燃料改質装置
【課題】間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善できる燃料改質装置を提供すること。
【解決手段】モータ１０を制御するモータ制御部を設け、エンジン５を間欠運転により停止させた後、再始動する際に、モータ制御部によりモータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行っている。このため、エンジン５を間欠運転により停止させた際に改質触媒６２の温度が低下することにより、エンジン５を再始動した際に改質ガスを供給できないことによりエンジン５の出力が低下する状況でも、モータ１０の出力を増加させることにより、エンジン５の出力の低下を補うことができる。従って、エンジン５の再始動時に車両を走行させるのに必要なトルクを確保することができる。この結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【解決手段】モータ１０を制御するモータ制御部を設け、エンジン５を間欠運転により停止させた後、再始動する際に、モータ制御部によりモータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行っている。このため、エンジン５を間欠運転により停止させた際に改質触媒６２の温度が低下することにより、エンジン５を再始動した際に改質ガスを供給できないことによりエンジン５の出力が低下する状況でも、モータ１０の出力を増加させることにより、エンジン５の出力の低下を補うことができる。従って、エンジン５の再始動時に車両を走行させるのに必要なトルクを確保することができる。この結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料改質装置に関するものである。特に、この発明は、燃料を噴射した排気ガスを改質触媒に流すことにより、内燃機関で燃焼可能な改質ガスを生成する燃料改質装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関は、燃焼室で燃料を燃焼させることにより、燃料が燃焼する際の圧力によって気筒内に配設されるピストンを作動させることを介してクランクシャフトを回転させている。これにより、従来の内燃機関は、燃料の燃焼時の熱エネルギを運動エネルギとして取り出しており、燃料の燃焼後の排気ガスは、排気通路より大気に放出している。しかし、このような内燃機関では、熱エネルギが熱や音として外部に放出されたり、機械的な損失が発生したりするため、熱エネルギを運動エネルギとして使用できるのは熱エネルギのうちの一部となっている。このため、熱効率はあまり高くないが、従来の内燃機関では、排気ガスを有効利用することにより、熱効率の向上を図っているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のアルコール改質ガスエンジンは、アルコールを燃料としており、内燃機関であるエンジンの排気管に組み込まれると共に排気熱を利用してアルコール燃料を熱分解する改質触媒を有するアルコール改質装置が備えられている。これにより、エンジンの運転時には、アルコール燃料をアルコール改質装置で排気熱を利用して改質反応させることにより、改質ガスを生成している。この改質ガスは、排気熱を利用して生成されたものであり、改質反応前のアルコール燃料よりも発熱量が高くなっている。このように、排気ガスの熱を利用してアルコール燃料を改質し、発熱量が高くなった改質ガスをエンジンに供給して燃焼させることにより、排気ガスを有効利用することができ、熱効率の向上を図ることができる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のエンジンの燃料供給装置でも同様に、アルコールを、水素を含有する改質ガスに改質する改質触媒を有する改質器が設けられている。これにより、エンジンの運転時には、ガソリンとアルコールとの混合燃料を改質器に送り込むことにより、排気ガスの熱によって混合燃料内のアルコールを、水素を含有する改質ガスに改質している。このようにアルコールを改質した改質ガスは、エンジンに吸気させてガソリンと共に燃焼させることにより、熱効率の向上を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９１７７４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１７５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように改質触媒は、排気ガスの熱を利用することによる吸熱反応によってアルコールの改質を行うが、従来の内燃機関に備えられる改質触媒は、効果的に吸熱反応をさせるために、排気ガスを浄化する浄化触媒と一体になっているものが多い。詳しくは、このような浄化触媒は、温度が所定の温度以上にならないと排気ガスを浄化するのが困難になるため、内燃機関の運転時には温度がなるべく所定の温度以上になるように保たれている。このため、改質触媒を浄化触媒と一体にすることにより、浄化触媒の熱を利用して、より効果的に改質触媒でアルコールを吸熱反応させることができ、改質を行うことができる。
【０００７】
ここで、近年の車両には、運転時の燃費の向上を目的として、車両走行時の動力源である原動手段として内燃機関の他に電気で作動するモータも備えた、いわゆるハイブリッドシステムを搭載しているものがある。ハイブリッドシステムは、内燃機関の動力とモータの動力とにより車両を走行させるが、ハイブリッドシステムの中には、車両の運転状況に応じて内燃機関を停止し、モータのみで走行する状態になるものもある。このため、このタイプのハイブリッドシステムによって制御される内燃機関は、車両の運転状態に応じて作動と停止を繰り返す、間欠運転をする。
【０００８】
このように内燃機関が間欠運転をする場合において内燃機関が停止した場合には、排気ガスは排出されないため浄化触媒にも排気ガスは流れなくなり、浄化触媒の温度は低下し易くなる。この場合、浄化触媒の熱を利用して改質用燃料であるアルコールの改質を行う改質触媒の温度も低下し易くなる。このため、間欠運転により停止した内燃機関の再始動時には、改質触媒の温度が低下した状態になり易いため、改質用燃料の改質を行うのが困難になる虞がある。この場合、改質ガスを生成するのが困難になるため、内燃機関には改質ガスを供給できなくなり、内燃機関の運転は、改質ガスが供給されず燃料と空気との混合気のみの燃焼による運転になる。
【０００９】
また、特許文献１や特許文献２に記載されたエンジンなど改質ガスが供給される内燃機関では、通常、改質ガスが供給される際には点火時期などの内燃機関の運転状態を、改質ガスも含めた燃焼時の適合値にして運転するが、改質触媒の温度の低下に起因して改質ガスが供給されない場合、内燃機関の運転状態が適切な運転状態ではなくなる虞がある。つまり、改質ガスを供給する内燃機関では、点火時期などの運転状態は、改質ガスの燃焼も含めた燃焼時の適合値になっているため、改質ガスが供給されない場合には混合気を最適な状態で燃焼させることができず、トルクが低下したり熱効率が低下したりする虞がある。このため、車両走行時のレスポンスが低下する虞があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善できる燃料改質装置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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る燃料改質装置は、車両に搭載され、且つ、燃料を燃焼させることにより運転すると共に間欠運転をする内燃機関と電気で作動するモータとからなる原動手段のうち、前記内燃機関の気筒内から排出された排気ガスを浄化する浄化手段と、改質させる元になる燃料である改質用燃料を前記排気ガスに対して供給可能な改質用燃料供給手段と、前記改質用燃料供給手段により前記排気ガスに供給された前記改質用燃料を、前記浄化手段から伝達される熱を利用して改質することにより前記気筒内で燃焼可能な改質ガスを生成する改質手段と、前記改質手段の温度を取得する改質手段温度取得手段と、前記内燃機関を間欠運転により停止させた後再始動する際に前記改質手段温度取得手段で取得した前記改質手段の温度に基づいて前記モータの出力を増加させる制御である補助運転制御を行うモータ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、内燃機関を間欠運転により停止させた後、再始動する際に、モータの出力を増加させる制御である補助運転制御を行っている。このため、内燃機関を間欠運転により停止させた際に改質手段の温度が低下することにより、内燃機関を再始動した際に改質ガスを供給できないことにより内燃機関の出力が低下する状況でも、モータの出力を増加させることにより、内燃機関の出力の低下を補うことができる。従って、内燃機関の再始動時に車両を走行させるのに必要なトルクを確保することができる。この結果、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【００１３】
また、この発明に係る燃料改質装置は、前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、要求トルクと実測トルクとの差に基づいてモータの出力を増加させるため、モータの出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。この結果、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【００１５】
また、この発明に係る燃料改質装置は、さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する実測トルク判定手段を備えており、前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記実測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
この発明では、要求トルクと実測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータの出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータの電源の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【００１７】
また、この発明に係る燃料改質装置は、前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、要求トルクと予測トルクとの差に基づいてモータの出力を増加させるため、モータの出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。また、内燃機関の運転時におけるトルクを予測し、この予測トルクと要求トルクとの差に基づいてモータの出力を増加させるため、内燃機関のトルクを実測する必要がなくなる。このため、より短時間でモータの出力を増加させることができる。これらの結果、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【００１９】
また、この発明に係る燃料改質装置は、さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する予測トルク判定手段を備えており、前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記予測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
この発明では、要求トルクと予測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータの出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータの電源の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る燃料改質装置は、間欠運転をする内燃機関の再始動時における内燃機関のレスポンスを改善できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る燃料改質装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、こ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、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の説明では、燃料改質装置を備える内燃機関の一例として、内燃機関を運転させる燃料としてガソリンとアルコール燃料とを用いることができる車両であるＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）に搭載される内燃機関の場合について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、実施例１に係る燃料改質装置を備えるエンジンを搭載する車両の要部概略図である。同図に示す車両１は内燃機関であるエンジン５とモータ（モータジェネレータ）１０とを有するハイブリッド装置３を備えており、これらのエンジン５とモータ１０とは、共に車両１の走行時の原動力を発生する原動手段として設けられている。また、ハイブリッド装置３は、エンジン５の出力を受けて発電を行う発電機（モータジェネレータ）１１を有しており、エンジン５と発電機１１とは、動力分割機構１２によって接続されている。さらに、動力分割機構１２とモータ１０とは、共に減速機１５に接続されており、減速機１５は、駆動軸１６を介して車両１の駆動輪１７に接続されている。このうち、動力分割機構１２は、エンジン５の出力を発電機１１と減速機１５とに振り分ける。
【００２４】
また、減速機１５は、動力分割機構１２を介して伝達されたエンジン５の出力やモータ１０の出力を減速して駆動輪１７に伝達する。つまり、減速機１５は、エンジン５から車両１が有する車輪である駆動輪１７までの動力の伝達経路及びモータ１０から駆動輪１７までの動力の伝達経路に設けられると共に、エンジン５の出力やモータ１０の出力を変速して駆動輪１７方向に伝達する変速手段として設けられている。また、動力分割機構１２は、エンジン５の出力を、発電機１１への出力と、車両１の走行時の駆動力と、に分割可能な動力分割手段として設けられている。
【００２５】
また、エンジン５から動力分割機構までの間の動力伝達経路には、エンジン５のトルクを検出する内燃機関トルク検出手段であるエンジントルクセンサ２７が設けられている。同様に、モータ１０から減速機１５までの間の動力伝達経路には、モータ１０のトルクを検出するモータトルク検出手段であるモータトルクセンサ２８が設けられている。
【００２６】
また、モータ１０は交流同期電動機であり、インバータ１３に接続され、交流電力によって駆動する。インバータ１３は、車両１に搭載されるバッテリ１４に蓄えられた電力を直流から交流に変換してモータ１０に供給すると共に、発電機１１によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ１４に蓄えることができるように設けられている。このように、バッテリ１４は、モータ１０を駆動させる場合におけるモータ１０の電源として設けられており、また、発電機１１は、エンジン５の出力により発電すると共に発電した電気をバッテリ１４に充電可能な発電手段として設けられている。発電機１１も、基本的には上述したモータ１０とほぼ同様の構成を有しており、交流同期電動機としての構成を有している。この場合、モータ１０が主として駆動力を出力するのに対し、発電機１１は主としてエンジン５の出力を受けて発電する役割をする。
【００２７】
また、モータ１０は主として駆動力を発生させるが、駆動輪１７の回転を利用して発電（回生発電）することもでき、発電機として機能することも可能になっている。この場合、駆動輪１７には回生ブレーキを作用させることができるので、これを通常の制動手段であるフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両１を制動させることができる。一方、発電機１１は主としてエンジン５の出力を受けて発電をするが、インバータ１３を介してバッテリ１４の電力を受けて駆動する電動機としても機能することが可能になっている。
【００２８】
また、エンジン５、モータ１０、発電機１１、動力分割機構１２は、それぞれＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続されており、ＥＣＵにより制御可能に設けられている。詳しくは、エンジン５及び動力分割機構１２は、これらを制御するエンジンＥＣＵ２１に接続されており、モータ１０及び発電機１１は、これらを制御するモータＥＣＵ２２に接続されている。これにより、エンジン５及び動力分割機構１２はエンジンＥＣＵ２１によって制御可能になっており、モータ１０及び発電機１１はモータＥＣＵ２２によって制御可能になっている。また、バッテリ１４は、バッテリ１４の電気残量である充電量を監視するバッテリＥＣＵ２３に接続されている。
【００２９】
さらに、これらのエンジンＥＣＵ２１とモータＥＣＵ２２とバッテリＥＣＵ２３とは、メインＥＣＵ２０に接続されており、エンジン５による駆動と、モータ１０及び発電機１１による駆動とは、メインＥＣＵ２０によって総合的に制御される。即ち、メインＥＣＵ２０によりエンジン５の出力とモータ１０及び発電機１１による出力の配分が決定され、この決定に応じてエンジン５、モータ１０及び発電機１１を制御すべく、各制御指令がメインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２に出力される。また、エンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２は、エンジン５、モータ１０及び発電機１１の情報をメインＥＣＵ２０に出力している。
【００３０】
また、バッテリＥＣＵ２３は、バッテリ１４の充電状態を監視し、充電量が不足した場合には、メインＥＣＵ２０に対して充電要求指令を出力する。充電要求指令を受けたメインＥＣＵ２０はバッテリ１４に充電をするように発電機１１を発電させる制御を行う。
【００３１】
また、メインＥＣＵ２０には、車両１の室内に設けられると共に車両１の走行時に開度を調整するアクセルペダル２５の近傍に位置し、アクセルペダル２５の開度を検出可能なアクセル開度検出手段であるアクセル開度センサ２６が接続されている。また、このメインＥＣＵ２０には、エンジントルクセンサ２７及びモータトルクセンサ２８が設けられている。
【００３２】
図２は、図１のエンジン及びこのエンジンに備えられる燃料改質装置の構成図である。図１に示すエンジン５には、実施例１に係る燃料改質装置３０が備えられている。このように燃料改質装置３０が備えられているエンジン５は、４つの気筒６が直列に配置されている。また、このエンジン５には、気筒６内に連通すると共に気筒６内に吸入される空気が流れる通路である吸気通路４０と、気筒６内で燃料を燃焼させた後、気筒６内から排出される排気ガスが流れる排気通路５０とが接続されている。これらの吸気通路４０と排気通路５０とは、気筒６の数に合わせてそれぞれ４つの通路に分岐しており、分岐した通路が４つの気筒６に対応し、気筒６内に連通してエンジン５に接続されている。
【００３３】
この吸気通路４０と排気通路５０とのうち吸気通路４０には、エンジン５の運転時に気筒６に対して燃料を供給可能な燃料供給手段であるインジェクタ４１が配設されている。このインジェクタ４１は、エンジン５の運転時に気筒６内に燃料を噴射することにより、気筒６に対して燃料を供給可能に設けられている。また、吸気通路４０を流れる空気の流れ方向におけるインジェクタ４１の上流側には、吸気通路４０内を開閉可能なスロットルバルブ４２が配設されており、スロットルバルブ４２のさらに上流側には、吸気通路４０内を流れる空気の流量を検出可能なエアフロメータ４３が設けられている。このように形成される吸気通路４０の入口には、吸気通路４０に流入する空気中の不純物を除去するエアクリーナ４４が設けられている。
【００３４】
また、排気通路５０には、排気ガスの成分を検出可能な排気ガス成分検出手段であるＯ２センサ６５が設けられており、さらに、排気ガスを浄化し、且つ、改質用燃料の改質を行う触媒部６０が備えられている。この触媒部６０には、排気ガスを浄化する浄化手段である浄化触媒６１が内設されている。さらに、触媒部６０には、改質用の燃料である改質用燃料より、気筒６内で燃焼可能な改質ガスを生成する改質手段である改質触媒６２が内設されている。この改質触媒６２は、触媒部６０に内設される浄化触媒６１の周囲に配設されており、例えばロジウム系の触媒が用いられている。また、触媒部６０には、改質触媒６２の温度を検出可能な改質手段温度検出手段である改質触媒温度センサ６６が備えられている。
【００３５】
また、排気通路５０は、排気通路５０内を流れる排気ガスの流れ方向における触媒部６０の上流で通路が分岐しており、分岐した通路のうち、一方の通路は排気通路５０の主となる通路である排気主通路５１となっている。また、排気通路５０の分岐した通路のうち、他方の通路は改質用通路５２となっている。この改質用通路５２は、一端が排気主通路５１に接続され、他端が触媒部６０に接続されている。このように形成される改質用通路５２には、改質させる元になる燃料である改質用燃料を排気ガスに対して供給可能な改質用燃料供給手段である改質用燃料インジェクタ５５が設けられている。この改質用燃料インジェクタ５５は、改質用燃料を改質用通路５２内に噴射することにより、改質用燃料を排気ガスに対して供給可能になっている。
【００３６】
また、改質用燃料インジェクタ５５が設けられる改質用通路５２は、一端が排気主通路５１に接続され、他端が触媒部６０に接続されており、改質用通路５２内を流れる排気ガスは、排気主通路５１側から触媒部６０側に流れる。このため、改質用燃料インジェクタ５５は、改質用通路５２内を流れる排気ガスの流れ方向における触媒部６０の上流側に位置している。換言すると、触媒部６０に設けられる改質触媒６２は、改質用燃料インジェクタ５５で改質用燃料を供給する排気ガスの流れ方向における改質用燃料インジェクタ５５の下流側に位置している。
【００３７】
また、触媒部６０にはＥＧＲガス通路７０が接続されており、このＥＧＲガス通路７０は、排気ガスが流れる方向において触媒部６０と吸気通路４０との間に設けられている。つまり、ＥＧＲガス通路７０は、触媒部６０と吸気通路４０とを接続している。このように設けられるＥＧＲガス通路７０は、触媒部６０からＥＧＲガス通路７０に流れた排気ガス及び改質触媒６２で生成した改質ガスが、触媒部６０側から吸気通路４０側に流れることができるように形成されている。即ち、ＥＧＲガス通路７０は、改質ガスを気筒６の吸気通路４０に流入可能な還流通路となっている。
【００３８】
また、当該ＥＧＲガス通路７０には、ＥＧＲガス通路７０を流れる排気ガスや改質ガスを冷却可能な冷却手段であるＥＧＲクーラ７１が設けられている。ＥＧＲクーラ７１は、エンジン５を循環し、車両１の運転時にエンジン５を冷却する冷却媒体である冷却水（図示省略）と、排気ガス及び改質ガスとの間で熱交換を行うことができるように形成されており、排気ガス及び改質ガスは、冷却水との間で熱交換を行うことにより温度が低下する。
【００３９】
また、ＥＧＲガス通路７０には、ＥＧＲクーラ７１が設けられている部分と吸気通路４０に接続されている部分との間の部分、即ち、ＥＧＲガス通路７０における吸気通路４０に接続されている部分の近傍に、ＥＧＲガス通路７０内を開閉可能なＥＧＲガス流量調整バルブ７２が配設されている。
【００４０】
また、このように設けられるＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、双方の通路が接続される触媒部６０を挟んで直線状に形成されている。詳しくは、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、排気主通路５１内を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する方向で触媒部６０に接続されており、さらに、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、触媒部６０に対して互いに略対向する位置に接続されている。これにより、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とにおける触媒部６０に接続されている部分は、触媒部６０を挟んで直線状に形成されている。
【００４１】
このように形成される排気通路５０は、排気主通路５１を流れる排気ガスの流れ方向における触媒部６０の下流側にも設けられている。即ち、排気通路５０は、排気ガスの流れ方向における触媒部６０の上流側から下流側にかけて連通して形成されている。
【００４２】
また、吸気通路４０に設けられたインジェクタ４１、及び改質用通路５２に設けられた改質用燃料インジェクタ５５は、当該エンジン５を備える車両１に設けられ、エンジン５の運転用の燃料を貯留する燃料タンク７５に接続されている。この燃料タンク７５は、燃料タンク７５内の燃料を外部に送出可能な燃料フィードポンプ７６を備えており、燃料タンク７５内の燃料は、この燃料フィードポンプ７６によってインジェクタ４１及び改質用燃料インジェクタ５５に供給可能に設けられている。また、実施例１に係る燃料改質装置３０では、燃料タンク７５に貯留される燃料は、ガソリンとアルコール燃料とが混合された混合燃料となっている。
【００４３】
これらのインジェクタ４１及び改質用燃料インジェクタ５５、スロットルバルブ４２、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２、エアフロメータ４３、Ｏ２センサ６５、改質触媒温度センサ６６は、エンジンＥＣＵ２１に接続されている。
【００４４】
図３は、図２に示す燃料改質装置の要部構成図である。エンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２は、共にメインＥＣＵ２０に接続されている。このうち、まずメインＥＣＵ２０について説明すると、メインＥＣＵ２０には、処理部８１、記憶部９５及び入出力部９６が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、メインＥＣＵ２０に接続されているエンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２、アクセル開度センサ２６、エンジントルクセンサ２７、モータトルクセンサ２８は、入出力部９６に接続されており、入出力部９６は、これらのエンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ２２との間で信号の入出力を行う。また、記憶部９５には、実施例１に係る燃料改質装置３０を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部９５は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００４５】
また、処理部８１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、エンジン５の運転を制御すると共に少なくともエンジン５の間欠運転の制御が可能に設けられた内燃機関制御手段であるエンジン制御部８２と、モータ１０を制御すると共にエンジン５を間欠運転により停止させた後再始動する際に改質触媒６２の温度に基づいてモータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行うモータ制御手段であるモータ制御部８３と、を有している。
【００４６】
また、処理部８１は、エンジン５の回転数、エンジン５の運転時の負荷、エンジン５やモータ１０のトルク、改質触媒６２の温度など、車両１の走行時における運転状況を取得する運転状況取得手段である運転状況取得部８４と、アクセル開度より、車両１の走行時における目標となるトルクである要求トルクを導出する要求トルク導出手段である要求トルク導出部８５と、改質触媒６２が改質用燃料を改質可能であるか否かを、改質触媒温度に基づいて判定する改質可能判定手段である改質可能判定部８６と、を有している。
【００４７】
また、処理部８１は、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと、エンジン５の運転時にエンジントルクセンサ２７によって実際に測定したエンジントルクである実測トルクとの差が、車両１の走行時に必要なトルクのモータ１０による補助であるモータアシストを行うか否かの基準となる所定値である基準差Ｓよりも大きいか否かを判定する実測トルク判定手段である実測トルク判定部８７と、モータ１０の出力を設定するモータ出力設定手段であるモータ出力設定部８８と、改質用燃料を改質可能であるか否かを示すフラグＦの制御を行うフラグ制御手段であるフラグ制御部８９と、現在のフラグＦの状態を判定するフラグ判定手段であるフラグ判定部９０と、を有している。
【００４８】
また、エンジンＥＣＵ２１の基本的な構成はメインＥＣＵ２０と同様な構成になっており、エンジンＥＣＵ２１は、メインＥＣＵ２０と同様に処理部１０１、記憶部１０８、入出力部１０９を有している。これらの処理部１０１、記憶部１０８、入出力部１０９は、互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、エンジンＥＣＵ２１に接続されているインジェクタ４１、改質用燃料インジェクタ５５、スロットルバルブ４２、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２、エアフロメータ４３、Ｏ２センサ６５、改質触媒温度センサ６６は、入出力部１０９に接続されており、入出力部１０９は、これらのスロットルバルブ４２や改質触媒温度センサ６６等との間で信号の入出力を行う。また、記憶部１０８には、メインＥＣＵ２０の記憶部９５と同様に実施例１に係る燃料改質装置３０を制御するコンピュータプログラムが格納されている。
【００４９】
また、処理部１０１は、メモリ及びＣＰＵにより構成されており、スロットルバルブ４２の開閉の制御が可能なスロットルバルブ制御部１０２と、エアフロメータ４３での検出結果より運転中のエンジン５の吸入空気量を取得可能な吸入空気量取得部１０３と、インジェクタ４１から噴射する燃料の噴射量を制御可能な燃料噴射量制御部１０４と、改質用燃料インジェクタ５５から噴射する改質用燃料の噴射量を制御可能な改質用燃料噴射量制御部１０５と、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開閉の制御が可能なＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６と、改質触媒温度センサ６６での検出結果より改質触媒６２の温度を取得する改質手段温度取得手段である改質触媒温度取得部１０７と、を有している。
【００５０】
また、モータＥＣＵ２２の基本的な構成は、メインＥＣＵ２０やエンジンＥＣＵ２１と同様の構成になっており、モータＥＣＵ２２は、メインＥＣＵ２０等と同様に処理部１１１、記憶部１１５、入出力部１１６を有している。これらの処理部１１１、記憶部１１５、入出力部１１６は、互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、モータＥＣＵ２２に接続されているモータ１０と発電機１１は、入出力部１１６に接続されており、入出力部１１６は、これらのモータ１０と発電機１１との間で信号の入出力を行う。
【００５１】
これらのメインＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２によって制御される燃料改質装置３０の制御は、例えば、改質触媒温度センサ６６などによる検出結果に基づいて、メインＥＣＵ２０の処理部８１が上記コンピュータプログラムを当該処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて、エンジンＥＣＵ２１を介してＥＧＲガス流量調整バルブ７２などを作動させることにより制御する。その際に処理部８１は、適宜記憶部９５へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように燃料改質装置３０を制御する場合には、上記コンピュータプログラムの代わりに、メインＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００５２】
この実施例１に係る燃料改質装置３０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例１に係る燃料改質装置３０が設けられる車両１は、運転時には車両１の室内に設けられるアクセルペダルの開度であるアクセル開度をメインＥＣＵ２０の処理部８１が有する運転状況取得部８４で取得し、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度に応じて、エンジン５やモータ１０を制御する制御指令をメインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ２２に出力する。
【００５３】
このうち、エンジンＥＣＵ２１は、メインＥＣＵ２０からの制御指令に応じて当該エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有するスロットルバルブ制御部１０２が、スロットルバルブ４２の開度を制御する。これにより、吸気通路４０にはスロットルバルブ４２の開度に応じた空気が流れる。吸気通路４０に空気が流れた場合、この空気の流量をエアフロメータ４３で検出し、エアフロメータ４３での検出結果をエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する吸入空気量取得部１０３で取得する。
【００５４】
吸入空気量取得部１０３で取得した吸入空気量は、アクセル開度などの運転状態に関する情報と共にエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する燃料噴射量制御部１０４に伝達され、伝達された運転状態に関する情報に応じて燃料噴射量制御部１０４によってインジェクタ４１を制御し、インジェクタ４１を作動させる。エンジン５の運転時には、インジェクタ４１には、燃料タンク７５が備える燃料フィードポンプ７６によって燃料タンク７５内の燃料が供給されるため、燃料噴射量制御部１０４がインジェクタ４１を作動させることにより、インジェクタ４１は、燃料噴射量制御部１０４での制御に応じた燃料を吸気通路４０内に噴射する。
【００５５】
このように、吸気通路４０内に対してインジェクタ４１から燃料を噴射することにより、噴射した燃料は吸気通路４０内を流れる空気と混合し、混合気となって吸気通路４０内を流れる。吸気通路４０内を流れる混合気は、分岐して形成される吸気通路４０に沿って分岐し、エンジン５が有する４つの気筒６内に吸入される。
【００５６】
気筒６内に吸入された混合気は、それぞれの気筒６の燃焼行程で混合気中の燃料が燃焼し、燃焼後の排気ガスは、排気行程で気筒６内から排気通路５０に流出する。排気通路５０に排気ガスが流れた場合、排気ガスの大部分は排気通路５０の排気主通路５１を通り、触媒部６０に流れて触媒部６０に設けられる浄化触媒６１に流れる。浄化触媒６１に流れた排気ガスは浄化触媒６１によって浄化され、排気ガスの流れ方向における触媒部６０の下流側に位置する排気通路５０に流れて大気に放出される。また、このように排気ガスが浄化触媒６１を通過する際には、浄化触媒６１には排気ガスの熱が伝達されるため、浄化触媒６１は、排気ガスの熱により温度が上昇する。
【００５７】
一方、排気通路５０を流れる排気ガスのうち、一部の排気ガスは改質用通路５２に流れる。改質用通路５２には、このように一部の排気ガスが流れるが、この改質用通路５２には改質用燃料インジェクタ５５が設けられている。改質用燃料インジェクタ５５は、改質用通路５２内を流れる排気ガスに対して、排気ガスの改質を行う際に用いる燃料である改質用燃料を噴射可能に設けられており、その噴射量は、エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質用燃料噴射量制御部１０５によって制御可能に設けられている。つまり、改質用燃料噴射量制御部１０５は改質用燃料インジェクタ５５を制御することにより改質用燃料インジェクタ５５を作動させることができるが、改質用燃料インジェクタ５５には、インジェクタ４１と同様に燃料タンク７５が備える燃料フィードポンプ７６によって燃料タンク７５内の燃料が供給される。このため、改質用燃料噴射量制御部１０５が改質用燃料インジェクタ５５を作動させることにより、改質用燃料インジェクタ５５は、改質用燃料噴射量制御部１０５での制御に応じて燃料タンク７５内の燃料を、改質用燃料として改質用通路５２内に噴射する。
【００５８】
改質用燃料噴射量制御部１０５によって制御される改質用燃料インジェクタ５５から改質用燃料を噴射した場合、改質用燃料は改質用通路５２を流れる排気ガスと混合し、混合した状態で触媒部６０に流入する。このように、改質用燃料と混合した状態で触媒部６０に流入した排気ガスは、触媒部６０に設けられている改質触媒６２を通過する。
【００５９】
ここで、改質触媒６２は、浄化触媒６１の周囲に配設されて浄化触媒６１と一体となって触媒部６０に内設されているが、浄化触媒６１は、排気主通路５１から流れる排気ガスの熱が伝達されることにより、温度が高くなっている。このため、このように温度が高くなった浄化触媒６１の熱は改質触媒６２に伝達され、改質触媒６２の温度も上昇する。これにより、改質用燃料と混合した排気ガスが改質触媒６２を通過する際には、改質触媒６２は排気ガスに熱を与えながら通過する排気ガスを改質し、改質ガスを生成する。
【００６０】
つまり、改質触媒６２は、浄化触媒６１を介して排気ガスの熱が伝達されることにより温度が上昇するが、改質触媒６２の作用で排気ガスを改質する際には、この熱を利用し、吸熱反応により改質する。このように、触媒部６０に内設される改質触媒６２は、浄化触媒６１が排気ガスを浄化する際に排気ガスから伝達される熱を利用して改質ガスを生成可能に設けられている。この改質により生成した改質ガスは、水素を含んでおり、燃焼可能な気体となっている。
【００６１】
改質触媒６２では、このように改質用燃料を改質して改質ガスを生成するが、改質触媒６２で生成した改質ガス、及び改質ガスに改質されずに改質触媒６２を通過する排気ガスは、エンジン５に還流する還流ガスであるＥＧＲガスとして、ＥＧＲガス通路７０に流れる。ＥＧＲガス通路７０に流れたＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ７１を通過する。その際に、ＥＧＲクーラ７１は、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行わせる。これにより、ＥＧＲガスは、温度が低下する。
【００６２】
ＥＧＲクーラ７１によって温度が低下したＥＧＲガスは、さらにＥＧＲガス通路７０を流れ、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の方向に向かう。このＥＧＲガス流量調整バルブ７２は、エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有するＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６によって制御可能に設けられており、ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６は、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２を制御することによりＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度を調整する。
【００６３】
ここで、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２が設けられるＥＧＲガス通路７０は、吸気通路４０に接続されているが、吸気通路４０内を流れる空気とＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスとでは、ＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスの方が、吸気通路４０内を流れる空気よりも圧力が高くなっている。このため、吸気通路４０とＥＧＲガス通路７０とが連通した状態では、ＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスは、吸気通路４０内に流入する。
【００６４】
従って、ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６によってＥＧＲガス流量調整バルブ７２を制御し、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度を大きくした場合には、ＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスの吸気通路４０内への流入量は多くなり、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度を小さくした場合には、吸気通路４０内へのＥＧＲガスの流入量は少なくなる。
【００６５】
吸気通路４０には、このようにＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度に応じた量のＥＧＲガスが流れるが、このＥＧＲガスには、改質ガスが含まれており、さらに改質ガスには、水素や一酸化炭素などの燃焼可能なガスが含まれている。このため、ＥＧＲガスが流入した気筒６内で燃料が燃焼する場合には、燃料と共に改質ガスも燃焼する。特に、水素は急速燃焼をするガスであるため、水素が燃焼をする際には、気筒６内の水素は急速な燃焼速度で燃焼する。
【００６６】
また、これらのように気筒６内で燃焼する改質ガスは、エンジン５の運転に用いられる燃料であるガソリンとアルコール燃料との混合燃料よりも発熱量が高いため、改質ガスが燃焼した際には、エンジン５の出力は増加する。従って、ＥＧＲガスに含まれる改質ガスを燃焼させる場合において、エンジン５の出力を一定にする場合には、改質ガスを燃焼させない場合と比較してスロットルバルブ４２は閉じ、インジェクタ４１から噴射する燃料の噴射量を低減させる。
【００６７】
燃料改質装置３０を備えるエンジン５の運転時は、このように運転するが、このエンジン５はハイブリッド装置３が有する複数の原動手段のうちの１つになっている。ハイブリッド装置３を備える車両１の走行時は、車両１の運転状態に応じてメインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２に対して制御指令を出力することにより、原動手段であるエンジン５、モータ１０及び発電機１１による駆動が、総合的に制御される。この制御は、エンジン５、モータ１０、発電機１１の出力を制御したり、起動と停止を繰り返す、いわゆる間欠運転の制御をしたりする。
【００６８】
このうち、エンジン５及び発電機１１の出力は、動力分割機構１２に伝達され、動力分割機構１２から減速機１５に伝達される。また、モータ１０の出力は、直接減速機１５に伝達される。減速機１５に伝達されたエンジン５、モータ１０、発電機１１の出力は、減速機１５から駆動軸１６に伝達され、駆動力として駆動輪１７に伝達される。これにより、当該ハイブリッド装置３を搭載する車両１は、エンジン５、モータ１０及び発電機１１の出力により走行する。
【００６９】
車両１の運転時には、エンジン５は間欠運転を行うが、この間欠運転の制御は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で行う。エンジン制御部８２は、メインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１に対してエンジン５の間欠運転の制御指令を出力することにより、エンジンＥＣＵ２１によって実質的なエンジン５の制御を行う。例えば、メインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１に対してエンジン５の間欠運転によりエンジン５を停止させる制御指令を出力した場合には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２から、エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する燃料噴射量制御部１０４に対してインジェクタ４１から噴射する燃料を停止するようにインジェクタ４１を制御する信号を送信する。これにより、インジェクタ４１から燃料は噴射されなくなるため、気筒６内に燃料は供給されなくなり、エンジン５は運転を停止する。
【００７０】
間欠運転により停止したエンジン５を再始動する場合には、エンジン制御部８２から燃料噴射量制御部１０４に対してインジェクタ４１から燃料を噴射するようにインジェクタ４１を制御する信号を送信する。さらに、この状態で、モータＥＣＵ２２でモータ１０を制御しつつエンジンＥＣＵ２１で動力分割機構１２を制御し、モータ１０の出力を、減速機１５及び動力分割機構１２を介してエンジン５に伝達する。これにより、エンジン５が有する回転軸であるクランクシャフト（図示省略）が回転し、ピストン（図示省略）が気筒６内で往復しながら空気と燃料との混合気が気筒６内に供給されるため、エンジン５は再始動する。
【００７１】
このように、間欠運転によりエンジン５を停止した後、再始動する際には、実施例１に係る燃料改質装置３０では、車両１の通常運転時におけるモータ１０の出力と比較してモータ１０の出力を増加させる。つまり、間欠運転によりエンジン５を停止した後、車両１を加速させるために再始動する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３は、モータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行う。これにより、モータ１０は、通常運転時におけるモータトルクよりも、モータトルクを大きくした状態での運転であるモータアシスト運転で運転する。
【００７２】
ここで、エンジン５を間欠運転する際に変化するエンジン５の回転数とトルク、及び改質触媒６２の温度について説明する。図４は、従来の燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。図５は、実施例１に係る燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。車両１の走行時には、車両１の駆動輪１７にはエンジン５の出力とモータ１０の出力とが伝達可能に設けられているため、車両１はエンジントルク１３１とモータトルク１３２とを合計したトルクである合計トルク１３０により走行する。このため、車両１の走行時には、この合計トルク１３０を、目標となる走行状態で車両１の走行が可能な大きさにする。また、車両１には原動手段としてエンジン５とモータ１０とが搭載されているが、車両１がエンジン５の運転のみで走行をする場合には、エンジントルク１３１と合計トルク１３０とは同じ大きさになり、エンジン５は、車両１の走行状態に適した回転数１２０及びエンジントルク１３１で運転をする（図４、図５）。
【００７３】
また、このようにエンジン５を運転している場合には、エンジン５からは排気ガスが排出されるため、この排気ガスの熱によって改質触媒６２の温度である改質触媒温度１４０は上昇する。このため、改質触媒温度１４０は、改質用燃料が混合された排気ガスを吸熱反応させることにより改質触媒６２で改質ガスを生成可能な温度である改質可能温度１４５以上になる。
【００７４】
これに対し、車両１の走行中に間欠運転によりエンジン５を停止させる場合、エンジン５の回転数１２０及びエンジントルク１３１は低下し、共に０になる。また、車両１の走行中に間欠運転によりエンジン５を停止させる場合には、エンジン５を停止させると同時にモータトルク１３２を上昇させ、モータトルク１３２を、目標となる走行状態で車両１の走行が可能な大きさにする。このため、車両１はモータトルク１３２のみで走行することになるため、合計トルク１３０はモータトルク１３２と同じ大きさになる。つまり、間欠運転によりエンジン５を停止させた場合には、車両１はモータ１０の出力により走行をする（図４、図５）。
【００７５】
また、間欠運転によりエンジン５を停止させた場合には、エンジン５からは排気ガスが排出されなくなる。このため、改質触媒６２には高温の排気ガスの熱が伝達されなくなるため、改質触媒温度１４０は、改質用燃料が混合された排気ガスを吸熱反応させて改質ガスを生成する際における温度の低下や改質触媒６２の放熱により、時間が経過するに従って低下する。これにより、改質触媒温度１４０は改質可能温度１４５よりも低下し、改質触媒６２で改質ガスを効率よく生成することができなくなる（図４、図５）。これらのように、間欠運転によりエンジン５を停止させている期間、即ち、エンジン停止ＥＳからエンジン再始動ＥＲまでの期間であるエンジン停止期間ＳＴは、エンジン５の回転数１２０及びエンジントルク１３１が０になり、合計トルク１３０とモータトルク１３２とが等しくなり、改質触媒温度１４０が低下する。
【００７６】
この状態で、例えば運転者がアクセル開度を大きくすることなどにより要求トルク１３５が大きくなった場合には、合計トルク１３０を要求トルク１３５に合わせて上昇させるために、停止中のエンジン５を再始動する。これにより、エンジン５の回転数１２０は上昇し、エンジントルク１３１も上昇するので、合計トルク１３０はエンジントルク１３１が増加した分、増加する。
【００７７】
エンジン５の停止中に合計トルク１３０を増加させる場合には、エンジン５を再始動して合計トルク１３０にエンジントルク１３１を加えることにより増加させるが、エンジン５の停止中は改質触媒温度１４０が低下しているため、所望の大きさのエンジントルク１３１を得ることは困難なものとなっている。つまり、車両１の運転中は、エンジン５の点火時期などエンジン５の運転時に変更可能な運転条件の適合値を、改質ガスがエンジン５に供給される状態で運転する場合における適合値にして運転をしている。
【００７８】
しかし、エンジン５を停止させた場合には、改質触媒温度１４０が低下して改質可能温度１４５よりも低くなるので、改質触媒６２で改質ガスを生成するのが困難になる。このため、エンジン再始動ＥＲの直後に、エンジン５に改質ガスを供給するのは困難になるため、エンジン再始動ＥＲの直後は、エンジントルク１３１は大きくなり難くなっている。従って、従来の燃料改質装置でエンジン５を間欠運転した場合における、停止したエンジンの再始動後の合計トルク１３０は、要求トルク１３５の大きさまで大きくなるのは困難なものとなり、要求トルク１３５を満たすのは困難になる（図４）。
【００７９】
この場合、車両１を要求トルク１３５の大きさのトルクで走行させることができないので、アクセル開度に応じた走行ができなくなる。つまり、加速時におけるアクセルペダル２５の操作に対するレスポンスが悪化する。このため、停止させたエンジン５を再始動させた場合において改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以下となっている期間である改質可能温度未達時間ＹＴの間は、エンジン５には改質ガスが供給され難くなるため、この期間では、エンジントルク１３１は大幅には上昇し難くなっている。従って、合計トルク１３０も大幅には上昇し難くなり、改質可能温度未達時間ＹＴの期間は、車両１の加速時における要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことは困難なものとなる。
【００８０】
また、この状態でエンジン５を運転し続けた場合、改質触媒６２はエンジン５から排出される排気ガスの熱が伝達されることによって温度が上昇する。このように、改質触媒６２に排気ガスの熱が伝達されることにより、改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以上になった場合、改質触媒６２は改質用燃料を改質して改質ガスを生成することができるので、エンジン５には、改質触媒６２で生成した改質ガスが供給される。これにより、エンジントルク１３１は大幅に上昇するため、合計トルク１３０も大幅に上昇する。これにより、合計トルク１３０は要求トルク１３５と同程度の大きさになり、車両１の加速時における要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことができる。
【００８１】
これに対し、実施例１に係る燃料改質装置３０では、車両１の加速時に、停止中のエンジン５を再始動させてエンジントルク１３１を上昇させる場合には、エンジン５を再始動させるのと同時にモータトルク１３２を上昇させる。これにより、エンジントルク１３１とモータトルク１３２とを合わせたトルクである合計トルク１３０は、大幅に大きくなる（図５）。
【００８２】
つまり、停止しているエンジン５を再始動させた直後の期間である改質可能温度未達時間ＹＴの間は、改質ガスの生成が困難なためエンジントルク１３１は大幅には上昇し難くなっているが、モータトルク１３２を上昇させることにより、合計トルク１３０は大幅に大きくなる。これにより、合計トルク１３０を要求トルクの大きさにすることができるため、要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことができる。従って、車両１を要求トルク１３５の大きさで走行させることができ、アクセル開度に応じた走行をすることができる。つまり、加速時におけるアクセルペダル２５の操作に対するレスポンスを確保することができる。
【００８３】
また、この状態でエンジン５を運転し続けた場合、改質触媒温度１４０は上昇する。これにより、改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以上になり、改質触媒６２で改質用燃料を改質して改質ガスを生成することができる状態になった場合には、エンジン５には、改質触媒６２で生成した改質ガスが供給される。この場合、エンジントルク１３１は大幅に上昇するため、モータトルク１３２を低下させても、合計トルク１３０は要求トルク１３５を維持することができる。このため、改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以上になった場合には、モータトルク１３２を低下させ、エンジン５に改質ガスが供給されることにより大幅に上昇したエンジントルク１３１と、低下させたモータトルク１３２とにより、合計トルク１３０を要求トルク１３５と同程度の大きさにする。これにより、車両１の加速時における要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことができる。
【００８４】
図６は、実施例１に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例１に係る燃料改質装置３０の制御方法、即ち、当該燃料改質装置３０の処理手順について説明する。なお、以下の処理手順の説明では、間欠運転により停止したエンジン５の再始動時における手順について説明する。実施例１に係る燃料改質装置３０の処理手順では、まず、運転状況を取得する（ステップＳＴ１０１）。この取得は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する運転状況取得部８４で、エンジン５の運転状況としてエンジン５の回転数、エンジン５の運転時の負荷、エンジン５やモータ１０のトルク、改質触媒６２の温度などを取得する。
【００８５】
このうち、エンジン５の回転数は、エンジン５の運転時における回転軸であるクランクシャフトの回転時の角速度を検出する角速度センサ（図示省略）の検出結果等より、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で導出する。導出したエンジン５の回転数は、運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８６】
また、エンジン５の運転時の負荷は、アクセル開度センサ２６で検出したアクセル開度や、エアフロメータ４３での検出結果よりエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する吸入空気量取得部１０３で取得した吸入空気量等が、運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８７】
また、エンジン５のトルクは、エンジントルクセンサ２７で検出した検出結果が運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。また、モータ１０のトルクは、モータトルクセンサ２８で検出した検出結果が運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８８】
また、改質触媒６２の温度は、改質触媒温度センサ６６での検出結果がエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質触媒温度取得部１０７に伝達されることにより改質触媒温度取得部１０７で取得する。取得した改質触媒６２の温度は、運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８９】
次に、要求トルクを導出する（ステップＳＴ１０２）。この導出は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度より、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する要求トルク導出部８５で導出する。詳しくは、メインＥＣＵ２０の記憶部９５には、予めアクセル開度と要求トルクとの関係を示すマップが記憶されているため、要求トルク導出部８５は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度を、この記憶部９５に記憶されているマップに照らし合わせることにより、要求トルクを導出する。
【００９０】
次に、改質用燃料を改質可能であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する改質可能判定部８６で行う。改質可能判定部８６には、運転状況取得部８４で取得した改質触媒温度が伝達され、この改質触媒温度と、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている改質可能温度とを、改質可能判定部８６で比較する。この比較により、改質触媒温度は改質可能温度以上であると判定した場合には、改質可能判定部８６は改質触媒６２で改質用燃料を改質可能であると判定し、改質触媒温度は改質可能温度よりも低いと判定した場合には、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定する。
【００９１】
改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定された場合には、次に、改質用燃料を改質可能であるか否かを示すフラグＦ＝０にする（ステップＳＴ１０４）。このフラグＦは、メインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されており、フラグＦを変更する制御は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ制御部８９で行う。改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定された場合には、フラグ制御部８９は、フラグＦを０にする。
【００９２】
次に、エンジン適合値を修正する（ステップＳＴ１０５）。ここでいうエンジン適合値とは、エンジン５の燃焼行程における点火時期など、エンジン５の運転時に調整可能な運転条件の値のうち、現在の運転状態に適した運転条件の値をいう。このエンジン適合値は、メインＥＣＵ２０の記憶部９５に、書き換え可能に記憶されている。このようにエンジン適合値を修正する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で、改質触媒６２で改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する。エンジン適合値の修正は、例えば、改質触媒６２で改質用燃料を改質可能な場合と比較して点火時期を遅角させる。
【００９３】
次に、実測トルクを取得する（ステップＳＴ１０６）。この取得は、エンジン適合値を修正した場合におけるエンジントルクを、エンジントルクセンサ２７での検出を介して運転状況取得部８４で取得し、この場合におけるエンジントルクを実測トルクとして取得する。
【００９４】
次に、（要求トルク−実測トルク）＞基準差Ｓであるかを判定する（ステップＳＴ１０７）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する実測トルク判定部８７で行う。実測トルク判定部８７には、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと、運転状況取得部８４で取得した実測トルクとが伝達され、これらのトルク同士の差が、モータアシストを行うか否かの基準となる差である基準差Ｓよりも大きいか否かを、実測トルク判定部８７で判定する。なお、実測トルク判定部８７での判定に用いる基準差Ｓは、要求トルクと実測トルクとのトルク差の閾値を示す所定値として、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている。
【００９５】
実測トルク判定部８７での判定（ステップＳＴ１０７）により、（要求トルク−実測トルク）は基準差Ｓよりも大きいと判定された場合には、次に、モータ出力を設定する（ステップＳＴ１０８）。このモータ出力の設定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ出力設定部８８で行う。モータ出力設定部８８は、要求トルクと実測トルクとの差に応じて、通常運転時よりもモータトルクが大きくなるようにモータ出力を設定する。具体的には、モータ出力設定部８８は、モータトルクを、通常運転時におけるモータトルクよりも、要求トルクと実測トルクとの差と同程度の大きさの分だけ上昇させて設定する。
【００９６】
次に、モータアシスト運転を行う（ステップＳＴ１０９）。この運転は、モータ出力設定部８８で設定されたモータ出力が、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３に伝達され、伝達されたモータ出力に基づいてモータ制御部８３からモータＥＣＵ２２に対して制御信号を伝達することにより、モータ１０を運転させる。これにより、モータ１０は、モータ出力設定部８８で設定されたモータ出力で運転する。即ち、モータ制御部８３は、要求トルクと実測トルクとの差が基準差Ｓより大きいと判定された場合にのみ、モータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行い、モータ制御部８３により制御されるモータ１０は、この補助運転制御により、通常運転時におけるモータトルクよりも、モータトルクを大きくした状態での運転であるモータアシスト運転を行う。モータアシスト運転の開始後は、モータ出力設定部８８で設定したモータ出力に対する、モータトルクセンサ２８で検出したモータトルクの差をフィードバックしてモータアシスト運転の制御をする。モータアシスト運転を行った後は、この処理手順から抜け出る。
【００９７】
これらに対し、改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、まず、フラグ制御部８９によってフラグＦ＝１にする（ステップＳＴ１１０）。改質触媒６２によって改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、フラグ制御部８９は、フラグＦを１にする。
【００９８】
次に、改質用燃料を噴射する（ステップＳＴ１１１）。この改質用燃料の噴射は、エンジン制御部８２からエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質用燃料噴射量制御部１０５に対して制御信号を送信し、改質用燃料インジェクタ５５を改質用燃料噴射量制御部１０５で制御することにより、改質用通路５２を流れる排気ガスに対して改質用燃料を噴射する。
【００９９】
次に、モータアシストなしにする（ステップＳＴ１１２）。モータアシストなしでモータ１０を運転する場合には、モータ制御部８３からモータＥＣＵ２２に対して、通常運転時におけるモータトルクでモータ１０を運転させる制御信号を伝達する。つまり、モータ制御部８３は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度に適したモータ出力でモータ１０を運転させることができる制御信号を、モータＥＣＵ２２に伝達する。これにより、モータＥＣＵ２２は、アクセル開度に適したモータ出力でモータ１０を運転させる。即ち、モータアシストなしでモータ１０を運転させる。
【０１００】
次に、フラグＦ＝１であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１３）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ判定部９０で行う。フラグ判定部９０は、メインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されているフラグＦを読み取り、フラグＦが１であるか否かを判定する。
【０１０１】
フラグ判定部９０での判定により、フラグＦ＝１であると判定された場合には、次に、エンジン適合値を復帰させる（ステップＳＴ１１４）。このようにエンジン適合値を復帰する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で、改質触媒６２によって改質用燃料を改質する場合における値にエンジン適合値を復帰させる。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２によって改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、フラグＦを１にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を復帰させる。エンジン適合値を復帰させた後は、この処理手順から抜け出る。
【０１０２】
また、実測トルク判定部８７での判定（ステップＳＴ１０７）により、（要求トルク−実測トルク）は基準差Ｓよりも大きくない、つまり、（要求トルク−実測トルク）は基準差Ｓ以下であると判定された場合には、モータアシストなしでモータを運転させる（ステップＳＴ１１２）。
【０１０３】
次に、フラグ判定部９０で、フラグＦ＝１であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１３）。フラグ判定部９０での判定により、フラグＦ＝１ではないと判定された場合、つまり、フラグＦ＝０であると判定された場合には、エンジン適合値を修正する（ステップＳＴ１１５）。このエンジン適合値の修正はエンジン制御部８２で行い、ステップＳＴ１０５におけるエンジン適合値の修正と同様に、改質触媒６２で改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質することができないと判定された場合には、フラグＦを０にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を修正する。エンジン適合値を修正した後は、この処理手順から抜け出る。
【０１０４】
以上の燃料改質装置３０は、エンジン５を間欠運転により停止させた後、再始動する際に、モータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行っている。このため、エンジン５を間欠運転により停止させた際に改質触媒６２の温度が低下することにより、エンジン５を再始動した際に改質ガスを供給できないことによりエンジン５の出力が低下する状況でも、モータ１０の出力を増加させることにより、エンジン５の出力の低下を補うことができる。従って、エンジン５の再始動時に車両１を走行させるのに必要なトルクを確保することができる。この結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【０１０５】
また、補助運転制御によってモータアシスト運転をする際には、要求トルクと実測トルクとの差に基づいてモータ１０の出力を増加させるため、モータ１０の出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。この結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【０１０６】
また、要求トルクと実測トルクとの差が基準差Ｓより大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータ１０の出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータ１０の電源として設けられるバッテリ１４の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【実施例２】
【０１０７】
実施例２に係る燃料改質装置１５０は、実施例１に係る燃料改質装置３０と略同様の構成であるが、エンジンの再始動時に過負荷運転を行う際に、バッテリの充電量に応じて過負荷運転の状態を異ならせる点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図７は、実施例２に係る燃料改質装置の要部構成図である。実施例２に係る燃料改質装置１５０は、実施例１に係る燃料改質装置３０と同様に、ハイブリッド装置３を備える車両１（図１参照）のエンジン５に備えられている（図２参照）。このため、エンジン５は、車両１の走行時における原動手段のうちの１つとして設けられており、原動手段としては、他にモータ１０が設けられている。また、ハイブリッド装置３は、モータ１０の電源として設けられるバッテリ１４に充電する電気を発電する発電機１１が設けられている。また、これらのエンジン５やモータ１０の回転を、減速しつつ駆動輪１７の方向に伝達する減速機１５が設けられており、さらに、エンジン５の出力を発電機１１と減速機１５とに振り分ける動力分割機構１２が設けられている。これらのように構成されるハイブリッド装置３は、メインＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２３によって制御可能になっている。
【０１０８】
また、エンジン５には排気通路５０が接続されており、排気通路５０は、改質用燃料インジェクタ５５が設けられた改質用通路５２を有している。さらに、排気通路５０には、浄化触媒６１及び改質触媒６２を内設すると共にＥＧＲガス通路７０が接続された触媒部６０が設けられており、触媒部６０に接続されたＥＧＲガス通路７０は、触媒部６０に接続されている側の端部の反対側に位置する端部が吸気通路４０に接続されている。また、ＥＧＲガス通路７０には、当該ＥＧＲガス通路７０内を開閉可能なＥＧＲガス流量調整バルブ７２が設けられている。
【０１０９】
また、この実施例２に係る燃料改質装置１５０が有するメインＥＣＵ２０は、実施例１に係る燃料改質装置３０が有するメインＥＣＵ２０と同様に処理部８１と記憶部９５と入出力部９６とを有している。このうち、処理部８１は、少なくともエンジン制御部８２と、モータ制御部８３と、運転状況取得部８４と、要求トルク導出部８５と、改質可能判定部８６と、モータ出力設定部８８と、フラグ制御部８９と、フラグ判定部９０と、を有している。
【０１１０】
さらに、この処理部８１は、エンジン５の運転時に予測されるトルクである予測トルクを導出する予測トルク導出手段である予測トルク導出部１５５と、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと予測トルク導出部１５５で導出した予測トルクとの差が、モータアシストを行うか否かの基準となる所定値である基準差Ｔよりも大きいか否かを判定する予測トルク判定手段である予測トルク判定部１５６と、を有している。
【０１１１】
また、エンジンＥＣＵ２１は、実施例１に係る燃料改質装置３０が有するエンジンＥＣＵ２１と同様に処理部１０１と記憶部１０８と入出力部１０９とを有している。このうち、処理部１０１は、少なくともスロットルバルブ制御部１０２と、吸入空気量取得部１０３と、燃料噴射量制御部１０４と、改質用燃料噴射量制御部１０５と、ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６と、改質触媒温度取得部１０７と、を有している。
【０１１２】
この実施例２に係る燃料改質装置１５０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例２に係る燃料改質装置１５０を備えるエンジン５の運転時の基本的な作用は、実施例１に係る燃料改質装置３０と同様な作用をする。即ち、エンジン５の気筒６内で燃料と空気との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスの熱によって浄化触媒６１の温度を上昇させる。さらに、改質用燃料を噴射した排気ガスを、浄化触媒６１と一体になって設けられた改質触媒６２に流すことにより、改質ガスを生成する。
【０１１３】
改質触媒６２で生成された改質ガスはＥＧＲガスとして吸気通路４０に流れ、吸気通路４０を流れる空気と燃料との混合気と共にエンジン５に吸入される。改質ガスを含む混合気がエンジン５に吸入された場合、改質ガスは混合気中の燃料と共にエンジン５の気筒６内で燃焼する。また、このように改質ガスが気筒６内で燃焼させることにより、インジェクタ４１から噴射する燃料の噴射量を低減させることができる。
【０１１４】
燃料改質装置３０を備えるエンジン５の運転時は、このように運転するが、このエンジン５はハイブリッド装置３が有する複数の原動手段のうちの１つになっており、車両１の走行時には、走行状態に応じてエンジン５は間欠運転する。また、間欠運転により停止したエンジン５を再始動する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３で補助運転制御を行い、モータアシスト運転を行う。これにより、エンジン５の再始動後で、改質触媒６２によって改質ガスの生成が困難な状態でも、車両１の走行に必要なトルクを確保することができる。
【０１１５】
図８は、実施例２に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例２に係る燃料改質装置１５０の制御方法、即ち、当該燃料改質装置１５０の処理手順について説明する。なお、以下の処理手順の説明では、間欠運転により停止したエンジン５の再始動時における手順について説明する。実施例２に係る燃料改質装置１５０の処理手順では、まず、運転状況を取得する（ステップＳＴ２０１）。この取得は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する運転状況取得部８４で取得する。
【０１１６】
次に、要求トルクを導出する（ステップＳＴ２０２）。この要求トルクの導出は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度を、記憶部９５に記憶されているマップに照らし合わせることにより、要求トルク導出部８５で導出する。
【０１１７】
次に、改質触媒温度と改質可能温度とを比較することにより、改質触媒６２で改質用燃料を改質可能であるか否かを、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する改質可能判定部８６で判定する（ステップＳＴ２０３）。
【０１１８】
改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定された場合には、次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ制御部８９で、フラグＦ＝０にする（ステップＳＴ２０４）。
【０１１９】
次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で、改質触媒６２によって改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する（ステップＳＴ２０５）。
【０１２０】
次に、予測トルクを導出する（ステップＳＴ２０６）。この予測トルクの導出は、運転状況取得部８４で取得したエンジン５の回転数と、エンジン５の運転時の負荷とより、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する予測トルク導出部１５５で導出する。また、この場合に予測トルク導出部１５５で導出する予測トルクは、改質用燃料を改質触媒６２で改質することができない状態におけるエンジン５のトルクであるため、予測トルク導出部１５５は、改質用燃料を改質触媒６２で改質することができない状態における予測トルクを導出する。予測トルク導出部１５５で予測トルクを導出する際には、運転状況取得部８４で取得したエンジン５の回転数と、エンジン５の運転時の負荷とが運転状況取得部８４より予測トルク導出部１５５に伝達され、この回転数と負荷とを、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている回転数、負荷及びトルクの関係を示すマップに照らし合わせることにより導出する。
【０１２１】
次に、（要求トルク−予測トルク）＞基準差Ｔであるかを判定する（ステップＳＴ２０７）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する予測トルク判定部１５６で行う。予測トルク判定部１５６には、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと、予測トルク導出部１５５で導出した予測トルクとが伝達され、これらのトルク同士の差が、モータアシストを行うか否かの基準となる差である基準差Ｔよりも大きいか否かを、予測トルク判定部１５６で判定する。なお、予測トルク判定部１５６での判定に用いる基準差Ｔは、要求トルクと予測トルクとのトルク差の閾値を示す所定値として、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている。
【０１２２】
予測トルク判定部１５６での判定（ステップＳＴ２０７）により、（要求トルク−予測トルク）は基準差Ｔよりも大きいと判定された場合には、次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ出力設定部８８で、モータ出力を設定する（ステップＳＴ２０８）。モータ出力設定部８８は、要求トルクと予測トルクとの差に応じて、通常運転時よりもモータトルクが大きくなるようにモータ出力を設定する。具体的には、モータ出力設定部８８は、モータトルクを、通常運転時におけるモータトルクよりも、要求トルクと予測トルクとの差と同程度の大きさの分だけ上昇させて設定する。
【０１２３】
次に、モータアシスト運転を行う（ステップＳＴ２０９）。この運転は、モータ出力設定部８８で設定されたモータ出力が、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３に伝達され、モータ制御部８３は、モータ出力設定部８８から伝達されたモータ出力によって補助運転制御を行う。このように、モータ制御部８３は、要求トルクと予測トルクとの差が基準差Ｔより大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行い、モータ制御部８３により制御されるモータ１０は、モータアシスト運転を行う。つまり、予測トルク導出部１５５でエンジン５の運転時におけるトルクを予測し、この予測トルクと要求トルクとの差よりモータ出力を設定することにより補助運転制御を行う、いわゆるフィードフォワード制御によってモータアシスト運転を行う。モータアシスト運転の開始後は、モータ出力設定部８８で設定したモータ出力に対する、モータトルクセンサ２８で検出したモータトルクの差をフィードバックしてモータアシスト運転の制御をする。モータアシスト運転を行った後は、この処理手順から抜け出る。
【０１２４】
これらに対し、改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、まず、フラグ制御部８９によってフラグＦ＝１にする（ステップＳＴ２１０）。
【０１２５】
次に、エンジン制御部８２からエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質用燃料噴射量制御部１０５に対して制御信号を送信し、改質用燃料インジェクタ５５を改質用燃料噴射量制御部１０５で制御することにより、改質用燃料を噴射する（ステップＳＴ２１１）。
【０１２６】
次に、モータ制御部８３からモータＥＣＵ２２に対して、通常運転時におけるモータトルクでモータ１０を運転させる制御信号を伝達することにより、モータ１０の運転をモータアシストなしにする（ステップＳＴ２１２）。
【０１２７】
次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ判定部９０で、フラグＦ＝１であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１３）。
【０１２８】
フラグ判定部９０での判定により、フラグＦ＝１であると判定された場合には、次に、エンジン制御部８２で、改質触媒６２によって改質用燃料を改質する場合における値にエンジン適合値を復帰させる（ステップＳＴ２１４）。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２によって改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、フラグＦを１にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を復帰させる。エンジン適合値を復帰させた後は、この処理手順から抜け出る。
【０１２９】
また、予測トルク判定部１５６での判定（ステップＳＴ２０７）により、（要求トルク−予測トルク）は基準差Ｔ以下であると判定された場合には、モータアシストなしでモータを運転させる（ステップＳＴ２１２）。
【０１３０】
次に、フラグ判定部９０で、フラグＦ＝１であるか否かを判定し（ステップＳＴ２１３）、フラグＦ＝１ではないと判定された場合には、エンジン制御部８２で、改質触媒６２で改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する（ステップＳＴ２１５）。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質することができないと判定された場合には、フラグＦを０にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を修正する。エンジン適合値を修正した後は、この処理手順から抜け出る。
【０１３１】
以上の燃料改質装置１５０は、補助運転制御によってモータアシスト運転をする際には、要求トルクと予測トルクとの差に基づいてモータ１０の出力を増加させるため、モータ１０の出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。また、改質触媒６２で改質ガスを改質できない状態におけるエンジン５のトルクを予測し、この予測トルクと要求トルクとの差に基づいてモータ１０の出力を増加させるため、改質触媒６２で改質ガスを改質できない状態におけるエンジン５のトルクを実測する必要がなくなる。このため、より短時間でモータ１０の出力を増加させることができる。これらの結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【０１３２】
また、要求トルクと予測トルクとの差が基準差Ｔより大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータ１０の出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータ１０の電源として設けられるバッテリ１４の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【０１３３】
なお、実施例２に係る燃料改質装置１５０では、予測トルク導出部１５５でエンジン５の予測トルクを導出する際に、改質用燃料を改質触媒６２で改質することができない状態における予測トルクを導出しているが、予測トルクは、この状態以外の予測トルクを導出してもよい。例えば、改質触媒６２の温度が改質可能温度より低い場合、改質触媒６２は、改質効率は悪いが、多少は改質用燃料を改質することにより改質ガスを生成することができる。このため、改質触媒６２の温度が改質可能温度より低い状態で改質用燃料を噴射する場合には、エンジン５の始動からの時間などから改質触媒温度を推定し、この改質触媒温度と改質効率とのマップより、予測トルクを導出してもよい。
【０１３４】
また、上述した燃料改質装置では、燃料タンク７５に貯留され、エンジン５の運転や改質用燃料として用いられる燃料はガソリンとアルコール燃料との混合燃料となっているが、この燃料は、ガソリンのみやアルコール燃料のみでもよい。または、インジェクタ４１から噴射し、エンジン５の運転に用いる燃料の燃料タンクと、改質用燃料の燃料タンクとは別々にし、それぞれ異なる性状の燃料を用いてもよい。エンジン５の運転に用いる燃料は、エンジン５の気筒６内で燃料し、エンジン５を運転させることのできる燃料であればよく、改質用燃料は、改質触媒６２で改質することによりエンジン５の気筒６内で燃焼可能な改質ガスを生成できる燃料であればよい。
【０１３５】
また、上述した燃料改質装置では、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、排気主通路５１内を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する方向で触媒部６０に接続されているが、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、これ以外の形態で配設されていてもよい。例えば、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、改質用通路５２から触媒部６０内に流れ、さらにＥＧＲガス通路７０に流れる排気ガスや改質ガスの流れが、排気主通路５１内を流れる排気ガスの流れ方向に向流するように形成されていてもよい。ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、改質用燃料が供給された改質用通路５２内の排気ガスが触媒部６０内の改質触媒６２に流れて改質触媒６２で改質ガスを生成し、この改質ガス及び排気ガスがＥＧＲガス通路７０に流れるように設けられていれば、その形態は問わない。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
以上のように、本発明に係る燃料改質装置は、改質ガスを排気ガスと共に内燃機関に吸気させる燃料改質装置に有用であり、特に、間欠運転を行う内燃機関に備えられる燃料改質装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】実施例１に係る燃料改質装置を備えるエンジンを搭載する車両の要部概略図である。
【図２】図１のエンジン及びこのエンジンに備えられる燃料改質装置の構成図である。
【図３】図２に示す燃料改質装置の要部構成図である。
【図４】従来の燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。
【図５】実施例１に係る燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。
【図６】実施例１に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。
【図７】実施例２に係る燃料改質装置の要部構成図である。
【図８】実施例２に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 車両
３ ハイブリッド装置
５ エンジン
６ 気筒
１０ モータ
１１ 発電機
１２ 動力分割機構
１４ バッテリ
１５ 減速機
１７ 駆動輪
２０ メインＥＣＵ
２１ エンジンＥＣＵ
２２ モータＥＣＵ
２３ バッテリＥＣＵ
２５ アクセルペダル
２６ アクセル開度センサ
２７ エンジントルクセンサ
２８ モータトルクセンサ
３０、１５０ 燃料改質装置
４０ 吸気通路
４１ インジェクタ
４２ スロットルバルブ
５０ 排気通路
５１ 排気主通路
５２ 改質用通路
５５ 改質用燃料インジェクタ
６０ 触媒部
６１ 浄化触媒
６２ 改質触媒
６６ 改質触媒温度センサ
７０ ＥＧＲガス通路
７５ 燃料タンク
８１、１０１、１１１ 処理部
８２ エンジン制御部
８３ モータ制御部
８４ 運転状況取得部
８５ 要求トルク導出部
８６ 改質可能判定部
８７ 実測トルク判定部
８８ モータ出力設定部
８９ フラグ制御部
９０ フラグ判定部
９５、１０８、１１５ 記憶部
９６、１０９、１１６ 入出力部
１０２ スロットルバルブ制御部
１０３ 吸入空気量取得部
１０４ 燃料噴射量制御部
１０５ 改質用燃料噴射量制御部
１０６ ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部
１０７ 改質触媒温度取得部
１５５ 予測トルク導出部
１５６ 予測トルク判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料改質装置に関するものである。特に、この発明は、燃料を噴射した排気ガスを改質触媒に流すことにより、内燃機関で燃焼可能な改質ガスを生成する燃料改質装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関は、燃焼室で燃料を燃焼させることにより、燃料が燃焼する際の圧力によって気筒内に配設されるピストンを作動させることを介してクランクシャフトを回転させている。これにより、従来の内燃機関は、燃料の燃焼時の熱エネルギを運動エネルギとして取り出しており、燃料の燃焼後の排気ガスは、排気通路より大気に放出している。しかし、このような内燃機関では、熱エネルギが熱や音として外部に放出されたり、機械的な損失が発生したりするため、熱エネルギを運動エネルギとして使用できるのは熱エネルギのうちの一部となっている。このため、熱効率はあまり高くないが、従来の内燃機関では、排気ガスを有効利用することにより、熱効率の向上を図っているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のアルコール改質ガスエンジンは、アルコールを燃料としており、内燃機関であるエンジンの排気管に組み込まれると共に排気熱を利用してアルコール燃料を熱分解する改質触媒を有するアルコール改質装置が備えられている。これにより、エンジンの運転時には、アルコール燃料をアルコール改質装置で排気熱を利用して改質反応させることにより、改質ガスを生成している。この改質ガスは、排気熱を利用して生成されたものであり、改質反応前のアルコール燃料よりも発熱量が高くなっている。このように、排気ガスの熱を利用してアルコール燃料を改質し、発熱量が高くなった改質ガスをエンジンに供給して燃焼させることにより、排気ガスを有効利用することができ、熱効率の向上を図ることができる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のエンジンの燃料供給装置でも同様に、アルコールを、水素を含有する改質ガスに改質する改質触媒を有する改質器が設けられている。これにより、エンジンの運転時には、ガソリンとアルコールとの混合燃料を改質器に送り込むことにより、排気ガスの熱によって混合燃料内のアルコールを、水素を含有する改質ガスに改質している。このようにアルコールを改質した改質ガスは、エンジンに吸気させてガソリンと共に燃焼させることにより、熱効率の向上を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９１７７４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１７５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように改質触媒は、排気ガスの熱を利用することによる吸熱反応によってアルコールの改質を行うが、従来の内燃機関に備えられる改質触媒は、効果的に吸熱反応をさせるために、排気ガスを浄化する浄化触媒と一体になっているものが多い。詳しくは、このような浄化触媒は、温度が所定の温度以上にならないと排気ガスを浄化するのが困難になるため、内燃機関の運転時には温度がなるべく所定の温度以上になるように保たれている。このため、改質触媒を浄化触媒と一体にすることにより、浄化触媒の熱を利用して、より効果的に改質触媒でアルコールを吸熱反応させることができ、改質を行うことができる。
【０００７】
ここで、近年の車両には、運転時の燃費の向上を目的として、車両走行時の動力源である原動手段として内燃機関の他に電気で作動するモータも備えた、いわゆるハイブリッドシステムを搭載しているものがある。ハイブリッドシステムは、内燃機関の動力とモータの動力とにより車両を走行させるが、ハイブリッドシステムの中には、車両の運転状況に応じて内燃機関を停止し、モータのみで走行する状態になるものもある。このため、このタイプのハイブリッドシステムによって制御される内燃機関は、車両の運転状態に応じて作動と停止を繰り返す、間欠運転をする。
【０００８】
このように内燃機関が間欠運転をする場合において内燃機関が停止した場合には、排気ガスは排出されないため浄化触媒にも排気ガスは流れなくなり、浄化触媒の温度は低下し易くなる。この場合、浄化触媒の熱を利用して改質用燃料であるアルコールの改質を行う改質触媒の温度も低下し易くなる。このため、間欠運転により停止した内燃機関の再始動時には、改質触媒の温度が低下した状態になり易いため、改質用燃料の改質を行うのが困難になる虞がある。この場合、改質ガスを生成するのが困難になるため、内燃機関には改質ガスを供給できなくなり、内燃機関の運転は、改質ガスが供給されず燃料と空気との混合気のみの燃焼による運転になる。
【０００９】
また、特許文献１や特許文献２に記載されたエンジンなど改質ガスが供給される内燃機関では、通常、改質ガスが供給される際には点火時期などの内燃機関の運転状態を、改質ガスも含めた燃焼時の適合値にして運転するが、改質触媒の温度の低下に起因して改質ガスが供給されない場合、内燃機関の運転状態が適切な運転状態ではなくなる虞がある。つまり、改質ガスを供給する内燃機関では、点火時期などの運転状態は、改質ガスの燃焼も含めた燃焼時の適合値になっているため、改質ガスが供給されない場合には混合気を最適な状態で燃焼させることができず、トルクが低下したり熱効率が低下したりする虞がある。このため、車両走行時のレスポンスが低下する虞があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善できる燃料改質装置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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る燃料改質装置は、車両に搭載され、且つ、燃料を燃焼させることにより運転すると共に間欠運転をする内燃機関と電気で作動するモータとからなる原動手段のうち、前記内燃機関の気筒内から排出された排気ガスを浄化する浄化手段と、改質させる元になる燃料である改質用燃料を前記排気ガスに対して供給可能な改質用燃料供給手段と、前記改質用燃料供給手段により前記排気ガスに供給された前記改質用燃料を、前記浄化手段から伝達される熱を利用して改質することにより前記気筒内で燃焼可能な改質ガスを生成する改質手段と、前記改質手段の温度を取得する改質手段温度取得手段と、前記内燃機関を間欠運転により停止させた後再始動する際に前記改質手段温度取得手段で取得した前記改質手段の温度に基づいて前記モータの出力を増加させる制御である補助運転制御を行うモータ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、内燃機関を間欠運転により停止させた後、再始動する際に、モータの出力を増加させる制御である補助運転制御を行っている。このため、内燃機関を間欠運転により停止させた際に改質手段の温度が低下することにより、内燃機関を再始動した際に改質ガスを供給できないことにより内燃機関の出力が低下する状況でも、モータの出力を増加させることにより、内燃機関の出力の低下を補うことができる。従って、内燃機関の再始動時に車両を走行させるのに必要なトルクを確保することができる。この結果、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【００１３】
また、この発明に係る燃料改質装置は、前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、要求トルクと実測トルクとの差に基づいてモータの出力を増加させるため、モータの出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。この結果、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【００１５】
また、この発明に係る燃料改質装置は、さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する実測トルク判定手段を備えており、前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記実測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
この発明では、要求トルクと実測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータの出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータの電源の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【００１７】
また、この発明に係る燃料改質装置は、前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、要求トルクと予測トルクとの差に基づいてモータの出力を増加させるため、モータの出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。また、内燃機関の運転時におけるトルクを予測し、この予測トルクと要求トルクとの差に基づいてモータの出力を増加させるため、内燃機関のトルクを実測する必要がなくなる。このため、より短時間でモータの出力を増加させることができる。これらの結果、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【００１９】
また、この発明に係る燃料改質装置は、さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する予測トルク判定手段を備えており、前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記予測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
この発明では、要求トルクと予測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータの出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータの電源の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をする内燃機関の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る燃料改質装置は、間欠運転をする内燃機関の再始動時における内燃機関のレスポンスを改善できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る燃料改質装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、こ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、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の説明では、燃料改質装置を備える内燃機関の一例として、内燃機関を運転させる燃料としてガソリンとアルコール燃料とを用いることができる車両であるＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）に搭載される内燃機関の場合について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、実施例１に係る燃料改質装置を備えるエンジンを搭載する車両の要部概略図である。同図に示す車両１は内燃機関であるエンジン５とモータ（モータジェネレータ）１０とを有するハイブリッド装置３を備えており、これらのエンジン５とモータ１０とは、共に車両１の走行時の原動力を発生する原動手段として設けられている。また、ハイブリッド装置３は、エンジン５の出力を受けて発電を行う発電機（モータジェネレータ）１１を有しており、エンジン５と発電機１１とは、動力分割機構１２によって接続されている。さらに、動力分割機構１２とモータ１０とは、共に減速機１５に接続されており、減速機１５は、駆動軸１６を介して車両１の駆動輪１７に接続されている。このうち、動力分割機構１２は、エンジン５の出力を発電機１１と減速機１５とに振り分ける。
【００２４】
また、減速機１５は、動力分割機構１２を介して伝達されたエンジン５の出力やモータ１０の出力を減速して駆動輪１７に伝達する。つまり、減速機１５は、エンジン５から車両１が有する車輪である駆動輪１７までの動力の伝達経路及びモータ１０から駆動輪１７までの動力の伝達経路に設けられると共に、エンジン５の出力やモータ１０の出力を変速して駆動輪１７方向に伝達する変速手段として設けられている。また、動力分割機構１２は、エンジン５の出力を、発電機１１への出力と、車両１の走行時の駆動力と、に分割可能な動力分割手段として設けられている。
【００２５】
また、エンジン５から動力分割機構までの間の動力伝達経路には、エンジン５のトルクを検出する内燃機関トルク検出手段であるエンジントルクセンサ２７が設けられている。同様に、モータ１０から減速機１５までの間の動力伝達経路には、モータ１０のトルクを検出するモータトルク検出手段であるモータトルクセンサ２８が設けられている。
【００２６】
また、モータ１０は交流同期電動機であり、インバータ１３に接続され、交流電力によって駆動する。インバータ１３は、車両１に搭載されるバッテリ１４に蓄えられた電力を直流から交流に変換してモータ１０に供給すると共に、発電機１１によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ１４に蓄えることができるように設けられている。このように、バッテリ１４は、モータ１０を駆動させる場合におけるモータ１０の電源として設けられており、また、発電機１１は、エンジン５の出力により発電すると共に発電した電気をバッテリ１４に充電可能な発電手段として設けられている。発電機１１も、基本的には上述したモータ１０とほぼ同様の構成を有しており、交流同期電動機としての構成を有している。この場合、モータ１０が主として駆動力を出力するのに対し、発電機１１は主としてエンジン５の出力を受けて発電する役割をする。
【００２７】
また、モータ１０は主として駆動力を発生させるが、駆動輪１７の回転を利用して発電（回生発電）することもでき、発電機として機能することも可能になっている。この場合、駆動輪１７には回生ブレーキを作用させることができるので、これを通常の制動手段であるフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両１を制動させることができる。一方、発電機１１は主としてエンジン５の出力を受けて発電をするが、インバータ１３を介してバッテリ１４の電力を受けて駆動する電動機としても機能することが可能になっている。
【００２８】
また、エンジン５、モータ１０、発電機１１、動力分割機構１２は、それぞれＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続されており、ＥＣＵにより制御可能に設けられている。詳しくは、エンジン５及び動力分割機構１２は、これらを制御するエンジンＥＣＵ２１に接続されており、モータ１０及び発電機１１は、これらを制御するモータＥＣＵ２２に接続されている。これにより、エンジン５及び動力分割機構１２はエンジンＥＣＵ２１によって制御可能になっており、モータ１０及び発電機１１はモータＥＣＵ２２によって制御可能になっている。また、バッテリ１４は、バッテリ１４の電気残量である充電量を監視するバッテリＥＣＵ２３に接続されている。
【００２９】
さらに、これらのエンジンＥＣＵ２１とモータＥＣＵ２２とバッテリＥＣＵ２３とは、メインＥＣＵ２０に接続されており、エンジン５による駆動と、モータ１０及び発電機１１による駆動とは、メインＥＣＵ２０によって総合的に制御される。即ち、メインＥＣＵ２０によりエンジン５の出力とモータ１０及び発電機１１による出力の配分が決定され、この決定に応じてエンジン５、モータ１０及び発電機１１を制御すべく、各制御指令がメインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２に出力される。また、エンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２は、エンジン５、モータ１０及び発電機１１の情報をメインＥＣＵ２０に出力している。
【００３０】
また、バッテリＥＣＵ２３は、バッテリ１４の充電状態を監視し、充電量が不足した場合には、メインＥＣＵ２０に対して充電要求指令を出力する。充電要求指令を受けたメインＥＣＵ２０はバッテリ１４に充電をするように発電機１１を発電させる制御を行う。
【００３１】
また、メインＥＣＵ２０には、車両１の室内に設けられると共に車両１の走行時に開度を調整するアクセルペダル２５の近傍に位置し、アクセルペダル２５の開度を検出可能なアクセル開度検出手段であるアクセル開度センサ２６が接続されている。また、このメインＥＣＵ２０には、エンジントルクセンサ２７及びモータトルクセンサ２８が設けられている。
【００３２】
図２は、図１のエンジン及びこのエンジンに備えられる燃料改質装置の構成図である。図１に示すエンジン５には、実施例１に係る燃料改質装置３０が備えられている。このように燃料改質装置３０が備えられているエンジン５は、４つの気筒６が直列に配置されている。また、このエンジン５には、気筒６内に連通すると共に気筒６内に吸入される空気が流れる通路である吸気通路４０と、気筒６内で燃料を燃焼させた後、気筒６内から排出される排気ガスが流れる排気通路５０とが接続されている。これらの吸気通路４０と排気通路５０とは、気筒６の数に合わせてそれぞれ４つの通路に分岐しており、分岐した通路が４つの気筒６に対応し、気筒６内に連通してエンジン５に接続されている。
【００３３】
この吸気通路４０と排気通路５０とのうち吸気通路４０には、エンジン５の運転時に気筒６に対して燃料を供給可能な燃料供給手段であるインジェクタ４１が配設されている。このインジェクタ４１は、エンジン５の運転時に気筒６内に燃料を噴射することにより、気筒６に対して燃料を供給可能に設けられている。また、吸気通路４０を流れる空気の流れ方向におけるインジェクタ４１の上流側には、吸気通路４０内を開閉可能なスロットルバルブ４２が配設されており、スロットルバルブ４２のさらに上流側には、吸気通路４０内を流れる空気の流量を検出可能なエアフロメータ４３が設けられている。このように形成される吸気通路４０の入口には、吸気通路４０に流入する空気中の不純物を除去するエアクリーナ４４が設けられている。
【００３４】
また、排気通路５０には、排気ガスの成分を検出可能な排気ガス成分検出手段であるＯ２センサ６５が設けられており、さらに、排気ガスを浄化し、且つ、改質用燃料の改質を行う触媒部６０が備えられている。この触媒部６０には、排気ガスを浄化する浄化手段である浄化触媒６１が内設されている。さらに、触媒部６０には、改質用の燃料である改質用燃料より、気筒６内で燃焼可能な改質ガスを生成する改質手段である改質触媒６２が内設されている。この改質触媒６２は、触媒部６０に内設される浄化触媒６１の周囲に配設されており、例えばロジウム系の触媒が用いられている。また、触媒部６０には、改質触媒６２の温度を検出可能な改質手段温度検出手段である改質触媒温度センサ６６が備えられている。
【００３５】
また、排気通路５０は、排気通路５０内を流れる排気ガスの流れ方向における触媒部６０の上流で通路が分岐しており、分岐した通路のうち、一方の通路は排気通路５０の主となる通路である排気主通路５１となっている。また、排気通路５０の分岐した通路のうち、他方の通路は改質用通路５２となっている。この改質用通路５２は、一端が排気主通路５１に接続され、他端が触媒部６０に接続されている。このように形成される改質用通路５２には、改質させる元になる燃料である改質用燃料を排気ガスに対して供給可能な改質用燃料供給手段である改質用燃料インジェクタ５５が設けられている。この改質用燃料インジェクタ５５は、改質用燃料を改質用通路５２内に噴射することにより、改質用燃料を排気ガスに対して供給可能になっている。
【００３６】
また、改質用燃料インジェクタ５５が設けられる改質用通路５２は、一端が排気主通路５１に接続され、他端が触媒部６０に接続されており、改質用通路５２内を流れる排気ガスは、排気主通路５１側から触媒部６０側に流れる。このため、改質用燃料インジェクタ５５は、改質用通路５２内を流れる排気ガスの流れ方向における触媒部６０の上流側に位置している。換言すると、触媒部６０に設けられる改質触媒６２は、改質用燃料インジェクタ５５で改質用燃料を供給する排気ガスの流れ方向における改質用燃料インジェクタ５５の下流側に位置している。
【００３７】
また、触媒部６０にはＥＧＲガス通路７０が接続されており、このＥＧＲガス通路７０は、排気ガスが流れる方向において触媒部６０と吸気通路４０との間に設けられている。つまり、ＥＧＲガス通路７０は、触媒部６０と吸気通路４０とを接続している。このように設けられるＥＧＲガス通路７０は、触媒部６０からＥＧＲガス通路７０に流れた排気ガス及び改質触媒６２で生成した改質ガスが、触媒部６０側から吸気通路４０側に流れることができるように形成されている。即ち、ＥＧＲガス通路７０は、改質ガスを気筒６の吸気通路４０に流入可能な還流通路となっている。
【００３８】
また、当該ＥＧＲガス通路７０には、ＥＧＲガス通路７０を流れる排気ガスや改質ガスを冷却可能な冷却手段であるＥＧＲクーラ７１が設けられている。ＥＧＲクーラ７１は、エンジン５を循環し、車両１の運転時にエンジン５を冷却する冷却媒体である冷却水（図示省略）と、排気ガス及び改質ガスとの間で熱交換を行うことができるように形成されており、排気ガス及び改質ガスは、冷却水との間で熱交換を行うことにより温度が低下する。
【００３９】
また、ＥＧＲガス通路７０には、ＥＧＲクーラ７１が設けられている部分と吸気通路４０に接続されている部分との間の部分、即ち、ＥＧＲガス通路７０における吸気通路４０に接続されている部分の近傍に、ＥＧＲガス通路７０内を開閉可能なＥＧＲガス流量調整バルブ７２が配設されている。
【００４０】
また、このように設けられるＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、双方の通路が接続される触媒部６０を挟んで直線状に形成されている。詳しくは、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、排気主通路５１内を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する方向で触媒部６０に接続されており、さらに、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、触媒部６０に対して互いに略対向する位置に接続されている。これにより、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とにおける触媒部６０に接続されている部分は、触媒部６０を挟んで直線状に形成されている。
【００４１】
このように形成される排気通路５０は、排気主通路５１を流れる排気ガスの流れ方向における触媒部６０の下流側にも設けられている。即ち、排気通路５０は、排気ガスの流れ方向における触媒部６０の上流側から下流側にかけて連通して形成されている。
【００４２】
また、吸気通路４０に設けられたインジェクタ４１、及び改質用通路５２に設けられた改質用燃料インジェクタ５５は、当該エンジン５を備える車両１に設けられ、エンジン５の運転用の燃料を貯留する燃料タンク７５に接続されている。この燃料タンク７５は、燃料タンク７５内の燃料を外部に送出可能な燃料フィードポンプ７６を備えており、燃料タンク７５内の燃料は、この燃料フィードポンプ７６によってインジェクタ４１及び改質用燃料インジェクタ５５に供給可能に設けられている。また、実施例１に係る燃料改質装置３０では、燃料タンク７５に貯留される燃料は、ガソリンとアルコール燃料とが混合された混合燃料となっている。
【００４３】
これらのインジェクタ４１及び改質用燃料インジェクタ５５、スロットルバルブ４２、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２、エアフロメータ４３、Ｏ２センサ６５、改質触媒温度センサ６６は、エンジンＥＣＵ２１に接続されている。
【００４４】
図３は、図２に示す燃料改質装置の要部構成図である。エンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２は、共にメインＥＣＵ２０に接続されている。このうち、まずメインＥＣＵ２０について説明すると、メインＥＣＵ２０には、処理部８１、記憶部９５及び入出力部９６が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、メインＥＣＵ２０に接続されているエンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２、アクセル開度センサ２６、エンジントルクセンサ２７、モータトルクセンサ２８は、入出力部９６に接続されており、入出力部９６は、これらのエンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ２２との間で信号の入出力を行う。また、記憶部９５には、実施例１に係る燃料改質装置３０を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部９５は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００４５】
また、処理部８１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、エンジン５の運転を制御すると共に少なくともエンジン５の間欠運転の制御が可能に設けられた内燃機関制御手段であるエンジン制御部８２と、モータ１０を制御すると共にエンジン５を間欠運転により停止させた後再始動する際に改質触媒６２の温度に基づいてモータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行うモータ制御手段であるモータ制御部８３と、を有している。
【００４６】
また、処理部８１は、エンジン５の回転数、エンジン５の運転時の負荷、エンジン５やモータ１０のトルク、改質触媒６２の温度など、車両１の走行時における運転状況を取得する運転状況取得手段である運転状況取得部８４と、アクセル開度より、車両１の走行時における目標となるトルクである要求トルクを導出する要求トルク導出手段である要求トルク導出部８５と、改質触媒６２が改質用燃料を改質可能であるか否かを、改質触媒温度に基づいて判定する改質可能判定手段である改質可能判定部８６と、を有している。
【００４７】
また、処理部８１は、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと、エンジン５の運転時にエンジントルクセンサ２７によって実際に測定したエンジントルクである実測トルクとの差が、車両１の走行時に必要なトルクのモータ１０による補助であるモータアシストを行うか否かの基準となる所定値である基準差Ｓよりも大きいか否かを判定する実測トルク判定手段である実測トルク判定部８７と、モータ１０の出力を設定するモータ出力設定手段であるモータ出力設定部８８と、改質用燃料を改質可能であるか否かを示すフラグＦの制御を行うフラグ制御手段であるフラグ制御部８９と、現在のフラグＦの状態を判定するフラグ判定手段であるフラグ判定部９０と、を有している。
【００４８】
また、エンジンＥＣＵ２１の基本的な構成はメインＥＣＵ２０と同様な構成になっており、エンジンＥＣＵ２１は、メインＥＣＵ２０と同様に処理部１０１、記憶部１０８、入出力部１０９を有している。これらの処理部１０１、記憶部１０８、入出力部１０９は、互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、エンジンＥＣＵ２１に接続されているインジェクタ４１、改質用燃料インジェクタ５５、スロットルバルブ４２、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２、エアフロメータ４３、Ｏ２センサ６５、改質触媒温度センサ６６は、入出力部１０９に接続されており、入出力部１０９は、これらのスロットルバルブ４２や改質触媒温度センサ６６等との間で信号の入出力を行う。また、記憶部１０８には、メインＥＣＵ２０の記憶部９５と同様に実施例１に係る燃料改質装置３０を制御するコンピュータプログラムが格納されている。
【００４９】
また、処理部１０１は、メモリ及びＣＰＵにより構成されており、スロットルバルブ４２の開閉の制御が可能なスロットルバルブ制御部１０２と、エアフロメータ４３での検出結果より運転中のエンジン５の吸入空気量を取得可能な吸入空気量取得部１０３と、インジェクタ４１から噴射する燃料の噴射量を制御可能な燃料噴射量制御部１０４と、改質用燃料インジェクタ５５から噴射する改質用燃料の噴射量を制御可能な改質用燃料噴射量制御部１０５と、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開閉の制御が可能なＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６と、改質触媒温度センサ６６での検出結果より改質触媒６２の温度を取得する改質手段温度取得手段である改質触媒温度取得部１０７と、を有している。
【００５０】
また、モータＥＣＵ２２の基本的な構成は、メインＥＣＵ２０やエンジンＥＣＵ２１と同様の構成になっており、モータＥＣＵ２２は、メインＥＣＵ２０等と同様に処理部１１１、記憶部１１５、入出力部１１６を有している。これらの処理部１１１、記憶部１１５、入出力部１１６は、互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、モータＥＣＵ２２に接続されているモータ１０と発電機１１は、入出力部１１６に接続されており、入出力部１１６は、これらのモータ１０と発電機１１との間で信号の入出力を行う。
【００５１】
これらのメインＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２によって制御される燃料改質装置３０の制御は、例えば、改質触媒温度センサ６６などによる検出結果に基づいて、メインＥＣＵ２０の処理部８１が上記コンピュータプログラムを当該処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて、エンジンＥＣＵ２１を介してＥＧＲガス流量調整バルブ７２などを作動させることにより制御する。その際に処理部８１は、適宜記憶部９５へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように燃料改質装置３０を制御する場合には、上記コンピュータプログラムの代わりに、メインＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００５２】
この実施例１に係る燃料改質装置３０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例１に係る燃料改質装置３０が設けられる車両１は、運転時には車両１の室内に設けられるアクセルペダルの開度であるアクセル開度をメインＥＣＵ２０の処理部８１が有する運転状況取得部８４で取得し、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度に応じて、エンジン５やモータ１０を制御する制御指令をメインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ２２に出力する。
【００５３】
このうち、エンジンＥＣＵ２１は、メインＥＣＵ２０からの制御指令に応じて当該エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有するスロットルバルブ制御部１０２が、スロットルバルブ４２の開度を制御する。これにより、吸気通路４０にはスロットルバルブ４２の開度に応じた空気が流れる。吸気通路４０に空気が流れた場合、この空気の流量をエアフロメータ４３で検出し、エアフロメータ４３での検出結果をエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する吸入空気量取得部１０３で取得する。
【００５４】
吸入空気量取得部１０３で取得した吸入空気量は、アクセル開度などの運転状態に関する情報と共にエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する燃料噴射量制御部１０４に伝達され、伝達された運転状態に関する情報に応じて燃料噴射量制御部１０４によってインジェクタ４１を制御し、インジェクタ４１を作動させる。エンジン５の運転時には、インジェクタ４１には、燃料タンク７５が備える燃料フィードポンプ７６によって燃料タンク７５内の燃料が供給されるため、燃料噴射量制御部１０４がインジェクタ４１を作動させることにより、インジェクタ４１は、燃料噴射量制御部１０４での制御に応じた燃料を吸気通路４０内に噴射する。
【００５５】
このように、吸気通路４０内に対してインジェクタ４１から燃料を噴射することにより、噴射した燃料は吸気通路４０内を流れる空気と混合し、混合気となって吸気通路４０内を流れる。吸気通路４０内を流れる混合気は、分岐して形成される吸気通路４０に沿って分岐し、エンジン５が有する４つの気筒６内に吸入される。
【００５６】
気筒６内に吸入された混合気は、それぞれの気筒６の燃焼行程で混合気中の燃料が燃焼し、燃焼後の排気ガスは、排気行程で気筒６内から排気通路５０に流出する。排気通路５０に排気ガスが流れた場合、排気ガスの大部分は排気通路５０の排気主通路５１を通り、触媒部６０に流れて触媒部６０に設けられる浄化触媒６１に流れる。浄化触媒６１に流れた排気ガスは浄化触媒６１によって浄化され、排気ガスの流れ方向における触媒部６０の下流側に位置する排気通路５０に流れて大気に放出される。また、このように排気ガスが浄化触媒６１を通過する際には、浄化触媒６１には排気ガスの熱が伝達されるため、浄化触媒６１は、排気ガスの熱により温度が上昇する。
【００５７】
一方、排気通路５０を流れる排気ガスのうち、一部の排気ガスは改質用通路５２に流れる。改質用通路５２には、このように一部の排気ガスが流れるが、この改質用通路５２には改質用燃料インジェクタ５５が設けられている。改質用燃料インジェクタ５５は、改質用通路５２内を流れる排気ガスに対して、排気ガスの改質を行う際に用いる燃料である改質用燃料を噴射可能に設けられており、その噴射量は、エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質用燃料噴射量制御部１０５によって制御可能に設けられている。つまり、改質用燃料噴射量制御部１０５は改質用燃料インジェクタ５５を制御することにより改質用燃料インジェクタ５５を作動させることができるが、改質用燃料インジェクタ５５には、インジェクタ４１と同様に燃料タンク７５が備える燃料フィードポンプ７６によって燃料タンク７５内の燃料が供給される。このため、改質用燃料噴射量制御部１０５が改質用燃料インジェクタ５５を作動させることにより、改質用燃料インジェクタ５５は、改質用燃料噴射量制御部１０５での制御に応じて燃料タンク７５内の燃料を、改質用燃料として改質用通路５２内に噴射する。
【００５８】
改質用燃料噴射量制御部１０５によって制御される改質用燃料インジェクタ５５から改質用燃料を噴射した場合、改質用燃料は改質用通路５２を流れる排気ガスと混合し、混合した状態で触媒部６０に流入する。このように、改質用燃料と混合した状態で触媒部６０に流入した排気ガスは、触媒部６０に設けられている改質触媒６２を通過する。
【００５９】
ここで、改質触媒６２は、浄化触媒６１の周囲に配設されて浄化触媒６１と一体となって触媒部６０に内設されているが、浄化触媒６１は、排気主通路５１から流れる排気ガスの熱が伝達されることにより、温度が高くなっている。このため、このように温度が高くなった浄化触媒６１の熱は改質触媒６２に伝達され、改質触媒６２の温度も上昇する。これにより、改質用燃料と混合した排気ガスが改質触媒６２を通過する際には、改質触媒６２は排気ガスに熱を与えながら通過する排気ガスを改質し、改質ガスを生成する。
【００６０】
つまり、改質触媒６２は、浄化触媒６１を介して排気ガスの熱が伝達されることにより温度が上昇するが、改質触媒６２の作用で排気ガスを改質する際には、この熱を利用し、吸熱反応により改質する。このように、触媒部６０に内設される改質触媒６２は、浄化触媒６１が排気ガスを浄化する際に排気ガスから伝達される熱を利用して改質ガスを生成可能に設けられている。この改質により生成した改質ガスは、水素を含んでおり、燃焼可能な気体となっている。
【００６１】
改質触媒６２では、このように改質用燃料を改質して改質ガスを生成するが、改質触媒６２で生成した改質ガス、及び改質ガスに改質されずに改質触媒６２を通過する排気ガスは、エンジン５に還流する還流ガスであるＥＧＲガスとして、ＥＧＲガス通路７０に流れる。ＥＧＲガス通路７０に流れたＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ７１を通過する。その際に、ＥＧＲクーラ７１は、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行わせる。これにより、ＥＧＲガスは、温度が低下する。
【００６２】
ＥＧＲクーラ７１によって温度が低下したＥＧＲガスは、さらにＥＧＲガス通路７０を流れ、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の方向に向かう。このＥＧＲガス流量調整バルブ７２は、エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有するＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６によって制御可能に設けられており、ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６は、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２を制御することによりＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度を調整する。
【００６３】
ここで、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２が設けられるＥＧＲガス通路７０は、吸気通路４０に接続されているが、吸気通路４０内を流れる空気とＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスとでは、ＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスの方が、吸気通路４０内を流れる空気よりも圧力が高くなっている。このため、吸気通路４０とＥＧＲガス通路７０とが連通した状態では、ＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスは、吸気通路４０内に流入する。
【００６４】
従って、ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６によってＥＧＲガス流量調整バルブ７２を制御し、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度を大きくした場合には、ＥＧＲガス通路７０内を流れるＥＧＲガスの吸気通路４０内への流入量は多くなり、ＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度を小さくした場合には、吸気通路４０内へのＥＧＲガスの流入量は少なくなる。
【００６５】
吸気通路４０には、このようにＥＧＲガス流量調整バルブ７２の開度に応じた量のＥＧＲガスが流れるが、このＥＧＲガスには、改質ガスが含まれており、さらに改質ガスには、水素や一酸化炭素などの燃焼可能なガスが含まれている。このため、ＥＧＲガスが流入した気筒６内で燃料が燃焼する場合には、燃料と共に改質ガスも燃焼する。特に、水素は急速燃焼をするガスであるため、水素が燃焼をする際には、気筒６内の水素は急速な燃焼速度で燃焼する。
【００６６】
また、これらのように気筒６内で燃焼する改質ガスは、エンジン５の運転に用いられる燃料であるガソリンとアルコール燃料との混合燃料よりも発熱量が高いため、改質ガスが燃焼した際には、エンジン５の出力は増加する。従って、ＥＧＲガスに含まれる改質ガスを燃焼させる場合において、エンジン５の出力を一定にする場合には、改質ガスを燃焼させない場合と比較してスロットルバルブ４２は閉じ、インジェクタ４１から噴射する燃料の噴射量を低減させる。
【００６７】
燃料改質装置３０を備えるエンジン５の運転時は、このように運転するが、このエンジン５はハイブリッド装置３が有する複数の原動手段のうちの１つになっている。ハイブリッド装置３を備える車両１の走行時は、車両１の運転状態に応じてメインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１及びモータＥＣＵ２２に対して制御指令を出力することにより、原動手段であるエンジン５、モータ１０及び発電機１１による駆動が、総合的に制御される。この制御は、エンジン５、モータ１０、発電機１１の出力を制御したり、起動と停止を繰り返す、いわゆる間欠運転の制御をしたりする。
【００６８】
このうち、エンジン５及び発電機１１の出力は、動力分割機構１２に伝達され、動力分割機構１２から減速機１５に伝達される。また、モータ１０の出力は、直接減速機１５に伝達される。減速機１５に伝達されたエンジン５、モータ１０、発電機１１の出力は、減速機１５から駆動軸１６に伝達され、駆動力として駆動輪１７に伝達される。これにより、当該ハイブリッド装置３を搭載する車両１は、エンジン５、モータ１０及び発電機１１の出力により走行する。
【００６９】
車両１の運転時には、エンジン５は間欠運転を行うが、この間欠運転の制御は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で行う。エンジン制御部８２は、メインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１に対してエンジン５の間欠運転の制御指令を出力することにより、エンジンＥＣＵ２１によって実質的なエンジン５の制御を行う。例えば、メインＥＣＵ２０からエンジンＥＣＵ２１に対してエンジン５の間欠運転によりエンジン５を停止させる制御指令を出力した場合には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２から、エンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する燃料噴射量制御部１０４に対してインジェクタ４１から噴射する燃料を停止するようにインジェクタ４１を制御する信号を送信する。これにより、インジェクタ４１から燃料は噴射されなくなるため、気筒６内に燃料は供給されなくなり、エンジン５は運転を停止する。
【００７０】
間欠運転により停止したエンジン５を再始動する場合には、エンジン制御部８２から燃料噴射量制御部１０４に対してインジェクタ４１から燃料を噴射するようにインジェクタ４１を制御する信号を送信する。さらに、この状態で、モータＥＣＵ２２でモータ１０を制御しつつエンジンＥＣＵ２１で動力分割機構１２を制御し、モータ１０の出力を、減速機１５及び動力分割機構１２を介してエンジン５に伝達する。これにより、エンジン５が有する回転軸であるクランクシャフト（図示省略）が回転し、ピストン（図示省略）が気筒６内で往復しながら空気と燃料との混合気が気筒６内に供給されるため、エンジン５は再始動する。
【００７１】
このように、間欠運転によりエンジン５を停止した後、再始動する際には、実施例１に係る燃料改質装置３０では、車両１の通常運転時におけるモータ１０の出力と比較してモータ１０の出力を増加させる。つまり、間欠運転によりエンジン５を停止した後、車両１を加速させるために再始動する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３は、モータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行う。これにより、モータ１０は、通常運転時におけるモータトルクよりも、モータトルクを大きくした状態での運転であるモータアシスト運転で運転する。
【００７２】
ここで、エンジン５を間欠運転する際に変化するエンジン５の回転数とトルク、及び改質触媒６２の温度について説明する。図４は、従来の燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。図５は、実施例１に係る燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。車両１の走行時には、車両１の駆動輪１７にはエンジン５の出力とモータ１０の出力とが伝達可能に設けられているため、車両１はエンジントルク１３１とモータトルク１３２とを合計したトルクである合計トルク１３０により走行する。このため、車両１の走行時には、この合計トルク１３０を、目標となる走行状態で車両１の走行が可能な大きさにする。また、車両１には原動手段としてエンジン５とモータ１０とが搭載されているが、車両１がエンジン５の運転のみで走行をする場合には、エンジントルク１３１と合計トルク１３０とは同じ大きさになり、エンジン５は、車両１の走行状態に適した回転数１２０及びエンジントルク１３１で運転をする（図４、図５）。
【００７３】
また、このようにエンジン５を運転している場合には、エンジン５からは排気ガスが排出されるため、この排気ガスの熱によって改質触媒６２の温度である改質触媒温度１４０は上昇する。このため、改質触媒温度１４０は、改質用燃料が混合された排気ガスを吸熱反応させることにより改質触媒６２で改質ガスを生成可能な温度である改質可能温度１４５以上になる。
【００７４】
これに対し、車両１の走行中に間欠運転によりエンジン５を停止させる場合、エンジン５の回転数１２０及びエンジントルク１３１は低下し、共に０になる。また、車両１の走行中に間欠運転によりエンジン５を停止させる場合には、エンジン５を停止させると同時にモータトルク１３２を上昇させ、モータトルク１３２を、目標となる走行状態で車両１の走行が可能な大きさにする。このため、車両１はモータトルク１３２のみで走行することになるため、合計トルク１３０はモータトルク１３２と同じ大きさになる。つまり、間欠運転によりエンジン５を停止させた場合には、車両１はモータ１０の出力により走行をする（図４、図５）。
【００７５】
また、間欠運転によりエンジン５を停止させた場合には、エンジン５からは排気ガスが排出されなくなる。このため、改質触媒６２には高温の排気ガスの熱が伝達されなくなるため、改質触媒温度１４０は、改質用燃料が混合された排気ガスを吸熱反応させて改質ガスを生成する際における温度の低下や改質触媒６２の放熱により、時間が経過するに従って低下する。これにより、改質触媒温度１４０は改質可能温度１４５よりも低下し、改質触媒６２で改質ガスを効率よく生成することができなくなる（図４、図５）。これらのように、間欠運転によりエンジン５を停止させている期間、即ち、エンジン停止ＥＳからエンジン再始動ＥＲまでの期間であるエンジン停止期間ＳＴは、エンジン５の回転数１２０及びエンジントルク１３１が０になり、合計トルク１３０とモータトルク１３２とが等しくなり、改質触媒温度１４０が低下する。
【００７６】
この状態で、例えば運転者がアクセル開度を大きくすることなどにより要求トルク１３５が大きくなった場合には、合計トルク１３０を要求トルク１３５に合わせて上昇させるために、停止中のエンジン５を再始動する。これにより、エンジン５の回転数１２０は上昇し、エンジントルク１３１も上昇するので、合計トルク１３０はエンジントルク１３１が増加した分、増加する。
【００７７】
エンジン５の停止中に合計トルク１３０を増加させる場合には、エンジン５を再始動して合計トルク１３０にエンジントルク１３１を加えることにより増加させるが、エンジン５の停止中は改質触媒温度１４０が低下しているため、所望の大きさのエンジントルク１３１を得ることは困難なものとなっている。つまり、車両１の運転中は、エンジン５の点火時期などエンジン５の運転時に変更可能な運転条件の適合値を、改質ガスがエンジン５に供給される状態で運転する場合における適合値にして運転をしている。
【００７８】
しかし、エンジン５を停止させた場合には、改質触媒温度１４０が低下して改質可能温度１４５よりも低くなるので、改質触媒６２で改質ガスを生成するのが困難になる。このため、エンジン再始動ＥＲの直後に、エンジン５に改質ガスを供給するのは困難になるため、エンジン再始動ＥＲの直後は、エンジントルク１３１は大きくなり難くなっている。従って、従来の燃料改質装置でエンジン５を間欠運転した場合における、停止したエンジンの再始動後の合計トルク１３０は、要求トルク１３５の大きさまで大きくなるのは困難なものとなり、要求トルク１３５を満たすのは困難になる（図４）。
【００７９】
この場合、車両１を要求トルク１３５の大きさのトルクで走行させることができないので、アクセル開度に応じた走行ができなくなる。つまり、加速時におけるアクセルペダル２５の操作に対するレスポンスが悪化する。このため、停止させたエンジン５を再始動させた場合において改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以下となっている期間である改質可能温度未達時間ＹＴの間は、エンジン５には改質ガスが供給され難くなるため、この期間では、エンジントルク１３１は大幅には上昇し難くなっている。従って、合計トルク１３０も大幅には上昇し難くなり、改質可能温度未達時間ＹＴの期間は、車両１の加速時における要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことは困難なものとなる。
【００８０】
また、この状態でエンジン５を運転し続けた場合、改質触媒６２はエンジン５から排出される排気ガスの熱が伝達されることによって温度が上昇する。このように、改質触媒６２に排気ガスの熱が伝達されることにより、改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以上になった場合、改質触媒６２は改質用燃料を改質して改質ガスを生成することができるので、エンジン５には、改質触媒６２で生成した改質ガスが供給される。これにより、エンジントルク１３１は大幅に上昇するため、合計トルク１３０も大幅に上昇する。これにより、合計トルク１３０は要求トルク１３５と同程度の大きさになり、車両１の加速時における要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことができる。
【００８１】
これに対し、実施例１に係る燃料改質装置３０では、車両１の加速時に、停止中のエンジン５を再始動させてエンジントルク１３１を上昇させる場合には、エンジン５を再始動させるのと同時にモータトルク１３２を上昇させる。これにより、エンジントルク１３１とモータトルク１３２とを合わせたトルクである合計トルク１３０は、大幅に大きくなる（図５）。
【００８２】
つまり、停止しているエンジン５を再始動させた直後の期間である改質可能温度未達時間ＹＴの間は、改質ガスの生成が困難なためエンジントルク１３１は大幅には上昇し難くなっているが、モータトルク１３２を上昇させることにより、合計トルク１３０は大幅に大きくなる。これにより、合計トルク１３０を要求トルクの大きさにすることができるため、要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことができる。従って、車両１を要求トルク１３５の大きさで走行させることができ、アクセル開度に応じた走行をすることができる。つまり、加速時におけるアクセルペダル２５の操作に対するレスポンスを確保することができる。
【００８３】
また、この状態でエンジン５を運転し続けた場合、改質触媒温度１４０は上昇する。これにより、改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以上になり、改質触媒６２で改質用燃料を改質して改質ガスを生成することができる状態になった場合には、エンジン５には、改質触媒６２で生成した改質ガスが供給される。この場合、エンジントルク１３１は大幅に上昇するため、モータトルク１３２を低下させても、合計トルク１３０は要求トルク１３５を維持することができる。このため、改質触媒温度１４０が改質可能温度１４５以上になった場合には、モータトルク１３２を低下させ、エンジン５に改質ガスが供給されることにより大幅に上昇したエンジントルク１３１と、低下させたモータトルク１３２とにより、合計トルク１３０を要求トルク１３５と同程度の大きさにする。これにより、車両１の加速時における要求トルク１３５を合計トルク１３０で満たすことができる。
【００８４】
図６は、実施例１に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例１に係る燃料改質装置３０の制御方法、即ち、当該燃料改質装置３０の処理手順について説明する。なお、以下の処理手順の説明では、間欠運転により停止したエンジン５の再始動時における手順について説明する。実施例１に係る燃料改質装置３０の処理手順では、まず、運転状況を取得する（ステップＳＴ１０１）。この取得は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する運転状況取得部８４で、エンジン５の運転状況としてエンジン５の回転数、エンジン５の運転時の負荷、エンジン５やモータ１０のトルク、改質触媒６２の温度などを取得する。
【００８５】
このうち、エンジン５の回転数は、エンジン５の運転時における回転軸であるクランクシャフトの回転時の角速度を検出する角速度センサ（図示省略）の検出結果等より、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で導出する。導出したエンジン５の回転数は、運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８６】
また、エンジン５の運転時の負荷は、アクセル開度センサ２６で検出したアクセル開度や、エアフロメータ４３での検出結果よりエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する吸入空気量取得部１０３で取得した吸入空気量等が、運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８７】
また、エンジン５のトルクは、エンジントルクセンサ２７で検出した検出結果が運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。また、モータ１０のトルクは、モータトルクセンサ２８で検出した検出結果が運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８８】
また、改質触媒６２の温度は、改質触媒温度センサ６６での検出結果がエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質触媒温度取得部１０７に伝達されることにより改質触媒温度取得部１０７で取得する。取得した改質触媒６２の温度は、運転状況取得部８４に伝達されることにより、運転状況取得部８４で取得する。
【００８９】
次に、要求トルクを導出する（ステップＳＴ１０２）。この導出は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度より、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する要求トルク導出部８５で導出する。詳しくは、メインＥＣＵ２０の記憶部９５には、予めアクセル開度と要求トルクとの関係を示すマップが記憶されているため、要求トルク導出部８５は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度を、この記憶部９５に記憶されているマップに照らし合わせることにより、要求トルクを導出する。
【００９０】
次に、改質用燃料を改質可能であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する改質可能判定部８６で行う。改質可能判定部８６には、運転状況取得部８４で取得した改質触媒温度が伝達され、この改質触媒温度と、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている改質可能温度とを、改質可能判定部８６で比較する。この比較により、改質触媒温度は改質可能温度以上であると判定した場合には、改質可能判定部８６は改質触媒６２で改質用燃料を改質可能であると判定し、改質触媒温度は改質可能温度よりも低いと判定した場合には、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定する。
【００９１】
改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定された場合には、次に、改質用燃料を改質可能であるか否かを示すフラグＦ＝０にする（ステップＳＴ１０４）。このフラグＦは、メインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されており、フラグＦを変更する制御は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ制御部８９で行う。改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定された場合には、フラグ制御部８９は、フラグＦを０にする。
【００９２】
次に、エンジン適合値を修正する（ステップＳＴ１０５）。ここでいうエンジン適合値とは、エンジン５の燃焼行程における点火時期など、エンジン５の運転時に調整可能な運転条件の値のうち、現在の運転状態に適した運転条件の値をいう。このエンジン適合値は、メインＥＣＵ２０の記憶部９５に、書き換え可能に記憶されている。このようにエンジン適合値を修正する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で、改質触媒６２で改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する。エンジン適合値の修正は、例えば、改質触媒６２で改質用燃料を改質可能な場合と比較して点火時期を遅角させる。
【００９３】
次に、実測トルクを取得する（ステップＳＴ１０６）。この取得は、エンジン適合値を修正した場合におけるエンジントルクを、エンジントルクセンサ２７での検出を介して運転状況取得部８４で取得し、この場合におけるエンジントルクを実測トルクとして取得する。
【００９４】
次に、（要求トルク−実測トルク）＞基準差Ｓであるかを判定する（ステップＳＴ１０７）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する実測トルク判定部８７で行う。実測トルク判定部８７には、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと、運転状況取得部８４で取得した実測トルクとが伝達され、これらのトルク同士の差が、モータアシストを行うか否かの基準となる差である基準差Ｓよりも大きいか否かを、実測トルク判定部８７で判定する。なお、実測トルク判定部８７での判定に用いる基準差Ｓは、要求トルクと実測トルクとのトルク差の閾値を示す所定値として、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている。
【００９５】
実測トルク判定部８７での判定（ステップＳＴ１０７）により、（要求トルク−実測トルク）は基準差Ｓよりも大きいと判定された場合には、次に、モータ出力を設定する（ステップＳＴ１０８）。このモータ出力の設定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ出力設定部８８で行う。モータ出力設定部８８は、要求トルクと実測トルクとの差に応じて、通常運転時よりもモータトルクが大きくなるようにモータ出力を設定する。具体的には、モータ出力設定部８８は、モータトルクを、通常運転時におけるモータトルクよりも、要求トルクと実測トルクとの差と同程度の大きさの分だけ上昇させて設定する。
【００９６】
次に、モータアシスト運転を行う（ステップＳＴ１０９）。この運転は、モータ出力設定部８８で設定されたモータ出力が、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３に伝達され、伝達されたモータ出力に基づいてモータ制御部８３からモータＥＣＵ２２に対して制御信号を伝達することにより、モータ１０を運転させる。これにより、モータ１０は、モータ出力設定部８８で設定されたモータ出力で運転する。即ち、モータ制御部８３は、要求トルクと実測トルクとの差が基準差Ｓより大きいと判定された場合にのみ、モータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行い、モータ制御部８３により制御されるモータ１０は、この補助運転制御により、通常運転時におけるモータトルクよりも、モータトルクを大きくした状態での運転であるモータアシスト運転を行う。モータアシスト運転の開始後は、モータ出力設定部８８で設定したモータ出力に対する、モータトルクセンサ２８で検出したモータトルクの差をフィードバックしてモータアシスト運転の制御をする。モータアシスト運転を行った後は、この処理手順から抜け出る。
【００９７】
これらに対し、改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、まず、フラグ制御部８９によってフラグＦ＝１にする（ステップＳＴ１１０）。改質触媒６２によって改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、フラグ制御部８９は、フラグＦを１にする。
【００９８】
次に、改質用燃料を噴射する（ステップＳＴ１１１）。この改質用燃料の噴射は、エンジン制御部８２からエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質用燃料噴射量制御部１０５に対して制御信号を送信し、改質用燃料インジェクタ５５を改質用燃料噴射量制御部１０５で制御することにより、改質用通路５２を流れる排気ガスに対して改質用燃料を噴射する。
【００９９】
次に、モータアシストなしにする（ステップＳＴ１１２）。モータアシストなしでモータ１０を運転する場合には、モータ制御部８３からモータＥＣＵ２２に対して、通常運転時におけるモータトルクでモータ１０を運転させる制御信号を伝達する。つまり、モータ制御部８３は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度に適したモータ出力でモータ１０を運転させることができる制御信号を、モータＥＣＵ２２に伝達する。これにより、モータＥＣＵ２２は、アクセル開度に適したモータ出力でモータ１０を運転させる。即ち、モータアシストなしでモータ１０を運転させる。
【０１００】
次に、フラグＦ＝１であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１３）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ判定部９０で行う。フラグ判定部９０は、メインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されているフラグＦを読み取り、フラグＦが１であるか否かを判定する。
【０１０１】
フラグ判定部９０での判定により、フラグＦ＝１であると判定された場合には、次に、エンジン適合値を復帰させる（ステップＳＴ１１４）。このようにエンジン適合値を復帰する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で、改質触媒６２によって改質用燃料を改質する場合における値にエンジン適合値を復帰させる。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２によって改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、フラグＦを１にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を復帰させる。エンジン適合値を復帰させた後は、この処理手順から抜け出る。
【０１０２】
また、実測トルク判定部８７での判定（ステップＳＴ１０７）により、（要求トルク−実測トルク）は基準差Ｓよりも大きくない、つまり、（要求トルク−実測トルク）は基準差Ｓ以下であると判定された場合には、モータアシストなしでモータを運転させる（ステップＳＴ１１２）。
【０１０３】
次に、フラグ判定部９０で、フラグＦ＝１であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１３）。フラグ判定部９０での判定により、フラグＦ＝１ではないと判定された場合、つまり、フラグＦ＝０であると判定された場合には、エンジン適合値を修正する（ステップＳＴ１１５）。このエンジン適合値の修正はエンジン制御部８２で行い、ステップＳＴ１０５におけるエンジン適合値の修正と同様に、改質触媒６２で改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ１０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質することができないと判定された場合には、フラグＦを０にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を修正する。エンジン適合値を修正した後は、この処理手順から抜け出る。
【０１０４】
以上の燃料改質装置３０は、エンジン５を間欠運転により停止させた後、再始動する際に、モータ１０の出力を増加させる制御である補助運転制御を行っている。このため、エンジン５を間欠運転により停止させた際に改質触媒６２の温度が低下することにより、エンジン５を再始動した際に改質ガスを供給できないことによりエンジン５の出力が低下する状況でも、モータ１０の出力を増加させることにより、エンジン５の出力の低下を補うことができる。従って、エンジン５の再始動時に車両１を走行させるのに必要なトルクを確保することができる。この結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【０１０５】
また、補助運転制御によってモータアシスト運転をする際には、要求トルクと実測トルクとの差に基づいてモータ１０の出力を増加させるため、モータ１０の出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。この結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【０１０６】
また、要求トルクと実測トルクとの差が基準差Ｓより大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータ１０の出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータ１０の電源として設けられるバッテリ１４の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【実施例２】
【０１０７】
実施例２に係る燃料改質装置１５０は、実施例１に係る燃料改質装置３０と略同様の構成であるが、エンジンの再始動時に過負荷運転を行う際に、バッテリの充電量に応じて過負荷運転の状態を異ならせる点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図７は、実施例２に係る燃料改質装置の要部構成図である。実施例２に係る燃料改質装置１５０は、実施例１に係る燃料改質装置３０と同様に、ハイブリッド装置３を備える車両１（図１参照）のエンジン５に備えられている（図２参照）。このため、エンジン５は、車両１の走行時における原動手段のうちの１つとして設けられており、原動手段としては、他にモータ１０が設けられている。また、ハイブリッド装置３は、モータ１０の電源として設けられるバッテリ１４に充電する電気を発電する発電機１１が設けられている。また、これらのエンジン５やモータ１０の回転を、減速しつつ駆動輪１７の方向に伝達する減速機１５が設けられており、さらに、エンジン５の出力を発電機１１と減速機１５とに振り分ける動力分割機構１２が設けられている。これらのように構成されるハイブリッド装置３は、メインＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２３によって制御可能になっている。
【０１０８】
また、エンジン５には排気通路５０が接続されており、排気通路５０は、改質用燃料インジェクタ５５が設けられた改質用通路５２を有している。さらに、排気通路５０には、浄化触媒６１及び改質触媒６２を内設すると共にＥＧＲガス通路７０が接続された触媒部６０が設けられており、触媒部６０に接続されたＥＧＲガス通路７０は、触媒部６０に接続されている側の端部の反対側に位置する端部が吸気通路４０に接続されている。また、ＥＧＲガス通路７０には、当該ＥＧＲガス通路７０内を開閉可能なＥＧＲガス流量調整バルブ７２が設けられている。
【０１０９】
また、この実施例２に係る燃料改質装置１５０が有するメインＥＣＵ２０は、実施例１に係る燃料改質装置３０が有するメインＥＣＵ２０と同様に処理部８１と記憶部９５と入出力部９６とを有している。このうち、処理部８１は、少なくともエンジン制御部８２と、モータ制御部８３と、運転状況取得部８４と、要求トルク導出部８５と、改質可能判定部８６と、モータ出力設定部８８と、フラグ制御部８９と、フラグ判定部９０と、を有している。
【０１１０】
さらに、この処理部８１は、エンジン５の運転時に予測されるトルクである予測トルクを導出する予測トルク導出手段である予測トルク導出部１５５と、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと予測トルク導出部１５５で導出した予測トルクとの差が、モータアシストを行うか否かの基準となる所定値である基準差Ｔよりも大きいか否かを判定する予測トルク判定手段である予測トルク判定部１５６と、を有している。
【０１１１】
また、エンジンＥＣＵ２１は、実施例１に係る燃料改質装置３０が有するエンジンＥＣＵ２１と同様に処理部１０１と記憶部１０８と入出力部１０９とを有している。このうち、処理部１０１は、少なくともスロットルバルブ制御部１０２と、吸入空気量取得部１０３と、燃料噴射量制御部１０４と、改質用燃料噴射量制御部１０５と、ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部１０６と、改質触媒温度取得部１０７と、を有している。
【０１１２】
この実施例２に係る燃料改質装置１５０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例２に係る燃料改質装置１５０を備えるエンジン５の運転時の基本的な作用は、実施例１に係る燃料改質装置３０と同様な作用をする。即ち、エンジン５の気筒６内で燃料と空気との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスの熱によって浄化触媒６１の温度を上昇させる。さらに、改質用燃料を噴射した排気ガスを、浄化触媒６１と一体になって設けられた改質触媒６２に流すことにより、改質ガスを生成する。
【０１１３】
改質触媒６２で生成された改質ガスはＥＧＲガスとして吸気通路４０に流れ、吸気通路４０を流れる空気と燃料との混合気と共にエンジン５に吸入される。改質ガスを含む混合気がエンジン５に吸入された場合、改質ガスは混合気中の燃料と共にエンジン５の気筒６内で燃焼する。また、このように改質ガスが気筒６内で燃焼させることにより、インジェクタ４１から噴射する燃料の噴射量を低減させることができる。
【０１１４】
燃料改質装置３０を備えるエンジン５の運転時は、このように運転するが、このエンジン５はハイブリッド装置３が有する複数の原動手段のうちの１つになっており、車両１の走行時には、走行状態に応じてエンジン５は間欠運転する。また、間欠運転により停止したエンジン５を再始動する際には、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３で補助運転制御を行い、モータアシスト運転を行う。これにより、エンジン５の再始動後で、改質触媒６２によって改質ガスの生成が困難な状態でも、車両１の走行に必要なトルクを確保することができる。
【０１１５】
図８は、実施例２に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例２に係る燃料改質装置１５０の制御方法、即ち、当該燃料改質装置１５０の処理手順について説明する。なお、以下の処理手順の説明では、間欠運転により停止したエンジン５の再始動時における手順について説明する。実施例２に係る燃料改質装置１５０の処理手順では、まず、運転状況を取得する（ステップＳＴ２０１）。この取得は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する運転状況取得部８４で取得する。
【０１１６】
次に、要求トルクを導出する（ステップＳＴ２０２）。この要求トルクの導出は、運転状況取得部８４で取得したアクセル開度を、記憶部９５に記憶されているマップに照らし合わせることにより、要求トルク導出部８５で導出する。
【０１１７】
次に、改質触媒温度と改質可能温度とを比較することにより、改質触媒６２で改質用燃料を改質可能であるか否かを、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する改質可能判定部８６で判定する（ステップＳＴ２０３）。
【０１１８】
改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能ではないと判定された場合には、次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ制御部８９で、フラグＦ＝０にする（ステップＳＴ２０４）。
【０１１９】
次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するエンジン制御部８２で、改質触媒６２によって改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する（ステップＳＴ２０５）。
【０１２０】
次に、予測トルクを導出する（ステップＳＴ２０６）。この予測トルクの導出は、運転状況取得部８４で取得したエンジン５の回転数と、エンジン５の運転時の負荷とより、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する予測トルク導出部１５５で導出する。また、この場合に予測トルク導出部１５５で導出する予測トルクは、改質用燃料を改質触媒６２で改質することができない状態におけるエンジン５のトルクであるため、予測トルク導出部１５５は、改質用燃料を改質触媒６２で改質することができない状態における予測トルクを導出する。予測トルク導出部１５５で予測トルクを導出する際には、運転状況取得部８４で取得したエンジン５の回転数と、エンジン５の運転時の負荷とが運転状況取得部８４より予測トルク導出部１５５に伝達され、この回転数と負荷とを、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている回転数、負荷及びトルクの関係を示すマップに照らし合わせることにより導出する。
【０１２１】
次に、（要求トルク−予測トルク）＞基準差Ｔであるかを判定する（ステップＳＴ２０７）。この判定は、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有する予測トルク判定部１５６で行う。予測トルク判定部１５６には、要求トルク導出部８５で導出した要求トルクと、予測トルク導出部１５５で導出した予測トルクとが伝達され、これらのトルク同士の差が、モータアシストを行うか否かの基準となる差である基準差Ｔよりも大きいか否かを、予測トルク判定部１５６で判定する。なお、予測トルク判定部１５６での判定に用いる基準差Ｔは、要求トルクと予測トルクとのトルク差の閾値を示す所定値として、予めメインＥＣＵ２０の記憶部９５に記憶されている。
【０１２２】
予測トルク判定部１５６での判定（ステップＳＴ２０７）により、（要求トルク−予測トルク）は基準差Ｔよりも大きいと判定された場合には、次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ出力設定部８８で、モータ出力を設定する（ステップＳＴ２０８）。モータ出力設定部８８は、要求トルクと予測トルクとの差に応じて、通常運転時よりもモータトルクが大きくなるようにモータ出力を設定する。具体的には、モータ出力設定部８８は、モータトルクを、通常運転時におけるモータトルクよりも、要求トルクと予測トルクとの差と同程度の大きさの分だけ上昇させて設定する。
【０１２３】
次に、モータアシスト運転を行う（ステップＳＴ２０９）。この運転は、モータ出力設定部８８で設定されたモータ出力が、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するモータ制御部８３に伝達され、モータ制御部８３は、モータ出力設定部８８から伝達されたモータ出力によって補助運転制御を行う。このように、モータ制御部８３は、要求トルクと予測トルクとの差が基準差Ｔより大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行い、モータ制御部８３により制御されるモータ１０は、モータアシスト運転を行う。つまり、予測トルク導出部１５５でエンジン５の運転時におけるトルクを予測し、この予測トルクと要求トルクとの差よりモータ出力を設定することにより補助運転制御を行う、いわゆるフィードフォワード制御によってモータアシスト運転を行う。モータアシスト運転の開始後は、モータ出力設定部８８で設定したモータ出力に対する、モータトルクセンサ２８で検出したモータトルクの差をフィードバックしてモータアシスト運転の制御をする。モータアシスト運転を行った後は、この処理手順から抜け出る。
【０１２４】
これらに対し、改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、まず、フラグ制御部８９によってフラグＦ＝１にする（ステップＳＴ２１０）。
【０１２５】
次に、エンジン制御部８２からエンジンＥＣＵ２１の処理部１０１が有する改質用燃料噴射量制御部１０５に対して制御信号を送信し、改質用燃料インジェクタ５５を改質用燃料噴射量制御部１０５で制御することにより、改質用燃料を噴射する（ステップＳＴ２１１）。
【０１２６】
次に、モータ制御部８３からモータＥＣＵ２２に対して、通常運転時におけるモータトルクでモータ１０を運転させる制御信号を伝達することにより、モータ１０の運転をモータアシストなしにする（ステップＳＴ２１２）。
【０１２７】
次に、メインＥＣＵ２０の処理部８１が有するフラグ判定部９０で、フラグＦ＝１であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１３）。
【０１２８】
フラグ判定部９０での判定により、フラグＦ＝１であると判定された場合には、次に、エンジン制御部８２で、改質触媒６２によって改質用燃料を改質する場合における値にエンジン適合値を復帰させる（ステップＳＴ２１４）。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２によって改質用燃料を改質可能であると判定された場合には、フラグＦを１にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を復帰させる。エンジン適合値を復帰させた後は、この処理手順から抜け出る。
【０１２９】
また、予測トルク判定部１５６での判定（ステップＳＴ２０７）により、（要求トルク−予測トルク）は基準差Ｔ以下であると判定された場合には、モータアシストなしでモータを運転させる（ステップＳＴ２１２）。
【０１３０】
次に、フラグ判定部９０で、フラグＦ＝１であるか否かを判定し（ステップＳＴ２１３）、フラグＦ＝１ではないと判定された場合には、エンジン制御部８２で、改質触媒６２で改質用燃料を改質することができない場合における値にエンジン適合値を修正する（ステップＳＴ２１５）。改質可能判定部８６での判定（ステップＳＴ２０３）により、改質触媒６２は改質用燃料を改質することができないと判定された場合には、フラグＦを０にするため、この場合、エンジン制御部８２は、エンジン適合値を修正する。エンジン適合値を修正した後は、この処理手順から抜け出る。
【０１３１】
以上の燃料改質装置１５０は、補助運転制御によってモータアシスト運転をする際には、要求トルクと予測トルクとの差に基づいてモータ１０の出力を増加させるため、モータ１０の出力を、より適切な増加量で増加させることができる。これにより、より適切に要求トルクを満たすことができる。また、改質触媒６２で改質ガスを改質できない状態におけるエンジン５のトルクを予測し、この予測トルクと要求トルクとの差に基づいてモータ１０の出力を増加させるため、改質触媒６２で改質ガスを改質できない状態におけるエンジン５のトルクを実測する必要がなくなる。このため、より短時間でモータ１０の出力を増加させることができる。これらの結果、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを、より確実に改善することができる。
【０１３２】
また、要求トルクと予測トルクとの差が基準差Ｔより大きいと判定された場合にのみ補助運転制御を行うため、必要以上にモータ１０の出力を増加させることを抑制できる。この結果、モータ１０の電源として設けられるバッテリ１４の電気消費量を抑制しつつ、間欠運転をするエンジン５の再始動時における車両走行時のレスポンスを改善することができる。
【０１３３】
なお、実施例２に係る燃料改質装置１５０では、予測トルク導出部１５５でエンジン５の予測トルクを導出する際に、改質用燃料を改質触媒６２で改質することができない状態における予測トルクを導出しているが、予測トルクは、この状態以外の予測トルクを導出してもよい。例えば、改質触媒６２の温度が改質可能温度より低い場合、改質触媒６２は、改質効率は悪いが、多少は改質用燃料を改質することにより改質ガスを生成することができる。このため、改質触媒６２の温度が改質可能温度より低い状態で改質用燃料を噴射する場合には、エンジン５の始動からの時間などから改質触媒温度を推定し、この改質触媒温度と改質効率とのマップより、予測トルクを導出してもよい。
【０１３４】
また、上述した燃料改質装置では、燃料タンク７５に貯留され、エンジン５の運転や改質用燃料として用いられる燃料はガソリンとアルコール燃料との混合燃料となっているが、この燃料は、ガソリンのみやアルコール燃料のみでもよい。または、インジェクタ４１から噴射し、エンジン５の運転に用いる燃料の燃料タンクと、改質用燃料の燃料タンクとは別々にし、それぞれ異なる性状の燃料を用いてもよい。エンジン５の運転に用いる燃料は、エンジン５の気筒６内で燃料し、エンジン５を運転させることのできる燃料であればよく、改質用燃料は、改質触媒６２で改質することによりエンジン５の気筒６内で燃焼可能な改質ガスを生成できる燃料であればよい。
【０１３５】
また、上述した燃料改質装置では、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、排気主通路５１内を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する方向で触媒部６０に接続されているが、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、これ以外の形態で配設されていてもよい。例えば、ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、改質用通路５２から触媒部６０内に流れ、さらにＥＧＲガス通路７０に流れる排気ガスや改質ガスの流れが、排気主通路５１内を流れる排気ガスの流れ方向に向流するように形成されていてもよい。ＥＧＲガス通路７０と改質用通路５２とは、改質用燃料が供給された改質用通路５２内の排気ガスが触媒部６０内の改質触媒６２に流れて改質触媒６２で改質ガスを生成し、この改質ガス及び排気ガスがＥＧＲガス通路７０に流れるように設けられていれば、その形態は問わない。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
以上のように、本発明に係る燃料改質装置は、改質ガスを排気ガスと共に内燃機関に吸気させる燃料改質装置に有用であり、特に、間欠運転を行う内燃機関に備えられる燃料改質装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】実施例１に係る燃料改質装置を備えるエンジンを搭載する車両の要部概略図である。
【図２】図１のエンジン及びこのエンジンに備えられる燃料改質装置の構成図である。
【図３】図２に示す燃料改質装置の要部構成図である。
【図４】従来の燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。
【図５】実施例１に係る燃料改質装置でエンジンを間欠運転した場合におけるエンジンの回転数とトルク、及び改質触媒の温度の変化を示す説明図である。
【図６】実施例１に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。
【図７】実施例２に係る燃料改質装置の要部構成図である。
【図８】実施例２に係る燃料改質装置の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 車両
３ ハイブリッド装置
５ エンジン
６ 気筒
１０ モータ
１１ 発電機
１２ 動力分割機構
１４ バッテリ
１５ 減速機
１７ 駆動輪
２０ メインＥＣＵ
２１ エンジンＥＣＵ
２２ モータＥＣＵ
２３ バッテリＥＣＵ
２５ アクセルペダル
２６ アクセル開度センサ
２７ エンジントルクセンサ
２８ モータトルクセンサ
３０、１５０ 燃料改質装置
４０ 吸気通路
４１ インジェクタ
４２ スロットルバルブ
５０ 排気通路
５１ 排気主通路
５２ 改質用通路
５５ 改質用燃料インジェクタ
６０ 触媒部
６１ 浄化触媒
６２ 改質触媒
６６ 改質触媒温度センサ
７０ ＥＧＲガス通路
７５ 燃料タンク
８１、１０１、１１１ 処理部
８２ エンジン制御部
８３ モータ制御部
８４ 運転状況取得部
８５ 要求トルク導出部
８６ 改質可能判定部
８７ 実測トルク判定部
８８ モータ出力設定部
８９ フラグ制御部
９０ フラグ判定部
９５、１０８、１１５ 記憶部
９６、１０９、１１６ 入出力部
１０２ スロットルバルブ制御部
１０３ 吸入空気量取得部
１０４ 燃料噴射量制御部
１０５ 改質用燃料噴射量制御部
１０６ ＥＧＲガス流量調整バルブ制御部
１０７ 改質触媒温度取得部
１５５ 予測トルク導出部
１５６ 予測トルク判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、且つ、燃料を燃焼させることにより運転すると共に間欠運転をする内燃機関と電気で作動するモータとからなる原動手段のうち、前記内燃機関の気筒内から排出された排気ガスを浄化する浄化手段と、
改質させる元になる燃料である改質用燃料を前記排気ガスに対して供給可能な改質用燃料供給手段と、
前記改質用燃料供給手段により前記排気ガスに供給された前記改質用燃料を、前記浄化手段から伝達される熱を利用して改質することにより前記気筒内で燃焼可能な改質ガスを生成する改質手段と、
前記改質手段の温度を取得する改質手段温度取得手段と、
前記内燃機関を間欠運転により停止させた後再始動する際に前記改質手段温度取得手段で取得した前記改質手段の温度に基づいて前記モータの出力を増加させる制御である補助運転制御を行うモータ制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料改質装置。
【請求項３】
さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する実測トルク判定手段を備えており、
前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記実測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料改質装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料改質装置。
【請求項５】
さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する予測トルク判定手段を備えており、
前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記予測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする請求項１または４に記載の燃料改質装置。
【請求項１】
車両に搭載され、且つ、燃料を燃焼させることにより運転すると共に間欠運転をする内燃機関と電気で作動するモータとからなる原動手段のうち、前記内燃機関の気筒内から排出された排気ガスを浄化する浄化手段と、
改質させる元になる燃料である改質用燃料を前記排気ガスに対して供給可能な改質用燃料供給手段と、
前記改質用燃料供給手段により前記排気ガスに供給された前記改質用燃料を、前記浄化手段から伝達される熱を利用して改質することにより前記気筒内で燃焼可能な改質ガスを生成する改質手段と、
前記改質手段の温度を取得する改質手段温度取得手段と、
前記内燃機関を間欠運転により停止させた後再始動する際に前記改質手段温度取得手段で取得した前記改質手段の温度に基づいて前記モータの出力を増加させる制御である補助運転制御を行うモータ制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料改質装置。
【請求項３】
さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関より実測したトルクである実測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する実測トルク判定手段を備えており、
前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記実測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料改質装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差に基づいて前記モータの出力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料改質装置。
【請求項５】
さらに、前記車両の走行時に必要とされるトルクである要求トルクと前記内燃機関の運転時における予測トルクとの差が所定値よりも大きいか否かを判定する予測トルク判定手段を備えており、
前記モータ制御手段は、前記要求トルクと前記予測トルクとの差が所定値より大きいと判定された場合にのみ前記補助運転制御を行うことを特徴とする請求項１または４に記載の燃料改質装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１９６５３０（Ｐ２００９−１９６５３０Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４１４０８（Ｐ２００８−４１４０８）
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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