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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 13. Dezember 2016 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0169861 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffreformierungssystem und ein Verfahren zur Steuerung der Strömungsrate von Abgasrückführungsgas in einem Kraftstoffreformer, und insbesondere ein Kraftstoffreformierungssystem und ein Verfahren zur Steuerung der Strömungsrate von Abgasrückführungs(EGR)-Gas in einem Kraftstoffreformer, welches die Menge von EGR-Gas auf der Basis der erforderlichen Menge von EGR-Gas entsprechend einem Motorbetriebszustand steuert.
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Im Allgemeinen ist ein Abgasrückführungs(EGR)-System ein System, welches in einem Fahrzeug zur Verringerung von schädlichem Abgas angeordnet ist.
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Das vorhandene Abgasrückführungssystem reduziert die Sauerstoffmenge in einem Mischer durch Zirkulieren eines Teils des von dem Motor ausgelassenen Abgases und verringert die Auslassmenge des Abgases und die Schadstoffe in dem Abgas.
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Ebenso hat das von dem Motor ausgelassene Abgas eine hohe Temperatur, so dass die Motoreffizienz durch Nutzung der Wärmeenergie des Abgases verbessert werden kann.
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Indessen ist ein Kraftstoffreformer eine Vorrichtung, welche die Kraftstoffcharakteristika mittels eines Katalysators ändert, und der Kraftstoffreformer kann zum Erhöhen der Verbrennungseffizienz oder Aktivieren eines Nachbehandlungssystems verwendet werden. Der Kraftstoffreformer hat eine Struktur, bei der eingeströmtes EGR-Gas und eingespritzter Kraftstoff in einer Mischkammer natürlich vermischt werden. Der Kraftstoff und das EGR-Gas werden infolge der verringerten Fluidgeschwindigkeit, wenn die Menge des EGR-Gases gering ist, nicht gut vermischt, so dass die Reformierungseffizienz verschlechtert wird.
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Mit der Erfindung werden ein Kraftstoffreformierungssystem und ein Verfahren zur Steuerung der Strömungsrate von Abgasrückführungsgas in einem Kraftstoffreformer, in welchem ein Strömungsratensteuerventil an einem Einlass eines EGR-Rohres, in welchem EGR-Gas des Kraftstoffreformers strömt, angeordnet ist, wodurch die Querschnittsfläche des Einlasses des EGR-Rohres entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas gesteuert wird.
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Ein Kraftstoffreformierungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist einen Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor), der reformiertes Gas verbrennt, um mechanische Leistung (oder Energie) zu erzeugen, eine Einlassleitung, die mit dem Motor verbunden ist, um das reformierte Gas und Luft zu dem Motor zu führen, eine Auslassleitung, die mit dem Motor verbunden ist, um Abgas, das von dem Motor ausgelassen wird, zu zirkulieren, einen Kraftstoffreformer, der in einer von der Auslassleitung abgezweigten EGR(Abgasrückführung)-Leitung vorgesehen ist, in welchen Kraftstoff von der EGR-Leitung eingespritzt ist, in welchem der von der EGR-Leitung eingespritzte Kraftstoff und das EGR-Gas gemischt sind, und der den in dem EGR-Gas gemischten Kraftstoff reformiert, und eine EGR-Strömungssteuereinrichtung auf, die einen Zielöffnungsgrad eines Strömungsratensteuerventils entsprechend, ob ein Motorbetriebszustand (oder ein Motorlaufzustand bzw. ein Motorantriebszustand oder eine Motorantriebsbedingung) in einem Reformierungsbetriebszustand (oder einem Reformierungsantriebszustand bzw. einer Reformierungsantriebsbedingung oder einem Reformierungsantriebsbereich) ist oder nicht, und einer (ermittelten) erforderlichen Menge von EGR-Gas in (oder zusammen mit oder entsprechend) dem Betriebszustand (oder dem Laufzustand bzw. dem Antriebszustand oder der Antriebsbedingung) ermittelt (oder bestimmt bzw. berechnet oder festlegt) und einen Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils auf der Basis des Zielöffnungsgrades steuert.
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Der Kraftstoffreformer kann ein Gehäuse, einen Mischabschnitt, der in dem Gehäuse vorgesehen ist und ein Raum ist, der den von der Außenseite zugeführten Kraftstoff und das EGR-Gas mischt, eine Kraftstoffeinspritzdüse (oder einen Kraftstoffinjektor), die an einer Seite des Gehäuses angeordnet ist und den Kraftstoff zu dem Mischabschnitt führt, ein EGR-Rohr, das mit dem Mischabschnitt verbunden ist und in welchem das EGR-Gas strömt, ein Strömungsratensteuerventil, das in dem EGR-Rohr angeordnet ist und die Menge des durch das EGR-Rohr hindurchtretenden EGR-Gases einstellt (bzw. regelt oder steuert), und einen Reformierungskatalysatorabschnitt aufweisen, der an einer anderen Seite des Mischabschnitts vorgesehen ist und den Kraftstoff und das EGR-Gas, die in dem Mischabschnitt gemischt sind, reformiert.
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Eine Klappenvorrichtung, welche die Strömungsrate des EGR-Gases, das durch das EGR-Rohr hindurch eingeströmt und in Richtung zu dem Mischabschnitt ausgelassen wird, einstellt (bzw. regelt oder steuert), kann in dem Strömungsratensteuerventil angeordnet sein.
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Die Klappenvorrichtung wird in einer Strömungsrichtung des EGR-Gases gedreht, und deren Winkel wird eingestellt (oder geregelt oder gesteuert), so dass die Auslassmenge des EGR-Gases ermittelt (bzw. bestimmt oder festgelegt) werden kann.
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Die Auslassmenge im Vergleich zu der Einlassmenge des EGR-Gases kann 5% sein, wenn die Klappenvorrichtung um einen Winkel von 10% in einer Richtung, die eine Strömungsrichtung des EGR-Gases kreuzt, gedreht ist.
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Die Auslassmenge im Vergleich zu der Einlassmenge des EGR-Gases kann 30% sein, wenn die Klappenvorrichtung um einen Winkel von 100% in einer Richtung, die eine Strömungsrichtung des EGR-Gases kreuzt, gedreht ist.
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Das Kraftstoffreformierungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann ferner einen Kompressor, der mit der Einlassleitung verbunden ist und das reformierte Gas und Luft komprimiert, um sie dem Motor zuzuführen, und eine Turbine aufweisen, die mit der Auslassleitung verbunden ist und sich mittels des Abgases dreht, um Leistung (oder Energie) zu erzeugen.
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Das Kraftstoffreformierungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann ferner einen Katalysator aufweisen, der in der Auslassleitung in einem hinteren Abschnitt der EGR-Leitung angeordnet ist und Stickoxid reinigt, das in dem Abgas enthalten ist.
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Der Katalysator kann eine Mager-NOx-Falle (LNT) aufweisen, welche das in dem Abgas in einem mageren Zustand enthaltene Stickoxid auffängt und den aufgefangenen Stickstoff in einem reichen (bzw. reichhaltigen oder satten) Zustand desorbiert, und das in dem Abgas enthaltene Stickoxid oder das desorbierte Stickoxid regeneriert (oder erneuert oder zurückbringt).
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Der Katalysator kann einen selektiven katalytischen Reduzierer (SCR) aufweisen, der das in dem Abgas enthaltene Stickoxid unter Verwendung eines Reduktionsmittels regeneriert (oder erneuert oder zurückbringt).
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Ein EGR-Kühler, der das reformierte Gas kühlt, und ein EGR-Ventil, das in einem hinteren Endabschnitt des EGR-Kühlers angeordnet ist und die Strömungsrate des reformierten Gases einstellt (bzw. regelt oder steuert), können in der EGR-Leitung angeordnet sein.
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Der Kraftstoffreformer kann in einem vorderen Abschnitt des EGR-Kühlers in der EGR-Leitung angeordnet sein.
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Die EGR-Strömungssteuereinrichtung kann den Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils reduzieren, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils einen Zielöffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas überschreitet.
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Die EGR-Strömungssteuereinrichtung kann den Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils erhöhen, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils unter einem Zielöffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas ist.
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Der Betriebszustand (oder der Antriebszustand bzw. die Antriebsbedingung) des Motors kann eine Drehzahl (U/min) des Motors und ein Motordrehmoment sein.
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Indessen umfasst ein Verfahren zur Steuerung einer Strömungsrate von Abgasrückgewinnungs(EGR)-Gas eines Kraftstoffreformers, der das durch eine EGR-Leitung hindurchtretende EGR-Gas mit einem Kraftstoff mischt und den in dem EGR-Gas gemischten Kraftstoff reformiert, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung das Erfassen eines Betriebszustands (bzw. eines Antriebszustands oder einer Antriebsbedingung) eines Motors, Ermitteln (oder Bestimmen bzw. Festlegen oder Berechnen), ob der Motorbetriebszustand in einem Reformierungsbetriebszustand (bzw. einem Reformierungsantriebszustand oder einer Reformierungsantriebsbedingung bzw. einem Reformierungsbetriebsbereich) ist oder nicht, Ermitteln (oder Bestimmen bzw. Festlegen) einer erforderlichen Menge von EGR-Gas, die in dem Motorbetriebszustand erforderlich ist, wenn der Motorbetriebszustand in dem Reformierungsbetriebszustand ist, Ermitteln (oder Bestimmen bzw. Festlegen) eines Zielöffnungsgrades eines Strömungsratensteuerventils auf der Basis der erforderlichen Menge von EGR-Gas, Vergleichen eines Öffnungsgrades des Strömungsratensteuerventils mit dem Zielöffnungsgrad, und Reduzieren des Öffnungsgrades des Strömungsratensteuerventils, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils den Zielöffnungsgrad überschreitet.
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Das Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Erhöhen des Öffnungsgrades des Strömungsratensteuerventils, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils unter dem Zielöffnungsgrad liegt, umfassen.
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Der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils kann durch Drehung einer Klappenvorrichtung eingestellt (oder geregelt bzw. gesteuert) werden, welche die Strömungsrate des EGR-Gases, das durch ein EGR-Rohr hindurch eingeströmt wird und in Richtung zu einem Mischabschnitt ausgelassen wird, einstellt (bzw. regelt oder steuert).
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Der Betriebszustand (oder Laufzustand bzw. Antriebszustand oder die Betriebsbedingung) des Motors ist eine Drehzahl (U/min) des Motors und ein Motordrehmoment.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Mischrate des EGR-Gases und des Kraftstoffs verbessert werden, indem ein Strömungsratensteuerventil an einem Einlass des EGR-Rohres des Kraftstoffreformers montiert ist, um die Querschnittsfläche des Einlasses des EGR-Rohres entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas zu steuern.
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Ebenso kann die Reformierungseffizienz des Kraftstoffs durch Verbesserung der Mischrate des EGR-Gases und des Kraftstoffs erhöht werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffreformierungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffreformers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine Ansicht, die ein Beispiel des Betriebs eines Strömungsratensteuerventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Strömungsrate von Abgasrückführungsgas in einem Kraftstoffreformer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 5 ein Diagramm, das die erforderliche Menge von EGR-Gas entsprechend dem Motorbetriebszustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
- 6 ein Diagramm, das die ausgelassene Menge von EGR-Gas entsprechend dem Öffnungsgrad eines Strömungsratensteuerventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
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Nachfolgend wird nun auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abzudecken, welche im Sinn und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
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Es versteht sich, dass, wenn ein Element, wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder ein Substrat als „an“ einem anderen Element bezeichnet wird, dieses direkt an dem anderen Element sein kann oder auch eingreifende Elemente vorhanden sein können.
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Nun werden mit Bezug auf die 1 und 2 ein Kraftstoffreformierungssystem und ein Kraftstoffreformer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Mit Bezug auf 1 weist ein Kraftstoffreformierungssystem 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Motor 10, eine Einlassleitung 5, eine Auslassleitung 15, einen Kraftstoffreformer 20 und eine EGR-Strömungssteuereinrichtung auf.
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Der Motor 10 verbrennt das Luft- und Kraftstoffgemisch, in welchem Kraftstoff und Luft gemischt sind, um chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Der Motor 10 ist mit einem Ansaugkrümmer verbunden, um die Luft für eine Brennkammer aufzunehmen, und ist mit einem Abgaskrümmer verbunden, in dem Abgas, das in einem Verbrennungsprozess erzeugt wird, gesammelt wird und an die Außenseite ausgelassen wird. Eine Einspritzdüse ist in der Brennkammer montiert, um den Kraftstoff in die Brennkammer einzuspritzen.
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Ein Dieselmotor ist hierin beispielhaft gezeigt, jedoch kann ein Benzinmotor mit magerer Verbrennung verwendet werden. In dem Falle, dass der Benzinmotor verwendet wird, strömt das Luft- und Kraftstoffgemisch über den Ansaugkrümmer in die Brennkammer, und eine Zündkerze ist an einem oberen Abschnitt der Brennkammer montiert.
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Außerdem haben die Motoren unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse, und vorzugsweise kann ein Verdichtungsverhältnis von weniger als oder gleich wie 16,5 verwendet werden.
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Die Einlassleitung 5 ist mit dem Einlass des Motors 10 verbunden, um reformiertes Gas und Luft zu dem Motor 10 zu führen, und die Auslassleitung 15 ist mit dem Auslass des Motors 10 verbunden, um das von dem Motor 10 ausgelassene Abgas zu zirkulieren.
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Ein Teil des von dem Motor 10 ausgelassenen Abgases wird über die EGR-Leitung 17 zu dem Motor 10 geführt. Ebenso ist die EGR-Leitung 17 mit dem Ansaugkrümmer verbunden, so dass die Verbrennungstemperatur durch Mischen eines Teils des Abgases mit Luft gesteuert wird. Die Steuerung der Verbrennungstemperatur wird durch Einstellen der dem Ansaugkrümmer zugeführten Abgasmenge durchgeführt. Dementsprechend kann das EGR-Ventil 28, das die Strömungsrate des reformierten Gases einstellt, in der EGR-Leitung 17 angeordnet sein.
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Ein Abgasrückführungssystem, das durch die EGR-Leitung 17 realisiert wird, führt einen Teil des Abgases zu dem Ansaugsystem und in die Brennkammer, wenn die Auslassmenge des Stickoxids entsprechend dem Betriebszustand reduziert werden muss. Dann verringert das Abgas, das Inertgas ist, dessen Volumen nicht geändert wird, die Dichte des Luft- und Kraftstoffgemisches, und die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit wird während der Verbrennung des Kraftstoffs reduziert. Daher wird die Verbrennungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs reduziert und der Anstieg der Verbrennungstemperatur wird reduziert, um die Erzeugung des Stickoxids zu unterdrücken.
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Der Kraftstoffreformer 20 ist in der EGR-Leitung 17 angeordnet, die von der Auslassleitung 15 abzweigt, und mischt das Abgas mit Kraftstoff, um den mit dem Abgas gemischten Kraftstoff zu reformieren.
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Wie in 2 gezeigt, weist der Kraftstoffreformer 20 ein Gehäuse 21, einen Mischabschnitt 22, der ein Raum zum Mischen des von der Außenseite zugeführten Kraftstoffs und des EGR-Gases ist, eine Kraftstoffeinspritzdüse 23, die den Kraftstoff zu dem Mischabschnitt 22 führt, ein EGR-Rohr 24, in welchem das EGR-Gas strömt, ein Strömungsratensteuerventil 25, das die Menge des durch das EGR-Rohr 24 hindurchtretenden EGR-Gases einstellt, und einen Reformierungskatalysatorabschnitt 26 auf, der den Kraftstoff und das EGR-Gas, die in dem Mischabschnitt 22 gemischt werden, reformiert.
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Der Mischabschnitt 22 ist in dem Gehäuse 21 vorgesehen und ist ein Raum zum Mischen des von der Außenseite mittels der Kraftstoffeinspritzdüse 23 zugeführten Kraftstoffs und des von dem EGR-Rohr 24 eingeströmten EGR-Gases.
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Die Kraftstoffeinspritzdüse 23 ist an einer Seite des Gehäuses 21 angeordnet, und das Strömungsratensteuerventil 25 ist in dem EGR-Rohr 24 angeordnet. Das Strömungsratensteuerventil 25 stellt die Menge des durch das EGR-Rohr 24 hindurchtretenden EGR-Gases ein. Der Reformierungskatalysatorabschnitt 26 ist an einer Seite vorgesehen, die entgegengesetzt zu der Seite ist, an welcher das EGR-Rohr 24 angeordnet ist, und reformiert den Kraftstoff und das EGR-Gas, die in dem Mischabschnitt 22 gemischt werden.
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Indessen kann die EGR-Strömungssteuereinrichtung einen Zielöffnungsgrad eines Strömungsratensteuerventils 25 entsprechend, ob ein Motorbetriebszustand in einem Reformierungsbetriebszustand ist oder nicht, und einer erforderlichen Menge von EGR-Gas in dem Betriebszustand ermitteln und den Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 auf der Basis des Zielöffnungsgrades steuern. Derzeit kann der Betriebszustand des Motors 10 die Motordrehzahl und das Motordrehmoment sein.
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Mit Bezug auf 3 wird der Betrieb eines Strömungsratensteuerventils 25 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erläutert.
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Wie in 3 gezeigt, ist in dem Strömungsratensteuerventil 25 eine Klappenvorrichtung 29 angeordnet, welche die Strömungsrate des EGR-Gases, das durch das EGR-Rohr 24 hindurch eingeströmt und in Richtung zu dem Mischabschnitt 22 ausgelassen wird, einstellt.
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Die Klappenvorrichtung 29 wird in einer Strömungsrichtung des EGR-Gases gedreht, und deren Winkel wird eingestellt, wodurch die Auslassmenge des EGR-Gases ermittelt wird. Wie in 3(a) gezeigt, kann, wenn angenommen wird, dass das in dem Strömungsratensteuerventil 25 strömende EGR-Gas 100% ist, die Auslassmenge des EGR-Gases etwa 5% in dem Falle sein, in dem der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25, d.h. der Drehwinkel der Klappenvorrichtung 29 in Strömungsrichtung des EGR-Gases etwa 9 Grad (etwa 10%) ist. Ebenso kann, wie in 3(b) gezeigt, die Auslassmenge des EGR-Gases etwa 16,13% in dem Falle sein, in dem der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25, d.h. der Drehwinkel der Klappenvorrichtung 29 in Strömungsrichtung des EGR-Gases etwa 45 Grad (etwa 50%) ist. Ferner kann, wie in 3(c) gezeigt, die Auslassmenge des EGR-Gases etwa 30% in dem Falle sein, in dem der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25, d.h. der Drehwinkel der Klappenvorrichtung 29 in Strömungsrichtung des EGR-Gases etwa 90 Grad (etwa 100%) ist. Die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 und der Auslassmenge des EGR-Gases ist in 6 gezeigt.
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Indessen kann das Kraftstoffreformierungssystem 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ferner einen Kompressor 6, der mit der Einlassleitung 5 verbunden ist und derart konfiguriert ist, dass er das reformierte Gas und die Luft komprimiert, um sie dem Motor 10 zuzuführen, und eine Turbine 7 aufweisen, die mit der Auslassleitung 15 verbunden ist und derart konfiguriert ist, dass sie sich durch das Abgas dreht, um Leistung zu erzeugen.
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Ebenso kann das Kraftstoffreformierungssystem 100 einen Ladeluftkühler 8, der mit dem Kompressor 6 verbunden ist und derart konfiguriert ist, dass er die Luft und das reformierte Gas, das wieder in die Einlassleitung 5 des Motors 10 geströmt ist, kühlt, und ein Drosselventil 9 aufweisen, welches die Strömungsrate der Luft und des reformierten Gases einstellt.
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Ebenso kann das Kraftstoffreformierungssystem 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ferner einen Katalysator 30 aufweisen, der in der Auslassleitung 15 hinter dem Abzweig der EGR-Leitung 17 angeordnet ist und der konfiguriert ist, dass er das in dem Abgas enthaltene Stickoxid reinigt.
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Der Katalysator 30 kann eine Mager-NOx-Falle (LNT) aufweisen, welche das in dem Abgas in einem mageren Zustand enthaltene Stickoxid auffängt und den aufgefangenen Stickstoff in einem reichen Zustand desorbiert, und regeneriert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid oder das desorbierte Stickoxid. Die LNT kann Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC), die in dem Abgas enthalten sind, oxidieren. Hier versteht es sich, dass der Kohlenwasserstoff verwendet wird, um eine Zusammensetzung mit Kohlenstoff und Wasserstoff in dem Abgas und Kraftstoff zu implizieren.
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Ebenso kann der Katalysator 30 einen selektiven katalytischen Reduzierer (SCR) aufweisen, der das in dem Abgas enthaltene Stickoxid unter Verwendung eines Reduktionsmittels regeneriert. Das Reduktionsmittel kann Harnstoff sein, der von einem Einspritzmodul eingespritzt wird.
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Ein Abgasdrucksteuerventil 32, das die Strömungsrate des Abgases einstellt, kann an einem hinteren Endabschnitt des Katalysators 30 in der Auslassleitung 15 vorgesehen sein.
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Indessen können ein EGR-Kühler 27, der das reformierte Gas kühlt, und ein EGR-Ventil 28, das an einem hinteren Endabschnitt des EGR-Kühlers 27 angeordnet ist und die Strömungsrate des reformierten Gases einstellt, in der EGR-Leitung 17 angeordnet sein.
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Derzeit kann der Kraftstoffreformer 20 an einem vorderen Abschnitt des EGR-Kühlers 27 in der EGR-Leitung 17 angeordnet sein.
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Indessen kann die EGR-Strömungssteuereinrichtung derart steuern, dass sie den Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 reduziert, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 einen Zielöffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas überschreitet.
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Ebenso kann die EGR-Strömungssteuereinrichtung derart steuern, dass sie den Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 erhöht, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 unter einem Zielöffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 25 entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas ist.
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Mit Bezug auf 4 umfasst gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Strömungsrate von Abgasrückgewinnungsgas in einem Kraftstoffreformer, der das durch die EGR-Leitung hindurchtretende EGR-Gas mit dem Kraftstoff mischt und den in dem EGR-Gas gemischten Kraftstoff reformiert, das Erfassen eines Betriebszustands eines Motors (S401). Der Betriebszustand des Motors kann die Drehzahl des Motors und das Motordrehmoment sein.
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Dann wird in S402 ermittelt, ob der Motorbetriebszustand in einem Reformierungsbetriebszustand ist oder nicht. Dann wird, wenn der Motorbetriebszustand in dem Reformierungsbetriebszustand ist, die erforderliche Menge von EGR-Gas, die in dem Motorbetriebszustand erforderlich ist, ermittelt (S403). Wie in 5 gezeigt, kann, wenn die Drehzahl des Motors und die Motorlast ermittelt sind, die erforderliche Menge von EGR-Gas in dem Reform ierungsbetriebszustand ermittelt werden.
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Dann wird ein Zielöffnungsgrad eines Strömungsratensteuerventils auf der Basis der erforderlichen Menge von EGR-Gas ermittelt (S404). Die Menge des durch das EGR-Rohr hindurchströmenden EGR-Gases wird gemessen, die erforderliche Menge des EGR-Gases wird durch ein in 5 dargestelltes Diagramm ermittelt, und ein Verhältnis der erforderlichen Menge von EGR-Gas im Vergleich zu der Menge des durch das EGR-Rohr hindurchströmenden EGR-Gases kann ermittelt werden. Durch dieses Verhältnis kann, wie in 6 gezeigt, ein Zielöffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils ermittelt werden. Wie in 6 gezeigt, bedeutet der Öffnungsgrad der Drosselklappe ein Verhältnis des Drehwinkels der Klappenvorrichtung 29 in einer Richtung, welche eine Strömungsrichtung des EGR-Gases kreuzt.
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Dann wird ein Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils mit dem Zielöffnungsgrad verglichen (S405), und der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils wird reduziert, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils den Zielöffnungsgrad überschreitet (S406). Indessen wird der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils erhöht, wenn der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils unter dem Zielöffnungsgrad ist (S407).
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Wie oben beschrieben, kann der Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils durch Drehung einer Klappenvorrichtung eingestellt werden, welche die Strömungsrate des EGR-Gases, das durch das EGR-Rohr hindurch eingeströmt wird und in Richtung zu dem Mischabschnitt ausgelassen wird, einstellt.
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Wie oben erwähnt, kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die Mischrate des EGR-Gases und des Kraftstoffs verbessert werden, indem ein Strömungsratensteuerventil an einem Einlass des EGR-Rohres des Kraftstoffreformers montiert ist, um die Querschnittsfläche des Einlasses des EGR-Rohres entsprechend der erforderlichen Menge von EGR-Gas zu steuern.
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Ebenso kann die Reformierungseffizienz des Kraftstoffs durch Verbesserung der Mischrate des EGR-Gases und des Kraftstoffs erhöht werden.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „vorn“, „hinten“, „innen“, „außen“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale, wie in den Figuren gezeigt, zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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