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公開番号2024115725
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-27
出願番号2023021528
出願日2023-02-15
発明の名称内燃機関の制御装置
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 20060101AFI20240820BHJP(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】尿素水の残量の低下を抑制する。
【解決手段】制御装置100は、気筒11内に供給するための水素ガスを噴射する燃料噴射弁18と、排気通路21に位置しているとともにNOxを浄化するSCR触媒24と、排気通路21におけるSCR触媒24に対して上流側に位置しているとともにSCR触媒24に対して尿素水を噴射する尿素水噴射弁23と、尿素水噴射弁23が噴射する尿素水を貯留しているタンク26と、タンク26が貯留している尿素水の残量を検出する残量検出センサ67と、を備えた内燃機関10を制御対象とし、尿素水の残量が予め定められた設定値未満である場合、気筒11内の空気過剰率が1よりも大きい値として予め定められた規定過剰率以上になるように燃料噴射弁18による水素ガスの噴射量を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気筒内に供給するための水素ガスを噴射する燃料噴射弁と、排気通路に位置しているとともにＮＯｘを浄化する選択還元型の触媒と、前記排気通路における前記触媒に対して上流側に位置しているとともに前記触媒に対して尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水噴射弁が噴射する尿素水を貯留しているタンクと、前記タンクが貯留している尿素水の残量を検出する残量検出センサと、を備えた内燃機関を制御対象とし、
前記残量が予め定められた設定値未満である場合、前記気筒内の空気過剰率が１よりも大きい値として予め定められた規定過剰率以上になるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御する制限処理を実行する
内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記制限処理を第１制限処理とし、前記設定値を第１設定値とし、前記規定過剰率を第１過剰率としたとき、
前記残量が前記第１設定値よりも小さい値として予め定められた第２設定値以上且つ前記第１設定値未満である場合、前記気筒内の空気過剰率が前記第１過剰率以上になるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御する前記第１制限処理を実行し、
前記残量が前記第２設定値未満である場合、前記気筒内の空気過剰率が前記第１過剰率よりも大きい値として予め定められた第２過剰率以上になるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御する第２制限処理を実行する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第２制限処理では、前記気筒内の空気過剰率が３以上になるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御するとともに前記尿素水噴射弁による尿素水の噴射を禁止する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
気筒内に供給するための水素ガスを噴射する燃料噴射弁と、排気通路に位置しているとともにＮＯｘを浄化する選択還元型の触媒と、前記排気通路における前記触媒に対して上流側に位置しているとともに前記触媒に対して尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水噴射弁が噴射する尿素水を貯留しているタンクと、前記タンクが貯留している尿素水の残量を検出する残量検出センサと、を備えた内燃機関を制御対象とし、
前記残量が予め定められた設定値未満である場合、前記残量が前記設定値以上である場合に比べて前記気筒内の空気過剰率が大きくなるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御する制限処理を実行する
内燃機関の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている内燃機関の排気浄化装置は、ＳＣＲ触媒と、尿素水噴射弁と、タンクと、を備えている。ＳＣＲ触媒は、排気通路の途中に位置している。尿素水噴射弁は、ＳＣＲ触媒に対して上流側に位置している。タンクは、尿素水を貯留している。尿素水噴射弁は、タンクが貯留している尿素水をＳＣＲ触媒に向けて噴射する。ＳＣＲ触媒は、この尿素水に由来するアンモニアを還元剤として、排気に含まれているＮＯｘを浄化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０４４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素ガスを燃料とする内燃機関は、排気に含まれているＮＯｘを浄化するために、特許文献１のような排気浄化装置を搭載している。この内燃機関の運転中、タンクが貯留している尿素水が少なくなることがある。尿素水が過度に不足すると、ＮＯｘを浄化せずに外部に排出することになるため、内燃機関の運転を継続することが困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、気筒内に供給するための水素ガスを噴射する燃料噴射弁と、排気通路に位置しているとともにＮＯｘを浄化する選択還元型の触媒と、前記排気通路における前記触媒に対して上流側に位置しているとともに前記触媒に対して尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水噴射弁が噴射する尿素水を貯留しているタンクと、前記タンクが貯留している尿素水の残量を検出する残量検出センサと、を備えた内燃機関を制御対象とし、前記残量が予め定められた設定値未満である場合、前記気筒内の空気過剰率が１よりも大きい値として予め定められた規定過剰率以上になるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御する制限処理を実行する。
【０００６】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、気筒内に供給するための水素ガスを噴射する燃料噴射弁と、排気通路に位置しているとともにＮＯｘを浄化する選択還元型の触媒と、前記排気通路における前記触媒に対して上流側に位置しているとともに前記触媒に対して尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水噴射弁が噴射する尿素水を貯留しているタンクと、前記タンクが貯留している尿素水の残量を検出する残量検出センサと、を備えた内燃機関を制御対象とし、前記残量が予め定められた設定値未満である場合、前記残量が前記設定値以上である場合に比べて前記気筒内の空気過剰率が大きくなるように前記燃料噴射弁による水素ガスの噴射量を制御する制限処理を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
上記内燃機関の制御装置は、尿素水の残量の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
内燃機関の概略構成図である。
空気過剰率とＮＯｘの生成量との関係を表した図である。
機関制御の処理手順を表したフローチャートである。
機関制御に伴う各パラメータの推移の例を表したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
＜内燃機関の概略構成＞
図１に示すように、車両５００は、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両５００の駆動源である。内燃機関１０は、機関本体１０Ａと、複数の気筒１１と、複数のピストン１２と、複数のコネクティングロッド１３と、クランクシャフト１４と、を備えている。なお、図１では、複数の気筒１１のうちの１つのみを示している。ピストン１２及びコネクティングロッド１３についても同様である。ピストン１２及びコネクティングロッド１３は、気筒１１毎に設けられている。気筒１１の数は４つである。
【００１０】
気筒１１は、機関本体１０Ａに区画された空間である。気筒１１は、燃料と吸入空気との混合気を燃焼させるための空間である。ピストン１２は、気筒１１内に位置している。ピストン１２は、気筒１１内を往復動する。ピストン１２は、コネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４に連結している。クランクシャフト１４は、ピストン１２の往復動に応じて回転する。クランクシャフト１４は、内燃機関１０の出力軸である。クランクシャフト１４は、自動変速機５０１、ディファレンシャルなどを介して駆動輪５０２に連結している。
（【００１１】以降は省略されています）

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