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公開番号2024149020
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062658
出願日2023-04-07
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 45/00 20060101AFI20241010BHJP(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】未燃水素による空燃比センサの出力のずれを補償する。
【解決手段】水素エンジン10の空燃比制御を行うECU21は、筒内圧センサ18の検出結果に基づき燃焼圧の変動量を算出する処理と、排気中の未燃水素による空燃比センサ20の出力のリッチずれを補正するための補正量を燃焼圧の変動量に基づき算出する処理と、を行う処理回路23を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
筒内圧センサ及び空燃比センサを備える水素エンジンの制御装置であって、
前記筒内圧センサの基づき燃焼圧の変動量を算出する処理と、
排気中の未燃水素による前記空燃比センサの出力のリッチずれを補正するための補正量を前記変動量に基づき算出する処理と、
を行う処理回路を備える
水素エンジンの制御装置。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記処理回路は、前記水素エンジンの負荷率が小さいときには、同負荷率が大きいときよりも、前記変動量に対する前記補正量の絶対値の比が大きくなるように前記補正量を算出する請求項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、排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサを備えており、
前記処理回路は、前記ＮＯｘ濃度の変動が既定値以下である場合に、前記補正量の算出を行う
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 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排気通路における触媒の上流側及び下流側にそれぞれ空燃比センサが設置されたエンジンが記載されている。そして、特許文献１には、触媒下流側の空燃比センサの出力に基づき、リッチ燃焼時に生成される水素による触媒上流側の空燃比センサの出力ずれを補償することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１８５５１２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水素エンジンとして、空燃比センサを備えるものがある。水素エンジンでは、水素が燃焼室で燃焼し切らずに排気通路に排出される場合がある。そのため、上記水素エンジンにおいても、未燃水素の影響で空燃比センサの出力にずれが生じる可能性がある。こうした水素エンジンにおいて、特許文献１に記載の方法で未燃水素による空燃比センサの出力ずれを補償することが考えられる。しかしながら、そのためには、出力ずれを補償する空燃比センサとは別に、未燃水素の影響を受けない空燃比センサを設置する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する水素エンジンの制御装置は、筒内圧センサ及び空燃比センサを備える水素エンジンの制御装置であって、処理回路を備えており、前記処理回路は、前記筒内圧センサの基づき燃焼圧の変動量を算出する算出処理と、排気中の未燃水素による前記空燃比センサの出力のリッチずれを補正するための補正量を前記変動量に基づき算出するように構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
未燃水素による空燃比センサの出力のずれを補償できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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。
上記制御装置が実行する補償ルーチンのフローチャートである。
燃焼圧変動量及びエンジン負荷率と未燃水素濃度との関係を示すグラフである。
未燃水素濃度とリーン補正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】
【０００８】
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。本実施形態の制御装置が制御する水素エンジンは、車両に搭載されている。
＜水素エンジン及びその制御装置の構成＞
図１に示す水素エンジン１０は、吸気通路１１、燃焼室１２、及び排気通路１３を備えている。吸気通路１１には、エアフローメータ１４、及びスロットルバルブ１５が設置されている。エアフローメータ１４は、吸入空気量ＧＡを検出するセンサである。スロットルバルブ１５は、燃焼室１２に導入される空気の量を調整するためのバルブである。燃焼室１２には、インジェクタ１６、点火装置１７、及び筒内圧センサ１８が設置されている。インジェクタ１６は、吸気通路１１を通じて燃焼室１２に導入された空気中に水素ガスを噴射する。点火装置１７は、水素ガスと空気との混合気を火花放電により点火する。筒内圧センサ１８は、燃焼室１２の内圧である筒内圧Ｐを検出するセンサである。排気通路１３には、ＮＯｘセンサ１９及び空燃比センサ２０が設置されている。ＮＯｘセンサ１９は、排気通路１３内の排気のＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度を検出するセンサである。空燃比センサ２０は、燃焼室１２で燃焼した混合気の空燃比λを検出するためのセンサである。
【０００９】
水素エンジン１０は、制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）２１により制御されている。ＥＣＵ２１は、水素エンジン１０の制御用のプログラム及びデータが記憶された記憶装置２２を備えている。また、ＥＣＵ２１は、記憶装置２２から読み込んだプログラムを実行する処理回路２３を備えている。ＥＣＵ２１には、上述のエアフローメータ１４、ＮＯｘセンサ１９及び空燃比センサ２０の出力が入力されている。さらに、ＥＣＵ２１には、上記以外のセンサ、例えばクランク角を検出するクランク角センサ２４や、アクセルペダル操作量ＡＣＣを検出するアクセルペダルセンサ２５の出力も入力されている。なお、ＥＣＵ２１は、クランク角センサ２４の出力に基づき、水素エンジン１０の出力軸の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを算出している。
【００１０】
＜空燃比制御＞
ＥＣＵ２１は、水素エンジン１０の制御の一環として、空燃比制御を行っている。空燃比制御は、スロットルバルブ１５の開口率であるスロットル開度ＴＡ、及びインジェクタ１６の水素ガス噴射量Ｑの操作を通じて行われる。
（【００１１】以降は省略されています）

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