JP2006291775A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Takuma Hirai
拓磨 平井
Koichi Nakada
浩一 中田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure stable combustion condition and improve fuel economy and drivability by keeping air fuel ratio of an internal combustion engine always appropriate in a control device for the internal combustion engine. <P>SOLUTION: An ECU 30 estimates estimated reach time td for reformed gas reformed by a fuel reformer 24 to reach a combustion chamber 12 from start of exhaust fuel injection by a second injector 29 and release of a reformed gas control valve 28 when a fuel reforming process condition is satisfied, and reduces quantity of fuel injection by a first injector 20 to make air fuel ratio of the engine 11 theoretical air fuel ratio after the estimated reach time t<SB>d</SB>elapses. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料改質器を搭載した内燃機関の制御装置に関し、特に、排気ガスの一部の還流ガスに燃料を供給した後に熱で改質して改質ガスを生成し、この改質ガスを吸気通路に供給するようにした排気リフォーマシステムを制御するものに関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine equipped with a fuel reformer, and in particular, supplies fuel to a part of the recirculation gas of exhaust gas and then reforms it with heat to generate reformed gas. The present invention relates to an apparatus for controlling an exhaust reformer system that supplies gas to an intake passage.

従来、内燃機関の排気ガスの一部を取り出し、これを吸気系統に還流ガスとして供給し、この還流ガスを吸気に混合させることで燃焼時の最高温度を下げ、排気ガス中のＮＯｘを低減する排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムがある。また、このＥＧＲシステムを改良したシステムとして、近年、還流ガスに燃料の一部を加え、排気ガスに燃料が混合された混合ガスを排気ガスの熱を利用して加熱すると共に改質触媒を通すことで、この混合ガスに吸熱改質反応を行わせ、混合ガスから水素と一酸化炭素を含む改質ガス（リフォーマガス）を生成し、このリフォーマガスを吸気系統に供給することにより、効率の良い排気熱の回収、燃費の向上を図った内燃機関の排気リフォーマシステムが提案されている。   Conventionally, a part of the exhaust gas of the internal combustion engine is taken out and supplied as a recirculation gas to the intake system, and this recirculation gas is mixed with the intake air to lower the maximum temperature during combustion and to reduce NOx in the exhaust gas. There is an exhaust gas recirculation (EGR) system. As a system improved from this EGR system, in recent years, a part of the fuel is added to the reflux gas, and the mixed gas in which the fuel is mixed with the exhaust gas is heated using the heat of the exhaust gas and the reforming catalyst is passed. Thus, an endothermic reforming reaction is performed on the mixed gas, a reformed gas (reformer gas) containing hydrogen and carbon monoxide is generated from the mixed gas, and the reformer gas is supplied to the intake system. There has been proposed an exhaust reformer system for an internal combustion engine that efficiently recovers exhaust heat and improves fuel efficiency.

このような内燃機関の排気リフォーマシステムとしては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された内燃機関の排気リフォーマシステムでは、吸気ポートに燃料噴射弁が設けられると共に、排気管から分岐した還流管に別の燃料噴射弁と燃料蒸発器と改質触媒とリフォーマガス制御弁が設けられており、通常時は、リフォーマガス制御弁を閉止し、吸気ポートに燃料を噴射して混合気を燃焼室に導入する一方、改質時は、リフォーマガス制御弁を開放し、還流管に燃料を噴射して改質触媒で生成したリフォーマガスを燃焼室に導入し、燃焼させるようにしている。   An example of such an exhaust reformer system for an internal combustion engine is described in Patent Document 1 below. In the exhaust reformer system of the internal combustion engine described in Patent Document 1, a fuel injection valve is provided in the intake port, and another fuel injection valve, a fuel evaporator, a reforming catalyst, and a recirculation pipe branched from the exhaust pipe are provided. A reformer gas control valve is provided. Normally, the reformer gas control valve is closed and fuel is injected into the intake port to introduce the air-fuel mixture into the combustion chamber. The control valve is opened, fuel is injected into the reflux pipe, and reformer gas generated by the reforming catalyst is introduced into the combustion chamber and burned.

特開２００４−０９２５２０号公報JP 2004-092520 A

上述した従来の内燃機関の排気リフォーマシステムにあっては、吸気ポートに燃料を噴射し、混合気を燃焼室に導入して燃焼させる通常燃焼方法と、還流管に燃料を噴射し、改質触媒で生成したリフォーマガスを燃焼室に導入して燃焼させる改質燃焼方法とが切換可能となっている。この通常燃焼方法から改質燃焼方法に切換える場合、吸気ポートへの燃料噴射を停止すると同時に、リフォーマガス制御弁を開放すると共に還流管に燃料を噴射し、改質触媒で生成したリフォーマガスを燃焼室に導入するようにしている。   In the above-described conventional exhaust reformer system for an internal combustion engine, fuel is injected into the intake port, the air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber and burned, and the fuel is injected into the recirculation pipe for reforming. A reforming combustion method in which reformer gas generated by a catalyst is introduced into a combustion chamber and burned can be switched. When switching from the normal combustion method to the reforming combustion method, the fuel injection to the intake port is stopped, and at the same time, the reformer gas control valve is opened and the fuel is injected into the reflux pipe, and the reformer gas generated by the reforming catalyst. Is introduced into the combustion chamber.

ところで、内燃機関の排気管には、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害物質を同時に浄化処理することができる三元触媒が設けられており、この三元触媒は、理論空燃比（ストイキ）付近で燃焼した場合に限って有害物質を浄化することができる。即ち、三元触媒にて、燃料が濃いリッチ状態では、排気ガス中にＣＯやＨＣが多く排出されてしまい、酸化させるための酸素が足りなくなる一方、燃料が薄いリーン状態では、排気ガス中に酸素が多く残存するために、ＮＯｘから酸素を奪うことなくＣＯとＨＣを浄化することができ、ＮＯｘを窒素に浄化することができない。そのため、上述した排気リフォーマシステムにて、通常燃焼状態や改質燃焼状態であっても、空燃比を理論空燃比に維持する必要がある。   Incidentally, a three-way catalyst capable of simultaneously purifying harmful substances such as hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is provided in the exhaust pipe of the internal combustion engine. This three-way catalyst can purify harmful substances only when burned near the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). That is, in the three-way catalyst, when the fuel is rich and rich, a large amount of CO and HC is exhausted in the exhaust gas, and there is not enough oxygen to oxidize. On the other hand, when the fuel is thin and lean, Since a large amount of oxygen remains, CO and HC can be purified without depriving oxygen from NOx, and NOx cannot be purified to nitrogen. Therefore, in the above-described exhaust reformer system, it is necessary to maintain the air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio even in the normal combustion state or the reformed combustion state.

ところが、通常燃焼方法から改質燃焼方法に切換えるとき、リフォーマガス制御弁を開放すると共に還流管に燃料を噴射して改質触媒でリフォーマガスを生成しても、このリフォーマガスが改質触媒から燃焼室に到達するまでにタイムラグが発生し、吸気ポートへの
燃料噴射を停止したときからリフォーマガスが燃焼室に到達するまでの間、空燃比はリーン状態となり、三元触媒により排気ガスを適正に浄化処理することができない。 However, when switching from the normal combustion method to the reforming combustion method, even if the reformer gas control valve is opened and fuel is injected into the reflux pipe to generate reformer gas with the reforming catalyst, the reformer gas is modified. A time lag occurs before reaching the combustion chamber from the catalyst, and the air-fuel ratio becomes lean from when the fuel injection to the intake port stops until the reformer gas reaches the combustion chamber. The exhaust gas cannot be properly purified.

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、内燃機関の空燃比を常時適正に維持することで安定した燃焼状態を確保して燃費の向上を図ると共にドライバビリティの向上を図った内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention is to solve such problems, and by maintaining the air-fuel ratio of the internal combustion engine at an appropriate level at all times, a stable combustion state is secured to improve fuel efficiency and improve drivability. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、外気を燃焼室に導入する吸気通路と、該吸気通路または前記燃焼室に燃料を噴射する第１燃料噴射手段と、燃料と酸素を含むガスとからなる混合ガスを加熱して改質することでリフォーマガスを生成する燃料改質手段と、該燃料改質手段に対して燃料を噴射する第２燃料噴射手段と、前記燃料改質手段で生成されたリフォーマガスを前記吸気通路に供給するリフォーマガス供給通路と、該リフォーマガス供給通路に設けられて前記吸気通路へ供給するリフォーマガス量を調整するリフォーマガス制御弁と、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように前記第１燃料噴射手段及び前記第２燃料噴射手段による燃料噴射量を制御すると共に前記リフォーマガス制御弁の開度を制御する供給燃料制御手段とを具えた内燃機関の制御装置において、前記供給燃料制御手段は、前記第２燃料噴射手段による燃料噴射が実行されて前記リフォーマガス制御弁が開放されてから前記燃料改質手段で改質されたリフォーマガスが前記燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後に前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう前記第１燃料噴射手段による燃料噴射量を減少させることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a control device for an internal combustion engine of the present invention includes an intake passage for introducing outside air into a combustion chamber, and a first fuel that injects fuel into the intake passage or the combustion chamber. A fuel reforming means for producing reformer gas by heating and reforming a mixed gas comprising a fuel and oxygen-containing gas; and a second fuel for injecting fuel to the fuel reforming means A fuel injection means; a reformer gas supply passage for supplying reformer gas generated by the fuel reforming means to the intake passage; and a reformer gas provided in the reformer gas supply passage and supplied to the intake passage. A reformer gas control valve for adjusting the amount, and the fuel injection amount by the first fuel injection means and the second fuel injection means so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio, and the reformer gas control In the control apparatus for an internal combustion engine comprising a supply fuel control means for controlling the opening degree of the fuel, the supply fuel control means performs fuel injection by the second fuel injection means and opens the reformer gas control valve. The estimated arrival time until the reformer gas reformed by the fuel reforming means reaches the combustion chamber is estimated, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio after the arrival predicted time elapses. Thus, the fuel injection amount by the first fuel injection means is reduced.

本発明の内燃機関の制御装置では、前記リフォーマガスの到達予測時間は、前記内燃機関の運転状態と、前回前記リフォーマガス制御弁が閉止してからの経過時間とに基づいて推定されることを特徴としている。   In the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the predicted arrival time of the reformer gas is estimated based on an operating state of the internal combustion engine and an elapsed time since the previous reformer gas control valve was closed. It is characterized by that.

本発明の内燃機関の制御装置では、ノッキングによる振動を検出するノック検出手段を設け、前記リフォーマガスの到達予測時間の経過前に前記ノック検出手段が検出した振動が予め設定された所定値を超えたとき、点火時期を遅角させることを特徴としている。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, knock detection means for detecting vibration due to knocking is provided, and the vibration detected by the knock detection means before the elapse of the predicted arrival time of the reformer gas has a predetermined value set in advance. When it exceeds, the ignition timing is retarded.

本発明の内燃機関の制御装置では、回転変動を検出する回転変動検出手段を設け、前記リフォーマガスの到達予測時間の経過後に前記回転変動検出手段が検出した回転変動が予め設定された所定値を超えたとき、点火時期を所定時間だけ進角させることを特徴としている。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, a rotation fluctuation detecting means for detecting a rotation fluctuation is provided, and the rotation fluctuation detected by the rotation fluctuation detecting means after the predicted arrival time of the reformer gas has been set to a predetermined value. The ignition timing is advanced by a predetermined time when the value exceeds.

本発明の内燃機関の制御装置では、前記リフォーマガスの到達予測時間の経過後に、回転変動が所定値を超えて点火時期を所定時間だけ進角させる処理を予め設定された所定回数を超えて実施したときには、前記供給燃料制御手段は、前記第２燃料噴射手段による燃料噴射を停止すると共に前記リフォーマガス制御弁を閉止し、前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう前記第１燃料噴射手段による燃料噴射量を制御することを特徴としている。   In the control device for an internal combustion engine according to the present invention, after the predicted reformer gas arrival time elapses, the process of advancing the ignition timing by a predetermined time after the rotation fluctuation exceeds a predetermined value exceeds a predetermined number of times. When implemented, the supply fuel control means stops the fuel injection by the second fuel injection means and closes the reformer gas control valve so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel injection amount by the fuel injection means is controlled.

また、本発明の内燃機関の制御装置は、外気を燃焼室に導入する吸気通路と、該吸気通路または前記燃焼室に燃料を噴射する第１燃料噴射手段と、燃料と酸素を含むガスとからなる混合ガスを加熱して改質することでリフォーマガスを生成する燃料改質手段と、該燃料改質手段に対して燃料を噴射する第２燃料噴射手段と、前記燃料改質手段で生成されたリフォーマガスを前記吸気通路に供給するリフォーマガス供給通路と、該リフォーマガス供給通路に設けられて前記吸気通路へ供給するリフォーマガス量を調整するリフォーマガス制御弁と、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように前記第１燃料噴射手段及び前記
第２燃料噴射手段による燃料噴射量を制御すると共に前記リフォーマガス制御弁の開度を制御する供給燃料制御手段とを具えた内燃機関の制御装置において、前記供給燃料制御手段は、前記第２燃料噴射手段による燃料噴射量が増減されて前記リフォーマガス制御弁の開度が変更されてから前記燃料改質手段で改質されたリフォーマガスの増減量が前記燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後に前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう前記第１燃料噴射手段による燃料噴射量を増減させることを特徴とするものである。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes an intake passage for introducing outside air into the combustion chamber, first fuel injection means for injecting fuel into the intake passage or the combustion chamber, and a gas containing fuel and oxygen. Generated by the fuel reforming means for generating reformer gas by heating and reforming the mixed gas, the second fuel injection means for injecting fuel to the fuel reforming means, and the fuel reforming means A reformer gas supply passage for supplying the reformer gas to the intake passage, a reformer gas control valve provided in the reformer gas supply passage for adjusting the amount of reformer gas supplied to the intake passage, and an internal combustion engine Supply fuel control means for controlling the fuel injection amount by the first fuel injection means and the second fuel injection means so that the air fuel ratio of the engine becomes the stoichiometric air fuel ratio and controlling the opening degree of the reformer gas control valve; The In the control apparatus for an internal combustion engine, the fuel supply control means is modified by the fuel reforming means after the fuel injection amount by the second fuel injection means is increased or decreased and the opening of the reformer gas control valve is changed. Estimated arrival time until the increase / decrease amount of the reformer gas reaches the combustion chamber, and the first fuel injection is performed so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio after the arrival predicted time elapses. The fuel injection amount by the means is increased or decreased.

本発明の内燃機関の制御装置によれば、供給燃料制御手段は、第２燃料噴射手段による燃料噴射が実行され、リフォーマガス制御弁が開放されてから燃料改質手段で改質されたリフォーマガスが燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後に内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう第１燃料噴射手段による燃料噴射量を減少させるので、第１燃料噴射手段が噴射した燃料による内燃機関の燃焼状態から、第２燃料噴射手段が噴射して燃料改質手段で改質されたリフォーマガスを加えた燃料による内燃機関の燃焼状態に切換わるとき、リフォーマガスが燃焼室に到達してから第１燃料噴射手段による燃料噴射量を減少するため、空燃比の変動が抑制されて適正に維持することで、安定した燃焼状態を確保して燃費を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。   According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the supply fuel control means performs the fuel injection by the second fuel injection means, and after the reformer gas control valve is opened, the reformed fuel reformed by the fuel reforming means. Since the estimated arrival time until the former gas reaches the combustion chamber is estimated, the fuel injection amount by the first fuel injection means is reduced so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio after the arrival estimated time elapses. Switching from the combustion state of the internal combustion engine by the fuel injected by the first fuel injection means to the combustion state of the internal combustion engine by the fuel added by the reformer gas injected by the second fuel injection means and reformed by the fuel reforming means. In other words, since the amount of fuel injection by the first fuel injection means decreases after the reformer gas reaches the combustion chamber, fluctuations in the air-fuel ratio are suppressed and maintained appropriately to ensure a stable combustion state. Burning It is possible to improve, it is possible to improve drivability.

また、本発明の内燃機関の制御装置によれば、供給燃料制御手段は、第２燃料噴射手段による燃料噴射量が増減され、リフォーマガス制御弁の開度が変更されてから燃料改質手段で改質されたリフォーマガスの増減量が燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後に内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう第１燃料噴射手段による燃料噴射量を増減させるので、第２燃料噴射手段が噴射して燃料改質手段で改質されたリフォーマガスの供給量が増減するとき、リフォーマガスが燃焼室に到達してから第１燃料噴射手段による燃料噴射量を増減するため、空燃比の変動が抑制されて適正に維持することで、安定した燃焼状態を確保して燃費を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。   Further, according to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the fuel supply control means is configured to increase or decrease the fuel injection amount by the second fuel injection means and change the opening of the reformer gas control valve. Estimated arrival time until the increase / decrease amount of the reformer gas reformed in step reaches the combustion chamber, and after the arrival prediction time elapses, the first fuel injection means so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the supply amount of reformer gas injected by the second fuel injection means and reformed by the fuel reforming means increases or decreases, the second fuel injection means increases or decreases after the reformer gas reaches the combustion chamber. In order to increase or decrease the fuel injection amount by one fuel injection means, fluctuations in the air-fuel ratio are suppressed and appropriately maintained, so that a stable combustion state can be secured and fuel consumption can be improved, and drivability is improved. thing It can be.

以下に、本発明に係る内燃機関の制御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。   Embodiments of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の内燃機関の制御装置における改質処理を表すフローチャート、図３は、実施例１の内燃機関の制御装置における改質処理を表すタイムチャートである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a flowchart illustrating reforming processing in the internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1, and FIG. 3 is a time chart showing a reforming process in the control device for an internal combustion engine of FIG.

実施例１の内燃機関の制御装置において、図１に示すように、この内燃機関としてのエンジン１１はポート噴射式の４気筒型であって、図示しないが、シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されており、複数のシリンダボアにピストンがそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロックの下部にクランクケースが締結され、このクランクケース内にクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストンはコネクティングロッドを介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the first embodiment, as shown in FIG. 1, an engine 11 as the internal combustion engine is a port injection type four-cylinder type, and although not shown, a cylinder head is fastened on a cylinder block. The pistons are respectively fitted to the plurality of cylinder bores so as to be movable up and down. A crankcase is fastened to the lower part of the cylinder block, a crankshaft is rotatably supported in the crankcase, and each piston is connected to the crankshaft via a connecting rod.

シリンダブロックとシリンダヘッドとピストンにより４つの気筒に対応して燃焼室１２がそれぞれ構成されており、この各燃焼室１２は、上部に吸気ポート１３及び排気ポート１４が対向して形成されており、この吸気ポート１３及び排気ポート１４は、図示しない吸気弁及び排気弁によって開閉可能となっている。   Combustion chambers 12 are configured corresponding to four cylinders by the cylinder block, the cylinder head, and the piston, and each combustion chamber 12 is formed with an intake port 13 and an exhaust port 14 facing each other at the upper portion. The intake port 13 and the exhaust port 14 can be opened and closed by an intake valve and an exhaust valve (not shown).

そして、吸気管（吸気通路）１５の下流端部がサージタンク１６を介して吸気ポート１３に連結されており、この吸気管１５の上流端部にはエアクリーナ１７が取付けられている。そして、このエアクリーナ１７の下流側にスロットル弁１８を有する電子スロットル装置１９が設けられている。また、各燃焼室１２に対応した各吸気ポート１３には、燃料を噴射する第１インジェクタ（第１燃料噴射手段）２０がそれぞれ装着されており、各第１インジェクタ２０は、燃料供給管２１を介して図示しない燃料ポンプ及び燃料タンクに連結されている。なお、図示しないが、各燃焼室１２には、混合気に着火する点火プラグが装着されている。   A downstream end of the intake pipe (intake passage) 15 is connected to the intake port 13 via a surge tank 16, and an air cleaner 17 is attached to the upstream end of the intake pipe 15. An electronic throttle device 19 having a throttle valve 18 is provided on the downstream side of the air cleaner 17. Each intake port 13 corresponding to each combustion chamber 12 is provided with a first injector (first fuel injection means) 20 for injecting fuel, and each first injector 20 has a fuel supply pipe 21. Via a fuel pump and a fuel tank (not shown). Although not shown, each combustion chamber 12 is equipped with a spark plug that ignites the air-fuel mixture.

一方、排気ポート１４には、排気管２２が連結されており、この排気管２２には、三元触媒２３が装着されている。この三元触媒２３は、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害物質を同時に浄化処理することができるものであり、空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍にあるときに、排気ガス中の有害物質を浄化することができる。   On the other hand, an exhaust pipe 22 is connected to the exhaust port 14, and a three-way catalyst 23 is attached to the exhaust pipe 22. The three-way catalyst 23 can simultaneously purify harmful substances such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. When in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), harmful substances in the exhaust gas can be purified.

そして、本実施例のエンジン１１には、排気ガスの一部の還流ガスに燃料を供給した後に排気熱で改質して改質ガス（リフォーマガス）を生成し、この改質ガスを吸気通路に供給するようにした燃料改質器としての排気リフォーマシステムが搭載されている。   In the engine 11 of this embodiment, fuel is supplied to a part of the exhaust gas recirculation gas, and then reformed by exhaust heat to generate reformed gas (reformer gas). An exhaust reformer system as a fuel reformer that is supplied to the passage is mounted.

即ち、排気管２２における三元触媒２３の下流側には、熱交換器を有する燃料改質器（燃料改質手段）２４及び燃料蒸発器２５が設けられている。また、排気管２２における燃料蒸発器２５の下流端部には、分岐管２６が設けられ、この分岐管２６には、リフォーマガスの還流通路（リフォーマガス供給通路）２７が連結され、この還流通路２７はリフォーマガス制御弁２８を有し、端部が吸気管１５における電子スロットル装置１９の下流側に連結されている。そして、この排気還流通路２７は、上流端部に、分岐管２６から還流通路２７に導入された一部の排気ガスとしての還流ガスに対して燃料を噴射する第２インジェクタ（第２燃料噴射手段）２９が設けられ、燃料蒸発器２５を貫通すると共に、燃料改質器２４に連通している。この燃料改質器２４は、排気管２２が連通する排ガス通路と、還流通路２７が連通する混合ガス通路とが隔壁により仕切られており、混合ガス通路にリフォーマガスを生成する触媒（例えば、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｈ）が設けられている。   That is, a fuel reformer (fuel reforming means) 24 having a heat exchanger and a fuel evaporator 25 are provided downstream of the three-way catalyst 23 in the exhaust pipe 22. A branch pipe 26 is provided at the downstream end of the fuel evaporator 25 in the exhaust pipe 22, and a reformer gas recirculation passage (reformer gas supply passage) 27 is connected to the branch pipe 26. The recirculation passage 27 has a reformer gas control valve 28, and an end thereof is connected to the downstream side of the electronic throttle device 19 in the intake pipe 15. The exhaust gas recirculation passage 27 has a second injector (second fuel injection means) for injecting fuel into the recirculation gas as a part of the exhaust gas introduced from the branch pipe 26 into the recirculation passage 27 at the upstream end. ) 29 is provided and penetrates the fuel evaporator 25 and communicates with the fuel reformer 24. In the fuel reformer 24, an exhaust gas passage that communicates with an exhaust pipe 22 and a mixed gas passage that communicates with a reflux passage 27 are partitioned by a partition, and a catalyst that generates reformer gas in the mixed gas passage (for example, (Co, Ni, Rh).

なお、本実施例のエンジン１１は、第１インジェクタ２０により吸気ポート１３を流れる吸気に対して噴射される燃料や第２インジェクタ２９により還流通路２７を流れる排気ガスに対して噴射される燃料を燃焼室１２に導入して燃焼させるものであり、第１インジェクタ２０による燃料噴射を吸気燃料噴射、第２インジェクタ２９による燃料噴射を排気燃料噴射と称して区別する。   The engine 11 of this embodiment burns fuel injected into the intake air flowing through the intake port 13 by the first injector 20 and fuel injected into the exhaust gas flowing through the recirculation passage 27 by the second injector 29. The fuel is introduced into the chamber 12 and burned. The fuel injection by the first injector 20 is referred to as intake fuel injection, and the fuel injection from the second injector 29 is referred to as exhaust fuel injection.

従って、後述する燃料改質開始条件が成立しないときは、リフォーマガス制御弁２８を閉止し、吸気管１５から吸気ポート１３を通して燃焼室１２に導入される吸気に対して、第１インジェクタ２０が燃料噴射（吸気燃料噴射）を行い、吸気と燃料とが混合した混合気を燃焼室１２に導入して着火して爆発し、排気弁の開閉時に、排気ガスが排気ポート１４から排気管２２に排出される。   Therefore, when the fuel reforming start condition described later is not satisfied, the reformer gas control valve 28 is closed, and the first injector 20 with respect to the intake air introduced into the combustion chamber 12 from the intake pipe 15 through the intake port 13 Fuel injection (intake fuel injection) is performed, and an air-fuel mixture in which intake air and fuel are mixed is introduced into the combustion chamber 12 to ignite and explode. Discharged.

一方、燃料改質開始条件が成立したときは、リフォーマガス制御弁２８を開放し、排気管２２から一部の排気ガスを分岐管２６から還流通路２７に導入し、この排気ガスに対して、第２インジェクタ２９が燃料噴射（排気燃料噴射）を行う。この場合、排気ガスは酸素を含んでおり、燃料と酸素を含む排気ガスとが混合した混合ガスは、燃料蒸発器２５にて、排気管２２を流れる排気ガスの熱により蒸発が促進されて気化する。続いて、気化した混合ガスは、燃料改質器２４にて、排気ガスの熱により加熱されることで吸熱反応を起
こして改質され、下記数式１に示すように、水素と一酸化炭素と窒素とを含むリフォーマガスが生成される。 On the other hand, when the fuel reforming start condition is satisfied, the reformer gas control valve 28 is opened, and a part of the exhaust gas is introduced from the exhaust pipe 22 into the recirculation passage 27 through the branch pipe 26. The second injector 29 performs fuel injection (exhaust fuel injection). In this case, the exhaust gas contains oxygen, and the mixed gas in which the fuel and the exhaust gas containing oxygen are mixed is vaporized in the fuel evaporator 25 by the evaporation being accelerated by the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 22. To do. Subsequently, the vaporized mixed gas is reformed by causing an endothermic reaction by being heated by the heat of the exhaust gas in the fuel reformer 24. As shown in the following Equation 1, hydrogen and carbon monoxide A reformer gas containing nitrogen is generated.

Figure 2006291775
Figure 2006291775

そして、燃料改質器２４で生成されたリフォーマガスは、リフォーマガス制御弁２８の開度によりその供給量が調整され、吸気管１５を流れる吸気に対して供給され、吸気とリフォーマガスとが混合した混合気を燃焼室１２に導入して着火して爆発し、排気弁の開閉時に、排気ガスが排気ポート１４から排気管２２に排出される。この場合、リフォーマガスが水素を含んでいるため、燃焼室１２での燃焼効率がよく、燃費を向上することができると共に、ＮＯｘの発生を抑制して排気浄化効率を向上することができる。   The reformer gas generated by the fuel reformer 24 is supplied in an amount adjusted by the opening of the reformer gas control valve 28 and supplied to the intake air flowing through the intake pipe 15. The mixed gas is introduced into the combustion chamber 12 and ignited to explode, and exhaust gas is discharged from the exhaust port 14 to the exhaust pipe 22 when the exhaust valve is opened and closed. In this case, since the reformer gas contains hydrogen, combustion efficiency in the combustion chamber 12 is good, fuel efficiency can be improved, and generation of NOx can be suppressed to improve exhaust purification efficiency.

なお、上述の説明では、燃料改質開始条件が成立したときに、リフォーマガス制御弁２８を開放してリフォーマガス吸気管１５に供給するようにしたが、燃料改質開始条件が成立しないときであっても、エンジン運転状態に応じて、第２インジェクタ２９の排気燃料噴射をせずに、リフォーマガス制御弁２８を開放することで、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気管１５に供給してＮＯｘの発生を抑制するようにしてもよい。   In the above description, when the fuel reforming start condition is satisfied, the reformer gas control valve 28 is opened and supplied to the reformer gas intake pipe 15, but the fuel reforming start condition is not satisfied. Even when the exhaust pipe 15 is opened, the reformer gas control valve 28 is opened without injecting the exhaust fuel from the second injector 29 in accordance with the engine operating state. To suppress the generation of NOx.

ところで、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０が搭載されており、このＥＣＵ３０は、第１インジェクタ２０や点火プラグなどを駆動制御することで、燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを制御可能となっている。即ち、吸気管１５の上流側にはエアフローセンサ３１が装着されており、計測した吸入空気量をＥＣＵ３０に出力している。また、電子スロットル装置１９はスロットルポジションセンサを有しており、現在のスロットル開度をＥＣＵ３０に出力している。更に、クランク角センサ３２は、検出した各気筒のクランク角度をＥＣＵ３０に出力し、このＥＣＵ３０は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。また、アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ３３が設けられており、現在のアクセル開度をＥＣＵ３０に出力している。   By the way, an electronic control unit (ECU) 30 is mounted on the vehicle, and the ECU 30 can control the fuel injection amount, the injection timing, the ignition timing, and the like by drivingly controlling the first injector 20 and the ignition plug. It has become. That is, an air flow sensor 31 is mounted on the upstream side of the intake pipe 15 and outputs the measured intake air amount to the ECU 30. The electronic throttle device 19 has a throttle position sensor and outputs the current throttle opening to the ECU 30. Further, the crank angle sensor 32 outputs the detected crank angle of each cylinder to the ECU 30, and the ECU 30 determines each stroke of intake, compression, expansion (explosion), and exhaust in each cylinder based on the detected crank angle. At the same time, the engine speed is calculated. In addition, an accelerator opening sensor 33 that detects the depression amount of the accelerator pedal as an accelerator opening is provided, and the current accelerator opening is output to the ECU 30.

従って、ＥＣＵ３０は、検出した吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて、全体の燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。この場合、全体の燃料噴射量とは、第１インジェクタ２０及び第２インジェクタ２９が噴射する燃料噴射量の合計である。   Therefore, the ECU 30 determines the overall fuel injection amount, injection timing, ignition timing, and the like based on the detected operating air amount such as the intake air amount, throttle opening, accelerator opening, and engine speed. In this case, the total fuel injection amount is the sum of the fuel injection amounts injected by the first injector 20 and the second injector 29.

また、ＥＣＵ３０は、第２インジェクタ２９やリフォーマガス制御弁２８などを駆動制御することで、排気リフォーマシステムを制御可能となっている。即ち、排気管２２には、燃料蒸発器２５の下流側に位置して排気温度センサ３４が設けられており、現在の排気ガス温度をＥＣＵ３０に出力している。また、本実施例では、エンジン負荷を検出するものとして、スロットル開度を検出する電子スロットル装置１９のスロットルポジションセンサを適用している。   The ECU 30 can control the exhaust reformer system by driving and controlling the second injector 29, the reformer gas control valve 28, and the like. That is, the exhaust pipe 22 is provided with an exhaust temperature sensor 34 located downstream of the fuel evaporator 25, and outputs the current exhaust gas temperature to the ECU 30. In this embodiment, the throttle position sensor of the electronic throttle device 19 that detects the throttle opening is applied as the engine load.

従って、エンジン負荷（スロットル開度）とエンジン回転数に基づいて、予め燃料改質領域が設定されている。また、エンジン回転数とエンジン負荷（スロットル開度）と排気
ガス温度に基づいて、第２インジェクタ２９が噴射する排気燃料噴射量が設定されると共に、リフォーマガス制御弁２８の開度が設定される。そのため、ＥＣＵ３０は、現在のエンジン１１の運転状態が改質領域にあると判定したとき、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射を実行して所定量の燃料を噴射すると共に、リフォーマガス制御弁２８を所定角度開放し、燃料改質器２４を用いた燃料改質を開始し、所定量のリフォーマガスを吸気管１５に供給する。 Therefore, the fuel reforming region is set in advance based on the engine load (throttle opening) and the engine speed. Further, based on the engine speed, the engine load (throttle opening), and the exhaust gas temperature, the exhaust fuel injection amount injected by the second injector 29 is set, and the opening of the reformer gas control valve 28 is set. The Therefore, when the ECU 30 determines that the current operating state of the engine 11 is in the reforming region, the ECU 30 executes exhaust fuel injection by the second injector 29 to inject a predetermined amount of fuel, and the reformer gas control valve 28. Is opened at a predetermined angle, fuel reforming using the fuel reformer 24 is started, and a predetermined amount of reformer gas is supplied to the intake pipe 15.

そして、本実施例にて、供給燃料制御手段としてのＥＣＵ３０は、エンジン１１の空燃比が理論空燃比（ストイキ）となるように、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量と、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射量を制御することで、三元触媒２３が排気ガス中の有害物質を適正に浄化処理できるようにしている。この場合、吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて全体の燃料噴射量が設定されており、燃料改質開始条件が成立してないときには、第１インジェクタ２０がこの全体の燃料噴射量を全量、吸気燃料噴射として噴射する。一方、燃料改質開始条件が成立したときには、エンジン回転数、エンジン負荷、排気ガス温度に基づいて第２インジェクタ２９による排気燃料噴射量が設定さており、第２インジェクタ２９はこの設定された排気燃料噴射量を噴射する一方、第１インジェクタ２０は、全体の燃料噴射量から排気燃料噴射量を減算した量の吸気燃料噴射量を噴射する。   In this embodiment, the ECU 30 serving as the supply fuel control means uses the intake fuel injection amount by the first injector 20 and the second injector 29 so that the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). By controlling the exhaust fuel injection amount, the three-way catalyst 23 can appropriately purify harmful substances in the exhaust gas. In this case, the entire fuel injection amount is set based on the engine operating state such as the intake air amount, the throttle opening, the accelerator opening, and the engine speed, and when the fuel reform start condition is not satisfied, One injector 20 injects the entire fuel injection amount as the intake fuel injection. On the other hand, when the fuel reform start condition is satisfied, the exhaust fuel injection amount by the second injector 29 is set based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature, and the second injector 29 sets the exhaust fuel that has been set. While the injection amount is injected, the first injector 20 injects the intake fuel injection amount by subtracting the exhaust fuel injection amount from the total fuel injection amount.

また、本実施例では、燃料改質開始条件が成立せずに第１インジェクタ２０から噴射される燃料が燃焼室１２に導入されて燃焼する第１燃焼状態から、燃料改質開始条件が成立し、第２インジェクタ２９から噴射される燃料が燃料改質器２４で改質されて生成されたリフォーマガスが還流通路２７から燃焼室１２に導入されて燃焼する第２燃焼状態に切換わるとき、ＥＣＵ３０は、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行されてリフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後にエンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少させるようにしている。   Further, in this embodiment, the fuel reforming start condition is satisfied from the first combustion state in which the fuel injected from the first injector 20 is introduced into the combustion chamber 12 and combusted without the fuel reforming start condition being satisfied. When the reformer gas produced by reforming the fuel injected from the second injector 29 by the fuel reformer 24 is introduced into the combustion chamber 12 from the recirculation passage 27 and switched to the second combustion state, The ECU 30 arrives until the reformer gas reformed by the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 after the reformer gas control valve 28 is opened after the exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed. The estimated time is estimated, and the intake fuel injection amount by the first injector 20 is decreased so that the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio after the predicted arrival time elapses.

即ち、リフォーマガス制御弁２８を開放した状態で、第２インジェクタ２９が排気燃料噴射を実行し、排気ガスと燃料との混合ガスを燃料改質器２４に送って改質することで、リフォーマガスを生成しても、燃料改質器２４から還流通路２７及び吸気管１５を通って燃焼室１２に到達するまで、所定の時間が必要となる。そのため、第１燃焼状態から第２燃焼状態に切換わると同時に、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少したり、この吸気燃料噴射を停止すると、燃料改質器２４からリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの間は空燃比がリーン状態となり、安定した燃焼状態が得られず、三元触媒２３によって排気ガスを適正に浄化処理することができない。   That is, with the reformer gas control valve 28 opened, the second injector 29 performs exhaust fuel injection, and sends a mixed gas of exhaust gas and fuel to the fuel reformer 24 for reforming. Even if the former gas is generated, a predetermined time is required from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12 through the recirculation passage 27 and the intake pipe 15. Therefore, when the first combustion state is switched to the second combustion state and the intake fuel injection amount by the first injector 20 is decreased or the intake fuel injection is stopped, the reformer gas is combusted from the fuel reformer 24. Until the chamber 12 is reached, the air-fuel ratio becomes lean, a stable combustion state cannot be obtained, and the exhaust gas cannot be properly purified by the three-way catalyst 23.

そこで、本実施例では、上述したように、第１燃焼状態から第２燃焼状態に切換わるとき、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行され、リフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４のリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間が経過することでリフォーマガスが燃焼室１２に到達したと推定されてから、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少するようにしている。   Therefore, in this embodiment, as described above, when switching from the first combustion state to the second combustion state, the exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed, and the reformer gas control valve 28 is opened. The estimated arrival time until the reformer gas of the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is estimated, and it is estimated that the reformer gas has reached the combustion chamber 12 when the estimated arrival time has elapsed. The intake fuel injection amount by the first injector 20 is reduced.

この場合、リフォーマガスの到達予測時間を、燃料改質器２４から燃焼室１２までの通路容積、エンジン１１の運転状態、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定している。燃料改質器２４から燃焼室１２までの通路容積は、リフォーマガスが通る還流通路２７及び吸気管１５の容積に基づいて算出する。エンジン１１の運転状態は、エンジン回転数とエンジン負荷（スロットル開度）を適用しており、エンジ
ン回転数やエンジン負荷が大きくなるほど、到達予測時間が短くなるように設定される。 In this case, the predicted arrival time of the reformer gas is based on the passage volume from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12, the operating state of the engine 11, and the elapsed time since the previous reformer gas control valve 28 was closed. Estimated. The passage volume from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12 is calculated based on the volume of the recirculation passage 27 through which the reformer gas passes and the intake pipe 15. The operating state of the engine 11 applies the engine speed and the engine load (throttle opening), and is set so that the predicted arrival time becomes shorter as the engine speed and the engine load increase.

また、第２燃焼状態から第１燃焼状態に切換わるとき、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射を停止すると共にリフォーマガス制御弁２８を閉止すると、還流通路２７における燃料改質器２４からリフォーマガス制御弁２８までの間にリフォーマガスが残留するが、この残留しているリフォーマガスは、時間の経過と共に排気管２２の排気負圧により徐々に排出されてしまう。そのため、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間により燃料改質器２４から燃焼室１２までの還流通路２７に残留するリフォーマガス量を推測している。従って、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間が短いほどリフォーマガス残留量が多いため、この場合、リフォーマガスの通路容積とエンジン１１の運転状態により設定された到達予測時間が短くなるように補正する。   Further, when switching from the second combustion state to the first combustion state, when the exhaust fuel injection by the second injector 29 is stopped and the reformer gas control valve 28 is closed, the reformer 24 in the recirculation passage 27 is changed from the reformer 24. Reformer gas remains up to the gas control valve 28, but the remaining reformer gas is gradually discharged by the exhaust negative pressure of the exhaust pipe 22 over time. Therefore, the amount of reformer gas remaining in the reflux passage 27 from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12 is estimated based on the elapsed time since the reformer gas control valve 28 was closed last time. Accordingly, the shorter the elapsed time since the former reformer gas control valve 28 was closed, the larger the remaining amount of reformer gas. In this case, the arrival prediction set according to the passage volume of the reformer gas and the operating state of the engine 11. Correct so that the time is shorter.

なお、この到達予測時間をエンジン１１の運転状態と前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定するようにしたが、エンジン１１の運転状態によりリフォーマガスではなく単にＥＧＲガスを吸気管１５に戻す場合があり、前回リフォーマガス制御弁２８が開放したときにＥＧＲガスを吸気管１５系に導入した場合には、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に拘らず、リフォーマガス残留量はないものと判断して到達予測時間を推定している。   The estimated arrival time is estimated on the basis of the operating state of the engine 11 and the elapsed time since the previous reformer gas control valve 28 was closed. In some cases, EGR gas may be returned to the intake pipe 15, and when EGR gas is introduced into the intake pipe 15 system when the former reformer gas control valve 28 is opened, the former reformer gas control valve 28 is closed. Regardless of the elapsed time, it is determined that there is no remaining reformer gas, and the estimated arrival time is estimated.

ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置による改質処理制御について、図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。   Here, the reforming process control by the control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment described above will be described in detail based on the flowchart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図２に示すように、ステップＳ１１では、エンジン回転数とエンジン負荷（スロットル開度）と排気ガス温度を読み込む。ステップＳ１２では、このエンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて排気燃料噴射量を算出する。ステップＳ１３では、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいてリフォーマガス制御弁２８の開度を演算する。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 2, in step S11, the engine speed, the engine load (throttle opening), and the exhaust gas temperature are read. In step S12, the exhaust fuel injection amount is calculated based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature. In step S13, the opening degree of the reformer gas control valve 28 is calculated based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature.

そして、ステップＳ１４では、エンジン負荷（スロットル開度）とエンジン回転数から、予め設定された燃料改質領域を設定する制御マップに基づいて、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域にあるかどうかを判定する。このステップＳ１４で、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域になければ、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域にあれば、燃料改質条件が成立したと判定し、ステップＳ１５にて、改質処理を開始する。   In step S14, whether or not the current engine operating state is in the fuel reforming region based on a control map that sets a preset fuel reforming region from the engine load (throttle opening) and the engine speed. Determine. If the current engine operating state is not in the fuel reforming region in step S14, this routine is exited without doing anything. On the other hand, if the current engine operating state is in the fuel reforming region, it is determined that the fuel reforming condition is satisfied, and the reforming process is started in step S15.

即ち、第２インジェクタ２９により排気燃料噴射を行うと共に、リフォーマガス制御弁２８を開放することで、まず、燃料と排気ガスとが混合した混合ガスを燃料蒸発器２５に導入し、混合ガスの蒸発を促進して気化し、次に、気化した混合ガスを燃料改質器２４に導入し、排気ガスの熱により加熱して吸熱反応を起こして水素と一酸化炭素と窒素とを含むリフォーマガスを生成する。そして、生成したリフォーマガスを、還流通路２７を通してリフォーマガス制御弁２８により供給量が調整されてから吸気管１５を流れる吸気に供給する。   That is, by performing exhaust fuel injection by the second injector 29 and opening the reformer gas control valve 28, first, a mixed gas in which fuel and exhaust gas are mixed is introduced into the fuel evaporator 25, and the mixed gas is discharged. Evaporation is promoted to vaporize, and then the vaporized mixed gas is introduced into the fuel reformer 24, and heated by the heat of the exhaust gas to cause an endothermic reaction, thereby including a reformer containing hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen. Generate gas. The generated reformer gas is supplied to the intake air flowing through the intake pipe 15 after the supply amount is adjusted by the reformer gas control valve 28 through the reflux passage 27.

ステップＳ１５で改質処理が開始されると、ステップＳ１６で、タイマをスタートしてから、ステップＳ１７にて、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行されてリフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４のリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを、エンジン回転数とエンジン負荷と前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定する。 When the reforming process is started in step S15, the timer is started in step S16, and then in step S17, the exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed and the reformer gas control valve 28 is opened. To the estimated time t d until the reformer gas of the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is the elapsed time after the engine speed, the engine load, and the previous reformer gas control valve 28 are closed. Estimate based on.

続いて、ステップＳ１８では、点火時期を徐々に進角していき、ステップＳ１９では、
スロットル開度を徐々に大きくしていく。つまり、改質処理が開始された直後は、リフォーマガスが燃焼室１２に供給されずに還流通路２７に残留していたＥＧＲガスが燃焼室１２に供給されて燃焼が悪化するおそれがあるため、点火時期を徐々に進角させる。また、改質処理が開始された直後は、還流通路２７に残留していたＥＧＲガスが燃焼室１２に供給されやすい一方、外部からの空気が燃焼室１２に導入されにくくなるため、スロットル開度を徐々に大きくする。 Subsequently, in step S18, the ignition timing is gradually advanced, and in step S19,
Gradually increase the throttle opening. That is, immediately after the reforming process is started, the reformer gas is not supplied to the combustion chamber 12 and the EGR gas remaining in the recirculation passage 27 is supplied to the combustion chamber 12 and combustion may be deteriorated. The ignition timing is gradually advanced. Immediately after the reforming process is started, the EGR gas remaining in the recirculation passage 27 is easily supplied to the combustion chamber 12, while the air from the outside is hardly introduced into the combustion chamber 12. Increase gradually.

そして、ステップＳ２０にて、タイマの加算時間ｔが、リフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを越えたかどうか、つまり、改質処理を開始してから到達予測時間ｔｄを経過したかどうかを判定する。ここで、改質処理を開始してから到達予測時間ｔｄが経過していれば、リフォーマガスが燃焼室１２に到達していると判断し、ステップＳ２１にて、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射の量を減少する。続いて、ステップＳ２２では、点火時期を遅角し、ステップＳ２３では、スロットル開度を小さくし、ステップＳ２４にて、タイマをリセットする。つまり、リフォーマガスが燃焼室１２に到達すると、このリフォーマガスに含有する水素により燃焼が良好となるため、点火時期を改質処理の開始前よりも遅角させる。また、このリフォーマガスに含有する水素により燃焼温度が上昇してトルクが向上するため、このトルクを一定とする目的でスロットル開度を小さくする。 In step S20, whether or not the addition time t of the timer exceeds the predicted arrival time t d until the reformer gas reaches the combustion chamber 12, that is, the predicted arrival time t after the start of the reforming process. It is determined whether d has elapsed. Here, if the elapsed predicted arrival time t d from the start of the reforming process, it is determined that the reformer gas reaches the combustion chamber 12, at step S21, the intake of the first injector 20 Reduce the amount of fuel injection. Subsequently, in step S22, the ignition timing is retarded, in step S23, the throttle opening is reduced, and in step S24, the timer is reset. That is, when the reformer gas reaches the combustion chamber 12, the combustion is improved by the hydrogen contained in the reformer gas, so that the ignition timing is retarded from before the start of the reforming process. Further, since the combustion temperature is increased by the hydrogen contained in the reformer gas and the torque is improved, the throttle opening is reduced for the purpose of keeping the torque constant.

そして、リフォーマガスが燃焼室１２に到達すると、吸気とリフォーマガスとが混合した混合気に対して第１インジェクタ２０から吸気燃料噴射が実行され、理論空燃比となった混合気が燃焼室１２に導入され、この混合気に着火されることで燃焼される。この場合、リフォーマガスが水素を含んでいるため、燃焼室１２での燃焼効率が良好となる。また、燃焼により発生した排気ガスは、排気管２２を通して三元触媒２３に導入されるが、混合気が理論空燃比で燃焼するため、この三元触媒２３により排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害物質を適正に浄化処理することができる。   When the reformer gas reaches the combustion chamber 12, the intake fuel injection is performed from the first injector 20 with respect to the air-fuel mixture in which the intake air and the reformer gas are mixed, and the air-fuel mixture having the stoichiometric air-fuel ratio is converted into the combustion chamber. 12 is combusted by being ignited by this air-fuel mixture. In this case, since the reformer gas contains hydrogen, the combustion efficiency in the combustion chamber 12 becomes good. Further, the exhaust gas generated by the combustion is introduced into the three-way catalyst 23 through the exhaust pipe 22. However, since the air-fuel mixture burns at the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 23 causes HC, CO contained in the exhaust gas. , NOx harmful substances can be appropriately purified.

また、ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置による改質処理制御について、図３のタイムチャートに基づいて説明する。   Here, the reforming process control by the control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment will be described based on the time chart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図３に示すように、経過時間ｔ１にて、燃料改質処理条件が成立すると、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を変更せずに、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射を実行する。このときの排気燃料噴射量Ｑ２は、前述したように、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて算出される。また、このとき、点火時期を徐々に進角すると共に、スロットル開度を徐々に大きくしていく。 In the control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the fuel reforming process condition is satisfied at the elapsed time t 1 , the intake fuel injection amount by the first injector 20 is changed without changing the first fuel injection amount. 2 Exhaust fuel injection by the injector 29 is executed. Exhaust fuel injection amount Q 2 at this time, as described above, are calculated based on the engine speed and the engine load in the exhaust gas temperature. At this time, the ignition timing is gradually advanced and the throttle opening is gradually increased.

そして、経過時間ｔ２にて、到達予測時間ｔｄが経過したら、リフォーマガスが燃焼室１２に到達しているものと判断し、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１を減少する。この場合、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１の減少量ＱＳ１は、増加した排気燃料噴射量Ｑ２と同量となるように制御することで、空燃比（理論空燃比）の変動が防止される。また、吸気燃料噴射量Ｑ１の減少と同時に、点火時期を遅角すると共に、スロットル開度を小さくする。 Then, at the elapsed time t 2, after a lapse of predicted arrival time t d, it is determined that the reformer gas reaches the combustion chamber 12, to reduce the intake fuel injection amount Q 1 of the first injector 20. In this case, the amount of decrease Q S1 of the intake fuel injection amount Q 1 by the first injector 20 is controlled to be the same amount as the increased exhaust fuel injection amount Q 2 , thereby changing the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio). Is prevented. At the same time as the decrease of the intake fuel injection amount Q 1, together with the ignition timing is retarded to reduce the throttle opening.

このように実施例１の内燃機関の制御装置にあっては、ＥＣＵ３０が、エンジン１１の空燃比が理論空燃比となるように、第１インジェクタ２０及び第２インジェクタ２９による燃料噴射量を制御すると共に、リフォーマガス制御弁２８の開度を制御するように構成し、燃料改質処理条件が成立したとき、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が開始され、リフォーマガス制御弁２８が開放されてから燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを推定し、この到達予測時間ｔｄ
の経過後にエンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による燃料噴射量を減少させるようにしている。 As described above, in the control device for the internal combustion engine of the first embodiment, the ECU 30 controls the fuel injection amount by the first injector 20 and the second injector 29 so that the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio. At the same time, the opening degree of the reformer gas control valve 28 is controlled, and when the fuel reforming process condition is satisfied, the exhaust fuel injection by the second injector 29 is started and the reformer gas control valve 28 is opened. The estimated arrival time t d until the reformer gas reformed by the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is estimated, and this estimated arrival time t d
After the elapse of time, the fuel injection amount by the first injector 20 is reduced so that the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

従って、第１インジェクタ２０が噴射した吸気燃料噴射による第１燃焼状態から、第２インジェクタ２９が排気燃料噴射して燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスを加えた燃料による第２燃焼状態に切換わるとき、リフォーマガスが燃焼室１２に到達してから第１インジェクタ２０による燃料噴射量を減少するため、空燃比の変動が抑制されて適正に維持することで、安定した燃焼状態を確保して燃費を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。   Therefore, from the first combustion state by the intake fuel injection injected by the first injector 20, the second combustion by the fuel to which the second injector 29 injected the exhaust fuel and reformer gas reformed by the fuel reformer 24 is added. When switching to the state, since the reformer gas reaches the combustion chamber 12 and the fuel injection amount by the first injector 20 is decreased, the fluctuation of the air-fuel ratio is suppressed and appropriately maintained, so that the stable combustion state As a result, fuel efficiency can be improved and drivability can be improved.

また、第１燃焼状態から第２燃焼状態に切換わるとき、全体の燃料噴射量を適量に維持することで、空燃比を理論空燃比に維持することができ、三元触媒２３により排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害物質を適正に浄化処理することができる。   Further, when switching from the first combustion state to the second combustion state, the air-fuel ratio can be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio by maintaining the entire fuel injection amount at an appropriate amount. It is possible to appropriately purify HC, CO, and NOx harmful substances contained in.

また、リフォーマガスの到達予測時間ｔｄを、燃料改質器２４から燃焼室１２までの通路容積、エンジン１１の運転状態としてのエンジン回転数とエンジン負荷、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定している。従って、このリフォーマガスの到達予測時間ｔｄを高精度に推定することができる。 Further, the predicted arrival time t d of the reformer gas, passage volume from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12, the engine speed and the engine load as the driving state of the engine 11, the previous reformer gas control valve 28 closed It is estimated based on the elapsed time since then. Therefore, the predicted arrival time t d of the reformer gas can be estimated with high accuracy.

図４は、本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置における改質処理を表すフローチャート、図５は、実施例２の内燃機関の制御装置における改質処理を表すタイムチャートである。なお、実施例２の内燃機関の制御装置における全体構成は、実施例１と同様であるため、図１を用いて説明すると共に、実施例１で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 4 is a flowchart showing the reforming process in the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a time chart showing the reforming process in the control apparatus for the internal combustion engine according to the second embodiment. In addition, since the whole structure in the control apparatus of the internal combustion engine of Example 2 is the same as that of Example 1, while using FIG. 1, it demonstrates to the member which has the function similar to what was demonstrated in Example 1. The same reference numerals are used and duplicate descriptions are omitted.

実施例２の内燃機関の制御装置では、前述した実施例１と同様に、図１に示すように、燃料改質開始条件が成立せずに第１インジェクタ２０から噴射される燃料が燃焼室１２に導入されて燃焼する第１燃焼状態から、燃料改質開始条件が成立し、第２インジェクタ２９から噴射される燃料が燃料改質器２４で改質されて生成されたリフォーマガスが還流通路２７から燃焼室１２に導入されて燃焼する第２燃焼状態に切換わるとき、ＥＣＵ３０は、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行されてリフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを推定し、この到達予測時間ｔｄの経過後にエンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少させるようにしている。そして、このリフォーマガスの到達予測時間ｔｄを、燃料改質器２４から燃焼室１２までの通路容積、エンジン１１の運転状態としてのエンジン回転数及びエンジン負荷、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定している。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment, as in the first embodiment described above, as shown in FIG. 1, the fuel injected from the first injector 20 without the fuel reform start condition being satisfied is formed in the combustion chamber 12. The reformer gas generated by reforming the fuel injected from the second injector 29 by the fuel reformer 24 from the first combustion state that is introduced into the fuel and combusted is established in the recirculation passage. When the ECU 30 switches to the second combustion state where the fuel is introduced into the combustion chamber 12 and combusted, the ECU 30 performs fuel reforming after exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed and the reformer gas control valve 28 is opened. An estimated arrival time t d until the reformer gas reformed by the vessel 24 reaches the combustion chamber 12 is estimated, and after the arrival estimated time t d has elapsed, the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio. 1 It is to reduce the intake fuel injection amount by the injector 20. Then, the predicted arrival time t d of the reformer gas, passage volume from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12, the engine speed and the engine load as the driving state of the engine 11, the previous reformer gas control valve 28 Estimated based on the elapsed time since closing.

ところが、フォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄは、エンジン回転数及びエンジン負荷以外のエンジン１１の運転状態により変動することがあり、この到達予測時間ｔｄを高精度に予測することは困難である。そこで、本実施例の内燃機関の制御装置では、エンジンのノッキングによる振動を検出するノックセンサ（ノック検出手段）をエンジン（シリンダヘッド）１１に設けている。このノックセンサは、検出素子が振動板に固定され、この振動板がハウジングのベースに固定された構造を有し、燃焼室内で発生したノッキング振動を検出素子が振動板のたわみとして検出することができる。そして、燃料改質が開始されてからリフォーマガスの到達予測時間ｔｄが経過する前に、ノックセンサが検出したノッキング振動の強度が予め設定された限界ノック強度を超えた場合には、早期にリフォーマガスが燃焼室１２に到達したものと判断し、このときに点火時期を遅角させるようにしている。 However, the predicted arrival time t d until the former gas reaches the combustion chamber 12 may fluctuate depending on the operating state of the engine 11 other than the engine speed and the engine load, and the predicted arrival time t d is highly accurate. It is difficult to predict. Therefore, in the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, the engine (cylinder head) 11 is provided with a knock sensor (knock detection means) for detecting vibration due to engine knocking. This knock sensor has a structure in which a detection element is fixed to a diaphragm and this diaphragm is fixed to a base of a housing, and the detection element can detect knocking vibration generated in the combustion chamber as deflection of the diaphragm. it can. Before the fuel reforming predicted arrival time t d of the reformer gas from the start has elapsed, if the intensity of knocking vibration knocking sensor detects exceeds the limit knock intensity set in advance, early At this time, it is determined that the reformer gas has reached the combustion chamber 12, and at this time, the ignition timing is retarded.

ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置による改質処理制御について、図４のフローチャートに基づいて詳細に説明する。   Here, the reforming process control by the control apparatus of the internal combustion engine of the present embodiment described above will be described in detail based on the flowchart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図４に示すように、ステップＳ３１では、エンジン回転数とエンジン負荷（スロットル開度）と排気ガス温度を読み込む。ステップＳ３２では、このエンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて排気燃料噴射量を算出する。ステップＳ３３では、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいてリフォーマガス制御弁２８の開度を演算する。そして、ステップＳ３４では、エンジン負荷とエンジン回転数から現在のエンジン運転状態が燃料改質領域にあるかどうかを判定する。このステップＳ３４で、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域になければ、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域にあれば、燃料改質条件が成立したと判定し、ステップＳ３５にて、改質処理を開始する。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 4, in step S31, the engine speed, the engine load (throttle opening), and the exhaust gas temperature are read. In step S32, an exhaust fuel injection amount is calculated based on the engine speed, engine load, and exhaust gas temperature. In step S33, the opening degree of the reformer gas control valve 28 is calculated based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature. In step S34, it is determined whether the current engine operating state is in the fuel reforming region from the engine load and the engine speed. If the current engine operating state is not in the fuel reforming region in step S34, this routine is exited without doing anything. On the other hand, if the current engine operating state is in the fuel reforming region, it is determined that the fuel reforming condition is satisfied, and reforming processing is started in step S35.

即ち、第２インジェクタ２９により排気燃料噴射を行うと共に、リフォーマガス制御弁２８を開放することで、まず、燃料と排気ガスとが混合した混合ガスを燃料蒸発器２５に導入し、混合ガスの蒸発を促進して気化し、次に、気化した混合ガスを燃料改質器２４に導入し、排気ガスの熱により加熱して吸熱反応を起こして水素と一酸化炭素と窒素とを含むリフォーマガスを生成する。そして、生成したリフォーマガスを、還流通路２７を通してリフォーマガス制御弁２８により供給量が調整されてから吸気管１５を流れる吸気に供給する。   That is, by performing exhaust fuel injection by the second injector 29 and opening the reformer gas control valve 28, first, a mixed gas in which fuel and exhaust gas are mixed is introduced into the fuel evaporator 25, and the mixed gas is discharged. Evaporation is promoted to vaporize, and then the vaporized mixed gas is introduced into the fuel reformer 24, and heated by the heat of the exhaust gas to cause an endothermic reaction, thereby including a reformer containing hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen. Generate gas. The generated reformer gas is supplied to the intake air flowing through the intake pipe 15 after the supply amount is adjusted by the reformer gas control valve 28 through the reflux passage 27.

ステップＳ３５で改質処理が開始されると、ステップＳ３６で、タイマをスタートしてから、ステップＳ３７にて、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行されてリフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４のリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを、エンジン回転数とエンジン負荷と前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定する。続いて、ステップＳ３８では、点火時期を徐々に進角していき、ステップＳ３９では、スロットル開度を徐々に大きくしていく。 When the reforming process is started in step S35, the timer is started in step S36, and then in step S37, the exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed and the reformer gas control valve 28 is opened. To the estimated time t d until the reformer gas of the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is the elapsed time after the engine speed, the engine load, and the previous reformer gas control valve 28 are closed. Estimate based on. Subsequently, in step S38, the ignition timing is gradually advanced, and in step S39, the throttle opening is gradually increased.

そして、ステップＳ４０にて、ノックセンサの検出結果に基づいてエンジン１１にノッキングが発生したかどうかを判定し、ノッキングが発生していなければ、ステップＳ４３に移行する。一方、ステップＳ４０で、エンジン１１にノッキングが発生していると判定されると、ステップＳ４１にて、検出したノック強度が予め設定した限界ノック強度より大きいかどうかを判定する。ここで、ノック強度が限界ノック強度以下であれば、ステップＳ４３に移行する。そして、ノッキングが発生せず、または、ノッキングが発生してもノック強度が限界ノック強度以下であれば、ステップＳ４３にて、タイマの加算時間ｔがリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを越えたかどうか、つまり、改質処理を開始してから到達予測時間ｔｄを経過したかどうかを判定する。ここで、改質処理を開始してから到達予測時間ｔｄが経過していなければ、ステップＳ４０に戻って前述した処理を繰り返す。 In step S40, it is determined whether knocking has occurred in the engine 11 based on the detection result of the knock sensor. If knocking has not occurred, the process proceeds to step S43. On the other hand, if it is determined in step S40 that knocking has occurred in the engine 11, it is determined in step S41 whether or not the detected knock intensity is greater than a preset limit knock intensity. If the knock strength is equal to or less than the limit knock strength, the process proceeds to step S43. If knocking does not occur, or if knocking occurs but the knocking strength is less than or equal to the limit knocking strength, in step S43, the addition time t of the timer until the reformer gas reaches the combustion chamber 12 is reached. It is determined whether or not the predicted arrival time t d has been exceeded, that is, whether or not the predicted arrival time t d has elapsed since the reforming process was started. Here, when not reached the arrival prediction time t d from the start of the modification process, and repeats the processing described above returns to step S40.

一方、ステップＳ４１にて、ノック強度が限界ノック強度より大きいと判定されると、ステップＳ４２にて、点火時期を遅角する。即ち、到達予測時間ｔｄが経過していないにも拘らず、大きなノッキングが発生したということは、このノッキング発生時に予測より早期にリフォーマガスが燃焼室１２に到達したものと判断し、このときに点火時期を遅角させる。リフォーマガスが燃焼室１２に到達すると、このリフォーマガスに含有する水素により燃焼が良好となるため、ノッキングが発生したものと判断し、点火時期を改質処理の開始前よりも遅角させる。 On the other hand, if it is determined in step S41 that the knock magnitude is greater than the limit knock magnitude, the ignition timing is retarded in step S42. In other words, despite not elapsed predicted arrival time t d, the fact that a large knocking occurs at an early stage reformer gas than expected when the knocking is determined that reaches the combustion chamber 12, the Sometimes retard the ignition timing. When the reformer gas reaches the combustion chamber 12, combustion is improved by hydrogen contained in the reformer gas, so that it is determined that knocking has occurred, and the ignition timing is retarded from before the start of the reforming process. .

そして、ステップＳ４３にて、タイマの加算時間ｔが、リフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを経過した場合、ステップＳ４４に移行する。この場合、ステップＳ４１で発生したノッキングの強度が限界ノック強度以下であると判定し、ステップＳ４２で点火時期を遅角する処理を実行してしなければ、このときにリフォーマガスが燃焼室１２に到達していると判断する。 Then, in step S43, addition time t of the timer is, if the reformer gas has exceeded the predicted arrival time t d to reach the combustion chamber 12, the process proceeds to step S44. In this case, if it is determined that the knocking intensity generated in step S41 is less than or equal to the limit knocking intensity, and the process for retarding the ignition timing is not executed in step S42, the reformer gas is generated at this time in the combustion chamber 12. It is judged that it has reached.

その後、ステップＳ４４にて、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射の量を減少する。続いて、ステップＳ４５では、点火時期を制御し、ステップＳ４６では、スロットル開度を小さくし、ステップＳ４７にて、タイマをリセットする。なお、到達予測時間ｔｄの経過後にリフォーマガスが燃焼室１２に到達したものと判断した場合には、ステップＳ４５で、点火時期を改質処理の開始前よりも遅角させるが、到達予測時間ｔｄの経過前にノッキングが発生してリフォーマガスが燃焼室１２に早期到達したものと判断した場合には、ステップＳ４２で、点火時期を遅角させているため、このステップＳ４５では、点火時期を現在の運転状態に応じて制御するだけである。 Thereafter, in step S44, the amount of intake fuel injection by the first injector 20 is decreased. Subsequently, the ignition timing is controlled in step S45, the throttle opening is reduced in step S46, and the timer is reset in step S47. In the case where the reformer gas after a predicted arrival time t d is determined that reaches the combustion chamber 12, in step S45, it is retarded from before the start of the reforming process the ignition timing, the expected arrival when the reformer gas knocking occurs before the elapse of time t d is determined that the early reaches the combustion chamber 12, in step S42, since the retard the ignition timing, in step S45, The ignition timing is only controlled according to the current operating state.

そして、リフォーマガスが燃焼室１２に到達すると、吸気とリフォーマガスとが混合した混合気に対して第１インジェクタ２０から吸気燃料噴射が実行され、理論空燃比となった混合気が燃焼室１２に導入され、この混合気に着火されることで燃焼される。この場合、リフォーマガスが水素を含んでいるため、燃焼室１２での燃焼効率が良好となる。また、燃焼により発生した排気ガスは、排気管２２を通して三元触媒２３に導入されるが、混合気が理論空燃比で燃焼するため、この三元触媒２３により排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害物質を適正に浄化処理することができる。   When the reformer gas reaches the combustion chamber 12, the intake fuel injection is performed from the first injector 20 with respect to the air-fuel mixture in which the intake air and the reformer gas are mixed, and the air-fuel mixture having the stoichiometric air-fuel ratio is converted into the combustion chamber. 12 is combusted by being ignited by this air-fuel mixture. In this case, since the reformer gas contains hydrogen, the combustion efficiency in the combustion chamber 12 becomes good. Further, the exhaust gas generated by the combustion is introduced into the three-way catalyst 23 through the exhaust pipe 22. However, since the air-fuel mixture burns at the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 23 causes HC, CO contained in the exhaust gas. , NOx harmful substances can be appropriately purified.

また、ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置による改質処理制御について、図５のタイムチャートに基づいて説明する。   Here, the reforming process control by the control device for the internal combustion engine of the present embodiment will be described based on the time chart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図５に示すように、経過時間ｔ１にて、燃料改質処理条件が成立すると、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を変更せずに、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射を実行する。このときの排気燃料噴射量Ｑ２は、前述したように、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて算出される。また、このとき、点火時期を徐々に進角すると共に、スロットル開度を徐々に大きくしていく。 The control device for an internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 5, at the elapsed time t 1, when the fuel reforming process conditions are satisfied, without changing the intake fuel injection amount by the first injector 20, the 2 Exhaust fuel injection by the injector 29 is executed. Exhaust fuel injection amount Q 2 at this time, as described above, are calculated based on the engine speed and the engine load in the exhaust gas temperature. At this time, the ignition timing is gradually advanced and the throttle opening is gradually increased.

そして、到達予測時間ｔｄが経過する前の経過時間ｔ３にて、ノッキングが発生してリフォーマガスが予測より早期に燃焼室１２に到達したものと判断されると、このとき、点火時期を遅角する。その後、経過時間ｔ２にて、到達予測時間ｔｄが経過したら、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１を減少する。この場合、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１の減少量ＱＳ１は、増加した排気燃料噴射量Ｑ２と同量となるように制御することで、空燃比（理論空燃比）の変動が防止される。また、吸気燃料噴射量Ｑ１の減少と同時に、スロットル開度を小さくする。 When it is determined that knocking has occurred and the reformer gas has reached the combustion chamber 12 earlier than predicted at the elapsed time t 3 before the arrival prediction time t d has elapsed, at this time, the ignition timing Retard. Then, at the elapsed time t 2, after a lapse of predicted arrival time t d, to reduce the intake fuel injection amount Q 1 of the first injector 20. In this case, the amount of decrease Q S1 of the intake fuel injection amount Q 1 by the first injector 20 is controlled to be the same amount as the increased exhaust fuel injection amount Q 2 , thereby changing the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio). Is prevented. At the same time as the decrease of the intake fuel injection amount Q 1, reducing the throttle opening.

このように実施例２の内燃機関の制御装置にあっては、ＥＣＵ３０が、燃料改質処理条件が成立したとき、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が開始され、リフォーマガス制御弁２８が開放されてから燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを推定し、この到達予測時間ｔｄの経過前にノッキングが発生し、そのノック強度が限界ノック強度より大きいときには、このときに点火時期を遅角し、到達予測時間ｔｄの経過後にエンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による燃料噴射量を減少させるようにしている。 As described above, in the control device for the internal combustion engine according to the second embodiment, when the fuel reforming process condition is satisfied, the ECU 30 starts the exhaust fuel injection by the second injector 29 and opens the reformer gas control valve 28. The estimated arrival time t d until the reformer gas reformed by the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is estimated, and knocking occurs before the arrival predicted time t d elapses. When the knock magnitude is larger than the limit knock magnitude, the ignition timing is retarded at this time, and the fuel injection amount by the first injector 20 is decreased so that the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio after the arrival prediction time t d has elapsed. I try to let them.

従って、第１インジェクタ２０が噴射した吸気燃料噴射による第１燃焼状態から、第２
インジェクタ２９が排気燃料噴射して燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスを加えた燃料による第２燃焼状態に切換わるとき、到達予測時間ｔｄを予測してリフォーマガスが燃焼室１２に到達することを判定するが、予測より早期にリフォーマガスが燃焼室１２に到達した場合には、点火時期を遅角することでノッキングの発生を抑制することができ、その後、第１インジェクタ２０による燃料噴射量を減少することで、空燃比の変動が抑制されて適正に維持され、安定した燃焼状態を確保して燃費を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。 Accordingly, from the first combustion state by the intake fuel injection injected by the first injector 20, the second
When switched to the second combustion state according to the fuel injector 29 plus the reformer gas reformed by the fuel reformer 24 and exhaust fuel injection, reformer gas to predict the arrival prediction time t d is the combustion chamber However, if the reformer gas reaches the combustion chamber 12 earlier than expected, the occurrence of knocking can be suppressed by retarding the ignition timing. By reducing the fuel injection amount by the injector 20, fluctuations in the air-fuel ratio are suppressed and properly maintained, a stable combustion state can be secured, fuel efficiency can be improved, and drivability can be improved. .

なお、この実施例２では、到達予測時間ｔｄが経過する前の経過時間ｔ３に、ノッキングが発生した場合には、リフォーマガスが予測より早期に燃焼室１２に到達したものと判断し、点火時期を改質処理の開始前よりも遅角し、到達予測時間ｔｄの経過後に第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１を減少させたが、到達予測時間ｔｄが経過する前にノッキングが発生した場合には、このときに点火時期を徐々に遅角すると共に、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１を徐々に減少させるようにしても良い。 In Example 2, the elapsed time t 3 before the predicted arrival time t d has elapsed, when knocking occurs, it is determined that the reformer gas reaches the combustion chamber 12 earlier than expected the ignition timing retard than before the start of the reforming process hidden, reduced the intake fuel injection amount Q 1 of the first injector 20 after a predicted arrival time t d, before the predicted arrival time t d has elapsed in the case where knocking occurs, while gradually retards the ignition timing in this case, may be gradually reduce the intake fuel injection amount Q 1 of the first injector 20.

図６は、本発明の実施例３に係る内燃機関の制御装置における改質処理を表すフローチャート、図７は、実施例３の内燃機関の制御装置における改質処理を表すタイムチャートである。なお、実施例３の内燃機関の制御装置における全体構成は、実施例１と同様であるため、図１を用いて説明すると共に、実施例１で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 6 is a flowchart showing the reforming process in the control device for the internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a time chart showing the reforming process in the control device for the internal combustion engine according to the third embodiment. In addition, since the whole structure in the control apparatus of the internal combustion engine of Example 3 is the same as that of Example 1, while using FIG. 1, it demonstrates to the member which has the same function as what was demonstrated in Example 1. The same reference numerals are used and duplicate descriptions are omitted.

実施例３の内燃機関の制御装置では、前述した実施例１と同様に、図１に示すように、燃料改質開始条件が成立せずに第１インジェクタ２０から噴射される燃料が燃焼室１２に導入されて燃焼する第１燃焼状態から、燃料改質開始条件が成立し、第２インジェクタ２９から噴射される燃料が燃料改質器２４で改質されて生成されたリフォーマガスが還流通路２７から燃焼室１２に導入されて燃焼する第２燃焼状態に切換わるとき、ＥＣＵ３０は、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行されてリフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを推定し、この到達予測時間ｔｄの経過後にエンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少させるようにしている。そして、このリフォーマガスの到達予測時間ｔｄを、燃料改質器２４から燃焼室１２までの通路容積、エンジン１１の運転状態としてのエンジン回転数及びエンジン負荷、前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定している。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment, as in the first embodiment described above, as shown in FIG. 1, the fuel that is injected from the first injector 20 without the fuel reform start condition being satisfied is formed in the combustion chamber 12. The reformer gas generated by reforming the fuel injected from the second injector 29 by the fuel reformer 24 from the first combustion state that is introduced into the fuel and combusted is established in the recirculation passage. When the ECU 30 switches to the second combustion state where the fuel is introduced into the combustion chamber 12 and combusted, the ECU 30 performs fuel reforming after exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed and the reformer gas control valve 28 is opened. An estimated arrival time t d until the reformer gas reformed by the vessel 24 reaches the combustion chamber 12 is estimated, and after the arrival estimated time t d has elapsed, the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio. 1 It is to reduce the intake fuel injection amount by the injector 20. Then, the predicted arrival time t d of the reformer gas, passage volume from the fuel reformer 24 to the combustion chamber 12, the engine speed and the engine load as the driving state of the engine 11, the previous reformer gas control valve 28 Estimated based on the elapsed time since closing.

ところが、フォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄは、エンジン回転数及びエンジン負荷以外のエンジン１１の運転状態により変動することがあり、この到達予測時間ｔｄを高精度に予測することは困難である。そこで、本実施例の内燃機関の制御装置では、エンジンの回転変動を検出し、燃料改質が開始されてからリフォーマガスの到達予測時間ｔｄが経過した後に、検出した回転変動が予め設定された限界回転変動を超えた場合には、まだリフォーマガスが燃焼室１２に到達していないものと判断し、このときに点火時期を進角させるようにしている。なお、エンジンの回転変動としては、クランク角センサ３２が検出したクランク角度に基づいて算出されたエンジン回転数の変化やその変化率、また、筒内圧センサが検出した筒内圧力の変化やその変化率などを用いればよい。 However, the predicted arrival time t d until the former gas reaches the combustion chamber 12 may fluctuate depending on the operating state of the engine 11 other than the engine speed and the engine load, and the predicted arrival time t d is highly accurate. It is difficult to predict. Therefore, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment, the engine speed fluctuation is detected, and the detected rotation fluctuation is set in advance after the predicted arrival time t d of reformer gas has elapsed since the start of fuel reforming. When the limit rotational fluctuation is exceeded, it is determined that the reformer gas has not yet reached the combustion chamber 12, and at this time, the ignition timing is advanced. The engine rotational fluctuation includes changes in the engine speed calculated based on the crank angle detected by the crank angle sensor 32 and its rate of change, changes in the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor, and changes thereof. A rate or the like may be used.

ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置による改質処理制御について、図６のフローチャートに基づいて詳細に説明する。   Here, the reforming process control by the control device for the internal combustion engine of the present embodiment described above will be described in detail based on the flowchart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図６に示すように、ステップＳ５１では、エ
ンジン回転数とエンジン負荷（スロットル開度）と排気ガス温度を読み込む。ステップＳ５２では、このエンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて排気燃料噴射量を算出する。ステップＳ５３では、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいてリフォーマガス制御弁２８の開度を演算する。そして、ステップＳ５４では、エンジン負荷とエンジン回転数から現在のエンジン運転状態が燃料改質領域にあるかどうかを判定する。このステップＳ５４で、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域になければ、何もしないでこのルーチンを抜け、現在のエンジン運転状態が燃料改質領域にあれば、燃料改質条件が成立したと判定し、ステップＳ５５にて、改質処理を開始する。 In the control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 6, in step S51, the engine speed, the engine load (throttle opening), and the exhaust gas temperature are read. In step S52, the exhaust fuel injection amount is calculated based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature. In step S53, the opening degree of the reformer gas control valve 28 is calculated based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature. In step S54, it is determined whether the current engine operating state is in the fuel reforming region from the engine load and the engine speed. In this step S54, if the current engine operating state is not in the fuel reforming region, the routine exits without doing anything, and if the current engine operating state is in the fuel reforming region, the fuel reforming condition is satisfied. In step S55, the reforming process is started.

即ち、第２インジェクタ２９により排気燃料噴射を行うと共に、リフォーマガス制御弁２８を開放することで、燃料と排気ガスとが混合した混合ガスを燃料蒸発器２５で気化し、気化した混合ガスを燃料改質器２４で改質することで、水素と一酸化炭素と窒素とを含むリフォーマガスを生成する。そして、生成したリフォーマガスを還流通路２７を通して吸気管１５を流れる吸気に供給する。   That is, exhaust fuel injection is performed by the second injector 29 and the reformer gas control valve 28 is opened, whereby the mixed gas in which the fuel and the exhaust gas are mixed is vaporized by the fuel evaporator 25, and the vaporized mixed gas is By reforming with the fuel reformer 24, reformer gas containing hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen is generated. Then, the generated reformer gas is supplied to the intake air flowing through the intake pipe 15 through the reflux passage 27.

ステップＳ５５で改質処理が開始されると、ステップＳ５６で、タイマをスタートしてから、ステップＳ５７にて、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が実行されてリフォーマガス制御弁２８が開放されてから、燃料改質器２４のリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを、エンジン回転数とエンジン負荷と前回リフォーマガス制御弁２８が閉止してからの経過時間に基づいて推定する。続いて、ステップＳ５８では、点火時期を徐々に進角し、ステップＳ５９では、スロットル開度を徐々に大きくする。 When the reforming process is started in step S55, the timer is started in step S56, and then in step S57, exhaust fuel injection by the second injector 29 is executed and the reformer gas control valve 28 is opened. To the estimated time t d until the reformer gas of the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is the elapsed time after the engine speed, the engine load, and the previous reformer gas control valve 28 are closed. Estimate based on. Subsequently, in step S58, the ignition timing is gradually advanced, and in step S59, the throttle opening is gradually increased.

そして、ステップＳ６０にて、タイマの加算時間ｔが到達予測時間ｔｄを越えたかどうか、つまり、改質処理を開始してから到達予測時間ｔｄを経過したかどうかを判定する。ここで、改質処理を開始してから到達予測時間ｔｄが経過していれば、リフォーマガスが燃焼室１２に到達していると判断し、ステップＳ６１にて、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射の量を減少し、ステップＳ６２では、点火時期を遅角し、ステップＳ６３では、スロットル開度を小さくし、ステップＳ６４にて、タイマをリセットする。 It is determined at step S60, whether addition time t of the timer exceeds the expected arrival time t d, that is, whether the elapsed arrival prediction time t d from the start of the modification process. Here, if the elapsed predicted arrival time t d from the start of the reforming process, it is determined that the reformer gas reaches the combustion chamber 12, at step S61, the intake of the first injector 20 The amount of fuel injection is decreased, the ignition timing is retarded in step S62, the throttle opening is decreased in step S63, and the timer is reset in step S64.

その後、ステップＳ６５では、検出したエンジンの回転変動が限界回転変動を超えているかどうかを判定し、エンジンの回転変動が限界回転変動を超えていなければ、到達予測時間ｔｄの経過時にリフォーマガスが燃焼室１２に到達したものと確認することができ、以下に説明する処理をせずにこのルーチンを終了する。 Thereafter, in step S65, the rotation fluctuation of the detected engine to determine whether it exceeds the limit rotational fluctuation, unless rotational fluctuation of the engine exceeds the limit rotational fluctuation, reformer gas during the course of the predicted arrival time t d Can be confirmed to have reached the combustion chamber 12, and this routine is terminated without performing the processing described below.

一方、ステップＳ６５にて、エンジンの回転変動が限界回転変動を超えていると判定した場合には、ステップＳ６６にて、点火時期を進角する。即ち、到達予測時間ｔｄが経過しても、大きな回転変動が発生したということは、まだリフォーマガスが燃焼室１２に到達していないものと判断し、このときに点火時期を進角させる。リフォーマガスが燃焼室１２に到達すると、このリフォーマガスに含有する水素により燃焼が良好となるが、点火時期を遅角すると回転変動が発生するため、点火時期を到達予測時間ｔｄの経過中と同等位置まで戻すように進角させる。その後、ステップＳ６７にて、点火時期を進角してから所定時間が経過したことを確認し、ステップＳ６８にて、再び、点火時期を遅角する。 On the other hand, if it is determined in step S65 that the engine rotational fluctuation exceeds the limit rotational fluctuation, the ignition timing is advanced in step S66. That is, even after the expected arrival time t d, is that large rotational changes occur, still it determines that not reached reformer gas into the combustion chamber 12, thereby advancing the ignition timing in this case . When reformer gas reaches the combustion chamber 12, but combustion by hydrogen contained in the reformer gas becomes good, since the rotational fluctuation and retarding the ignition timing occurs, the course of arrival prediction time t d the ignition timing Advance to return to the same position as inside. Thereafter, in step S67, it is confirmed that a predetermined time has elapsed since the ignition timing is advanced, and in step S68, the ignition timing is retarded again.

そして、リフォーマガスが燃焼室１２に到達すると、吸気とリフォーマガスとが混合した混合気に対して第１インジェクタ２０から吸気燃料噴射が実行され、理論空燃比となった混合気が燃焼室１２に導入され、この混合気に着火されることで燃焼される。この場合、リフォーマガスが水素を含んでいるため、燃焼室１２での燃焼効率が良好となる。また、燃焼により発生した排気ガスは、排気管２２を通して三元触媒２３に導入されるが、混合気が理論空燃比で燃焼するため、この三元触媒２３により排気ガス中に含まれるＨＣ、
ＣＯ、ＮＯｘの有害物質を適正に浄化処理することができる。 When the reformer gas reaches the combustion chamber 12, the intake fuel injection is performed from the first injector 20 with respect to the air-fuel mixture in which the intake air and the reformer gas are mixed, and the air-fuel mixture having the stoichiometric air-fuel ratio is 12 is combusted by being ignited by this air-fuel mixture. In this case, since the reformer gas contains hydrogen, the combustion efficiency in the combustion chamber 12 becomes good. Further, the exhaust gas generated by the combustion is introduced into the three-way catalyst 23 through the exhaust pipe 22, but since the air-fuel mixture burns at the stoichiometric air-fuel ratio, HC contained in the exhaust gas by the three-way catalyst 23,
CO and NOx hazardous substances can be properly purified.

また、ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置による改質処理制御について、図７のタイムチャートに基づいて説明する。   Here, the reforming process control by the control device for the internal combustion engine of the present embodiment will be described based on the time chart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図７に示すように、経過時間ｔ１にて、燃料改質処理条件が成立すると、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を変更せずに、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射を実行する。このときの排気燃料噴射量Ｑ２は、前述したように、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて算出される。また、このとき、点火時期を徐々に進角すると共に、スロットル開度を徐々に大きくしていく。 The control device for an internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 7, at the elapsed time t 1, when the fuel reforming process conditions are satisfied, without changing the intake fuel injection amount by the first injector 20, the 2 Exhaust fuel injection by the injector 29 is executed. Exhaust fuel injection amount Q 2 at this time, as described above, are calculated based on the engine speed and the engine load in the exhaust gas temperature. At this time, the ignition timing is gradually advanced and the throttle opening is gradually increased.

そして、経過時間ｔ２にて、到達予測時間ｔｄが経過したら、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１を減少する。この場合、第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量Ｑ１の減少量ＱＳ１は、増加した排気燃料噴射量Ｑ２と同量となるように制御することで、空燃比（理論空燃比）の変動が防止される。また、吸気燃料噴射量Ｑ１の減少と同時に、点火時期を遅角すると共に、スロットル開度を小さくする。 Then, at the elapsed time t 2, after a lapse of predicted arrival time t d, to reduce the intake fuel injection amount Q 1 of the first injector 20. In this case, the amount of decrease Q S1 of the intake fuel injection amount Q 1 by the first injector 20 is controlled to be the same amount as the increased exhaust fuel injection amount Q 2 , thereby changing the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio). Is prevented. At the same time as the decrease of the intake fuel injection amount Q 1, together with the ignition timing is retarded to reduce the throttle opening.

ところが、到達予測時間ｔｄが経過した後の経過時間ｔ４にて、回転変動が発生してリフォーマガスがまだ燃焼室１２に到達していないものと判断されると、このとき、点火時期を進角する。その後、所定時間が経過した時間ｔ５にて、再び、点火時期を遅角する。 However, at the elapsed time t 4 after the arrival prediction time t d has elapsed, the reformer gas rotation fluctuation is generated is determined as not yet reached the combustion chamber 12, this time, the ignition timing Advance. Then, a predetermined period of time is at the time t 5 elapses, again, retarding the ignition timing.

このように実施例３の内燃機関の制御装置にあっては、ＥＣＵ３０が、燃料改質処理条件が成立したとき、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射が開始され、リフォーマガス制御弁２８が開放されてから燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄを推定し、この到達予測時間ｔｄの経過時にエンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による燃料噴射量を減少させるが、この到達予測時間ｔｄの経過後に回転変動が発生し、その回転変動が限界回転変動より大きいときには、点火時期を所定時間だけ進角させるようにしている。
ようにしている。 Thus, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment, when the fuel reforming process condition is satisfied, the ECU 30 starts the exhaust fuel injection by the second injector 29, and the reformer gas control valve 28 is opened. The estimated arrival time t d until the reformer gas reformed by the fuel reformer 24 reaches the combustion chamber 12 is estimated, and the air-fuel ratio of the engine 11 is theoretically determined when the estimated arrival time t d elapses. reduces the fuel injection amount by the first injector 20 so that the air-fuel ratio, the rotational fluctuation is generated after the lapse of the predicted arrival time t d, when the rotational fluctuation is greater than a limit rotational fluctuation is the ignition timing for a predetermined time The angle is advanced.
Like that.

従って、第１インジェクタ２０が噴射した吸気燃料噴射による第１燃焼状態から、第２インジェクタ２９が排気燃料噴射して燃料改質器２４で改質されたリフォーマガスを加えた燃料による第２燃焼状態に切換わるとき、到達予測時間ｔｄを予測してリフォーマガスが燃焼室１２に到達することを判定するが、予測より遅くリフォーマガスが燃焼室１２に到達した場合には、点火時期を進角することで回転変動の発生を抑制することができ、また、第１インジェクタ２０による燃料噴射量を減少することで、空燃比の変動が抑制されて適正に維持され、安定した燃焼状態を確保して燃費を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。 Therefore, from the first combustion state by the intake fuel injection injected by the first injector 20, the second combustion by the fuel to which the second injector 29 injected the exhaust fuel and reformer gas reformed by the fuel reformer 24 is added. when switching to a state, when the reformer gas to predict the arrival prediction time t d is determines from reaching the combustion chamber 12, the reformer gas slower than expected has reached the combustion chamber 12, ignition timing Can be prevented from occurring, and the amount of fuel injected by the first injector 20 can be reduced, so that fluctuations in the air-fuel ratio are suppressed and properly maintained, and a stable combustion state is achieved. As a result, fuel efficiency can be improved and drivability can be improved.

なお、この実施例３では、リフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間ｔｄの経過後にエンジンの回転変動が発生したら、まだリフォーマガスが燃焼室１２に到達していないと判断して点火時期を所定時間だけ進角させるようにしたが、エンジンの回転変動の要因が燃料改質器２４の劣化にあることが考えられるため、ここで、燃料改質器２４の劣化度合を判定しても良い。即ち、到達予測時間ｔｄの経過後にエンジンの回転変動が発生したら、点火時期を所定時間だけ進角させるのが、それでもエンジンの回転変動が抑制されない場合には、点火時期の進角制御及び遅角制御を所定回数繰り返し行い、この制御を所定回数実行してもエンジンの回転変動が抑制されない場合には、燃料改質器２４が劣化しているものと判断する。そして、第２インジェクタ２９による排気燃料噴射を停止すると共に、リフォーマガス制御弁２８を閉止し、空燃比が理論空燃比となるよう第
１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を制御する。 In the third embodiment, if a change in engine rotation occurs after the predicted arrival time t d until the reformer gas reaches the combustion chamber 12, the reformer gas has not yet reached the combustion chamber 12. Thus, the ignition timing is advanced by a predetermined time. However, since it is considered that the cause of engine rotation fluctuation is the deterioration of the fuel reformer 24, the degree of deterioration of the fuel reformer 24 is determined here. May be determined. That is, When occurs the rotation fluctuation of the engine after a predicted arrival time t d, cause the ignition timing is advanced by a predetermined time, still when the rotational fluctuation of the engine is not suppressed, the advance of the ignition timing control and the retarded The angle control is repeated a predetermined number of times, and if the engine rotation fluctuation is not suppressed even when the control is executed a predetermined number of times, it is determined that the fuel reformer 24 has deteriorated. Then, the exhaust fuel injection by the second injector 29 is stopped, the reformer gas control valve 28 is closed, and the intake fuel injection amount by the first injector 20 is controlled so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

また、上述した各実施例では、燃料改質開始条件が成立せずに第１インジェクタ２０から噴射される燃料のみが燃焼室１２に導入されて燃焼する第１燃焼状態から、燃料改質開始条件が成立し、第２インジェクタ２９から噴射される燃料が燃料改質器２４で改質されて生成されたリフォーマガスと第１インジェクタ２０から噴射される燃料とが燃焼室１２に導入されて燃焼する第２燃焼状態に切換わるとき、リフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間の経過後に、エンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少させるようにしたが、第２燃焼状態にて、エンジン１１の運転状態が変化し、燃焼室１２に導入されるリフォーマガスの供給量が増加または減少したときにも、同様の処理を行う。   Further, in each of the above-described embodiments, the fuel reforming start condition is changed from the first combustion state in which only the fuel injected from the first injector 20 is introduced into the combustion chamber 12 and combusted without satisfying the fuel reforming start condition. The reformer gas generated by reforming the fuel injected from the second injector 29 by the fuel reformer 24 and the fuel injected from the first injector 20 are introduced into the combustion chamber 12 and burned. When switching to the second combustion state, the intake fuel injection amount by the first injector 20 is such that the air-fuel ratio of the engine 11 becomes the stoichiometric air-fuel ratio after elapse of the estimated arrival time until the reformer gas reaches the combustion chamber 12. However, when the operation state of the engine 11 changes in the second combustion state and the supply amount of reformer gas introduced into the combustion chamber 12 increases or decreases, Carry out the process.

即ち、リフォーマガスが吸気通路に供給されて吸気と混合すると共にこの混合ガスに第１インジェクタ２０から噴射された燃料の混合気が燃焼室１２に導入されて燃焼する第２燃焼状態にて、エンジン１１の運転状態が変化することで、第２インジェクタ２９から噴射される燃料量が増加することで、燃焼室１２に導入されるリフォーマガスの供給量が増加するとき、実施例１と同様に、増加したリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間を予測し、この到達予測時間の経過後に、エンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を減少させる。また、第２燃焼状態にて、エンジン１１の運転状態が変化することで、第２インジェクタ２９から噴射される燃料量が減少することで、燃焼室１２に導入されるリフォーマガスの供給量が減少するとき、減少したリフォーマガスが燃焼室１２に到達するまでの到達予測時間を予測し、この到達予測時間の経過後に、エンジン１１の空燃比が理論空燃比となるよう第１インジェクタ２０による吸気燃料噴射量を増加させる。そして、いずれの場合であっても、実施例２及び実施例３と同様に、増減したリフォーマガスが到達予測時間の経過前やそれ以降に燃焼室１２に到達した場合には、点火時期を制御することで、ノッキングや回転変動の発生を抑制する。   That is, the reformer gas is supplied to the intake passage and mixed with the intake air, and the fuel mixture injected from the first injector 20 is introduced into the mixed gas into the combustion chamber 12 and combusted in the second combustion state. As in the first embodiment, when the operating state of the engine 11 is changed, the amount of fuel injected from the second injector 29 is increased, and the amount of reformer gas introduced into the combustion chamber 12 is increased. In addition, a predicted arrival time until the increased reformer gas reaches the combustion chamber 12 is predicted, and after the arrival predicted time has elapsed, the intake fuel by the first injector 20 becomes the stoichiometric air-fuel ratio. Reduce injection volume. In addition, when the operating state of the engine 11 changes in the second combustion state, the amount of fuel injected from the second injector 29 decreases, so that the supply amount of reformer gas introduced into the combustion chamber 12 is reduced. When it decreases, the predicted arrival time until the reduced reformer gas reaches the combustion chamber 12 is predicted, and after the predicted arrival time has elapsed, the first injector 20 causes the air-fuel ratio of the engine 11 to become the stoichiometric air-fuel ratio. Increase intake fuel injection amount. In any case, as in the second and third embodiments, when the increased or decreased reformer gas reaches the combustion chamber 12 before or after the estimated arrival time, the ignition timing is changed. By controlling, the occurrence of knocking and rotation fluctuation is suppressed.

また、上述した各実施例では、酸素を含むガスをエンジン１１の排気ガスとしたが、これに限らず、別途吸入した外気に対して排気燃料噴射を行ってから改質処理をしても良い。また、各実施例では、エンジン負荷とエンジン回転数に基づいて燃料改質領域を設定し、また、エンジン回転数とエンジン負荷と排気ガス温度に基づいて排気燃料噴射量とリフォーマガス制御弁２８の開度を設定しており、エンジン負荷としてスロットル開度を適用したが、これに限らず、アクセル開度、燃料噴射量、吸入空気量、体積効率、筒内圧力などを適用しても良い。   Further, in each of the above-described embodiments, the gas containing oxygen is used as the exhaust gas of the engine 11. However, the present invention is not limited to this, and the reforming process may be performed after exhaust fuel injection is performed on the separately sucked outside air. . In each embodiment, the fuel reforming region is set based on the engine load and the engine speed, and the exhaust fuel injection amount and the reformer gas control valve 28 based on the engine speed, the engine load, and the exhaust gas temperature. However, the present invention is not limited to this, and the accelerator opening, fuel injection amount, intake air amount, volume efficiency, in-cylinder pressure, etc. may be applied. .

更に、各実施例では、内燃機関をポート噴射式エンジンとしたが、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内噴射式エンジンであっても良く、この場合、排気通路に三元触媒に加えてリーンＮＯｘ触媒を設ける必要がある。   Furthermore, in each embodiment, the internal combustion engine is a port injection engine, but it may be a cylinder injection engine that directly injects fuel into the combustion chamber. In this case, in addition to the three-way catalyst in the exhaust passage, a lean engine is used. It is necessary to provide a NOx catalyst.

以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料改質処理が開始されてからリフォーマガスが燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間に応じて吸気系への燃料噴射量を減少させるようにしたものであり、燃料改質手段を有する内燃機関であれば、いずれの種類の内燃機関に用いても好適である。   As described above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention estimates the estimated arrival time from when the fuel reforming process is started until the reformer gas reaches the combustion chamber, and according to the estimated arrival time. The fuel injection amount to the intake system is reduced, and any internal combustion engine having fuel reforming means may be used.

本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置を表す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. 実施例１の内燃機関の制御装置における改質処理を表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a reforming process in the control device for an internal combustion engine according to the first embodiment. 実施例１の内燃機関の制御装置における改質処理を表すタイムチャートである。3 is a time chart showing a reforming process in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment. 本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置における改質処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the reforming process in the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on Example 2 of this invention. 実施例２の内燃機関の制御装置における改質処理を表すタイムチャートである。6 is a time chart showing a reforming process in the control device for an internal combustion engine according to the second embodiment. 本発明の実施例３に係る内燃機関の制御装置における改質処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the reforming process in the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on Example 3 of this invention. 実施例３の内燃機関の制御装置における改質処理を表すタイムチャートである。12 is a time chart showing a reforming process in the control device for an internal combustion engine according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１１ エンジン（内燃機関）
１２ 燃焼室
１３ 吸気ポート
１４ 排気ポート
１５ 吸気管（吸気通路）
１９ 電子スロットル装置
２０ 第１インジェクタ（第１燃料噴射手段）
２２ 排気管
２３ 三元触媒
２４ 燃料改質器（燃料改質手段）
２５ 燃料蒸発器
２７ 還流通路（リフォーマガス供給通路）
２８ リフォーマガス制御弁
２９ 第２インジェクタ（第２燃料噴射手段）
３０ 電子制御ユニット、ＥＣＵ（供給燃料制御手段）
３２ クランク角センサ
３３ アクセル開度センサ
３４ 排気温度センサ
11 Engine (Internal combustion engine)
12 Combustion chamber 13 Intake port 14 Exhaust port 15 Intake pipe (intake passage)
19 Electronic throttle device 20 First injector (first fuel injection means)
22 Exhaust pipe 23 Three-way catalyst 24 Fuel reformer (fuel reforming means)
25 Fuel evaporator 27 Recirculation passage (reformer gas supply passage)
28 Reformer Gas Control Valve 29 Second Injector (Second Fuel Injection Unit)
30 Electronic control unit, ECU (Supply fuel control means)
32 Crank angle sensor 33 Accelerator opening sensor 34 Exhaust temperature sensor

Claims (6)

外気を燃焼室に導入する吸気通路と、該吸気通路または前記燃焼室に燃料を噴射する第１燃料噴射手段と、燃料と酸素を含むガスとからなる混合ガスを加熱して改質することでリフォーマガスを生成する燃料改質手段と、該燃料改質手段に対して燃料を噴射する第２燃料噴射手段と、前記燃料改質手段で生成されたリフォーマガスを前記吸気通路に供給するリフォーマガス供給通路と、該リフォーマガス供給通路に設けられて前記吸気通路へ供給するリフォーマガス量を調整するリフォーマガス制御弁と、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように前記第１燃料噴射手段及び前記第２燃料噴射手段による燃料噴射量を制御すると共に前記リフォーマガス制御弁の開度を制御する供給燃料制御手段とを具えた内燃機関の制御装置において、前記供給燃料制御手段は、前記第２燃料噴射手段による燃料噴射が実行されて前記リフォーマガス制御弁が開放されてから前記燃料改質手段で改質されたリフォーマガスが前記燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後に前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう前記第１燃料噴射手段による燃料噴射量を減少させることを特徴とする内燃機関の制御装置。   By heating and reforming a mixed gas composed of an intake passage for introducing outside air into the combustion chamber, first fuel injection means for injecting fuel into the intake passage or the combustion chamber, and a gas containing fuel and oxygen. Fuel reforming means for generating reformer gas, second fuel injection means for injecting fuel to the fuel reforming means, and reformer gas generated by the fuel reforming means is supplied to the intake passage. A reformer gas supply passage, a reformer gas control valve that is provided in the reformer gas supply passage and adjusts the amount of reformer gas supplied to the intake passage, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In a control apparatus for an internal combustion engine, comprising a supply fuel control means for controlling the fuel injection amount by the first fuel injection means and the second fuel injection means and for controlling the opening of the reformer gas control valve. The supply fuel control means, after the fuel injection by the second fuel injection means is executed and the reformer gas control valve is opened, the reformer gas reformed by the fuel reforming means reaches the combustion chamber. And a fuel injection amount by the first fuel injection means is reduced so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes a stoichiometric air-fuel ratio after the arrival prediction time elapses. Control device. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記リフォーマガスの到達予測時間は、前記内燃機関の運転状態と、前回前記リフォーマガス制御弁が閉止してからの経過時間とに基づいて推定されることを特徴とする内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predicted arrival time of the reformer gas is based on an operating state of the internal combustion engine and an elapsed time since the reformer gas control valve was closed last time. A control device for an internal combustion engine characterized by being estimated. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、ノッキングによる振動を検出するノック検出手段を設け、前記リフォーマガスの到達予測時間の経過前に前記ノック検出手段が検出した振動が予め設定された所定値を超えたとき、点火時期を遅角させることを特徴とする内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising knock detection means for detecting vibration caused by knocking, wherein the vibration detected by the knock detection means before the predicted arrival time of the reformer gas is preset. A control device for an internal combustion engine, wherein an ignition timing is retarded when a predetermined value is exceeded. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、回転変動を検出する回転変動検出手段を設け、前記リフォーマガスの到達予測時間の経過後に前記回転変動検出手段が検出した回転変動が予め設定された所定値を超えたとき、点火時期を所定時間だけ進角させることを特徴とする内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a rotation fluctuation detecting means for detecting a rotation fluctuation, wherein the rotation fluctuation detected by the rotation fluctuation detecting means after the predicted arrival time of the reformer gas is preset. A control device for an internal combustion engine, wherein the ignition timing is advanced by a predetermined time when a predetermined value is exceeded. 請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、前記リフォーマガスの到達予測時間の経過後に、回転変動が所定値を超えて点火時期を所定時間だけ進角させる処理を予め設定された所定回数を超えて実施したときには、前記供給燃料制御手段は、前記第２燃料噴射手段による燃料噴射を停止すると共に前記リフォーマガス制御弁を閉止し、前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう前記第１燃料噴射手段による燃料噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。   5. The control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein a predetermined number of times of predetermined processing for advancing the ignition timing by a predetermined time after a change in rotation exceeds a predetermined value after elapse of a predicted arrival time of the reformer gas. The fuel supply control means stops the fuel injection by the second fuel injection means and closes the reformer gas control valve so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio. A control device for an internal combustion engine, which controls a fuel injection amount by said first fuel injection means. 外気を燃焼室に導入する吸気通路と、該吸気通路または前記燃焼室に燃料を噴射する第１燃料噴射手段と、燃料と酸素を含むガスとからなる混合ガスを加熱して改質することでリフォーマガスを生成する燃料改質手段と、該燃料改質手段に対して燃料を噴射する第２燃料噴射手段と、前記燃料改質手段で生成されたリフォーマガスを前記吸気通路に供給するリフォーマガス供給通路と、該リフォーマガス供給通路に設けられて前記吸気通路へ供給するリフォーマガス量を調整するリフォーマガス制御弁と、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように前記第１燃料噴射手段及び前記第２燃料噴射手段による燃料噴射量を制御すると共に前記リフォーマガス制御弁の開度を制御する供給燃料制御手段とを具えた内燃機関の制御装置において、前記供給燃料制御手段は、前記第２燃料噴射手段による燃料噴射量が増減されて前記リフォーマガス制御弁の開度が変更されてから前記燃料改質手段で改質されたリフォーマガスの増減量が前記燃焼室に到達するまでの到達予測時間を推定し、この到達予測時間の経過後に前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう前記第１燃料噴射手段による燃料噴射量を増減させることを特徴とする内燃機関の制御装置。   By heating and reforming a mixed gas composed of an intake passage for introducing outside air into the combustion chamber, first fuel injection means for injecting fuel into the intake passage or the combustion chamber, and a gas containing fuel and oxygen. Fuel reforming means for generating reformer gas, second fuel injection means for injecting fuel to the fuel reforming means, and reformer gas generated by the fuel reforming means is supplied to the intake passage. A reformer gas supply passage, a reformer gas control valve that is provided in the reformer gas supply passage and adjusts the amount of reformer gas supplied to the intake passage, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In a control apparatus for an internal combustion engine, comprising a supply fuel control means for controlling the fuel injection amount by the first fuel injection means and the second fuel injection means and for controlling the opening of the reformer gas control valve. The supply fuel control means is configured to increase or decrease the amount of reformer gas reformed by the fuel reforming means after the fuel injection amount by the second fuel injection means is increased or decreased and the opening of the reformer gas control valve is changed. Estimating the arrival time until the fuel reaches the combustion chamber, and increasing or decreasing the fuel injection amount by the first fuel injection means so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio after the arrival prediction time elapses. A control device for an internal combustion engine.
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