい。

また、前記実施形態では、改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}を、改質反応可能温度の下限値に略一致させていた。本発明はこれに限らず、改質運転許可下限ガス温度Ｔ_{ｍｉｎ＿ｃｏｒ}を、改質反応可能温度の下限値よりも所定値だけ高い温度に設定するようにしてもよい。これによれば、圧縮端ガス温度Ｔ_ＴＤＣが十分に高くなった状態で燃料改質運転非実行モードから燃料改質運転モードに移行させることができ、燃料改質気筒２での燃料の改質反応の信頼性をいっそう高めることができる。

また、前記実施形態では、改質燃料を燃料改質気筒２によって生成する内燃機関１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、改質燃料を燃料改質触媒によって生成する内燃機関に対しても適用が可能である。この場合、燃料改質触媒に温度センサを設けることで、燃料改質触媒の内部温度が改質運転許可下限ガス温度（改質反応可能温度の下限値）に達しているか否かを判定し、達していない場合には昇温運転を実行することになる。この際の昇温運転としては、前述した第１昇温運転の場合と同様に、出力気筒３から排出された高温の排気ガスを利用して燃料改質触媒を昇温させたり、前述した第２昇温運転の場合と同様に、出力気筒３から排出される排気ガスの温度を上昇させたりすることが挙げられる。

本発明は、燃料改質気筒と出力気筒とを備えた内燃機関の制御に適用可能である。

１ 内燃機関
２ 燃料改質気筒（燃料改質装置）
２１，３１ シリンダボア
２２，３２ ピストン
３ 出力気筒
４２ 燃料改質気筒吸気通路（燃料改質装置の入口通路）
５１ 改質燃料供給通路（燃料改質装置の出口通路）
６１ 排気通路（出力気筒の排気通路）
７１ 燃料改質気筒ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）
７２ ＥＧＲガス冷却器（冷却器）
７４ クーラバイパス通路（冷却器バイパス通路）
８１ 出力気筒バイパス通路
８２ バイパス量調整弁
１００ ＥＣＵ

Claims (8)

1. 燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御装置において、
   前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行させる改質運転制御部を備え、
   前記燃料改質装置は、シリンダ内でピストンが往復動するレシプロ型の燃料改質気筒で構成されており、
   前記改質運転制御部は、前記燃料改質気筒において前記ピストンが圧縮上死点に達する時点における前記燃料改質気筒内のガス温度が、前記改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質気筒での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質気筒内のガス温度を上昇させるために前記燃料改質気筒の前記昇温運転を実行させるよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御装置において、
   前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行させる改質運転制御部を備え、
   前記燃料改質装置の出口通路と前記出力気筒の排気通路とを連通させる出力気筒バイパス通路が備えられていると共に、この出力気筒バイパス通路にはバイパス量調整弁が備えられており、
   前記昇温運転では前記バイパス量調整弁が開放される一方、前記昇温運転が終了して前記燃料改質装置での燃料改質運転が開始されると前記バイパス量調整弁が閉鎖されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料改質装置の入口通路と前記出力気筒の排気通路とを連通させるＥＧＲ通路が備えられ、このＥＧＲ通路には、ＥＧＲガスを冷却する冷却器が備えられていると共にこの冷却器をバイパスする冷却器バイパス通路が接続されており、
   前記昇温運転では前記出力気筒の前記排気通路を流れる排気ガスの一部が、前記冷却器バイパス通路を経て前記燃料改質装置の前記入口通路に導入されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項３記載の内燃機関の制御装置において、
   前記出力気筒は、シリンダ内でピストンが往復動するレシプロ型で構成されており、
   前記昇温運転では、前記出力気筒の膨張行程から排気行程に亘る所定期間において、この出力気筒内に排気昇温用の燃料供給が行われることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
   前記昇温運転では、前記燃料改質装置内での燃料の燃焼を可能にする範囲であって前記燃料改質装置内の当量比を１未満とする燃料量を、前記燃料改質装置内に供給することを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１〜５のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
   前記改質運転制御部は、前記昇温運転中に前記燃料改質装置内のガス温度が前記改質運転許可下限ガス温度に達した際、または、前記昇温運転中に前記燃料改質装置内への供給熱量が所定量に達した際に、前記昇温運転を終了し、前記燃料改質装置での燃料改質運転を実行させるよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御方法であって、
   前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行し、
   前記燃料改質装置は、シリンダ内でピストンが往復動するレシプロ型の燃料改質気筒で構成されており、
   前記燃料改質気筒において前記ピストンが圧縮上死点に達する時点における前記燃料改質気筒内のガス温度が、前記改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質気筒での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質気筒内のガス温度を上昇させるために前記燃料改質気筒の前記昇温運転を実行させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
8. 燃料改質運転によって改質燃料の生成が可能な燃料改質装置と、この燃料改質装置で生成された改質燃料が供給され当該改質燃料の燃焼によって機関出力を得る出力気筒とを備えた内燃機関に適用される制御方法であって、
   前記燃料改質装置内のガス温度が、改質反応可能温度の下限値に基づいて設定された改質運転許可下限ガス温度に達しないと推定された場合、前記燃料改質装置での燃料改質運転を非実行とし、この燃料改質装置の温度を上昇させる昇温運転を実行し、
   前記燃料改質装置の出口通路と前記出力気筒の排気通路とを連通させる出力気筒バイパス通路が備えられていると共に、この出力気筒バイパス通路にはバイパス量調整弁が備えられており、
   前記昇温運転では前記バイパス量調整弁が開放される一方、前記昇温運転が終了して前記燃料改質装置での燃料改質運転が開始されると前記バイパス量調整弁が閉鎖されることを特徴とする内燃機関の制御方法。

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