JP2006052662A

JP2006052662A - 内燃機関およびその運転方法

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Publication number: JP2006052662A
Application number: JP2004233794A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sakurai; 計宏桜井; Kazuhiro Wakao; 和弘若尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを確実に抑制することができる内燃機関およびその運転方法の提供。
【解決手段】内燃機関１は、改質燃料と空気との混合気を燃焼室３内で燃焼させて動力を発生するものであり、炭化水素系燃料と空気との混合気を改質してＣＯおよびＨ_２を含む改質燃料を生成する改質装置２０と、改質装置２０に空気を導入するためのバイパス管Ｌ２と、改質装置２０から各燃焼室３に改質燃料を導入するための改質燃料供給管Ｌ３と、機関停止指令が発せられた際に、改質装置２０に対する燃料供給を停止させ、その後、各燃焼室３における混合気の点火を所定時間だけ継続させてから、混合気の点火を停止させるＥＣＵ３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料と空気との混合気を改質して改質燃料を生成する改質装置を有する内燃機関およびその運転方法に関する。

従来から、メタノール等のアルコール燃料を改質してＣＯおよびＨ_２（改質燃料）を得るアルコール改質装置を有する内燃機関が知られている。この種の内燃機関では、機関停止のために改質装置を停止させた後、しばらくの間、改質装置の触媒床温がある程度高く推移する。従って、改質装置の停止後にその内部に残留しているメタノール等が改質されてＣＯおよびＨ_２が生成されてしまうこともあるが、内燃機関の停止の前後に生成された改質燃料が改質装置やその下流側の通路等に残留したままとなっていることは、例えば水素脆性による配管等の劣化等を防止する観点から見れば好ましいことではない。このため、従来から、機関停止の前後に生成されたＣＯやＨ_２が改質装置等に残留したままとなることを防止するために、改質装置と吸気管とを結ぶ通路から改質燃料等を吸引してタンクに貯留できるように構成された内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平８−２９１７７４号公報

しかしながら、上述のように、改質装置と吸気管とを結ぶ通路から改質燃料等を回収するためのポンプや、回収された改質燃料等を貯留するタンクを内燃機関に設けると、コストアップやスペース効率（車両搭載性）の悪化を避けることはできない。

そこで、本発明は、コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを確実に抑制することができる内燃機関およびその運転方法の提供を目的とする。

本発明による内燃機関は、燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関において、改質装置に空気を導入するための改質空気通路と、改質装置から燃焼室に改質燃料を導入するための改質燃料通路と、機関停止指令が発せられた際に、改質装置に対する燃料供給を停止させ、その後、燃焼室における混合気の点火を所定時間だけ継続させてから、混合気の点火を停止させる制御手段とを備えることを特徴とする。

この内燃機関では、機関停止指令が発せられた際に、改質装置に対する燃料供給が停止され、その後、燃焼室における混合気の点火、すなわち、燃焼室における混合気の燃焼（ピストンの往復動作）が所定時間だけ継続される。これにより、改質装置や改質燃料通路等に残留している改質燃料（残留改質燃料）は、改質空気通路からの空気と共に燃焼室内に吸引されると共に、燃焼室内で燃焼させられることになる。従って、この内燃機関では、改質燃料通路等から改質燃料等を回収するためのポンプや、回収された改質燃料を貯留するタンク等を用いることなく、改質装置や改質燃料通路等から残留改質燃料を実質的に消失させることができる。この結果、この内燃機関によれば、コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置や改質燃料通路等に改質燃料が残留したままとなることを確実に抑制することが可能となる。

この場合、本発明による内燃機関は、改質空気通路に設けられており、改質装置に空気を供給する改質空気供給手段を更に備え、制御手段は、改質装置に対する燃料供給を停止させてから、混合気の点火を停止させるまでの間、改質空気供給手段を作動させると好ましい。

このような構成を採用すれば、改質空気供給手段によって供給される空気によって改質装置や改質燃料通路等に残留している改質燃料をパージすると共に、残留改質燃料を燃焼室内で燃焼させるために必要な空気を充分に確保することが可能となる。

また、本発明による内燃機関は、改質空気通路に設けられており、改質装置に空気を供給する改質空気供給手段と、燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化触媒とを更に備え、制御手段は、混合気の点火を停止させた後、改質空気供給手段を所定時間だけ作動させるものであってもよい。

一般に、混合気の点火が停止されて内燃機関が停止した際（混合気の点火停止に伴ってピストンの往復動作が停止した際）には、吸気弁と排気弁とが共に開弁状態（オーバーラップ状態）となる燃焼室が存在する。従って、混合気の点火を停止させた後に改質空気供給手段を所定時間だけ作動させることにより、吸気弁と排気弁とが共に開弁状態となっている燃焼室を介して、改質空気供給手段からの空気により改質装置や改質燃料通路等に残留している改質燃料を排気浄化触媒へと送り込むことができる。そして、機関停止直後には排気浄化触媒が充分に暖機されていることから、残留改質燃料は、改質空気供給手段からの空気と共に排気浄化触媒により良好に浄化処理されることになる。この結果、かかる構成を採用すれば、改質装置や改質燃料通路等に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となる。

更に、本発明による内燃機関は、内燃機関をクランキングするためのクランキング手段を更に備え、制御手段は、改質装置に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数が所定値を下回った際に、混合気の点火を停止させるまでの間にクランキング手段を所定時間だけ作動させるものであってもよい。

一般に、改質装置の通常作動中に生成される改質燃料に比べて、改質装置に対する燃料供給の停止後に生成される改質燃料の量は少ない。このため、上述のように改質装置に対する燃料供給を停止させた後には、燃焼室における燃焼状態が不安定となり、改質装置や改質燃料通路等に残留している改質燃料（残留改質燃料）が燃焼室内に良好に吸引され得なくなるおそれもある。これに対して、この内燃機関のように、改質装置に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数が所定値を下回った際にクランキング手段を作動させれば、内燃機関の動作（ピストンの往復動作）を安定的に継続させて残留改質燃料を燃焼室内に良好に吸引することが可能となる。そして、この間、混合気の点火を継続させることにより、残留改質燃料を燃焼室内で燃焼させることができる。従って、かかる構成を採用しても、改質装置や改質燃料通路等に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となる。

また、本発明による内燃機関は、内燃機関をクランキングするためのクランキング手段を更に備え、制御手段は、改質装置に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数が所定値を下回った際に、混合気の点火を停止させ、その後、クランキング手段を所定時間だけ作動させるものであってもよい。

このように、混合気の点火を停止させた後（混合気の点火停止に伴ってピストンの往復動作が停止した後）にクランキング手段を所定時間だけ作動させることにより、内燃機関の動作（ピストンの往復動作）によって、吸気行程時に吸気弁が開弁状態となっている燃焼室に残留改質燃料を吸引し、排気行程時に当該燃焼室から残留改質燃料を排気浄化触媒へと送り込むことが可能となる。そして、排気浄化触媒へと送り込まれた残留改質燃料は、当該排気浄化触媒により良好に浄化処理される。従って、かかる構成を採用しても、改質装置や改質燃料通路等に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となる。

本発明による他の内燃機関は、燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関において、改質装置に空気を導入するための改質空気通路と、改質空気通路に設けられており、改質装置に空気を供給する改質空気供給手段と、改質装置から燃焼室に改質燃料を導入するための改質燃料通路と、燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化触媒と、改質燃料通路から分岐されており、改質装置と排気浄化触媒とを結ぶ分岐通路と、改質燃料通路を介した改質装置と燃焼室との連通と、分岐通路を介した改質装置と排気浄化触媒との連通とを切り換え可能な切換手段と、機関停止指令に応じて改質装置に対する燃料供給を停止させ、機関停止後に、切換手段を制御して分岐通路を介した改質装置と排気浄化触媒との連通を許容すると共に、改質空気供給手段を所定時間だけ作動させる制御手段とを備えることを特徴とする。

この内燃機関では、機関停止指令が発せられた段階で、改質装置に対する燃料供給が停止され、更に、その動作が停止させられる。そして、その後に分岐通路を介した改質装置と排気浄化触媒との連通が許容されると共に、改質空気供給手段が所定時間だけ作動される。これにより、改質装置や改質燃料通路等に残留している改質燃料は、改質空気供給手段からの空気により分岐通路を介して排気浄化触媒へと送り込まれる（パージされる）。そして、機関停止直後には排気浄化触媒が充分に暖機されていることから、残留改質燃料は、改質空気供給手段からの空気と共に排気浄化触媒により良好に浄化処理される。従って、この内燃機関においても、改質燃料通路等から改質燃料等を回収するためのポンプや、回収された改質燃料を貯留するタンク等を用いることなく、改質装置や改質燃料通路等から残留改質燃料を実質的に消失させることができる。この結果、この内燃機関によれば、コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置や改質燃料通路等に改質燃料が残留したままとなることを確実に抑制することが可能となる。

本発明による内燃機関の運転方法は、燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の運転方法において、機関停止指令が発せられた際に、改質装置に対する燃料供給を停止させ、その後、燃焼室における混合気の点火を所定時間だけ継続させることにより、少なくとも改質装置内に残留する改質燃料を燃焼室へと送り込んで燃焼させてから、混合気の点火を停止させることを特徴とする。

本発明による他の内燃機関の運転方法は、燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の運転方法において、機関停止指令に応じて改質装置に対する燃料供給を停止させ、機関停止後に、改質装置に空気を供給する改質空気供給手段を所定時間だけ作動させることにより、少なくとも改質装置内に残留する改質燃料を、燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化触媒へと送り込むことを特徴とする。

本発明によれば、コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを確実に抑制することができる内燃機関およびその運転方法の実現が可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明による内燃機関の第１実施形態を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１は、例えば車両の走行用駆動源として用いられると好適なものである。内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料成分を含む混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復動作させることにより動力を発生する。なお、図１には、１気筒のみが示されるが、本実施形態の内燃機関１は、多気筒エンジン（例えば４気筒エンジン）として構成される。

各燃焼室３の吸気ポートは、吸気マニホールド５を構成する吸気管にそれぞれ接続されている。一方、各燃焼室３の排気ポートは、排気マニホールド６を構成する排気管にそれぞれ接続されており、排気マニホールド６は、排気浄化触媒を含む排気浄化装置７に接続されている。また、内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが燃焼室３ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、例えば、可変バルブタイミング機能等を有する動弁機構（図示省略）によって開閉させられる。更に、内燃機関１のシリンダヘッドには、点火プラグ８が燃焼室３ごとに配設されている。

図１に示されるように、吸気マニホールド５は、図示されないサージタンクを介して給気管Ｌ１に接続されている。これらの吸気マニホールド５（各吸気管）、図示されないサージタンクおよび給気管Ｌ１は、内燃機関１の吸気系統を構成する。給気管Ｌ１は、図示されないエアクリーナを介して空気取入口（図示省略）に接続されており、給気管Ｌ１の中途（サージタンクとエアクリーナとの間）には、スロットルバルブ（本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ）９が組み込まれている。また、給気管Ｌ１からは、スロットルバルブ９の上流側に定められた分岐部ＢＰにおいてバイパス管（改質空気通路）Ｌ２が分岐されている。バイパス管Ｌ２は、中途に、エアポンプ（改質空気供給手段）１０および流量調整弁１１を分岐部ＢＰ側からこの順番で含み、その先端（分岐部ＢＰ側の端部と反対側の端部）は、改質装置２０に接続されている。

改質装置２０は、両端が閉鎖された概ね筒状の本体２１を有し、本体２１の一端には、上述のバイパス管Ｌ２が接続される混合気供給部２２が設けられている。混合気供給部２２には、バイパス管Ｌ２に加えて、改質用燃料噴射弁１２が接続されている。改質用燃料噴射弁１２は、何れも図示されない燃料供給管および燃料ポンプを介して燃料タンク（図示省略）に接続されており、改質装置２０の使用時にガソリン等の炭化水素系燃料を混合気供給部２２の内部に噴射するものである。また、混合気供給部２２には、水噴射弁１４が接続されている。この水噴射弁１４は、何れも図示されない水供給管および水ポンプを介して水タンク（図示省略）に接続されており、水タンクからの水を混合気供給部２２の内部に噴射（噴霧）するものである。

本実施形態では、バイパス管Ｌ２の先端および水噴射弁１４が改質用燃料噴射弁１２のノズルに対して側方から空気あるいは水を吹き付けるように配置されている。従って、改質用燃料噴射弁１２を開弁させて燃料を噴射させ、更に、流量調整弁１１を開放させた状態でエアポンプ１０を作動させると共に水噴射弁１４を開弁させて水を噴射させれば、混合気供給部２２の図示されない噴霧口から燃料、空気および水（混合気）が噴射されることになる。

一方、改質装置２０の本体２１の内部には、混合気供給部２２から所定の間隔を隔てて、所定の改質触媒を含む改質反応部２３が設けられており、混合気供給部２２と改質反応部２３との間には、混合気供給部２２の噴霧口と連通する混合室２４が画成されている。本実施形態において、改質反応部２３は、所定の改質触媒を担持させたハニカム材を本体２１の内部に配置することにより構成される。改質触媒としては、例えばジルコニアにロジウムを担持させたものを採用することができる。また、混合室２４には、改質反応部２３や混合室２４の内部を暖機（プレヒート）するための図示されないプレヒータが設置されている。

更に、本体２１の内部には、改質反応部２３の下流側に改質燃料供給室２５が画成されている。改質燃料供給室２５には、改質装置２０と各燃焼室３とを結ぶための改質燃料供給管（改質燃料通路）Ｌ３の基端が接続されている。改質燃料供給管Ｌ３の先端側は、各燃焼室３に向けて分岐されており、改質燃料供給管Ｌ３の各先端部には、図示されない改質燃料供給ノズルが装着されている。そして、各改質燃料供給ノズルは、例えば、対応する燃焼室３の吸気ポート近傍に配置される。

なお、各改質燃料供給ノズルと改質燃料供給室２５とを個別に連絡するように、複数の改質燃料供給管が燃焼室３ごとに設けられてもよい。また、図示は省略されるが、内燃機関１は、各吸気ポートに装備された通常燃料噴射弁を有しており、改質装置２０を作動させた状態、または、改質装置２０に対する空気および燃料の供給を停止させた状態で、各通常燃料噴射弁からガソリン等の炭化水素燃料（通常燃料）を各吸気ポート内に噴射させて動力を得ることが可能である。なお、通常燃料噴射弁は、対応する燃焼室３内に通常燃料を直接噴射するものであってもよい。

上述のように構成される内燃機関１は、図１に示されるように、その制御手段として機能する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０を備える。ＥＣＵ３０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。このＥＣＵ３０の入出力ポートには、上述の動弁機構、点火プラグ８、エアポンプ１０、流量調整弁１１、改質用燃料噴射弁１２、水噴射弁１４、通常燃料噴射弁、プレヒータ、更には、内燃機関１をクランキングするためのセルモータといったスタータ（クランキング手段）１５等が電気的に接続されている。

また、ＥＣＵ３０の入出力ポートには、アクセル位置センサ３１やクランク角センサ３２といった各種センサが接続されている。アクセル位置センサ３１は、図示されないアクセルペダルの踏込量を示す信号をＥＣＵ３０に与え、クランク角センサ３２は、内燃機関１のクランク角を示す信号をＥＣＵ３０に与える。更に、ＥＣＵ３０の入出力ポートには、ＥＣＵ３０により起動されるとその段階から計時を行うタイマ３３が接続されている。ＥＣＵ３０は、各種センサやタイマ３３の計測値等に基づくと共に、各種制御プログラム、マップ等に従って、動弁機構、点火プラグ８、エアポンプ１０、流量調整弁１１、改質用燃料噴射弁１２、水噴射弁１４、通常燃料噴射弁、プレヒータ、スタータ１５等を制御する。

さて、例えば機関始動時や低負荷時等、所定条件の下で上述の内燃機関１を作動させる場合、ＥＣＵ３０は、改質装置２０に対する要求に応じて、改質反応部２３に供給される混合気の空燃比が所望の値になるように（本実施形態では、概ね一定の値であり、例えば、混合室２４に供給される燃料中の炭素原子に対する空気中の酸素原子の比Ｏ／Ｃがおよそ０．８〜１．０５の範囲に設定される。）、エアポンプ１０、流量調整弁１１、改質用燃料噴射弁１２および水噴射弁１４を制御する。これにより、改質装置２０に対する要求に応じた量の燃料、空気および水（混合気）が混合気供給部２２の噴霧口から混合室２４の内部に噴射されることになる。混合気供給部２２から噴射された燃料や水の微小な液滴は、混合室２４の内部で気化し、これにより、均一に混ざり合った燃料、空気及び水（水蒸気）の混合気が混合室２４を進行しながら改質反応部２３へと流入する。そして、改質反応部２３では、改質触媒により炭化水素系燃料と空気とが反応させられ、次の（１）式にて表わされる部分酸化反応および（２）式にて表される水蒸気改質反応が進行することにより、ＣＯおよびＨ_２を含む改質燃料（改質ガス）が生成される。

上述のようにして得られる改質燃料は、改質反応部２３から改質燃料供給室２５に流入し、改質燃料供給室２５から改質燃料供給管Ｌ３を介して各燃焼室３に連なる吸気ポートへと供給されることになる。また、各燃焼室３の吸気ポートには、ＥＣＵ３０によって開度調整される給気管Ｌ１のスロットルバルブ９を介して空気が導入される。従って、改質装置２０から各吸気ポートへと導入された改質ガスは、更に空気と混ざり合った後、各燃焼室３内に吸入される。そして、所定のタイミングで各点火プラグ８が点火されると、各燃焼室３内で燃料成分であるＣＯおよびＨ_２が燃焼してピストン４を往復動作させ、これにより、内燃機関１から所望の動力を得ることができる。

ところで、上述のようにして改質装置２０によって生成される改質燃料を用いて内燃機関１が運転された場合、機関停止のために改質装置が停止された後、しばらくの間、改質装置２０の改質反応部２３における触媒床温がある程度高く推移する。従って、改質装置２０の停止後にその内部に残留しているメタノール等が改質されてＣＯおよびＨ_２が生成されてしまうこともあるが、内燃機関１の停止の前後に生成された改質燃料が改質装置２０やその下流側の改質燃料供給管Ｌ３に残留したままとなっていることは、例えば水素脆性による配管等の劣化等を防止する観点から見れば好ましいことではない。このため、本実施形態の内燃機関１では、内燃機関１を停止させるべく改質装置２０（燃料改質）を停止させる際に、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために、制御手段としてのＥＣＵ３０によって図２に示されるルーチンが実行される。

この場合、ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転中に内燃機関１を停止させるべき旨を示す機関停止指令が発せられると（Ｓ１０）、改質用燃料噴射弁１２を閉弁させることにより、改質装置２０に対する燃料供給を停止させる（Ｓ１２）。Ｓ１２の処理が実行された段階では、改質用燃料噴射弁１２からの燃料供給のみが停止され、改質装置２０に対するエアポンプ１０等によるバイパス管Ｌ２を介した空気の供給、水噴射弁１４からの水の供給（噴射）および各点火プラグ８による混合気の点火動作は継続されている。

Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、ＥＣＵ３０は、バイパス管Ｌ２の流量調整弁１１の開度を所定開度に設定する（Ｓ１４）。また、流量調整弁１１の開度を所定開度に設定すると、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３２からの信号に基づいて内燃機関１の回転数（機関回転数）Ｎｅを取得し（Ｓ１６）、取得した機関回転数Ｎｅがゼロになっているか否か判定する（Ｓ１８）。ＥＣＵ３０は、機関回転数Ｎｅがゼロになったと判断するまでＳ１６およびＳ１８の処理を繰り返し実行する。

そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ１８にて機関回転数Ｎｅがゼロになったと判断すると、エアポンプ１０を停止させることにより、改質装置２０に対する空気の供給を停止させる（Ｓ２０）。また、Ｓ２０の処理の後、あるいは、それとほぼ同時に、ＥＣＵ３０は、水噴射弁１４を閉弁させることにより、改質装置２０に対する水の供給を停止させる（Ｓ２２）。更に、Ｓ２４の処理の後、あるいは、それとほぼ同時に、ＥＣＵ３０は、各燃焼室３での各点火プラグ８による混合気の点火動作を停止させ（Ｓ２４）、本ルーチンを終了させる。

このように、内燃機関１では、機関停止指令が発せられた際に、Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料供給のみが停止され、その後、Ｓ２４の処理が実行されるまで、エアポンプ１０等による改質装置２０に対する空気の供給と共に、各燃焼室３での点火プラグ８による混合気の点火動作、すなわち、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作が所定時間だけ継続されることになる。これにより、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料（残留改質燃料）は、エアポンプ１０によってバイパス管Ｌ２を介して改質装置２０に供給される空気と共に、吸気行程の際に各燃焼室３内に吸引され、残留改質燃料と空気との混合気は、各燃焼室３内で点火プラグ８によって点火されて燃焼することになる。

従って、内燃機関１では、改質燃料供給管Ｌ３等から改質燃料等を回収するためのポンプや、回収された改質燃料を貯留するタンク等を用いることなく、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３の内部から残留改質燃料を実質的に消失させることができる。この結果、内燃機関１によれば、コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを確実に抑制することが可能となり、改質燃料供給管Ｌ３の水素脆性による劣化等を良好に回避することができる。

また、図２のルーチンのもとでは、上述のように、Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料供給が停止されてから、Ｓ２４にて各点火プラグ８による混合気の点火が停止されるまでの間、エアポンプ１０の作動が継続される。これにより、エアポンプ１０によって改質装置２０に対して圧送される空気によって改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料をパージすると共に、残留改質燃料を各燃焼室３の内部で燃焼させるために必要な空気を充分に確保することが可能となる。

なお、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３の容積次第では、Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料供給が停止されてから、Ｓ２４にて各点火プラグ８による混合気の点火が停止されるまでの間に、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作によって、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料の概ね全量が各燃焼室３内に吸引されることもあり得る。また、そのような場合、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作によって、残留改質燃料を各燃焼室３内で燃焼させるために必要な空気を充分に確保することができることがある。従って、このような場合には、Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させるのと同時に、あるいは、Ｓ１２からＳ２４までの間の所定のタイミングで、エアポンプ１０が停止されてもよい。

同様に、改質装置２０に対する水噴射弁１４からの水の供給も、Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させるのと同時に、あるいは、Ｓ１２からＳ２４までの間の所定のタイミングで、エアポンプ１０が停止されてもよい。ただし、Ｓ１２にて改質装置２０に対する燃料の供給が停止された後に、改質反応部２３における触媒床温が過上昇することもある。従って、本実施形態のように、改質装置２０に対する燃料供給の停止後、しばらくの間、改質装置２０に対する水噴射弁１４からの水の供給を継続させ、改質装置２０（改質反応部２３）を冷却すると好ましい。

図３は、図１の内燃機関１において、機関停止のために改質装置２０を停止させる際に、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行され得る他のルーチンを示すフローチャートである。

図３のルーチンのもとでも、ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転中に内燃機関１を停止させるべき旨を示す機関停止指令が発せられると（Ｓ３０）、改質用燃料噴射弁１２を閉弁させることにより、改質装置２０に対する燃料供給を停止させる（Ｓ３２）。Ｓ３２の処理が実行された段階においても、改質装置２０に対する空気の供給、水噴射弁１４からの水の供給および各点火プラグ８による混合気の点火動作は継続されている。Ｓ３２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、ＥＣＵ３０は、バイパス管Ｌ２の流量調整弁１１の開度を所定開度に設定する（Ｓ３４）。

更に、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３２からの信号に基づいて機関回転数Ｎｅを取得し（Ｓ３６）、取得した機関回転数Ｎｅが予め定められた閾値Ｎ_０を下回っているか否か判定する（Ｓ３８）。ＥＣＵ３０は、機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_０を下回ったと判断するまでＳ３６およびＳ３８の処理を繰り返し実行する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_０を下回ったと判断すると、各燃焼室３での各点火プラグ８による混合気の点火動作を停止させる（Ｓ４０）。

これにより、上述の内燃機関１において図３のルーチンが実行された場合も、機関停止指令が発せられた際に、Ｓ３２にて改質装置２０に対する燃料供給のみが停止され、その後、Ｓ３８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_０を下回ったと判断されるまで、エアポンプ１０等による改質装置２０に対する空気の供給と共に、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作が所定時間だけ継続されることになる。この結果、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料（残留改質燃料）は、エアポンプ１０によってバイパス管Ｌ２を介して改質装置２０に供給される空気と共に、吸気行程の際に各燃焼室３内に吸引され、残留改質燃料と空気との混合気は、各燃焼室３内で点火プラグ８によって点火されて燃焼することになる。

一方、Ｓ３８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_０を下回ったと判断される場合、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作によって各燃焼室３内に残留改質燃料が良好に吸引されなくなることがあり得ることから、この場合、上述のように、各燃焼室３での各点火プラグ８による混合気の点火動作が停止される（Ｓ４０）。これにより、Ｓ４０の処理の後、ごく短時間のうちに、内燃機関１の動作、すなわち、ピストン４の往復動作が停止することになる。

ここで、各点火プラグ８による混合気の点火が停止されて内燃機関１が停止した際（混合気の点火停止に伴ってピストン４の往復動作が停止した際）には、少なくとも何れかの燃焼室３において、吸気弁Ｖｉと排気弁Ｖｅとが共に開弁状態（オーバーラップ状態）となる。従って、Ｓ４０にて混合気の点火を停止させた後も、改質空気供給手段としてのエアポンプ１０を更に所定時間だけ作動させることにより、吸気弁Ｖｉと排気弁Ｖｅとが共に開弁状態となっている燃焼室３を介して、エアポンプ１０からの空気により改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料を排気浄化装置７へと送り込むことができる。そして、内燃機関１の停止直後には排気浄化装置７の排気浄化触媒が充分に暖機されていることから、排気浄化装置７へと送り込まれた残留改質燃料は、エアポンプ１０からの空気と共に排気浄化触媒により良好に浄化処理されることになる。

ＥＣＵ３０は、Ｓ４０にて各点火プラグ８による混合気の点火動作を停止させると、タイマ３３をリセットした上で起動させる（Ｓ４２）。これにより、タイマ３３は、起動してからの経過時間ｔの計測を開始し、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔを読み込む（Ｓ４４）。そして、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_０を上回ったか否か判定する（Ｓ４６）。基準時間ｔ_０は、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３の容積に応じて定められ、本実施形態では、経過時間ｔが基準時間ｔ_０を越えると、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３から残留改質燃料が消失したとみなされる。

Ｓ４６にてタイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_０を上回ったと判断すると、ＥＣＵ３０は、エアポンプ１０を停止させることにより、改質装置２０に対する空気の供給を停止させると共に、水噴射弁１４を閉弁させることにより、改質装置２０に対する水の供給を停止させ（Ｓ４８）、本ルーチンを終了させる。このように、Ｓ４０にて各点火プラグ８による混合気の点火を停止させた後、エアポンプ１０を更に所定時間だけ作動させることにより、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となり、改質燃料供給管Ｌ３の水素脆性による劣化等を良好に回避することができる。

図４は、図１の内燃機関１において、機関停止のために改質装置２０を停止させる際に、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行され得る更に他のルーチンを示すフローチャートである。

図４のルーチンのもとでも、ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転中に内燃機関１を停止させるべき旨を示す機関停止指令が発せられると（Ｓ５０）、改質用燃料噴射弁１２を閉弁させることにより、改質装置２０に対する燃料供給を停止させる（Ｓ５２）。Ｓ５２の処理が実行された段階においても、改質装置２０に対する空気の供給、水噴射弁１４からの水の供給および各点火プラグ８による混合気の点火動作は継続されている。Ｓ５２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、ＥＣＵ３０は、バイパス管Ｌ２の流量調整弁１１の開度を所定開度に設定する（Ｓ５４）。更に、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３２からの信号に基づいて機関回転数Ｎｅを取得し（Ｓ５６）、取得した機関回転数Ｎｅが予め定められた閾値Ｎ_１を下回っているか否か判定する（Ｓ５８）。

ＥＣＵ３０は、機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_１を下回ったと判断するまでＳ５６およびＳ５８の処理を繰り返し実行する。そして、ＥＣＵ３０がＳ５６およびＳ５８の処理を繰り返し実行している間、改質装置２０に対する燃料供給のみが停止され、エアポンプ１０等による改質装置２０に対する空気の供給と共に、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作が所定時間だけ継続されることになる。従って、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料（残留改質燃料）は、エアポンプ１０によってバイパス管Ｌ２を介して改質装置２０に供給される空気と共に、吸気行程の際に各燃焼室３内に吸引され、残留改質燃料と空気との混合気は、各燃焼室３内で点火プラグ８によって点火されて燃焼することになる。

ただし、一般的には、改質装置２０の通常作動中に生成される改質燃料に比べて、改質装置２０に対する燃料供給の停止後に生成される改質燃料の量は少ない。このため、Ｓ５２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後には、各燃焼室３における燃焼状態は徐々に不安定になりがちであり、それに伴って、機関回転数が上記閾値Ｎ_１を下回ると、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料が各燃焼室３の内部に良好に吸引され得なくなるおそれもある。

このため、図４のルーチンにおいて、ＥＣＵ３０は、Ｓ５２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、Ｓ５８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_１を下回ったと判断すると、内燃機関１のクランキングを実行させる。これにより、内燃機関１の動作、すなわち、各燃焼室３におけるピストン４の往復動作を安定的に継続させることができるので、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料を各燃焼室３内に良好に吸引することが可能となる。そして、この間、各点火プラグ８による混合気の点火を継続させることにより、残留改質燃料と空気との混合気は、各燃焼室３内で点火プラグ８によって点火されて燃焼することになる。

ＥＣＵ３０は、Ｓ５８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_１を下回ったと判断すると、タイマ３３をリセットした上で（Ｓ６０）、クランキング手段としてのスタータ１５を始動させる（Ｓ６２）。更に、ＥＣＵ３０は、スタータ１５の始動とほぼ同時にタイマ３３を起動させる（Ｓ６４）。これにより、タイマ３３は、起動してからの経過時間ｔの計測を開始し、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔを読み込む（Ｓ６６）。そして、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_１を上回ったか否か判定する（Ｓ６８）。基準時間ｔ_１は、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３の容積に応じて定められ、本実施形態では、経過時間ｔが基準時間ｔ_１を越えると、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３から残留改質燃料が消失したとみなされる。

Ｓ６８にてタイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_１を上回ったと判断すると、ＥＣＵ３０は、スタータ１５を停止させることにより、内燃機関１のクランキングを停止させる（Ｓ７０）。その後、ＥＣＵ３０は、エアポンプ１０を停止させ、水噴射弁１４を閉弁させ、更に、各点火プラグ８による混合気の点火を停止させ（Ｓ７２）、本ルーチンを終了させる。このように、Ｓ５２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数Ｎｅが所定の閾値Ｎ_１を下回った際に、Ｓ７２にて混合気の点火を停止させるまでの間、内燃機関１のクランキングを実行しても、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となり、改質燃料供給管Ｌ３の水素脆性による劣化等のおそれを極めて良好に回避することができる。

なお、図４のルーチンを実行するに際して、内燃機関１のクランキングにより、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料（残留改質燃料）を各燃焼室３内に良好に吸引すると共に、必要な空気を充分に確保することができる場合には、Ｓ５２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させるのと同時に、あるいは、Ｓ５２からＳ７２までの間の所定のタイミングで、エアポンプ１０が停止されてもよい。また、内燃機関１と電動機とを組み合わせることにより構成されたハイブリッド動力装置においては、内燃機関１のクランキングの代わりに、電動機によって内燃機関１のクランクシャフトを回転させるモータリングが実行されるとよい。

図５は、図１の内燃機関１において、機関停止のために改質装置２０を停止させる際に、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行され得る他のルーチンを示すフローチャートである。

図５のルーチンのもとでも、ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転中に内燃機関１を停止させるべき旨を示す機関停止指令が発せられると（Ｓ１００）、改質用燃料噴射弁１２を閉弁させることにより、改質装置２０に対する燃料供給を停止させる（Ｓ１０２）。この場合も、改質装置２０に対する空気の供給、水噴射弁１４からの水の供給および各点火プラグ８による混合気の点火動作は継続される。Ｓ１０２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、ＥＣＵ３０は、バイパス管Ｌ２の流量調整弁１１の開度を所定開度に設定する（Ｓ１０４）。

更に、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３２からの信号に基づいて機関回転数Ｎｅを取得し（Ｓ１０６）、取得した機関回転数Ｎｅが予め定められた閾値Ｎ_２を下回っているか否か判定する（Ｓ１０８）。ＥＣＵ３０は、機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_２を下回ったと判断するまでＳ１０６およびＳ１０８の処理を繰り返し実行する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_２を下回ったと判断すると、各燃焼室３での各点火プラグ８による混合気の点火動作を停止させる（Ｓ１１０）。

これにより、上述の内燃機関１において図５のルーチンが実行された場合も、機関停止指令が発せられた際に、Ｓ１０２にて改質装置２０に対する燃料供給のみが停止され、その後、Ｓ１０８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_２を下回ったと判断されるまで、エアポンプ１０等による改質装置２０に対する空気の供給と共に、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作が所定時間だけ継続されることになる。この結果、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料（残留改質燃料）は、エアポンプ１０によってバイパス管Ｌ２を介して改質装置２０に供給される空気と共に、吸気行程の際に各燃焼室３内に吸引され、残留改質燃料と空気との混合気は、各燃焼室３内で点火プラグ８によって点火されて燃焼することになる。

一方、Ｓ１０８にて機関回転数Ｎｅが上記閾値Ｎ_２を下回ったと判断される場合、各燃焼室３における混合気の燃焼によるピストン４の往復動作によって各燃焼室３内に残留改質燃料が良好に吸引されなくなることがあり得ることから、この場合、上述のように、各燃焼室３での各点火プラグ８による混合気の点火動作が停止される（Ｓ１１０）。これにより、Ｓ１００の処理の後、ごく短時間のうちに、内燃機関１の動作、すなわち、ピストン４の往復動作が停止することになる。

Ｓ１１０にて混合気の点火を停止させた後（混合気の点火停止に伴ってピストン４の往復動作が停止した後）に内燃機関１のクランキングを実行することにより、内燃機関１の動作、すなわち、ピストン４の往復動作によって、吸気行程時に吸気弁Ｖｉが開弁状態となっている燃焼室３に残留改質燃料を吸引すると共に、排気行程時に当該燃焼室３から残留改質燃料を排気浄化装置７へと送り込むことが可能となる。そして、排気浄化装置７へと送り込まれた残留改質燃料は、なお充分に暖機されている排気浄化触媒により良好に浄化処理されることになる。

ＥＣＵ３０は、Ｓ１１０にて各点火プラグ８による混合気の点火動作を停止させると、タイマ３３をリセットした上で（Ｓ１１２）、クランキング手段としてのスタータ１５を始動させる（Ｓ１１４）。更に、ＥＣＵ３０は、スタータ１５の始動とほぼ同時にタイマ３３を起動させる（Ｓ１１６）。これにより、タイマ３３は、起動してからの経過時間ｔの計測を開始し、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔを読み込む（Ｓ１１８）。そして、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_２を上回ったか否か判定する（Ｓ１２０）。基準時間ｔ_２も、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５や改質燃料供給管Ｌ３の容積に応じて定められ、本実施形態では、経過時間ｔが基準時間ｔ_２を越えると、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３から残留改質燃料が消失したとみなされる。

Ｓ１２０にてタイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_２を上回ったと判断すると、ＥＣＵ３０は、スタータ１５を停止させることにより、内燃機関１のクランキングを停止させる（Ｓ１２２）。その後、ＥＣＵ３０は、エアポンプ１０を停止させると共に、水噴射弁１４を閉弁させ（Ｓ１２４）、本ルーチンを終了させる。このように、Ｓ１０２にて改質装置２０に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数Ｎｅが所定の閾値Ｎ_２を下回った際に、各点火プラグ８による混合気の点火を停止させ、その後、内燃機関１のクランキングを所定時間だけ実行しても、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となり、改質燃料供給管Ｌ３の水素脆性による劣化等のおそれを極めて良好に回避することができる。

〔第２実施形態〕
以下、図６および図７を参照しながら、本発明による内燃機関の第２実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。

図６に示される内燃機関１Ａも、車両の走行用駆動源として用いられるものであり、上述の改質装置２０によって生成された改質燃料と空気との混合気を燃焼室３の内部で燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復動作させることにより動力を発生可能なものである。図６の内燃機関１Ａは、基本的には、上述の第１実施形態に係る内燃機関１と同様の構成を有するが、内燃機関１Ａでは、改質燃料供給管Ｌ３の中途に、ＥＣＵ３０によって切換制御される三方弁１６が組み込まれている。

すなわち、三方弁１６の第１のポートは、改質装置２０の改質燃料供給室２５と連通しており、三方弁１６の第２のポートは、各改質燃料供給ノズルと連通している。そして、三方弁１６の第３のポートには、分岐管（分岐通路）Ｌ４の一端が接続されている。すなわち、分岐管Ｌ４は、三方弁１６を介して改質燃料供給管Ｌ３の中途から分岐されており、分岐管Ｌ４の先端は、燃焼室３からの排気ガスを浄化するための排気浄化装置７の入口（排気管）に接続されている。

これにより、三方弁１６が改質燃料供給ノズル側すなわち吸気側に切り換えられると、改質装置２０により生成された改質燃料は、三方弁１６および各改質燃料供給ノズルを介して各燃焼室３へと供給されることになる。また、三方弁１６が分岐管Ｌ４側すなわち排気側に切り換えられると、改質装置２０は、改質燃料供給管Ｌ３の一部および分岐管Ｌ４等を介して、内燃機関１の排気系統すなわち排気浄化装置７と連通することになる。なお、三方弁１６は、内燃機関１の通常動作中、基本的に改質燃料供給ノズル側すなわち吸気側に設定されている。

図７は、図６の内燃機関１Ａにおいて、機関停止のために改質装置２０を停止させる際に、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。この場合、ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転中に内燃機関１を停止させるべき旨を示す機関停止指令が発せられると、改質用燃料噴射弁１２を閉弁させ、エアポンプ１０を停止させ、更に、水噴射弁１４を閉弁させることにより、改質装置２０に対する混合気の供給を停止させ、それにより、改質装置２０における燃料改質を停止させる（Ｓ２００）。更に、ＥＣＵ３０は、各燃焼室３での点火プラグ８による混合気の点火動作を停止させることにより、内燃機関１の動作を停止させる（Ｓ２０２）。

Ｓ２０２にて内燃機関１の動作を停止させた後、ＥＣＵ３０は、バイパス管Ｌ２の流量調整弁１１の開度を所定開度に設定すると共に（Ｓ２０４）、改質燃料供給管Ｌ３の三方弁１６を吸気側から排気側に切り換え、分岐管Ｌ４を介した改質装置２０と排気浄化装置７との連通を許容する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の処理を実行すると、ＥＣＵ３０は、タイマ３３をリセットした上で（Ｓ２０８）、エアポンプ１０を再度起動させる（Ｓ２１０）。これにより、改質装置２０には、所定量の空気（のみ）が供給されるようになり、改質装置２０に供給された空気は、改質反応部２３および改質燃料供給室２５を通過し、更に、改質燃料供給管Ｌ３の一部と分岐管Ｌ４とを介して排気浄化装置７に流れ込む。

更に、ＥＣＵ３０は、エアポンプ１０の起動とほぼ同時にタイマ３３を起動させる（Ｓ２１２）。これにより、タイマ３３は、起動してからの経過時間ｔの計測を開始し、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔを読み込む（Ｓ２１４）。そして、ＥＣＵ３０は、タイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_Ｘを上回ったか否か判定する（Ｓ２１６）。基準時間ｔ_Ｘは、改質装置２０の改質反応部２３および改質燃料供給室２５等の容積に応じて定められ、本実施形態では、経過時間ｔが基準時間ｔ_Ｘを越えると、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３から残留改質燃料が消失したとみなされる。Ｓ２１６にてタイマ３３によって計測される経過時間ｔが予め定められている基準時間ｔ_Ｘを上回ったと判断すると、ＥＣＵ３０は、エアポンプ１０を停止させ（Ｓ２１８）、本ルーチンを終了させる。

このように、内燃機関１Ａでは、機関停止指令が発せられた段階で、改質装置２０における燃料改質が停止され（Ｓ２００）、更に、その動作（ピストン４の往復動作）が停止させられる（Ｓ２０２）。そして、その後に分岐管Ｌ４を介した改質装置２０と排気浄化装置７との連通が許容されると共に（Ｓ２０６）、エアポンプ１０が所定時間だけ作動される（Ｓ２１０〜Ｓ２１８）。これにより、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に残留している改質燃料は、エアポンプ１０により圧送される空気により分岐管Ｌ４等を介して排気浄化装置７へと送り込まれる（パージされる）。そして、内燃機関１の停止直後には、排気浄化装置７の排気浄化触媒が充分に暖機されていることから、排気浄化装置７へと送り込まれた残留改質燃料は、エアポンプ１０の空気と共に排気浄化触媒により良好に浄化処理されることになる。

従って、内燃機関１Ａにおいても、改質燃料供給管Ｌ３から改質燃料等を回収するためのポンプや、回収された改質燃料を貯留するタンク等を用いることなく、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３から残留改質燃料を実質的に消失させることができる。この結果、内燃機関１Ａによっても、コストアップやスペース効率の悪化を抑えつつ、改質装置２０や改質燃料供給管Ｌ３に改質燃料が残留したままとなることを極めて確実に抑制することが可能となり、改質燃料供給管Ｌ３の水素脆性による劣化等を極めて良好に回避することができる。

なお、図６の内燃機関１Ａでは、分岐管Ｌ４が三方弁１６を介して改質燃料供給管Ｌ３から分岐されているが、これに限られるものではない。すなわち、分岐管Ｌ４を改質燃料供給管Ｌ３から直接分岐させると共に、改質燃料供給管Ｌ３と分岐管Ｌ４との分岐部と、各改質燃料供給ノズルとの間、および分岐管Ｌ４の中途とに、それぞれＥＣＵ３０によって開閉制御される開閉弁が備えられてもよい。

本発明による内燃機関の第１実施形態を示す概略構成図である。図１に示される内燃機関において、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。図１に示される内燃機関において、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行され得る他のルーチンを示すフローチャートである。図１に示される内燃機関において、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行され得る更に他のルーチンを示すフローチャートである。図１に示される内燃機関において、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行され得る他のルーチンを示すフローチャートである。本発明による内燃機関の第２実施形態を示す概略構成図である。図６に示される内燃機関において、改質装置等に改質燃料が残留したままとなることを抑制するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１，１Ａ内燃機関
３燃焼室
４ピストン
７排気浄化装置
８点火プラグ
１０エアポンプ
１１流量調整弁
１２改質用燃料噴射弁
１４水噴射弁
１５スタータ
１６三方弁
２０改質装置
２１本体
２２混合気供給部
２３改質反応部
２４混合室
２５改質燃料供給室
Ｌ１給気管
Ｌ２バイパス管
Ｌ３改質燃料供給管
Ｌ４分岐管

Claims

燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、前記改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関において、
前記改質装置に空気を導入するための改質空気通路と、
前記改質装置から前記燃焼室に改質燃料を導入するための改質燃料通路と、
機関停止指令が発せられた際に、前記改質装置に対する燃料供給を停止させ、その後、前記燃焼室における前記混合気の点火を所定時間だけ継続させてから、前記混合気の点火を停止させる制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関。
前記改質空気通路に設けられており、前記改質装置に空気を供給する改質空気供給手段を更に備え、前記制御手段は、前記改質装置に対する燃料供給を停止させてから、前記混合気の点火を停止させるまでの間、前記改質空気供給手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
前記改質空気通路に設けられており、前記改質装置に空気を供給する改質空気供給手段と、前記燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化触媒とを更に備え、前記制御手段は、前記混合気の点火を停止させた後、前記改質空気供給手段を所定時間だけ作動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
前記内燃機関をクランキングするためのクランキング手段を更に備え、
前記制御手段は、前記改質装置に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数が所定値を下回った際に、前記混合気の点火を停止させるまでの間に前記クランキング手段を所定時間だけ作動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
前記内燃機関をクランキングするためのクランキング手段を更に備え、
前記制御手段は、前記改質装置に対する燃料供給を停止させた後、機関回転数が所定値を下回った際に、前記混合気の点火を停止させ、その後、前記クランキング手段を所定時間だけ作動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、前記改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関において、
前記改質装置に空気を導入するための改質空気通路と、
前記改質空気通路に設けられており、前記改質装置に空気を供給する改質空気供給手段と、
前記改質装置から前記燃焼室に改質燃料を導入するための改質燃料通路と、
前記燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化触媒と、
前記改質燃料通路から分岐されており、前記改質装置と前記排気浄化触媒とを結ぶ分岐通路と、
前記改質燃料通路を介した前記改質装置と前記燃焼室との連通と、前記分岐通路を介した前記改質装置と前記排気浄化触媒との連通とを切り換え可能な切換手段と、
機関停止指令に応じて前記改質装置に対する燃料供給を停止させ、機関停止後に、前記切換手段を制御して前記分岐通路を介した前記改質装置と前記排気浄化触媒との連通を許容すると共に、前記改質空気供給手段を所定時間だけ作動させる制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関。
燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、前記改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の運転方法において、
機関停止指令が発せられた際に、前記改質装置に対する燃料供給を停止させ、その後、前記燃焼室における前記混合気の点火を所定時間だけ継続させることにより、少なくとも前記改質装置内に残留する改質燃料を前記燃焼室へと送り込んで燃焼させてから、前記混合気の点火を停止させることを特徴とする内燃機関の運転方法。
燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質燃料を生成する改質装置を有し、前記改質燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の運転方法において、
機関停止指令に応じて前記改質装置に対する燃料供給を停止させ、機関停止後に、前記改質装置に空気を供給する改質空気供給手段を所定時間だけ作動させることにより、少なくとも前記改質装置内に残留する改質燃料を、前記燃焼室からの排気ガスを浄化するための排気浄化触媒へと送り込むことを特徴とする内燃機関の運転方法。