特許 6222515 燃料改質システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222515

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】燃料改質システム

(51)【国際特許分類】

   F02M 27/02 20060101AFI20171023BHJP

【ＦＩ】

   F02M27/02 D

   F02M27/02 J

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-171895(P2013-171895)

(22)【出願日】2013年8月22日

(65)【公開番号】特開2015-40506(P2015-40506A)

(43)【公開日】2015年3月2日

【審査請求日】2016年3月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102141

【弁理士】

【氏名又は名称】的場 基憲

(72)【発明者】

【氏名】星野 真樹

(72)【発明者】

【氏名】赤間 弘

(72)【発明者】

【氏名】和泉 隆夫

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４８０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１２０７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１１６７２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３／００− ６／３４

Ｆ０１Ｎ ３／００、 ３／０２、 ３／０４− ３／３８、

９／００−１１／００

Ｆ０２Ｂ ４７／０８−４７／１０、５１／００−５１／０６

Ｆ０２Ｄ １３／００−２８／００

Ｆ０２Ｍ ２６／００−２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムであって、
改質供給流路と、
上記改質供給流路に配設される燃料改質触媒と、
上記改質供給流路における上記燃料改質触媒より上流側に配設され、該燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、
上記改質供給流路における上記燃料改質触媒より上流側に配設され、該燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、
上記燃料供給手段及び上記２次空気供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
上記２次空気制御手段が、リード弁を有し、
上記制御手段が、上記燃料改質触媒に上記燃料及び上記空気を供給する上記燃料供給手段及び上記２次空気供給手段を作動させ、該燃料及び該空気を燃焼反応させ、該燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させ、
上記制御手段が、上記リード弁が外部の空気を取り込んで該燃料改質触媒に上記空気を供給するように上記改質供給流路内の圧力を低下させる
ことを特徴とする燃料改質システム。

【請求項2】

燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムであって、
改質供給流路と、
上記改質供給流路に配設される燃料改質触媒と、
上記改質供給流路における上記燃料改質触媒より上流側に配設され、該燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、
上記改質供給流路における上記燃料改質触媒より上流側に配設され、該燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、
上記燃料供給手段及び上記２次空気供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
上記改質供給流路における上記燃料改質触媒より下流側に配設され、該燃料改質触媒の劣化度合いを検知する劣化度合い検知手段を更に備え、
上記制御手段が、上記燃料改質触媒に上記燃料及び上記空気を供給する上記燃料供給手段及び上記２次空気供給手段を作動させ、該燃料及び該空気を燃焼反応させ、該燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させ、
上記制御手段が、予め取得してある上記２次空気供給手段の２次空気供給量と上記燃料改質触媒の劣化回復度合いとの関係を示す２次空気供給量−劣化回復度合いマップデータと上記劣化度合い検知手段からの入力に応じて、上記燃料改質触媒の劣化度合いを回復するための２次空気供給量の空気を供給するように該燃料改質触媒に上記空気を供給する該２次空気供給手段を作動させる
ことを特徴とする燃料改質システム。

【請求項3】

上記燃料改質システムは、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムであり、
上記改質供給流路が、上記内燃機関の排気ガス循環流路である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料改質システム。

【請求項4】

上記燃料改質触媒の出口側温度を測定する温度検出器を備え、
上記制御手段が、予め取得してある上記燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進される該燃料改質触媒の出口側温度と、上記温度検出器から入力される該燃料改質触媒の出口側温度とを対比して、該温度検出器から入力される該燃料改質触媒の出口側温度が該燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進される該燃料改質触媒の出口側温度に達していると判断したときに、該燃料改質触媒に上記空気を供給する上記２次空気供給手段を作動させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の燃料改質システム。

【請求項5】

上記制御手段が、上記燃料改質触媒に上記燃料を供給しないように上記燃料供給手段の作動を停止させるときに、該燃料改質触媒に上記空気を供給する上記２次空気供給手段を作動させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の燃料改質システム。

【請求項6】

上記制御手段が、上記燃料改質触媒に上記燃料を供給するように上記燃料供給手段の作動を開始させるときに、該燃料改質触媒に上記空気を供給する上記２次空気供給手段を作動させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の燃料改質システム。

【請求項7】

上記制御手段が、上記燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進されるストイキ〜リッチの雰囲気となるように該燃料改質触媒に上記空気を供給する上記２次空気供給手段を作動させる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の燃料改質システム。

【請求項8】

上記制御手段が、上記燃料改質触媒における上記燃料と上記空気との燃焼反応と、該燃料改質触媒における水蒸気改質反応とが促進される空間速度となるように該燃料改質触媒に該空気を供給する上記２次空気供給手段を作動させる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の燃料改質システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料改質システムに関する。更に詳細には、本発明は、還流する排気に燃料を供給し、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料中に硫黄分が含まれている場合でも、改質制御を可能な限り実施しつつ、燃料改質触媒を硫黄分から保護することが可能な内燃機関の制御装置が提案されている。この内燃機関の制御装置は、加熱手段を備え、加熱手段の熱によって改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、少なくともガソリンを含む燃料を改質燃料として燃料改質触媒に供給する改質燃料供給手段と、改質燃料中の硫黄濃度を取得する硫黄濃度取得手段とを備える。また、この内燃機関の制御装置は、改質燃料中の硫黄濃度が高くなるにつれて、改質燃料供給手段による改質燃料の供給量を減少させる改質燃料減少手段、又は燃料改質触媒の温度を取得する温度取得手段、改質燃料中の硫黄濃度に応じて、燃料改質触媒が作動するのに必要な下限温度を可変に設定する下限温度設定手段及び燃料改質触媒の温度が下限温度よりも低いときに、改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止する改質燃料停止手段を更に備える（特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１２１２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された燃料改質システムにおいては、燃料改質触媒の劣化を抑制するために、燃料改質が利用可能な負荷範囲が限定されてしまい燃費改善が十分なものとならないという問題点があった。

【0005】

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、燃料改質触媒の劣化を抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る燃料改質システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、２次空気供給手段又は所定の２次空気供給手段によって空気を供給して、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させて、燃料改質触媒に吸着した硫黄成分の脱離を促進し、燃料改質触媒の劣化を抑制ないし防止することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0007】

すなわち、本発明の燃料改質システムは、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムであって、改質供給流路と、改質供給流路に配設される燃料改質触媒と、改質供給流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、改質供給流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段又は所定の２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させる等して、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、改質供給流路と、改質供給流路に配設される燃料改質触媒と、改質供給流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、改質供給流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段又は所定の２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させる等して、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成とした。そのため、燃料改質触媒の劣化を抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る燃料改質システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の形態に係る燃料改質システムの概略を示す説明図である。

【図2】図２は、第１の形態に係る燃料改質システムにおける制御フローの一例を示すフロー図である。

【図3】図３は、第１の形態に係る燃料改質システムにおける制御フローの他の一例を示すフロー図である。

【図4】図４は、第１の形態に係る燃料改質システムにおける制御フローの更に他の一例を示すフロー図である。

【図5】図５は、第２の形態に係る燃料改質システムの概略を示す説明図である。

【図6】図６は、第２の形態に係る燃料改質システムにおける制御フローの一例を示すフロー図である。

【図7】図７は、第３の形態に係る燃料改質システムの概略を示す説明図である。

【図8】図８は、第３の形態に係る燃料改質システムにおける制御フローの一例を示すフロー図である。

【図9】図９は、第１又は第３の形態に係る燃料改質システムにおける性能変化率を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一形態に係る燃料改質システムについて詳細に説明する。また、本発明の燃料改質システムは、例えば、内燃機関の排気ガス循環流路において、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムであることが好適である。そこで、本発明の一形態に係る燃料改質システムについては、内燃機関の排気ガス循環流路において、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムを例に挙げて説明する。

【0011】

（第１の形態）
まず、第１の形態に係る燃料改質システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第１の形態に係る燃料改質システムの概略を示す説明図である。

【0012】

図１に示すように、本形態の燃料改質システム１Ａは、内燃機関の一例である４サイクルのエンジン１０と、吸気路（以下「吸気パイプ」という。）２０と、排気路（以下「排気パイプ」という。）３０と、改質供給流路の一例である排気ガス循環流路（以下「ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）パイプ」という。）４０と、制御手段の一例であるコントローラ５０とを備えている。そして、エンジン１０と吸気パイプ２０とは、シリンダ１１の燃焼室１２の吸気口１２ａで連結されている。また、エンジン１０と排気パイプ３０とは、燃焼室１２の排気口１２ｂで連結されている。更に、ＥＧＲパイプ４０は、排気パイプ３０と吸気パイプ２０とを連結している。

【0013】

また、エンジン１０には、吸気口１２ａの開閉を行う吸気バルブ１３と、排気口１２ｂの開閉を行う排気バルブ１４と、シリンダ１１内で往復動するピストン１５と、燃焼室１２内で混合気に電気火花をとばすスパークプラグ１６とが配設されている。

【0014】

更に、吸気パイプ２０には、吸気口１２ａ近傍に主燃料供給装置２１が配設されており、主燃料供給装置２１の吸気方向上流側に吸気パイプ２０内を燃焼室１２に向かって流通する空気の空気量を制御するための吸気制御バルブ２２が更に配設されている。ここで、主燃料供給装置２１は、燃焼室１２内又は吸気パイプ２０内に主燃料を噴射する機能を有するものである。

【0015】

また、排気パイプ３０には、排気パイプ３０内を流通する排気の排気量を制御するための排気制御バルブ３１が配設されている。

【0016】

更に、ＥＧＲパイプ４０には、排気ガスの流通方向（図中矢印αで示す。）の上流側から下流側に向かう方向に、２次空気供給手段の一例である２次空気噴射装置４１ａと、燃料供給手段の一例である改質用燃料噴射装置４２と、燃料改質触媒４３と、温度検出器４４と、ＥＧＲクーラ４５と、ＥＧＲバルブ４６とが順次配設されている。ＥＧＲパイプ４０は、排気パイプ３０から吸気パイプ２０に排気の一部を分流、すなわち還流させるためのものである。例えば、燃料改質システム１Ａにおいては、燃焼室１２内でストイキ燃焼させた排気の一部を排気パイプ３０からＥＧＲパイプ４０に分流させ、排気に改質用燃料噴射装置４２により改質用燃料を添加し、燃料改質触媒４３で改質用燃料を水素を含む改質ガスに改質して、吸気パイプ２０に還流することができる。

【0017】

ここで、２次空気噴射装置４１ａは、燃料改質触媒４３での水蒸気改質反応を促進し、水素を含む改質ガスを得るためのものであって、排気中に含まれている空気だけでは不足するときに、燃料改質触媒４３又はＥＧＲパイプ４０内を燃料改質触媒４３に向かって流通する排気中に空気を噴射する機能を有するものである。

【0018】

また、改質用燃料噴射装置４２は、燃料改質触媒４３又はＥＧＲパイプ４０内を燃料改質触媒４３に向かって流通する排気中に改質用燃料を噴射する機能を有するものである。なお、改質用燃料は、上記主燃料と同一であってもよく、異なっていてもよい。

【0019】

更に、燃料改質触媒４３は、改質用燃料と排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する機能を有するものである。なお、通常、排気は熱や水分を含むため、改質用燃料を添加することにより、燃料改質触媒は、水蒸気改質反応を促進して、水素を含む改質ガスを生成する。特に、２次空気噴射手段により空気を更に添加すると、燃料と空気との燃料反応が生じ、水蒸気改質反応が更に促進される。

【0020】

また、温度検出器４４は、燃料改質触媒の出口側温度を測定する機能を有するものである。なお、熱電対型温度計など従来公知の温度検出器を適用することができる。

【0021】

更に、ＥＧＲクーラ４５は、排気や改質ガスを冷却する機能を有するものである。

【0022】

また、ＥＧＲバルブ４６は、排気や改質ガスの流量を制御する機能を有するものである。

【0023】

更に、中央演算処理装置（ＣＰＵ）やインターフェース回路等からなるコントローラ５０は、主燃料供給装置２１や吸気制御バルブ２２、排気制御バルブ３１、２次空気噴射装置４１ａ、改質用燃料噴射装置４２、温度検出器４４、ＥＧＲバルブ４６と接続され、制御に関する信号の入出力を行い、所定のプログラムの実行により、これらを適宜作動させるようになっている。また、コントローラ５０は、吸気バルブ１３や排気バルブ１４、ピストン１５などの制御部（図示せず。）と接続され、制御に関する信号の入出力を行い、所定のプログラムの実行により、これらを適宜作動させるようになっていてもよい。

【0024】

そして、本形態の燃料改質システム１Ａにおいては、コントローラ５０が、燃料改質触媒４３に燃料及び空気を供給する改質用燃料噴射装置４２及び２次空気噴射装置４１ａを作動させる。これにより、燃料及び空気が燃焼反応して温度が高くなるため、燃料改質触媒４３における水蒸気改質反応が促進され、雰囲気中の改質ガス濃度が高くなる。この結果、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離を促進することができる。また、燃料改質触媒の性能低下や性能劣化を検知する手段を必須の構成とすることなく、燃料改質触媒を再生することが可能であるため、車載システムが簡素化されるという副次的な利点もある。

【0025】

また、本形態の燃料改質システム１Ａにおいては、例えば、コントローラ５０が、予備実験などにより予め取得してある燃料改質触媒４３における水蒸気改質反応が促進される燃料改質触媒４３の出口側温度と、実際に温度検出器４４から入力される燃料改質触媒４３の出口側温度とを対比して、温度検出器４４から入力される燃料改質触媒４３の出口側温度が燃料改質触媒４３における水蒸気改質反応が促進される燃料改質触媒４３の出口側温度に達していると判断したときに、燃料改質触媒４３に空気を供給する２次空気噴射装置４１ａを作動させることが好適である。これは、燃料改質触媒の出口側温度が、水蒸気改質反応により水素生成可能でない温度であるときに、２次空気を供給しても、硫黄成分の脱離促進に必要な水素を含む改質ガスが得られず、硫黄成分の脱離促進効果が十分に得られないことがあるからである。一方、燃料改質触媒の出口側温度が、水蒸気改質反応により水素生成可能である温度に達しているときに、２次空気を供給すれば、硫黄成分の脱離促進に必要な水素を含む改質ガスが得られ、硫黄成分の脱離促進効果が十分に得られる。

【0026】

更に、本形態の燃料改質システム１Ａにおいては、例えば、コントローラ５０が、燃料改質触媒４３に燃料を供給しないように改質用燃料噴射装置４２の作動を停止させるときに、燃料改質触媒４３に空気を供給する２次空気噴射装置４１ａを作動させることが好適である。つまり、改質用燃料噴射装置の作動を停止させるときは燃料改質が直前まで行われているので、燃料改質触媒の出口側温度が水蒸気改質反応が進行する温度にまで達している。この状態において、２次空気を供給すると、燃料改質中に燃料改質触媒に吸着した硫黄成分の脱離を適時に行うことができる。また、燃料改質を停止するときに、燃料改質触媒に吸着した硫黄成分を脱離しておくことにより、次回の燃料改質を開始するときに、速やかに改質可能な状態となる。

【0027】

また、本形態の燃料改質システム１Ａにおいては、例えば、コントローラ５０が、燃料改質触媒４３に燃料を供給するように改質用燃料噴射装置４２の作動を開始させるときに、燃料改質触媒４３に空気を供給する２次空気噴射装置４１ａを作動させることが好適である。通常、本形態の燃料改質システムにおいては、改質用燃料噴射装置の作動を開始させるときは、燃料改質触媒の出口側温度が水蒸気改質反応が進行する温度にまで達している。この状態において、２次空気を供給すると、燃料改質中に燃料改質触媒に吸着した硫黄成分の脱離を適時に行うことができる。改質反応が直前まで行われていない場合であっても、ＥＧＲパイプ内に排気を循環させる場合があり、その際、燃料改質触媒に硫黄成分が吸着することがある。また、燃料改質を開始するときに、燃料改質触媒に吸着した硫黄成分を脱離しておくことにより、速やかに改質可能な状態となり、更に燃料改質触媒の劣化を抑制することもできる。

【0028】

更に、本形態の燃料改質システム１Ａにおいては、例えば、コントローラ５０が、燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進されるストイキ〜リッチの雰囲気となるように燃料改質触媒に空気を供給する２次空気噴射装置４１ａを作動させることが好適である。リーンの雰囲気では、所望の水素を含む改質ガスを得ることが困難な場合があるからである。ストイキ〜リッチの雰囲気としては、具体的には、２次空気噴射装置により供給される空気中の酸素（Ｏ_２）のモル数と、改質用燃料噴射装置により供給される改質用燃料中の炭素（Ｃ）のモル数の比（Ｏ_２／Ｃ）が、０．３〜１．５であることが好ましい。

【0029】

また、本形態の燃料改質システム１Ａにおいては、例えば、コントローラ５０が、燃料改質触媒における燃料と空気との燃焼反応と、燃料改質触媒における水蒸気改質反応とが促進される空間速度となるように燃料改質触媒に空気を供給する２次空気噴射装置４１ａを作動させることが好適である。空間速度が高すぎる、すなわち空気の供給量が多すぎると、所望の水素を含む改質ガスを得ることが困難な場合があるからである。

【0030】

特に限定されるものではないが、上述した温度、雰囲気及び空間速度とすることにより、燃料改質触媒に吸着した硫黄成分の脱離をより促進することができる。

【0031】

ここで、本形態の燃料改質システムにおける制御フローについて図面を用いて説明する。図２は、本形態の燃料改質システムにおける制御フローの一例を示すフロー図である（図１参照。）。

【0032】

例えば、燃料改質を行っているときに、制御フローを開始する。

【0033】

図２に示すように、ステップ１（図中では「Ｓ１」と記載する。また、以下の記載においても同様である。）においては、燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上であるか否かを判断する。Ｓ１において燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上であると判断した場合には、Ｓ２に進む。一方、Ｓ１において燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上でないと判断した場合には、Ｓ１に戻る。なお、本発明において「Ｘ℃」とは、燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進される出口側温度を意味する。

【0034】

Ｓ２においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を開始させて、Ｓ３に進む。

【0035】

Ｓ３においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を調整させて、Ｓ４に進む。

【0036】

Ｓ４においては、２次空気噴射装置４１ａにより供給された空気中の酸素（Ｏ_２）のモル数と改質用燃料噴射装置４２により供給された改質用燃料中の炭素（Ｃ）のモル数との比（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下であるか否かを判断する。Ｓ４において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下である場合には、Ｓ５に進む。一方、Ｓ４において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下でない場合には、Ｓ３に戻る。なお、本発明において「Ｏ_２／ＣがＹ以上Ｚ以下である」とは、燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進される雰囲気を意味する。

【0037】

Ｓ５においては、生成した改質ガスにより、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離をさせて、Ｓ６に進む。

【0038】

Ｓ６においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を所定供給量に調整させて、Ｓ７に進む。なお、本発明において「所定供給量」とは、通常、燃料改質触媒において水素を含む改質ガスを生成する際に供給される改質用燃料の供給量を意味する。

【0039】

Ｓ７においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を停止させて、制御フローを終了する。

【0040】

また、図３は、本形態の燃料改質システムにおける制御フローの他の一例を示すフロー図である（図１参照。）。

【0041】

例えば、燃料改質を終了しようとするときに、制御フローを開始する。

【0042】

Ｓ１１においては、改質用燃料噴射装置４２の作動を停止するか否かを判断する。Ｓ１１において改質用燃料噴射装置４２の作動を停止すると判断した場合には、Ｓ１２に進む。一方、Ｓ１１において改質用燃料噴射装置４２の作動を停止しないと判断した場合には、Ｓ１１に戻る。

【0043】

Ｓ１２においては、燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上であるか否かを判断する。Ｓ１２において燃料改質触媒の出口側温度がＸ℃以上であると判断した場合には、Ｓ１３に進む。一方、Ｓ１２において燃料改質触媒の出口側温度がＸ℃以上でないと判断した場合には、Ｓ１２に戻る。

【0044】

Ｓ１３においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を開始させて、Ｓ１４に進む。

【0045】

Ｓ１４においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を調整させて、Ｓ１５に進む。

【0046】

Ｓ１５においては、２次空気噴射装置４１ａにより供給された空気中の酸素（Ｏ_２）のモル数と改質用燃料噴射装置４２により供給された改質用燃料中の炭素（Ｃ）のモル数との比（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下であるか否かを判断する。Ｓ１５において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下である場合には、Ｓ１６に進む。一方、Ｓ１５において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下でない場合には、Ｓ１４に戻る。

【0047】

Ｓ１６においては、生成した改質ガスにより、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離をさせて、Ｓ１７に進む。

【0048】

Ｓ１７においては、改質用燃料噴射装置４２の作動を停止させて、Ｓ１８に進む。

【0049】

Ｓ１８においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を停止させて、制御フローを終了する。

【0050】

また、図４は、本形態の燃料改質システムにおける制御フローの他の一例を示すフロー図である（図１参照。）。

【0051】

例えば、燃料改質を開始しようとするときに、制御フローを開始する。

【0052】

Ｓ２１においては、改質用燃料噴射装置４２の作動を開始するか否かを判断する。Ｓ２１において改質用燃料噴射装置４２の作動を開始すると判断した場合には、Ｓ２２に進む。一方、Ｓ２１において改質用燃料噴射装置４２の作動を開始しないと判断した場合には、Ｓ２１に戻る。

【0053】

Ｓ２２においては、燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上であるか否かを判断する。Ｓ２２において燃料改質触媒の出口側温度がＸ℃以上であると判断した場合には、Ｓ２３に進む。一方、Ｓ２２において燃料改質触媒の出口側温度がＸ℃以上でないと判断した場合には、Ｓ２２に戻る。

【0054】

Ｓ２３においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を開始させて、Ｓ２４に進む。

【0055】

Ｓ２４においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を調整させて、Ｓ２５に進む。

【0056】

Ｓ２５においては、２次空気噴射装置４１ａにより供給された空気中の酸素（Ｏ_２）のモル数と改質用燃料噴射装置４２により供給された改質用燃料中の炭素（Ｃ）のモル数との比（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下であるか否かを判断する。Ｓ２５において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下である場合には、Ｓ２６に進む。一方、Ｓ２５において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下でない場合には、Ｓ２４に戻る。

【0057】

Ｓ２６においては、生成した改質ガスにより、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離をさせて、Ｓ２７に進む。

【0058】

Ｓ２７においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を所定供給量に調整させて、Ｓ２８に進む。

【0059】

Ｓ２８においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を停止させて、制御フローを終了する。

【0060】

（第２の形態）
次に、第２の形態に係る燃料改質システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図５は、第２の形態に係る燃料改質システムの概略を示す説明図である。なお、上記形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

【0061】

図５に示すように、本形態の燃料改質システム１Ｂは、ＥＧＲパイプ４０に、排気ガスの流通方向（図中矢印αで示す。）上流側から下流側に向かう方向に、２次空気供給手段の一例であるリード弁４１ｂと、燃料供給手段の一例である改質用燃料噴射装置４２と、燃料改質触媒４３と、温度検出器４４と、ＥＧＲクーラ４５と、ＥＧＲバルブ４６とが順次配設されている構成が、上記形態に係る燃料改質システムと相違している。

【0062】

また、本形態の燃料改質システム１Ｂにおいては、２次空気噴射装置の代わりに配設されたリード弁４１ｂが、コントローラ５０と接続されていないという構成が、上記形態に係る燃料改質システムと相違している。

【0063】

なお、本形態の燃料改質システム１Ｂにおいては、コントローラ５０が、主燃料供給装置２１や吸気制御バルブ２２、排気制御バルブ３１、改質用燃料噴射装置４２、温度検出器４４、ＥＧＲクーラ４５、ＥＧＲバルブ４６と接続され、制御に関する信号の入出力を行い、所定のプログラムの実行により、これらを適宜作動させるようになっている。また、コントローラ５０は、吸気バルブ１３や排気バルブ１４、ピストン１５などの制御部（図示せず。）と接続され、制御に関する信号の入出力を行い、所定のプログラムの実行により、これらを適宜作動させるようになっていてもよい。

【0064】

ここで、リード弁４１ｂは、圧力差に応じて一方向にのみガスを流すことができるものであり、ＥＧＲパイプにおける圧力が所定値より低下したときに外部の空気を取り込む機能を有するものであれば、特に限定されることなく適用することができる。このようなリード弁は、取り込む空気量が、リード弁の径と圧力に依存するので、圧力に応じて、改質用燃料噴射装置により供給される改質用燃料の供給量を調整すると、上述した（Ｏ_２／Ｃ）の値を好ましい範囲内に調整しやすいという利点がある。従って、予備実験などにより予めリード弁により取り込まれる空気量を把握しておくことにより、それに応じた改質用燃料を供給すればよいことになる。また、このようなリード弁は、特別な制御をする必要がないという利点もある。更に、上記所定値は、適用されるエンジンを用いた予備実験などで適宜設定することができる。更に、本発明においては、圧力が所定値より低下する制御に連動させるようにしてもよい。

【0065】

そして、本形態の燃料改質システム１Ｂにおいては、ＥＧＲパイプ４０内の圧力を低下させる圧力低下手段により、ＥＧＲパイプ４０内の圧力を低くする。これにより、ＥＧＲパイプ４０にリード弁４１ｂによって外部の空気が取り込まれ、燃料及び空気が燃焼反応して温度が高くなるため、燃料改質触媒４３における水蒸気改質反応が促進され、雰囲気中の改質ガス濃度が高くなる。この結果、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離を促進することができる。また、燃料改質触媒の性能低下や性能劣化を検知する手段を必須の構成とすることなく、燃料改質触媒を再生することが可能であるため、車載システムが簡素化されるという副次的な利点もある。

【0066】

上記圧力低下手段は、燃料改質システム１Ｂにおいて生じる様々な負圧を利用するものを適用すればよいため、特に限定されるものではない。

【0067】

例えば、ＥＧＲクーラ４５と、コントローラ５０とを協働させることにより、上述した圧力低下手段として機能させることができる。具体的には、ＥＧＲクーラ４５によってＥＧＲパイプにおける下流側領域の排気や改質ガスを冷却することにより、下流側領域の圧力を低下させることができ、ＥＧＲパイプ内の圧力が低くなる。この結果、ＥＧＲパイプ４０にリード弁４１ｂによって外部の空気が取り込まれる。

【0068】

また、例えば、主燃料供給装置２１と、改質用燃料噴射装置４２と、吸気バルブ１３や排気バルブ１４、ピストン１５などの制御部と、コントローラ５０とを協働させることにより、上述した圧力低下手段として機能させることができる。具体的には、改質用燃料噴射装置４２が作動しているときに、エンジン１０の全部又は一部の主燃料供給装置２１を停止したシリンダ１１を利用すればよい。つまり、このシリンダ１１の排気バルブ１４を開状態とし、吸気バルブ１３を閉状態とし、更にピストン１５を上死点から下死点に向かう方向に移動させることにより、ＥＧＲパイプの上流側領域の圧力を低下させることができ、ＥＧＲパイプ内の圧力が低くなる。この結果、ＥＧＲパイプ４０にリード弁４１ｂによって外部の空気が取り込まれる。なお、ピストン１５を連続的に往復動させてもよいことは言うまでもない。

【0069】

ここで、本形態の燃料改質システムにおける制御フローについて図面を用いて説明する。図６は、本形態の燃料改質システムにおける制御フローの一例を示すフロー図である（図５参照。）。

【0070】

例えば、燃料改質を行っているときに、制御フローを開始する。

【0071】

図６に示すように、Ｓ３１においては、改質用燃料噴射装置４２が作動しているか否かを判断する。Ｓ３１において改質用燃料噴射装置４２が作動していると判断した場合には、Ｓ３２に進む。一方、Ｓ３１において改質用燃料噴射装置４２が作動していないと判断した場合には、Ｓ３１に戻る。

【0072】

Ｓ３２においては、改質供給流路の一例であるＥＧＲパイプ４０内の圧力が低下しているか否かを判断する。ＥＧＲパイプ４０内の圧力が低下していると判断した場合には、Ｓ３３に進む。一方、Ｓ３２においてＥＧＲパイプ４０内の圧力が低下していないと判断した場合には、Ｓ３２に戻る。

【0073】

Ｓ３３においては、リード弁４１ｂの作動が開始され、外部の空気を取り込み、Ｓ３４に進む。

【0074】

Ｓ３４においては、生成した改質ガスにより、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離をさせて、制御フローを終了する。

【0075】

（第３の形態）
次に、第３の形態に係る燃料改質システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図７は、第３の形態に係る燃料改質システムの概略を示す説明図である。なお、上記形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

【0076】

図７に示すように、本形態の燃料改質システム１Ｃは、ＥＧＲパイプ４０に、排気ガスの流通方向（図中矢印αで示す。）上流側から下流側に向かう方向に、２次空気供給手段の一例である２次空気噴射装置４１ａと、燃料供給手段の一例である改質用燃料噴射装置４２と、燃料改質触媒４３と、温度検出器４４と、ＥＧＲクーラ４５と、劣化度合い検知手段の一例である水素濃度検出器４７と、ＥＧＲバルブ４６とが順次配設されている構成が、上記形態に係る燃料改質システムと相違している。

【0077】

また、本形態の燃料改質システム１Ｃにおいては、コントローラ５０が、主燃料供給装置２１や吸気制御バルブ２２、排気制御バルブ３１、２次空気噴射装置４１ａ、改質用燃料噴射装置４２、温度検出器４４、ＥＧＲバルブ４６、水素濃度検出器４７と接続され、制御に関する信号の入出力を行い、所定のプログラムの実行により、これらを適宜作動させるようになっている構成が、上記形態に係る燃料改質システムと相違している。また、コントローラ５０は、吸気バルブ１３や排気バルブ１４、ピストン１５などの制御部（図示せず。）と接続され、制御に関する信号の入出力を行い、所定のプログラムの実行により、これらを適宜作動させるようになっていてもよい。

【0078】

ここで、水素濃度検出器４７は、ＥＧＲパイプにおける燃料改質触媒より下流側領域の水素濃度を検出する機能を有するものであれば、特に限定されることなく適用することができる。

【0079】

そして、本形態の燃料改質システム１Ｃにおいては、コントローラ５０が、燃料改質触媒４３に燃料及び空気を供給する改質用燃料噴射装置４２及び２次空気噴射装置４１ａを作動させ、更に、予め取得してある２次空気供給手段の２次空気供給量と燃料改質触媒の劣化回復度合いとの関係を示す２次空気供給量−劣化回復度合いマップデータと劣化度合い検知手段からの入力に応じて、燃料改質触媒の劣化度合いを回復するための２次空気供給量の空気を供給するように燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる。これにより、燃料及び空気が燃焼反応して温度が高くなるため、燃料改質触媒４３における水蒸気改質反応が促進され、雰囲気中の改質ガス濃度が高くなる。この結果、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離をより促進することができる。なお、コントローラ５０が、水素濃度検出器４７からの入力によって劣化回復が十分でないと判断した場合には、この操作を繰り返すことができる。この結果、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離を十分に行うことができる。

【0080】

ここで、本形態の燃料改質システムにおける制御フローについて図面を用いて説明する。図８は、本形態の燃料改質システムにおける制御フローの一例を示すフロー図である（図７参照。）。

【0081】

例えば、燃料改質を行っているときに、制御フローを開始する。

【0082】

図８に示すように、Ｓ４１においては、燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上であるか否かを判断する。Ｓ４１において燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上であると判断した場合には、Ｓ４２に進む。一方、Ｓ４１において燃料改質触媒４３の出口側温度がＸ℃以上でないと判断した場合には、Ｓ４１に戻る。

【0083】

Ｓ４２においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を開始させて、Ｓ４３に進む。

【0084】

Ｓ４３においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を調整させて、Ｓ４４に進む。

【0085】

Ｓ４４においては、２次空気噴射装置４１ａにより供給された空気中の酸素（Ｏ_２）のモル数と改質用燃料噴射装置４２により供給された改質用燃料中の炭素（Ｃ）のモル数との比（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下であるか否かを判断する。Ｓ４４において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下である場合には、Ｓ４５に進む。一方、Ｓ４４において（Ｏ_２／Ｃ）がＹ以上Ｚ以下でない場合には、Ｓ４３に戻る。

【0086】

Ｓ４５においては、生成した改質ガスにより、燃料改質触媒４３に吸着した硫黄成分の脱離をさせて、Ｓ４６に進む。

【0087】

Ｓ４６においては、水素濃度検出器４７からの入力に応じて、燃料改質触媒４３の劣化が回復したか否かを判断する。Ｓ４６において、燃料改質触媒４３の劣化が回復していると判断した場合には、Ｓ４７に進む。一方、燃料改質触媒４３の劣化が回復していないと判断した場合には、Ｓ４３に戻る。

【0088】

Ｓ４７においては、改質用燃料噴射装置４２における改質用燃料の供給量を所定供給量に調整させて、Ｓ４８に進む。

【0089】

Ｓ４８においては、２次空気噴射装置４１ａの作動を停止させて、制御フローを終了する。

【0090】

また、図９は、第１又は第３の形態に係る燃料改質システムにおける性能変化率を示すグラフ図である。図９に示すように、２次空気の供給がない場合（図中において実線で示す。）には、改質燃料や排気中の硫黄成分が燃料改質触媒に吸着することによる影響を受けるため、燃料改質触媒における水素生成能の低下が著しい。また、図９に示すように、例えば、第１の形態に係る燃料改質システムにおいて２次空気の供給をした場合（図中において一点鎖線で示す。）には、燃料改質触媒に吸着した硫黄成分の脱離が促進され、ある程度の性能変化率を示す。また、図９に示すように、第３の形態に係る燃料改質システムにおいて２次空気の供給をした場合（図中において二点鎖線で示す。）には、劣化度合いに応じて２次空気を供給するため、劣化度合いに応じて、温度や雰囲気、空間速度を調整したり、再生制御を繰り返すことなどにより、燃料改質触媒に吸着した硫黄成分の脱離が促進され、高い性能変化率を示す。

【0091】

本発明においては、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、改質供給流路と、改質供給流路に配設される燃料改質触媒と、改質供給流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、改質供給流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成とした。そのため、燃料改質触媒の劣化を抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る燃料改質システムを提供することができる。

【0092】

また、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質触媒の劣化を抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0093】

更に、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段と、燃料改質触媒の出口側温度を測定する温度検出器とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、予め取得してある燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進される燃料改質触媒の出口側温度と、温度検出器から入力される燃料改質触媒の出口側温度とを対比して、温度検出器から入力される燃料改質触媒の出口側温度が燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進される燃料改質触媒の出口側温度に達していると判断したときに、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質触媒の劣化を効率的に抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0094】

また、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、燃料改質触媒に燃料を供給しないように燃料供給手段の作動を停止させるときに、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質を行っていないときに触媒の性能を回復させることができるため、燃料改質触媒の劣化を適時抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0095】

更に、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、燃料改質触媒に燃料を供給するように燃料供給手段の作動を開始させるときに、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質を行っていないときに触媒の性能を回復させることができるため、燃料改質触媒の劣化を適時抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0096】

また、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、燃料改質触媒における水蒸気改質反応が促進されるストイキ〜リッチの雰囲気となるように燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質触媒の劣化を効率的に抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0097】

更に、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、燃料改質触媒における燃料と空気との燃焼反応と、燃料改質触媒における水蒸気改質反応とが促進される空間速度となるように燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質触媒の劣化を効率的に抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0098】

また、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段としてのリード弁と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段と備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、リード弁が外部の空気を取り込んで燃料改質触媒に空気を供給するように改質供給流路内の圧力を低下させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質システムにおいて簡易な構成からなる圧力低下手段を機能させて、燃料改質触媒の劣化を抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。また、構成が簡易であるためコスト増を免れることができるという利点もある。

【0099】

更に、本発明においては、内燃機関の燃料と内燃機関の排気の少なくとも一部とを反応させ、燃料を改質して水素を含む改質ガスを生成する燃料改質システムにおいて、内燃機関の排気ガス循環流路と、排気ガス循環流路に配設される燃料改質触媒と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より上流側に配設され、燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段と、燃料供給手段及び２次空気供給手段を制御する制御手段と、排気ガス循環流路における燃料改質触媒より下流側に配設され、燃料改質触媒の劣化度合いを検知する劣化度合い検知手段とを備え、制御手段が、燃料改質触媒に燃料及び空気を供給する燃料供給手段及び２次空気供給手段を作動させ、燃料及び空気を燃焼反応させ、燃料改質触媒における水蒸気改質反応を促進させる構成であって、更に、予め取得してある２次空気供給手段の２次空気供給量と燃料改質触媒の劣化回復度合いとの関係を示す２次空気供給量−劣化回復度合いマップデータと劣化度合い検知手段からの入力に応じて、燃料改質触媒の劣化度合いを回復するための２次空気供給量の空気を供給するように燃料改質触媒に空気を供給する２次空気供給手段を作動させる構成であることが好適である。これにより、燃料改質触媒の劣化を効率的に抑制しながら、優れた燃費改善を実現し得る内燃機関の燃料改質システムを提供することができる。

【0100】

以上、本発明を若干の形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

【0101】

すなわち、上述した各形態の燃料改質システムに記載した構成は、各形態毎に限定されるものではなく、例えば、各形態の構成を上述した各形態以外の組み合わせにしたり、構成の細部を変更したりすることができる。

【0102】

また、例えば、上述した各形態においては、燃料供給対象や排気回収対象として内燃機関を例示したが、これに限定されるものではなく、燃料電池などについても適用することができる。

【符号の説明】

【0103】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 燃料改質システム
１０ エンジン
１１ シリンダ
１２ 燃焼室
１２ａ 吸気口
１２ｂ 排気口
１３ 吸気バルブ
１４ 排気バルブ
１５ ピストン
１６ スパークプラグ
２０ 吸気パイプ
２１ 主燃料供給装置
２２ 吸気制御バルブ
３０ 排気パイプ
３１ 排気制御バルブ
４０ ＥＧＲパイプ
４１ａ ２次空気噴射装置
４１ｂ リード弁
４２ 改質用燃料噴射装置
４３ 燃料改質触媒
４４ 温度検出器
４５ ＥＧＲクーラ
４６ ＥＧＲバルブ
４７ 水素濃度検出器
５０ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】