JP2006132490A - Hydrogen addition internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、水素添加内燃機関に関する。 The present invention relates to a hydrogenated internal combustion engine.
燃料としてガソリンを用いる内燃機関では、ガソリンに加えてさらに水素ガスを供給することによって、排気ガス中の窒素酸化物(NOX)の更なる低減が可能となることが知られている。例えば、特開2004−116398号公報には、水素インジェクタとガソリンインジェクタを備え、水素とガソリンを所定の割合で筒内へ噴射する内燃機関が開示されている。 In an internal combustion engine that uses gasoline as fuel, it is known that further reduction of nitrogen oxides (NO x ) in exhaust gas is possible by supplying hydrogen gas in addition to gasoline. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-116398 discloses an internal combustion engine that includes a hydrogen injector and a gasoline injector and injects hydrogen and gasoline into a cylinder at a predetermined ratio.
しかしながら、上述のような内燃機関では水素の燃焼によって水が生成されるが、極低温始動時においては、筒内(燃焼室内)の温度が低いため、水素の燃焼によって生成された水分によって点火プラグが覆われてしまう場合がある。この場合、点火プラグの温度も低下しているため、水分によって点火プラグにくすぶりが発生してしまう。これにより、点火プラグの機能が損なわれてしまい、筒内の燃焼状態が悪化するという問題が発生する。 However, in the internal combustion engine as described above, water is generated by the combustion of hydrogen, but at the time of starting at a very low temperature, the temperature in the cylinder (combustion chamber) is low, so the spark plug is generated by the water generated by the combustion of hydrogen. May be covered. In this case, since the temperature of the spark plug is also lowered, the smoldering occurs in the spark plug due to moisture. Thereby, the function of a spark plug will be impaired and the problem that the combustion state in a cylinder deteriorates will generate | occur | produce.
特に、筒内に直接水素を噴射する内燃機関では、点火プラグの近傍に水素が噴射されるため、点火プラグのくすぶりが生じる可能性がより高くなる。また、ガソリンに水素を添加してリーンバーンを行う場合は、プラグくすぶりによる燃焼悪化により十分な希薄化ができない場合が想定される。 In particular, in an internal combustion engine that directly injects hydrogen into a cylinder, since hydrogen is injected in the vicinity of the spark plug, the possibility of smoldering of the spark plug becomes higher. In addition, when lean burn is performed by adding hydrogen to gasoline, it may be assumed that sufficient dilution cannot be achieved due to combustion deterioration due to plug smoldering.
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、燃焼の燃料としてガソリンと共に水素ガスを用いる水素添加内燃機関において、水素ガスが燃焼して生成された水分によって点火プラグのくすぶりが発生してしまうことを抑止することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a hydrogenated internal combustion engine that uses hydrogen gas together with gasoline as a fuel for combustion, the spark plug is made of water generated by combustion of hydrogen gas. The purpose is to suppress the occurrence of smoldering.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、燃焼の燃料として炭化水素燃料と共に水素ガスを用いる水素添加内燃機関であって、現在の運転状態が冷間始動時であるか否かを判定する冷間始動判定手段と、現在の運転状態が冷間始動時である場合は、温間始動時に比べて炭化水素燃料に対する水素ガスの添加割合を少なくする添加割合変更手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a hydrogenated internal combustion engine that uses hydrogen gas together with hydrocarbon fuel as a combustion fuel, and determines whether or not the current operating state is a cold start time. A cold start determination means, and when the current operating state is a cold start, an addition ratio changing means for reducing the addition ratio of hydrogen gas to the hydrocarbon fuel compared to the warm start,
It is provided with.
第2の発明は、第1の発明において、前記冷間始動判定手段は、外気温を取得する外気温取得手段を含み、外気温が所定値以下の場合に冷間始動時であると判定することを特徴とする。 In a second aspect based on the first aspect, the cold start determining means includes an outside air temperature acquiring means for acquiring the outside air temperature, and determines that the cold start time is in the case where the outside air temperature is a predetermined value or less. It is characterized by that.
第3の発明は、第2の発明において、前記冷間始動判定手段は、冷却水温を取得する冷却水温取得手段を含み、外気温が所定値以下であり、且つ冷却水温が所定値以下の場合に冷間始動時であると判断することを特徴とする。 According to a third aspect, in the second aspect, the cold start determination unit includes a cooling water temperature acquisition unit that acquires a cooling water temperature, and the outside air temperature is a predetermined value or less and the cooling water temperature is a predetermined value or less. It is characterized in that it is during cold start.
第4の発明は、第1〜第3の発明のいずれかにおいて、現在の運転状態が冷間始動時である場合は、スロットル開度を温間始動時よりも小さくするスロットル開度変更手段を更に備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, when the current operating state is a cold start time, a throttle opening degree changing means for making the throttle opening smaller than that at the warm start time is provided. It is further provided with the feature.
第1の発明によれば、現在の運転状態が冷間始動時である場合は、通常の温間始動時に比べて炭化水素燃料に対する水素ガスの添加割合を少なくするため、水素の燃焼によって生成された水分が点火プラグに付着してしまうことを抑止できる。従って、点火プラグにくすぶりが発生してしまうことを抑止することができ、始動以降の筒内の燃焼状態を良好に保つことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the current operating state is a cold start, it is generated by combustion of hydrogen in order to reduce the proportion of hydrogen gas added to the hydrocarbon fuel as compared to a normal warm start. It is possible to prevent the remaining moisture from adhering to the spark plug. Therefore, the occurrence of smoldering in the spark plug can be suppressed, and the combustion state in the cylinder after the start can be kept good.
第2の発明によれば、外気温取得手段において取得した外気温に基づいて、現在の運転状態が冷間始動時であるか否かを判定することができる。 According to the second invention, it is possible to determine whether or not the current operation state is a cold start based on the outside air temperature acquired by the outside air temperature acquisition means.
第3の発明によれば、外気温が所定値以下であり、且つ冷却水温が所定値以下の場合に冷間始動時であると判断するため、点火プラグにくすぶりが発生するか否かを確実に判断することが可能となる。 According to the third aspect of the invention, when the outside air temperature is equal to or lower than the predetermined value and the cooling water temperature is equal to or lower than the predetermined value, it is determined that the engine is cold-started. It becomes possible to judge.
第4の発明によれば、現在の運転状態が冷間始動時である場合は、スロットル開度を温間始動時よりも小さくするため、空燃比が過度にリーン側に変動してしまうことを抑えることができる。従って、燃焼状態を良好に保つことができ、失火の発生を確実に抑止することができる。 According to the fourth aspect of the invention, when the current operating state is a cold start, the air-fuel ratio is excessively changed to the lean side in order to make the throttle opening smaller than that at the warm start. Can be suppressed. Therefore, the combustion state can be kept good and the occurrence of misfire can be reliably suppressed.
以下、図面に基づいてこの発明の一実施形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.
図1は、本発明の実施の形態1に係る水素添加内燃機関10を備えたシステムの構成を説明するための図である。内燃機関10には吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12は、上流側の端部にエアフィルタ16を備えている。エアフィルタ16には、吸気温THA(すなわち外気温)を検出する吸気温センサが組みつけられている。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a system including a hydrogenated
エアフィルタ16の下流には、エアフロメータ18が配置されている。エアフロメータ18の下流には、サージタンク20が設けられている。サージタンク20の下流には、スロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサと、スロットルバルブが全閉となることでオンとなるアイドルスイッチとが配置されている。
An
内燃機関10の筒内には、その内部を往復運動するピストン24が設けられている。また、内燃機関10は、シリンダヘッド26を備えている。ピストン24とシリンダヘッド26との間には、燃焼室28が形成されている。燃焼室28には、吸気ポート30および排気ポート32が連通しており、吸気ポート30は吸気通路12と、排気ポート32は排気通路14と、それぞれ接続されている。吸気ポート30および排気ポート32には、それぞれ吸気弁34および排気弁36が配置されている。
A
吸気通路12には、ポート内にガソリン(炭化水素燃料)を噴射するガソリン噴射弁38が配置されている。また、吸気通路12には、ポート内に水素を噴射する水素燃料ポート噴射弁40が配置されている。なお、ガソリン噴射弁、水素燃料噴射弁は、内燃機関10の筒内に直接燃料を噴射するように設けても良い。
A
ガソリン噴射弁38には、ガソリン供給管42を介してガソリンタンク44が連通している。ガソリン供給管42は、ガソリン噴射弁38とガソリンタンク44との間に、ポンプ46およびガソリン流量計48を備えている。ポンプ46は、ガソリン噴射弁38に所定の圧力でガソリンを供給することができる。このため、ガソリン噴射弁38は、外部から供給される駆動信号を受けて開弁することにより、その開弁の時間に応じた量のガソリンを吸気通路12内に噴射することができる。
A
本実施形態のシステムは、気体状態にある水素を高圧で貯留するための水素タンク50を備えている。水素タンク50には、水素供給管52が連通している。水素供給管52は、水素燃料ポート噴射弁40に連通している。尚、本実施形態のシステムでは、水素燃料ポート噴射弁40に供給される水素燃料として、外部から水素タンク50内に充填される水素ガスを使用しているが、水素燃料ポート噴射弁40に供給される水素燃料はこれに限定されるものではなく、車両上で生成、あるいは外部より供給される高濃度の水素を含む水素リッチガスを使用するものであってもよい。
The system of this embodiment includes a
水素供給管52には、レギュレータ56が配置されている。このような構成によれば、水素燃料ポート噴射弁40には、レギュレータ56により減圧された所定の圧力で、水素タンク50内にある水素が供給される。このため、水素燃料ポート噴射弁40は、外部から供給される駆動信号を受けて開弁することにより、その開弁の時間に応じた量の水素を吸気通路12内に噴射することができる。
A
また、水素供給管52には、レギュレータ56と水素燃料ポート噴射弁40との間に、温度センサ53、燃圧センサ54が配置されている。温度センサ53は、水素燃料ポート噴射弁40に供給される水素の温度に応じた出力を発するセンサである。また、燃圧センサ54は、水素燃料ポート噴射弁40に供給される水素の圧力に応じた出力を発するセンサである。本実施形態のシステムでは、温度センサ53、燃圧センサ54が発する出力に基づいてレギュレータ56を制御することとしている。このため、水素タンク50から供給される水素の温度、圧力が変動する場合であっても、水素燃料ポート噴射弁40に安定した圧力で水素を供給することができる。
In the
排気通路14にはO2センサ58およびNOxセンサ60が組み込まれている。O2センサ58は、排気ガス中の酸素の有無を基礎として、排気空燃比に応じた出力を発するセンサである。また、NOxセンサ60は、排気ガス中のNOx濃度に応じた出力を発するセンサである。これらのセンサ58,60の下流には、排気ガスを浄化するための触媒62が配置されている。触媒62には、触媒床温度を検出するための触媒床温センサ64が組み込まれている。
An O 2 sensor 58 and a
本実施形態のシステムは、ECU70を備えている。ECU70には、上述した温度センサ53、燃圧センサ54、O2センサ58、NOxセンサ60、触媒床温センサ64に加え、外気温を検出する外気温センサ72、冷却水温を検出する冷却水温センサ74が接続されている。また、ECU70には、内燃機関10の運転状態を把握すべく、ノッキングの発生を検知するKCSセンサや、スロットル開度、機関回転数、排気温度、潤滑油温度などを検出するための各種センサ(不図示)が接続されている。また、ECU70には、上述したガソリン噴射弁38、水素燃料ポート噴射弁40、ポンプ46などのアクチュエータが接続されている。このような構成によれば、ECU70は、内燃機関10の運転状態に応じて、燃料噴射を実行する噴射弁を任意に選択することができる。
The system of this embodiment includes an
図2は、本実施形態のシステムの運転モードを説明するための模式図であって、機関回転数、負荷に応じて設定される各運転モードを示している。本実施形態のシステムは、ガソリンのみを使用して内燃機関10を運転するガソリン燃焼領域と、ガソリンと水素の両方を使用してリーンバーン燃焼により内燃機関10を運転する水素添加リーンバーン領域の2種類のモードを備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation mode of the system of the present embodiment, and shows each operation mode set according to the engine speed and the load. The system of the present embodiment includes a gasoline combustion region in which the
図2に示すように、アイドリング〜常用回転域では水素添加リーンバーン領域で運転が行われる。また、水素添加リーンバーン領域よりも高負荷、高回転域では、ガソリン燃焼領域で運転が行われる。水素添加リーンバーン領域の運転では、ガソリンに水素を添加してリーンバーン燃焼を行うため、筒内(燃焼室16内)の燃焼状態を良好にすることができ、燃費、効率を向上させることができる。また、リーンバーン燃焼によりNOXの排出を抑えることができるため、エミッションを向上させることができる。 As shown in FIG. 2, the operation is performed in the hydrogen addition lean burn region in the idling to normal rotation region. In addition, the operation is performed in the gasoline combustion region in a higher load and higher rotation region than in the hydrogen addition lean burn region. In the operation in the hydrogen-added lean burn region, hydrogen is added to gasoline and lean burn combustion is performed, so that the combustion state in the cylinder (in the combustion chamber 16) can be improved, and fuel efficiency and efficiency can be improved. it can. Further, emission of NO x can be suppressed by lean burn combustion, so that emission can be improved.
このように構成された本実施形態のシステムでは、機関始動時においても水素添加燃焼モードで運転が行われるが、外気温が極低温(例えば−25℃〜−30℃程度)の時に機関を始動させた場合は、初爆時の水素の燃焼によって発生した水分が液体の状態で点火プラグに付着してしまう場合があり、これによって点火プラグのくすぶりが発生する場合がある。 In the system of this embodiment configured as described above, the operation is performed in the hydrogenation combustion mode even when the engine is started, but the engine is started when the outside air temperature is extremely low (for example, about −25 ° C. to −30 ° C.). In such a case, moisture generated by the combustion of hydrogen at the first explosion may adhere to the spark plug in a liquid state, which may cause smoldering of the spark plug.
このため、本実施形態のシステムでは、冷間時に機関を始動する場合、特に極低温時に機関を始動する場合は、ガソリンに対する水素の添加割合を通常よりも少なくすることで、水素の燃焼を抑えるようにしている。具体的には、外気温センサ72、冷却水温センサ74の出力に基づいて冷間始動時であるか否かを判定し、冷間始動時の場合は水素添加割合を減少させるようにしている。これにより、水素の燃焼によって発生する水分量を最小限に抑えることができ、点火プラグにくすぶりが発生することを抑止できる。従って、点火プラグのくすぶりによって点火プラグの機能が低下してしまうことを抑止でき、以降の燃焼が悪化してしまうことを確実に抑止できる。
For this reason, in the system of the present embodiment, when starting the engine when it is cold, particularly when starting the engine at a very low temperature, the hydrogen addition ratio to gasoline is reduced to be lower than usual, thereby suppressing hydrogen combustion. I am doing so. Specifically, it is determined whether or not it is a cold start based on the outputs of the outside
ここで、水素添加割合はガソリンの熱発生量に対する水素の熱発生量の割合であって、通常の水素添加リーンバーン領域では、水素添加割合が20%程度の値に設定される。一方、極低温の始動時には、水素添加割合を5%程度まで低下させることが好適である。 Here, the hydrogen addition ratio is a ratio of the heat generation amount of hydrogen to the heat generation amount of gasoline, and in the normal hydrogen addition lean burn region, the hydrogen addition ratio is set to a value of about 20%. On the other hand, at the start of cryogenic temperature, it is preferable to reduce the hydrogen addition ratio to about 5%.
始動後、筒内で爆発行程が数回行われると筒内の温度は直ちに100℃以上となる。この状態では、水素の燃焼によって発生した水分は水蒸気となり、排気ガスとともに排気通路14へ排出される。従って、爆発行程が数回行われた後は点火プラグにくすぶりが発生することがないため、水素添加割合を通常の水素添加リーンバーン領域における添加割合に戻すことができる。
After the start-up, if the explosion process is performed several times in the cylinder, the temperature in the cylinder immediately becomes 100 ° C. or higher. In this state, the water generated by the combustion of hydrogen becomes water vapor and is discharged into the
水素添加割合を減少させた場合は、通常時に比べて空燃比がよりリーン側となるため、スロットル開度を小さくして吸入空気量を減少させることが望ましい。これにより、空燃比がリッチ側へ移行し、空燃比が過度にリーンとなることを抑えることができる。従って、空燃比が過度にリーンとなることで失火等が生じてしまうことを抑止できる。そして、筒内温度が十分に上昇し、通常の水素添加リーンバーン領域における水素添加割合に戻した時点で、スロットル開度を通常の値に戻すことが好適である。 When the hydrogen addition ratio is decreased, the air-fuel ratio becomes leaner than normal, so it is desirable to reduce the intake air amount by reducing the throttle opening. Thereby, it can suppress that an air fuel ratio shifts to the rich side and an air fuel ratio becomes excessively lean. Therefore, it is possible to prevent misfiring or the like from occurring due to the lean air-fuel ratio. It is preferable to return the throttle opening to the normal value when the in-cylinder temperature sufficiently rises and returns to the hydrogen addition ratio in the normal hydrogen addition lean burn region.
次に、図3のフローチャートに基づいて、本実施形態のシステムにおける処理の手順を説明する。先ず、ステップS1では、現在の運転状態が機関始動時であるか否かを判定する。機関始動時の場合はステップS2へ進み、機関始動時でない場合はステップS5へ進む。 Next, a processing procedure in the system of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S1, it is determined whether or not the current operating state is when the engine is started. If the engine is starting, the process proceeds to step S2, and if not, the process proceeds to step S5.
次のステップS2では、外気温センサ72の出力から外気温Toutを取得し、冷却水温センサ74の出力から冷却水出口温度Twoutを取得する。次のステップS3では、外気温Toutと所定のしきい値T0とを比較し、Tout<T0であるか否かを判定する。ここで、しきい値T0の値は、例えば−25℃〜−30℃程度の値としておく。
In the next step S2, the outside air temperature Tout is acquired from the output of the outside
ステップS3でTout<T0の場合はステップS4へ進む。この場合、外気温が極低温でありため、筒内の温度が低いと、水素の燃焼によって生成された水分によって点火プラグにくすぶりが発生する場合がある。従って、ステップS4では、冷却水出口温度Twoutと所定のしきい値T1とを比較し、Twout>T1であるか否かを判定する。ここで、しきい値T1は、筒内で水素が燃焼した際に水分が液体の状態で点火プラグに付着するか否かを判定するためのしきい値であって、T1の値は例えば20℃〜30℃程度の値としておく。 If Tout <T0 in step S3, the process proceeds to step S4. In this case, since the outside air temperature is extremely low, when the temperature in the cylinder is low, smoldering may occur in the spark plug due to moisture generated by hydrogen combustion. Therefore, in step S4, the coolant outlet temperature Twout is compared with a predetermined threshold value T1, and it is determined whether or not Twout> T1. Here, the threshold value T1 is a threshold value for determining whether or not moisture adheres to the spark plug in a liquid state when hydrogen burns in the cylinder. The value of T1 is, for example, 20 A value of about 30 ° C. to 30 ° C.
ステップS3でTout>T0の場合はステップS5へ進む。この場合、筒内の温度が比較的高い状態と判断できるため、以降のステップで通常の水素添加リーンバーン領域による運転を行う。すなわち、ステップS5で機関回転数、スロットル開度を取得し、次のステップS6では、ステップS5で取得した機関回転数、スロットル開度に応じて水素添加割合RH2、ガソリン噴射量(噴射期間)、水素噴射量(噴射期間)、およびスロットル開度TRなどの各種パラメータをマップから求める。そして、ステップS7では、ステップS6で求めたパラメータに基づいて水素添加燃焼モードによるリーンバーン運転を行う。ステップS7の後は処理を終了する(RETURN)。 If Tout> T0 in step S3, the process proceeds to step S5. In this case, since it can be determined that the in-cylinder temperature is relatively high, operation in the normal hydrogen addition lean burn region is performed in the following steps. That is, the engine speed and the throttle opening are acquired in step S5, and in the next step S6, the hydrogen addition ratio RH2, the gasoline injection amount (injection period), the engine speed and the throttle opening acquired in step S5, Various parameters such as the hydrogen injection amount (injection period) and the throttle opening TR are obtained from the map. In step S7, the lean burn operation in the hydrogenation combustion mode is performed based on the parameters obtained in step S6. After step S7, the process ends (RETURN).
また、ステップS4でTwout>T1の場合は、外気温は極低温であるが、冷却水出口温度Twoutが所定値以上であるため、直前に機関の運転が行われるなどの要因によって筒内温度がそれほど低下していない状態と判断できる。従って、この場合はステップS5へ進み、以降のステップで通常の水素添加燃焼モードによる運転を行う。 If Twout> T1 in step S4, the outside air temperature is extremely low, but the cooling water outlet temperature Twout is equal to or higher than a predetermined value. It can be judged that the state has not decreased so much. Therefore, in this case, the process proceeds to step S5, and the operation in the normal hydrogenation combustion mode is performed in the subsequent steps.
一方、ステップS4でTwout≦T1の場合はステップS8へ進む。この場合、外気温が極低温であり、且つ冷却水温が所定値以下であるため、通常の水素添加割合でガソリンに水素を添加して燃焼を行うと、水素の燃焼によって生成された水分によって点火プラグにくすぶりが発生する場合がある。このため、ステップS8では水素減量制御を開始する。 On the other hand, if Twout ≦ T1 in step S4, the process proceeds to step S8. In this case, since the outside air temperature is extremely low and the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined value, when hydrogen is added to gasoline at a normal hydrogen addition rate and combustion is performed, the water is ignited by moisture generated by the hydrogen combustion. Smoldering may occur on the plug. For this reason, hydrogen reduction control is started in step S8.
ステップS8の後はステップS9へ進む。ステップS9では、通常時よりも減少させた水素添加割合RH2’を算出する。ここでは、RH2’=RH2×A (A<1)の演算を行って、通常時の水素添加割合RH2よりも小さい水素添加割合RH2’を求める。上述したように通常の水素添加燃焼モードによる運転では水素添加割合RH2は20%程度であるが、ここでは水素添加割合RH2’を5%程度まで低下させる。 After step S8, the process proceeds to step S9. In step S9, a hydrogen addition ratio RH2 'that is reduced compared to the normal time is calculated. Here, the calculation of RH2 ′ = RH2 × A (A <1) is performed to obtain a hydrogenation rate RH2 ′ smaller than the normal hydrogenation rate RH2. As described above, in the operation in the normal hydrogenation combustion mode, the hydrogenation rate RH2 is about 20%, but here the hydrogenation rate RH2 'is reduced to about 5%.
また、水素添加割合を減少させた場合はスロットル開度を絞る必要があるため、ステップS9では、通常時よりも減少させたスロットル開度TR’を算出する。ここでは、TR’=TR×B (B<1)の演算を行って、通常時のスロットル開度TRよりも小さいスロットル開度TR’を求める。 Further, since the throttle opening needs to be reduced when the hydrogen addition ratio is reduced, in step S9, the throttle opening TR 'that is reduced from the normal time is calculated. Here, TR ′ = TR × B (B <1) is calculated to obtain a throttle opening TR ′ smaller than the normal throttle opening TR.
次のステップS10では、ステップS9で求めた水素添加割合RH2’、スロットル開度TR’に基づいて水素添加燃焼モードでの運転を行う。これにより、外気温が極低温であり、且つ筒内温度が非常に低下した状態において、通常時よりも水素添加割合を少なくして運転が行われるため、水素の燃焼によって生成された水分が液体の状態で点火プラグに付着してしまうことを抑止できる。従って、点火プラグにくすぶりが発生することを抑止でき、点火プラグの機能が損なわれることを抑止できる。これにより、点火プラグのくすぶりに起因して燃焼状態が悪化してしまうことを確実に抑止することができる。 In the next step S10, the operation in the hydrogenation combustion mode is performed based on the hydrogenation rate RH2 'and the throttle opening TR' obtained in step S9. As a result, in a state where the outside air temperature is extremely low and the in-cylinder temperature is very low, the operation is performed with a lower hydrogen addition ratio than usual, so that the water generated by hydrogen combustion is liquid. In this state, it can be prevented from adhering to the spark plug. Therefore, the occurrence of smoldering in the spark plug can be suppressed, and the function of the spark plug can be prevented from being impaired. Thereby, it can suppress reliably that a combustion state deteriorates due to the smoldering of a spark plug.
次のステップS11では冷却水出口温度Twoutを再度取得し、次のステップS12ではTwout>T1であるか否かを再度判定する。ステップS12でTwout>T1の場合は、冷却水出口温度Twoutがしきい値T1よりも上昇しているため、水素の燃焼によって生成された水分は水蒸気となって排気ガスとともに排出される。従って、この場合はステップS5へ進み、以降のステップで通常の水素添加燃焼モードによる運転を行う。 In the next step S11, the coolant outlet temperature Twout is acquired again, and in the next step S12, it is determined again whether or not Twout> T1. If Twout> T1 in step S12, the cooling water outlet temperature Twout is higher than the threshold value T1, so that the water generated by the combustion of hydrogen becomes water vapor and is discharged together with the exhaust gas. Therefore, in this case, the process proceeds to step S5, and the operation in the normal hydrogenation combustion mode is performed in the subsequent steps.
一方、ステップS12でTwout≦T1の場合は、冷却水出口温度Twoutが所定のしきい値T1以下であるため、冷却水出口温度Twoutがしきい値T1を超えるまでステップS12で待機する。 On the other hand, if Twout ≦ T1 in step S12, the cooling water outlet temperature Twout is equal to or lower than the predetermined threshold value T1, so that the process waits in step S12 until the cooling water outlet temperature Twout exceeds the threshold value T1.
図3のフローチャートでは、外気温Toutと冷却水出口温度Twoutの双方に基づいて水素減量制御を行っているが、一方の温度のみに基づいて水素減量制御を行っても良い。また、潤滑油温度に基づいて水素減量制御を行っても良い。 In the flowchart of FIG. 3, the hydrogen reduction control is performed based on both the outside air temperature Tout and the cooling water outlet temperature Twout. However, the hydrogen reduction control may be performed based only on one temperature. Further, hydrogen reduction control may be performed based on the lubricating oil temperature.
以上説明したように本実施形態によれば、極低温での始動時にガソリンに対する水素の添加割合を通常よりも少なくするようにしたため、水素の燃焼によって生成された水分が点火プラグに付着してしまうことを抑止できる。従って、点火プラグにくすぶりが発生してしまうことを抑止することができ、始動以降の筒内の燃焼状態を良好に保つことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, since the ratio of hydrogen to gasoline is made smaller than usual at the start at cryogenic temperature, moisture generated by hydrogen combustion adheres to the spark plug. Can be suppressed. Therefore, the occurrence of smoldering in the spark plug can be suppressed, and the combustion state in the cylinder after the start can be kept good.
10 水素添加内燃機関
70 ECU
72 外気温センサ
74 冷却水温センサ
10 Hydrogenated
72 Outside
Claims (4)
現在の運転状態が冷間始動時であるか否かを判定する冷間始動判定手段と、
現在の運転状態が冷間始動時である場合は、温間始動時に比べて炭化水素燃料に対する水素ガスの添加割合を少なくする添加割合変更手段と、
を備えたことを特徴とする水素添加内燃機関。 A hydrogenated internal combustion engine that uses hydrogen gas as a combustion fuel together with a hydrocarbon fuel,
Cold start determination means for determining whether or not the current operation state is a cold start time;
When the current operating state is a cold start, an addition ratio changing means for reducing the addition ratio of hydrogen gas to the hydrocarbon fuel compared to the warm start,
A hydrogenated internal combustion engine comprising:
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Cited By (3)
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JP2009074544A (en) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Man Diesel Se | Device for controlling internal combustion engine which can be driven by liquid fuel and/or gaseous fuel |
KR101383858B1 (en) | 2013-03-26 | 2014-04-10 | 한국기계연구원 | Apparatus and method for reduction harmful exhaust gas for gas engine |
JP2016130506A (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | マツダ株式会社 | Fuel control device of multi-fuel engine |
-
2004
- 2004-11-09 JP JP2004324866A patent/JP2006132490A/en active Pending
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JP2009074544A (en) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Man Diesel Se | Device for controlling internal combustion engine which can be driven by liquid fuel and/or gaseous fuel |
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