特許ウォッチ

公開番号2024151499
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023064877
出願日2023-04-12
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 43/00 20060101AFI20241018BHJP(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】選択触媒還元装置の尿素堆積を抑制する。
【解決手段】制御装置30は、排気通路13に設置されたSCR装置23と、排気通路13におけるSCR装置23よりも上流側の部分を流れる排気に尿素を添加する尿素添加弁20と、を備える水素エンジン10を制御する。制御装置30は、SCR装置23の尿素堆積量が既定値以上の場合には、既定値未満の場合よりも尿素添加弁20の尿素添加量を減量する減量処理を行う。更に制御装置30は、減量処理による尿素添加量の減量中、水素エンジン10で燃焼する混合気の空燃比を既定のリーン制限値以下とするリーン制限処理を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
排気通路に設置された選択触媒還元装置と、前記排気通路における前記選択触媒還元装置よりも上流側の部分を流れる排気に尿素を添加する尿素添加装置と、を備える水素エンジンを制御する装置であって、
前記選択触媒還元装置の尿素堆積量が既定値以上の場合には、前記尿素堆積量が前記既定値未満の場合よりも前記尿素添加装置の尿素添加量を減量する減量処理と、
前記減量処理による前記尿素添加量の減量中、当該水素エンジンで燃焼する混合気の空燃比を既定のリーン制限値以下とするリーン制限処理と、
を行い、かつ前記リーン制限値は、前記減量処理による前記尿素添加量の減量中で無い場合の前記空燃比の制御範囲の上限値よりもリッチ側の値である
水素エンジンの制御装置。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
当該制御装置は、前記選択触媒還元装置の温度が添加開始温度以上であることを条件に前記尿素添加装置による排気への尿素の添加を実施するように構成されており、
前記減量処理は、前記尿素堆積量が前記既定値未満の場合には既定の第１温度を前記添加開始温度に設定するとともに、前記尿素堆積量が前記既定値以上の場合には前記第１温度よりも高い第２温度を前記添加開始温度に設定する処理である
請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記リーン制限処理は、前記空燃比を前記リーン制限値に固定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】
前記尿素堆積量が前記既定値以上であり、かつ前記選択触媒還元装置の温度が既定の温度以上の場合、前記選択触媒還元装置の温度を、前記尿素の焼成に必要な温度以上に昇温する焼成制御を実行する請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記焼成制御は、前記空燃比をリッチ側に変更するとともに、点火時期を遅角する制御である請求項４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 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気浄化システムとして、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）システムがある。尿素ＳＣＲシステムは、排気に尿素水を添加する尿素添加装置と、選択触媒還元により排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元するＳＣＲ装置と、を備えている。
【０００３】
特許文献１には、尿素ＳＣＲシステムを備えるディーゼルエンジンの制御装置が記載されている。同制御装置は、ＳＣＲ装置に堆積した尿素の量が既定値以上となった場合に、排気の昇温により堆積した尿素を焼成する焼成制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－３２０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような尿素ＳＣＲシステムを水素エンジンに適用することが考えられる。水素エンジンは一般に、ディーゼルエンジンよりも排気温度が低い。排気温度が低いと、ＳＣＲ装置の温度が上がり難くなる。そして、ＳＣＲ装置への尿素の堆積は、同装置の温度が低いほど、進行し易くなる。そのため、水素エンジンに尿素ＳＣＲシステムを採用した場合には、焼成制御の実施頻度が高くなる可能性がある。
【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、排気通路に設置された選択触媒還元装置と、前記排気通路における前記選択触媒還元装置よりも上流側の部分を流れる排気に尿素を添加する尿素添加装置と、を備える水素エンジンを制御する装置であって、前記選択触媒還元装置の尿素堆積量が既定値以上の場合には、前記尿素堆積量が前記既定値未満の場合よりも前記尿素添加装置の尿素添加量を減量する減量処理と、前記減量処理による前記尿素添加量の減量中、当該水素エンジンで燃焼する混合気の空燃比を既定のリーン制限値以下とするリーン制限処理と、を行い、かつ前記リーン制限値は、前記減量処理による前記尿素添加量の減量中で無い場合の前記空燃比の制御範囲の上限値よりもリッチ側の値であるように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
上記水素エンジンの制御装置は、選択触媒還元装置の尿素堆積を抑制できる。
【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。
上記制御装置が実行する尿素堆積抑制制御ルーチンのフローチャートである。
上記制御装置による焼成制御中の、図３（ａ）は推定ＳＣＲ温度の推移を、図３（ｂ）は目標空燃比の推移を、図３（ｃ）は点火時期の推移を、図３（ｄ）は尿素堆積量の推移を、それぞれ示す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、水素エンジンの制御装置の一実施形態を、図１～図３を参照して詳細に説明する。本実施形態の制御装置は、車両に搭載された水素エンジンの制御を行う装置として構成されている。
【００１０】
＜水素エンジン１０の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態の制御装置が適用される水素エンジン１０の構成を説明する。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。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許