JP5206558B2 - Exhaust gas reforming system - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガスを改質する排気ガス改質システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas reforming system for reforming exhaust gas.
従来より、排気ガスの改質を行うことで内燃機関の燃費を向上できるシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このシステムは、内燃機関の排気通路から取り出した排気ガスの一部に燃料を加えて混合ガスを生成し、生成した混合ガスを改質触媒に導入すると共に、排気通路を通過する排気ガスの廃熱を用いて改質触媒を加熱する。これにより、このシステムは、混合ガスを改質して水素を含む改質ガスを生成し、吸気通路を通じて生成した改質ガスを内燃機関に還流させる。
Conventionally, a system that can improve the fuel efficiency of an internal combustion engine by reforming exhaust gas is known (see, for example, Patent Document 1).
This system adds fuel to a part of the exhaust gas taken out from the exhaust passage of the internal combustion engine to generate a mixed gas, introduces the generated mixed gas into the reforming catalyst, and discards the exhaust gas passing through the exhaust passage. Heat the reforming catalyst using heat. Thereby, this system reforms the mixed gas to generate a reformed gas containing hydrogen, and the reformed gas generated through the intake passage is recirculated to the internal combustion engine.
しかしながら、特許文献1に記載のシステムでは、実際に内燃機関の燃焼室に導入される排気ガス量を精度良く検出できないため、多量の排気ガスが燃焼室に導入されて失火等の不具合が発生し、燃費が低下するおそれがあった。 However, in the system described in Patent Document 1, since the amount of exhaust gas actually introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine cannot be detected with high accuracy, a large amount of exhaust gas is introduced into the combustion chamber, causing problems such as misfire. There was a risk that the fuel consumption would decrease.
そこで、本発明の目的とするところは、燃費効率を向上できる排気ガス改質システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas reforming system that can improve fuel efficiency.
本発明に係る排気ガス改質システムは、エンジンが排気管へ排出した排気ガスを、エンジンが吸気に用いる吸気管へ外部循環させる外部循環経路と、外部循環経路が外部循環させる排気ガスである外部EGRと燃料とを混合させた混合ガスを改質して水素を発生させる改質触媒と、排気管の開閉を行う排気弁の開閉タイミングと、吸気管の開閉を行う吸気弁の開閉タイミングとに基づいて、エンジンが内部循環させる排気ガスである内部EGRの量を算出する第1算出手段と、外部EGRの量と第1算出手段の算出した内部EGRの量とを加算した総EGR量に対する改質触媒が発生させた水素の量である水素濃度を算出する第2算出手段と、外部EGRと内部EGRとの循環率である総排気ガス再循環率が、第2算出手段の算出した水素濃度で定まるエンジンの燃費を最良とする総排気ガス再循環率となるように、外部循環経路が外部循環させる外部EGRの量を調整する調整弁とを備えることを特徴としている。
この構成によれば、排気弁の開閉タイミングと、吸気弁の開閉タイミングとに基づいて内部EGR量を算出できるだけでなく、算出した内部EGR量に基づいて燃費が最良となる総排気ガス再循環率となるように、外部EGR量を調整できる。このため、不燃ガスである排気ガスの増加により燃焼不良に陥ることを防止できるだけでなく、熱効率及び燃費を向上できる。
An exhaust gas reforming system according to the present invention includes an external circulation path that externally circulates exhaust gas discharged from an engine to an exhaust pipe to an intake pipe that the engine uses for intake, and an external circulation path that is externally circulated by the external circulation path. A reforming catalyst that reforms a mixed gas in which EGR and fuel are mixed to generate hydrogen, an opening / closing timing of an exhaust valve that opens and closes an exhaust pipe, and an opening / closing timing of an intake valve that opens and closes an intake pipe Based on the first calculation means for calculating the amount of internal EGR that is the exhaust gas that is circulated internally by the engine, and the total EGR amount obtained by adding the amount of external EGR and the amount of internal EGR calculated by the first calculation means. a second calculating means for calculating the hydrogen concentration is the amount of hydrogen quality catalyst caused, concentrated hydrogen pumping gas recirculation rate is a circulation rate of the external EGR and internal EGR, was calculated in the second calculating means So that the total exhaust gas recirculation rate to optimize the fuel consumption of the engine which is determined by, is characterized in that it comprises an adjusting valve for adjusting the amount of external EGR external circulation path to the external circulation.
According to this configuration, not only can the internal EGR amount be calculated based on the opening / closing timing of the exhaust valve and the opening / closing timing of the intake valve, but also the total exhaust gas recirculation rate that provides the best fuel efficiency based on the calculated internal EGR amount. Thus, the external EGR amount can be adjusted. For this reason, it is possible not only to prevent a combustion failure due to an increase in exhaust gas, which is an incombustible gas, but also to improve thermal efficiency and fuel consumption.
本明細書開示の排気ガス改質システムによれば、燃費効率を向上できる。 According to the exhaust gas reforming system disclosed in this specification, fuel efficiency can be improved.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の排気ガス改質システム1の一実施形態を示す構成図である。
図1に示す排気ガス改質システム1は、車両に搭載される。排気ガス改質システム1は、外部循環経路10、燃料供給装置12、クーラー14、流量調整弁15、熱交換器20、スロットル30、燃料噴射装置40、吸気管51、排気管52、エンジン60、及び制御装置70を備える。排気ガス改質システム1は、改質触媒を用いて排気ガスと燃料とを混合した混合ガスを改質する。ここで、改質触媒は、吸熱反応である改質反応により、排気ガスと燃料との混合ガスから、例えば、水素、一酸化炭素、及び窒素を含む改質ガスを生成する。尚、改質触媒は、例えば、ロジウム系の触媒であるとして説明するが、これに限定される訳ではない。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an exhaust gas reforming system 1 of the present invention.
An exhaust gas reforming system 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle. The exhaust gas reforming system 1 includes an
外部循環経路10は、エンジン60が排気管52へ排出する排気ガスの一部を循環させてエンジン60に再度吸気(以下単に、外部循環という)させる。具体的には、外部循環経路10は、循環させた排気ガスと燃料との混合ガスを改質触媒が改質した改質ガスをエンジン60へ供給する。尚、外部循環経路10が外部循環させる再循環排気ガスを外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)という。
The
次に、外部循環経路10の構成について説明する。
外部循環経路10は、排気ガス導入路11及び改質ガス導管13を備え、燃料供給装置12、クーラー14、及び流量調整弁15が設置されている。
排気ガス導入路11は、熱交換器20と排気管52とに接続し、排気管52を通過する排気ガスの一部を熱交換器20へ導入する。また排気ガス導入路11は、排気管52との接続点よりも下流に燃料供給装置12を備える。
Next, the configuration of the
The
The exhaust gas introduction path 11 is connected to the
燃料供給装置12は、例えば、インジェクタで構成される。燃料供給装置12は、排気ガス導入路11を通過する排気ガスへ、制御装置70の制御に従った量の燃料を噴射して、排気ガスと燃料とが混合した混合ガスを生成する。
The
ここで一旦、熱交換器20について説明を行う。
熱交換器20は、検出装置20aと排気通路21と改質室22とを備える。熱交換器20は、排気通路21を通過する排気ガスの熱を、改質室22に担持された改質触媒へ移動させる。検出装置20aは、例えば、温度センサで構成され、改質触媒の床温を検出すると共に、検出した温度を表す信号を制御装置70へ出力する。
改質室22は、排気ガス導入路11からエンジン60の排出した排気ガスの一部が供給される。具体的には、排気ガスと燃料との混合ガスが改質室22へ供給されるため、改質室22に担持された改質触媒は、排気ガスの熱を用いて混合ガスを改質する。尚、改質室22の下流には、改質ガス導管13が接続されている。
Here, the
The
A part of the exhaust gas discharged from the
次に、外部循環経路10の構成について引き続き説明を行う。
改質ガス導管13は、上流で改質室22と接続し、中流にクーラー14及び流量調整弁15が順に設置され、下流で吸気管32と合流する。改質ガス導管13は、改質室22で生成された改質ガスを、吸気管32を介してエンジン60へ供給する。尚、クーラー14は、改質ガス導管13を通過する改質ガスを冷却してガスの体積流量を増加させる。
Next, the configuration of the
The reformed
流量調整弁15は、外部循環経路10が外部循環させる排気ガスの流量(つまり、外部EGR量)を調整する。つまり、流量調整弁15は、改質室22へ供給される外部EGR量のみならず、エンジン60へ還流させる外部EGR量をも制御する。ここで、流量調整弁15は、制御装置70の制御に従って、改質ガス導管13を通過する改質ガス量を制御して、総排気ガス再循環率(以下単に、総EGR率という)を制御する。尚、総EGR率は、エンジン60が吸入する空気量と総EGR量との合計で総EGR量を除した割合をいう。また、総EGR量は、外部EGR量と、エンジン60が内部循環させる排気ガス量(以下、内部EGR量)との合計をいう。
The flow
スロットル30は、不図示のアクセルセンサに接続する。スロットル30は、アクセルセンサが検出したアクセル操作に応じて吸気管51の開閉量を調整する。つまり、スロットル30は、吸気管51の開閉によりエンジン60が吸入する空気量を制御する。尚、スロットル30は、制御装置70にも接続し、制御装置70の制御に従ってエンジン60が吸入する空気量を制御して総EGR率を制御する構成を採用できる。
燃料噴射装置40は、例えば、インジェクタで構成される。燃料噴射装置40は、制御装置70に制御された量の燃料を吸気管51へ噴射する。
The
The fuel injection device 40 is composed of, for example, an injector. The fuel injection device 40 injects an amount of fuel controlled by the
吸気管51は、上流でスロットル30と接続し、下流でエンジン60の吸気ポートと接続する。また、吸気管51は、中流で改質ガス導管13と合流し、改質ガス導管13が合流する地点及びエンジン60と接続する地点との間の地点に燃料噴射装置40が設置されている。吸気管51は、スロットル30が制御する量の空気と、改質ガス導管13に設けられた流量調整弁15で制御された量の改質ガスと、燃料噴射装置40で噴射された量の燃料との混合気をエンジン60が吸気するために用いられる。
排気管52は、エンジン60の排気ポートと上流で接続し、エンジン60が排出した排気ガスを車外の大気へ放出する。また、排気管52は、下流で外部循環経路10と分岐し、分岐点よりも下流に熱交換器20が設置されている。更に、排気管52は、内部を通過する排気ガスの温度を検出すると共に、検出した温度を表す信号を制御装置70へ出力する検出装置52aを備える。尚、検出装置52aは、例えば、温度センサで構成される。
The
The
エンジン60には、検出装置60aが設置されている。検出装置60aは、例えば、NEセンサ(Number of Engine speed)で構成され、エンジン60の回転数を検出すると共に、検出した回転数を表すNE信号を制御装置70へ出力する。
エンジン60は、例えば、ガソリンエンジンで構成される。エンジン60は、吸気管51から吸気した混合ガスを燃焼させることで、車両を走行させるための動力を発生させる。尚、エンジン60は、可変バルブ機構(VVT:Variable Valve Timing)を備え、吸気管51を開閉する吸気弁及び排気管52を開閉する排気弁の開閉タイミングをそれぞれ変更することで、内部循環させる排気ガス量(つまり、内部EGR量)を変更させる。
The
The
ここで、エンジン60に供給される空気量(酸素ガス量)と、エンジン60へ再循環させる総EGR量とで算出される不燃ガスの合計量には、エンジン60における燃焼の失火を防止するための供給限界量(以下、EGRリミット)が存在する。しかし、混合ガスに含まれる水素は、エンジン60における急速燃焼を可能とするため、このEGRリミットを拡大する。これにより、エンジン60においてポンプロスが低減するだけでなく比熱比の増加による熱効率の向上によって燃費が向上する。従って、改質ガスによる燃費効果を最大限に引き出すためには、改質ガスの発生量に応じて拡大するEGRリミットに基づいて、総EGRの増加量を精度良く制御する必要がある。エンジン60に還流させる不燃ガスである排気ガスが過多となることで、エンジン60が燃焼不良に陥り、熱効率を向上できず、燃費を向上できない場合が生じるおそれがあるからである。よって、燃費を確実に向上させるために、VVTの動作により変化する内部EGR量を算出できる本件発明の排気ガス改質システム1について引き続き説明を行う。
Here, the total amount of non-combustible gas calculated from the amount of air (oxygen gas amount) supplied to the
制御装置70は、例えば、ECU(Electronic Control Unit)で構成される。制御装置70は、ソフトウェア処理である制御処理を実行することで、燃費が確実に向上ように、接続する各装置及び機器を制御する。
ここで、図2(a)を参照して、ソフトウェア処理を実行するために制御装置70が用いるハードウェアの構成について説明を行う。図2(a)は、制御装置70の一構成例を表すハードウェア構成図である。
図2(a)に示す制御装置70は、CPU(Central Processing Unit)で構成される実行部70a、RAM(Random Access Memory)で構成される記憶部70b、及びAD変換機(Analog-to-Digital)で構成される入出力部70cを備える。ソフトウェア処理は、実行部70aが、記憶部70bに格納したプログラムを読み込み、読み込んだプログラムが表すソフトウェア処理の実行手順に従って演算を行うことにより実現される。尚、記憶部70bには、実行部70aが行った演算結果が書き込まれる。また、必要に応じて入出力部70cは、検出装置20a、52a、又は60a等が入力する信号を演算対象として入力すると共に、演算結果を燃料供給装置12及び流量調整弁15等へ出力する。
The
Here, with reference to FIG. 2A, the hardware configuration used by the
The
次に、図2(b)を参照して、制御装置70の構成について、機能に着目して説明する。図2(b)は、制御装置70の一構成例を表す機能ブロック図である。
制御装置70は、取得部71、最適噴射率記憶部72、水素濃度算出部73、内部EGR量算出部74、水素濃度再算出部75、最適総EGR率記憶部76、最適外部EGR量選択部77、最適噴射量選択部78、噴射制御部79a、及びEGR率制御部79bを備える。
Next, with reference to FIG. 2B, the configuration of the
The
取得部71は、実行部70aが取得処理を実行することで実現される。取得部71は、検出装置20a、52a、及び60aが出力する信号を取得する。
最適噴射率記憶部72は、例えば、記憶部70bで構成される。最適噴射率記憶部72は、図3(a)に示すように、改質触媒の床温と、その温度における改質触媒の最適噴射率とを関連付けて記憶する。尚、最適噴射率は、改質触媒に供給される外部EGR量に占める改質触媒が改質可能な燃料噴射量の比をいう。
The acquisition unit 71 is realized by the
The optimal injection
水素濃度算出部73は、実行部70aが水素濃度算出処理を実行することで実現される。水素濃度算出部73は、取得部71が検出装置20aから取得した改質触媒の床温に、最適噴射率記憶部72が関連付けて記憶する最適噴射率を検索する。次に、水素濃度算出部73は、検索した最適噴射率と、EGR率制御部79bが制御した外部EGR量とに基づいて、改質触媒が発生させる水素量を算出する。その後、水素濃度算出部73は、算出した水素量を外部EGR量で除して水素濃度を算出する。
The hydrogen
内部EGR量算出部74は、実行部70aが内部EGR量算出処理を実行することで実現される。内部EGR量算出部74は、エンジン60の備えるVVTの進角値に基づいてエンジン60が内部循環させる排気ガスの量(つまり、内部EGR量)を算出する。具体的には、内部EGR量算出部74は、エンジン60の備える排気弁の開閉タイミングと吸気弁の開閉タイミングとに基づいて、エンジン60の内部EGR量を算出する。より具体的には、内部EGR量算出部74は、VVTの進角値に基づいて、排気弁の閉弁時における燃焼室の容積と、取得部71が検出装置52aから取得した排気ガスの温度とに基づいて内部EGR量を算出する。
The internal EGR
水素濃度再算出部75は、実行部70aが水素濃度再算出処理を実行することで実現される。水素濃度再算出部75は、内部EGR量算出部74が算出した内部EGR量を外部EGR量に加算した総EGR量で、水素濃度算出部73が算出した水素量を除算して水素濃度を再算出する。
The hydrogen
最適総EGR率記憶部76は、例えば、記憶部70bで構成される。最適総EGR率記憶部76は、車両の走行状態と、総EGRの水素濃度と、その走行状態にある車両に搭載されたエンジン60にその水素濃度の総EGRを還流させた場合の最適総EGR率とを関連付けて記憶する。尚、最適総EGR率は、燃費が最良となる総EGR率をいう。
The optimum total EGR
ここで、図3(b)を参照して、燃費と水素濃度と総EGR率との関係について説明する。
図3(b)は、縦軸でエンジン60の燃費を表し、横軸でエンジン60の総EGR率を表す。曲線C0は、水素濃度が0%である場合(つまり、排気ガスの改質を行わない場合)における燃費と総EGR率との関係を表す。また、曲線Cmaxは、排気ガスの改質により生じる水素濃度が最大濃度である場合における燃費と総EGR率との関係を表す。更に、曲線CmaxとC0との間の曲線C2及びC1は、より下側の曲線よりも水素濃度が少ない場合(つまり、総EGR量に占める改質ガスを含まない内部EGR量が増加した場合)における燃費と総EGR率との関係を表す。尚、曲線C0、C1、C2、及びCmaxの最下点に対応する総EGR率が、それぞれの水素濃度における最適総EGR率である。ここで、図3(b)に示すように、排気ガスの改質を行わない曲線C0の最適総EGR率は、排気ガスの改質により水素濃度を最大にする曲線Cmaxの最適総EGR率よりも小さい。水素ガスはEGRリミットを拡大するためである。尚、最適総EGR率は、排気ガス改質システム1及び排気ガス改質システム1を搭載する車両の設計により異なるが、当業者が実験により定めることができる。
Here, with reference to FIG.3 (b), the relationship between a fuel consumption, hydrogen concentration, and a total EGR rate is demonstrated.
In FIG. 3B, the vertical axis represents the fuel consumption of the
最適外部EGR量選択部77は、実行部70aが最適外部量EGR選択処理を実行することで実現される。最適外部EGR量選択部77は、燃費が最良となる外部EGR量(以下単に、最適外部EGR量という)を選択する。具体的には、先ず、最適外部EGR量選択部77は、エンジン60を搭載した車両の走行状態を特定する。より具体的には、最適外部EGR量選択部77は、取得部71が検出装置60aから取得したエンジン60の回転数と、エンジン60の負荷(トルク)とに基づいて車両の走行状態を特定する。次に、最適外部EGR量選択部77は、特定した走行状態、及び水素濃度再算出部75が再算出した水素濃度に、最適総EGR率記憶部76が関連付けて記憶する最適総EGR率を検索する。その後、最適外部EGR量選択部77は、検索した最適総EGR率と、スロットル30が導入する空気量とに基づいて、燃費が最良となる総EGR量(以下単に、最適総EGR量という)を取得する。次に、最適外部EGR量選択部77は、取得した最適総EGR量から内部EGR量算出部74が算出した内部EGR量を減算して最適外部量EGRを取得する。
The optimum external EGR
最適噴射量選択部78は、実行部70aが最適噴射量選択処理を実行することで実現される。最適噴射量選択部78は、燃費が最良となる燃料供給装置12の燃料噴射量(以下単に、最適噴射量という)を選択する。具体的には、最適噴射量選択部78は、水素濃度算出部73が検索した最適噴射率と、最適外部EGR量選択部77が選択した最適外部EGR量とに基づいて最適噴射量を選択する。
The optimal injection
噴射制御部79aは、実行部70aが噴射制御処理を実行することで実現される。噴射制御部79aは、最適噴射量選択部78が選択した最適噴射量の燃料を噴射するよう燃料供給装置12を制御する。
EGR率制御部79bは、実行部70aがEGR率制御処理を実行することで実現される。EGR率制御部79bは、最適外部EGR量選択部77が検索した最適総EGR率と、エンジン60の総EGR率との差異が減少するように流量調整弁15に対して外部EGR量を調整させる。
この構成によれば、エンジンの進角に基づいて排気ガスの内部循環量を算出できるだけでなく、算出した内部循環量に基づいて燃費が最良となる総排気ガス再循環率との差異が減少するように、外部循環させる排気ガスの量を調整できる。このため、不燃ガスである排気ガスの増加により燃焼不良に陥ることを防止できるだけでなく、熱効率及び燃費を向上できる。
The
The EGR
According to this configuration, not only can the internal circulation amount of the exhaust gas be calculated based on the advance angle of the engine, but also the difference from the total exhaust gas recirculation rate at which the fuel efficiency is optimal based on the calculated internal circulation amount is reduced. As described above, the amount of exhaust gas to be externally circulated can be adjusted. For this reason, it is possible not only to prevent a combustion failure due to an increase in exhaust gas, which is an incombustible gas, but also to improve thermal efficiency and fuel consumption.
具体的には、EGR率制御部79bは、エンジン60の総EGR率が最適総EGR率となるように流量調整弁15を制御する。より具体的には、EGR率制御部79bは、最適外部EGR量選択部77が選択した最適外部EGR量の外部EGRを流すように流量調整弁15を制御する。
この構成によれば、燃焼不良に陥ることを確実に防止できるだけでなく、熱効率及び燃費を確実に向上できる。
Specifically, the EGR
According to this configuration, it is possible not only to reliably prevent a combustion failure but also to reliably improve thermal efficiency and fuel consumption.
次に、図4を参照して、制御装置70が実行する制御処理について説明する。図4は、制御装置70が実行する制御処理の一例を表すフローチャートである。
先ず、制御装置70は、改質触媒の床温が、排気ガスを改質できる条件(以下、改質可能条件という)を満足するか否かを判断する(ステップS01)。尚、改質可能条件は、例えば、床温が排気ガスを改質できる温度を上回るという条件である。制御装置70は、改質可能条件を満足すると判断する場合にはステップS02の処理を実行し、そうでない場合には制御処理の実行を終了する。
Next, control processing executed by the
First, the
ステップS01において、制御装置70は、改質可能条件を満足すると判断した場合には、改質触媒の床温度から水素濃度を算出する(ステップS02)。次に、制御装置70は、VVT進角と排気温度から内部EGR量を算出する(ステップS03)。その後、制御装置70は、内部EGR量を加算した水素濃度を再算出する(ステップS04)。次に、制御装置70は、再算出した水素濃度に関連付けた最適外部EGR量を選択する(ステップS05)。その後、制御装置70は、選択した最適外部EGR量において算出した水素濃度となる最適噴射量を選択する(ステップS06)。次に、制御装置70は、外部EGR量が選択した最適外部EGR量となるよう流量調整弁15を制御する(ステップS07)。また、制御装置70は、選択した最適噴射量の燃料を噴射するよう燃料供給装置12を制御する(ステップS08)。その後、制御装置70は、ステップS01に戻り、上記処理を繰り返す。
In step S01, when it is determined that the reformable condition is satisfied, the
尚、図4において、ステップS02が水素濃度算出部73を実現するための水素濃度算出処理の一例に相当し、ステップS03が内部EGR量算出部74を実現するための内部EGR量算出処理の一例に相当する。また、ステップS04が水素濃度再算出部75を実現するための水素濃度再算出処理の一例に相当し、ステップS05が最適外部EGR量選択部77を実現するための最適外部EGR量選択処理の一例に相当する。更に、ステップS06が最適噴射量選択部78を実現するための最適噴射量選択処理の一例に相当し、ステップS07が噴射制御部79aを実現するための噴射制御処理の一例に相当し、ステップS08がEGR率制御部79bを実現するためのEGR率制御処理の一例に相当する。
また、本実施例において、内部EGR量算出部74が第1算出手段の一例に相当し、水素濃度再算出部75が第2算出手段の一例に相当する。
In FIG. 4, step S02 corresponds to an example of a hydrogen concentration calculation process for realizing the hydrogen
In this embodiment, the internal EGR
制御装置70がソフトウェア処理を実行することで実現する機能の一部又は全部は、ハードウェア回路を用いて実現することができる。
Part or all of the functions realized by executing software processing by the
制御装置70が実行する処理手順を記述したプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより提供できる。
A program describing a processing procedure executed by the
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.
1…排気ガス改質システム 10…外部循環経路
11…排気ガス導入路 12…燃料供給装置
13…改質ガス導管 14…クーラー
15…流量制御弁 20…熱交換機
20a…検出装置 21…排気通路
22…改質室 30…スロットル
40…燃料噴射装置 51…吸気管
52…排気管 52a…検出装置
60…エンジン 60a…検出装置
70…制御装置 70a…実行部
70b…記憶部 70c…入出力部
70f…バス 71…取得部
72…最適噴射量記憶部 73…水素濃度算出部
74…内部EGR量算出部(第1算出手段)
75…水素濃度再算出部(第2算出手段)
76…最適EGR量記憶部 77…最適外部EGR量選択部
78…最適噴射量選択部 79a…噴射制御部
79b…EGR率制御部
1 ... Exhaust
11 ... Exhaust
13 ... reformed gas conduit 14 ... cooler
15 ...
20a ...
22 ... reforming
40 ...
52 ...
60 ...
70 ...
70b:
70f ... Bus 71 ... Acquisition part
72 ... Optimal injection
74: Internal EGR amount calculation unit (first calculation means)
75 ... Hydrogen concentration recalculation unit (second calculation means)
76 ... Optimal EGR
78 ... Optimal injection
79b ... EGR rate control unit
Claims (1)
前記外部循環経路が外部循環させる排気ガスである外部EGRと燃料とを混合させた混合ガスを改質して水素を発生させる改質触媒と、
前記排気管の開閉を行う排気弁の開閉タイミングと、前記吸気管の開閉を行う吸気弁の開閉タイミングとに基づいて、前記エンジンが内部循環させる前記排気ガスである内部EGRの量を算出する第1算出手段と、
前記外部EGRの量と前記第1算出手段の算出した前記内部EGRの量とを加算した総EGR量に対する前記改質触媒が発生させた前記水素の量である水素濃度を算出する第2算出手段と、
前記外部EGRと前記内部EGRとの循環率である総排気ガス再循環率が、前記第2算出手段の算出した水素濃度で定まる前記エンジンの燃費を最良とする総排気ガス再循環率となるように、前記外部循環経路が外部循環させる前記外部EGRの量を調整する調整弁とを備えることを特徴とする排気ガス改質システム。 An external circulation path for externally circulating the exhaust gas discharged to the exhaust pipe by the engine to the intake pipe used by the engine for intake;
A reforming catalyst that generates hydrogen by reforming a mixed gas obtained by mixing an external EGR that is an exhaust gas that is externally circulated by the external circulation path and fuel;
Based on the opening / closing timing of the exhaust valve that opens and closes the exhaust pipe and the opening / closing timing of the intake valve that opens and closes the intake pipe, the amount of internal EGR that is the exhaust gas circulated internally by the engine is calculated. 1 calculating means;
Second calculation means for calculating a hydrogen concentration that is the amount of the hydrogen generated by the reforming catalyst with respect to a total EGR amount obtained by adding the amount of the external EGR and the amount of the internal EGR calculated by the first calculation means. When,
The total exhaust gas recirculation rate, which is the circulation rate between the external EGR and the internal EGR, is the total exhaust gas recirculation rate that provides the best fuel efficiency of the engine determined by the hydrogen concentration calculated by the second calculating means. the exhaust gas reforming system, comprising an adjustment valve that adjusts the amount of the external EGR in which the external circulation path is external circulation.
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