DE112019006790T5 - Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems - Google Patents

Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems Download PDF

Info

Publication number
DE112019006790T5
DE112019006790T5 DE112019006790.7T DE112019006790T DE112019006790T5 DE 112019006790 T5 DE112019006790 T5 DE 112019006790T5 DE 112019006790 T DE112019006790 T DE 112019006790T DE 112019006790 T5 DE112019006790 T5 DE 112019006790T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressed air
fuel mixture
internal combustion
combustion engine
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112019006790.7T
Other languages
English (en)
Inventor
Ryota SAKISAKA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of DE112019006790T5 publication Critical patent/DE112019006790T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0668—Treating or cleaning means; Fuel filters
    • F02D19/0671—Means to generate or modify a fuel, e.g. reformers, electrolytic cells or membranes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0628—Determining the fuel pressure, temperature or flow, the fuel tank fill level or a valve position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0644—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0673—Valves; Pressure or flow regulators; Mixers
    • F02D19/0678—Pressure or flow regulators therefor; Fuel metering valves therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/02—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

Ein Brennkraftmaschinensystem 1 weist eine Brennkraftmaschine 2, einen Turbolader 3, der Druckluft A1 abgibt, indem Abgas G verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine 2 zugeführt wird, einen Reformer 4, der ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 abgibt, das durch eine exotherme Reaktion zwischen der Druckluft A1 und einem Kraftstoff F2 erlangt wird, und einen Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 auf, der ein zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P2 abgibt, das erlangt wird, indem Druckluft A1a mit dem ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 vermischt wird. Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 weist einen Zusammenführungsteil 16, der konfiguriert ist, die Druckluft A1a aus dem Turbolader 3 und das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 aus dem Reformer 4 aufzunehmen und das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P2 abzugeben, und einen Strömungsverhältnis-Anpassungsteil 17 auf, der konfiguriert ist, ein Verhältnis zwischen einer Strömungsrate der Druckluft A1a, die dem Zusammenführungsteil 16 zugeführt wird, und einer Strömungsrate einer Druckluft A1b anzupassen, die dem Reformer 4 zugeführt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Brennkraftmaschinensystem und ein Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems.
  • Stand der Technik
  • Ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, bei welchem der Kraftstoff magerer ist als das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wird einer Brennkraftmaschine zugeführt. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird dann in der Brennkraftmaschine verbrannt. Im Ergebnis verringert sich die Flammentemperatur während der Verbrennung und Stickoxid-(NOx)-Emissionen können verringert werden. Eine solche Verbrennungsbedingung wird als eine Magerverbrennung bezeichnet. Wenn ein Dreiwegekatalysator, der bei Automobilen oder Ähnlichen verwendet wird, bei Abgas verwendet wird, das einen großen Betrag von Sauerstoff enthält, der durch die Magerverbrennung abgegeben wird, wird das Vermögen des Dreiwegekatalysators, Stickoxide zu entfernen, verringert. Um den Vorteil der Magerverbrennung zu erlangen, wäre es im Ergebnis erforderlich, das Luft/Kraftstoff-Gemisch zu dem Grad magerer zu machen, dass es schwierig ist, stabil zu fahren. Wenn der Kraftstoff mager ist, verringert sich die Verbrennungsrate. Das heißt, eine Zündfähigkeit des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das Kraftstoff und Luft enthält, ist verringert. Eine Wärmeeffizienz verringert sich mit der Verringerung der Zündfähigkeit insbesondere bei einer Hubkolben-Kraftmaschine. Um dies zu kompensieren, kann dem Luft/Kraftstoff-Gemisch Wasserstoff hinzugefügt werden, um die Verbrennungsrate zu erhöhen. Wasserstoff wird durch einen sogenannten Kraftstoff-Reformer erzeugt. Ein Kraftstoff-Reformer entfernt mittels eines Katalysators Wasserstoff aus einem Anteil des Kraftstoffs, der einer Brennkraftmaschine zugeführt wird.
  • Beispielsweise vermischt Patentliteratur 1 in einem Vergaser den Wasserstoff, der durch den Reformer erzeugt wird, mit Luft und Kraftstoff. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird der Brennkraftmaschine zugeführt.
  • Zitierungsliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: US-Patent Nr. 4033133
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Aufgrund der Verringerung der Verbrennungsrate kann während der Magerverbrennung eine Fehlzündung auftreten. Es ist somit erforderlich, die Bedingungen zum Zuführen von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine präzise anzupassen. Verbrennungscharakteristiken wie etwa die Verbrennungsrate werden durch die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs beeinflusst, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs innerhalb eines gewissen Bereichs zu halten. Eine typische Brennkraftmaschine wird betrieben, indem Umgebungsluft angesaugt wird. Es gibt somit einen Bedarf für ein System, das eine stabile und kontinuierliche Magerverbrennung ermöglicht, indem die Auswirkung von Änderungen der Temperatur der Umgebungsluft verringert wird.
  • Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein Brennkraftmaschinensystem, das eine stabile und kontinuierliche Magerverbrennung ermöglicht, und ein Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems.
  • Lösung des Problems
  • Ein Brennkraftmaschinensystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird, einen Reformer, der ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch abgibt, das durch eine exotherme Reaktion zwischen der Druckluft und einem Kraftstoff erlangt wird, und einen Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil auf, der ein zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch abgibt, das erlangt wird, indem die Druckluft mit dem ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemisch vermischt wird. Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil weist einen Strömungsverhältnis-Anpassungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen, und einen Zusammenführungsteil auf, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Strömungsverhältnis-Anpassungsteil und das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aus dem Reformer aufzunehmen und das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch abzugeben. Der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil passt ein Verhältnis zwischen einer Strömungsrate der Druckluft, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und einer Strömungsrate der Druckluft an, die dem Reformer zugeführt wird.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Das Brennkraftmaschinensystem und das Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems der vorliegenden Offenbarung ermöglichen eine stabile und kontinuierliche Magerverbrennung.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein Schaubild, das ein Brennkraftmaschinensystem gemäß einer Ausführungsform darstellt.
    • [2] 2 ist ein Schaubild, das einen Steuerungsablauf durch einen Steuerungsteil von 1 darstellt.
    • [3] 3 ist ein Schaubild, das ein Brennkraftmaschinensystem gemäß einer Variation darstellt.
    • [4] 4 ist ein Schaubild, das einen Steuerungsablauf durch einen Steuerungsteil von 3 darstellt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ein Brennkraftmaschinensystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird, einen Reformer, der ein erstes Druckluft-Kraftstoff-Gemisch abgibt, das durch eine exotherme Reaktion zwischen der Druckluft und dem Kraftstoff erlangt wird, und einem Druckluft-Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil auf, der ein zweites Druckluft-Kraftstoff-Gemisch abgibt, das erlangt wird, indem die Druckluft mit dem ersten Druckluft-Kraftstoff-Gemisch vermischt wird. Der Druckluft-Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil weist einen Strömungsverhältnis-Anpassungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen, und einen Zusammenführungsteil auf, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Strömungsverhältnis-Anpassungsteil und das erste Druckluft-Kraftstoff-Gemisch aus dem Reformer aufzunehmen und das zweite Druckluft-Kraftstoff-Gemisch abzugeben. Der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil passt ein Verhältnis zwischen einer Strömungsrate der Druckluft, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und einer Strömungsrate der Druckluft an, die dem Reformer zugeführt wird.
  • Der Reformer erzeugt durch eine exotherme Reaktion Wasserstoff aus dem Kraftstoff. Wärme, die erzeugt wird, wird an die Druckluft übertragen, die aus dem Turbolader zugeführt wird. Der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil passt das Verhältnis zwischen der Strömungsrate der Druckluft, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und der Strömungsrate der Druckluft an, die dem Reformer zugeführt wird. Eine Temperatur des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs, das aus dem Reformer abgegeben wird, wird gesteuert, indem die Strömungsrate der Druckluft gesteuert wird, die dem Reformer zugeführt wird. Im Ergebnis kann zudem eine Temperatur des zweiten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs gesteuert werden, bei welchem das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch mit der Druckluft vermischt wird. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das gesteuert worden ist, um eine Temperatur zum Erreichen einer idealen Magerverbrennung zu haben, kann somit der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Folglich können bei der Brennkraftmaschine gute Verbrennungsbedingungen erreicht werden. In anderen Worten ermöglicht das Brennkraftmaschinensystem der vorliegenden Offenbarung eine stabile und kontinuierliche Magerverbrennung.
  • Das obige Brennkraftmaschinensystem kann ferner einen Temperaturerlangungsteil, der zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs erlangt, das das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aufweist, das zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine strömt, und einen Steuerungsteil aufweisen, der den Strömungsverhältnis-Anpassungsteil auf der Basis von Informationen steuert, die aus dem Temperaturerlangungsteil ausgegeben werden. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, näher zu einer Zieltemperatur gebracht wird. Die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, kann somit angemessen gesteuert werden.
  • Bei dem obigen Brennkraftmaschinensystem kann der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil einen Verzweigungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen, ein erstes Ventil, das mit dem Verzweigungsteil und dem Zusammenführungsteil verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und ein zweites Ventil aufweisen, das mit dem Verzweigungsteil und dem Reformer verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Reformer zugeführt wird. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs angemessener gesteuert wird.
  • Das obige Brennkraftmaschinensystem kann ferner einen Temperaturerlangungsteil, der zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs erlangt, das das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aufweist, das zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine strömt, und einen Steuerungsteil aufweisen, der den Strömungsverhältnis-Anpassungsteil auf der Basis von Informationen steuert, die aus dem Temperaturerlangungsteil ausgegeben werden. Wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als eine Zieltemperatur, kann der Steuerungsteil die Strömungsrate der Druckluft verringern, die aus dem zweiten Ventil zu dem Reformer zugeführt wird. Wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur, kann der Steuerungsteil die Strömungsrate der Druckluft erhöhen, die aus dem zweiten Ventil zu dem Reformer zugeführt wird. Diese Steuerung ermöglicht, dass die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, noch angemessener gesteuert wird.
  • Das obige Brennkraftmaschinensystem kann ferner einen Temperaturerlangungsteil, der zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Temperatur eines Luft/Kraftstoff-Gemischs erlangt, das das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aufweist, das zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine strömt, und einen Steuerungsteil aufweisen, der den Turbolader auf der Basis von Informationen steuert, die aus dem Temperaturerlangungsteil ausgegeben werden. Der Turbolader kann eine Turbine, die konfiguriert ist, das Abgas aufzunehmen und Leistung zu erzeugen, einen Verdichter, der konfiguriert ist, die Leistung aufzunehmen und die Druckluft abzugeben, einen Bypassdurchgang, der konfiguriert ist, einen Durchgang, der die Brennkraftmaschine mit der Turbine verbindet, und einen Abgabeteil der Turbine kurzzuschließen, und ein Wastegate-Ventil aufweisen, das in dem Bypassdurchgang ausgebildet ist. Der Steuerungsteil kann das Wastegate-Ventil auf der Basis der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs steuern. Die Strömungsrate des Abgases, das in den Bypassdurchgang strömt, beeinflusst eine Ausgabe der Turbine. Die Ausgabe der Turbine beeinflusst ein Druckverhältnis des Verdichters. Das Druckverhältnis des Verdichters beeinflusst die Temperatur der Druckluft, die aus dem Verdichter abgegeben wird. Die Temperatur der Druckluft kann somit gesteuert werden, indem die Strömungsrate des Abgases, das in den Bypassdurchgang strömt, durch ein Schieberventil gesteuert werden. Im Ergebnis kann die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, zu einer vorbestimmten Temperatur gesteuert werden.
  • Bei dem obigen Brennkraftmaschinensystem kann der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil einen Verzweigungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen, ein erstes Ventil, das mit dem Verzweigungsteil und dem Zusammenführungsteil verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und ein zweites Ventil aufweisen, das mit dem Verzweigungsteil und dem Reformer verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Reformer zugeführt wird. Wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als eine Zieltemperatur, kann der Steuerungsteil eine Strömungsrate des Abgases erhöhen, das in den Bypassdurchgang strömt, die Strömungsrate der Druckluft erhöhen, die aus dem ersten Ventil zu dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und die Strömungsrate der Druckluft erhöhen, die aus dem zweiten Ventil zu dem Reformer zugeführt wird. Wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur, kann der Steuerungsteil die Strömungsrate des Abgases verringern, das in den Bypassdurchgang strömt, die Strömungsrate der Druckluft verringern, die aus dem ersten Ventil zu dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und die Strömungsrate der Druckluft verringern, die aus dem zweiten Ventil zu dem Reformer zugeführt wird. Diese Steuerung ermöglicht, dass die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, angemessener gesteuert wird.
  • Bei dem obigen Brennkraftmaschinensystem kann zwischen der Brennkraftmaschine und dem Strömungsverhältnis-Anpassungsteil ein Ausgleichsbehälter bereitgestellt sein. Diese Konfiguration ist in der Lage, die Wirkung von Druckschwankungen aus der Brennkraftmaschine zu verringern.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems. Das Brennkraftmaschinensystem weist eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird, und einen Reformer auf, der unter Verwendung der Druckluft ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch für ein Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Das Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems kann einen ersten Schritt Erlangen einer Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, einen zweiten Schritt Vergleichen der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs mit einer Zieltemperatur, einem dritten Schritt Verringern einer Strömungsrate der Druckluft, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als die Zieltemperatur, und einen vierten Schritt Erhöhen der Strömungsrate der Druckluft, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur, aufweisen.
  • Das obige Steuerungsverfahren ist in der Lage, der Brennkraftmaschine ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zuzuführen, das gesteuert worden ist, eine Temperatur zum Erreichen einer idealen Magerverbrennung zu haben. In der Brennkraftmaschine können somit gute Verbrennungsbedingungen erreicht werden. In anderen Worten ermöglicht das Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems der vorliegenden Offenbarung eine stabile und kontinuierliche Magerverbrennung.
  • Das obige Brennkraftmaschinensystem kann einen Ausgleichsbehälter aufweisen, der zwischen der Brennkraftmaschine und dem Reformer bereitgestellt ist.
  • Ein noch anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems. Das Brennkraftmaschinensystem weist eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird, und einen Mechanismus zum Umleiten eines Anteils des Abgases hat, einen Reformer, der ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, indem die Druckluft verwendet wird, und einen Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil auf, der unter Verwendung der Druckluft und des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs ein zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch für ein Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Das Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems weist einen ersten Schritt Erlangen einer Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, einen zweiten Schritt Vergleichen der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs mit einer Zieltemperatur, einen fünften Schritt Ausführen einer Steuerung, um eine Strömungsrate des umzuleitenden Abgases zu erhöhen, eine Strömungsrate der Druckluft zu erhöhen, die dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil zugeführt wird, und eine Strömungsrate der Druckluft zu erhöhen, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als die Zieltemperatur, und einen sechsten Schritt Ausführen einer Steuerung, um die Strömungsrate des umzuleitenden Abgases zu verringern, die Strömungsrate der Druckluft zu verringern, die dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil zugeführt wird, und die Strömungsrate der Druckluft zu verringern, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur, auf. Diese Schritte steuern durch ein Schieberventil die Strömungsrate des Abgases, das in den Bypassdurchgang strömt. Im Ergebnis kann die Temperatur der Druckluft gesteuert werden. Die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, kann somit zu einer vorbestimmten Temperatur gesteuert werden.
  • Das obige Brennkraftmaschinensystem kann einen Ausgleichsbehälter aufweisen, der zwischen der Brennkraftmaschine und dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil bereitgestellt ist.
  • Ausführungsformen eines Brennkraftmaschinensystems und eines Verfahrens zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems der vorliegenden Offenbarung werden unten im Einzelnen in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Gleichen Elementen werden in der Beschreibung der Zeichnungen gleiche Bezugszeichen gegeben und eine redundante Erläuterung wird weggelassen.
  • Ein Brennkraftmaschinensystem 1, das in 1 dargestellt ist, wird als eine Leistungsquelle für einen Generator verwendet. Das Brennkraftmaschinensystem 1 wird zudem als eine Leistungsquelle für ein mobiles Objekt verwendet. Beispiele des mobilen Objekts weisen ein Fahrzeug und ein Schiff auf. Das Objekt, das aus dem Brennkraftmaschinensystem 1 eine Leistung aufnimmt, ist nicht beschränkt.
  • Das Brennkraftmaschinensystem 1 weist eine Brennkraftmaschine 2, einen Turbolader 3, einen Reformer 4, einen Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 (einen Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil) und eine Steuerungseinrichtung 7 (einen Steuerungsteil) auf. Das Brennkraftmaschinensystem 1 kann andere Komponenten aufweisen.
  • Der Turbolader 3 wird durch Abgas Ga der Brennkraftmaschine 2 betrieben. Ein Anteil einer Druckluft A1 (Druckluft A1b), die aus dem Turbolader 3 abgegeben wird, wird dem Reformer 4 zugeführt. Im Ergebnis wird ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 ausgebildet, das Luft und Wasserstoff enthält. Das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 wird in einem unten beschriebenen Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 mit Kraftstoff F1 vermischt. Ein Gas, das das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 und Kraftstoff F1 aufweist, ist ein Luft/Kraftstoff-Gemisch M. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch M wird der Brennkraftmaschine 2 zugeführt.
  • Der Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 gibt das Luft/Kraftstoff-Gemisch M ab. Das Luft/Kraftstoff-Gasverhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs M ist magerer als das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Das heißt, dass ein Verbrennen des Luft/Kraftstoff-Gemischs M eine Magerverbrennung bewirkt. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch M enthält den Wasserstoff, der durch den Reformer 4 erzeugt wird. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch M, das den Wasserstoff enthält, ist somit in der Lage, gute Verbrennungsbedingungen zu erreichen, sogar wenn das Luft/Kraftstoff-Gemisch M ein Luft/Kraftstoff-Gasverhältnis hat, das eine Magerverbrennung bewirkt.
  • Die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs M ist zudem wichtig, um gute Verbrennungsbedingungen zu erreichen. Das heißt, das Verhältnis der Komponenten des Luft/Kraftstoff-Gemischs M und die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs M werden gesteuert, um vorbestimmte Bedingungen zu erfüllen, um gute Verbrennungsbedingungen zu erreichen. Das Brennkraftmaschinensystem 1 der vorliegenden Offenbarung weist kein thermisches Steuerungselement wie etwa eine Heizung oder einen Kühler zum Anpassen der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs M auf. Das Brennkraftmaschinensystem 1 führt das Luft/Kraftstoff-Gemisch M zu, das zu einer vorbestimmten Temperatur gesteuert wird, ohne ein thermisches Steuerungselement zu haben. Einzelheiten des Brennkraftmaschinensystem 1 werden unten beschrieben.
  • Die Brennkraftmaschine 2 hat einen Brennkraftmaschineneinlass 2a und einen Brennkraftmaschinenauslass 2b. Der Brennkraftmaschineneinlass 2a nimmt das Luft/Kraftstoff-Gemisch M auf. Der Brennkraftmaschineneinlass 2a ist über verschiedene Komponenten mit dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 verbunden. Der Brennkraftmaschinenauslass 2b gibt das Abgas Ga ab. Der Brennkraftmaschinenauslass 2b ist mit dem Turbolader 3 verbunden.
  • Der Turbolader 3 hat eine Turbine 8 und einen Verdichter 9. Die Turbine 8 hat einen Turbineneinlass 8a und einen Turbinenauslass 8b. Der Turbineneinlass 8a ist mit dem Brennkraftmaschinenauslass 2b verbunden. Die Turbine 8 nimmt das Abgas Ga aus dem Turbineneinlass 8a auf. Die Turbine 8 erzeugt eine Leistung, um den Verdichter 9 anzutreiben. Ein Abgas Gb wird aus dem Turbinenauslass 8b abgegeben. Der Verdichter 9 hat einen Verdichtereinlass 9a und eine Verdichterauslass 9b. Der Verdichterauslass 9b ist mit dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 verbunden. Der Verdichter 9 nimmt Luft A2 des Atmosphärendrucks aus dem Verdichtereinlass 9a auf. Der Verdichter 9 verdichtet die Luft A2, indem die Leistung verwendet wird, die von der Turbine 8 zugeführt wird. Die Druckluft A1 wird aus dem Verdichterauslass 9b abgegeben.
  • Der Reformer 4 hat einen ersten Reformereinlass 4a, einen zweiten Reformereinlass 4b und einen Reformerauslass 4c. Der erste Reformereinlass 4a ist mit dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 verbunden. Der zweite Reformereinlass 4b ist mit einem Kraftstoffzuführungsteil 11 verbunden. Der Reformerauslass 4c ist mit dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 verbunden. Der Reformer 4 nimmt die Druckluft A1b aus dem ersten Reformereinlass 4a auf. Der Reformer 4 nimmt Kraftstoff F2 aus dem zweiten Reformereinlass 4b auf. Der Reformer 4 bewirkt, dass die Druckluft A1b und Kraftstoff F2 miteinander reagieren. Im Ergebnis wird Wasserstoff erzeugt. Insbesondere bewirkt der Reformer 4, dass Sauerstoff in der Druckluft A1b und der Kraftstoff F2 katalytisch reagieren. Im Ergebnis dieser Reaktion werden Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff erzeugt. Diese Reaktion ist eine exotherme Reaktion. Der Reformer 4 gibt das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 aus dem Reformerauslass 4c ab. Das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 enthält Druckluft und Wasserstoff. Es ist anzumerken, dass der Reformer 4, sofern angemessen, eine Vorrichtung verwenden kann, die in der Lage ist, Wasserstoff durch eine exotherme Reaktion zu erzeugen.
  • Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 hat einen ersten Erzeugereinlass 6a, einen ersten Erzeugerauslass 6b, einen zweiten Erzeugereinlass 6c und einen zweiten Erzeugerauslass 6d. Der erste Erzeugereinlass 6a ist mit dem Verdichterauslass 9b verbunden. Der erste Erzeugerauslass 6b ist mit dem ersten Reformereinlass 4a verbunden. Der zweite Erzeugereinlass 6c ist mit dem Reformerauslass 4c verbunden. Der zweite Erzeugerauslass 6d ist über verschiedene Komponenten mit dem Brennkraftmaschineneinlass 2a verbunden.
  • Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 nimmt die Druckluft A1 aus dem ersten Erzeugereinlass 6a auf. Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 gibt die Druckluft A1b aus dem ersten Erzeugerauslass 6b ab. Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 nimmt das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 aus dem zweiten Erzeugereinlass 6c auf. Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 gibt ein zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P2 aus dem zweiten Erzeugerauslass 6d ab.
  • Der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 hat einen Verzweigungsteil 12, ein erstes Ventil 13, ein zweites Ventil 14 und einen Zusammenführungsteil 16. Der Verzweiger 12 ist mit dem ersten Erzeugereinlass 6a verbunden. Der Verzweigungsteil 12 ist stromaufwärtig des ersten Ventils 13 verbunden. Der Verzweigungsteil 12 ist stromaufwärtig des zweiten Ventils 14 verbunden. Das erste Ventil 13 ist mit dem Verzweigungsteil 12 verbunden. Das erste Ventil 13 ist mit dem Zusammenführungsteil 16 verbunden. Das zweite Ventil 14 ist mit dem Verzweigungsteil 12 verbunden. Das zweite Ventil 14 ist mit dem ersten Erzeugerauslass 6b verbunden. Der Zusammenführungsteil 16 ist mit dem ersten Ventil 13 verbunden. Der Zusammenführungsteil 16 ist mit dem zweiten Erzeugereinlass 6c verbunden. Der Zusammenführungsteil 16 ist mit dem zweiten Erzeugerauslass 6d verbunden.
  • Der Verzweigungsteil 12 verteilt die Druckluft A1 zwischen dem ersten Ventil 13 und dem zweiten Ventil 14. Das erste Ventil 13 steuert eine Strömungsrate der Druckluft A1a, die aus dem Verzweigungsteil 12 zu dem Zusammenführungsteil 16 strömt. Das zweite Ventil 14 steuert eine Strömungsrate der Druckluft A1b, die aus dem Verzweigungsteil 12 zu dem ersten Erzeugerauslass 6b strömt. Das zweite Ventil 14 steuert die Strömungsrate der Druckluft A1b, die dem Reformer 4 zugeführt wird. Das erste Ventil 13 und das zweite Ventil 14 passen das Verhältnis zwischen der Strömungsrate der Druckluft A1a, die dem Zusammenführungsteil 16 zugeführt wird, und der Strömungsrate der Druckluft A1b an, die dem Reformer 4 zugeführt wird. Der Verzweigungsteil 12, das erste Ventil und das zweite Ventil 14 bilden einen Strömungsverhältnis-Anpassungsteil 17 aus. Der Zusammenführungsteil 16 vermischt das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1, das aus dem zweiten Erzeugereinlass 6c aufgenommen wird, mit einem Anteil der Druckluft A1, der die Druckluft A1a ist, die über das erste Ventil 13 aus dem Verzweigungsteil 12 zugeführt wird.
  • Das Brennkraftmaschinensystem 1 weist einen Ausgleichsbehälter 18, den Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 und einen Temperatursensor 21 auf. Der Ausgleichsbehälter 18, der Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 und der Temperatursensor 21 sind zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 und der Brennkraftmaschine 2 angeordnet. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind der Ausgleichsbehälter 18, der Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 und der Temperatursensor 21 in einer Reihenfolge entlang einer Richtung von dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 zu der Brennkraftmaschine 2 angeordnet. Der Ausgleichsbehälter 18 unterdrückt eine stromaufwärtige Übertragung der Wirkung von Druckschwankungen in der Brennkraftmaschine 2. Das heißt, der Ausgleichsbehälter 18 unterdrückt die Übertragung der Wirkung von Druckschwankungen in der Brennkraftmaschine 2 an den Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6. Es ist anzumerken, dass der Ausgleichsbehälter 18, sofern erforderlich, bereitgestellt sein kann. Der Ausgleichsbehälter 18 kann weggelassen sein. Der Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 nimmt das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P2 und Kraftstoff F1 auf. Der Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil 19 erzeugt das Luft/Kraftstoff-Gemisch M. Der Temperatursensor 21 erlangt eine Gastemperatur (Tin) des Luft/Kraftstoff-Gemischs M. Der Temperatursensor 21 erlangt die Gastemperatur (Tin) von einem Gas, das in den Brennkraftmaschineneinlass 2a strömt.
  • Das Brennkraftmaschinensystem 1 weist die Steuerungseinrichtung 7 auf. Die Steuerungseinrichtung 7 steuert die Gastemperatur (Tin) des Luft/Kraftstoff-Gemischs M, das dem Brennkraftmaschineneinlass 2a zugeführt wird, zu einer Zieltemperatur (Ttr). Diese Steuerung weist einen ersten Modus und einen zweiten Modus auf. Der erste Modus erhält die Gastemperatur (Tin) bei der Zieltemperatur (Ttr). Der zweite Modus bringt die Gastemperatur (Tin) näher zu der Zieltemperatur (Ttr). Die Gastemperatur (Tin) wird durch einen Betrieb des Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugers 6 gesteuert. Die Steuerungseinrichtung 7 steuert den Betrieb des Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugers 6. Im Ergebnis wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch M der Zieltemperatur (Ttr) erzeugt.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 erzeugt ein Steuerungssignal auf der Basis von Temperaturinformationen. Das Steuerungssignal ist zum Steuern des Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugers 6. Die Steuerungseinrichtung 7 weist einen Temperaturerlangungsteil 7a, einen Temperaturvergleichsteil 7b und einen Steuerungssignalerzeugungsteil 7c als funktionale Elemente auf. Diese Elemente werden unten im Einzelnen beschrieben, wenn die Steuerung beschrieben wird, die durch die Steuerungseinrichtung 7 ausgeführt wird.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 steuert die Strömungsrate der Druckluft A1a. Die Druckluft A1a wird aus dem Verzweigungsteil 12 zu dem Zusammenführungsteil 16 zugeführt. Die Steuerungseinrichtung 7 steuert die Strömungsrate der Druckluft A1a, indem ein Öffnungsgrad des ersten Ventils 13 angepasst wird. Die Steuerungseinrichtung 7 steuert die Strömungsrate der Druckluft A1b. Die Druckluft A1b wird aus dem Verzweigungsteil 12 zu dem Reformer 4 zugeführt. Die Steuerungseinrichtung 7 steuert die Strömungsrate der Druckluft A1b, indem ein Öffnungsgrad des zweiten Ventils 14 angepasst wird. Die Steuerungseinrichtung 7 erzeugt ein Steuerungssignal φ1, das dem ersten Ventil 13 bereitzustellen ist, und ein Steuerungssignal φ2, das dem zweiten Ventil 14 bereitzustellen ist. Die Steuerungseinrichtung 7 stellt dem ersten Ventil 13 das Steuerungssignal φ1 bereit. Die Steuerungseinrichtung 7 stellt dem zweiten Ventil 14 das Steuerungssignal φ2 bereit. Der spezifische Betrieb der Steuerungseinrichtung 7 wird unten beschrieben.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 weist als Hardware beispielsweise einen beliebigen geeigneten Prozessor wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder spezialisierte Prozessoren (beispielsweise einen digitalen Signalprozessor (DSP)) für unterschiedliche Aufgaben auf. Die Steuerungseinrichtung 7 kann, sofern notwendig, einen nichtbeschreibbaren Speicher (ROM) oder einen Schreib-LeseSpeicher (RAM) aufweisen, um eine Verarbeitung auszuführen.
  • Ein Verfahren zum Steuern des Brennkraftmaschinensystems 1 wird durch die Steuerungseinrichtung 7 ausgeführt. Die durch die Steuerungseinrichtung 7 ausgeführte Steuerung wird unten im Einzelnen in Bezug auf das Ablaufdiagramm von 2 beschrieben.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 erlangt die Gastemperatur (Tin) (Schritt S1: Erster Schritt). Schritt S1 wird durch den Temperatursensor 21 und den Temperaturerlangungsteil 7a ausgeführt.
  • Als Nächstes vergleicht die Steuerungseinrichtung 7 die Gastemperatur (Tin) mit der Zieltemperatur (Ttr) (Schritt S2: Zweiter Schritt). Schritt S2 wird durch den Temperaturvergleichsteil 7b ausgeführt. Bei Schritt S2 wird bestimmt, ob die Gastemperatur (Tin) höher ist als die Zieltemperatur (Ttr). Bei Schritt S2 kann bestimmt werden, ob die Gastemperatur (Tin) niedriger ist als die Zieltemperatur (Ttr).
  • Wenn die Gastemperatur (Tin) höher ist als die Zieltemperatur (Ttr) (Schritt S2: JA), steuert die Steuerungseinrichtung 7 den Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6, um die Gastemperatur (Tin) zu senken. Die Gastemperatur (Tin) kann durch eine Temperatur (T2) des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs P1 gesteuert werden, das aus dem Reformer 4 abgegeben wird. Die Temperatur (T2) des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs P1 ist höher als eine Temperatur (T1) der Druckluft A1a (T2>T1). Die Druckluft A1a strömt aus dem Verzweigungsteil 12 über das erste Ventil 13 zu dem Zusammenführungsteil 16.
  • Die Temperatur (T2) des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs P1 kann durch die Strömungsrate der Druckluft A1b gesteuert werden, die dem Reformer 4 zugeführt wird. Die Steuerungseinrichtung 7 verringert die Strömungsrate der Druckluft A1b (Dritter Schritt). Die Druckluft A1b wird dem Reformer 4 zugeführt. Insbesondere verringert die Steuerungseinrichtung 7 den Öffnungsgrad des zweiten Ventils 14 (Schritt S3). Für die Strömungsrate und den Druck des zweiten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs P2, das aus dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6 abgegeben wird, ist es notwendig, vorbestimmte Bedingungen zu erhalten. Wenn die Strömungsrate der Druckluft A1b, die dem Reformer 4 zugeführt wird, verringert wird, erhöht die Steuerungseinrichtung 7 die Strömungsrate der Druckluft A1a, um jene Bedingungen zu erhalten. Die Druckluft A1a wird dem Zusammenführungsteil 16 aus dem Verzweigungsteil 12 zugeführt. Insbesondere erhöht die Steuerungseinrichtung 7 den Öffnungsgrad des ersten Ventils (Schritt S4). Das heißt der dritte Schritt weist Schritt S3 und Schritt S4 auf.
  • Wenn die Gastemperatur (Tin) niedriger ist als die Zieltemperatur (Ttr) (Schritt S2: NEIN), steuert die Steuerungseinrichtung 7 den Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger 6, um die Gastemperatur (Tin) anzuheben. Die Steuerungseinrichtung 7 erhöht die Strömungsrate der Druckluft A1b (Vierter Schritt). Die Druckluft A1b wird dem Reformer 4 zugeführt. Insbesondere erhöht die Steuerungseinrichtung 7 den Öffnungsgrad des zweiten Ventils 14 (Schritt S5). Darüber hinaus verringert die Steuerungseinrichtung 7 die Strömungsrate der Druckluft A1a, die dem Zusammenführungsteil 16 aus dem Verzweigungsteil 12 zugeführt wird. Insbesondere verringert die Steuerungseinrichtung 7 den Öffnungsgrad des ersten Ventils (Schritt S6). Das heißt, der vierte Schritt weist Schritt S5 und Schritt S6 auf.
  • Von den zwei Durchgängen von dem Verzweigungsteil 12 zu dem Zusammenführungsteil 16, ist ein Druckverlust in dem Durchgang, der das erste Ventil 13 aufweist, größer als ein Druckverlust in dem Durchgang, der das zweite Ventil 14 aufweist. Das heißt, der Gesamtdruckverlust erhält einen vorbestimmten Zustand. Diese Einstellung ermöglicht, dass eine Druckdifferenz zwischen einem Druck der Druckluft A1a und einem Druck des ersten Druckluft-Kraftstoff-Gemischs P1 verringert wird. Die Druckluft A1a wird aus dem ersten Ventil 13 zugeführt. Das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 wird aus dem Reformer 4 zugeführt. Die Druckluft A1a und das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 können somit an dem Zusammenführungsteil 16 angemessen vereinigt werden.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 führt dann nochmals Schritt S1 aus. In anderen Worten wiederholt die Steuerungseinrichtung 7 die obige Steuerung während eines Betriebs des Brennkraftmaschinensystems 1.
  • Der Betrieb und die Wirkungen des Brennkraftmaschinensystems 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung werden jetzt beschrieben.
  • Der Reformer 4 bewirkt, dass durch eine exotherme Reaktion Wasserstoff aus dem Kraftstoff F2 erzeugt wird. Wärme, die erzeugt wird, wird an die Druckluft A1b übertragen, die aus dem Turbolader 3 zugeführt wird. Die Temperatur (T1) des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs P1, das aus dem Reformer 4 abgegeben wird, wird gesteuert, indem die Strömungsrate der Druckluft A1b gesteuert wird, die dem Reformer 4 zugeführt wird. Im Ergebnis kann eine Temperatur (T3) des zweiten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs P2 gesteuert werden, in welchem das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch P1 mit der Druckluft A1a gemischt wird. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch M, das gesteuert worden ist, eine Temperatur zum Erreichen einer idealen Magerverbrennung zu haben, wird somit der Brennkraftmaschine 2 zugeführt. Folglich können in der Brennkraftmaschine 2 gute Verbrennungsbedingungen erreicht werden. Im Ergebnis können die Eigenschaften des Abgases verbessert werden.
  • Das Brennkraftmaschinensystem 1 erfordert keine Kühlvorrichtung oder Heizungsvorrichtung, um die Gastemperatur (Tin) zu steuern. Das Brennkraftmaschinensystem 1 kann somit eine einfache Konfiguration haben. Eine Abgastemperatur kann anstelle der Gastemperatur (Tin) für die Steuerung verwendet werden. Informationen über eine Sauerstoffkonzentration des Abgases können zudem für die Steuerung verwendet werden. Eine Steuerung, die die Sauerstoffkonzentrationsinformationen verwendet, ist in der Lage, eine Fehlzündung zu erfassen. Im Ergebnis kann eine Steuerung erreicht werden, die zu einem stabilen Fahren beiträgt.
  • Das Brennkraftmaschinensystem 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf eine Vorrichtung angewendet werden, welche eine vergleichsweise konstante Ausgabe von der Brennkraftmaschine 2 erfordert. In diesem Fall ist eine Schwankung der Luftströmungsrate klein, was eine gute Steuerung ermöglicht. Beispielsweise hat ein Generator eine kleine Ausgabeschwankung und wird bei einem stationären Zustand betrieben. Das Brennkraftmaschinensystem 1 kann angemessen für einen Generator verwendet werden. Es gibt zudem eine Vorrichtung, bei welcher sich die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs beim Starten bis zu einem stationären Zustand kontinuierlich ändert. Das Brennkraftmaschinensystem 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für eine Vorrichtung, die ein Starten und Stoppen wiederholt, wie etwa ein Notfallgenerator, angemessen verwendet werden.
  • Obwohl das Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems der vorliegenden Offenbarung oben beschrieben worden sind, sind sie nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Das Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems der vorliegenden Offenbarung können auf eine Vielfalt von Weisen implementiert sein.
  • Wie in 3 gezeigt ist, weist ein Brennkraftmaschinensystem 1A gemäß einer Variation anstatt des Turboladers 3 einen Turbolader 3A auf. Die Steuerungseinrichtung 7 gibt zusätzlich zu den Steuerungssignalen φ1 und φ2 ferner ein Steuerungssignal φ3 aus. Andere Konfigurationen des Brennkraftmaschinensystems 1A sind die gleichen wie jene des Brennkraftmaschinensystems 1 und eine ausführliche Erläuterung davon wird weggelassen.
  • Der Turbolader 3A hat ein sogenanntes Wastegate-Ventil (nachfolgend „Wastegate-Ventil 22“). Das Wastegate-Ventil 22 ist in einem Bypassdurchgang 23 ausgebildet. Der Bypassdurchgang 23 hemmt die Strömung eines Anteils des Abgases Ga der Brennkraftmaschine 2 in die Turbine 8. Der Bypassdurchgang 23 führt einen Anteil des Abgases Ga zu dem Turbinenauslass 8b. Das Wastegate-Ventil 22 und der Bypassdurchgang 23 leiten einen Anteil des Abgases Ga um. Diese Konfiguration ermöglicht, dass eine Strömungsrate des Abgases Ga, das der Turbine 8 zugeführt wird, gesteuert wird. Die Balance zwischen der Leistung, die durch die Turbine 8 erzeugt wird, und der Leistung, die durch den Verdichter 9 erfordert wird, können somit angepasst werden. Das Brennkraftmaschinensystem 1A, das den Turbolader 3A aufweist, kann zudem für eine Vorrichtung verwendet werden, welche auf sogenannte Startcharakteristiken fokussiert ist (beispielsweise ein Fahrzeug).
  • Ein Ende des Bypassdurchgangs 23 ist mit einem stromaufwärtigen Verzweigungsteil 24 verbunden. Der stromaufwärtige Verzweigungsteil 24 ist in einem Durchgang ausgebildet, der den Brennkraftmaschinenauslass 2b mit dem Turbineneinlass 8a verbindet. Das andere Ende des Bypassdurchgangs 23 ist mit einem stromabwärtigen Verzweigungsteil 27 verbunden. Der stromabwärtige Verzweigungsteil 27 ist in einem Abgabedurchgang 26 (Abgabeteil) ausgebildet, welcher mit dem Turbinenauslass 8b verbunden ist. Das Wastegate-Ventil 22 ist mit dem Bypassdurchgang 23 zwischen dem stromaufwärtigen Verzweigungsteil 24 und dem stromabwärtigen Verzweigungsteil 27 verbunden. Das Wastegate-Ventil 22 steuert eine Strömungsrate von Abgas Gc. Das Abgas Gc strömt aus dem stromaufwärtigen Verzweigungsteil 24 zu dem stromabwärtigen Verzweigungsteil 27. Eine Steuerung des Wastegate-Ventils 22 beruht auf dem Steuerungssignal φ3, das von der Steuerungseinrichtung 7 bereitgestellt wird.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 steuert einen Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils 22 auf der Basis der Gastemperatur (Tin). Wenn beispielsweise, wie in 4 gezeigt ist, die Gastemperatur (Tin) höher ist als die Zieltemperatur (Ttr) (Schritt S2: JA), erhöht die Steuerungseinrichtung 7 die Strömungsrate des umgeleiteten Abgases Gc. Die Steuerungseinrichtung 7 erhöht zudem die Strömungsrate der Druckluft A1a, die dem Zusammenführungsteil 16 des Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugers 6 zugeführt wird. Darüber hinaus erhöht die Steuerungseinrichtung 7 die Strömungsrate der Druckluft A1b, die dem Reformer 4 zugeführt wird. Diese drei Steuerungen bilden einen fünften Schritt aus. Insbesondere erhöht die Steuerungseinrichtung 7 den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils 22 (Schritt S6). Wenn der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils 22 erhöht wird, strömt ein erhöhter Betrag des Abgases G in den Bypassdurchgang 23 und die Strömungsrate des Abgases Ga, das der Turbine 8 zugeführt wird, wird verringert. Im Ergebnis wird die Leistung verringert, die an der Turbine 8 erzeugt wird. In anderen Worten wird das Druckverhältnis des Verdichters 9 verringert. Die Temperatur der Druckluft A1, die aus dem Verdichterauslass 9b abgegeben wird, wird somit gesenkt. Es ist anzumerken, dass in diesem Fall der Öffnungsgrad des ersten Ventils 13 und der Öffnungsgrad des zweiten Ventils 14 erhöht werden können, um das Luft/Kraftstoff-Gemisch M bei einem vorbestimmten Druck zu erhalten (Schritt S7). Das heißt, der fünfte Schritt weist Schritt S6 und Schritt S7 auf.
  • Wenn die Gastemperatur (Tin) niedriger ist als die Zieltemperatur (Ttr), verringert die Steuerungseinrichtung 7 die Strömungsrate des umgeleiteten Abgases Gc. Die Steuerungseinrichtung 7 verringert zudem die Strömungsrate der Druckluft A1a, die dem Zusammenführungsteil 16 des Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugers 6 zugeführt wird. Darüber hinaus verringert die Steuerungseinrichtung 7 die Strömungsrate der Druckluft A1b, die dem Reformer 4 zugeführt wird. Diese drei Steuerungen bilden einen sechsten Schritt aus. Insbesondere verringert die Steuerungseinrichtung 7 den Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils 22 (Schritt S8). Wenn der Öffnungsgrad des Wastegate-Ventils 22 verringert wird, strömt ein erhöhter Betrag des Abgases Ga in die Turbine 8. Im Ergebnis wird die Leistung erhöht, die an der Turbine 8 erzeugt wird, und das Druckverhältnis des Verdichters 9 wird erhöht. Die Temperatur der Druckluft A1, die aus dem Verdichterauslass 9b abgegeben wird, wird somit angehoben. Es ist anzumerken, dass in diesem Fall der Öffnungsgrad des ersten Ventils 13 und der Öffnungsgrad des zweiten Ventils 14 verringert werden können, um das Luft/Kraftstoff-Gemisch M bei einem vorbestimmten Druck zu erhalten (Schritt S9). Das heißt, der sechste Schritt weist Schritt S8 und Schritt S9 auf.
  • Das erste Ventil 13 kann mit dem Turbolader 3 und dem Verzweigungsteil 12 verbunden sein. Das zweite Ventil 14 kann mit dem Reformer 4 und dem Zusammenführungsteil 16 verbunden sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A
    Brennkraftmaschinensystem
    2
    Brennkraftmaschine
    2a
    Brennkraftmaschineneinlass
    2b
    Brennkraftmaschinenauslass
    3, 3A
    Turbolader
    4
    Reformer
    4a
    Erster Reformereinlass
    4b
    Zweiter Reformereinlass
    4c
    Reformerauslass
    6
    Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeuger (Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil)
    6a
    Erster Erzeugereinlass
    6b
    Erster Erzeugerauslass
    6c
    Zweiter Erzeugereinlass
    6d
    Zweiter Erzeugerauslass
    7
    Steuerungseinrichtung (Steuerungsteil)
    7a
    Temperaturerlangungsteil
    7b
    Temperaturvergleichsteil
    7c
    Steuerungssignalerzeugungsteil
    8
    Turbine
    8a
    Turbineneinlass
    8b
    Turbinenauslass
    9
    Verdichter
    9a
    Verdichtereinlass
    9b
    Verdichterauslass
    11
    Kraftstoffzuführungsteil
    12
    Verzweigungsteil
    13
    Erstes Ventil
    14
    Zweites Ventil
    16
    Zusammenführungsteil
    17
    Strömungsverhältnis-Anpassungsteil
    18
    Ausgleichsbehälter
    19
    Luft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil
    21
    Temperatursensor (Temperaturerlangungsteil)
    22
    Wastegate-Ventil
    23
    Bypassdurchgang
    24
    Stromaufwärtiger Verzweigungsteil
    26
    Abgabedurchgang
    27
    Stromabwärtiger Verzweigungsteil
    A1, A1a, A1b
    Druckluft
    A2
    Luft
    F1, F2
    Kraftstoff
    G, Ga
    Abgas
    P1
    Erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch
    P2
    Zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch
    M
    Luft/Kraftstoff-Gemisch
    φ1, cp2, φ3
    Steuerungssignal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4033133 [0004]

Claims (11)

  1. Brennkraftmaschinensystem, mit: einer Brennkraftmaschine; einem Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird; einem Reformer, der ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch abgibt, das durch eine exotherme Reaktion zwischen der Druckluft und einem Kraftstoff erhalten wird; und einem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil, der ein zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch abgibt, das erlangt wird, indem die Druckluft mit dem ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemisch vermischt wird, wobei der Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil Folgendes aufweist: einen Strömungsverhältnis-Anpassungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen; und einen Zusammenführungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Strömungsverhältnis-Anpassungsteil und das erste Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aus dem Reformer aufzunehmen und das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch abzugeben, wobei der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil ein Verhältnis zwischen einer Strömungsrate der Druckluft, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird, und einer Strömungsrate der Druckluft anpasst, die dem Reformer zugeführt wird.
  2. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 1, ferner mit: einem Temperaturerlangungsteil, der zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Temperatur eines Luft/Kraftstoff-Gemischs erlangt, das das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aufweist, das zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine strömt, und einem Steuerungsteil, der den Strömungsverhältnis-Anpassungsteil auf der Basis von Informationen steuert, die von dem Temperaturerlangungsteil ausgegeben werden.
  3. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil Folgendes aufweist: einen Verzweigungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen; ein erstes Ventil, das mit dem Verzweigungsteil und dem Zusammenführungsteil verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird; und ein zweites Ventil, das mit dem Verzweigungsteil und dem Reformer verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Reformer zugeführt wird.
  4. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 3, ein Temperaturerlangungsteil, der zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Temperatur eines Luft/Kraftstoff-Gemischs erlangt, das das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aufweist, das zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine strömt, und ein Steuerungsteil, der den Strömungsverhältnis-Anpassungsteil auf der Basis von Informationen steuert, die von dem Temperaturerlangungsteil ausgegeben werden, wobei der Steuerungsteil die Strömungsrate der Druckluft verringert, die dem Reformer aus dem zweiten Ventil zugeführt wird, wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als eine Zieltemperatur, und der Steuerungsteil die Strömungsrate der Druckluft erhöht, die dem Reformer aus dem zweiten Ventil zugeführt wird, wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur.
  5. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 2 oder 3, ferner mit: einem Temperaturerlangungsteil, der zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Temperatur eines Luft/Kraftstoff-Gemischs erlangt, das das zweite Druckluft/Kraftstoff-Gemisch aufweist, das zwischen dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil und der Brennkraftmaschine strömt; und einem Steuerungsteil, der den Turbolader auf der Basis von Informationen steuert, die von dem Temperaturerlangungsteil ausgegeben werden, wobei der Turbolader Folgendes aufweist: eine Turbine, die konfiguriert ist, das Abgas aufzunehmen und eine Leistung zu erzeugen, einen Verdichter, der konfiguriert ist, die Leistung aufzunehmen und die Druckluft abzugeben, einen Bypassdurchgang, der konfiguriert ist, einen Durchgang, der die Brennkraftmaschine mit der Turbine verbindet, und einen Abgabeteil der Turbine kurzzuschließen, und ein Wastegate-Ventil, das in dem Bypassdurchgang ausgebildet ist, und wobei der Steuerungsteil das Wastegate-Ventil auf der Basis der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs steuert.
  6. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 5, wobei der Strömungsverhältnis-Anpassungsteil Folgendes aufweist: einen Verzweigungsteil, der konfiguriert ist, die Druckluft aus dem Turbolader aufzunehmen; ein erstes Ventil, das mit dem Verzweigungsteil und dem Zusammenführungsteil verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Zusammenführungsteil zugeführt wird; und ein zweites Ventil, das mit dem Verzweigungsteil und dem Reformer verbunden ist und konfiguriert ist, die Strömungsrate der Druckluft zu steuern, die dem Reformer zugeführt wird, und wobei der Steuerungsteil eine Strömungsrate des Abgases erhöht, das in den Bypassdurchgang strömt, die Strömungsrate der Druckluft erhöht, die dem Zusammenführungsteil aus dem ersten Ventil zugeführt wird, und die Strömungsrate der Druckluft erhöht, die dem Reformer aus dem zweiten Ventil zugeführt wird, wenn die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als eine Zieltemperatur, und der Steuerungsteil die Strömungsrate des Abgases verringert, das in den Bypassdurchgang strömt, die Strömungsrate der Druckluft verringert, die dem Zusammenführungsteil aus dem ersten Ventil zugeführt wird, und die Strömungsrate der Druckluft verringert, die dem Reformer aus dem zweiten Ventil zugeführt wird, wenn die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur.
  7. Brennkraftmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Ausgleichsbehälter zwischen der Brennkraftmaschine und dem Strömungsverhältnis-Anpassungsteil bereitgestellt ist.
  8. Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems, das eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird, und einen Reformer aufweist, der unter Verwendung der Druckluft ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch für ein Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen ersten Schritt Erlangen einer Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs; einen zweiten Schritt Vergleichen der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs mit einer Zieltemperatur; einen dritten Schritt Verringern einer Strömungsrate der Druckluft, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als die Zieltemperatur; und einen vierten Schritt Erhöhen der Strömungsrate der Druckluft, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur.
  9. Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems nach Anspruch 8, wobei das Brennkraftmaschinensystem einen Ausgleichsbehälter aufweist, der zwischen der Brennkraftmaschine und dem Reformer bereitgestellt ist.
  10. Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems nach Anspruch 8, wobei das Brennkraftmaschinensystem eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, der Druckluft abgibt, indem Abgas verwendet wird, das aus der Brennkraftmaschine zugeführt wird, und einen Mechanismus zum Umleiten eines Anteils des Abgases hat, einen Reformer, der ein erstes Druckluft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, indem die Druckluft verwendet wird, und einen Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil aufweist, der unter Verwendung der Druckluft und des ersten Druckluft/Kraftstoff-Gemischs ein zweites Druckluft/Kraftstoff-Gemisch für ein Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen ersten Schritt Erlangen einer Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs; einen zweiten Schritt Vergleichen der Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs mit einer Zieltemperatur; einen fünften Schritt Ausführen einer Steuerung, um eine Strömungsrate des Abgases zu erhöhen, das umgeleitet wird, eine Strömungsrate der Druckluft zu erhöhen, die dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil zugeführt wird, und eine Strömungsrate der Druckluft zu erhöhen, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs höher ist als die Zieltemperatur, und einen sechsten Schritt Ausführen einer Steuerung, um die Strömungsrate des Abgases zu verringern, das umgeleitet wird, die Strömungsrate der Druckluft zu verringern, die dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil zugeführt wird, und die Strömungsrate der Druckluft zu verringern, die dem Reformer zugeführt wird, wenn als ein Ergebnis des zweiten Schritts die Temperatur des Luft/Kraftstoff-Gemischs niedriger ist als die Zieltemperatur.
  11. Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems nach Anspruch 10, wobei das Brennkraftmaschinensystem einen Ausgleichsbehälter aufweist, der zwischen der Brennkraftmaschine und dem Druckluft/Kraftstoff-Gemischerzeugungsteil bereitgestellt ist.
DE112019006790.7T 2019-02-01 2019-12-25 Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems Pending DE112019006790T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-016873 2019-02-01
JP2019016873 2019-02-01
PCT/JP2019/050955 WO2020158273A1 (ja) 2019-02-01 2019-12-25 内燃機関システム及び内燃機関システムの制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112019006790T5 true DE112019006790T5 (de) 2021-12-02

Family

ID=71840844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112019006790.7T Pending DE112019006790T5 (de) 2019-02-01 2019-12-25 Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11746714B2 (de)
JP (1) JP7276357B2 (de)
CN (1) CN113286937B (de)
DE (1) DE112019006790T5 (de)
WO (1) WO2020158273A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11982241B2 (en) * 2021-12-22 2024-05-14 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for multi-fuel engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033133A (en) 1976-03-22 1977-07-05 California Institute Of Technology Start up system for hydrogen generator used with an internal combustion engine

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS557954A (en) * 1978-07-03 1980-01-21 Agency Of Ind Science & Technol Engine with fuel improving unit
JP2006037745A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2007002684A (ja) 2005-06-21 2007-01-11 Toyota Motor Corp 燃料改質装置
US20100206249A1 (en) * 2007-11-12 2010-08-19 Massachusetts Institute Of Technology Fuel management system for very high efficiency flex fuel engines
JP2009150268A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Toyota Motor Corp 燃料改質装置
US8967089B2 (en) * 2009-06-29 2015-03-03 Monsanto Technology Llc Reformed ethanol engines
US9874158B2 (en) * 2009-09-04 2018-01-23 Lg Fuel Cell Systems, Inc Engine systems and methods of operating an engine
FR2960915A1 (fr) * 2010-06-03 2011-12-09 Renault Sa Moteur a combustion interne alimente en carburant muni d'un circuit de recirculation des gaz d'echappement a basse pression et d'un systeme de production d'hydrogene supplementaire.
JP5972180B2 (ja) 2013-01-15 2016-08-17 ヤンマー株式会社 エンジン
JP6258779B2 (ja) 2014-05-16 2018-01-10 株式会社Ｓｏｋｅｎ 燃料供給システム
CN105134373B (zh) 2015-08-19 2017-11-28 天津大学 基于燃烧反应路径可调控的发动机及其调控方法
JP6590714B2 (ja) 2016-01-28 2019-10-16 大阪瓦斯株式会社 エンジンシステム
JP6607831B2 (ja) 2016-07-14 2019-11-20 ヤンマー株式会社 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法
US10815912B2 (en) * 2016-08-01 2020-10-27 Caterpillar Inc. Natural gas fuel reformer control for lean burn gas engines
US10612497B2 (en) * 2018-04-24 2020-04-07 Saudi Arabian Oil Company Water injection to increase hydrogen production by on-board reforming of fuel for automotive internal combustion engines
US11125170B2 (en) * 2018-12-10 2021-09-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Supercritical reforming of fuels, without separate water supply, for internal combustion engines
CH718370A2 (de) * 2021-02-22 2022-08-31 Liebherr Machines Bulle Sa Kraftstoffversorgungseinrichtung zum Zuführen eines Kraftstoffs und eine Verbrennungskraftmaschine.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033133A (en) 1976-03-22 1977-07-05 California Institute Of Technology Start up system for hydrogen generator used with an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
CN113286937B (zh) 2023-04-18
WO2020158273A1 (ja) 2020-08-06
JP7276357B2 (ja) 2023-05-18
CN113286937A (zh) 2021-08-20
JPWO2020158273A1 (ja) 2021-11-18
US11746714B2 (en) 2023-09-05
US20210340922A1 (en) 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH702389A2 (de) System und Verfahren zur Verbesserung des Emissionsverhaltens einer Gasturbine.
DE60002566T2 (de) Katalysatorsysteme
DE2649407C3 (de) Verfahren zur Steuerung einer mit Vorbehandlung des Treibstoffs arbeitenden Brennkraftmaschine
CH698566B1 (de) Verfahren und System zur Optimierung der Temperatur der Eintrittsluft bei Turbinenmotoren.
DE102008043487A1 (de) Brennkraftmaschine mit Turbolader und Oxidationskatalysator
DE102013108468A1 (de) Verfahren und System zum Steuern eines zweistufigen Turboladers
DE2354313C3 (de) Einrichtung zum Regeln der Gemischzusammensetzung einer Brennkraftmaschine
DE102008032601A1 (de) Verfahren zum Einstellen eines Zustandes eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
DE102015117878A1 (de) Verfahren und Systeme zur Luftstromsteuerung
EP1108862B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren schädlicher Bestandteile im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE102010016994A1 (de) Gasturbinenbrennkammersystem mit In-Line Brennstoffreformierung und -verfahren
DE112021001471T5 (de) Ammoniakmotor
DE112013005601T5 (de) Stromerzeugungssystem und Verfahren zum Betrieb eines Stromerzeugungssystems
EP1197256A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von heissen Verbrennungsabgasen
DE112019006790T5 (de) Brennkraftmaschinensystem und Verfahren zum Steuern eines Brennkraftmaschinensystems
DE2303586A1 (de) Gasturbine mit vollstaendiger gleichmaessiger verbrennung des ihr zugefuehrten fluessigen brennstoffes
EP3106637B1 (de) Verfahren zum betreiben eines gasmotors
EP1417405B1 (de) Verfahren zur regelung eines verbrennungsmotors mit abgasrückführung sowie einrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102016204142A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschineneinrichtung und Brennkraftmaschineneinrichtung
DE112013004219T5 (de) Anordnung und Verfahren zur oxidativen Nachbehandlung von Abgasen aus einem Verbrennungsmotor
DE102016200923A1 (de) Regelung der Abgastemperatur durch elektrische Turbine
DE102012207266A1 (de) Regelkreis und Verfahren zum Regeln eines Ladedruckes in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors mit einer Aufladeeinrichtung
EP1368561B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE102018220653A1 (de) Kraftstoffreformierungssystem und Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Kraftstoffreformers
DE102008002469A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasreinigung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed