JP2008031922A - Internal combustion engine with fuel reforming device - Google Patents
Internal combustion engine with fuel reforming device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008031922A JP2008031922A JP2006206586A JP2006206586A JP2008031922A JP 2008031922 A JP2008031922 A JP 2008031922A JP 2006206586 A JP2006206586 A JP 2006206586A JP 2006206586 A JP2006206586 A JP 2006206586A JP 2008031922 A JP2008031922 A JP 2008031922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reformed gas
- intake
- valve
- internal combustion
- combustion engine
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
Description
この発明は、燃料改質装置によって生成された改質ガスと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する燃料改質装置付き内燃機関に関し、更に詳しくは、内燃機関の始動時にクランキング初期から必要十分な改質ガスを筒内に容易に供給することができる燃料改質装置付き内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine with a fuel reformer that generates power by burning a mixture of reformed gas and air generated by the fuel reformer in a combustion chamber. The present invention relates to an internal combustion engine with a fuel reformer that can easily supply necessary and sufficient reformed gas into the cylinder from the beginning of cranking.
従来より、炭化水素燃料と加熱空気を改質触媒に供給して反応させ、一酸化炭素、水素等のガスを取り出す燃料改質装置を備え、この燃料改質装置により生成された改質ガスと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関が知られている。 Conventionally, a fuel reformer that supplies hydrocarbon fuel and heated air to a reforming catalyst and reacts them to extract gases such as carbon monoxide and hydrogen, and a reformed gas generated by the fuel reformer There is known an internal combustion engine that generates power by burning an air-fuel mixture in a combustion chamber.
このような燃料改質装置付き内燃機関としては、スロットルバルブを含む吸気路と、スロットルバルブの上流側で吸気路から分岐された改質空気供給路とを有するものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。この燃料改質装置には、改質空気供給路を介して空気が供給されるようになっている。 As such an internal combustion engine with a fuel reformer, one having an intake passage including a throttle valve and a reformed air supply passage branched from the intake passage on the upstream side of the throttle valve is known (for example, Patent Document 1). The fuel reformer is supplied with air via a reformed air supply path.
一般に、内燃機関の始動時には、単位時間あたりに燃焼室に吸い込まれる空気の量自体が少ない。このため、内燃機関を作動させるべく燃料改質装置で燃料改質を開始させようとしても、上記従来の内燃機関では、スロットルバルブの上流側で吸気路から分岐された改質空気供給路を介して燃料改質装置に空気を十分に供給できなくなってしまうこともあった。 Generally, when the internal combustion engine is started, the amount of air sucked into the combustion chamber per unit time is small. For this reason, even if the fuel reforming device is started to operate the internal combustion engine, in the conventional internal combustion engine, the reformed air supply path branched from the intake path upstream of the throttle valve is used. As a result, air could not be sufficiently supplied to the fuel reformer.
そこで、内燃機関の始動時に燃料改質装置に対して十分な空気を供給可能とするために、つぎに示すような技術が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。すなわち、燃料改質装置付き内燃機関において、燃焼室に接続されており、スロットルバルブを含む吸気路と、スロットルバルブの上流側でこの吸気路から分岐されており、燃料改質装置に接続された改質空気供給路と、上記吸気路のスロットルバルブの開度を最小に設定した後に、燃料改質装置における燃料改質を開始させる制御手段とを備えたものである。 In order to supply sufficient air to the fuel reformer when the internal combustion engine is started, the following technique has been proposed (see, for example, Patent Document 2). That is, in an internal combustion engine with a fuel reformer, it is connected to a combustion chamber, and is branched from the intake passage including the throttle valve and the intake passage upstream of the throttle valve, and is connected to the fuel reformer. A reforming air supply path and control means for starting fuel reforming in the fuel reforming apparatus after the throttle valve opening of the intake path is set to a minimum.
なお、関連する公知技術として、吸気通路内に吸気流制御弁を配置して機関始動時にその吸気流制御弁を閉弁制御するようにした内燃機関において、機関始動時における吸入空気量を求め、この吸入空気量に基づき機関始動時において吸入空気量が予め定められた目標空気量となるように上記吸気流制御弁の開度を制御する吸気流制御弁開度制御手段を備えた吸気制御装置も提案されている(たとえば、特許文献3参照)。 As an associated known technique, in an internal combustion engine in which an intake flow control valve is disposed in the intake passage and the intake flow control valve is controlled to be closed when the engine is started, an intake air amount at the time of engine start is obtained, An intake air control device having intake air flow control valve opening degree control means for controlling the opening degree of the intake air flow control valve so that the intake air amount becomes a predetermined target air amount at the time of engine start based on the intake air amount Has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).
改質ガスによる内燃機関の始動時に、クランキング初期から改質ガスと空気の適度な混合気を筒内に供給する必要がある。しかしながら、上記従来技術にあっては、エンジン始動時のクランキング中、特に始動時数サイクル間は、吸気ポート内の負圧が不足しているため、改質ガスを筒内に十分に供給することができない虞があった。このため、改質ガスの供給量が不足し、筒内で燃焼されずに排出され、炭化水素のエミッションが悪化する虞があった。 When starting the internal combustion engine with the reformed gas, it is necessary to supply an appropriate mixture of reformed gas and air into the cylinder from the beginning of cranking. However, in the above-described prior art, the negative pressure in the intake port is insufficient during cranking at the time of engine start, particularly during several cycles at start-up, so that the reformed gas is sufficiently supplied into the cylinder. There was a possibility that it could not be done. For this reason, there is a possibility that the supply amount of the reformed gas will be insufficient, exhausted without being combusted in the cylinder, and hydrocarbon emissions will deteriorate.
また、上記特許文献2に係る従来技術のように、スロットルバルブを閉じて吸気ポート、吸気マニホルドの負圧を大きくすることも可能であるが、サージタンクの容積が大きいため、十分な負圧確保は必ずしも容易ではない。
In addition, as in the prior art disclosed in
また、スロットルバルブの閉じ方によっては、内燃機関に供給されるべき空気が不足し、内燃機関での燃焼が維持できなくなる虞があった。 Further, depending on how the throttle valve is closed, there is a possibility that the air to be supplied to the internal combustion engine is insufficient, and combustion in the internal combustion engine cannot be maintained.
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の始動時にクランキング初期から必要十分な改質ガスを筒内に容易に供給することができる燃料改質装置付き内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides an internal combustion engine with a fuel reformer that can easily supply necessary and sufficient reformed gas into the cylinder from the beginning of cranking when the internal combustion engine is started. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項1に係る燃料改質装置付き内燃機関は、燃料と空気との混合気を改質して所定の燃料成分を含む改質ガスを生成する燃料改質装置を備え、前記改質ガスと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する燃料改質装置付き内燃機関において、吸気ポートに接続されスロットルバルブを含む吸気通路と、前記スロットルバルブの上流側で前記吸気通路から分岐され、前記燃料改質装置からの前記改質ガスを改質ガス供給部により前記吸気通路に供給する改質ガス供給通路と、前記スロットルバルブの下流側の前記吸気通路の内部であって前記改質ガス供給部の上流側または上流側近傍に配設され、前記内燃機関の始動時に閉状態とされることにより、前記改質ガス供給部から前記吸気ポートに供給される前記改質ガスの供給量または供給方向を調節する吸気流制御バルブと、を備えたことを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an internal combustion engine with a fuel reforming apparatus according to
したがって、この発明によれば、内燃機関の始動時に吸気流制御バルブを閉状態とすることにより、吸気バルブから吸気流制御バルブに至る吸気通路の容積が小さくなるとともに、吸気流制御バルブの配設位置における吸気通路の流路断面積が狭くなる。 Therefore, according to the present invention, by closing the intake flow control valve when starting the internal combustion engine, the volume of the intake passage from the intake valve to the intake flow control valve is reduced, and the intake flow control valve is disposed. The cross-sectional area of the intake passage at the position is narrowed.
このため、吸気流制御バルブの下流では空気流速が高くなり、吸気流制御バルブの開弁時よりも更に強い負圧が生成されるので、改質ガス供給通路を流れてきた改質ガスがこの負圧によって吸引され、空気とともに吸気ポートへと導入され易くなる。 For this reason, the air flow velocity is increased downstream of the intake flow control valve, and a stronger negative pressure is generated than when the intake flow control valve is opened. It is sucked by the negative pressure and easily introduced into the intake port together with air.
また、改質ガス供給通路の上流部に、空気を圧送するエアポンプを備えた場合には、内燃機関の始動時に吸気流制御バルブを閉状態とすることにより、エアポンプによって圧送された改質ガスが、たとえば吸気流制御バルブの上流に配設されているサージタンク側に逆流するのを抑制するとともに、他の気筒へ流入するのを抑制する。 In addition, when an air pump that pumps air is provided upstream of the reformed gas supply passage, the reformed gas pumped by the air pump is closed by closing the intake flow control valve when the internal combustion engine is started. For example, backflow to the surge tank side disposed upstream of the intake flow control valve is suppressed, and flow into other cylinders is suppressed.
また、この発明の請求項2に係る燃料改質装置付き内燃機関は、請求項1に記載の発明において、前記吸気流制御バルブは、前記改質ガス供給部の側に切り欠いて形成したバルブ開口部を備えたことを特徴とするものである。 An internal combustion engine with a fuel reformer according to a second aspect of the present invention is the valve according to the first aspect, wherein the intake flow control valve is formed by notching the reformed gas supply unit. An opening is provided.
したがって、この発明によれば、吸気流制御バルブのバルブ開口部にて空気流速がよりいっそう高められ、改質ガス供給部の近傍で更に強い負圧が生成されるので、改質ガスが更に強力に吸引され、吸気ポートへと導入され易くなる。 Therefore, according to the present invention, the air flow velocity is further increased at the valve opening of the intake air flow control valve, and a stronger negative pressure is generated in the vicinity of the reformed gas supply unit. And is easily introduced into the intake port.
また、この発明の請求項3に係る燃料改質装置付き内燃機関は、請求項1または2に記載の発明において、前記改質ガス供給通路は、各吸気ポートに接続され、前記改質ガス供給通路の途中には、前記改質ガスの流量を調節する改質ガス流量コントロールバルブを備えたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the internal combustion engine with a fuel reformer according to the first or second aspect, the reformed gas supply passage is connected to each intake port, and the reformed gas supply A reformed gas flow rate control valve for adjusting the flow rate of the reformed gas is provided in the middle of the passage.
したがって、この発明によれば、各吸気ポートに接続された改質ガス供給通路の改質ガス流量コントロールバルブの流量調整により、必要十分な改質ガスが精度良く各気筒内に供給される。 Therefore, according to the present invention, necessary and sufficient reformed gas is accurately supplied into each cylinder by adjusting the flow rate of the reformed gas flow rate control valve in the reformed gas supply passage connected to each intake port.
この発明に係る燃料改質装置付き内燃機関(請求項1)によれば、吸気流制御バルブの閉弁により負圧が生成され、改質ガスが強力に吸引されるので、クランキング初期から必要十分な改質ガスを筒内に容易に供給することができる。 According to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the present invention (Claim 1), since the negative pressure is generated by closing the intake flow control valve and the reformed gas is strongly sucked, it is necessary from the beginning of cranking. Sufficient reformed gas can be easily supplied into the cylinder.
また、改質ガス供給通路の上流部に、空気を圧送するエアポンプを備えた場合には、その圧力により改質ガスが吸気流制御バルブの上流側の吸気通路に逆流するのを抑制することができる。したがって、気筒内に供給されるべき改質ガスの量が不足して失火したり、エミッションが悪化するのを抑制することができる。更に、改質ガスが他の気筒に流入することにより生じるエミッションの悪化を抑制することができる。 Further, when an air pump that pumps air is provided in the upstream portion of the reformed gas supply passage, the pressure prevents the reformed gas from flowing back to the intake passage upstream of the intake flow control valve. it can. Therefore, it is possible to suppress misfiring due to an insufficient amount of the reformed gas to be supplied into the cylinder and deterioration of emission. Furthermore, it is possible to suppress the deterioration of emissions caused by the reformed gas flowing into the other cylinders.
また、この発明に係る燃料改質装置付き内燃機関(請求項2)によれば、吸気流制御バルブのバルブ開口部にて空気流速がよりいっそう高められ、改質ガス供給部の近傍で更に強い負圧が生成されるので、改質ガスを更に強力に吸引し、吸気ポートへ必要量を導入することができる。 Further, according to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the present invention (Claim 2), the air flow velocity is further increased at the valve opening of the intake flow control valve, and is stronger in the vicinity of the reformed gas supply unit. Since the negative pressure is generated, the reformed gas can be sucked more strongly and a necessary amount can be introduced into the intake port.
また、この発明に係る燃料改質装置付き内燃機関(請求項3)によれば、各吸気ポートに接続された改質ガス供給通路の改質ガス流量コントロールバルブの流量調整により、必要十分な改質ガスを精度良く各気筒内に供給することができる。 Further, according to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the present invention (Claim 3), the necessary and sufficient modification is achieved by adjusting the flow rate of the reformed gas flow rate control valve of the reformed gas supply passage connected to each intake port. The quality gas can be accurately supplied into each cylinder.
以下に、この発明に係る燃料改質装置付き内燃機関(以下、適宜、エンジンと記す。)の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an internal combustion engine with a fuel reformer (hereinafter referred to as an engine as appropriate) according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、この発明の実施例1に係る燃料改質装置付き内燃機関を示す概略構成図、図2は、制御方法を示すフローチャート、図3は、改質ガス供給部近傍を示す側面断面図、図4は、吸気通路内の負圧生成バルブを示す正面図である。
1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine with a fuel reformer according to
図1に示すように、エンジン10は、公知技術によって構成されたポート噴射式の4サイクルガソリンエンジンであり、後述する燃料改質装置22を備えている。すなわち、燃焼室10aを臨む吸気ポート13には吸気バルブ15が配設され、燃焼室10aを臨む排気ポート14には排気バルブ16が配設されている。
As shown in FIG. 1, the
吸気通路11には、エアフロメータ20、スロットルバルブ21が設けられ、このスロットルバルブ21の下流側には、サージタンク19が設けられている。このサージタンク19よりも下流の吸気通路11は、吸気ポート13に接続されている。
An
インジェクタ17によって吸気ポート13に噴射された燃料は、吸気通路11から導入された空気とともに、吸気バルブ15の開弁によって吸気ポート13から燃焼室10a内に導入され、その混合気が点火プラグ18によって火花点火されるようになっている。
The fuel injected into the
また、燃料改質装置22は、炭化水素燃料と空気を加熱された改質触媒に供給して反応させ、一酸化炭素、水素等の改質ガスを取り出す公知のものであり、スロットルバルブ21の上流側で吸気通路11から分岐された改質ガス供給通路26に設けられている。
The
燃料改質装置22のインジェクタ24は、図示を省略するが、燃料ポンプを介して燃料タンクに接続されており、ガソリン等の炭化水素系燃料を燃料改質触媒23に向けて噴射可能に構成されている。改質ガス供給通路26に設けられたバルブ25は、改質ガスを吸気ポート13に供給または遮断するためのものである。
Although not shown, the
また、改質ガス供給通路26の下流側端部は、図3に示すように、改質ガス供給部26aとしてサージタンク19下流の吸気通路11に連通している。この改質ガス供給部26aは、後述する負圧生成バルブ30の下流に位置させてある。
Further, as shown in FIG. 3, the downstream end portion of the reformed
つぎに、負圧生成バルブ(吸気流制御バルブ)30について図1、図3および図4に基づいて説明する。同図に示すように、負圧生成バルブ30は、サージタンク19よりも下流の吸気通路11内に回動軸30aにより開閉自在に設けられている。
Next, the negative pressure generation valve (intake flow control valve) 30 will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4. As shown in the figure, the negative
また、負圧生成バルブ30のバルブ開口部30bは、閉弁状態でも所定の開口部をなすように、改質ガス供給部26aの側に向けて切り欠き部として形成されている。
Further, the
すなわち、負圧生成バルブ30は、これを閉弁することにより、吸気バルブ15から負圧生成バルブ30に至る吸気通路11の容積を小さくするとともに、負圧生成バルブ30の配設位置における吸気通路11の流路断面積を狭くするために設けられたものである。
That is, the negative
なお、エンジン10の排気通路12には、排気ガス中のスモークおよびNOx、HC等を浄化するための排気触媒27を備えている。
The
上記吸気バルブ15、排気バルブ16、スロットルバルブ21、負圧生成バルブ30、バルブ25、点火プラグ18、インジェクタ17,24等は、図示しない電子制御装置(ECU)によって制御される。
The
このように構成されたエンジン10を始動させる際の概略動作について説明する。先ず、改質ガス供給通路26を介して空気が導入されるとともに、上記ECUによって制御されるインジェクタ24からガソリン等の燃料が噴射される。ガソリン等の燃料は、気化するとともに導入された空気と混合し、燃料改質触媒23によって炭化水素系燃料と空気とが反応する。
A schematic operation when starting the
この反応が進行することにより、燃料成分である一酸化炭素および水素を含む改質ガス(改質燃料)が生成される。得られた改質ガスは、吸気行程時に生じる負圧によってバルブ25を介して改質ガス供給通路26から吸気通路11に導入され、吸気ポート13に供給される。
As this reaction proceeds, a reformed gas (reformed fuel) containing carbon monoxide and hydrogen as fuel components is generated. The obtained reformed gas is introduced into the
特に、エンジン10の始動時には、後述するように、負圧生成バルブ30の閉弁により生成された負圧によって十分な改質ガスが吸気ポート13に供給される。また、吸気ポート13には、上記ECUによって開度調整されるスロットルバルブ21を介して空気が導入される。
In particular, when the
したがって、燃料改質装置22から吸気ポート13に導入された改質ガスは、更に空気と混合した後、燃焼室10a内に吸入される。そして、所定タイミングで点火プラグ18が点火されると、燃焼室10a内で燃料成分である一酸化炭素および水素が燃焼してピストンを往復移動させ、これにより、エンジン10から動力を得ることができる。
Therefore, the reformed gas introduced from the
つぎに、制御方法について図2に基づいて図1、図3および図4を参照しつつ説明する。図2に示すように、改質ガスによりエンジン10を始動する際には(ステップS10肯定)、負圧生成バルブ30を閉じて(ステップS20)、エンジン10を始動する。
Next, the control method will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 4 based on FIG. As shown in FIG. 2, when the
図3に拡大して示すように、始動時に負圧生成バルブ30を閉弁状態とすることにより、吸気バルブ15から負圧生成バルブ30に至る吸気通路11の容積が小さくなるとともに、負圧生成バルブ30の配設位置における吸気通路11の流路断面積が狭くなる。
As shown in FIG. 3 in an enlarged manner, by closing the negative
すなわち、図4に示すように、負圧生成バルブ30を閉じると、吸気通路11の流路はバルブ開口部30bとなり、負圧生成バルブ30が開いている場合と比較して流路が絞られて狭くなる。
That is, as shown in FIG. 4, when the negative
このため、バルブ開口部30b近傍では、空気流速が高くなり、その近傍の下流には負圧生成バルブ30の開弁時よりも更に強い負圧が生成される。この空気流速が高まる箇所の下流近傍に開口部としての改質ガス供給部26aが位置しているので、改質ガス供給通路26を流れてきた改質ガスが上記負圧によって吸引され、空気との混合気となって吸気ポート13へと導入され易くなる。
For this reason, the air flow rate is high in the vicinity of the
続いて、現時点のエンジン10の回転数が、所定の回転数N1を越えたら(ステップS30肯定)、筒内の混合気が完全爆発したと判定され、負圧生成バルブ30を開けて(ステップS40)、制御を終了する。
Subsequently, when the current rotational speed of the
一方、筒内の混合気が完全爆発したと判定されるまでは、負圧生成バルブ30は閉じたままとする(ステップS30否定、ステップS20)。
On the other hand, the negative
筒内の混合気が完全爆発した後は、吸気通路11(吸気ポート13)内に大きな負圧が発生するため、負圧生成バルブ30を開いても改質ガスを十分に供給することができる。また、負圧生成バルブ30を開くことにより、吸気圧力損失を低減することができる。
After the air-fuel mixture in the cylinder has completely exploded, a large negative pressure is generated in the intake passage 11 (intake port 13), so that the reformed gas can be sufficiently supplied even when the negative
なお、改質ガスによりエンジン10を始動しないのであれば(ステップS10否定)、本制御の対象外であるので、負圧生成バルブ30を開けておく(ステップS40)。
If the
以上のように、この実施例1に係る燃料改質装置付き内燃機関によれば、エンジン10の始動時に負圧生成バルブ30を閉じておくことによって、クランキング初期から必要十分な改質ガスを筒内に容易に供給することができる。
As described above, according to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the first embodiment, the necessary pressure and sufficient reformed gas can be generated from the initial stage of cranking by closing the negative
図5は、この発明の実施例2に係る燃料改質装置付き内燃機関の改質ガス供給部近傍を示す側面断面図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材、ステップ番号と同一もしくは相当するものには、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。
FIG. 5 is a side sectional view showing the vicinity of a reformed gas supply part of an internal combustion engine with a fuel reformer according to
上記実施例1では、改質ガス供給部26aを負圧生成バルブ30の下流に位置させていたが、本実施例2では、改質ガス供給部26aを負圧生成バルブ30のバルブ開口部30bのほぼ直上(下流近傍)に位置させたものである。
In the first embodiment, the reformed
すなわち、本実施例2は、負圧生成バルブ30のバルブ開口部30bにおいて最も高められた空気流速を利用して改質ガスを吸引させるようにしたものである。その他の基本構成および制御方法は、上記実施例1の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
That is, in the second embodiment, the reformed gas is sucked using the air flow velocity that is most increased at the
以上のように、この実施例2に係る燃料改質装置付き内燃機関によれば、改質ガス供給部26aを負圧生成バルブ30の下流の遠い箇所に位置させる必要がなくなり、搭載性の自由度を拡大することができる。
As described above, according to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the second embodiment, it is not necessary to position the reformed
図6は、この発明の実施例3に係る燃料改質装置付き内燃機関を示す概略構成図、図7は、改質ガス流量コントロールバルブを各気筒に対応させて設けた燃料改質装置付き内燃機関を示す概略構成図、図8は、改質ガス流量コントロールバルブの開弁時期を示す概念図である。
6 is a schematic diagram showing an internal combustion engine with a fuel reformer according to
図6〜図7に示すように、本実施例3は、上記実施例1の構成(図1参照)に加えて、エンジン10の吸気系に供給する改質ガスの流量を制御する改質ガス流量コントロールバルブ32を、エンジン10の各気筒毎に配設したものである。
As shown in FIGS. 6 to 7, the third embodiment has a reformed gas for controlling the flow rate of the reformed gas supplied to the intake system of the
そして、図8に示すように、エンジン10の始動時において各気筒の排気行程後半から吸気行程中期には、改質ガス流量コントロールバルブ32を開弁するようにしたものである。改質ガス流量コントロールバルブ32も上記ECUによって開閉制御される。
As shown in FIG. 8, when the
なお、上記実施例1で設けていたバルブ25は、改質ガス流量コントロールバルブ32の導入により不要となるので、本実施例3では、設けていない。
Note that the
各気筒の吸気行程中は、負圧生成バルブ30の閉弁によって吸気ポート13内の負圧が大きくなるため、改質ガス流量コントロールバルブ32を、図8に示すように、たとえば排気行程後半から吸気行程中期に所定量開弁することにより、必要十分な改質ガスが精度良く各気筒内に吸引される。
During the intake stroke of each cylinder, the negative pressure in the
以上のように、この実施例3に係る燃料改質装置付き内燃機関によれば、改質ガス流量コントロールバルブ32をエンジン10の各気筒毎に配設したことにより、必要十分な改質ガスを精度良く各気筒内に供給することができる。
As described above, according to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the third embodiment, the reformed gas flow
なお、上記実施例3においては、改質ガス流量コントロールバルブ32を各気筒毎に排気行程後半から吸気行程中期に開弁するものとして説明したが、これに限定されず、少なくとも吸気行程中に開弁すればよい。
In the third embodiment, the reformed gas flow
図9は、この発明の実施例4に係る燃料改質装置付き内燃機関を示す概略構成図、図10は、制御方法を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine with a fuel reformer according to
図9に示すように、本実施例4は、上記実施例1の構成(図1参照)において、改質ガス供給通路26の途中であってインジェクタ24よりも上流側に、燃料改質触媒23に空気を圧送するエアポンプ34を配設したものである。
As shown in FIG. 9, in the fourth embodiment, in the configuration of the first embodiment (see FIG. 1), the
また、本実施例4では、上記エアポンプ34により供給される改質ガスがサージタンク19側に逆流するのを抑制するとともに、他の気筒へ流入するのを抑制するために、上記実施例1で設けた負圧生成バルブ30を逆流抑制バルブ40として設けたものである。
Further, in the fourth embodiment, in order to suppress the reformed gas supplied from the
すなわち、吸気通路11の途中であって改質ガス供給部26aの上流側に逆流抑制バルブ40が設けられ、上記ECUによって開閉制御されるように構成されている。逆流抑制バルブ40の構成は、上記負圧生成バルブ30の構成と同様であるので、重複説明を省略する。
That is, a
また、逆流抑制バルブ40による制御方法も、図2に示した負圧生成バルブ30の制御方法と基本的に同様であり、図10に示すように、負圧生成バルブ30の動作に相当するステップS20、S40(図2参照)を、逆流抑制バルブ40を閉弁するステップS22と、逆流抑制バルブ40を開弁するステップS42に置換したものである。
Further, the control method by the
すなわち、図10に示すように、改質ガスによるエンジン10の始動時に(ステップS10肯定)、逆流抑制バルブ40を閉じる(ステップS22)ことにより、エアポンプ34により圧送された改質ガスがサージタンク19側に逆流するのを抑制することができるとともに、他の気筒へ流入するのを抑制することができる。
That is, as shown in FIG. 10, when the
現時点のエンジン10の回転数が、所定の回転数N1を越えたら(ステップS30肯定)、筒内の混合気が完全爆発したと判定され、逆流抑制バルブ40を開けて(ステップS42)、制御を終了する。
When the current rotational speed of the
一方、筒内の混合気が完全爆発したと判定されるまでは、逆流抑制バルブ40は閉じたままとする(ステップS30否定、ステップS22)。
On the other hand, the
以上のように、この実施例4に係る燃料改質装置付き内燃機関によれば、改質ガスの逆流により、気筒内に供給されるべき改質ガスの量が不足して失火したり、エミッションが悪化するのを抑制することができる。更に、改質ガスが他の気筒に流入することにより生じるエミッションの悪化を抑制することができる。 As described above, according to the internal combustion engine with the fuel reformer according to the fourth embodiment, the amount of the reformed gas to be supplied into the cylinder becomes misfired due to the backflow of the reformed gas. Can be prevented from deteriorating. Furthermore, it is possible to suppress the deterioration of emissions caused by the reformed gas flowing into the other cylinders.
図11は、この発明の実施例5に係る燃料改質装置付き内燃機関を示す概略構成図、図12は、改質ガス流量コントロールバルブを各気筒に対応させて設けた燃料改質装置付き内燃機関を示す概略構成図である。 11 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine with a fuel reformer according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 12 is an internal combustion engine with a fuel reformer provided with a reformed gas flow rate control valve corresponding to each cylinder. It is a schematic block diagram which shows an engine.
図11および図12に示すように、本実施例5は、上記実施例4の構成(図1参照)に加えて、エンジン10の吸気系に供給する改質ガスの流量を制御する改質ガス流量コントロールバルブ32を、エンジン10の各気筒毎に配設したものである。
As shown in FIGS. 11 and 12, the fifth embodiment has a modified gas for controlling the flow rate of the reformed gas supplied to the intake system of the
また、本実施例5の基本制御方法は、上記実施例4の制御方法(図10参照)と同様であり、これに加えて、改質ガス流量コントロールバルブ32を開くタイミングを、各気筒の吸気バルブ15が閉じている時としたものである。
Further, the basic control method of the fifth embodiment is the same as the control method of the fourth embodiment (see FIG. 10). In addition, the timing for opening the reformed gas flow
各気筒の吸気バルブ15が開いている時に、改質ガス流量コントロールバルブ32を開いて改質ガスを供給し始めると、吸気行程中に十分な改質ガスを気筒内に供給することができず、失火やエミッションの悪化を招く虞があるからである。
If the reformed gas flow
以上のように、この実施例5に係る燃料改質装置付き内燃機関によれば、エンジン10の始動時に逆流抑制バルブ40を閉じることにより、改質ガスのサージタンク19側への逆流が抑制され、改質ガスの供給量が不足するのを抑制することができる。
As described above, according to the internal combustion engine with a fuel reformer according to the fifth embodiment, the reverse flow of the reformed gas to the
また、吸気バルブ15を開ける前に改質ガス流量コントロールバルブ32を開けて改質ガスを各気筒に供給し始めることにより、必要十分な改質ガスを精度良く各気筒内に供給することができる。
Further, by opening the reformed gas flow
以上のように、この発明に係る燃料改質装置付き内燃機関は、燃料改質装置によって生成された改質ガスと空気との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に有用であり、特に、内燃機関の始動時にクランキング初期から必要十分な改質ガスを筒内に容易に供給することを目指す内燃機関に適している。 As described above, the internal combustion engine with a fuel reformer according to the present invention is useful for an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of reformed gas and air generated by the fuel reformer in a combustion chamber. In particular, it is suitable for an internal combustion engine that aims to easily supply necessary and sufficient reformed gas into the cylinder from the beginning of cranking when the internal combustion engine is started.
10 エンジン(内燃機関)
10a 燃焼室
11 吸気通路
13 吸気ポート
15 吸気バルブ
17 インジェクタ
19 サージタンク
21 スロットルバルブ
22 燃料改質装置
23 燃料改質触媒
24 インジェクタ
26 改質ガス供給通路
26a 改質ガス供給部
30 負圧生成バルブ(吸気流制御バルブ)
30b バルブ開口部
32 改質ガス流量コントロールバルブ
34 エアポンプ
40 逆流抑制バルブ(吸気流制御バルブ)
10 Engine (Internal combustion engine)
DESCRIPTION OF
30b Valve opening 32 Reformed gas
Claims (3)
吸気ポートに接続されスロットルバルブを含む吸気通路と、
前記スロットルバルブの上流側で前記吸気通路から分岐され、前記燃料改質装置からの前記改質ガスを改質ガス供給部により前記吸気通路に供給する改質ガス供給通路と、
前記スロットルバルブの下流側の前記吸気通路の内部であって前記改質ガス供給部の上流側または上流側近傍に配設され、前記内燃機関の始動時に閉状態とされることにより、前記改質ガス供給部から前記吸気ポートに供給される前記改質ガスの供給量または供給方向を調節する吸気流制御バルブと、
を備えたことを特徴とする燃料改質装置付き内燃機関。 A fuel reformer that reforms an air-fuel mixture of fuel and air to generate a reformed gas containing a predetermined fuel component and burns the air-fuel mixture of the reformed gas and air in a combustion chamber to generate power. In an internal combustion engine with a fuel reformer that is generated,
An intake passage connected to the intake port and including a throttle valve;
A reformed gas supply passage branched from the intake passage upstream of the throttle valve and supplying the reformed gas from the fuel reformer to the intake passage by a reformed gas supply section;
The reformer is disposed inside the intake passage on the downstream side of the throttle valve and upstream or near the upstream side of the reformed gas supply unit, and is closed when the internal combustion engine is started. An intake flow control valve that adjusts the supply amount or supply direction of the reformed gas supplied from the gas supply unit to the intake port;
An internal combustion engine with a fuel reformer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006206586A JP2008031922A (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Internal combustion engine with fuel reforming device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006206586A JP2008031922A (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Internal combustion engine with fuel reforming device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008031922A true JP2008031922A (en) | 2008-02-14 |
Family
ID=39121625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006206586A Pending JP2008031922A (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Internal combustion engine with fuel reforming device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008031922A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010031683A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Yamaha Motor Co Ltd | Spark-ignition internal combustion engine |
WO2020195427A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社豊田自動織機 | Engine |
US10815912B2 (en) | 2016-08-01 | 2020-10-27 | Caterpillar Inc. | Natural gas fuel reformer control for lean burn gas engines |
CN113646515A (en) * | 2019-03-26 | 2021-11-12 | 株式会社丰田自动织机 | Engine system |
-
2006
- 2006-07-28 JP JP2006206586A patent/JP2008031922A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010031683A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Yamaha Motor Co Ltd | Spark-ignition internal combustion engine |
US10815912B2 (en) | 2016-08-01 | 2020-10-27 | Caterpillar Inc. | Natural gas fuel reformer control for lean burn gas engines |
WO2020195427A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社豊田自動織機 | Engine |
JP2020159212A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社豊田自動織機 | engine |
CN113646515A (en) * | 2019-03-26 | 2021-11-12 | 株式会社丰田自动织机 | Engine system |
CN113646515B (en) * | 2019-03-26 | 2023-05-02 | 株式会社丰田自动织机 | Engine system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5729467B2 (en) | Control device and method for internal combustion engine | |
JP2008031922A (en) | Internal combustion engine with fuel reforming device | |
JP2008045459A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2008261285A (en) | Oil dilution reducing device | |
JP2008063996A (en) | Internal combustion engine | |
JP5556956B2 (en) | Control device and method for internal combustion engine | |
JP4747553B2 (en) | Compression ignition internal combustion engine | |
JP2001355523A (en) | Internal combustion engine | |
JP2007285179A (en) | Egr temperature control device of internal combustion engine | |
JP2003027997A (en) | Control system for diesel engine | |
JP2010024996A (en) | Internal combustion engine, and fuel injection control device for the same | |
JP2006125267A (en) | Hydrogen-added internal combustion engine | |
JP2016153613A (en) | Fuel reforming control device | |
JP2006249981A (en) | Reformed gas-utilizing internal combustion engine | |
JP2005083209A (en) | Internal combustion engine and its control method | |
JP2007154693A (en) | Device for controlling exhaust gas temperature of internal combustion engine | |
US20240068417A1 (en) | Gaseous fuel engine system operating strategy including hydrogen fueling amount based on performance target | |
JP4424217B2 (en) | Evaporative fuel processing device for internal combustion engine | |
JP2010007529A (en) | Compression self-ignition internal combustion engine | |
JP4635736B2 (en) | Exhaust temperature control device for internal combustion engine | |
JPH05321764A (en) | Fuel supplying device of gas fuel engine | |
JP2010127261A (en) | Fuel injection control device of internal combustion engine | |
JPH1047172A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2008128106A (en) | Control system of compression ignition type internal combustion engine | |
JP2009121411A (en) | Exhaust gas recirculating device |