JP2016003570A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.
特許文献1には、ポート燃料噴射弁から吸気ポートに噴射される燃料の割合を減少させ、筒内燃料噴射弁から燃焼室に噴射される燃料の割合を増加させることで、筒内燃料噴射弁に堆積したデポジットを除去可能な内燃機関が開示されている。
上述した内燃機関では、ポート燃料噴射弁と筒内燃料噴射弁とを協調制御して筒内燃料噴射弁のデポジットを除去するため、少なくとも二種類の燃料噴射弁を同時に制御する必要がある。このように二種類の燃料噴射弁を同時に制御する構成では、デポジットを除去するための制御が複雑になるという問題がある。 In the internal combustion engine described above, since the port fuel injection valve and the in-cylinder fuel injection valve are cooperatively controlled to remove deposits in the in-cylinder fuel injection valve, it is necessary to control at least two types of fuel injection valves simultaneously. Thus, in the structure which controls two types of fuel injection valves simultaneously, there exists a problem that the control for removing a deposit becomes complicated.
本発明の目的は、簡素な制御で燃料噴射弁のデポジットを除去することが可能な内燃機関を提供することである。 The objective of this invention is providing the internal combustion engine which can remove the deposit of a fuel injection valve by simple control.
本発明のある態様による内燃機関は、燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、燃料噴射弁の噴射口にデポジットが付着しているか否かを判定するデポジット判定部と、を備える。さらに、内燃機関は、燃料噴射弁にデポジットが付着していると判定された場合に、デポジットが付着していないと判定された場合と比較して、所定期間における燃料噴射弁の燃料噴射回数を低減し、燃料噴射弁の1回の燃料噴射量を増加するようにデポジット除去燃料噴射制御を実行する噴射制御部と、を備える。 An internal combustion engine according to an aspect of the present invention includes a fuel injection valve that injects and supplies fuel, and a deposit determination unit that determines whether or not deposit is attached to an injection port of the fuel injection valve. Further, when the internal combustion engine determines that the deposit is attached to the fuel injection valve, the internal combustion engine determines the number of times of fuel injection of the fuel injection valve in the predetermined period as compared to the case where it is determined that the deposit does not adhere. And an injection control unit that executes deposit removal fuel injection control so as to reduce and increase the fuel injection amount of one time of the fuel injection valve.
本発明の内燃機関によれば、所定期間における燃料噴射回数を低減し、1回の燃料噴射における燃料噴射量を増加することで、燃料噴射弁から噴射される燃料により噴射口周りのデポジットを洗い流して除去することが可能となる。したがって、一種類の燃料噴射弁を制御するという簡素な制御により、燃料噴射弁のデポジット除去を実現することができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, by reducing the number of fuel injections in a predetermined period and increasing the fuel injection amount in one fuel injection, the fuel around the injection port is washed away by the fuel injected from the fuel injection valve. Can be removed. Therefore, deposit removal of the fuel injection valve can be realized by simple control of controlling one type of fuel injection valve.
以下、図面等を参照し、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態による内燃機関(以下、単に「エンジン」という)1の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 according to an embodiment of the present invention.
エンジン1は、4気筒の内燃機関であって、気筒ごとに設けられた筒内燃料噴射弁2から気筒内に燃料が噴射される直噴式内燃機関である。エンジン1の各気筒には、噴射された燃料を点火する点火プラグが設けられている。
The
エンジン1は、外部から取り込んだ新気(吸気)を当該エンジン1へと導く吸気通路3と、当該エンジン1の各気筒の燃焼室から排出された排気を流す排気通路4と、を備えている。
The
排気通路4には、排気を浄化する三元触媒5が設けられる。排気行程においてエンジン1の各燃焼室から排出された排気は、排気通路4を流れ、三元触媒5で浄化された後に大気へ放出される。ただし、排気の一部は、排気通路4から分岐するEGR通路10を通じて吸気通路3へ戻される。
The exhaust passage 4 is provided with a three-way catalyst 5 for purifying exhaust gas. Exhaust gas discharged from each combustion chamber of the
EGR通路10は、排気通路4と吸気通路3とを接続する通路である。EGR通路10は、三元触媒5よりも上流側の排気通路4から分岐し、吸気通路3に合流する。EGR通路10には、排気通路4側(上流側)から順に改質用燃料噴射弁21、燃料改質触媒22、水素検出センサ(改質燃料検出センサ)23、EGRクーラ11、及びEGRバルブ12が設けられる。
The EGR
EGRクーラ11は、EGR通路10を通過して吸気通路3側に還流されるガス(EGRガス)を冷却する冷却装置である。
The EGR
EGRバルブ12は、吸気通路3側に還流されるEGRガスの流量を調整するバルブである。EGRバルブ12の開度は、運転状態に応じた目標EGR率となるようにコントローラ40によって制御される。EGR率は、還流される排気量を吸気量で除した値であり、吸気中に占める排気の割合として定義される。
The
改質用燃料噴射弁21は、燃料改質触媒22よりも上流側のEGR通路10に設けられる。改質用燃料噴射弁21は、燃料改質触媒22の上流側のEGR通路10に炭化水素から構成される燃料を噴射することで、燃料改質触媒22に流入する前の排気に燃料を添加する。
The reforming
改質用燃料噴射弁21は、供給通路31を通じて燃料タンク30に接続されている。燃料タンク30には燃料としてのガソリンが貯留されており、燃料タンク30内の燃料は供給通路31に設けられた燃料ポンプ32により改質用燃料噴射弁21に送られる。改質用燃料噴射弁21は、筒内燃料噴射弁2を介してエンジン1に供給される燃料と同じ燃料を燃料改質触媒22に供給するように構成されている。
The reforming
なお、改質用燃料噴射弁21は、ガソリンを噴射するように構成されているが、ガソリン以外の炭化水素燃料を噴射するように構成されてもよい。燃料改質触媒22に供給される燃料としては、ガソリン以外に、軽油やメタノール等の炭化水素燃料が使用される。また、本実施形態では改質用燃料噴射弁21に供給する燃料と筒内燃料噴射弁2に供給する燃料とは同じ燃料であるが、これら燃料は異なる燃料であってもよい。
The reforming
燃料改質触媒22は、改質用燃料噴射弁21から供給された燃料(炭化水素燃料)を改質し、改質燃料としての水素を生成する触媒である。燃料改質触媒22としては、例えばRh/ZrO2系触媒や、Rh/CeO2系触媒が使用される。改質燃料は、改質前の燃料よりも燃焼性が高い燃料である。改質燃料は、燃焼安定性をより高める必要があるエンジン運転状態である場合、例えばEGR制御実行時にエンジン1に供給される。
The
水素検出センサ23は、燃料改質触媒22とEGRクーラ11との間、又はEGRクーラ11とEGRバルブ12との間のEGR通路10に設けられる。水素検出センサ23は、EGR通路10を通過するガス中に含まれる水素の濃度を検出する。水素検出センサ23の検出信号はコントローラ40に出力される。
The
コントローラ40は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ40は、複数のマイクロコンピュータによって構成されてもよい。
The
コントローラ40には、水素検出センサ23のほか、所定クランク角ごとにクランク角信号を生成するクランク角センサ41や、車両が備えるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ42からの信号が入力される。クランク角信号は、エンジン1のエンジン回転速度を代表する信号として用いられる。アクセルペダルの踏込量は、エンジン1の負荷を代表する信号として用いられる。
In addition to the
コントローラ40は、これらの入力信号に基づいて、筒内燃料噴射弁2の噴射時期や燃料噴射量、点火プラグの点火時期、改質用燃料噴射弁21の噴射時期や燃料噴射量、燃料ポンプ32の回転数、EGRバルブ12の開度等を制御する。
Based on these input signals, the
三元触媒5は排気の空燃比が理論空燃比付近で振れる場合に排気中の有害成分を効率よく浄化するので、コントローラ40は理論空燃比の混合気が得られるように筒内燃料噴射弁2の燃料噴射パルス幅を定める。
The three-way catalyst 5 efficiently purifies harmful components in the exhaust when the air-fuel ratio of the exhaust fluctuates in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, so the
また、コントローラ40は、排気を吸気通路3側に還流するEGR制御実行時には、改質用燃料噴射弁21から噴射された燃料を燃料改質触媒22により改質燃料に改質する燃料改質制御を実行する。
In addition, the
ところで、燃料改質制御を繰り返し実行すると、改質用燃料噴射弁21の噴射口周りにはデポジットが堆積する。デポジットは、噴射された燃料等の一部が固形化したものである。このように噴射口周りにデポジットが堆積すると、改質用燃料噴射弁21から噴射される燃料噴射量が目標噴射量よりも少なくなり、その結果エンジ1で必要とされる理論空燃比を成立することができなくなる。
By the way, when the fuel reforming control is repeatedly executed, deposits are accumulated around the injection port of the reforming
そこで、本実施形態によるコントローラ40は、改質用燃料噴射弁21の噴射口周りにデポジットが付着している場合、燃料改質制御中に当該デポジットを除去するための燃料噴射制御を行う。
Therefore, when a deposit is attached around the injection port of the reforming
図2を参照して、コントローラ40が実行する燃料改質制御について説明する。燃料改質制御は、イグニッションスイッチがオンにされた後に所定のタイミングで実行される。
The fuel reforming control executed by the
ステップ101(S101)では、コントローラ40は、燃料改質制御実行条件が成立しているか否かを判定する。燃料改質制御実行条件は、エンジン回転速度及び負荷から定まるエンジン運転状態が例えばEGR制御を実行する状態にあるか否かに基づいて判定される。
In step 101 (S101), the
エンジン運転状態がEGR制御を実行する状態である場合、コントローラ40は、燃料改質制御実行条件が成立していると判定し、S102の処理を実行する。それ以外の場合には、コントローラ40は燃料改質制御を終了する。
When the engine operating state is a state for executing the EGR control, the
S102では、コントローラ40は、改質用燃料噴射弁21の噴射口の周りにデポジットが付着(堆積)しているか否かを判定する。
In S <b> 102, the
コントローラ40は、前回の通常改質制御実行中に水素検出センサ23で検出した水素濃度を記憶しておき、S102処理時にその水素濃度を読み出し、読み出した水素濃度に基づいてデポジット付着判定を行う。コントローラ40は、水素濃度が基準濃度以下の場合にデポジット付着ありと判定し、水素濃度が基準濃度より大きい場合にデポジット付着なしと判定する。
The
S102では、コントローラ40は前回の通常改質制御実行中における水素濃度に基づいてデポジット付着判定を実行するが、これに限られるものではない。例えば、S101の処理後に改質用燃料噴射弁21から燃料改質触媒22に燃料を一定時間供給し、その時の水素濃度を水素検出センサ23で検出することで、デポジット付着判定を実行してもよい。
In S102, the
S102でデポジット付着なしと判定された場合には、コントローラ40はS103及びS104の処理を実行する。これに対して、S102でデポジット付着ありと判定された場合には、コントローラ40はS105の処理を実行する。
If it is determined in S102 that there is no deposit adhesion, the
S103及びS104では、コントローラ40は、通常改質制御を所定時間経過するまで実行する。通常改質制御では、改質用燃料噴射弁21からEGR通路10内に燃料を噴射する。燃料改質触媒22は、噴射された燃料を用いて改質燃料(水素)を生成する。このように生成した燃焼性の高い改質燃料をエンジン1に供給することで、多くのEGRガスをエンジン1に供給した場合であっても、エンジン1での燃焼性の悪化を抑制することが可能となる。
In S103 and S104, the
図3Aに示すように、通常改質制御では、改質用燃料噴射弁21は一のピストンがクランク角度で0°〜720°まで移動する所定期間内に4回燃料を噴射するように制御される。クランク角度0°〜720°での4回の燃料噴射を1サイクルとして、このサイクルが所定時間繰り返し実行される。
As shown in FIG. 3A, in the normal reforming control, the reforming
改質用燃料噴射弁21は4つの気筒がそれぞれ吸気行程となるタイミングで1回ずつ燃料を噴射し、これら4回の燃料噴射は等しい間隔をあけて実行される。なお、通常改質制御における1回の燃料噴射では、燃料噴射圧力は基準圧力Ptに設定され、燃料噴射時間(パルス幅)は基準時間Ttに設定される。燃料噴射圧力は、単位時間当たりの燃料噴射量に相当する。
The reforming
図2のS104において通常改質制御実行後から所定時間経過したと判定された場合に、コントローラ40は今回の燃料改質制御を終了する。
When it is determined in S104 in FIG. 2 that a predetermined time has elapsed since the execution of the normal reforming control, the
ところで、S102で改質用燃料噴射弁21にデポジットが付着していると判定された場合には、コントローラ40はS105において第1デポジット除去制御が実行済みであるか否かを判定する。
By the way, when it is determined in S102 that deposits are attached to the reforming
第1デポジット除去制御が実行済みでない場合には、コントローラ40はS106及びS107の処理を実行する。これに対して、第1デポジット除去制御が実行済みである場合には、コントローラ40はS108及びS109の処理を実行する。
If the first deposit removal control has not been executed, the
S106及びS107では、コントローラ40は、第1デポジット除去制御を所定時間経過するまで実行する。第1デポジット除去制御では、図3Bに示す態様で、改質用燃料噴射弁21から燃料を噴射する。
In S106 and S107, the
第1デポジット除去制御では、改質用燃料噴射弁21は一のピストンがクランク角度で0°〜720°まで移動する所定期間内に2回燃料を噴射するように制御される。クランク角度0°〜720°での2回の燃料噴射を1サイクルとして、このサイクルが所定時間繰り返し実行される。
In the first deposit removal control, the reforming
改質用燃料噴射弁21は所定のタイミングで1回ずつ燃料を噴射し、これら2回の燃料噴射は等しい間隔をあけて実行される。なお、第1デポジット除去制御における1回の燃料噴射では、燃料噴射圧力は基準圧力Ptに設定され、燃料噴射時間(パルス幅)は基準時間Ttよりも長い時間T1に設定される。
The reforming
このように第1デポジット除去制御では、通常改質制御時(デポジットが付着していないと判定された時)と比較して、1サイクル(所定期間)における燃料噴射回数が4回から2回に低減され、さらに1回の燃料噴射における燃料噴射量が増加される。1回の燃料噴射における燃料噴射量を増加することで、改質用燃料噴射弁21から噴射される燃料により噴射口周りのデポジットが洗い流されて除去される。
As described above, in the first deposit removal control, the number of fuel injections in one cycle (predetermined period) is changed from 4 times to 2 times as compared with the normal reforming control time (when it is determined that no deposit is attached). The fuel injection amount in one fuel injection is increased. By increasing the fuel injection amount in one fuel injection, the deposit around the injection port is washed away and removed by the fuel injected from the reforming
また、1サイクルにおける燃料噴射回数が低減されても1回の燃料噴射量は増加されるので、燃料改質触媒22に供給される燃料量の低下を抑制できる。そのため、第1デポジット除去制御時においても理論空燃比を維持することが可能となる。
Further, even if the number of fuel injections in one cycle is reduced, the amount of fuel injection per time is increased, so that a decrease in the amount of fuel supplied to the
第1デポジット除去制御では、燃料噴射圧力を基準圧力Ptに設定して燃料噴射時間を時間T1に設定することで、1回の燃料噴射における燃料噴射量を増加させている。しかしながら、燃料噴射圧力を基準圧力Ptよりも高い圧力P1(図3B参照)に設定して燃料噴射時間を時間T1に設定することで、1回の燃料噴射における燃料噴射量を増加させてもよい。このように燃料噴射圧力を通常改質制御時よりも高い圧力P1に設定する場合には、燃料噴射時間を基準時間Ttに設定してもよい。改質用燃料噴射弁21から噴射される燃料の燃料噴射圧力は燃料ポンプ32の回転数を制御することで調整される。
In the first deposit removal control, the fuel injection amount in one fuel injection is increased by setting the fuel injection pressure to the reference pressure Pt and the fuel injection time to the time T1. However, the fuel injection amount in one fuel injection may be increased by setting the fuel injection pressure to a pressure P1 (see FIG. 3B) higher than the reference pressure Pt and setting the fuel injection time to time T1. . In this way, when the fuel injection pressure is set to a pressure P1 higher than that during the normal reforming control, the fuel injection time may be set to the reference time Tt. The fuel injection pressure of the fuel injected from the reforming
図2のS107において第1デポジット改質制御実行後から所定時間経過したと判定された場合に、コントローラ40は今回の燃料改質制御を終了する。
When it is determined in S107 of FIG. 2 that a predetermined time has elapsed since the execution of the first deposit reforming control, the
一方、S105において第1デポジット除去制御が実行済みであると判定された場合には、コントローラ40はS108及びS109の処理を実行する。S108及びS109では、コントローラ40は第2デポジット除去制御を所定時間経過するまで実行する。
On the other hand, when it is determined in S105 that the first deposit removal control has been executed, the
第2デポジット除去制御では、図3Cに示す態様で、改質用燃料噴射弁21から燃料を噴射する。なお、S109において第2デポジット除去制御実行後から所定時間経過したと判定された場合には、コントローラ40は今回の燃料改質制御を終了する。
In the second deposit removal control, fuel is injected from the reforming
第2デポジット除去制御では、改質用燃料噴射弁21は一のピストンがクランク角度で0°〜720°まで移動する所定期間内に1回燃料を噴射するように制御される。クランク角度0°〜720°での1回の燃料噴射を1サイクルとして、このサイクルが所定時間繰り返し実行される。
In the second deposit removal control, the reforming
改質用燃料噴射弁21は、所定のタイミングで1回燃料を噴射する。なお、第2デポジット除去制御における1回の燃料噴射では、燃料噴射圧力は基準圧力Ptに設定され、燃料噴射時間(パルス幅)は第1デポジット除去制御での燃料噴射時間T1よりも長い時間T2に設定される。
The reforming
このように第2デポジット除去制御では、第1デポジット除去制御時と比較して、1サイクル(所定期間)における燃料噴射回数が2回から1回に低減され、さらに1回の燃料噴射における燃料噴射量が増加される。1回の燃料噴射における噴射量を第1デポジット除去制御時よりも増加することで、改質用燃料噴射弁21の噴射口周りのデポジットを除去しやすくなる。また、1サイクルにおける燃料噴射回数が低減されても1回の燃料噴射量は増加されるので、理論空燃比を維持することが可能となる。
As described above, in the second deposit removal control, the number of fuel injections in one cycle (predetermined period) is reduced from two to one in comparison with that in the first deposit removal control, and further fuel injection in one fuel injection. The amount is increased. By increasing the injection amount in one fuel injection as compared with the first deposit removal control, the deposit around the injection port of the reforming
第2デポジット除去制御では、燃料噴射圧力を基準圧力Ptに設定して燃料噴射時間を時間T2に設定することで、1回の燃料噴射における燃料噴射量を増加させている。しかしながら、燃料噴射圧力を第1デポジット除去制御時の燃料噴射圧力P1よりも高い圧力P2(図3C参照)に設定して燃料噴射時間を時間T1に設定することで、1回の燃料噴射における燃料噴射量を増加させてもよい。このように燃料噴射圧力を第1デポジット制御時よりも高い圧力P2に設定する場合には、燃料噴射時間を基準時間Ttや第1デポジット制御時の燃料噴射時間T1に設定してもよい。 In the second deposit removal control, the fuel injection amount in one fuel injection is increased by setting the fuel injection pressure to the reference pressure Pt and the fuel injection time to time T2. However, the fuel injection pressure is set to the pressure P2 (see FIG. 3C) higher than the fuel injection pressure P1 at the time of the first deposit removal control, and the fuel injection time is set to the time T1, whereby the fuel in one fuel injection is set. The injection amount may be increased. As described above, when the fuel injection pressure is set to the pressure P2 higher than that at the time of the first deposit control, the fuel injection time may be set to the reference time Tt or the fuel injection time T1 at the time of the first deposit control.
なお、第2デポジット除去制御時には、改質用燃料噴射弁21にデポジットが付着しており、燃料改質システムに異常が生じるおそれがあることをドライバ等に報知してもよい。この場合には、運転室内の警告灯を点灯又は点滅したり、運転室内に警告音を出力したりすることで、当該異常が報知される。
During the second deposit removal control, the driver or the like may be informed that deposits are attached to the reforming
次に、図4を参照して、コントローラ40が実行する燃焼状態制御について説明する。燃焼状態制御は、エンジン1での燃焼安定性を維持するため、デポジット除去制御中に実行される制御である。燃焼状態制御は、所定の制御周期で繰り返し実行される。
Next, the combustion state control executed by the
S201では、コントローラ40は、デポジット除去制御が実行中であるか否かを判定する。デポジット除去制御には、図2のS106の第1デポジット除去制御及び図2のS108の第2デポジット除去制御が含まれる。
In S201, the
第1デポジット除去制御又は第2デポジット除去制御が実行されている場合には、コントローラ40はS202の処理を実行する。これに対して、第1デポジット除去制御又は第2デポジット除去制御が実行されていない場合には、コントローラ40は燃焼状態制御を終了する。
When the first deposit removal control or the second deposit removal control is being executed, the
S202では、コントローラ40はEGR率低下制御を実行する。デポジット除去制御時には、図3B及び3Cに示したように、1サイクル(所定期間)内の改質用燃料噴射弁21の噴射回数が通常改質制御時よりも低減される。このような場合には、各気筒に供給される燃料量に少量程度の気筒間差が発生し、エンジン1での燃焼性が悪化する可能性がある。燃焼性が悪化すると、エンジン1で振動が発生したり、失火が生じたりする。そのため、デポジット除去制御時には燃焼安定性を維持すべく、コントローラ40は1サイクルにおける改質用燃料噴射弁21の噴射回数に応じてEGR率を低下させる。
In S202, the
図5は、EGR率とエンジン1での燃焼安定性との関係を示す図である。線L1は、通常改質制御時におけるEGR率と燃焼安定性との関係を示す。線L2は第1デポジット除去制御時におけるEGR率と燃焼安定性との関係を示し、線L3は第2デポジット除去制御時におけるEGR率と燃焼安定性との関係を示す。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the EGR rate and the combustion stability in the
図5の線L1に示すように、通常改質制御時には排気性能及び燃費性能を向上させるため、EGR率は燃焼安定性が燃焼安定限界を超えない範囲で比較的大きな値R1に設定されている。 As shown by the line L1 in FIG. 5, the EGR rate is set to a relatively large value R1 within a range where the combustion stability does not exceed the combustion stability limit in order to improve the exhaust performance and the fuel consumption performance during the normal reforming control. .
しかしながら、第1デポジット除去制御により1サイクルあたりの改質用燃料噴射弁21の噴射回数が2回に低減されると、各気筒に供給される燃料量に少量程度の気筒間差が発生し、エンジン1での燃焼性が悪化する可能性がある。その結果、第1デポジット除去制御時の燃焼安定性を示す線は、図5の線L2に示すような線となる。したがって、第1デポジット除去制御時のEGR率を通常改質制御時のEGR率と同じ値R1に設定すると、エンジン1での燃焼性が悪化してしまう。そのため、第1デポジット除去制御時には、EGR率は、通常改質制御時の値R1よりも小さい値R2に設定される。
However, if the number of injections of the reforming
なお、第2デポジット除去制御実行時には燃焼安定性を示す線は図5の線L3に示すような線となるので、第2デポジット除去制御時のEGR率は第1デポジット除去制御時の値R2よりも小さな値R3に設定される。 Since the line indicating the combustion stability is a line as indicated by line L3 in FIG. 5 when the second deposit removal control is executed, the EGR rate at the time of the second deposit removal control is based on the value R2 at the time of the first deposit removal control. Is also set to a small value R3.
デポジット除去制御時には、上述の通り1サイクル(所定期間)内の改質用燃料噴射弁21の噴射回数が低下するほどEGR率は小さく設定されるので、エンジン1での燃焼安定性を維持することが可能となる。
At the time of deposit removal control, the EGR rate is set to be smaller as the number of injections of the reforming
図4に戻り、燃焼状態制御におけるS203以降の処理について説明する。 Returning to FIG. 4, the processing after S203 in the combustion state control will be described.
S202の処理後、コントローラ40はS203の処理を実行する。S203では、コントローラ40は点火時期MBT制御を実行する。点火時期MBT制御では、エンジン運転状態に応じて設定された点火時期を最適点火時期(MBT)に近付くように進角補正又は遅角補正する。第2デポジット除去制御時の点火時期は、第1デポジット除去制御時の点火時期よりもMBTに近い時期に設定される。
After the process of S202, the
このように点火時期MBT制御を実行することで、デポジット除去制御時におけるエンジン1での燃焼安定性を維持することが可能となる。
By executing the ignition timing MBT control in this way, it is possible to maintain the combustion stability in the
なお、デポジット除去制御時の点火時期が既にMBTに設定されている場合、コントローラ40は、点火時期MBT制御を行わずにS204の処理を実行する。S204の処理後、コントローラ40は燃焼状態制御を終了する。
When the ignition timing at the time of deposit removal control is already set to MBT, the
S204では、コントローラ40は筒内流動生起制御を実行する。筒内流動生起制御では、エンジン1の燃焼室内にタンブル流やスワール流等のガス流動を生起する。例えば、吸気工程時に、吸気通路に設けられたタンブル生起弁により通路の上部又は下部を閉塞することで、タンブル流が生起される。吸気工程時に、一の気筒に対して二つ設けられる吸気弁の一方を閉じることで、スワール流が生起される。
In S204, the
このように筒内流動生起制御を実行することで、デポジット除去制御時におけるエンジン1での燃焼安定性を維持することが可能となる。
By executing the in-cylinder flow occurrence control in this way, it is possible to maintain the combustion stability in the
なお、コントローラ40は、デポジット制御実行時にS202〜S204の三つの処理を実行するように構成されているが、S202〜S204のうちのいずれか一つ又は二つの制御を実行するように構成されてもよい。
The
上記した本実施形態のエンジン1によれば、以下の効果を得ることができる。
According to the
エンジン1はコントローラ40を有しており、コントローラ40は改質用燃料噴射弁21の噴射口にデポジットが付着しているか否かを判定する。そして、コントローラ40は、デポジットが付着していると判定された場合には、通常改質制御時と比較して、1サイクル(所定期間)における燃料噴射回数が低減され、1回の燃料噴射量が増加されるように第1デポジット除去制御を実行する。このように1サイクル(所定期間)の燃料噴射回数を低減し、1回の燃料噴射における噴射量を増加することで、改質用燃料噴射弁21から噴射される燃料により噴射口周りのデポジットを洗い流して除去することが可能となる。したがって、一種類の燃料噴射弁を制御するという簡素な制御により、改質用燃料噴射弁21のデポジット除去を実現することができる。
The
さらに、コントローラ40は、第1デポジット除去制御後に改質用燃料噴射弁21の噴射口にデポジットが付着している場合、前回の第1デポジット除去制御時よりも、1サイクル(所定期間)における燃料噴射回数が低減され、1回の燃料噴射量が増加されるように第2デポジット除去制御を実行する。このように第2デポジット除去制御を実行することで、改質用燃料噴射弁21の噴射口周りのデポジットをより確実に除去することが可能となる。
Further, when the deposit is attached to the injection port of the reforming
さらに、コントローラ40は、デポジット除去制御を実行して改質用燃料噴射弁21の燃料噴射回数が低減される場合、EGR率低下制御、点火時期MBT制御、及び筒内流動生起制御のいずれかを組み合わせた制御又は全ての制御を実行する。したがって、デポジット除去制御により改質用燃料噴射弁21の燃料噴射回数が減って燃料改質触媒22で生成される改質燃料量が減少しても、エンジン1での燃焼安定性を維持することが可能となる。
Further, the
さらに、コントローラ40は、水素検出センサ23の検出値に基づいて改質用燃料噴射弁21の噴射口にデポジットが付着しているか否かを判定する。このように燃料改質触媒22で生成される改質燃料としての水素を水素検出センサ23により直接的に検出するため、デポジット付着判定の判定制度を高めることが可能となる。
Further, the
なお、本発明は上述の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
上記した本実施形態によるエンジン1では、通常改質制御時における改質用燃料噴射弁21の燃料噴射回数は1サイクルあたり4回に設定されている。しかしながら、この燃料噴射回数は、4回に限定されず、必要に応じて任意の回数に設定される。同様に、第1デポジット除去制御時及び第2デポジット除去制御時の1サイクルあたりの燃料噴射回数も必要に応じて任意の回数に設定される。但し、第1デポジット除去制御時の1サイクルあたりの燃料噴射回数は通常改質制御時よりも少なく設定され、第2デポジット除去制御時の1サイクルあたりの燃料噴射回数は第1デポジット除去制御時よりも少なく設定される。
In the
コントローラ40は、水素検出センサ23の検出値に基づいてデポジット付着判定を実行するように構成されているが、このような構成に限られない。例えば、燃料改質触媒22よりも下流側のEGR通路10に空燃比を検出する空燃比センサを配置し、コントローラ40は空燃比センサの検出値に基づいて改質用燃料噴射弁21におけるデポジット付着判定を実行するように構成されてもよい。このような構成の場合、空燃比センサによって検出されたEGR通路10内の空燃比と予め設定された基準空燃比とを比較することで、デポジット付着判定を行うことができる。
The
また、コントローラ40は、第2デポジット除去制御実行後にデポジット付着ありと判定した場合、改質用燃料噴射弁21による燃料噴射を中止したり、燃料改質システムに異常が発生したことをドライバ等に報知したりするように構成されてもよい。
In addition, when the
本実施形態では、エンジン1に改質燃料を供給する燃料改質システムにおける改質用燃料噴射弁21のデポジットを除去する場合を説明した。しかしながら、本発明の技術的思想は、筒内燃料噴射弁2や、吸気ポート内に燃料を噴射するポート燃料噴射弁にも適用することができる。コントローラ40は、燃料噴射弁の噴射口にデポジットが付着しているか否か判定し、デポジット付着がある場合にはデポジット付着がない場合と比較して、所定期間における燃料噴射回数を低減させ、1回の燃料噴射量を増加させる。これにより、燃料噴射弁から噴射される燃料により噴射口周りのデポジットを洗い流して除去することが可能となる。したがって、一種類の燃料噴射弁を制御するという簡素な制御により、燃料噴射弁のデポジット除去を実現することができる。
In this embodiment, the case where the deposit of the reforming
1 内燃機関
3 吸気通路
4 排気通路
10 EGR通路
11 EGRクーラ
12 EGRバルブ
21 改質用燃料噴射弁
22 燃料改質触媒
23 水素検出センサ
30 燃料タンク
32 燃料ポンプ
40 コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記燃料噴射弁の噴射口にデポジットが付着しているか否かを判定するデポジット判定部と、
前記燃料噴射弁にデポジットが付着していると判定された場合に、デポジットが付着していないと判定された場合と比較して、所定期間における前記燃料噴射弁の燃料噴射回数を低減し、前記燃料噴射弁の1回の燃料噴射量を増加するようにデポジット除去燃料噴射制御を実行する噴射制御部と、
を備える内燃機関。 A fuel injection valve for supplying fuel;
A deposit determination unit for determining whether or not deposit is attached to the injection port of the fuel injection valve;
When it is determined that deposit is attached to the fuel injection valve, the number of times of fuel injection of the fuel injection valve in a predetermined period is reduced compared to a case where it is determined that no deposit is attached, An injection control unit that executes deposit removal fuel injection control so as to increase the fuel injection amount of one time of the fuel injection valve;
An internal combustion engine.
前記噴射制御部は、前記燃料噴射弁にデポジットが付着していると判定された場合に、デポジットが付着していないと判定された場合と比較して、前記燃料噴射弁の燃料噴射圧力を増加させる、
内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
The injection control unit increases the fuel injection pressure of the fuel injection valve when it is determined that no deposit is attached to the fuel injection valve, compared with a case where it is determined that no deposit is attached. Let
Internal combustion engine.
前記噴射制御部は、デポジット除去燃料噴射制御の実行後に前記燃料噴射弁にデポジットが付着していると判定された場合に、前回のデポジット除去燃料噴射制御時よりも、所定期間における燃料噴射回数を低減させ、1回の燃料噴射量を増加させる、
内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
When it is determined that deposits are attached to the fuel injection valve after execution of deposit removal fuel injection control, the injection control unit sets the number of fuel injections in a predetermined period compared to the previous deposit removal fuel injection control. Reduce and increase the amount of fuel injection per time,
Internal combustion engine.
前記噴射制御部は、デポジット除去燃料噴射制御の実行後に前記燃料噴射弁にデポジットが付着していると判定された場合に、前回のデポジット除去燃料噴射制御時よりも燃料噴射圧力を増加させる、
内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The injection control unit, when it is determined that deposit is attached to the fuel injection valve after execution of deposit removal fuel injection control, to increase the fuel injection pressure than during the previous deposit removal fuel injection control,
Internal combustion engine.
燃焼室内での燃料の燃焼状態を制御する燃焼状態制御部をさらに備え、
前記燃焼状態制御部は、前記噴射制御部によって燃料噴射回数が低減される場合に、吸気中に含まれる排気の割合として定義されるEGR率を低下させる、最適点火時期(MBT)に向けて点火時期を進角又は遅角させる、及び燃焼室内にガス流動を生起させる、のいずれかの組み合わせ、又は全ての制御を実行する、
内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
A combustion state control unit for controlling the combustion state of the fuel in the combustion chamber;
The combustion state control unit ignites toward an optimal ignition timing (MBT) that reduces an EGR rate defined as a ratio of exhaust gas contained in intake air when the number of fuel injections is reduced by the injection control unit. Execute any combination of advancement or retardation of the timing and generation of gas flow in the combustion chamber, or all control.
Internal combustion engine.
排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられる燃料改質触媒と、をさらに備え、
前記燃料噴射弁は、前記燃料改質触媒に燃料を供給するように前記EGR通路に配置される、
内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
An EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
A fuel reforming catalyst provided in the EGR passage,
The fuel injection valve is disposed in the EGR passage so as to supply fuel to the fuel reforming catalyst;
Internal combustion engine.
前記燃料改質触媒よりも下流の前記EGR通路に設けられ、前記燃料改質触媒で生成された改質燃料の濃度を検出する改質燃料検出センサをさらに備え、
前記デポジット判定部は、前記改質燃料検出センサの検出値に基づいて前記燃料噴射弁にデポジットが付着しているか否かを判定する、
内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 6,
A reformed fuel detection sensor that is provided in the EGR passage downstream of the fuel reforming catalyst and detects the concentration of the reformed fuel generated by the fuel reforming catalyst;
The deposit determination unit determines whether or not deposit is attached to the fuel injection valve based on a detection value of the reformed fuel detection sensor;
Internal combustion engine.
前記燃料改質触媒よりも下流の前記EGR通路に設けられ、前記EGR通路を通過するガスの空燃比を検出する空燃比センサをさらに備え、
前記デポジット判定部は、前記空燃比センサの検出値に基づいて前記燃料噴射弁にデポジットが付着しているか否かを判定する、
内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 6,
An air-fuel ratio sensor provided in the EGR passage downstream of the fuel reforming catalyst and detecting an air-fuel ratio of gas passing through the EGR passage;
The deposit determination unit determines whether or not deposit is attached to the fuel injection valve based on a detection value of the air-fuel ratio sensor;
Internal combustion engine.
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