JP2009144555A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃料改質触媒によって燃料から可燃ガスを生成し、この可燃ガスを吸気系に還流させる構成とした内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine configured to generate a combustible gas from fuel by a fuel reforming catalyst and to recirculate the combustible gas to an intake system.
従来、例えば特許文献1(特開2006−291775号公報)に開示されているように、排気ガスの熱を利用して燃料を可燃ガスに改質する構成とした内燃機関が知られている。この種の従来技術による内燃機関の制御装置は、水蒸気改質反応等によって改質燃料から可燃ガスを生成するための燃料改質触媒を備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-291775), an internal combustion engine configured to reform a fuel into a combustible gas using heat of exhaust gas is known. A control device for an internal combustion engine according to this type of prior art includes a fuel reforming catalyst for generating a combustible gas from the reformed fuel by a steam reforming reaction or the like.
燃料改質触媒により生成された可燃ガスは、排気ガスと共に吸気系に還流され、これによって改質EGR制御が行われる。改質EGR制御では、吸気系に還流された可燃ガスが混合気(主燃料)と共に燃焼に寄与する。このため、改質EGR制御の開始時には、可燃ガスが燃焼に寄与する分だけ、主燃料の噴射量を減量することが多い。 The combustible gas generated by the fuel reforming catalyst is recirculated to the intake system together with the exhaust gas, whereby reforming EGR control is performed. In the reformed EGR control, the combustible gas recirculated to the intake system contributes to combustion together with the air-fuel mixture (main fuel). For this reason, at the start of reforming EGR control, the injection amount of the main fuel is often reduced by the amount that the combustible gas contributes to combustion.
しかし、触媒に改質燃料を供給してから、可燃ガスが燃焼室に到達するまでの間には、ある程度の時間遅れが存在する。このため、改質燃料の供給を開始した時点で主燃料を直ちに減量すると、混合気が一時的に過剰なリーン空燃比となる虞れがある。そこで、従来技術では、改質燃料の供給を開始してから、可燃ガスが燃焼室に到達したと予測される時間(到達予測時間)が経過した時点で、主燃料を減量する構成としている。 However, there is a certain time delay between the supply of the reformed fuel to the catalyst and the arrival of the combustible gas in the combustion chamber. For this reason, if the main fuel is immediately reduced when the supply of reformed fuel is started, the air-fuel mixture may temporarily become an excessive lean air-fuel ratio. Therefore, in the prior art, the main fuel is reduced when a time (estimated arrival time) at which it is predicted that the combustible gas has reached the combustion chamber has elapsed after the supply of the reformed fuel is started.
ところで、上述した従来技術では、改質燃料の供給を開始してから、到達予測時間が経過した時点で、主燃料を減量する構成としている。この到達予測時間を設定するにあたっては、改質EGR制御の各プロセスに必要な時間を考慮する必要がある。ここで、各プロセスに必要な時間とは、例えば改質燃料が排気ガスの流れに乗って触媒に到達するまでの時間、触媒上で改質反応が進むのに必要な時間、さらには触媒で生成された可燃ガスが吸気通路等を通って燃焼室に到達するまでの時間、などである。 By the way, in the above-described conventional technology, the main fuel is reduced when the estimated arrival time has elapsed after the supply of the reformed fuel is started. In setting this predicted arrival time, it is necessary to consider the time required for each process of reforming EGR control. Here, the time required for each process refers to, for example, the time required for the reformed fuel to reach the catalyst on the exhaust gas flow, the time required for the reforming reaction to proceed on the catalyst, and the catalyst. The time until the generated combustible gas reaches the combustion chamber through the intake passage or the like.
しかしながら、これらの時間は、内燃機関の運転状態(例えば排気ガスの流量や圧力、触媒温度等)に応じて様々に変化する。このため、従来技術では、改質EGR制御を開始したり、改質燃料の供給量を増量するときに、運転状態に応じて到達予測時間を適切に設定するのが難しいという問題がある。そして、到達予測時間の設定が不適切である場合には、例えば混合気が過剰なリーン空燃比となって燃費性能や運転性が悪化したり、改質EGR制御の効果が十分に発揮されないことになる。 However, these times vary depending on the operating state of the internal combustion engine (for example, exhaust gas flow rate, pressure, catalyst temperature, etc.). For this reason, in the prior art, when the reforming EGR control is started or the supply amount of the reformed fuel is increased, it is difficult to appropriately set the predicted arrival time according to the operating state. And, when the arrival prediction time is set inappropriately, for example, the air-fuel mixture becomes an excessive lean air-fuel ratio, fuel efficiency and drivability are deteriorated, and the effect of reforming EGR control is not sufficiently exhibited. become.
一方、改質EGR制御を停止したり、改質燃料の供給量を減量する場合にも、上述の場合とほぼ同様の問題が生じる。即ち、改質EGR制御の実行中には、前述したように、可燃ガスが燃焼に寄与する分だけ、主燃料の噴射量を減量していることが多い。この状態で、改質燃料の停止や減量だけを不用意に実行すると、混合気が過剰なリーン空燃比となり、燃費性能や運転性が悪化するという問題がある。 On the other hand, when the reforming EGR control is stopped or the supply amount of the reformed fuel is reduced, problems similar to those described above occur. That is, during the reforming EGR control, as described above, the injection amount of the main fuel is often reduced by the amount that the combustible gas contributes to the combustion. In this state, if only the stop or reduction of the reformed fuel is performed carelessly, the air-fuel mixture becomes an excessive lean air-fuel ratio, resulting in a problem that fuel efficiency and drivability deteriorate.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、改質燃料の供給開始、停止または増量、減量等を行う場合に、任意の運転状態において、主燃料の噴射状態を適切なタイミングで切換えることができ、空燃比を安定的に保持することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When starting, stopping, increasing or decreasing the supply of reformed fuel, the main fuel injection state is appropriately set in any operation state. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be switched at a proper timing and can stably maintain an air-fuel ratio.
第1の発明は、内燃機関の燃焼室に向けて主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
改質燃料が供給されたときに前記改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、
前記燃料改質触媒に改質燃料を供給する改質燃料供給手段と、
内燃機関の排気ガスと前記可燃ガスとの混合ガスであるEGRガスを内燃機関の吸気系に還流させるEGR手段と、
前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を開始または増量する改質燃料増量手段と、
前記改質燃料増量手段が作動することにより、前記空燃比がリッチ側に変化したか否かを判定するリッチ判定手段と、
前記リッチ判定手段により空燃比がリッチ側に変化したと判定したときに、前記主燃料噴射手段による主燃料の噴射量を減量する主燃料減量手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a main fuel injection means for injecting main fuel toward a combustion chamber of an internal combustion engine;
A fuel reforming catalyst that generates combustible gas from the reformed fuel when the reformed fuel is supplied;
Reformed fuel supply means for supplying reformed fuel to the fuel reforming catalyst;
EGR means for recirculating EGR gas, which is a mixed gas of the exhaust gas of the internal combustion engine and the combustible gas, to the intake system of the internal combustion engine;
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas;
Reformed fuel increasing means for starting or increasing the supply of reformed fuel by the reformed fuel supplying means according to the operating state of the internal combustion engine;
Rich determination means for determining whether or not the air-fuel ratio has changed to the rich side by the operation of the reformed fuel increasing means;
A main fuel reduction means for reducing the injection amount of the main fuel by the main fuel injection means when the rich determination means determines that the air-fuel ratio has changed to the rich side;
It is characterized by providing.
第2の発明によると、前記改質燃料増量手段が作動した時点から判定禁止期間が経過するまでの間に、前記リッチ判定手段の判定動作を禁止する判定禁止手段を備える構成としている。 According to the second aspect of the present invention, it is configured to include the determination prohibiting unit that prohibits the determination operation of the rich determination unit from the time when the reformed fuel increasing unit is activated until the determination prohibition period elapses.
第3の発明は、内燃機関の燃焼室に向けて主燃料を噴射する主燃料噴射手段と、
改質燃料が供給されたときに前記改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、
前記燃料改質触媒に改質燃料を供給する改質燃料供給手段と、
内燃機関の排気ガスと前記可燃ガスとの混合ガスであるEGRガスを内燃機関の吸気系に還流させるEGR手段と、
前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止または減量するときに、前記主燃料噴射手段による主燃料の噴射量を増量する主燃料増量手段と、
前記主燃料増量手段が作動した時点またはそれ以降に、前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止または減量する改質燃料減量手段と、
を備えることを特徴とする。
A third invention comprises a main fuel injection means for injecting main fuel toward a combustion chamber of an internal combustion engine,
A fuel reforming catalyst that generates combustible gas from the reformed fuel when the reformed fuel is supplied; and
Reformed fuel supply means for supplying reformed fuel to the fuel reforming catalyst;
EGR means for recirculating EGR gas, which is a mixed gas of the exhaust gas of the internal combustion engine and the combustible gas, to the intake system of the internal combustion engine;
Main fuel increasing means for increasing the amount of main fuel injected by the main fuel injecting means when stopping or reducing the supply of reformed fuel by the reformed fuel supplying means;
Reformed fuel reducing means for stopping or reducing the supply of the reformed fuel by the reformed fuel supplying means at the time when the main fuel increasing means is operated or thereafter,
It is characterized by providing.
第4の発明は、前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記主燃料増量手段が作動することにより、前記空燃比がリッチ側に変化したか否かを判定するリッチ判定手段と、を備え、
前記改質燃料減量手段は、前記リッチ判定手段により空燃比がリッチ側に変化したと判定したときに、前記改質燃料の停止または減量を行う構成としている。
4th invention, the air fuel ratio detection means which detects the air fuel ratio of the said exhaust gas,
Rich determination means for determining whether or not the air-fuel ratio has changed to the rich side by the operation of the main fuel increasing means,
The reformed fuel reducing means is configured to stop or reduce the reformed fuel when the rich determining means determines that the air-fuel ratio has changed to the rich side.
第1の発明によれば、改質燃料の供給を開始したときには、可燃ガスが燃焼室に到達したことを、排気空燃比の変化によって正確かつ容易に確認することができる。これにより、可燃ガスが実際に燃焼に寄与するようになってから、その分だけ主燃料の噴射量を減量することができる。このため、内燃機関の運転状態に応じて可燃ガスが燃焼に寄与するまでの遅れ時間が変化する場合でも、任意の運転状態において、主燃料の減量タイミングを適切に設定することができる。 According to the first invention, when the supply of the reformed fuel is started, it can be confirmed accurately and easily by the change of the exhaust air-fuel ratio that the combustible gas has reached the combustion chamber. Thus, after the combustible gas actually contributes to the combustion, the main fuel injection amount can be reduced by that amount. For this reason, even when the delay time until the combustible gas contributes to combustion changes according to the operating state of the internal combustion engine, the main fuel reduction timing can be set appropriately in any operating state.
従って、可燃ガスが燃焼に寄与する前に主燃料が減量されたり、これによって混合気が過剰なリーン空燃比となるのを確実に防止することができ、改質燃料の供給開始時に混合気の空燃比を安定させることができる。また、改質燃料の供給を一旦開始した後に、その供給量を増量する場合にも、排気空燃比がリッチ側に変化した時点で、主燃料の噴射量を減量することができる。従って、この場合にも、燃料供給を開始する場合と同様の効果を得ることができる。 Therefore, it is possible to reliably prevent the main fuel from being reduced before the combustible gas contributes to the combustion, and thereby to prevent the air-fuel mixture from becoming an excessive lean air-fuel ratio. The air-fuel ratio can be stabilized. Also, when the supply amount of the reformed fuel is once increased and then increased, the injection amount of the main fuel can be reduced when the exhaust air-fuel ratio changes to the rich side. Accordingly, in this case as well, the same effect as when fuel supply is started can be obtained.
第2の発明によれば、判定禁止期間内には、例えばノイズ等の外乱により空燃比検出手段の出力が乱れた場合でも、この出力の乱れを無視することができる。このため、可燃ガスが燃焼室に到達するはずのないタイミングで、外乱による誤判定が起きるのを確実に防止することができる。また、判定禁止期間の経過後には、空燃比検出手段の出力に応じて判定動作を確実に行うことができる。従って、ノイズ等の外乱に対する信頼性を高めることができる。 According to the second aspect of the present invention, even when the output of the air-fuel ratio detecting means is disturbed due to a disturbance such as noise during the determination prohibition period, the disturbance of the output can be ignored. For this reason, it is possible to reliably prevent erroneous determination due to disturbance at a timing when the combustible gas should not reach the combustion chamber. In addition, after the determination prohibition period has elapsed, the determination operation can be reliably performed according to the output of the air-fuel ratio detection means. Therefore, reliability against disturbances such as noise can be improved.
第3の発明によれば、改質燃料の供給を停止することにより、可燃ガスが吸気系に還流されなくなったとしても、主燃料の噴射量を予め増量しておくことができる。つまり、改質燃料の停止に備えて主燃料の噴射状態を適切なタイミングで切換えることができる。これにより、改質燃料の停止時に、混合気が過剰なリーン空燃比となるのを確実に防止することができ、空燃比を安定的に保持することができる。また、改質燃料の供給量を減量する場合にも、主燃料の噴射量を予め増量しておくことができる。従って、この場合にも、燃料供給を停止する場合と同様の効果を得ることができる。 According to the third invention, by stopping the supply of the reformed fuel, even if the combustible gas is not recirculated to the intake system, the injection amount of the main fuel can be increased in advance. That is, it is possible to switch the injection state of the main fuel at an appropriate timing in preparation for stopping the reformed fuel. As a result, when the reformed fuel is stopped, the air-fuel mixture can be reliably prevented from having an excessive lean air-fuel ratio, and the air-fuel ratio can be stably maintained. In addition, when the supply amount of the reformed fuel is decreased, the main fuel injection amount can be increased in advance. Therefore, also in this case, the same effect as when the fuel supply is stopped can be obtained.
第4の発明によれば、主燃料を増量することにより、排気空燃比がリッチ側に変化してから、改質燃料の供給を停止または減量することができる。これにより、主燃料の増量が燃焼に反映されたことを、排気空燃比の変化によって確認することができる。従って、例えば主燃料の増量が足りなかった場合には、改質燃料の供給停止を遅らせることも可能となり、供給停止や減量のタイミングを確実に把握することができる。 According to the fourth aspect, by increasing the main fuel, the supply of the reformed fuel can be stopped or reduced after the exhaust air-fuel ratio has changed to the rich side. Thereby, it can be confirmed by the change in the exhaust air-fuel ratio that the increase in the main fuel is reflected in the combustion. Therefore, for example, when the increase in the main fuel is insufficient, the supply stop of the reformed fuel can be delayed, and the timing of the supply stop or the decrease can be surely grasped.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図3を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。まず、図1は、実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。本実施形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関10を備えている。この内燃機関10は、例えばアルコールとガソリンとを混合した燃料によって運転されるものであり、本実施の形態では、その一例として、エタノールとガソリンとの混合燃料を用いるものとする。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, FIG. 1 shows an overall configuration diagram for explaining the system configuration of the first embodiment. The system of this embodiment includes a multi-cylinder
内燃機関10の吸気管12は、吸気マニホールド14を介して各気筒の吸気ポートに接続されている。吸気管12の途中には、吸入空気量を調整する電動式のスロットル弁16が設置されている。各気筒の吸気ポートには、主燃料噴射手段としての燃料噴射装置18がそれぞれ設けられている。これらの燃料噴射装置18は、電磁弁等からなり、気筒内の燃焼室に向けて燃料(以下、主燃料と称す)を噴射する。
An
内燃機関10の排気管20は、排気マニホールド22を介して各気筒の排気ポートに接続されている。また、排気管20の途中には熱交換器24が設けられている。そして、熱交換器24内には、複数の改質室26が互いに間隔をもって形成されており、これらの改質室26内には、例えばRh、Pt、Co、Ni等の金属材料を含有する燃料改質触媒28が担持されている。
An
各改質室26の間には、改質室26と遮断された排気通路30が設けられている。これらの排気通路30は、排気管20の途中に接続されている。このように構成された熱交換器24によれば、排気通路30を通過する排気ガスの熱により、改質室26(燃料改質触媒28)を加熱することができる。この加熱により、燃料改質触媒28は、後述の改質反応を生じさせることができる。
Between each reforming
排気管20には、熱交換器24の上流側で分岐する分岐管32が設けられている。分岐管32の下流側は、熱交換器24の改質室26に接続されている。分岐管32の途中には、改質燃料供給手段としての改質燃料噴射弁34が設けられている。この改質燃料噴射弁34は、電磁弁等からなり、分岐管32内を流れる排気ガス中に燃料(以下、改質燃料と称す)を噴射、供給するものである。
The
この構成により、排気管20を流れる排気ガスの一部は、分岐管32によって改質室26に導入され、改質燃料噴射弁34によって改質燃料の供給を受ける。これらの排気ガスと改質燃料との混合ガスは、改質室26に流入し、燃料改質触媒28の作用によって後述の改質反応を起こす。
With this configuration, a part of the exhaust gas flowing through the
この改質反応により生成された改質ガス(可燃ガス)は、排気ガスと混合されたEGRガスとなる。そして、EGRガスは、EGR通路36を通って吸気管12内に還流され、吸入空気と混合される。EGR通路36には、EGRガスを冷却するための冷却器38と、吸気管12に対するEGRガスの還流量(以下、EGR量と称す)を可変に設定する電磁式の流量調整弁40とが設けられている。EGR通路36と流量調整弁40とは、本実施の形態のEGR手段を構成している。
The reformed gas (combustible gas) generated by this reforming reaction becomes EGR gas mixed with the exhaust gas. Then, the EGR gas is recirculated into the
また、排気管20を流れる排気ガスのうち、分岐管32に流入しなかった残りの排気ガスは、熱交換器24の排気通路30を通過し、改質室26に熱を供給する。そして、この排気ガスは、排気管20に設けられた三元触媒等からなる排気浄化触媒42によって浄化され、外部に排出される。
Further, of the exhaust gas flowing through the
一方、内燃機関10において、エタノールとガソリンとの混合燃料は、燃料タンク44に貯留されている。燃料タンク44には、タンク内の燃料を加圧した状態で外部に送出するための燃料ポンプ(図示せず)が付設されている。この燃料ポンプの吐出側には、ポンプから吐出された燃料(主燃料及び改質燃料)を燃料噴射装置18及び改質燃料噴射弁34にそれぞれ供給する燃料配管46が接続されている。
On the other hand, in the
さらに、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50は、ROM、RAM等の記憶回路を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。ECU50の入力側には、空燃比検出手段としての排気ガスセンサ52と、燃料性状センサ54と、触媒温度センサ56とを含むセンサ系統が接続されている。
Further, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The
排気ガスセンサ52は、例えばA/Fセンサ等により構成され、排気管20に設けられている。そして、排気ガスセンサ52は、排気ガスの空燃比を検出し、その検出信号をECU50に出力する。また、燃料性状センサ54は、例えば燃料配管46に設けられており、燃料中のガソリンとアルコールとの混合比率を検出する。触媒温度センサ56は、熱交換器24の改質室26に設けられており、改質室26(燃料改質触媒28)の温度を検出するものである。
The exhaust gas sensor 52 is constituted by an A / F sensor or the like, for example, and is provided in the
また、ECU50の入力側に接続されたセンサ系統には、例えば機関回転数を検出する回転センサ、吸入空気量を検出するエアフローメータ、冷却水温度を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等のように、内燃機関10の運転制御に用いられる一般的なセンサが含まれている。
The sensor system connected to the input side of the
一方、ECU50の出力側には、前述したスロットル弁16、燃料噴射装置18、改質燃料噴射弁34、流量調整弁40、燃料ポンプ等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ECU50は、内燃機関10の運転状態をセンサ系統によって検出しつつ、各アクチュエータを駆動することによって運転制御を行う。
On the other hand, on the output side of the
この運転制御では、吸入空気量、アクセル開度等に応じて主燃料の噴射量を算出し、当該噴射量分の主燃料を燃料噴射装置18から噴射させる。また、排気ガスセンサ52の出力を用いて空燃比フィードバック制御を実行し、排気浄化触媒42に流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比となるように制御する。
In this operation control, the injection amount of the main fuel is calculated according to the intake air amount, the accelerator opening, etc., and the main fuel corresponding to the injection amount is injected from the
(改質EGR制御)
また、ECU50は、以下に述べるように、排気ガスと改質燃料との改質反応によって生成された改質ガスを、排気ガスと共に吸気管12内に還流させる改質EGR制御を行う。この改質EGR制御では、まず分岐管32内を流れる排気ガスに対して、改質燃料噴射弁34から改質燃料を噴射し、これらの混合ガスを改質室26に流入させる。このとき、ECU50は、例えば内燃機関10の運転状態、燃料中のエタノール濃度、燃料改質触媒28の温度等に応じて、改質燃料の適切な噴射量(供給量)を決定する。
(Reformed EGR control)
Further, as described below, the
これにより、改質室26内では、燃料改質触媒28の作用により、混合ガス中のエタノールと、排気ガス中の水蒸気および二酸化炭素とが改質反応(水蒸気改質反応)を起こす。この水蒸気改質反応により、下記の(1)式に示すように、水素(H2)と一酸化炭素(CO)とが生成される。
Thereby, in the reforming
C2H5OH+0.4CO2+0.6H2O+2.3N2+Q1→3.6H2+2.4CO+2.3N2 ・・・(1) C 2 H 5 OH + 0.4CO 2 + 0.6H 2 O + 2.3N 2 + Q1 → 3.6H 2 + 2.4CO + 2.3N 2 (1)
また、混合ガス中のガソリンも、下記の(2)式に示すように、排気ガス中の水蒸気および二酸化炭素と改質反応を起こす。 Further, the gasoline in the mixed gas also undergoes a reforming reaction with water vapor and carbon dioxide in the exhaust gas as shown in the following equation (2).
1.56(7.6CO2+6.8H2O+40.8N2)+3C7.6H13.6+Q2
→31H2+34.7CO+63.6N2 ・・・(2)
1.56 (7.6CO 2 + 6.8H 2 O + 40.8N 2 ) + 3C 7.6 H 13.6 + Q2
→ 31H 2 + 34.7CO + 63.6N 2 (2)
上記(1)式中の熱量Q1、及び(2)式中の熱量Q2は、改質反応によって吸収される反応熱である。即ち、これらの改質反応は吸熱反応であるから、上記(1),(2)式中の右辺で表される改質ガスの有する熱量は、当該各式の左辺に記載された反応前の物質が有する熱量よりも大きくなる。 The amount of heat Q1 in the above equation (1) and the amount of heat Q2 in the equation (2) are reaction heat absorbed by the reforming reaction. That is, since these reforming reactions are endothermic reactions, the calorific value of the reformed gas represented by the right side in the above formulas (1) and (2) is the value before the reaction described on the left side of each formula. It becomes larger than the amount of heat that the substance has.
このため、熱交換器24によれば、排気通路30を通過する排気ガスの熱を燃料改質触媒28に伝達し、上記改質反応に吸収させることができる。つまり、本実施の形態のシステムでは、排気ガスの熱を回収、利用して、改質燃料をより熱量の大きい物質(H2及びCO)に転換することができる。
Therefore, according to the
なお、ガソリンの改質反応で必要な熱量Q2は極めて大きいので、この改質反応が生じるためには、例えば燃料改質触媒28が600℃以上の高温となる必要がある。このため、内燃機関10の運転中には、エタノールの改質反応が広い運転領域で安定的に生じるのに対し、ガソリンの改質反応は、例えば排気温度が上昇する高回転・高負荷運転領域等に限って、効率よく生じるようになる。
Since the amount of heat Q2 required for the reforming reaction of gasoline is extremely large, for example, the
上記の改質反応により得られた改質ガスは、排気ガスと混合することによりEGRガスとなる。このEGRガスは、EGR通路36を通って吸気管12内に還流され、吸入空気と混合される。このとき、ECU50は、吸気管12に還流されるEGRガスの還流量を流量調整弁40によって制御する。そして、EGRガスは、吸入空気と共に内燃機関10の気筒内に流入し、改質ガス中のH2とCOは、燃料噴射装置18から噴射された燃料と共に気筒内で燃焼する。
The reformed gas obtained by the above reforming reaction becomes EGR gas when mixed with exhaust gas. The EGR gas is recirculated into the
この場合、改質ガスは、前述したように、熱交換器24によって排気ガスの熱を回収した分だけ、元の燃料よりも熱量が増えている。このため、改質ガスを内燃機関10で燃焼させることにより、システム全体としての熱効率が向上するので、内燃機関10の燃費性能を改善することができる。しかも、熱交換器24によれば、触媒専用の加熱機器や加熱エネルギを用いなくても、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒28を加熱することができる。これにより、運転効率の高い排気熱回収型のシステムを構成することができる。
In this case, as described above, the amount of heat of the reformed gas is greater than that of the original fuel by the amount of heat recovered from the exhaust gas by the
また、改質EGR制御は、改質ガスを含むEGRガスを吸気系に還流させることにより、EGR(Exhaust Gas Recirculation)としての効果を高めることができる。一般に、EGR率を高くしていくと、燃焼が不安定になるので、EGR率には上限がある。これに対し、改質EGR制御の実行時には、EGRガス中に可燃ガスが含まれる分だけ燃焼状態が良好となる。 Further, the reforming EGR control can enhance the effect as EGR (Exhaust Gas Recirculation) by recirculating the EGR gas containing the reformed gas to the intake system. Generally, as the EGR rate is increased, combustion becomes unstable, so there is an upper limit for the EGR rate. On the other hand, when the reforming EGR control is executed, the combustion state is improved as much as the combustible gas is included in the EGR gas.
このため、改質EGR制御では、排気ガスのみを吸気系に還流させる通常のEGR制御と比較して、EGR率の上限を高め、EGR量を増大させることができる。従って、改質EGR制御によれば、多量のEGRガスを吸気系に還流させることが可能となるので、燃費性能を更に向上させることができ、またエミッションを改善することができる。 For this reason, in reformed EGR control, the upper limit of the EGR rate can be increased and the amount of EGR can be increased as compared with normal EGR control in which only exhaust gas is recirculated to the intake system. Therefore, according to the reformed EGR control, a large amount of EGR gas can be recirculated to the intake system, so that the fuel efficiency can be further improved and the emission can be improved.
[実施の形態1の特徴部分]
上述したように、改質EGR制御中には、改質ガスが燃焼に寄与するので、主燃料を通常の量で噴射していると、混合気が過剰なリッチ空燃比となり易い。このため、改質EGR制御を開始したり、改質燃料の噴射量(改質噴射量)を増量するときには、その分だけ主燃料の噴射量を減量する。なお、以下の説明では、改質噴射を開始する場合を例に挙げて説明する。
[Characteristics of Embodiment 1]
As described above, during the reforming EGR control, the reformed gas contributes to combustion. Therefore, if the main fuel is injected in a normal amount, the air-fuel mixture tends to have an excessive rich air-fuel ratio. Therefore, when the reforming EGR control is started or the reformed fuel injection amount (reforming injection amount) is increased, the main fuel injection amount is decreased by that amount. In the following description, the case of starting reforming injection will be described as an example.
図2は、改質EGR制御を開始するときのタイムチャートであり、このタイムチャートは、改質噴射量、空燃比及び主燃料の噴射量の時間的な関係を示している。この図に示すように、改質噴射が開始されると、この噴射燃料により生成された改質ガスは、ある程度の遅れ時間をもって燃焼室に到達する。この結果、遅れ時間が経過した後には、主燃料と改質ガスとによって混合気がリッチ空燃比となり、これに伴って排気空燃比もリッチ側に変化する。 FIG. 2 is a time chart when the reforming EGR control is started, and this time chart shows a temporal relationship between the reforming injection amount, the air-fuel ratio, and the main fuel injection amount. As shown in this figure, when the reforming injection is started, the reformed gas generated by the injected fuel reaches the combustion chamber with a certain delay time. As a result, after the delay time has elapsed, the air-fuel mixture becomes a rich air-fuel ratio due to the main fuel and the reformed gas, and the exhaust air-fuel ratio also changes to the rich side accordingly.
このため、本実施の形態では、改質噴射が開始された時点で主燃料を減量せず、この時点では主燃料の噴射量を改質噴射前のレベルに保持する。そして、改質噴射が燃焼に反映されることにより排気空燃比がリッチ側に変化したか否かを、排気ガスセンサ52の出力によって判定する。 For this reason, in the present embodiment, the main fuel is not reduced when the reforming injection is started, and at this time, the injection amount of the main fuel is maintained at the level before the reforming injection. Then, whether the exhaust air-fuel ratio has changed to the rich side due to the reformed injection being reflected in the combustion is determined based on the output of the exhaust gas sensor 52.
ここで、「排気空燃比がリッチ側に変化する」とは、改質噴射前の排気空燃比と比較して、改質噴射後の排気空燃比がリッチ側に変化することを意味している。そして、排気空燃比がリッチ側に変化したときには、改質噴射が燃焼に反映されたと判断されるので、主燃料の噴射量を減量し、この噴射量を改質EGR制御に対応したレベルに設定する。 Here, “the exhaust air / fuel ratio changes to the rich side” means that the exhaust air / fuel ratio after the reformed injection changes to the rich side as compared to the exhaust air / fuel ratio before the reformed injection. . When the exhaust air-fuel ratio changes to the rich side, it is determined that the reformed injection is reflected in the combustion. Therefore, the injection amount of the main fuel is reduced, and this injection amount is set to a level corresponding to the reforming EGR control. To do.
この構成によれば、改質噴射を開始したときには、改質ガスが燃焼室に到達したことを、排気空燃比の変化によって正確かつ容易に確認することができる。これにより、上記の遅れ時間に関係なく、改質ガスが実際に燃焼に寄与するようになってから、その分だけ主燃料の噴射量を減量することができる。このため、内燃機関の運転状態に応じて遅れ時間が変化する場合でも、任意の運転状態において、主燃料の減量タイミングを適切に設定することができる。 According to this configuration, when the reforming injection is started, it can be confirmed accurately and easily by the change in the exhaust air-fuel ratio that the reformed gas has reached the combustion chamber. As a result, the injection amount of the main fuel can be reduced by that amount after the reformed gas actually contributes to the combustion regardless of the delay time. For this reason, even when the delay time changes according to the operating state of the internal combustion engine, the main fuel reduction timing can be appropriately set in any operating state.
従って、本実施の形態によれば、改質燃料が燃焼に寄与する前に主燃料が減量されたり、これによって混合気が過剰なリーン空燃比となるのを確実に防止することができる。この結果、改質噴射の開始時に混合気の空燃比を安定させることができ、改質EGR制御の効果を十分に発揮することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reliably prevent the main fuel from being reduced before the reformed fuel contributes to combustion, and thereby the air-fuel mixture to become an excessive lean air-fuel ratio. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be stabilized at the start of reforming injection, and the effect of reforming EGR control can be sufficiently exhibited.
次に、改質EGR制御中に改質噴射量を増量する場合について説明する。この場合にも、改質燃料の増量分が燃焼に反映されるまでには時間遅れがある。そこで、上述した噴射開始の場合とほぼ同様に、改質噴射量を増量してから、排気空燃比がリッチ側に変化した時点で、主燃料の噴射量を減量する。このときの減量レベルは、改質噴射量の増量レベルに応じて設定される。従って、改質噴射量を増量する場合にも、噴射開始の場合と同様の作用効果を得ることができる。 Next, a case where the reforming injection amount is increased during the reforming EGR control will be described. Also in this case, there is a time delay until the increased amount of the reformed fuel is reflected in the combustion. Thus, almost in the same manner as in the case of the injection start described above, after the reformed injection amount is increased, the injection amount of the main fuel is decreased when the exhaust air-fuel ratio changes to the rich side. The reduction level at this time is set according to the increase level of the reforming injection amount. Therefore, even when the reforming injection amount is increased, the same effect as that at the start of injection can be obtained.
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
図3は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図3に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the
まず、ステップ100では、内燃機関の運転状態(例えば吸入空気量、負荷状態、機関回転数等)をセンサ系統によって検出する。ステップ102では、例えば上述の負荷状態と機関回転数とに応じてEGR制御用のマップ等を参照することにより、現在の運転状態に適したEGR量を算出する。
First, in
次に、ステップ104では、触媒温度センサ56等によって排気ガス(または燃料改質触媒28)の温度を検出する。ステップ106では、例えば内燃機関の運転状態、排気ガスの流量、触媒温度等に応じて設定された改質開始条件が成立したときに、改質EGR制御を開始する。即ち、改質燃料噴射弁34から分岐管32内に改質燃料を噴射させる。この場合、改質噴射量は、例えば内燃機関の運転状態、流量調整弁40の開度、排気ガスの温度及び圧力等に応じて設定される。
Next, in
次に、ステップ108では、排気ガスセンサ52の出力を用いて、排気空燃比がリッチ側に変化したか否かを判定する。ここで「YES」と判定したときには、ステップ106で噴射した改質燃料が燃焼室に到達したと判断される。そこで、この場合には、ステップ110で主燃料の噴射量を減量し、この噴射量を改質EGR制御に対応したレベルに設定する。そして、ステップ112では、空燃比フィードバック制御を実行し、その後に終了する。
Next, in
一方、ステップ108で「NO」と判定したときには、改質噴射によって排気空燃比が変化していないので、まだ改質燃料が燃焼室に到達していないと判断される。そこで、この場合には、排気空燃比がリッチ側に変化するまで、ステップ108で待機する。これにより、改質ガスが燃焼に寄与するタイミングを確実に捉えることができ、このタイミングに合わせて主燃料を減量することができる。
On the other hand, when “NO” is determined in
実施の形態2.
次に、図4及び図5を参照しつつ、本発明の実施の形態2について説明する。なお、本実施の形態は、前記実施の形態1と同一のシステム構成(図1)を備えているので、基本的なシステム構成の説明は省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the present embodiment has the same system configuration (FIG. 1) as that of the first embodiment, description of the basic system configuration will be omitted.
[実施の形態2の特徴部分]
本実施の形態では、改質噴射を開始してから排気空燃比がリッチ側に変化するまでの期間のうち、少なくとも一部の期間を判定禁止期間として設定している。そして、判定禁止期間中には、排気空燃比がリッチ側に変化したか否かの判定を禁止する構成としている。
[Characteristics of Embodiment 2]
In the present embodiment, at least a part of the period from the start of reforming injection until the exhaust air-fuel ratio changes to the rich side is set as the determination prohibition period. Then, during the determination prohibition period, a determination is made as to whether or not the exhaust air-fuel ratio has changed to the rich side.
改質噴射を開始してから排気空燃比がリッチ側に変化するまでの遅れ時間は、内燃機関の運転状態に応じて変化する。判定禁止期間とは、実用上生じ得る最短の遅れ時間よりも短い時間として設定された時間である。つまり、排気空燃比は、改質噴射の開始後にどんなに早く変化したとしても、判定禁止期間内に変化することはない設定となっている。 The delay time from the start of reforming injection until the exhaust air-fuel ratio changes to the rich side changes according to the operating state of the internal combustion engine. The determination prohibition period is a time set as a time shorter than the shortest delay time that can occur in practice. That is, the exhaust air-fuel ratio is set so as not to change within the determination prohibition period, no matter how fast it changes after the start of reforming injection.
この構成によれば、判定禁止期間内には、例えばノイズ等の外乱により排気ガスセンサ52の出力が乱れた場合でも、この出力の乱れを無視することができる。このため、改質ガスが燃焼室に到達するはずのないタイミングで、外乱による誤判定が起きるのを確実に防止することができる。また、判定禁止期間の経過後には、排気ガスセンサ52の出力に応じて判定動作を確実に行うことができる。従って、本実施の形態によれば、実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる上に、ノイズ等の外乱に対する信頼性を高めることができる。 According to this configuration, even when the output of the exhaust gas sensor 52 is disturbed due to a disturbance such as noise during the determination prohibition period, the disturbance of the output can be ignored. For this reason, it is possible to reliably prevent erroneous determination due to disturbance at the timing when the reformed gas should not reach the combustion chamber. Further, after the elapse of the determination prohibition period, the determination operation can be reliably performed according to the output of the exhaust gas sensor 52. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment, and it is possible to improve the reliability against disturbances such as noise.
[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
図5は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図5に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the
まず、ステップ200〜204では、前記実施の形態1のステップ100〜104と同様の処理を行う。次に、ステップ206では、例えば内燃機関の運転状態、排気ガスの流量、圧力、触媒温度等に応じて、判定禁止期間を適切な長さに設定する。また、ステップ208では、実施の形態1と同様に、改質EGR制御の実行条件(触媒温度が適切であるか等)が成立している場合に、改質噴射を開始する。このとき、ECU50は、判定禁止期間を計測するためのタイマをスタートさせる。
First, in
次に、ステップ210では、前記タイマを参照することにより、判定禁止期間が経過したか否かを判定する。ここで「YES」と判定したときには、空燃比の判定を行うためにステップ212に移る。また、ステップ210で「NO」と判定したときには、まだ空燃比を判定する必要がないタイミングなので、判定禁止期間が経過するまで待機する。
Next, in
そして、ステップ212〜216では、実施の形態1のステップ108〜112と同様の処理を行い、終了する。このように、改質噴射を開始してから判定禁止期間が経過した時点で、排気空燃比の判定を開始することができ、その判定結果に応じて主燃料の噴射量を減量することができる。
In
実施の形態3.
次に、図6及び図7を参照しつつ、本発明の実施の形態3について説明する。なお、本実施の形態は、前記実施の形態1と同一のシステム構成(図1)を備えているので、基本的なシステム構成の説明は省略するものとする。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the present embodiment has the same system configuration (FIG. 1) as that of the first embodiment, description of the basic system configuration will be omitted.
[実施の形態3の特徴部分]
本実施の形態では、改質EGR制御を停止したり、改質噴射量を減量するときに、これに先立って主燃料の噴射量を増量する構成としている。なお、以下の説明では、改質噴射を停止する場合を例に挙げて説明する。
[Characteristics of Embodiment 3]
In the present embodiment, when the reforming EGR control is stopped or the reforming injection amount is decreased, the main fuel injection amount is increased prior to this. In the following description, a case where the reforming injection is stopped will be described as an example.
改質EGR制御中には、改質ガスが燃焼に寄与する分だけ、主燃料の噴射量が減量された状態となっている。この状態で改質噴射を停止すると、混合気が過剰なリーン空燃比となる虞れがある。このため、本実施の形態では、主燃料を予め増量しておき、この増量と同時か、または増量が実施された後に、改質噴射を停止するものである。 During the reforming EGR control, the injection amount of the main fuel is reduced by the amount that the reformed gas contributes to combustion. If the reforming injection is stopped in this state, the air-fuel mixture may become an excessive lean air-fuel ratio. Therefore, in the present embodiment, the main fuel is increased in advance, and the reforming injection is stopped simultaneously with the increase or after the increase is performed.
図6は、改質EGR制御を停止するときのタイムチャートであり、このタイムチャートは、EGR量、主燃料の噴射量、空燃比及び改質噴射量の時間的な関係を示している。この図に示すように、改質EGR制御の停止時には、まずEGR量を、改質EGR制御による設定量から通常のEGR制御による設定量に減量する。ここで、通常のEGR制御とは、改質ガスを含まない排気ガスのみを吸気系に還流させる制御である。改質EGR制御によるEGR量は、通常のEGR制御と比較して多くなるように設定されている。 FIG. 6 is a time chart when the reforming EGR control is stopped, and this time chart shows a temporal relationship between the EGR amount, the main fuel injection amount, the air-fuel ratio, and the reforming injection amount. As shown in this figure, when the reforming EGR control is stopped, the EGR amount is first reduced from the setting amount by the reforming EGR control to the setting amount by the normal EGR control. Here, normal EGR control is control in which only exhaust gas that does not contain reformed gas is recirculated to the intake system. The EGR amount by the reforming EGR control is set to be larger than that in the normal EGR control.
そして、EGR量を通常の状態に復帰させた後には、主燃料の噴射量を増量する。この場合、主燃料の増量レベルは、例えば改質噴射を停止することで生じる空燃比の低下を補償することが可能な量として、ECU50により算出される。主燃料の噴射量が増量すると、この増量動作が比較的短時間で混合気の空燃比に反映され、これに伴って排気空燃比もリッチ側に変化する。
After the EGR amount is returned to the normal state, the main fuel injection amount is increased. In this case, the increase level of the main fuel is calculated by the
このとき、ECU50は、主燃料の噴射量を増量することにより排気空燃比がリッチ側に変化したか否かを、排気ガスセンサ52の出力によって判定する。そして、排気空燃比がリッチ側に変化したときには、改質噴射を停止しても過剰なリーン空燃比にはならないので、改質噴射を停止する。
At this time, the
このように、本実施の形態によれば、改質噴射を停止することにより、改質ガスが吸気系に還流されなくなったとしても、これに先立って主燃料の噴射量を予め増量しておくことができる。つまり、改質噴射の停止に備えて主燃料の噴射状態を適切なタイミングで切換えることができる。これにより、改質EGR制御の停止時に、混合気が過剰なリーン空燃比となるのを確実に防止することができる。従って、空燃比を安定的に保持しつつ、改質EGR制御をスムーズに停止させることができる。 Thus, according to the present embodiment, even if the reformed gas is not recirculated to the intake system by stopping the reforming injection, the injection amount of the main fuel is increased in advance prior to this. be able to. That is, it is possible to switch the injection state of the main fuel at an appropriate timing in preparation for stopping the reforming injection. Thereby, when the reforming EGR control is stopped, it is possible to reliably prevent the air-fuel mixture from becoming an excessive lean air-fuel ratio. Therefore, the reforming EGR control can be smoothly stopped while the air-fuel ratio is stably maintained.
しかも、本実施の形態では、主燃料を増量することにより、排気空燃比がリッチ側に変化してから、改質噴射を停止する構成としている。これにより、主燃料の増量が燃焼に反映されたことを、排気空燃比の変化によって確認することができる。従って、例えば主燃料の増量が足りなかった場合には、改質噴射の停止を遅らせることも可能となり、噴射停止のタイミングを確実に把握することができる。 Moreover, in the present embodiment, the reforming injection is stopped after the exhaust air-fuel ratio is changed to the rich side by increasing the main fuel. Thereby, it can be confirmed by the change in the exhaust air-fuel ratio that the increase in the main fuel is reflected in the combustion. Therefore, for example, when the increase in the main fuel is insufficient, it is possible to delay the stop of the reforming injection, and the timing of the stop of the injection can be reliably grasped.
次に、改質EGR制御を停止せずに、改質噴射量を減量する場合について説明する。この場合にも、改質噴射量を減量する前に、その分だけ主燃料の噴射量を予め増量しておく。そして、主燃料を増量することにより排気空燃比がリッチ側に変化してから、改質噴射量を減量する。従って、改質噴射量を減量する場合にも、改質噴射を停止する場合と同様の作用効果を得ることができる。 Next, a case where the reforming injection amount is reduced without stopping the reforming EGR control will be described. Also in this case, before reducing the reforming injection amount, the main fuel injection amount is increased in advance by that amount. Then, the reformed injection amount is decreased after the exhaust air-fuel ratio changes to the rich side by increasing the main fuel. Therefore, even when the reforming injection amount is reduced, the same effect as when the reforming injection is stopped can be obtained.
[実施の形態3を実現するための具体的な処理]
図7は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図7に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 3]
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the
まず、ステップ300では、改質停止フラグがONとなっているか否かを判定する。改質停止フラグとは、改質EGR制御中において、例えば内燃機関の運転状態、排気ガスの流量、触媒温度等に応じて設定された改質停止条件が成立したときに、ON状態に設定されるものである。
First, in
そして、ステップ300で「YES」と判定したときには、現在実行中の改質EGR制御を停止するために、ステップ302以降で停止処理を行う。また、ステップ300で「NO」と判定したときには、そのまま終了する。
When it is determined “YES” in
次に、ステップ302では、内燃機関の運転状態(例えば吸入空気量、負荷状態、機関回転数等)をセンサ系統によって検出する。また、ステップ304では、流量調整弁40の開度を小さくしてEGR量を減量することにより、EGR量を通常のEGR制御時のレベルに戻す。
Next, in
ステップ306では、例えば吸入空気量、アクセル開度、冷却水温等に応じて主燃料の噴射量を算出する。この噴射量には、改質噴射を停止することで生じる空燃比の低下を補償するための増量分が含まれている。そして、ステップ308では、前記噴射量分の主燃料を燃料噴射装置18から燃焼室に向けて噴射する。この結果、主燃料の噴射量は、改質噴射の停止処理を開始する前の噴射量と比較して増大する。
In
次に、ステップ310では、排気ガスセンサ52の出力を用いて、排気空燃比がリッチ側に変化したか否かを判定する。ここで「YES」と判定したときには、主燃料の増量が燃焼に反映されたと判断し、ステップ312で改質噴射を停止する。なお、ステップ312では、必ずしも改質噴射量を一度に零にする必要はなく、例えば改質噴射量を所定量だけ減量する構成としてもよい。そして、この場合には、ステップ308〜312の処理を、改質噴射量が零になるまで繰返す構成とすればよい。
Next, in
一方、ステップ310で「NO」と判定したときには、まだ主燃料の増量が燃焼に反映されていないと判断される。そこで、この場合には、排気空燃比がリッチ側に変化するまで、ステップ310で待機する。このように、本実施の形態によれば、主燃料の噴射量を増量した状態で改質EGR制御を停止することができ、このときに空燃比を安定させることができる。
On the other hand, when it is determined “NO” in
なお、前記各実施の形態では、図3,図5中のステップ106,208が改質燃料増量手段の具体例を示している。また、ステップ108,212は、請求項1におけるリッチ判定手段の具体例を示し、ステップ110,214は主燃料減量手段の具体例を示している。また、図5中のステップ210は、判定禁止手段の具体例を示している。一方、図7中のステップ308は主燃料増量手段の具体例を示し、ステップ312は改質燃料減量手段の具体例を示している。また、ステップ310は、請求項4におけるリッチ判定手段の具体例を示している。
In each of the above embodiments,
また、前記実施の形態3では、図7中のステップ310において、空燃比がリッチ側に変化したときに、改質噴射を停止または減量する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図8に示す変形例のように構成してもよい。この変形例では、ステップ310′において、排気空燃比が目標値に達したときに、改質噴射を停止または減量する。この目標値は、例えばリッチ空燃比に対応する値を有し、内燃機関の運転状態等に応じて可変に設定される。この構成によれば、運転状態等に応じて空燃比の判定条件を適切に変更することができ、判定精度を高めることができる。
In the third embodiment, the reforming injection is stopped or reduced when the air-fuel ratio changes to the rich side in
また、本発明では、実施の形態1,2においても、上述の目標値を用いる構成としてもよい。即ち、図3,図5中のステップ108,212では、排気空燃比が目標値に達したときに、主燃料の噴射量を減量するようにしてもよい。これにより、前記変形例と同様の作用効果を得ることができる。
In the present invention, the above-described target value may be used also in the first and second embodiments. That is, in
また、実施の形態1,2では、改質EGR制御の開始時に行う制御について説明し、実施の形態3では、改質EGR制御の停止時に行う制御について説明した。この場合、本発明は、実施の形態1,3を組合わせる構成としてもよく、また実施の形態2,3を組合わせる構成としてもよい。 In the first and second embodiments, the control performed when the reforming EGR control is started has been described. In the third embodiment, the control performed when the reforming EGR control is stopped has been described. In this case, the present invention may be configured to combine the first and third embodiments, or may be configured to combine the second and third embodiments.
また、実施の形態では、改質燃料として、ガソリンとエタノールとの混合燃料を用いるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばメタノール等を含めた他のアルコールと、ガソリンとの混合燃料を改質燃料として用いる構成としてもよい。 In the embodiment, a mixed fuel of gasoline and ethanol is used as the reformed fuel. However, the present invention is not limited to this. For example, a mixed fuel of gasoline and other alcohols including methanol may be used as the reformed fuel.
また、本発明に適用される燃料は、少なくともガソリンを含む燃料であればよく、アルコールを含有する燃料に限定されるものではない。即ち、本発明は、例えばガソリンのみによって構成された燃料、及びガソリンにアルコール以外の材料を混入した燃料にも適用することができる。 Moreover, the fuel applied to this invention should just be a fuel containing at least gasoline, and is not limited to the fuel containing alcohol. That is, the present invention can also be applied to a fuel composed only of gasoline, for example, and a fuel in which a material other than alcohol is mixed in gasoline.
さらに、実施の形態では、排気ガスの熱を利用して燃料改質触媒28を加熱するものとした。しかし、本発明は、必ずしも排気ガスの熱を利用する必要はなく、非排気熱回収型の内燃機関に適用してもよい。即ち、本発明は、排気ガス以外の熱源(例えば、専用の加熱機器等)によって燃料改質触媒28を加熱する構成としてもよい。
Furthermore, in the embodiment, the
10 内燃機関
12 吸気管
14 吸気マニホールド
16 スロットル弁
18 燃料噴射装置(主燃料噴射手段)
20 排気管
24 熱交換器
26 改質室
28 燃料改質触媒
30 排気通路
32 分岐管
34 改質燃料噴射弁(改質燃料供給手段)
36 EGR通路(EGR手段)
38 冷却器
40 流量調整弁(EGR手段)
42 排気浄化触媒
44 燃料タンク
46 燃料配管
50 ECU
52 排気ガスセンサ(空燃比検出手段)
54 燃料性状センサ
56 触媒温度センサ
DESCRIPTION OF
20
36 EGR passage (EGR means)
38
42
52 Exhaust gas sensor (air-fuel ratio detection means)
54
Claims (4)
改質燃料が供給されたときに前記改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、
前記燃料改質触媒に改質燃料を供給する改質燃料供給手段と、
内燃機関の排気ガスと前記可燃ガスとの混合ガスであるEGRガスを内燃機関の吸気系に還流させるEGR手段と、
前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を開始または増量する改質燃料増量手段と、
前記改質燃料増量手段が作動することにより、前記空燃比がリッチ側に変化したか否かを判定するリッチ判定手段と、
前記リッチ判定手段により空燃比がリッチ側に変化したと判定したときに、前記主燃料噴射手段による主燃料の噴射量を減量する主燃料減量手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Main fuel injection means for injecting main fuel toward the combustion chamber of the internal combustion engine;
A fuel reforming catalyst that generates combustible gas from the reformed fuel when the reformed fuel is supplied;
Reformed fuel supply means for supplying reformed fuel to the fuel reforming catalyst;
EGR means for recirculating EGR gas, which is a mixed gas of the exhaust gas of the internal combustion engine and the combustible gas, to the intake system of the internal combustion engine;
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas;
Reformed fuel increasing means for starting or increasing the supply of reformed fuel by the reformed fuel supplying means according to the operating state of the internal combustion engine;
Rich determination means for determining whether or not the air-fuel ratio has changed to the rich side by the operation of the reformed fuel increasing means;
A main fuel reducing means for reducing the amount of main fuel injected by the main fuel injection means when the rich determination means determines that the air-fuel ratio has changed to the rich side;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
改質燃料が供給されたときに前記改質燃料から可燃ガスを生成する燃料改質触媒と、
前記燃料改質触媒に改質燃料を供給する改質燃料供給手段と、
内燃機関の排気ガスと前記可燃ガスとの混合ガスであるEGRガスを内燃機関の吸気系に還流させるEGR手段と、
前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止または減量するときに、前記主燃料噴射手段による主燃料の噴射量を増量する主燃料増量手段と、
前記主燃料増量手段が作動した時点またはそれ以降に、前記改質燃料供給手段による改質燃料の供給を停止または減量する改質燃料減量手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Main fuel injection means for injecting main fuel toward the combustion chamber of the internal combustion engine;
A fuel reforming catalyst that generates combustible gas from the reformed fuel when the reformed fuel is supplied; and
Reformed fuel supply means for supplying reformed fuel to the fuel reforming catalyst;
EGR means for recirculating EGR gas, which is a mixed gas of the exhaust gas of the internal combustion engine and the combustible gas, to the intake system of the internal combustion engine;
A main fuel increasing means for increasing an injection amount of the main fuel by the main fuel injection means when stopping or reducing the supply of the reformed fuel by the reformed fuel supply means;
Reformed fuel reducing means for stopping or reducing the supply of the reformed fuel by the reformed fuel supplying means at the time when the main fuel increasing means is operated or thereafter,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記主燃料増量手段が作動することにより、前記空燃比がリッチ側に変化したか否かを判定するリッチ判定手段と、を備え、
前記改質燃料減量手段は、前記リッチ判定手段により空燃比がリッチ側に変化したと判定したときに、前記改質燃料の停止または減量を行う構成としてなる請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas;
Rich determination means for determining whether or not the air-fuel ratio has changed to the rich side by the operation of the main fuel increasing means,
The internal combustion engine control according to claim 3, wherein the reformed fuel reducing means is configured to stop or reduce the reformed fuel when the rich determining means determines that the air-fuel ratio has changed to the rich side. apparatus.
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2007
- 2007-12-12 JP JP2007320853A patent/JP2009144555A/en active Pending
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