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内燃机

阅读：4发布：2020-05-08

专利汇可以提供内燃机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种内燃机，能够在较宽的运转范围内实现利用改性燃料生成的稀薄混合气的正常燃烧。内燃机(1)具备：运转状态检测部(101～108)，其对内燃机(1)的运转状态进行检测；燃料改性部(2)，其被投入含烃液体燃料，生成辛烷值比投入的液体燃料高的改性燃料；改性燃料组成调整部(28、73、75)，其对由燃料改性部(2)生成的改性燃料的组成进行调整；以及控制装置(100)，其根据由运转状态检测部(101～108)检测出的运转状态而控制改性燃料组成调整部(28、73、75)，从而调整改性燃料的组成。，下面是内燃机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种内燃机，其中，
该内燃机具备：
运转状态检测部，其对内燃机的运转状态进行检测；
燃料改性部，其被投入有含烃液体燃料，生成辛烷值比投入的所述液体燃料高的改性燃料；
改性燃料组成调整部，其对由所述燃料改性部生成的所述改性燃料的组成进行调整；
以及
控制装置，其根据由所述运转状态检测部检测出的运转状态而控制所述改性燃料组成调整部，从而调整所述改性燃料的组成。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，
所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷低时所述改性燃料中包含的氢气的比例高于所述内燃机的负荷高时所述改性燃料中包含的氢气的比例。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，
所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷低时所述改性燃料中包含的一氧化碳的比例高于所述内燃机的负荷高时所述改性燃料中包含的一氧化碳的比例。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机，其中，
所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时所述改性燃料中包含的甲烷的比例高于所述内燃机的负荷低时所述改性燃料中包含的甲烷的比例。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机，其中，
所述控制装置具备请求输出运算部，该请求输出运算部基于由所述运转状态检测部检测出的运转状态而计算所述内燃机应该输出的请求输出，
所述控制装置利用所述请求输出和所述燃料改性部的改性效率而运算所述改性燃料的目标发热量，并基于所述目标发热量而决定作为目标的改性燃料的组成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机，其中，
所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时导入所述燃料改性部的混合气的当量比高于所述内燃机的负荷低时导入所述燃料改性部的混合气的当量比。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机，其中，
所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时导入所述燃料改性部的吸入气体的温度高于所述内燃机的负荷低时导入所述燃料改性部的吸入气体的温度。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的内燃机，其中，
所述燃料改性部由往复式机构构成，该往复式机构具备使活塞在缸体内进行往复运动的改性气缸，
所述改性燃料组成调整部对所述改性气缸的有效压缩比、吸入气体温度、当量比以及转速中的至少一项进行调整。
9.根据权利要求8所述的内燃机，其中，
所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时的所述改性气缸的有效压缩比高于所述内燃机的负荷低时的所述改性气缸的有效压缩比。

说明书全文

内燃机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内燃机，其具备由含烃液体燃料生成辛烷值比该液体燃料高的改性燃料的燃料改性部。

背景技术

[0002] 以往，公知有如下燃烧方式(双燃料燃烧)：将利用改性催化器改性所得的点火性低的改性燃料与空气一同进行预混合，并向缸体内供给，同时供给点火性高的燃料(轻油等)进行点燃(例如，参照专利文献1)。此外，还公知有如下内燃机：其具备往复式的燃料改性气缸和输出气缸，燃料改性气缸用于对液体燃料改性而生成点火性低的(辛烷值高的)改性燃料并进行预混合，输出气缸吸入包含改性后的改性燃料的混合气并使混合气燃烧，从而获得内燃机输出(例如，参照专利文献2)。

[0003] 在上述专利文献2所记载的内燃机中，向燃料改性气缸供给轻油、汽油、重油等含烃液体燃料，在燃料改性气缸内对当量比高的混合气进行绝热压缩。由此，在高温高压环境下对液体燃料进行改性，生成氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等抗爆性高的改性燃料，即生成辛烷值高的气态改性燃料。然后，将该改性燃料与空气一同进行预混合，形成稀薄预混合气并向输出气缸供给，在被供给了该稀薄预混合气的输出气缸中进行燃烧(均匀稀薄预混合燃烧)而获得内燃机输出。

[0004] 为了在上述的输出气缸中实现良好的均匀稀薄预混合燃烧，在输出气缸吸入包含改性燃料的稀薄预混合气后，在压缩上止点附近的点火时机喷射点火性比改性燃料高的燃料(例如轻油)来作为引燃燃料。由此，能够谋求基于点火性低的改性燃料的稀薄预混合气的良好点火，实现最佳时机的燃烧。

[0005] 根据上述的双燃料燃烧，由于在输出气缸中进行均匀稀薄预混合燃烧，所以能够减少NOx的排出量，并且能够谋求烟尘(煤烟)排出量的减少。另外，由于以抗爆性高的改性燃料为燃料来进行燃烧，因此还能够抑制爆震，能够通过在规定的定时喷射点火用燃料而实现最佳时机的燃烧，因此也能谋求燃烧效率的提高。

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2016－070131号公报

[0008] 专利文献2：日本特开2014－136978号公报

发明内容

[0009] 在如上述那样向输出气缸供给包含改性燃料的稀薄预混合气、并喷射点火燃料而使其点火的情况下，发现了如下问题。

[0010] 在内燃机的负荷低的运转状态下，输出气缸的当量比设定得比较低。在当量比低时，混合气会变得过于稀薄，因此，即使在压缩上止点附近喷射点火性高的燃料，火焰也无法良好地传播，发生不点火的可能性提高。此外，即使在还不至于不点火的情况下，由于燃烧气体的温度随着稀薄化而降低，从而也会导致未燃烧的烃(HC)增加，热效率变差。另外，由于改性燃料中含量较多的甲烷(CH4)的全球变暖潜能值远高于二氧化碳，因此也担心影响环境。

[0011] 此外，在内燃机的负荷高的运转状态下，对改性燃料抗爆性的要求更高，所以期望改性燃料能包含更多的抗爆性高的成分，例如氢气、一氧化碳、甲烷等。但是，与甲烷等相比，氢气、一氧化碳的每摩尔的发热量低，在内燃机处于高负荷的状态时可能无法获得期望的输出。

[0012] 另外，若在内燃机处于高负荷状态的状况下向输出气缸投入大量氢气，又会出现如下问题：在温度上升的输出气缸内，由引火点低的氢气引起过早点火(早燃)，或在输出气缸内引起爆震。

[0013] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要技术课题在于提供一种内燃机，其能够在较宽的运转范围内实现利用改性燃料生成的稀薄混合气的正常燃烧。

[0014] 为了解决上述主要技术课题，根据本发明，提供一种内燃机，其具备：运转状态检测部，其对内燃机的运转状态进行检测；燃料改性部，其被投入含烃液体燃料，生成辛烷值比投入的所述液体燃料高的改性燃料；改性燃料组成调整部，其对由所述燃料改性部生成的所述改性燃料的组成进行调整；以及控制装置，其根据由所述运转状态检测部检测出的运转状态而控制所述改性燃料组成调整部，从而调整所述改性燃料的组成。

[0015] 优选为：所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷低时包含于所述改性燃料的氢气的比例高于所述内燃机的负荷高时包含于所述改性燃料的氢气的比例。此外，优选为：所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷低时包含于所述改性燃料的一氧化碳的比例高于所述内燃机的负荷高时包含于所述改性燃料的一氧化碳的比例。另外，优选为：所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时包含于所述改性燃料的甲烷的比例高于所述内燃机的负荷低时包含于所述改性燃料的甲烷的比例。

[0016] 可以构成为：所述控制装置具备请求输出运算部，该请求输出运算部基于由所述运转状态检测部检测出的运转状态而计算所述内燃机应该输出的请求输出，所述控制装置利用所述请求输出和所述燃料改性部的改性效率而运算所述改性燃料的目标发热量，并基于所述目标发热量为决定作为目标的改性燃料组成。

[0017] 可以构成为：所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时导入所述燃料改性部的混合气的当量比高于所述内燃机的负荷低时导入所述燃料改性部的混合气的当量比。

[0018] 可以构成为：所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时导入所述燃料改性部的吸入气体的温度高于所述内燃机的负荷低时导入所述燃料改性部的吸入气体的温度。

[0019] 可以构成为：所述燃料改性部由往复式机构构成，该往复式机构具备使活塞在缸体内进行往复运动的改性气缸，所述改性燃料组成调整部对所述改性气缸的有效压缩比、吸入气体温度、当量比以及转速中的至少一项进行调整。

[0020] 可以构成为：所述控制装置对所述改性燃料组成调整部进行控制，以使得所述内燃机的负荷高时的所述改性气缸的有效压缩比高于所述内燃机的负荷低时的所述改性气缸的有效压缩比。

[0021] 根据本发明，提供一种内燃机，其具备：运转状态检测部，其对内燃机的运转状态进行检测；燃料改性部，其被投入含烃液体燃料，生成辛烷值比投入的所述液体燃料高的改性燃料；改性燃料组成调整部，其对由所述燃料改性部生成的所述改性燃料的组成进行调整；以及控制装置，其根据由所述运转状态检测部检测出的运转状态而控制所述改性燃料组成调整部，从而调整所述改性燃料的组成。由此，提供能够在较宽的运转范围内实现利用改性燃料生成的稀薄混合气的正常燃烧的内燃机。附图说明

[0022] 图1是表示基于本发明而构成的实施方式的内燃机的系统结构的图。

[0023] 图2是表示图1所示的内燃机的控制系统的概略结构的图。

[0024] 图3是表示压缩端气体温度和改性燃料中的各气体成分浓度之间的关系的图。

[0025] 图4是表示运算目标压缩端气体温度的运算逻辑的框图。

[0026] 图5是表示在图4所示的运算逻辑下运算目标改性气体发热量的具体运算过程的框图。

[0027] 图6是表示在图4所示的运算逻辑下执行请求气体组成运算时的具体运算过程的框图。

[0028] 图7是表示为了调整当量比而决定EGR气体量调整阀的开度的运算逻辑的框图。

[0029] 图8是表示为了调整吸入气体温度而决定旁通量调整阀的开度的运算逻辑的框图。

[0030] 图9是表示为了调整有效压缩比而决定可变气门装置的控制量的运算逻辑的框图。

具体实施方式

[0031] 以下，参照附图详细说明基于本发明而构成的实施方式的内燃机。

[0032] 图1示出了本实施方式的内燃机1的系统结构的概略。内燃机1例如应用于固定式发电机，其具备输出气缸3以及构成燃料改性部的燃料改性气缸2。该内燃机1中，针对上述燃料改性气缸2和输出气缸3，利用进气系统4、改性燃料供给系统5、排气系统6、EGR系统7和输出气缸旁通系统8构成了配管系统。

[0033] 燃料改性气缸2和输出气缸3均采用往复式结构。更具体而言，燃料改性气缸2和输出气缸3分别通过将活塞22、32以往复运动自如的方式容纳在形成于未图示的缸体的缸膛21、31内而构成。在燃料改性气缸2中，由缸膛21、活塞22、未图示的缸盖形成了燃料改性室
23。在输出气缸3中，由缸膛31、活塞32、未图示的缸盖形成了燃烧室33。

[0034] 本实施方式的内燃机1的缸体设置有4个气缸，其中1个气缸构成为燃料改性气缸2，其余3个气缸构成为输出气缸3。于是，构成如下结构：在燃料改性气缸2中生成的改性燃料被供给到各输出气缸3。燃料改性气缸2和输出气缸3的气缸数未必限定于此，例如在缸体具备6个气缸时，也可以将2个气缸构成为燃料改性气缸2，将其余4个气缸构成为输出气缸
3。燃料改性气缸2的数量优选少于输出气缸3的数量。

[0035] 燃料改性气缸2的活塞22和输出气缸3的活塞32分别借助连杆24、34连结于图中单点划线所示的曲轴11。曲轴11借助未图示的离合器机构等连结于未图示的发电机。

[0036] 燃料改性气缸2配置有向燃料改性室23供给改性前的燃料例如轻油等的喷射器25。在该燃料改性室23中，由喷射器25供给燃料并利用活塞22进行压缩，从而在高温高压环境下进行绝热压缩。由此，燃料得到改性，生成包含氢气、一氧化碳、甲烷等的抗爆性高的改性燃料。向该燃料改性室23供给的燃料也可以是至少含烃的其他液体燃料(汽油、重油等)。
该燃料改性气缸2为燃料改性部。需要说明的是，在本实施方式中，示出了以燃料改性气缸2作为燃料改性部的例子，但内燃机1未必限定于具备燃料改性气缸2。作为用于对燃料进行改性的结构，利用催化反应将液体燃料改性为抗爆性高的燃料的改性器也是众所周知的，也可以代替上述燃料改性气缸2而使用燃料改性催化器来作为燃料改性部。

[0037] 如上所述，输出气缸3形成有燃烧室33，且配置有向燃烧室33内供给点火用燃料(例如轻油等)的喷射器35。在所述燃料改性气缸2中生成的改性燃料与空气一同被供给到该燃烧室33中，在该燃烧室33中形成均匀预混合气，并被活塞32压缩。然后，在压缩上止点附近从喷射器35喷射微量的点火用燃料，以该点火用燃料为点火源而进行火焰传播燃烧。由此，将活塞32的往复运动转换为曲轴11的旋转运动，获得内燃机输出。

[0038] 进气系统4分别向燃料改性气缸2的燃料改性室23和输出气缸3的燃烧室33导入空气(外部气体)。该进气系统4具备：主进气通路41；燃料改性气缸进气通路42，其从主进气通路41分支出来，向燃料改性气缸2导入空气；以及输出气缸进气通路43，其从主进气通路41向输出气缸3导入空气。主进气通路41上设置有涡轮增压器12的压缩机叶轮12a。燃料改性气缸进气通路42连接于燃料改性气缸2的进气口。在该进气口和燃料改性气缸2的燃料改性室23之间配置有进气门26，该进气门26能够开闭。此外，在从该主进气通路41分支出的燃料改性气缸进气通路42上设置有能够调整开度的进气量调整阀45。输出气缸3的进气通路43连接于输出气缸3的进气口。在该进气口和输出气缸3的燃烧室33之间配置有进气门36，该进气门36能够开闭。此外，在输出气缸进气通路43上设置有进气冷却器(中冷器)44。

[0039] 改性燃料供给系统5向输出气缸3的燃烧室33供给由所述燃料改性气缸2生成的改性燃料。

[0040] 改性燃料供给系统5具备改性燃料供给通路51。在该改性燃料供给通路51上设置有改性燃料冷却器52。改性燃料供给通路51的上游端连接于燃料改性气缸2的排气口。此外，改性燃料供给通路51的下游端连接于输出气缸进气通路43。在该改性燃料供给通路51和输出气缸进气通路43的连接部分设有混合器53。因此，燃料改性气缸2中生成的改性燃料在该混合器53中与流过输出气缸进气通路43的空气混合而被供给到输出气缸3的燃烧室33。

[0041] 排气系统6将在所述输出气缸3中由于燃料燃烧而产生的废气排出到内燃机1的外部。排气系统6具备排气通路61。在排气通路61上设置有涡轮增压器12的涡轮12b。排气通路61连接于输出气缸3的排气口。在该排气口和输出气缸3的燃烧室33之间设有排气门37。

[0042] EGR系统7由燃料改性气缸EGR系统7A和输出气缸EGR系统7B构成。

[0043] 燃料改性气缸EGR系统7A用于将流过所述排气通路61的部分废气向燃料改性气缸2的燃料改性室23供给。燃料改性气缸EGR系统7A具备燃料改性气缸EGR通路71。燃料改性气缸EGR通路71的上游端连接于排气通路61。燃料改性气缸EGR通路71的下游端连接于配置在燃料改性气缸进气通路42上的进气量调整阀45的下游侧。燃料改性气缸EGR通路71上设置有EGR气体冷却器72。此外，在燃料改性气缸EGR通路71中的EGR气体冷却器72下游侧(燃料改性气缸进气通路42侧)设置有EGR气体量调整阀73。燃料改性气缸EGR通路71上设有用于使EGR气体绕过EGR气体冷却器72而流动的冷却器旁通通路74。冷却器旁通通路74上设置有调整旁通量的旁通量调整阀75。

[0044] 输出气缸EGR系统7B具备使流过排气通路61的部分废气向输出气缸3的燃烧室33回流的输出气缸EGR通路76。输出气缸EGR通路76的上游端连接于排气通路61。输出气缸EGR通路76的下游端连接于配置在输出气缸进气通路43上的混合器53的下游侧。在输出气缸EGR通路76上配置有EGR气体冷却器77。在输出气缸EGR通路76的EGR气体冷却器77的下游侧(输出气缸3侧)配置有EGR气体量调整阀78。

[0045] 输出气缸旁通系统8用于将从燃料改性气缸2排出的气体导入排气通路61，而不向输出气缸3供给。该输出气缸旁通系统8具备输出气缸旁通通路81。输出气缸旁通通路81的上游端连接于配置在改性燃料供给通路51上的改性燃料冷却器52的上游侧。输出气缸旁通通路81的下游端连接于输出气缸EGR通路76中的EGR气体冷却器77的上游侧(排气通路61侧)。此外，在输出气缸EGR通路81上设置有旁通量调整阀82。

[0046] 本实施方式的上述进气冷却器44、改性燃料冷却器52、EGR气体冷却器72、77由内燃机1的冷却水来进行冷却。需要说明的是，进气冷却器44、改性燃料冷却器52、EGR气体冷却器72、77不限定于由内燃机1的冷却水来冷却，也可以构成为空冷式、或使用其他冷热源来冷却的方式。

[0047] 对于基于图1而说明了结构的内燃机1，参照图2来说明其控制系统。图2是表示内燃机1的控制系统的概略结构的图。内燃机1具备ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)100，ECU100相当于对内燃机1所具备的各种致动器进行控制的控制装置。该ECU100由计算机构成，具备：按照控制程序进行运算处理的中央运算处理装置(CPU)；存储有控制程序和各种控制图等的只读存储器(ROM)；用于临时存储检测出的检测值、运算结果等的可读写随机存取存储器(RAM)；以及输入接口和输出接口等(详细图示省略)。

[0048] 如图2所示，内燃机1具备：进气流量传感器101、吸入气体压力传感器102、吸入气体温度传感器103、吸入气体O2传感器104、排气压力传感器105、水温传感器106、转速传感器107和加速杆开度传感器108等。各传感器1010～108电连接于ECU100。各传感器101～108作为检测内燃机1的运转状态的运转状态检测部而发挥功能。

[0049] 进气流量传感器101将与流过主进气通路41的进气的流量对应的输出信号发送给ECU100。

[0050] 吸入气体压力传感器102将与流过燃料改性气缸进气通路42的吸入气体的压力对应的输出信号发送给ECU100。具体而言，吸入气体压力传感器102将与燃料改性气缸进气通路42的比它与燃料改性气缸EGR通路71的连接部分靠下游侧的位置的吸入气体压力对应的输出信号发送给ECU100。

[0051] 吸入气体温度传感器103将与流过燃料改性气缸进气通路42的吸入气体的温度对应的输出信号发送给ECU100。具体而言，吸入气体温度传感器103将与燃料改性气缸进气通路42的比它与燃料改性气缸EGR通路71的连接部分靠下游侧的吸入气体温度对应的输出信号发送给ECU100。

[0052] 吸入气体O2传感器104将与流过燃料改性气缸进气通路42的吸入气体中的氧气浓度所对应的输出信号发送给ECU100。具体而言，吸入气体O2传感器104将与燃料改性气缸进气通路42的比它与燃料改性气缸EGR通路71的连接部分靠下游侧的位置的吸入气体中的氧气浓度对应的输出信号发送给ECU100。

[0053] 排气压力传感器105将与流过排气通路61的排气的压力对应的输出信号发送给ECU100。具体而言，排气压力传感器105将与排气通路61的比它与燃料改性气缸EGR通路71的连接部分上游侧的排气压力对应的信号发送给ECU100。

[0054] 水温传感器106将与在形成于缸体的冷却水通路13内流过的冷却水的温度对应的输出信号发送给ECU100。具体而言，水温传感器106将与在形成于燃料改性气缸2周围的冷却水通路13中流过的冷却水的温度对应的输出信号发送给ECU100。

[0055] 转速传感器107用于检测内燃机1的转速，并将输出信号发送给ECU100。具体而言，转速传感器107配置成对由曲轴11驱动的未图示的燃料压送泵的凸轮轴的转速进行检测，并将与曲轴11的转速成比例的燃料压送泵的转速信号发送给ECU100。

[0056] 加速杆开度传感器108对内燃机1所请求的请求负荷率进行检测，并将输出信号发送给ECU100。具体而言，基于根据与内燃机1连接的发电机的运转状态而变化的负荷信号而驱动加速杆，由加速杆开度传感器108检测该加速杆的开度，并将加速杆的开度信号作为请求负荷率而发送给ECU100。

[0057] ECU100除了与上述各传感器电连接之外，还与所述喷射器25、35、所述各调整阀45、73、75、78、82等电连接。此外，燃料改性气缸2的进气门26、排气门27分别具备可变气门装置28、29。可变气门装置28、29分别构成为能够自由地变更进气门26和排气门27的开闭定时。ECU100也与该可变气门装置28、29电连接。ECU100基于所述各种传感器101～108的输出信号进行：对所述各喷射器25、35的喷射开始时机和结束时机进行调整的燃料喷射控制；各调整阀45、73、75、78、82等的开闭控制；以及利用可变气门装置28、29进行的进气门26和排气门27的开闭定时的控制。

[0058] 以下，参照图1、2说明上述内燃机1的基本动作。

[0059] 导入主进气通路41的空气由涡轮增压器12的压缩机叶轮12a加压。然后，该空气向燃料改性气缸进气通路42和输出气缸进气通路43分流。此时，流过燃料改性气缸进气通路42的进气的流量由进气量调整阀45来进行调整。此外，燃料改性气缸进气通路42被导入在燃料改性气缸EGR系统7A中流过的EGR气体。此时，被导入燃料改性气缸进气通路42的EGR气体量由EGR气体量调整阀73来进行调整。此外，利用对应于旁通量调整阀75的开度而绕过EGR气体冷却器72的EGR气体量来调整被导入燃料改性气缸进气通路42的EGR气体的温度。
由此，燃料改性气缸2的燃料改性室23被导入空气和EGR气体。此时，对利用进气量调整阀45的开度而调整的进气流量、利用EGR气体量调整阀73的开度而调整的EGR气体流量以及利用旁通量调整阀75的开度而调整的EGR气体温度进行调整，以调整燃料改性室23中的当量比，同时使得达到能在燃料改性室23中良好地进行燃料改性的气体温度。具体而言，如后述那样，对进气量调整阀45、EGR气体量调整阀73以及旁通量调整阀75的开度进行控制，以使得从喷射器25向燃料改性室23供给燃料时的燃料改性室23中的当量比达到规定值(例如2.5以上，优选4.0以上)，且使燃料改性室23的气体温度达到能够进行改性反应的温度的下限值以上的值。该控制例如可以基于预先通过实验、仿真等制作的开度设定图来进行。需要说明的是，对于EGR气体量调整阀73、旁通量调整阀75的控制，稍后进行详述。

[0060] 在如上述那样向燃料改性气缸2的燃料改性室23导入了空气和EGR气体的状态下，从喷射器25向燃料改性室23供给燃料。该喷射器25的燃料供给量根据内燃机的请求输出来设定，该内燃机的请求输出利用内燃机1的转速传感器107(转速)、加速杆开度传感器108的输出(请求负荷率)而运算出。具体而言，根据向喷射器25供给的燃料的压力设定喷射器25的开阀期间，以获得作为目标的燃料供给量。此外，此时的喷射器25的开阀期间设定为：要在燃料改性气缸2的进气行程结束之前的期间完成与作为所述目标的燃料供给量对应的喷射。需要说明的是，喷射器25的开阀期间不限定于此，只要在活塞22到达压缩上止点之前在燃料改性室23中形成均质的混合气的期间即可。此外，喷射器25不限定于直接向燃料改性室23供给燃料的方式，例如也可以设置在燃料改性气缸进气通路42的吸入气体O2传感器104和进气门26之间。

[0061] 在活塞22向压缩上止点移动的期间，燃料改性室23的压力和温度上升，上述混合气在该燃料改性室23中被绝热压缩。由此，在高温高压环境下进行燃料的脱氢反应、部分氧化反应、水蒸气改性反应、热解离反应等，使燃料改性，生成包含氢气、一氧化碳、甲烷等的抗爆性高的改性燃料。需要说明的是，在本实施方式中，液体燃料改性后得到的改性燃料是气态的，因此以下有时称改性燃料为“改性气体”。

[0062] 从燃料改性室23排出的改性气体在流过改性燃料供给通路51时由改性燃料冷却器52进行冷却。通过该冷却，提高了改性气体的密度，并且抑制了输出气缸进气通路43、燃烧室33中的改性气体的过早点火。而且，该冷却后的改性气体在混合器53中与输出气缸进气通路43中流过的空气混合，再与经由输出气缸EGR通路76而导入的EGR气体一同被导入输出气缸3的燃烧室33。

[0063] 这样一来，向输出气缸3的燃烧室33分别导入空气、改性气体、EGR气体，从而将燃烧室33内的当量比调整为期望的值。

[0064] 在输出气缸3中，在压缩行程中进行稀薄混合气体的绝热压缩，当活塞32到达压缩上止点时，从喷射器35喷射点火性高的微量燃料。由此，在燃烧室33内点燃被压缩了的预混合气，进行稀薄预混合燃烧。需要说明的是，当不从喷射器35喷射微量燃料也能在期望的定时点燃燃烧室33的预混合气时，也可以不必从喷射器35喷射燃料。

[0065] 通过所述燃烧，活塞32进行往复运动而使曲轴11旋转，从而能够获得内燃机输出。该内燃机输出被传递到所述发电机等，并且其一部分被用作活塞22在所述燃料改性气缸2中往复运动的驱动源。

[0066] 需要说明的是，当内燃机1紧急停止时等要停止向输出气缸3供给改性燃料时，停止从燃料改性气缸2的喷射器25喷射燃料，并且开放旁通量调整阀82。由此，能够经由输出气缸旁通通路81而将改性燃料导入排气通路61，停止向输出气缸3供给改性燃料，使内燃机1迅速停止。

[0067] 根据该内燃机1，由于在输出气缸3内进行均匀稀薄预混合燃烧，因此能够谋求减少NOx排出量、烟尘排出量。由此，能够省去用于净化废气的后处理装置(颗粒过滤器、NOx催化剂等)，或者能够大幅缩减其容量。而且，由于进行燃烧的燃料的抗爆性高，因此能够抑制爆震，并且，由于能够通过上述那样的喷射轻油等的柴油引燃点火而实现最佳时机的燃烧，所以也能谋求燃烧效率的提高。

[0068] 本实施方式的内燃机1还具备改性燃料组成调整部，其对由所述燃料改性气缸2生成的改性气体的组成进行调整，根据运转状态对所述改性燃料组成调整部进行控制，以调整投入燃烧室33的改性燃料的组成。所述改性燃料组成调整部例如包括如下结构中一部分或全部：用于调整导入燃料改性气缸2的混合气的当量比的结构；用于调整燃料改性气缸2中形成的混合气的温度的结构；以及用于调整燃料改性气缸2的有效压缩比的结构等。以下，详细说明改性燃料组成调整部及其控制装置的作用。

[0069] 首先，说明能够在燃料改性气缸2的燃料改性室23中进行改性反应的条件。为了能够在燃料改性室23中进行改性反应，前提是要使燃料改性室23中的混合气的当量比和混合气的温度都处于能够进行改性反应的范围内。此外，根据燃料改性室23中混合气的当量比的不同，燃料进行改性反应所需的混合气的温度有所不同，该当量比越高，进行改性反应所需的混合气的温度越高。这里所说的“混合气温度”是指，在活塞22的作用下改性气缸内容积达到最小的状态时，由导入到燃料改性气缸2的空气、EGR气体和喷射器25喷射出的燃料形成的混合气的温度，以下，称该温度为“压缩端气体温度”。也就是说，为了在燃料改性室23中进行改性反应，燃料改性室23中的混合气当量比越高，就越需要提高压缩端气体温度。

[0070] 接下来，说明与压缩端气体温度对应地生成的改性燃料中的各气体成分的浓度。图3表示的是：在某一当量比下，通过实验计量出的压缩端气体温度(横轴)和改性燃料中的各气体成分的浓度(纵轴)之间的关系的结果。

[0071] 图中虚线表示的是压缩端气体温度和生成的改性燃料中的氢气浓度之间的关系。由图可知，压缩端气体温度越高，生成的改性燃料中的氢气的浓度越高。此外，在压缩端气体温度较低的区段和较高的区段，氢气浓度伴随压缩端气体温度上升而上升的幅度变小。

[0072] 图中单点划线表示的是压缩端气体温度和生成的改性燃料中的一氧化碳浓度之间的关系。由图可知，压缩端气体温度越高，生成的改性燃料中的一氧化碳的浓度越高。此外，存在数个一氧化碳的浓度伴随压缩端气体温度上升而上升的幅度变小的温度带。也就是说，一氧化碳浓度伴随压缩端气体温度端气体温度上升而产生的变化存在多个拐点。

[0073] 图中实线表示的是压缩端气体温度和生成的改性燃料中的甲烷浓度之间的关系。由图可知，在压缩端气体温度为规定值A以下的范围内，压缩端气体温度越高，生成的改性燃料中的甲烷的浓度越高。但是，在压缩端气体温度超出规定值A的范围内，压缩端气体温度越高，所述甲烷的浓度越低。也就是说，甲烷浓度伴随压缩端气体温度上升而产生的变化存在极大值。关于这种现象，推测是因为：当压缩端气体温度超出规定值A时，伴随压缩端气体温度上升，改性燃料中的甲烷进行分解反应、部分氧化反应，由此生成了氢气、一氧化碳等。

[0074] 可见，改性燃料中的抗爆性高的各气体成分的浓度与压缩端气体温度具有依存关系。此外，还确认了：如果燃料改性气缸2内的当量比不同，则即使压缩端气体温度相同，各气体成分的浓度的变化特性也会发生变化。由此可知，通过根据燃料改性气缸2内的当量比来掌握图3所示那样的特性，能够适当地调整燃料改性时的燃料改性气缸2内的压缩端气体温度，从而调整各气体成分的浓度比例。图3所示那样的压缩端气体温度和各气体成分浓度之间的关系可以按照燃料改性气缸2内的每种当量比而预先存储在ECU100中。

[0075] 接着，说明为了实现上述压缩端气体温度的调整而运算目标压缩端气体温度的过程。

[0076] 图4是表示目标压缩端气体温度的运算逻辑的框图。目标压缩端气体温度的运算可以由ECU100进行。如该图4所示，首先，在目标改性气体发热量运算部121中根据由上述运转状态检测部检测出的输出气缸3的转速和请求负荷率这些运转状态，来运算改性气体的目标改性气体发热量Htot_req。参照图5对该目标改性气体发热量运算部121中的运算目标改性气体发热量Htot_req的过程进行说明。

[0077] 如图5所示，首先，在请求输出运算部121a中基于输出气缸3的转速和请求负荷率算出内燃机请求输出P。此外，与此同时，参照以输出气缸3的转速和请求负荷率为参数的输出气缸热效率图121b而求出输出气缸3的热效率ηthp。接着，根据以由所述内燃机1的基本动作决定的燃料改性气缸2的当量比和吸入气体温度为参数的燃料改性气缸2的改性效率图121c，求出燃料改性气缸2的改性效率ηthr。通过将输出气缸3的热效率ηthp和燃料改性气缸2的改性效率ηthr相乘，而计算出此时的运转状态下的内燃机整体的热效率ηth。接着，通过将内燃机整体的热效率ηth和燃料流量Gfuel相乘，再用所述内燃机请求输出P除以该乘积，从而运算目标改性气体发热量Htot_req。需要说明的是，输出气缸热效率图121b和改性效率图121c可以预先通过实验等而制作并存储于ECU100中。

[0078] 返回图4继续说明。在如上述那样运算出目标改性气体发热量Htot_req后，在供给燃料量计算部122中计算为了达到该目标改性气体发热量Htot_req而需要向燃料改性气缸2供给的燃料流量。投入到该燃料改性气缸2的燃料流量基本上根据内燃机请求输出来设定，通过参照ECU100中存储的图等来决定。

[0079] 然后，基于上述信息验证输出气缸3中的点火性。这里，在点火性指标运算部123中运算上述运转状态下的典型的点火性指标。对于该点火性指标，负荷越高，算出的指标值越高，该点火性指标不仅考虑请求负荷率，还要考虑输出气缸3中的当量比、由运转状态检测部检测出的环境条件(冷却水温度、吸入气体温度)等来决定。上述目标改性气体发热量Htot_req、投入燃料改性气缸2的燃料流量以及点火性指标的运算可以由ECU100进行。

[0080] 在如上述那样在供给燃料量计算部122中计算出所述燃料流量后，在请求气体组成运算部120中基于该燃料流量，运算不会在输出气缸3内引起过早点火等异常燃烧且能够获得内燃机应输出的目标输出(请求输出)那样的改性气体的气体组成(请求气体组成)。更具体而言，将改性气体的气体组成设定为：与内燃机1的负荷高时相比，在内燃机1的负荷低时，包含于改性气体的氢气和/或一氧化碳的比例增多。将改性气体的气体组成设定为：与内燃机1的负荷低时相比，在内燃机1的负荷高时，包含于改性气体的甲烷的比例增多。

[0081] 这里，内燃机1的负荷低的状态是指，内燃机1以微引燃点火(Micro pilot ignition)后燃烧速度小而容易排出未燃气体的运转状态进行运转的状态；内燃机1的负荷高的状态是指，内燃机1在微引燃点火前或刚点火后容易发生剧烈燃烧的运转条件下进行运转的状态。在内燃机1中，设负荷低时的运转条件为第一运转条件，负荷高时的运转条件为第二运转条件时，第一运转条件下的微引燃点火后的燃烧速度小于第二运转条件下的微引燃点火后的燃烧速度。并非特别限定，不过，若用以内燃机1的输出来称呼的负荷率表现，例如也可以将稀薄混合气的当量比为0.5以下且内燃机1的输出为额定输出的50％以下的状态称为内燃机1的负荷低的状态，将该状态以外的状态称为内燃机1的负荷高的状态。但是，本实施方式中内燃机1的负荷高低主要根据点火后的燃烧速度的大小来判断，而并非仅根据负荷率来判断。

[0082] 如上所述，改性气体的组成根据内燃机1的负荷来设定。设定为：内燃机1的运转条件为上述第一运转条件时的改性气体中的氢气比例大于内燃机1的运转条件为上述第二运转条件时的改性气体中的氢气比例。此外，设定为：内燃机1的运转条件为上述第一运转条件时的改性气体中的一氧化碳比例大于内燃机1的运转条件为上述第二运转条件时改性气体中的一氧化碳比例。另外，设定为：内燃机1的运转条件为上述第二运转条件时改性气体中的甲烷比例大于内燃机1的运转条件为上述第一运转条件时改性气体中的甲烷比例。

[0083] 基于上述数据，在所述请求气体组成运算部120中运算燃料改性气缸2的出口处的请求气体组成。参照图6说明在该请求气体组成运算部120中运算请求气体组成的具体过程。需要说明的是，该请求气体组成的运算可以由ECU100进行。

[0084] 如图6所示，请求气体组成运算部120通过参照目标氢气浓度图120a、目标一氧化碳浓度图120b、目标甲烷浓度图120c来设定各气体组成。上述各图120a～120c是以输出气缸3的转速传感器107检测出的转速、加速杆开度传感器108检测出的请求负荷率为参数的二维图。例如，目标氢气浓度图120a规定为：在要求负荷率低时，与要求负荷率高时相比，包含于改性燃料的氢气比例增大；在输出气缸3的转速快时，与转速慢时相比，改性燃料中所含的氢气比例增大。此外，目标一氧化碳浓度图120b规定为：在要求负荷率低时，与要求负荷率高时相比，包含于改性燃料的一氧化碳比例增大；在输出气缸3的转速快时，与转速慢时相比，包含于改性燃料的一氧化碳比例增大。另外，目标甲烷浓度图120c规定为：在请求负荷率高时，与请求负荷率低时相比，包含于改性燃料的甲烷比例增大；在输出气缸3的转速快时，与转速慢时相比，包含于改性燃料的甲烷比例减少。需要说明的是，各图120a～120c是基于输出气缸3的实验性能等而决定的，各图120a～120c可以预先存储于ECU100中。

[0085] 基于图6所示的各图120a～120c运算出各气体成分的目标浓度后，将运算出的目标浓度作为每种气体成分的暂定目标浓度输出到发热量运算部120d。发热量运算部120d运算以暂定目标浓度将各气体成分供给到输出气缸3时的发热量。该发热量运算部120d被输入在所述供给燃料量计算部122中计算出的燃料流量。发热量运算部120d基于该燃料流量、各气体成分的所述暂定目标浓度Ψi而运算设想的运算发热量(Htot_cal)。该运算发热量可以通过将各气体成分的暂定目标浓度Ψi和燃料流量转换为目标摩尔流量Ni、并基于以下式(1)来求出。需要说明的是，Hi表示各气体成分i的发热量。

[0086] [数1]

[0087]

[0088] 当上述运算发热量Htot_cal与上述目标改性气体发热量运算部121中运算出的目标改性气体发热量Htot_req一致或二者的偏差小到可以忽略的程度时，将供给燃料计算部122计算出的燃料流量直接当作要投入燃料改性气缸2的燃料流量。但是，当所述偏差较大时，优选基于校正运算部120e实施校正运算，以减小所述偏差。以下说明该校正运算部120e所实施的具体校正运算。

[0089] 首先，作为校正运算部120e所实施的校正运算的具体例，说明基于以下式(2)进行运算的校正运算1。在校正运算1中，计算出对燃料流量的校正值。

[0090] [数2]

[0091]

[0092] 如式(2)所记载的那样，在校正运算1中，将目标改性气体发热量Htot_req和通过式(1)运算出的运算发热量Htot_cal之间的偏差乘以上述内燃机整体的热效率ηth，再用由上述请求输出运算部121a计算出的请求输出P除以上述所得的乘积值。由此，可以得到燃料流量校正值Gfuel_cor。通过将该燃料流量校正值Gfuel_cor加到燃料流量上，可以使运算发热量Htot_cal趋近目标改性气体发热量Htot_req，或与之一致。

[0093] 另外，作为上述校正运算的具体例，说明基于以下式(3)、式(4)进行运算的校正运算2。在校正运算2中，计算出对改性气体中的各气体成分浓度的校正值。

[0094] [数3]

[0095]

[0096] [数4]

[0097]

[0098] 在校正运算2中，首先，运用式(3)，用运算发热量Htot_cal除以基于目标改性气体发热量Htot_req和运算发热量Htot_cal之间的偏差计算出的燃烧热偏差ΔHtot，求出改性气体总摩尔数校正值ΔNtot。接着，基于该改性气体总摩尔数校正值ΔNtot获取各气体成分(氢气、一氧化碳、甲烷)的基准摩尔浓度校正值Ψi_ref。需要说明的是，该基准摩尔浓度校正值Ψi_ref可以利用预先存储于ECU100中的标准校正化学物质浓度图来求出。然后，基于该基准摩尔浓度校正值Ψi_ref，求出构成改性气体总摩尔数校正值ΔNtot的各气体成分的摩尔数校正值ΔNi。i表示构成改性气体的各气体成分的化学物质。如式(4)所示，各气体成分的摩尔数校正值ΔNi的总和为改性气体总摩尔数校正值ΔNtot。需要说明的是，实际会因为气体组成的变化等而产生误差。因此，预先针对每种气体成分设定调整系数αi，以ΔNi＝αi·Ni_ref的方式计算出满足上述式(4)的Ni_ref，将该Ni_ref作为摩尔数校正值，对图6中计算出的各气体成分的暂定目标浓度进行调整校正。通过这样操作，也能使运算发热量Htot_cal趋近目标改性气体发热量Htot_req，或使之一致。

[0099] 返回图4继续说明，由于需要供给既满足请求气体组成，又能满足输出气缸3的输出的改性气体量，因此，在改性气缸目标当量比运算部124中，考虑改性燃料的总发热量而运算应作为目标的当量比。此时，在改性气体质量流量运算部125中，基于在供给燃料量计算部122中计算出的向燃料改性气缸2供给的燃料流量来运算改性气体的质量流量。然后，通过将该改性燃料的质量流量乘以各气体成分的目标浓度而计算出各气体成分各自的质量流量，并基于各气体成分各自的质量流量而运算出考虑了改性气体的总发热量的燃料改性气缸2的目标当量比。需要说明的是，到此为止说明了在运算各气体成分的目标浓度时，求出氢气、一氧化碳、甲烷的目标浓度的情况，但求出目标浓度的气体成分不限定于氢气、一氧化碳、甲烷，也可以进一步求出包含于改性气体的其他气体成分X(例如乙烷等)的目标浓度。

[0100] 像这样算出了目标当量比后，在目标压缩端气体温度运算部126中运算上述各气体成分的最终目标浓度以及与燃料改性气缸2的目标当量比对应的目标压缩端气体温度。在决定该目标压缩端气体温度时，要参照所述图3所示的压缩端气体温度所对应的各气体成分浓度的比例。如上述那样，通过使压缩端气体温度随当量比而变化，能够将各气体成分的浓度比例调整为期望的比例。目标压缩端气体温度运算部126参照目标当量比所对应的压缩端气体温度和各气体成分浓度之间的关系(参照图3)，决定能实现各气体成分的最终目标浓度的目标压缩端气体温度。

[0101] 像上述那样运算出目标压缩端气体温度后，由ECU100实施用于使实际的内燃机1的压缩端气体温度成为目标压缩端气体温度的控制。为了将燃料改性室23中的压缩端气体温度调整为目标压缩端气体温度，需要计算出当前的压缩端气体温度，并根据该当前的压缩端气体温度和目标压缩端气体温度之间的偏差进行温度调节动作。若通过实施该温度调节动作可以使压缩端气体温度成为目标压缩端气体温度，则能够使改性燃料的组成成为期望的目标组成，即能够使各气体成分的浓度成为目标的浓度。因此，用于具体进行该温度调节动作的结构相当于改性燃料组成调整部。

[0102] 这里，说明将压缩端气体温度调整为目标压缩端气体温度时所需的、用于计算实际压缩端气体温度的过程。

[0103] 燃料改性室23中的实际压缩端气体温度可以由以下式(5)来计算(推算)。

[0104] [数5]

[0105] TTDC＝Creact·Tini·εκ-1…(5)

[0106] 在该式(5)中，TTDC为压缩端气体温度，Tini为压缩前的气体温度即吸入气体的温度，ε为燃料改性气缸2的有效压缩比，κ为燃料改性室23内的吸入气体的多变指数κ，Creact为考虑了燃料改性室23中的改性反应(尤其是部分氧化反应)中的温度上升量的校正系数。

[0107] 以下，说明式(5)中各参数的计算。

[0108] (吸入气体温度Tini)

[0109] 吸入气体温度Tini基于所述吸入气体温度传感器103的输出信号而计算。这里，计算出的吸入气体温度Tini是燃料改性气缸进气通路42的比它与燃料改性气缸EGR通路71的连通部分靠下游侧的位置的吸入气体温度。

[0110] 此外，对于吸入气体温度Tini，也可以采用燃料改性气缸2的进气口处流动的吸入气体的温度，以代替燃料改性气缸进气通路42中流动的吸入气体的温度。此外，也可以检测或推算在活塞22到达吸入下止点时的燃料改性室23的气体温度，并将它作为吸入气体温度Tini。

[0111] (燃料改性气缸的有效压缩比ε)

[0112] 燃料改性气缸2的有效压缩比ε被计算为：燃料改性气缸2中的进气门26闭阀时的燃料改性室23的容积与活塞22到达压缩上止点时的燃料改性室23的容积之比。需要说明的是，在不利用有效压缩比的控制来实施后述压缩端气体温度的控制时，也可以简单地利用活塞22处于下止点时的燃料改性室23的容积与活塞22处于上止点时的燃料改性室23的容积之比来求出燃料改性气缸2的有效压缩比ε。

[0113] (多变指数κ)

[0114] 多变指数κ定义为：燃料改性室23内的气体压缩行程中的定压比热与定容比热之比。在吸入气体全部为空气、且没有朝向缸体壁面的热流出时，κ＝1.4左右。但是，燃料改性室23中的吸入气体实际的多变指数κ与全部为空气时、没有热流出时有所不同，因此要如下所述地进行适当修正。

[0115] ·与冷却水温度对应的多变指数的修正

[0116] 所述多变指数κ随着热损耗量而变化。如上所述，缸体中形成有冷却水通路13，存在朝向在该冷却水通路13中流动的冷却水的热流出。因此，基于所述冷却水传感器106的输出来计算冷却水的温度。冷却水温度是产生热损耗的参数，因此，预先通过实验、仿真等而制定用于求出“应该从以冷却水温度为参数的空气多变指数κ减去的修正多变指数Δκ”的图。由此，能够求出与冷却水温度对应的修正多变指数Δκ。

[0117] ·与气体组成对应的多变指数κ的修正

[0118] 多变指数κ也会随燃料改性室23内的气体组成而变化。如上所述，在吸入气体全部为空气时，由于吸入气体的大部分为双原子分子，因此多变指数κ为1.4左右。与此相对，当吸入气体中含有已燃气体(CO2、H2O)、燃料(本实施方式中为改性气体)时，所述双原子分子的比例会降低，因此多变指数κ也会减小。

[0119] 因此，基于所述吸入气体O2传感器104的输出信号，以吸入气体中的氧气的摩尔分数为基准而计算吸入气体中的二氧化碳的摩尔分数，并基于各气体成分的摩尔分数来推算多变指数κ。

[0120] 在推算多变指数κ时，首先，利用以下式(6)求出吸入气体的定压摩尔比热。

[0121] [数6]

[0122]

[0123] 上述式(6)中，Cp_intake为吸入气体的定压摩尔比热，Ψi为各气体成分各自的摩尔分数，Cp_i为各气体成分各自的定压摩尔比热。各气体成分各自的摩尔分数Ψi、各气体成分各自的定压摩尔比热Cp_i是根据燃料的种类和燃料改性室23内的运算时的当量比等而决定的，可以按照通过实验、仿真而制作的图来求出。

[0124] 由此，可利用以下式(7)来计算吸入气体的多变指数κ。

[0125] [数7]

[0126]

[0127] ·与当量比对应的多变指数κ的修正

[0128] 此外，也可以推算燃料改性室23内的当量比，并根据该当量比对多变指数κ进行校正运算。

[0129] 首先，计算与当前运转状态对应的当量比。在计算当量比时，基于进气流量传感器101的输出信号来计算进气流量。另外，根据基于吸入气体压力传感器102的输出信号而计算出的吸入气体的压力和基于排气压力传感器105的输出信号而计算出的排气压力之差，计算向燃料改性气缸2回流的EGR气体量。然后，根据所述进气流量、EGR气体量、向燃料改性室23供给的燃料供给量(根据对喷射器25的喷射指令值而求出的燃料改性气缸供给量)而计算当量比。

[0130] 像上述那样计算出当量比后，根据该当量比求出多变指数κ的下降量Δκ，即修正多变指数Δκ。修正多变指数Δκ可以通过如下方式求出：预先基于实验、仿真等求出与当量比对应的修正多变指数Δκ，并制成图而储存起来，然后参照该图来求出修正多变指数Δκ。像这样求出修正多变指数Δκ后，从空气的多变指数κ(1.4左右)中减去该求出的修正多变指数Δκ，即可求出当量比所对应的多变指数κ。

[0131] (与伴随改性反应产生的温度上升量对应的校正系数Creact)

[0132] 与伴随改性反应产生的温度上升量对应的校正系数Creact用于：在改性反应开始于活塞22到达压缩端气体温度上止点前的情况下，对压缩端气体温度进行校正，校正量与部分氧化反应引起的气体温度的上升量对应。可以预先通过实验等求出与运转条件对应的改性反应的开始时机、部分氧化反应引起的发热量，将该温度上升量校正系数Creact预先存储在所述ROM中，读取与实际的运转条件对应的温度上升量校正系数Creact。

[0133] 通过像以上那样求出吸入气体温度Tini、燃料改性气缸的有效压缩比ε、多变指数κ、与伴随改性反应产生的温度上升量对应的校正系数Creact，可基于存储在作为控制装置的ECU100中的上述式(5)而进行计算压缩端气体温度的动作。需要说明的是，压缩端气体温度的计算不限定于上述实施方式，也可以通过其他方法进行计算。具体而言，也可以在燃料改性气缸2内设置压力传感器，基于压力传感器的值来计算压缩端气体温度。

[0134] 如以上那样，通过计算出目标压缩端气体温度和当前压缩端气体温度，可调整当前压缩端气体温度，使之趋近目标压缩端气体温度。以下说明用于调整压缩端气体温度的控制。作为对压缩端气体温度进行控制的具体控制，可以举出：通过调整燃料改性气缸2的当量比而进行的压缩端气体温度的控制、通过调整被吸入到燃料改性气缸2的吸入气体的温度而进行的压缩端气体温度的控制和/或通过调整燃料改性气缸的有效压缩比而进行的压缩端气体温度的控制。

[0135] (通过调整当量比而进行的压缩端气体温度的控制)

[0136] 首先，说明通过调整当量比而调整压缩端气体温度的控制。在通过调整当量比来控制压缩端气体温度时，为了满足所请求的输出，不宜变更向燃料改性室23供给的燃料供给量。因此，在通过调整当量比来调整压缩端气体温度时，通过改变向燃料改性气缸2供给的燃料以外的吸入气体的比例来改变氧气浓度，从而对压缩端气体温度进行调整。

[0137] 由前文记载可知，压缩端气体温度会随多变指数κ而变化。如上述所述，通过调整向燃料改性室23供给的EGR气体(已燃气体)量，能够调整多变指数κ。因此，通过调整EGR气体量，可以调整燃料改性室23中的氧气浓度，即可以调整当量比，改变燃料改性室23中的改性反应中的部分氧化反应量，从而调整压缩端气体温度。这样，通过调整当量比来调整多变指数κ，从而调整压缩端气体温度。

[0138] 图7是表示决定EGR气体量调整阀73的开度的运算逻辑的框图。如该图7所示，吸入气体组成运算部150根据基于所述吸入气体O2传感器104的输出信号而计算出的吸入气体中的氧气浓度，运算吸入气体的组成，根据该吸入气体的组成求出吸入气体的多变指数κ。此外，压缩端气体温度运算部151基于实际测得的吸入气体温度、当前的有效压缩比和所述多变指数κ而运算当前的压缩端气体温度。然后，目标多变指数运算部152基于该当前的压缩端气体温度和目标压缩端气体温度之间的偏差而运算目标多变指数。之后，目标O2浓度运算部153基于该目标多变指数而运算目标O2浓度。接着，将作为该运算结果的目标O2浓度所对应的输出信号输出到EGR气体量调整阀73。该目标O2浓度和EGR气体量目标调整阀73的开度之间的关系预先通过实验、仿真而求出，根据该关系来设定所述输出信号所对应的EGR气体量调整阀73的开度。

[0139] 根据这样的逻辑，通过调整EGR气体量而变更当量比，从而进行压缩端气体温度的控制。此时，以内燃机负荷高时提高当量比的方式进行控制。即，为了减少混合气中的氧气量，进行增加EGR气体量的调整，修正多变指数κ。由此，调整压缩端气体温度。关于进行调整的EGR气体量及其所对应的压缩端气体温度的变化量，预先通过实验、仿真等求出，以决定对EGR气体量进行何种程度的调整。基于以上这样的逻辑来进行压缩端气体温度的控制。

[0140] (通过调整吸入气体温度而进行的压缩端气体温度的控制)

[0141] 在调整被导入燃料改性气缸2的吸入气体的温度时，有用的参数为EGR气体的温度。该利用EGR气体的温度进行的压缩端气体温度的控制通过控制所述旁通量调整阀75的开度来进行。具体而言，对绕过EGR气体冷却器72的EGR气体量进行调整，从而调整被导入燃料改性气缸进气通路42的EGR气体的温度。

[0142] 图8是表示决定旁通量调整阀75的开度的运算逻辑的框图。如该图8所示，目标吸入气体温度运算部130基于目标压缩端气体温度而运算目标吸入气体温度。然后，目标冷却器旁通流量运算部131基于由吸入气体温度传感器103实际测得的实测吸入气体温度和目标吸入气体温度之间的偏差，运算要绕过上述EGR气体冷却器72的EGR气体的流量。接着，目标旁通量调整阀开度运算部132基于要绕过该EGR气体冷却器72的EGR气体的流量而运算旁通量调整阀75的目标开度。该EGR气体的流量(要绕过EGR气体冷却器72的EGR气体的流量)和旁通量调整阀75的开度之间的关系预先通过实验、仿真而求出，根据该关系来运算旁通量调整阀75的目标开度。然后，将作为该运算结果的目标开度所对应的输出信号输出到旁通量调整阀75。通过执行这样的控制，作为结果，能够控制为：在内燃机的负荷高时，导入燃料改性气缸2的吸入气体的温度比负荷低时变高。根据以上这样的运算逻辑来进行压缩端气体温度的控制。

[0143] 需要说明的是，虽然在上述实施方式中是通过控制旁通量调整阀75的开度来调整吸入气体的温度的，但不限定于此，也可以将旁通量调整阀75的开度维持为恒定，通过调整EGR气体冷却器72中流动的冷热源(内燃机的冷却水)的温度、流量来调整EGR气体的温度。

[0144] (通过调整燃料改性气缸的有效压缩比而进行的压缩端气体温度的控制)

[0145] 接着，说明通过变更燃料改性气缸的有效压缩比而进行的压缩端气体温度的控制。该通过变更有效压缩比而进行的压缩端气体温度的控制以如下方式实现：利用燃料改性气缸2所具备的可变气门装置28来调整进气门26的开闭定时。也就是说，通过直接调整上述式(5)的有效压缩比ε来调整压缩端气体温度。需要说明的是，作为可变气门装置28，可以采用以往公知的变更凸轮相位的方式、变更凸轮升程的方式，或者采用电磁驱动式的阀装置等，不限定于可变气门装置的结构。

[0146] 图9是表示决定可变气门装置28的控制量的运算逻辑的框图。如图9所示，压缩端气体温度运算部140基于实际测得的实测吸入气体温度和当前的有效压缩比而运算当前的压缩端气体温度。然后，目标有效压缩比运算部141基于该当前的压缩端气体温度和目标压缩端气体温度之间的偏差而运算目标有效压缩比。接着，目标可变气门装置控制量运算部142基于该目标有效压缩比而运算可变气门装置28的开闭定时。然后，将作为该运算结果的控制量所对应的输出信号输出到可变气门装置28。例如，在当前的压缩端气体温度低于目标压缩端气体温度，需要提高有效压缩比的情况下，使进气门26在可变气门装置28作用下的开闭定时向活塞22的下止点侧移动。反之，在当前的压缩端气体温度高于目标压缩端气体温度，需要降低有效压缩比的情况下，使进气门26在可变气门装置28作用下的闭阀定时向活塞22的上止点侧移动。根据以上这样的运算逻辑进行压缩端气体温度的控制。

[0147] 通过执行上述控制压缩端气体温度的各手段，即执行：通过调整当量比而进行的压缩端气体温度的控制、通过调整吸入气体温度而进行的压缩端气体温度的控制、通过调整改性气缸的有效压缩比而进行的压缩端气体温度的控制，从而能够调整实际的压缩端气体温度，使之成为目标压缩端气体温度。由此，能够将由构成燃料改性部的燃料改性气缸2生成的改性燃料的组成即构成改性气体的各气体的成分浓度调整为目标气体成分浓度。

[0148] 上述用于调整当量比的结构即EGR气体量调整阀73、用于调整吸入气体温度的结构即旁通量调整阀75以及用于调整改性气缸的有效压缩比的结构即可变气门装置28中的至少一种结构构成“改性燃料组成调整部”。而且，通过执行调整当量比、调整吸入气体温度以及调整改性气缸的有效压缩比中的至少一项调整而控制压缩端气体温度这一处理，构成为了调整改性燃料的组成而“控制改性燃料组成调整部”。但是，改性燃料组成调整部的控制不限定于上述实施方式。更具体而言，燃料改性气缸2的压缩端气体温度可由上述式(5)算出，由这一点也可知，只要变更上述式(5)的参数值即可调整压缩端气体温度。即，控制改性燃料组成调整部可以采用变更式(5)的任意参数值的方式。例如，在燃料改性气缸2与输出气缸3独立构成时，或者在构成为：利用变速器将在输出气缸3的作用下旋转的曲轴11和使燃料改性气缸2旋转的曲轴连结起来而能够自由改变变速比时，能够自由调整对燃料改性气缸2的活塞22进行驱动的轴的转速，通过调整燃料改性气缸2的转速，能够改变导入燃料改性室23的吸入气体和供给到燃料改性室23的燃料所构成的混合气的热流出量。如式(5)的说明部分所述的那样，通过改变燃料改性室23中的热流出量会使得多变指数κ变化，因此也能够改变压缩端气体温度。

[0149] 上述实施方式不过展示出简单的实施例，可以设想各种方式。

[0150] 在上述实施方式中，示出了如下内燃机的例子，该内燃机具备往复式燃料改性气缸来作为燃料改性部，该燃料改性部被投入含烃液体燃料，生成辛烷值比投入的液体燃料高的改性燃料，但本发明不限定于此，作为改性器，也可以采用公知的改性催化器。作为改性催化器例如可以使用采用了Pt/CeO2等已知材料的催化剂器。采用这样的改性催化器时，从配设于改性催化器的上游侧的喷射器供给要改性的燃料，并供给含有水蒸气的废气。在采用这样的改性催化器时，在要改变改性气体的组成的情况下，也能通过改变吸入气体的温度、当量比等来调整各气体的成分浓度。

[0151] 在上述实施方式的说明中，以应用于固定式发电机的内燃机为例说明了本发明，但本发明不限定于此，并不排除能够应用于船舶用、车辆用等其他用途。

[0152] 附图标记说明

[0153] 1：内燃机；2：燃料改性气缸；3：输出气缸；4：进气系统；5：改性燃料供给系统；6：排气系统；7：EGR系统；8：输出气缸旁通系统；11：曲轴；21、31：缸膛；22、32：活塞；100：ECU；120：请求气体组成运算部；130：目标吸入气体温度运算部；140：压缩端气体温度运算部；
150：吸入气体组成运算部。

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