JP2016217262A - Internal combustion engine control device - Google Patents

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俊哉 中島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine control device capable of suitably curbing an occurrence of backfire in an internal combustion engine using hydrogen as fuel.SOLUTION: When hydrogen concentration in an intake manifold obtained from the hydrogen concentration in EGR gas is not less than a hydrogen concentration threshold (S103; YES), a control device lowers a target EGR ratio which is a target value of an EGR ratio and makes a water injection volume through a water injector larger than the same when the hydrogen concentration in the intake manifold is less than the hydrogen concentration threshold.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、水素を燃料とする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 using hydrogen as a fuel.

水素エンジンのバックファイアの発生を防止しつつ、NOxを低減して燃費を向上するために、水素エンジンの燃焼温度が低い場合には、内部EGR量を増加すると共に点火時期補正量を進角側に設定することが提案されている(特許文献1参照)。   When the combustion temperature of the hydrogen engine is low, the internal EGR amount is increased and the ignition timing correction amount is advanced when the combustion temperature of the hydrogen engine is low in order to reduce NOx and improve fuel efficiency while preventing the occurrence of backfire of the hydrogen engine. Has been proposed (see Patent Document 1).

特開2004−340065号公報JP 2004-340065 A 特開平06−010772号公報JP 06-010772 A 特開2009−108802号公報JP 2009-108802 A 特開2009−036201号公報JP 2009-036211 特開2000−027714号公報JP 2000-027714 A

水素エンジンのEGRガス中の水素濃度は、失火等の異常燃焼が生ずると高くなる。そして、失火等により水素濃度が高くなったEGRガスがインテークマニホールドにて新気と合流すると、吸気の水素濃度が可燃範囲に入る場合があるが、水素濃度が可燃範囲に入っている吸気は、引火もしくは発火してバックファイアを起こし易い。   The hydrogen concentration in the EGR gas of the hydrogen engine increases when abnormal combustion such as misfire occurs. And if EGR gas whose hydrogen concentration has increased due to misfire or the like merges with fresh air in the intake manifold, the hydrogen concentration of the intake air may enter the flammable range, but the intake air whose hydrogen concentration is in the flammable range Easy to ignite or ignite and cause backfire.

従って、水素エンジンでは、EGRガス中の水素濃度の上昇に起因してバックファイアが発生することがあるのであるが、そのようなバックファイアの発生を抑制できる技術は未だ開発されていない。   Therefore, in a hydrogen engine, a backfire may occur due to an increase in the hydrogen concentration in the EGR gas. However, a technology that can suppress the occurrence of such a backfire has not been developed yet.

そこで、本発明の課題は、EGRガス中の水素濃度の上昇に起因するバックファイアの発生を抑止できる内燃機関の制御装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress the occurrence of backfire due to an increase in the hydrogen concentration in the EGR gas.

上記課題を解決するために、本発明の、水素燃料を噴射する水素噴射用インジェクタ、水を噴射する水噴射用インジェクタ、排気経路と吸気経路とを連通するEGR通路、前記EGR通路を流れるEGRガス量を制御するEGRバルブ、前記EGR通路を流れるEGRガス中の水素濃度を検出するためのセンサとを備えた内燃機関の制御装置は、機関運転状態に基づき、目標EGR率を特定する第1特定手段と、前記センサの出力が示しているEGRガス中の水素濃度と機関運転状態とに基づき、EGR率を前記第1特定手段により特定された目標EGR率とした場合における、EGRガス混合後の吸気中の水素濃度を特定する第2特定手段と、前記第2特定手段により特定された水素濃度が所定の閾値以上である場合に、目標EGR率を前記第1特定手段により特定された目標EGR率よりも小さな値に変更すると共に、前記水噴射用インジェクタによる水噴射量を、前記第2特定手段により特定された水素濃度が所定の閾値未満である場合における水噴射量よりも増大させる手段と、を備える。   In order to solve the above-described problems, a hydrogen injector for injecting hydrogen fuel, a water injector for injecting water, an EGR passage communicating an exhaust passage and an intake passage, and an EGR gas flowing through the EGR passage according to the present invention An internal combustion engine control device comprising an EGR valve for controlling an amount and a sensor for detecting a hydrogen concentration in EGR gas flowing through the EGR passage is configured to specify a target EGR rate based on an engine operating state. And after the EGR gas mixing when the EGR rate is the target EGR rate specified by the first specifying means based on the hydrogen concentration in the EGR gas and the engine operating state indicated by the output of the sensor. When the second specifying means for specifying the hydrogen concentration in the intake air and the hydrogen concentration specified by the second specifying means are equal to or greater than a predetermined threshold, the target EGR rate is calculated in advance. When changing to a value smaller than the target EGR rate specified by the first specifying means, and the hydrogen concentration specified by the second specifying means is less than a predetermined threshold for the water injection amount by the water injection injector Means for increasing the amount of water injection in

本発明によれば、EGRガス中の水素濃度の上昇に起因するバックファイアの発生を抑止することが出来る。   According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of backfire due to an increase in the hydrogen concentration in the EGR gas.

図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine system to which an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、内燃機関システム内のECUが実行するEGR率制御処理の流れ図である。FIG. 2 is a flowchart of an EGR rate control process executed by the ECU in the internal combustion engine system. 図3は、目標EGR率の特定に使用可能なマップの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a map that can be used to specify the target EGR rate. 図4は、EGR率制御処理の内容を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart for explaining the contents of the EGR rate control process.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示す。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine system to which an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.

まず、図1に示してある内燃機関システムの構成を説明する。
本内燃機関システムは、車両に搭載されるシステムである。図1に示してあるように、内燃機関システムは、水素貯蔵タンク10、内燃機関20、水タンク40、本実施形態に係る内燃機関の制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)50等を備える。
First, the configuration of the internal combustion engine system shown in FIG. 1 will be described.
The internal combustion engine system is a system mounted on a vehicle. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine system includes a hydrogen storage tank 10, an internal combustion engine 20, a water tank 40, an ECU (Electronic Control Unit) 50 as a control device for the internal combustion engine according to the present embodiment, and the like.

水素貯蔵タンク10は、水素を高圧状態で貯蔵するタンクである。内燃機関20は、水素貯蔵タンク10内の水素を燃料とする4気筒の内燃機関(火花点火式エンジン)である。この内燃機関20には、クランクシャフトの回転角(以下、クランクアングルと表記する)を検出するためのクランクアングルセンサ24が取り付けられている。   The hydrogen storage tank 10 is a tank that stores hydrogen in a high-pressure state. The internal combustion engine 20 is a four-cylinder internal combustion engine (spark ignition engine) that uses hydrogen in the hydrogen storage tank 10 as fuel. The internal combustion engine 20 is provided with a crank angle sensor 24 for detecting a rotation angle of the crankshaft (hereinafter referred to as a crank angle).

内燃機関20の各気筒には、点火プラグ23が取り付けられている。また、内燃機関20の各吸気ポート21には、吸気ポート21内に水素燃料を噴射するための水素噴射用インジェクタ16と、水タンク40内の水を吸気ポート21内に噴射するための水噴射用インジェクタ41とが、設けられている。   A spark plug 23 is attached to each cylinder of the internal combustion engine 20. Further, in each intake port 21 of the internal combustion engine 20, a hydrogen injection injector 16 for injecting hydrogen fuel into the intake port 21 and a water injection for injecting water in the water tank 40 into the intake port 21. An injector 41 is provided.

各水素噴射用インジェクタ16は、デリバリーパイプ12及び燃料配管11を介して水素貯蔵タンク10に接続されており、燃料配管11の途中には、デリバリーパイプ12に供給する水素燃料の圧力を調整するためのレギュレータ13が配設されている。また、燃料配管11のレギュレータ13よりも上流側(水素貯蔵タンク10側)の部分には、燃料配管11内の水素燃料の圧力を測定するための圧力センサ14、燃料配管11内の水素燃料の温度を測定するための温度センサ15が設けられている。   Each hydrogen injection injector 16 is connected to the hydrogen storage tank 10 via a delivery pipe 12 and a fuel pipe 11. In order to adjust the pressure of hydrogen fuel supplied to the delivery pipe 12 in the middle of the fuel pipe 11. The regulator 13 is disposed. In addition, a pressure sensor 14 for measuring the pressure of the hydrogen fuel in the fuel pipe 11 and a hydrogen fuel in the fuel pipe 11 are disposed on the upstream side of the regulator 13 of the fuel pipe 11 (on the hydrogen storage tank 10 side). A temperature sensor 15 for measuring the temperature is provided.

内燃機関20の各吸気ポート21は、インテークマニホールド(以下、インマニとも表記する)30を介して吸気通路31と接続されている。インマニ30には、インマニ30内のガス圧力を測定するための圧力センサ25と、インマニ30内のガス温度を測定するための温度センサ26とが設けられている。   Each intake port 21 of the internal combustion engine 20 is connected to an intake passage 31 via an intake manifold (hereinafter also referred to as intake manifold) 30. The intake manifold 30 is provided with a pressure sensor 25 for measuring the gas pressure in the intake manifold 30 and a temperature sensor 26 for measuring the gas temperature in the intake manifold 30.

吸気通路31の途中には、インマニ30に供給される空気量を調整するためのスロットルバルブ32が設けられている。また、吸気通路31のスロットルバルブ32よりも上流側の部分には、吸入空気量を測定するためのエアフローメータ27が設けられている。   A throttle valve 32 for adjusting the amount of air supplied to the intake manifold 30 is provided in the middle of the intake passage 31. An air flow meter 27 for measuring the intake air amount is provided in a portion of the intake passage 31 upstream of the throttle valve 32.

内燃機関20の各排気ポート(図示略)は、エキゾーストマニホールド(以下、エキマニとも表記する)45を介して排気通路46と接続されている。排気通路46の途中には、排気を浄化するための触媒47が設けられている。   Each exhaust port (not shown) of the internal combustion engine 20 is connected to an exhaust passage 46 via an exhaust manifold (hereinafter also referred to as an exhaust manifold) 45. A catalyst 47 for purifying exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 46.

内燃機関20のエキマニ45とインマニ30との間は、EGR(排気ガス再循環)を行うためのEGR通路35により接続されている。このEGR通路35には、EGR通路35によりインマニ30に戻されるEGRガスの量を制御(調節)するためのEGRバルブ36と、EGRガス中の水素濃度を検出するための水素濃度検出用センサ37とが取り付けられている。尚、水素濃度検出用センサ37は、水素濃度測定用のセンサであっても、接触した可燃性ガスを燃焼させる触媒と温度センサとを組み合わせたようなセンサであっても良い。   The exhaust manifold 45 and the intake manifold 30 of the internal combustion engine 20 are connected by an EGR passage 35 for performing EGR (exhaust gas recirculation). The EGR passage 35 includes an EGR valve 36 for controlling (adjusting) the amount of EGR gas returned to the intake manifold 30 through the EGR passage 35, and a hydrogen concentration detection sensor 37 for detecting the hydrogen concentration in the EGR gas. And are attached. The hydrogen concentration detection sensor 37 may be a hydrogen concentration measurement sensor or a sensor in which a catalyst for burning the combustible gas in contact with a temperature sensor is combined.

ECU50は、上記した各種センサやアクセル開度センサ39等からの信号に基づき、本内燃機関システムの各部(水素噴射用インジェクタ16、水噴射用インジェクタ41等)を統合的に制御するユニットである。ECU50は、CPU(Central Processing Unit)、フラッシュROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構
成されており、ECU50のフラッシュROMには、CPUが実行するプログラム(ファームウェア)が記憶されている。
The ECU 50 is a unit that integrally controls each part (hydrogen injection injector 16, water injection injector 41, etc.) of the internal combustion engine system based on signals from the above-described various sensors, accelerator opening sensor 39, and the like. The ECU 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a flash ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. A program (firmware) executed by the CPU is stored in the flash ROM of the ECU 50. Yes.

以下、ECU50の機能を、本実施形態に係る内燃機関の制御装置としての機能を中心に説明する。   Hereinafter, the function of the ECU 50 will be described focusing on the function as the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment.

ECU50は、気筒毎に(気筒別に)、図2に示した手順のEGR率制御処理を周期的に実行するように、構成(プログラミング)されている。   The ECU 50 is configured (programmed) so as to periodically execute the EGR rate control process of the procedure shown in FIG. 2 for each cylinder (for each cylinder).

図2に示してあるように、或る気筒についてのEGR率制御処理を開始したECU50は、まず、機関運転状態(内燃機関20の運転状態)に基づき、EGR率の目標値である目標EGR率を特定する(ステップS101)。   As shown in FIG. 2, the ECU 50 that has started the EGR rate control process for a certain cylinder, first, based on the engine operating state (the operating state of the internal combustion engine 20), the target EGR rate that is the target value of the EGR rate. Is identified (step S101).

このステップS101における目標EGR率の特定(決定)手順は、特に限定されない。例えば、図3に示したような、要求トルクと期間回転数の組合せにEGR率を対応づけて記憶したマップから、その時点における内燃機関20の運転状態(要求トルクと期間回転数)に対応づけられているEGR率を読み出して、目標EGR率としても良い。   The procedure for specifying (determining) the target EGR rate in step S101 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 3, from a map in which the combination of the required torque and the period rotational speed is stored in association with the EGR rate, the internal combustion engine 20 at that time is associated with the operating state (the required torque and the period rotational speed). The target EGR rate may be read by reading the EGR rate that has been set.

ステップS101の処理を終えたECU50は、EGRガス中水素濃度と機関運転状態とに基づき、EGRガス混合後の吸気中の水素濃度(以下、インマニ内水素濃度と表記する)を特定する(ステップS102)。尚、EGRガス中水素濃度とは、水素濃度検出用センサ37(水素濃度測定用のセンサ、接触した可燃性ガスを燃焼させる触媒と温度センサとを組み合わせたセンサ等)の出力が示している、EGRガス中の水素濃度のことである。   The ECU 50 that has finished the process of step S101 specifies the hydrogen concentration in the intake air after mixing the EGR gas (hereinafter referred to as the intake manifold hydrogen concentration) based on the EGR gas hydrogen concentration and the engine operating state (step S102). ). The hydrogen concentration in the EGR gas indicates the output of a hydrogen concentration detection sensor 37 (a sensor for measuring the hydrogen concentration, a sensor that combines a catalyst that burns the combustible gas in contact with the temperature sensor, etc.). This is the hydrogen concentration in the EGR gas.

ステップS102におけるインマニ内水素濃度の特定(算出)手順も、特に限定されないが、インマニ内水素濃度は、基本的には、新気量と、EGRガス量と、EGRガス中の水素濃度とから算出することが出来る。従って、インマニ内水素濃度を、エアフローメータ27により測定された空気吸入量と、圧力センサ25により測定されたインマニ30内のガス圧力と、EGRバルブ36の開度と、EGRガス中水素濃度とから算出しても良い。また、他の情報(例えば、排気圧)も用いられて、インマニ内水素濃度が算出されるようにしておいても良い。   The procedure for specifying (calculating) the hydrogen concentration in the intake manifold in step S102 is not particularly limited, but the hydrogen concentration in the intake manifold is basically calculated from the fresh air amount, the EGR gas amount, and the hydrogen concentration in the EGR gas. I can do it. Therefore, the hydrogen concentration in the intake manifold is obtained from the air intake amount measured by the air flow meter 27, the gas pressure in the intake manifold 30 measured by the pressure sensor 25, the opening degree of the EGR valve 36, and the hydrogen concentration in the EGR gas. It may be calculated. Also, other information (for example, exhaust pressure) may be used to calculate the intake manifold hydrogen concentration.

ステップS102の処理を終えたECU50は、特定(算出)したインマニ内水素濃度が、予め設定されている水素濃度閾値以上であるか否かを判断する(ステップS103)。このステップS103の判断は、インマニ30内の水素濃度が、可燃範囲(燃焼範囲)に入っているか否かを判別するためのものである。従って、水素濃度閾値としては、通常
、4%程度の値が使用される。
The ECU 50 that has finished the process of step S102 determines whether or not the specified (calculated) in-manifold hydrogen concentration is equal to or higher than a preset hydrogen concentration threshold (step S103). The determination in step S103 is for determining whether or not the hydrogen concentration in the intake manifold 30 is within the combustible range (combustion range). Therefore, a value of about 4% is normally used as the hydrogen concentration threshold.

インマニ内水素濃度が水素濃度閾値以上であった場合(ステップS103;YES)、ECU50は、目標EGR率を、ステップS101の処理で特定された目標EGR率よりも小さな値に変更すると共に、目標水噴射量を、通常時の目標水噴射量よりも大きな値に変更する(ステップS104)。ここで、目標水噴射量とは、水素噴射用インジェクタ16からの水素燃料の噴射時に、水噴射用インジェクタ41に噴射させる水の量のことである。また、通常時とは、インマニ内水素濃度が水素濃度閾値以上ではない時のことである。   When the intake manifold hydrogen concentration is equal to or higher than the hydrogen concentration threshold value (step S103; YES), the ECU 50 changes the target EGR rate to a value smaller than the target EGR rate specified in the process of step S101, and the target water. The injection amount is changed to a value larger than the normal target water injection amount (step S104). Here, the target water injection amount is the amount of water to be injected to the water injection injector 41 when hydrogen fuel is injected from the hydrogen injection injector 16. The normal time is when the intake manifold hydrogen concentration is not equal to or higher than the hydrogen concentration threshold.

ステップS104の処理を終えたECU50は、ステップS105の処理を行う。また、ECU50は、インマニ内水素濃度が水素濃度閾値以上ではなかった場合(ステップS103;NO)には、ステップS104の処理を行うことなく、ステップS105の処理を行う。   After completing the process in step S104, the ECU 50 performs the process in step S105. Further, when the intake manifold hydrogen concentration is not equal to or higher than the hydrogen concentration threshold (step S103; NO), the ECU 50 performs the process of step S105 without performing the process of step S104.

ステップS105にて、ECU50は、EGR率が目標EGR率となり、水噴射量が目標水噴射量となるように各部を制御する。より具体的には、ステップS105にて、ECU50は、EGR率が目標EGR率となるようにEGRバルブ36の開度を調整する。また、ECU50は、水素噴射用インジェクタ16から目標量の水素燃料が噴射され、水噴射用インジェクタ41から目標水噴射量の水が噴射させるように、水素噴射用インジェクタ16と水噴射用インジェクタ41とを制御する。   In step S105, the ECU 50 controls each part so that the EGR rate becomes the target EGR rate and the water injection amount becomes the target water injection amount. More specifically, in step S105, the ECU 50 adjusts the opening degree of the EGR valve 36 so that the EGR rate becomes the target EGR rate. The ECU 50 also includes a hydrogen injector 16 and a water injector 41 so that a target amount of hydrogen fuel is injected from the hydrogen injector 16 and a target water injection amount of water is injected from the water injector 41. To control.

そして、ステップS105の処理を終えたECU50は、このEGR率制御処理(図2の処理)を終了する。   And ECU50 which finished the process of step S105 complete | finishes this EGR rate control process (process of FIG. 2).

以下、通常時の目標水噴射量が“0”とされている場合を例に、図4を用いて、上記EGR率制御処理の内容をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the content of the EGR rate control process will be described more specifically with reference to FIG. 4 by taking as an example the case where the target water injection amount at normal time is set to “0”.

インマニ内水素濃度は、通常は、水素濃度閾値未満の値となっている。従って、EGR率制御処理によって、通常は、図4の左側に示してあるように、EGRバルブ36を比較的に大きく開けた状態で内燃機関20が運転される。   The intake manifold hydrogen concentration is usually less than the hydrogen concentration threshold. Therefore, the internal combustion engine 20 is normally operated by the EGR rate control process with the EGR valve 36 opened relatively large as shown on the left side of FIG.

そして、失火等の異常燃焼が生じてEGRガス中の水素濃度が高くなると、『インマニ内水素濃度≧水素濃度閾値』が成立することになる。従って、ステップS104の処理により、目標EGR率が下げられる。その結果、図4に示してあるように、EGRバルブ36の開度が減少する(インマニ30に導入されるEGRガス量が減少する)ことになる。   When abnormal combustion such as misfire occurs and the hydrogen concentration in the EGR gas becomes high, “in-manifold hydrogen concentration ≧ hydrogen concentration threshold” is established. Therefore, the target EGR rate is lowered by the process of step S104. As a result, as shown in FIG. 4, the opening degree of the EGR valve 36 is reduced (the amount of EGR gas introduced into the intake manifold 30 is reduced).

EGRガス量が減少すれば、インマニ内水素濃度が減少する。ただし、EGRガス量が減少すると、燃焼温度が上昇する。そため、EGRガス量を減少しただけでは、バックファイアの発生を抑止できない場合もあるが、EGR率制御処理では、EGRガス量を減少させる場合、水噴射量が増量される(図4,図2のステップS104参照)。   If the amount of EGR gas decreases, the hydrogen concentration in the intake manifold decreases. However, when the amount of EGR gas decreases, the combustion temperature rises. Therefore, there are cases where it is not possible to suppress the occurrence of backfire only by reducing the EGR gas amount. However, in the EGR rate control process, when the EGR gas amount is reduced, the water injection amount is increased (FIG. 4, FIG. 4). 2 step S104).

従って、上記内容のEGR率制御処理によれば、EGRガス中の水素濃度の上昇に起因するバックファイアの発生を良好に抑止することができる。   Therefore, according to the EGR rate control process described above, it is possible to satisfactorily suppress the occurrence of backfire due to the increase in the hydrogen concentration in the EGR gas.

《変形形態》
上記した技術は、各種の変形を行うことが出来るものである。例えば、EGR率制御処理を、EGRガス中水素濃度から、インマニ30内の空気過剰率λや当量比φを求めて、求めた空気過剰率λや当量比φに基づき、インマニ30内がバックファイアが生じやすい状況にあるか否かを判断する処理に変形しても良い。
<Deformation>
The above-described technique can perform various modifications. For example, in the EGR rate control process, the excess air ratio λ and the equivalence ratio φ in the intake manifold 30 are obtained from the hydrogen concentration in the EGR gas, and the inside of the intake manifold 30 is backfired based on the obtained excess air ratio λ and the equivalent ratio φ. The processing may be modified to determine whether or not the situation is likely to occur.

また、ECU50により制御される内燃機関20が、上記したものとは具体的な構成が異なる内燃機関(例えば、EGR通路35によって排気通路46と吸気通路31とが連通されている内燃機関や、気筒数が4ではない内燃機関)であっても良いことや、EGRバルブ36、水噴射用インジェクタ41に対する具体的な制御内容が、上記したものとは異なっていても良いことなどは、当然のことである。   Further, the internal combustion engine 20 controlled by the ECU 50 is different from the above-described internal combustion engine (for example, an internal combustion engine in which an exhaust passage 46 and an intake passage 31 are connected by an EGR passage 35 or a cylinder) Naturally, the internal combustion engine may not be four), and the specific control contents for the EGR valve 36 and the water injection injector 41 may be different from those described above. It is.

10 水素貯蔵タンク
11 燃料配管
12 デリバリーパイプ
13 レギュレータ
14,25 圧力センサ
15,26 温度センサ
16 水素噴射用インジェクタ
20 内燃機関
21 吸気ポート
23 点火プラグ
24 クランクアングルセンサ
27 エアフローメータ
30 インテークマニホールド
31 吸気通路
32 スロットルバルブ
35 EGR通路
36 EGRバルブ
37 水素濃度検出用センサ
39 アクセル開度センサ
40 水タンク
41 水噴射用インジェクタ
45 エキゾーストマニホールド
46 排気通路
47 触媒
50 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hydrogen storage tank 11 Fuel piping 12 Delivery pipe 13 Regulator 14, 25 Pressure sensor 15, 26 Temperature sensor 16 Hydrogen injection injector 20 Internal combustion engine 21 Intake port 23 Spark plug 24 Crank angle sensor 27 Air flow meter 30 Intake manifold 31 Intake passage 32 Throttle valve 35 EGR passage 36 EGR valve 37 Hydrogen concentration detection sensor 39 Accelerator opening sensor 40 Water tank 41 Water injection injector 45 Exhaust manifold 46 Exhaust passage 47 Catalyst 50 ECU

Claims (1)

水素燃料を噴射する水素噴射用インジェクタ、水を噴射する水噴射用インジェクタ、排気経路と吸気経路とを連通するEGR通路、前記EGR通路を流れるEGRガス量を制御するEGRバルブ、前記EGR通路を流れるEGRガス中の水素濃度を検出するためのセンサとを備えた内燃機関の制御装置であって、
機関運転状態に基づき、目標EGR率を特定する第1特定手段と、
前記センサの出力が示しているEGRガス中の水素濃度と機関運転状態とに基づき、EGR率を前記第1特定手段により特定された目標EGR率とした場合における、EGRガス混合後の吸気中の水素濃度を特定する第2特定手段と、
前記第2特定手段により特定された水素濃度が所定の閾値以上である場合に、目標EGR率を前記第1特定手段により特定された目標EGR率よりも小さな値に変更すると共に、前記水噴射用インジェクタによる水噴射量を、前記第2特定手段により特定された水素濃度が所定の閾値未満である場合における水噴射量よりも増大させる手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
Hydrogen injection injector for injecting hydrogen fuel, water injection injector for injecting water, EGR passage communicating the exhaust passage and intake passage, EGR valve for controlling the amount of EGR gas flowing through the EGR passage, and flowing through the EGR passage A control device for an internal combustion engine comprising a sensor for detecting a hydrogen concentration in EGR gas,
First specifying means for specifying a target EGR rate based on the engine operating state;
Based on the hydrogen concentration in the EGR gas indicated by the output of the sensor and the engine operating state, the EGR rate in the intake air after mixing the EGR gas when the EGR rate is the target EGR rate specified by the first specifying means A second specifying means for specifying the hydrogen concentration;
When the hydrogen concentration specified by the second specifying means is a predetermined threshold value or more, the target EGR rate is changed to a value smaller than the target EGR rate specified by the first specifying means, and the water injection Means for increasing the water injection amount by the injector more than the water injection amount when the hydrogen concentration specified by the second specifying means is less than a predetermined threshold;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021102374A1 (en) 2020-03-04 2021-09-09 Denso Corporation INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM USING HYDROGEN AS FUEL AND A METHOD OF REDUCING A CATALYST DEVICE THEREOF
CN114483334A (en) * 2022-01-25 2022-05-13 北京工业大学 Byproduct hydrogen internal combustion engine combining exhaust gas recirculation with water direct injection and method
CN114658571A (en) * 2022-05-18 2022-06-24 四川中能西控低碳动力装备有限公司 Hydrogen fuel engine and control method thereof
CN117989027A (en) * 2024-04-03 2024-05-07 新盛安动力科技(山东)有限公司 Device for reducing pre-ignition risk of hydrogen engine and control strategy thereof
DE102022212891A1 (en) 2022-11-30 2024-06-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for operating an internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021102374A1 (en) 2020-03-04 2021-09-09 Denso Corporation INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM USING HYDROGEN AS FUEL AND A METHOD OF REDUCING A CATALYST DEVICE THEREOF
CN114483334A (en) * 2022-01-25 2022-05-13 北京工业大学 Byproduct hydrogen internal combustion engine combining exhaust gas recirculation with water direct injection and method
CN114483334B (en) * 2022-01-25 2022-10-11 北京工业大学 Byproduct hydrogen internal combustion engine combining exhaust gas recirculation with water direct injection and method
CN114658571A (en) * 2022-05-18 2022-06-24 四川中能西控低碳动力装备有限公司 Hydrogen fuel engine and control method thereof
CN114658571B (en) * 2022-05-18 2023-05-23 四川中能西控低碳动力装备有限公司 Hydrogen fuel engine and control method thereof
DE102022212891A1 (en) 2022-11-30 2024-06-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for operating an internal combustion engine
CN117989027A (en) * 2024-04-03 2024-05-07 新盛安动力科技(山东)有限公司 Device for reducing pre-ignition risk of hydrogen engine and control strategy thereof

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