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公開番号2024088236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203309
出願日2022-12-20
発明の名称水素エンジンの制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 19/02 20060101AFI20240625BHJP(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】水素エンジンの停止後の排気通路内に残留する水の量を減らす。
【解決手段】制御装置30は、水素エンジン10の停止が要求されると、減水処理を実施した状態での運転を行ってから水素エンジン10を停止させる。減水処理は、排気の水蒸気割合を減少させる処理であり、その一例は、燃焼室11で燃焼する混合気の空燃比を停止要求前よりもリーン側に変更する処理である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素エンジンの制御装置であって、
前記水素エンジンの停止要求後に、排気の水蒸気割合を減少させる減水処理を実施した状態での前記水素エンジンの運転を行った後、前記水素エンジンを停止する
水素エンジンの制御装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記減水処理は、燃焼する混合気の空燃比を停止要求前よりもリーン側に変更する処理である請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記水素エンジンは、過給機を有しており、
前記減水処理は、吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバーラップ量を停止要求前よりも増加する処理である
請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記減水処理での前記水蒸気割合の減少度合を、前記水素エンジンの停止状況により変化させる請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記減水処理を実施した状態での前記水素エンジンの運転を行う期間を、前記水素エンジンの停止状況により変化させる請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素エンジンの制御装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
水素ガスを燃料に用いる水素エンジンでは、燃焼時に多量の水分が生成される。そして、生成された水分により、排気系部品が被水することがある。特許文献１には、エンジン水温に応じて空燃比を調整して、排気の水分割合を減少することで、排気系部品の被水を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－４７２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素エンジンの運転中は、排気通路内を排気が流れている。このときには、燃焼により生成された水分の多くが、排気と共に外気に放出される。特許文献１に記載の技術では、排気と共に外気に放出されずに排気通路内に残留する水分の量を、排気系部品の被水を回避できる量に排気の水分割合を減少すれば、所期の目的は達成される。
【０００５】
一方、水素エンジンが停止すると、排気の流れが止まるため、停止時の排気通路内に存在する排気中の水蒸気はそのまま排気通路内に留まる。そのため、特許文献１に記載の技術だけでは、水素エンジンの停止後の排気通路内に残留する水分の量を、十分に低減できない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する水素エンジンの制御装置は、水素エンジンの停止要求後に、排気の水蒸気割合を減少させる減水処理を実施した状態での水素エンジンの運転を行った後、水素エンジンを停止する。
【０００７】
上記水素エンジンの制御装置は、停止が要求された場合に、減水処理を実施した状態での運転を行ってから水素エンジンを停止させる。この停止要求後の運転は、減水処理により排気の水蒸気割合を減少した状態で行われる。よって、こうした停止要求後の運転を行うことで、水素エンジンが停止したときの排気通路内に残留する水分の量を減少できる。したがって、上記水素エンジンの制御装置には、水素エンジンの停止後の排気通路内に残留する水の量を減らす効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
水素エンジンの制御装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。
図１の制御装置が実行する停止時制御ルーチンのフローチャートである。
水素エンジンの停止時の温度パラメータと減水運転空燃比との関係を示すグラフである。
水素エンジンの停止時の温度パラメータと減水運転時間との関係を示すグラフである。
バルブオーバーラップ量と排気中の既燃ガス及び新気の含有量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、水素エンジンの制御装置の一実施形態を、図１～図４を参照して詳細に説明する。
＜水素エンジンの構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態が適用される水素エンジン１０の構成を説明する。なお、図１に示す水素エンジン１０及び制御装置３０は、車両に搭載されている。
【００１０】
水素エンジン１０は、水素ガスと吸気との混合気を燃焼する燃焼室１１と、燃焼室１１への吸気の導入路である吸気通路１２と、燃焼室１１からの排気の排出路である排気通路１３と、を備えている。燃焼室１１は、吸気バルブ１４を介して吸気通路１２に、排気バルブ１５を介して排気通路１３に、それぞれ接続されている。また、水素エンジン１０は、吸気バルブ１４の開閉時期を可変とする機構であるＶＶＴ機構１６と、吸気中に水素ガスを噴射するインジェクタ１７と、燃焼室１１内の混合気を火花放電により点火する点火装置１８と、を備えている。本実施形態の水素エンジン１０の場合、燃焼室１１内に水素ガスを噴射する筒内噴射式のインジェクタ１７を採用している。さらに水素エンジン１０は、排気タービン式の過給機１９を有している。過給機１９は、吸気通路１２に設置されたコンプレッサ２０と、排気通路１３に設置されたタービン２１と、を有している。なお、吸気通路１２におけるコンプレッサ２０よりも下流側の部分には、スロットルバルブ２２が設置されている。また、排気通路１３には、触媒コンバータやＰＭフィルタ等の排気系部品２３が設置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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