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公開番号2022096470
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-29
出願番号2020209591
出願日2020-12-17
発明の名称エンジン制御装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F02D 21/08 20060101AFI20220622BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】改質触媒の性能が不足する時にエンジンでの燃焼熱量が所望の燃焼熱量からずれてしまうのを抑制する。
【解決手段】
改質用インジェクタ41は、エンジン20よりも下流且つ改質器42よりも上流に燃料を噴射する。改質器42は、EGR通路40に設けられており、改質触媒43が格納されている。その改質器42により燃料改質が行われる。
増熱値演算部77は、燃料改質により消費又は生成される所定ガスの濃度である成分濃度に基づいて、燃料改質により増加する燃焼熱量である増熱量に相関する値である増熱値を演算する。その増熱値に基づいて、噴射量演算部78が、供給用インジェクタ25の燃料噴射量を演算する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
エンジン(20)と、前記エンジン内に気体を吸入させる吸気通路(10)と、前記吸気通路内又は前記エンジン内に燃料を噴射する供給用インジェクタ(25)と、前記エンジン内の気体を排出させる排気通路(30)と、前記排気通路内の気体の一部を前記吸気通路内に還流させるEGR通路(40)と、前記EGR通路に設けられており改質触媒(43)が格納されている改質器(42)と、前記エンジンよりも下流且つ前記改質器よりも上流に燃料を噴射する改質用インジェクタ(41)と、を有し、前記改質器により燃料改質を行うエンジンシステム(50)を、
制御するエンジン制御装置(60a~60c)において、
前記燃料改質により消費又は生成される所定ガスの濃度である成分濃度に基づいて、前記燃料改質により増加する燃焼熱量である増熱量に相関する値である増熱値を演算する増熱値演算部(77)と、
前記増熱値に基づいて前記供給用インジェクタの燃料噴射量を演算する噴射量演算部(78)と、
を有するエンジン制御装置。
続きを表示(約 2,000 文字)【請求項2】
前記改質器よりも下流且つ前記エンジンよりも上流での水素の濃度である生成H2濃度を入手するH2濃度入手部(87,75b)を有し、
前記噴射量演算部は、さらに前記生成H2濃度に基づいて前記供給用インジェクタの燃料噴射量を演算する、請求項1に記載のエンジン制御装置。
【請求項3】
前記改質用インジェクタよりも下流且つ前記改質器よりも上流での、水分子数と、炭化水素を構成する炭素原子数との比であるS/C比を取得するS/C比取得部(74)と、
前記改質器よりも下流且つ前記エンジンよりも上流での燃料の濃度である未改質HC濃度を取得するHC濃度取得部(75a)と、
前記S/C比と前記未改質HC濃度とに基づいて、前記燃料改質における改質率を演算する改質率演算部(76)と、
前記EGR通路に流れる気体の量に相関する値であるEGR値を取得するEGR値取得部(71)と、を有し、
前記増熱値演算部は、前記EGR値と前記S/C比と前記改質率とに基づいて前記増熱値を演算する、請求項1又は2に記載のエンジン制御装置(60a)。
【請求項4】
前記EGR通路の温度であるEGR温度を取得するEGR温度取得部(84)と、
前記未改質HC濃度と前記EGR温度とに基づいて、前記改質器よりも下流且つ前記エンジンよりも上流での水素の濃度である生成H2濃度を演算するH2濃度演算部(87)と、を有し、
前記噴射量演算部は、さらに前記生成H2濃度に基づいて前記供給用インジェクタの燃料噴射量を演算する、請求項3に記載のエンジン制御装置。
【請求項5】
前記未改質HC濃度と前記EGR温度とに基づいて、前記改質触媒が劣化したと認められる劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部(98)を有する、請求項4に記載のエンジン制御装置。
【請求項6】
前記改質用インジェクタよりも下流且つ前記改質器よりも上流での、水分子数と、炭化水素を構成する炭素原子数との比であるS/C比を取得するS/C比取得部(74)と、
前記改質器よりも下流且つ前記エンジンよりも上流での水素の濃度である生成H2濃度を取得するH2濃度取得部(75b)と、
前記S/C比と前記生成H2濃度とに基づいて、前記燃料改質における改質率を演算する改質率演算部(76)と、
前記EGR通路に流れる気体の量に相関する値であるEGR値を取得するEGR値取得部(71)と、を有し、
前記増熱値演算部は、前記EGR値と前記S/C比と前記改質率とに基づいて前記増熱値を演算し、
前記噴射量演算部は、前記増熱値と前記生成H2濃度とに基づいて前記供給用インジェクタの燃料噴射量を演算する、請求項1又は2に記載のエンジン制御装置(60b)。
【請求項7】
前記EGR通路の温度であるEGR温度を取得するEGR温度取得部(84)と、
前記生成H2濃度と前記EGR温度とに基づいて、前記改質触媒が劣化したと認められる劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部(98)と、
を有する、請求項6に記載のエンジン制御装置。
【請求項8】
前記改質用インジェクタよりも下流且つ前記改質器よりも上流での、水分子数と、炭化水素を構成する炭素原子数との比であるS/C比を取得するS/C比取得部(74)と、
前記改質器よりも下流且つ前記エンジンよりも上流での一酸化炭素の濃度である生成CO濃度を取得するCO濃度取得部(75c)と、
前記S/C比と前記生成CO濃度とに基づいて、前記燃料改質における改質率を演算する改質率演算部(76)と、
前記EGR通路に流れる気体の量に相関する値であるEGR値を取得するEGR値取得部(71)と、を有し、
前記増熱値演算部は、前記EGR値と前記S/C比と前記改質率とに基づいて前記増熱値を演算する、請求項1又は2に記載のエンジン制御装置(60c)。
【請求項9】
前記EGR通路の温度であるEGR温度を取得するEGR温度取得部(84)と、
前記生成CO濃度と前記EGR温度とに基づいて、前記改質器よりも下流且つ前記エンジンよりも上流での水素の濃度である生成H2濃度を取得するH2濃度演算部(87)と、を有し、
前記噴射量演算部は、さらに前記生成H2濃度に基づいて前記供給用インジェクタの燃料噴射量を演算する、請求項8に記載のエンジン制御装置。
【請求項10】
前記生成CO濃度と前記EGR温度とに基づいて、前記改質触媒が劣化したと認められる劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部(98)を有する、請求項9に記載のエンジン制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、排気再循環(EGR)を行うと共に燃料を改質するエンジンシステムを制御するエンジン制御装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
EGRを行うエンジンシステムの中には、エンジンと吸気通路と供給用インジェクタと排気通路とEGR通路とを有し、EGR通路に、改質用インジェクタと改質器とが設けられているものがある。吸気通路は、エンジン内に気体を吸入させる。供給用インジェクタは、吸気通路内又はエンジン内に燃料を噴射する。排気通路は、エンジン内の気体を排出させる。EGR通路は、排気通路内の気体の一部を吸気通路内に還流させる。改質用インジェクタは、改質器よりも上流に燃料を噴射する。その燃料は、改質器に格納されている改質触媒により、水素等の改質ガスに改質される。このような技術を示す文献としては、次の特許文献1がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
2017-53288
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
以下では、供給用インジェクタの燃料噴射量を「供給用噴射量」といい、改質用インジェクタの燃料噴射量を「改質用噴射量」という。また、燃焼時に発生する熱量を「燃焼熱量」という。
【0005】
上記のエンジンシステムによれば、排気通路内の気体の一部を吸気通路内に還流させることにより、NOx低減や燃費向上を図ることができる。しかも、水素等の改質ガスにより、エンジンでの燃焼性を向上させて、燃焼を安定化させることができる。そのため、燃焼が不安定にならない上限のEGR率としてのEGR限界を上昇させることができる。その結果、EGR率を高く設定できるようになり、燃費向上やNOx低減をより効率的に実現できるようになる。
【0006】
しかしながら、改質用インジェクタから燃料を噴射すると、その分だけ、すなわち改質用噴射量だけエンジンに供給される燃料の量が増えてしまう。それにより、エンジンでの燃焼熱量が所望の燃焼熱量からずれてしまう。その対応としては、エンジンでの所望の燃焼熱量に相当する合計噴射量から改質用噴射量を減じたものを、供給用噴射量とする対応が考えられる。
【0007】
しかしながら、この対応によっても、依然として次の問題は起こり得る。改質反応は吸熱反応であるため、その吸熱により増加する燃焼熱量である増熱量の分だけ、改質ガスの燃焼熱量が元の燃料の燃焼熱量に比べて増える。その増熱量の分だけエンジンでの燃焼熱量が所望の燃焼熱量からずれてしまう。その対応としては、さらに、改質用噴射量の燃料の燃焼熱量と、その燃料が全て改質された場合に発生する改質ガスの燃焼熱量との差を増熱量として計算して、その増熱量に相当する燃料量だけ、さらに供給用噴射量から減じる対応が考えられる。
【0008】
しかしながら、この対応によっても、さらに次の問題は起こり得る。改質触媒の劣化時や高SV(高空間速度)時等には、改質触媒の性能が不足することにより、改質率が100%よりも明らかに低くなってしまう。その場合において、上記の計算に基づいて増熱量を計算すれば、計算される増熱量が実際の増熱量よりも大きくなってしまう。その増熱量に相当する燃料量だけ供給用噴射量から減じれば、供給用噴射量が適切な量よりも少なくなってしまう。それにより、エンジンでの燃焼熱量が所望の燃焼熱量からずれてしまう。
【0009】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、改質触媒の性能が不足する時にエンジンでの燃焼熱量が所望の燃焼熱量からずれてしまうのを抑制すること主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明のエンジン制御装置は、エンジンシステムを制御する。前記エンジンシステムは、エンジンと吸気通路と供給用インジェクタと排気通路とEGR通路と改質器と改質用インジェクタとを有する。
(【0011】以降は省略されています)

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