JP6303884B2 - Engine and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、還流させる排気に水素を添加することでEGR実施中のエンジンの燃焼状態を向上させる技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving the combustion state of an engine during EGR by adding hydrogen to exhaust gas to be recirculated.

エンジンから排出されるNOxを低減するには、排気の一部を吸気側に還流させ、新気とともにエンジンに供給する排気再循環(EGR)を行うのが有効である。EGRを実施すると燃焼時の最高温度が下がるので、燃焼時のNOxの発生を抑えることができる。また、エンジンのポンピングロスが減少し、エンジンの燃費を向上させることができる。   In order to reduce NOx discharged from the engine, it is effective to perform exhaust gas recirculation (EGR) in which a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side and supplied to the engine together with fresh air. When EGR is performed, the maximum temperature during combustion is lowered, so that generation of NOx during combustion can be suppressed. Further, the pumping loss of the engine is reduced, and the fuel efficiency of the engine can be improved.

しかしながらその一方で、EGR率が高いと燃焼が緩慢化し、未燃成分の発生率が高くなるという問題がある。   However, on the other hand, there is a problem that if the EGR rate is high, combustion slows down and the generation rate of unburned components increases.

このような燃焼の緩慢化を抑制するには、特許文献1に開示されるように、燃料を改質して水素を生成し、これを還流させる排気とともにエンジンに供給するのが有効である。水素は高い燃焼性を有しているので、これを還流させる排気に添加すれば、燃焼速度が高められ、燃焼の緩慢化を抑制することができる。   In order to suppress such slowing of combustion, as disclosed in Patent Document 1, it is effective to reform the fuel to produce hydrogen and supply it to the engine together with the exhaust gas that recirculates it. Since hydrogen has high combustibility, if it is added to the exhaust gas to be recirculated, the combustion speed can be increased and the slowing of combustion can be suppressed.

特開2004−293971号公報JP 2004-293971 A

還流させる排気に水素を添加する場合、EGR率に応じて添加する水素量を調整する必要がある。これは、EGR率に見合った量の水素が供給されないと、エンジンの失火、ノック、振動の原因となるからである。   When hydrogen is added to the exhaust gas to be refluxed, it is necessary to adjust the amount of hydrogen to be added according to the EGR rate. This is because if an amount of hydrogen commensurate with the EGR rate is not supplied, engine misfire, knock, and vibration may be caused.

しかしながら、排気を還流させるEGR通路に改質触媒を配置し、改質触媒に燃料を供給することで水素を生成する構成の場合、改質触媒に燃料を供給するまでに還流されていた排気によって改質触媒が高温になっており、改質触媒による水素の生成効率が高くなっている。このため、改質触媒への燃料の供給を開始した直後は水素が過剰に生成されてしまい、水素の添加量が一時的に過剰になってしまう可能性がある。   However, when the reforming catalyst is arranged in the EGR passage for recirculating exhaust gas and hydrogen is generated by supplying fuel to the reforming catalyst, the exhaust gas that has been recirculated until fuel is supplied to the reforming catalyst is used. The reforming catalyst is at a high temperature, and the hydrogen generation efficiency of the reforming catalyst is high. For this reason, immediately after the fuel supply to the reforming catalyst is started, hydrogen is excessively generated, and there is a possibility that the amount of hydrogen added temporarily becomes excessive.

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、EGR実施中、還流させる排気に水素を添加するエンジンにおいて、エンジンに供給される水素量を平準化し、エンジンの失火、ノック、振動を防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of such technical problems, and in an engine in which hydrogen is added to exhaust gas to be recirculated during EGR, the amount of hydrogen supplied to the engine is leveled, and engine misfire, knock, The purpose is to prevent vibration.

本発明のある態様に係るエンジンは、排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、EGR率に応じて改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、を備える。   An engine according to an aspect of the present invention includes an EGR passage that recirculates a part of exhaust gas to an intake passage, and an exhaust gas that is disposed in the EGR passage and reforms the fuel to generate hydrogen, and the generated hydrogen is recirculated. And a fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to the EGR rate.

当該エンジンは、燃料供給装置から燃料を供給する場合、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする。ここで、当該エンジンは、燃料の減量値を、第1供給量の燃料を改質触媒に供給することで得られる水素濃度の最大値がEGR率に応じて決定される目標水素濃度に等しくなるよう設定する。 When the fuel is supplied from the fuel supply device, the engine passes the first supply amount, which is the fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until the predetermined reduction period elapses. The second supply amount that is the fuel supply amount per unit time after the time point is reduced. Here, in the engine, the fuel reduction value is equal to the target hydrogen concentration determined by the EGR rate, with the maximum value of the hydrogen concentration obtained by supplying the first supply amount of fuel to the reforming catalyst. Set as follows.

上記態様によれば、燃料供給開始当初に燃料供給装置から改質触媒に供給される燃料の量が少なくなるので、燃料供給開始当初の改質触媒の温度が高く水素の生成効率が高い状況であっても過剰な水素が発生するのが抑えられる。エンジンに供給される水素量が平準化されるので、過剰な水素がエンジンに供給されることによるエンジンの失火、ノック、振動を防止することができる。さらに、減量値の設定により、水素濃度がEGR率に応じた目標水素濃度を超えて上昇するのを抑制し、過剰な水素の発生をより一層抑えることができる。 According to the above aspect, since the amount of fuel supplied from the fuel supply device to the reforming catalyst at the beginning of fuel supply decreases, the temperature of the reforming catalyst at the beginning of fuel supply is high and hydrogen generation efficiency is high. Even if it exists, generation | occurrence | production of excess hydrogen is suppressed. Since the amount of hydrogen supplied to the engine is leveled, it is possible to prevent engine misfire, knocking, and vibration due to excessive hydrogen being supplied to the engine. Furthermore, by setting the weight loss value, it is possible to suppress the hydrogen concentration from exceeding the target hydrogen concentration corresponding to the EGR rate, and to further suppress the generation of excessive hydrogen.

本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention. 水素添加制御のメインルーチンの内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of the main routine of hydrogenation control. 水素添加制御のサブルーチン(減量処理)の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of the subroutine (weight reduction process) of hydrogenation control. 水素添加制御のサブルーチン(学習処理)の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of the subroutine (learning process) of hydrogenation control. 減量処理が行われない場合の触媒温度変化及び水素濃度変化を示したタイムチャートである(比較例)。It is the time chart which showed the catalyst temperature change and hydrogen concentration change when a weight reduction process is not performed (comparative example). 減量処理が行われる場合の触媒温度変化及び水素濃度変化を示したタイムチャートである(本実施形態)。It is the time chart which showed the catalyst temperature change and hydrogen concentration change when a weight reduction process is performed (this embodiment). 減量処理が行われる場合の触媒温度変化及び水素濃度変化を示したタイムチャートである(本実施形態の一部変形例)。It is a time chart which showed the catalyst temperature change and hydrogen concentration change when a weight reduction process is performed (part modification of this embodiment).

以下、添付図面を参照しながら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 accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るエンジン1の概略構成を示している。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine 1 according to an embodiment of the present invention.

エンジン1はいわゆるポート噴射式内燃機関であり、燃料タンク2から供給されるガソリンを吸気ポートに噴射する燃料噴射弁3が各気筒の吸気ポートに設けられている。   The engine 1 is a so-called port injection type internal combustion engine, and a fuel injection valve 3 for injecting gasoline supplied from a fuel tank 2 into an intake port is provided at an intake port of each cylinder.

エンジン1の排気は、排気通路4を通り、三元触媒5によって浄化された後、大気へと放出される。排気通路4のエンジン1と三元触媒5との間の位置からはEGR通路6が分岐しており、EGR実行中は排気の一部がEGR通路6を介して吸気通路7へと還流される。   The exhaust from the engine 1 passes through the exhaust passage 4 and is purified by the three-way catalyst 5 and then released to the atmosphere. An EGR passage 6 is branched from the position of the exhaust passage 4 between the engine 1 and the three-way catalyst 5, and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake passage 7 through the EGR passage 6 during execution of EGR. .

EGR通路6には、排気通路4側から順に、燃料供給装置8、改質触媒9、EGRクーラー10及びEGRバルブ11が配置されている。   In the EGR passage 6, a fuel supply device 8, a reforming catalyst 9, an EGR cooler 10, and an EGR valve 11 are arranged in this order from the exhaust passage 4 side.

燃料供給装置8は、水素生成用の燃料を改質触媒9に供給する装置である。燃料供給装置8は、この例では噴射弁であるが、ベンチュリを用いた燃料霧化装置、燃料を加熱して気化させるガソリン気化装置であってもよい。水素生成用の燃料としては、任意の液状の炭化水素を利用することができ、この例では、エンジン1の燃料であるガソリンを水素生成用の燃料として利用する。   The fuel supply device 8 is a device that supplies fuel for generating hydrogen to the reforming catalyst 9. The fuel supply device 8 is an injection valve in this example, but may be a fuel atomization device using a venturi or a gasoline vaporization device that heats and vaporizes the fuel. Arbitrary liquid hydrocarbons can be used as the fuel for generating hydrogen. In this example, gasoline that is the fuel of the engine 1 is used as the fuel for generating hydrogen.

改質触媒9は、排気中に添加された炭化水素を以下の吸熱反応:
HC+HO→CO+H
によって改質し、水素を得る触媒である。改質触媒9には触媒温度Tを検出する触媒温度センサ21が取り付けられている。また、改質触媒9の出口側には、還流される排気中の水素濃度を検出する水素濃度センサ22が取り付けられている。
The reforming catalyst 9 converts the hydrocarbon added in the exhaust gas into the following endothermic reaction:
HC + H 2 O → CO 2 + H 2
It is a catalyst that is reformed to obtain hydrogen. A catalyst temperature sensor 21 for detecting the catalyst temperature T is attached to the reforming catalyst 9. A hydrogen concentration sensor 22 for detecting the hydrogen concentration in the recirculated exhaust gas is attached to the outlet side of the reforming catalyst 9.

EGRクーラー10は、エンジン1の冷却水によってEGR通路6を流れる排気を冷却する熱交換器である。   The EGR cooler 10 is a heat exchanger that cools the exhaust gas flowing through the EGR passage 6 with the cooling water of the engine 1.

EGRバルブ11は、アクチュエータによって開度を調整可能なバルブであり、EGRバルブ11の開度を変更することによって、EGRの実行/停止、EGR実行中のEGR率を調整することができる。   The EGR valve 11 is a valve whose opening degree can be adjusted by an actuator, and by changing the opening degree of the EGR valve 11, execution / stop of EGR and an EGR rate during execution of EGR can be adjusted.

コントローラ30は、CPU、ROMやRAM等の記憶装置、入出力インターフェース、これらを接続するバス等で構成される。コントローラ30は、触媒温度センサ21、水素濃度センサ22、アクセル開度センサ23、クランク角センサ24、エアフローメータ25等からの信号を受信し、受信した信号に基づき、所定の演算処理を行い、燃料噴射量、点火時期、吸入空気量、EGR率等を制御する。   The controller 30 includes a CPU, a storage device such as a ROM and a RAM, an input / output interface, and a bus for connecting them. The controller 30 receives signals from the catalyst temperature sensor 21, the hydrogen concentration sensor 22, the accelerator opening sensor 23, the crank angle sensor 24, the air flow meter 25, and the like, performs predetermined arithmetic processing based on the received signals, and performs fuel calculation. The injection amount, ignition timing, intake air amount, EGR rate, etc. are controlled.

また、コントローラ30は、EGR実行時、特に高EGR率でのEGR実行時は、エンジン1における燃焼の緩慢化を抑えるために還流される排気に水素を添加する水素添加制御を行う。水素添加制御では、コントローラ30は、EGR率に基づき還流される排気中の水素濃度Cの目標値(目標水素濃度Ct)を決定し、平衡状態において目標水素濃度Ctを実現しうる単位時間当たりの燃料供給量を基本供給量Qtとして設定する。そして、コントローラ30は、燃料供給装置8から改質触媒9に基本供給量Qtの量の燃料を供給し、改質触媒9で生成された水素を還流される排気に添加する。   In addition, the controller 30 performs hydrogen addition control for adding hydrogen to the exhaust gas that is recirculated in order to suppress the slowing of combustion in the engine 1 when executing EGR, particularly when executing EGR at a high EGR rate. In the hydrogen addition control, the controller 30 determines a target value (target hydrogen concentration Ct) of the hydrogen concentration C in the exhaust gas recirculated based on the EGR rate, and can achieve the target hydrogen concentration Ct in the equilibrium state per unit time. The fuel supply amount is set as the basic supply amount Qt. Then, the controller 30 supplies the basic supply amount Qt of fuel from the fuel supply device 8 to the reforming catalyst 9, and adds the hydrogen generated by the reforming catalyst 9 to the exhaust gas to be recirculated.

さらに、水素添加制御開始時点の触媒温度Tがそれまでに還流された排気によって高くなっている場合は、改質触媒9による水素の生成効率が高くなっており、基本供給量Qtの燃料を水素添加制御開始当初から供給すると、水素が過剰に生成されてしまう。このため、コントローラ30は、水素添加制御開始時点から所定の減量期間TLが経過するまでは、供給する燃料量を基本供給量Qtから所定の減量値dQだけ減らす減量処理を行い、還流される排気中の水素濃度を平準化する。   Further, when the catalyst temperature T at the start of the hydrogen addition control is high due to the exhaust gas recirculated so far, the hydrogen generation efficiency by the reforming catalyst 9 is high, and the basic supply amount Qt of fuel is supplied to hydrogen. If supplied from the beginning of the addition control, hydrogen will be generated excessively. For this reason, the controller 30 performs a reduction process for reducing the amount of fuel to be supplied from the basic supply quantity Qt by a predetermined reduction value dQ until the predetermined reduction period TL has elapsed from the start of the hydrogen addition control, and the exhaust gas that is recirculated. Level the hydrogen concentration inside.

図2〜図4は、コントローラ30が実行する水素添加制御の内容を示したフローチャートである。これらを参照しながら水素添加制御の具体的内容について説明する。   2 to 4 are flowcharts showing the contents of the hydrogenation control executed by the controller 30. FIG. The specific contents of the hydrogenation control will be described with reference to these.

図2は、水素添加制御のメインルーチンの内容を示している。   FIG. 2 shows the contents of the main routine of hydrogenation control.

これによると、ステップS11では、コントローラ30は、EGR率が所定値を超えているか否かに基づき水素添加の要否を判断する。所定値は、EGRによる燃焼緩慢化により燃焼状態の悪化が顕在化し始める所定の高EGR率である。   According to this, in step S11, the controller 30 determines whether or not hydrogen addition is necessary based on whether or not the EGR rate exceeds a predetermined value. The predetermined value is a predetermined high EGR rate at which deterioration of the combustion state starts to become obvious due to slowing of combustion by EGR.

EGR率が所定値を超えていない場合は還流される排気に水素を添加しなくても燃焼が十分に安定しているので、コントローラ30は、水素添加は不要と判断し、燃料供給装置8から燃料を供給することなく処理を終了する。これに対し、EGR率が所定値を超えている場合は、コントローラ30は水素添加が必要と判断し、処理をステップS12以降に進めてEGRによる燃焼緩慢化を抑えるための水素添加を行う。   If the EGR rate does not exceed the predetermined value, the combustion is sufficiently stable without adding hydrogen to the recirculated exhaust gas. Therefore, the controller 30 determines that hydrogen addition is unnecessary, and the fuel supply device 8 The process ends without supplying fuel. On the other hand, when the EGR rate exceeds the predetermined value, the controller 30 determines that hydrogen addition is necessary, and advances the process to step S12 and subsequent steps to perform hydrogen addition for suppressing combustion slowdown due to EGR.

ステップS12では、コントローラ30は、触媒温度センサ21で検出される触媒温度Tが所定の高温度TRiを超えているか判断する。所定の高温度TRiは、基本供給量Qtを水素添加制御開始時点から供給した場合に、還流される排気中の水素濃度Cが目標水素濃度Ctを超えて上昇するオーバーシュートが発生し始める温度に設定される。   In step S12, the controller 30 determines whether or not the catalyst temperature T detected by the catalyst temperature sensor 21 exceeds a predetermined high temperature TRi. The predetermined high temperature TRi is a temperature at which an overshoot in which the hydrogen concentration C in the recirculated exhaust gas rises beyond the target hydrogen concentration Ct starts to occur when the basic supply amount Qt is supplied from the start of the hydrogen addition control. Is set.

触媒温度Tが所定の高温度TRiを超えていると判断した場合は、コントローラ30は処理をステップS13に進める。   If it is determined that the catalyst temperature T exceeds the predetermined high temperature TRi, the controller 30 advances the process to step S13.

ステップS13では、コントローラ30は、後述する減量処理(図3)を実行し、水素添加制御開始時点から所定の減量期間TLが経過するまでは、単位時間当たりの燃料供給量を基本供給量Qtから所定の減量値dQだけ減らした量(第1供給量)として改質触媒9に燃料を供給し、所定の減量期間TLが経過したら単位時間当たりの燃料供給量を基本供給量Qt(第2供給量)に戻すようにする。   In step S13, the controller 30 executes a reduction process (FIG. 3) described later, and the fuel supply amount per unit time is determined from the basic supply amount Qt until a predetermined reduction period TL elapses from the start of hydrogenation control. Fuel is supplied to the reforming catalyst 9 as an amount reduced by a predetermined reduction value dQ (first supply amount), and the fuel supply amount per unit time is changed to the basic supply amount Qt (second supply) after a predetermined reduction period TL has elapsed. (Return to amount).

これに対し、ステップS12で触媒温度Tが所定の高温度TRiを超えていないと判断された場合は、水素添加制御開始時点から基本供給量Qtの燃料を改質触媒9に供給しても水素濃度Cのオーバーシュートは発生しないので、コントローラ30は、水素添加制御開始時点から単位時間当たりの燃料供給量を基本供給量Qtとして燃料を供給する通常制御を実行する。   On the other hand, if it is determined in step S12 that the catalyst temperature T does not exceed the predetermined high temperature TRi, even if the basic supply amount Qt of fuel is supplied to the reforming catalyst 9 from the start of the hydrogen addition control, Since the overshoot of the concentration C does not occur, the controller 30 executes normal control for supplying fuel with the fuel supply amount per unit time as the basic supply amount Qt from the start of the hydrogen addition control.

図3は、図2のステップS13で実行される減量処理の内容を示している。   FIG. 3 shows the content of the weight reduction process executed in step S13 of FIG.

これによると、ステップS21では、コントローラ30は、基本供給量Qt、減量値dQ(基本供給量Qtからの減少量)、減量期間TLを設定する。   According to this, in step S21, the controller 30 sets a basic supply amount Qt, a decrease value dQ (a decrease amount from the basic supply amount Qt), and a decrease period TL.

基本供給量Qtは、目標水素濃度CtをEGR率に基づきマップ参照により求め、これにエンジン1の回転速度を掛けた値に基づき演算される。目標水素濃度Ct及び基本供給量Qtは、EGR率が所定の高EGR率よりも低い場合は0であり、所定の高EGR率よりも高い場合はEGR率が高いほど大きな値になる傾向を有する。   The basic supply amount Qt is calculated based on a value obtained by obtaining the target hydrogen concentration Ct by referring to the map based on the EGR rate and multiplying this by the rotational speed of the engine 1. The target hydrogen concentration Ct and the basic supply amount Qt tend to be 0 when the EGR rate is lower than the predetermined high EGR rate, and when the EGR rate is higher than the predetermined high EGR rate, the higher the EGR rate, the larger the tendency is. .

エンジン1の負荷が大きいほど筒内の流動が強く燃焼が良好になり、エンジン1の燃焼緩慢化を抑えるのに必要な水素量が少なくなるので、エンジン1の負荷が大きいほど基本供給量Qtが小さくなるようエンジン1の負荷に応じて目標水素濃度Ct又は基本供給量Qtを補正するようにしてもよい。   The larger the load of the engine 1, the stronger the flow in the cylinder and the better the combustion, and the smaller the amount of hydrogen necessary to suppress the slowing down of the combustion of the engine 1, so the larger the load of the engine 1, the more the basic supply amount Qt becomes. The target hydrogen concentration Ct or the basic supply amount Qt may be corrected according to the load of the engine 1 so as to decrease.

減量値dQは、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量の燃料を燃料供給装置8から供給した場合に水素濃度Cの最大値である最大水素濃度Cmaxが目標水素濃度Ctになるように設定される。具体的には、減量値dQは、触媒温度T(あるいは生成された水素の温度)、EGR率(あるいは還流される排気の量)、基本供給量Qtに基づきマップ参照によって得られる値に、学習補正係数iqを掛けて得られる値に設定される。学習補正係数iqは、製造バラツキ、経時劣化等を補正するための係数である。   The decrease value dQ is set so that the maximum hydrogen concentration Cmax, which is the maximum value of the hydrogen concentration C, becomes the target hydrogen concentration Ct when the amount of fuel obtained by subtracting the decrease value dQ from the basic supply amount Qt is supplied from the fuel supply device 8. Is set. Specifically, the reduction value dQ is learned to a value obtained by referring to the map based on the catalyst temperature T (or the temperature of generated hydrogen), the EGR rate (or the amount of exhaust gas recirculated), and the basic supply amount Qt. A value obtained by multiplying the correction coefficient iq is set. The learning correction coefficient iq is a coefficient for correcting manufacturing variation, deterioration with time, and the like.

減量値dQは、水素添加制御開始時点の触媒温度Tが高いほど大きな値に設定される。これは、触媒温度Tが高いほど水素の発生効率が高く、水素濃度Cのオーバーシュートを抑えるためには、触媒温度Tが高いほど改質触媒9に供給される燃料の量を少なくする必要があるからである。   The reduction value dQ is set to a larger value as the catalyst temperature T at the start of hydrogenation control is higher. This is because the higher the catalyst temperature T, the higher the hydrogen generation efficiency. In order to suppress the overshoot of the hydrogen concentration C, it is necessary to reduce the amount of fuel supplied to the reforming catalyst 9 as the catalyst temperature T increases. Because there is.

減量期間TLを設定するには、まず、基本供給量Qt、EGR率(あるいは還流される排気の量)及び還流される排気の温度に基づき、基本供給量Qtの燃料を改質触媒9に供給することによって実現される改質触媒9の平衡温度Tbalを求める。そして、平衡温度Tbalと現在の触媒温度Tの差と、改質触媒9及びケースの熱容量とに基づき、現在の触媒温度Tを平衡温度Tbalまで下げるのに必要な吸熱量を求める。そして、減量期間TLは、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量の燃料を改質触媒9に供給することによる吸熱量の総量が必要な吸熱量に達するまでの時間を求め、これに学習補正係数itを掛けた値に設定される。学習補正係数itは、製造バラツキ、経時劣化等を補正するための係数である。平衡温度Tbalが低いほど必要な吸熱量が多くなるので、減量期間TLは、平衡温度Tbalが低いほど長く設定される。   In order to set the reduction period TL, first, based on the basic supply amount Qt, the EGR rate (or the amount of exhaust gas that is recirculated), and the temperature of the exhaust gas that is recirculated, fuel of the basic supply amount Qt is supplied to the reforming catalyst 9. Thus, the equilibrium temperature Tbal of the reforming catalyst 9 realized is obtained. Then, based on the difference between the equilibrium temperature Tbal and the current catalyst temperature T and the heat capacities of the reforming catalyst 9 and the case, an endothermic amount required to lower the current catalyst temperature T to the equilibrium temperature Tbal is obtained. Then, the reduction period TL obtains the time until the total amount of heat absorption by supplying the amount of fuel obtained by subtracting the reduction value dQ from the basic supply amount Qt to the reforming catalyst 9 reaches the required heat absorption amount. It is set to a value multiplied by the learning correction coefficient it. The learning correction coefficient it is a coefficient for correcting manufacturing variation, deterioration with time, and the like. As the equilibrium temperature Tbal is lower, the necessary endothermic amount is larger, so the reduction period TL is set longer as the equilibrium temperature Tbal is lower.

ステップS22では、コントローラ30は、タイマtをスタートさせる。タイマtは、改質触媒9への燃料供給を開始した時点からの経過時間を計測するためのタイマである。   In step S22, the controller 30 starts a timer t. The timer t is a timer for measuring an elapsed time from the time when fuel supply to the reforming catalyst 9 is started.

ステップS23では、コントローラ30は、水素濃度C及び触媒温度Tのモニタリングを開始し、水素濃度C及び触媒温度Tを時系列順に記憶装置に記憶する。   In step S23, the controller 30 starts monitoring the hydrogen concentration C and the catalyst temperature T, and stores the hydrogen concentration C and the catalyst temperature T in the storage device in time series order.

ステップS24では、コントローラ30は、タイマtが減量期間TLよりも小さいか判断する。タイマtが減量期間TLよりも小さい、すなわち、改質触媒9への燃料供給を開始してから減量期間TLがまだ経過していない場合は、コントローラ30は処理をステップS25に進め、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量(第1供給量)の燃料を燃料供給装置8から供給する。   In step S24, the controller 30 determines whether the timer t is smaller than the weight reduction period TL. If the timer t is smaller than the reduction period TL, that is, if the reduction period TL has not yet elapsed since the start of fuel supply to the reforming catalyst 9, the controller 30 advances the process to step S25, and the basic supply amount. An amount of fuel (first supply amount) obtained by subtracting the reduction value dQ from Qt is supplied from the fuel supply device 8.

これに対し、ステップS24でタイマtが減量期間TLよりも大きい、すなわち、改質触媒9への燃料供給を開始してから減量期間TLが経過している場合は、コントローラ30は処理をステップS26に進め、燃料供給装置8から供給される燃料の量を基本供給量Qt(第2供給量)に戻す。基本供給量Qtの燃料の供給は、図2に示したメインルーチンのステップS11で水素添加不要と判断されるまで継続される。   On the other hand, if the timer t is longer than the reduction period TL in step S24, that is, if the reduction period TL has elapsed since the start of fuel supply to the reforming catalyst 9, the controller 30 performs the process in step S26. The amount of fuel supplied from the fuel supply device 8 is returned to the basic supply amount Qt (second supply amount). The supply of the basic supply amount Qt is continued until it is determined in step S11 of the main routine shown in FIG.

ステップS27では、コントローラ30は、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量の燃料を改質触媒9に供給することで実現される触媒温度Tである到達温度Tfと、触媒温度Tが到達温度Tfになるまでの期間における水素濃度Cの最大値である最大水素濃度Cmaxを、記憶装置に記憶されている触媒温度T及び水素濃度Cの時系列データから検索する。   In step S27, the controller 30 reaches the reached temperature Tf, which is the catalyst temperature T realized by supplying the reforming catalyst 9 with an amount of fuel obtained by subtracting the reduction value dQ from the basic supply amount Qt, and the catalyst temperature T has reached. The maximum hydrogen concentration Cmax, which is the maximum value of the hydrogen concentration C in the period until reaching the temperature Tf, is searched from the time series data of the catalyst temperature T and the hydrogen concentration C stored in the storage device.

到達温度Tfは、改質触媒9に供給する燃料量を基本供給量Qtに戻したことによる影響が触媒温度Tに表れる直前の触媒温度Tである。到達温度Tfは、燃料供給装置8から供給された燃料が改質触媒9に到達するまでの遅れ時間と改質反応の反応速度に起因する遅れ時間とに基づき、記憶装置に記憶されている触媒温度Tの時系列データから該当する時期の値を検索することによって求める。製造バラツキや改質触媒9の経時劣化がなければ、到達温度Tfは基本供給量Qtの燃料を改質触媒9に供給した時の改質触媒9の平衡温度Tbalに等しくなる。   The ultimate temperature Tf is the catalyst temperature T immediately before the influence of returning the amount of fuel supplied to the reforming catalyst 9 to the basic supply amount Qt appears in the catalyst temperature T. The reached temperature Tf is a catalyst stored in the storage device based on the delay time until the fuel supplied from the fuel supply device 8 reaches the reforming catalyst 9 and the delay time resulting from the reaction rate of the reforming reaction. It is obtained by searching the value of the corresponding time from the time series data of the temperature T. If there is no manufacturing variation or deterioration of the reforming catalyst 9 over time, the ultimate temperature Tf becomes equal to the equilibrium temperature Tbal of the reforming catalyst 9 when the basic supply amount Qt of fuel is supplied to the reforming catalyst 9.

ステップS28では、コントローラ30は、ステップS27で検索した到達温度Tfと、最大水素濃度Cmaxとに基づき、後述する学習処理によって減量値dQ及び減量期間TLを補正する。   In step S28, the controller 30 corrects the decrease value dQ and the decrease period TL by a learning process described later based on the reached temperature Tf searched in step S27 and the maximum hydrogen concentration Cmax.

図4は、図3のステップS28で実行される学習処理の内容を示している。   FIG. 4 shows the contents of the learning process executed in step S28 of FIG.

これによると、ステップS31では、コントローラ30は、最大水素濃度Cmaxと目標水素濃度Ctとの偏差を所定値d1、d2と比較する。そして、偏差が所定値d1又はd2を超えている場合は、コントローラ30はステップS32の補正処理を実行する。   According to this, in step S31, the controller 30 compares the deviation between the maximum hydrogen concentration Cmax and the target hydrogen concentration Ct with predetermined values d1 and d2. If the deviation exceeds the predetermined value d1 or d2, the controller 30 executes the correction process in step S32.

具体的には、最大水素濃度Cmaxから目標水素濃度Ctを引いた値が所定値d1よりも大きい場合は、減量値dQが十分でなく水素濃度Cのオーバーシュートが発生しているので、コントローラ30は、次回以降の減量値dQが同条件では補正前と比較して大きくなるように学習補正係数iqを増大補正する。また、コントローラ30は、減量値dQを大きくした分、減量期間TLが長くなるように学習補正係数iqを増大補正し、改質触媒9に供給される燃料の総量が変化しないようにする。   Specifically, when the value obtained by subtracting the target hydrogen concentration Ct from the maximum hydrogen concentration Cmax is larger than the predetermined value d1, the reduction value dQ is not sufficient and an overshoot of the hydrogen concentration C occurs, so the controller 30 Increases and corrects the learning correction coefficient iq so that the decrease value dQ after the next time becomes larger than that before correction under the same conditions. Further, the controller 30 increases and corrects the learning correction coefficient iq so that the decrease period TL becomes longer by the amount that the decrease value dQ is increased, so that the total amount of fuel supplied to the reforming catalyst 9 does not change.

目標水素濃度Ctから最大水素濃度Cmaxを引いた値が所定値d2よりも大きい場合は、減量値dQが過大で水素濃度Cが下がり過ぎているので、コントローラ30は、次回以降の減量値dQが同条件では補正前と比較して小さくなるように学習補正係数iqを減少補正する。また、減量値dQを小さくした分、減量期間TLが短くなるように学習補正係数itを減少補正し、改質触媒9に供給される燃料の総量が変化しないようにする。   When the value obtained by subtracting the maximum hydrogen concentration Cmax from the target hydrogen concentration Ct is larger than the predetermined value d2, the decrease value dQ is excessive and the hydrogen concentration C is too low. Under the same conditions, the learning correction coefficient iq is corrected so as to be smaller than before correction. Further, the learning correction coefficient it is corrected to decrease so that the decrease period TL is shortened as much as the decrease value dQ is reduced, so that the total amount of fuel supplied to the reforming catalyst 9 does not change.

これにより、最大水素濃度Cmaxを目標水素濃度Ctに近づけ、水素の過不足が生じないようにする。   As a result, the maximum hydrogen concentration Cmax is brought close to the target hydrogen concentration Ct so that excess or deficiency of hydrogen does not occur.

また、ステップS33では、コントローラ30は、到達温度Tfと平衡温度Tbalとの偏差と所定値d3、d4との比較を行い、偏差が所定値d3又はd4を超えている場合はステップS34の補正処理を実行する。   In step S33, the controller 30 compares the deviation between the reached temperature Tf and the equilibrium temperature Tbal with the predetermined values d3 and d4. If the deviation exceeds the predetermined value d3 or d4, the correction process in step S34 is performed. Execute.

具体的には、到達温度Tfから平衡温度Tbalを引いた値が所定値d3よりも大きい場合は、減量期間TLにおける改質反応による吸熱が十分でなく、触媒温度Tが平衡温度Tbalまで下がっていないので、コントローラ30は、次回以降の減量期間TLが同条件では補正前と比較して長くなるように学習補正係数itを増大補正する。   Specifically, when the value obtained by subtracting the equilibrium temperature Tbal from the ultimate temperature Tf is larger than the predetermined value d3, the endotherm due to the reforming reaction in the weight reduction period TL is not sufficient, and the catalyst temperature T has decreased to the equilibrium temperature Tbal. Therefore, the controller 30 increases and corrects the learning correction coefficient it so that the subsequent weight loss period TL is longer than that before correction under the same conditions.

平衡温度Tbalから到達温度Tfを引いた値が所定値d4よりも大きい場合は、減量期間TLにおける改質反応による吸熱が過大で、到達温度Tfが平衡温度Tbalよりも下がっているので、コントローラ30は、次回以降の減量期間TLが同条件では補正前と比較して短くなるように学習補正係数itを増大補正する。   When the value obtained by subtracting the reached temperature Tf from the equilibrium temperature Tbal is larger than the predetermined value d4, the endotherm due to the reforming reaction in the weight reduction period TL is excessive, and the reached temperature Tf is lower than the equilibrium temperature Tbal. The increase correction of the learning correction coefficient it is performed so that the subsequent reduction period TL is shorter than that before the correction under the same conditions.

これにより、到達温度Tfを平衡温度Tbalに近づけることができ、燃料供給量を基本供給量Qtに戻したことによる影響が出始めたときの水素濃度変化を抑え、水素の過不足が生じないようにする。   As a result, the ultimate temperature Tf can be brought close to the equilibrium temperature Tbal, the change in the hydrogen concentration when the influence of the return of the fuel supply amount to the basic supply amount Qt starts to be suppressed, and the excess or deficiency of hydrogen does not occur. To.

図5は、高EGR率時に水素添加制御が行われるものの、上記減量処理が行われない場合の触媒温度変化及び水素濃度変化を示したタイムチャートである(比較例)。   FIG. 5 is a time chart showing a change in catalyst temperature and a change in hydrogen concentration when the hydrogenation control is performed at the time of a high EGR rate but the weight reduction process is not performed (comparative example).

この例では、時刻t11で燃料供給装置8から基本供給量Qtで燃料供給が開始されて、改質触媒9における水素の生成が開始し、還流される排気中の水素濃度Cが遅れて上昇する。時刻t11から遅れて水素濃度Cが上昇するのは、燃料供給装置8から供給された燃料が改質触媒9に到達するまでに遅れがあり、また、改質反応の反応速度に起因する遅れがあるからである。また、改質反応が吸熱反応であるので触媒温度Tが低下する。   In this example, the fuel supply is started from the fuel supply device 8 at the basic supply amount Qt at time t11, the generation of hydrogen in the reforming catalyst 9 is started, and the hydrogen concentration C in the recirculated exhaust gas rises with a delay. . The reason why the hydrogen concentration C increases after the time t11 is delayed until the fuel supplied from the fuel supply device 8 reaches the reforming catalyst 9, and there is a delay due to the reaction rate of the reforming reaction. Because there is. Further, since the reforming reaction is an endothermic reaction, the catalyst temperature T decreases.

時刻t11の時点では、それまでに改質触媒9を流れた排気の熱によって触媒温度Tが高くなっており、水素の生成効率が高くなっている。このため、この例のように燃料供給開始時点から基本供給量Qtを供給すると、水素濃度Cが平衡時水素濃度Cbalを超えて上昇するオーバーシュートが発生する。   At time t11, the catalyst temperature T is high due to the heat of the exhaust gas that has flown through the reforming catalyst 9, and the hydrogen generation efficiency is high. For this reason, when the basic supply amount Qt is supplied from the start of fuel supply as in this example, an overshoot occurs in which the hydrogen concentration C rises above the equilibrium hydrogen concentration Cbal.

これに対し、図6は、高EGR率時に水素添加制御が行われ、かつ、上記減量処理が行われる場合の触媒温度変化及び水素濃度変化を示したタイムチャートである。   On the other hand, FIG. 6 is a time chart showing changes in catalyst temperature and hydrogen concentration when hydrogen addition control is performed at a high EGR rate and the above-described weight reduction process is performed.

時刻t21で燃料供給装置8からの燃料供給が開始されるが、燃料の供給開始から減量期間TLが経過する時刻t22までは、基本供給量Qtから減量値dQだけ減少させた量の燃料が供給される。   Fuel supply from the fuel supply device 8 is started at time t21, but from the start of fuel supply until time t22 when the reduction period TL elapses, an amount of fuel reduced from the basic supply quantity Qt by the reduction value dQ is supplied. Is done.

減量期間TLにおいて供給する燃料量を減量値dQだけ減少させたことにより、最大水素濃度Cmaxは目標水素濃度Ctに略等しく、その後も水素濃度Cは目標水素濃度Ctを略維持する。   By reducing the amount of fuel supplied in the reduction period TL by the reduction value dQ, the maximum hydrogen concentration Cmax is substantially equal to the target hydrogen concentration Ct, and thereafter the hydrogen concentration C substantially maintains the target hydrogen concentration Ct.

したがって、上記減量処理によれば、過剰な水素がエンジン1に供給されることはなく、過剰な水素によって失火、ノック、振動が引き起こされるのを防止することができる。   Therefore, according to the weight reduction process, excess hydrogen is not supplied to the engine 1, and misfire, knocking, and vibration can be prevented from being caused by the excess hydrogen.

続けて、本実施形態の作用効果について説明する。   Continuously, the effect of this embodiment is demonstrated.

本実施形態に係るエンジン1は、排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路6と、EGR通路6に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒9と、改質触媒9に燃料を供給する燃料供給装置8とを備える。そして、コントローラ30は、燃料供給装置8から改質触媒9に燃料を供給する場合には、燃料供給の開始時点から減量期間TLが経過するまでの燃料供給量が基本供給量tQよりも少なくなるように燃料供給装置8から改質触媒9への燃料の供給量を制御する。   The engine 1 according to the present embodiment is disposed in an EGR passage 6 that recirculates part of exhaust gas to an intake passage, and the EGR passage 6, reforms the fuel to generate hydrogen, and recirculates the generated hydrogen. A reforming catalyst 9 to be added to the exhaust gas and a fuel supply device 8 for supplying fuel to the reforming catalyst 9 are provided. When the controller 30 supplies fuel from the fuel supply device 8 to the reforming catalyst 9, the fuel supply amount from the fuel supply start time until the decrease period TL elapses is less than the basic supply amount tQ. In this way, the amount of fuel supplied from the fuel supply device 8 to the reforming catalyst 9 is controlled.

燃料供給開始時点から基本供給量tQを供給すると、それまでに改質触媒9を流れた排気の熱によって触媒温度Tが高くなっており、水素の生成効率が高くなっているので、生成される水素が一時的に過多となってしまう。しかしながら、本実施形態では、燃料供給の開始時点から減量期間TLが経過するまでの燃料供給量を基本供給量tQよりも少なくなるようにしたので、水素が過剰に発生するのが抑えられ、水素が過剰にエンジン1に供給されることによるエンジン1の失火、ノック、振動を防止することができる。   When the basic supply amount tQ is supplied from the start of fuel supply, the catalyst temperature T is increased by the heat of the exhaust gas that has flown through the reforming catalyst 9 until then, and the generation efficiency of hydrogen is increased. Hydrogen temporarily becomes excessive. However, in this embodiment, since the fuel supply amount from the start of fuel supply until the reduction period TL has elapsed is set to be smaller than the basic supply amount tQ, it is possible to suppress excessive generation of hydrogen, Can be prevented from being misfired, knocked, or vibrated by being supplied to the engine 1 excessively.

また、本実施形態では、減量処理における減量値dQを、基本供給量tQよりも減量値dQだけ少ない量の燃料を供給することで得られる最大水素濃度CmaxがEGR率に応じて決定される目標水素濃度Ctに等しくなるように設定した。減量値dQをこのように設定すれば、水素添加制御中、水素濃度Cが目標水素濃度Ctを超えて上昇することがなく、過剰な水素の発生をより一層抑えることができる。   In the present embodiment, the maximum hydrogen concentration Cmax obtained by supplying the amount of fuel that is smaller than the basic supply amount tQ by the amount of decrease dQ in the decrease amount dQ in the decrease processing is determined according to the EGR rate. It was set to be equal to the hydrogen concentration Ct. If the reduction value dQ is set in this way, the hydrogen concentration C does not increase beyond the target hydrogen concentration Ct during the hydrogenation control, and excessive hydrogen generation can be further suppressed.

また、本実施形態では、減量値dQを、燃料供給の開始時点における触媒温度Tが高いほど大きく設定した。触媒温度Tが高いほど水素の生成効率が高いので、このように触媒温度Tに応じて減量値dQを設定すれば、過剰な水素の発生をより一層抑えることができる。   In this embodiment, the reduction value dQ is set to be larger as the catalyst temperature T at the start of fuel supply is higher. Since the generation efficiency of hydrogen is higher as the catalyst temperature T is higher, the generation of excess hydrogen can be further suppressed by setting the weight loss value dQ according to the catalyst temperature T in this way.

また、本実施形態では、基本供給量Qtを供給したときの改質触媒9の平衡温度Tbalが低いほど減量期間TLを長く設定した。これは、平衡温度Tbalが低いほど燃料供給を開始時点の触媒温度Tと平衡温度Tbalとの差が大きく、減量期間TLにおいて改質触媒9から吸熱する必要のある熱量が大きいことに対応させたものである。   In the present embodiment, the reduction period TL is set longer as the equilibrium temperature Tbal of the reforming catalyst 9 when the basic supply amount Qt is supplied is lower. This corresponds to the fact that the lower the equilibrium temperature Tbal, the greater the difference between the catalyst temperature T at the start of fuel supply and the equilibrium temperature Tbal, and the greater the amount of heat that needs to be absorbed from the reforming catalyst 9 during the reduction period TL. Is.

これにより、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量の燃料を供給することで到達する改質触媒9の温度である到達温度Tf(燃料の供給量を基本供給量Qtに戻したことによる影響がでる直前の温度)を平衡温度Tbalに近づけ、燃料供給量を基本供給量Qtに戻したことによる影響が出始めたときの水素濃度変化を抑え、水素の過不足が生じないようにすることができる。   As a result, the reached temperature Tf, which is the temperature of the reforming catalyst 9 reached by supplying the amount of fuel obtained by subtracting the reduction value dQ from the basic supply amount Qt (by returning the fuel supply amount to the basic supply amount Qt). The temperature immediately before the influence is brought close to the equilibrium temperature Tbal, the change in the hydrogen concentration when the influence of the return of the fuel supply amount to the basic supply amount Qt starts to be suppressed, and the excess or deficiency of hydrogen does not occur. be able to.

また、本実施形態では、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量の燃料を供給することによって得られる最大水素濃度Cmaxと平衡時水素濃度Cbalとの偏差に基づき、次回以降の減量値dQを補正するようにした。これにより、製造バラツキや経時劣化によって水素の発生量が設計値からずれたとしても、減量値dQを補正し、生成される水素量のずれをなくすことができる。   In the present embodiment, the reduction value dQ for the next and subsequent times is based on the deviation between the maximum hydrogen concentration Cmax and the equilibrium hydrogen concentration Cbal obtained by supplying the amount of fuel obtained by subtracting the reduction value dQ from the basic supply amount Qt. Was corrected. As a result, even if the amount of hydrogen generated deviates from the design value due to manufacturing variations or deterioration with time, the reduction value dQ can be corrected and the amount of generated hydrogen can be eliminated.

なお、減量値dQの補正にあたっては、次回以降の減量値dQを減少補正した場合は次回以降の減量期間TLを減少補正し、次回以降の減量値dQを増大補正した場合は次回以降の減量期間TLを増大補正するようにした。これにより、生成される水素の総量が変化するのを抑え、エンジン1に供給される水素量に過不足が生じるのを防止することができる。   In the correction of the weight loss value dQ, when the weight loss value dQ after the next time is corrected to decrease, the weight loss period TL after the next time is corrected to decrease, and when the weight loss value dQ after the next time is corrected to increase, the weight loss period after the next time. TL was increased and corrected. Thereby, it can suppress that the total amount of produced | generated hydrogen changes, and it can prevent that excess and deficiency arises in the amount of hydrogen supplied to the engine 1. FIG.

また、本実施形態では、基本供給量Qtから減量値dQを減じた量の燃料を供給することで改質触媒9が到達する温度である到達温度Tfと平衡温度Tbalとの偏差に基づき、次回以降の減量期間TLを補正するようにした。これにより、到達温度Tfを平衡温度Tbalに近づけ、燃料供給量を基本供給量Qtに戻したことによる影響が出始めたときの水素濃度変化を抑え、水素の過不足が生じないようにすることができる。   Further, in the present embodiment, the next time based on the deviation between the reached temperature Tf that is the temperature reached by the reforming catalyst 9 by supplying the amount of fuel obtained by subtracting the reduction value dQ from the basic supply amount Qt and the equilibrium temperature Tbal. The subsequent weight loss period TL was corrected. This makes it possible to suppress the hydrogen concentration change when the effect of returning the fuel supply amount to the basic supply amount Qt is brought close to the ultimate temperature Tf close to the equilibrium temperature Tbal, and to prevent excessive or insufficient hydrogen. Can do.

また、本実施形態では、触媒温度Tが所定の高温度TRiよりも低い場合は上記減量処理を行わないようにした。改質触媒9の温度が所定の高温度TRiよりも低い場合はそもそも生成される水素の量が過剰になることがないので、このような状況では燃料供給量の減量を行わないようにすることで、燃料供給量の減量が不必要に行われることによって水素量が不足するのを防止することができる。   Further, in the present embodiment, when the catalyst temperature T is lower than the predetermined high temperature TRi, the above reduction process is not performed. When the temperature of the reforming catalyst 9 is lower than the predetermined high temperature TRi, the amount of hydrogen produced is not excessive in the first place. Therefore, in such a situation, the fuel supply amount should not be reduced. Thus, it is possible to prevent a shortage of the hydrogen amount due to unnecessary reduction of the fuel supply amount.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. is not.

例えば、上記実施形態では、改質触媒9への燃料の供給を開始してから減量期間TLが経過するまでの減量値dQは当初設定された値を維持するが、減量期間TLが経過するまでの間の減量値dQの設定方法はこれに限定されず、例えば、図7に示すように改質触媒9への燃料の供給開始後、時間が経過するにつれて減量値dQを段階的に減少させるようにしてもよい。あるいは、図示は省略するが、時間が経過するにつれて減量値dQを連続的に減少させるようにしてもよい。このように減量値dQを変化させば、燃料供給開始当初の水素濃度Cの変化を緩やかにすることができ、水素濃度Cのオーバーシュートを抑えやすくなる。   For example, in the above embodiment, the decrease value dQ from the start of fuel supply to the reforming catalyst 9 until the decrease period TL elapses maintains the initially set value, but until the decrease period TL elapses. The method of setting the decrease value dQ during the period is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, after the start of the supply of fuel to the reforming catalyst 9, the decrease value dQ is decreased stepwise as time elapses. You may do it. Or although illustration is abbreviate | omitted, you may make it reduce the weight reduction value dQ continuously as time passes. If the reduction value dQ is changed in this way, the change in the hydrogen concentration C at the beginning of fuel supply can be moderated, and the overshoot of the hydrogen concentration C can be easily suppressed.

また、上記実施形態では、改質触媒9下流の水素濃度を水素濃度センサ22によって検出し、これを減量処理に用いているが、燃料供給装置8から供給される燃料の量、EGR率(又は還流される排気の量)等から水素生成量を推定し、これに基づき推定される水素濃度を減量処理に用いるようにしてもよい。   In the above embodiment, the hydrogen concentration downstream of the reforming catalyst 9 is detected by the hydrogen concentration sensor 22 and used for the reduction process. However, the amount of fuel supplied from the fuel supply device 8, the EGR rate (or The amount of hydrogen produced may be estimated from the amount of exhaust gas recirculated) and the like, and the hydrogen concentration estimated based on this may be used for the reduction process.

1 エンジン
6 EGR通路
8 燃料供給装置
9 改質触媒
30 コントローラ(減量処理手段)
1 Engine 6 EGR passage 8 Fuel supply device 9 Reforming catalyst 30 Controller (weight reduction processing means)

Claims (9)

排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、
前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、
EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行う減量処理手段と、
を備え
前記減量処理手段は、前記第1供給量の燃料を前記改質触媒に供給することで得られる水素濃度の最大値がEGR率に応じて決定される目標水素濃度に等しくなるよう前記減量処理による燃料の減量値を設定する、
ことを特徴とするエンジン。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage;
A reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust;
A fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to an EGR rate;
When fuel is supplied from the fuel supply device, a first supply amount that is a fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until a predetermined reduction period elapses is determined from the start of fuel supply. A weight reduction processing means for performing a weight reduction process for reducing the fuel supply amount per unit time after the predetermined weight loss period has elapsed, which is less than the second supply amount;
Equipped with a,
The reduction processing means performs the reduction processing so that the maximum value of the hydrogen concentration obtained by supplying the first supply amount of fuel to the reforming catalyst becomes equal to the target hydrogen concentration determined according to the EGR rate. Set the fuel loss value,
An engine characterized by that.
排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、
前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、
EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行う減量処理手段と、
を備え、
前記減量処理手段は、前記燃料供給の開始時点における前記改質触媒の温度が高いほど前記減量処理による燃料の減量値を大きく設定する、
ことを特徴とするエンジン。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage;
A reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust;
A fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to an EGR rate;
When fuel is supplied from the fuel supply device, a first supply amount that is a fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until a predetermined reduction period elapses is determined from the start of fuel supply. A weight reduction processing means for performing a weight reduction process for reducing the fuel supply amount per unit time after the predetermined weight loss period has elapsed, which is less than the second supply amount;
With
The weight reduction processing means sets the fuel reduction value by the weight reduction processing to be larger as the temperature of the reforming catalyst at the start of the fuel supply is higher.
An engine characterized by that.
排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、
前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、
EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行う減量処理手段と、
を備え、
前記減量処理手段は、前記第2供給量の燃料を供給したときの前記改質触媒の平衡温度が低いほど前記所定の減量期間を長く設定する、
ことを特徴とするエンジン。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage;
A reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust;
A fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to an EGR rate;
When fuel is supplied from the fuel supply device, a first supply amount that is a fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until a predetermined reduction period elapses is determined from the start of fuel supply. A weight reduction processing means for performing a weight reduction process for reducing the fuel supply amount per unit time after the predetermined weight loss period has elapsed, which is less than the second supply amount;
With
The reduction processing means sets the predetermined reduction period longer as the equilibrium temperature of the reforming catalyst when the second supply amount of fuel is supplied is lower.
An engine characterized by that.
排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、
前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、
EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行う減量処理手段と、
を備え、
前記減量処理手段は、前記第1供給量を供給することによって得られる水素濃度の最大値とEGR率に応じて決定される目標水素濃度との偏差に基づき、次回以降の前記減量処理による燃料の減量値を補正する、
ことを特徴とするエンジン。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage;
A reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust;
A fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to an EGR rate;
When fuel is supplied from the fuel supply device, a first supply amount that is a fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until a predetermined reduction period elapses is determined from the start of fuel supply. A weight reduction processing means for performing a weight reduction process for reducing the fuel supply amount per unit time after the predetermined weight loss period has elapsed, which is less than the second supply amount;
With
The weight reduction processing means is based on the deviation between the maximum value of the hydrogen concentration obtained by supplying the first supply amount and the target hydrogen concentration determined according to the EGR rate, and the fuel in the fuel reduction by the subsequent weight reduction processing. Correct the weight loss value,
An engine characterized by that.
請求項に記載のエンジンであって、
前記減量処理手段は、次回以降の前記減量処理による燃料の減量値を減少補正した場合は次回以降の前記所定の減量期間を減少補正し、次回以降の前記減量処理による燃料の減量値を増大補正した場合は次回以降の前記所定の減量期間を増大補正する、
ことを特徴とするエンジン。
The engine according to claim 4 ,
The reduction processing means corrects the fuel reduction value by the reduction processing after the next time to decrease, corrects the predetermined reduction period after the next time, and increases the fuel reduction value by the reduction processing from the next time. If so, increase the predetermined weight loss period after the next time,
An engine characterized by that.
排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、
前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、
EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行う減量処理手段と、
を備え、
前記減量処理手段は、前記第1供給量の燃料を供給することで前記改質触媒が到達する温度と前記第2供給量の燃料を供給したときの前記改質触媒の平衡温度との偏差に基づき、次回以降の前記所定の減量期間を補正する、
ことを特徴とするエンジン。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage;
A reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust;
A fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to an EGR rate;
When fuel is supplied from the fuel supply device, a first supply amount that is a fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until a predetermined reduction period elapses is determined from the start of fuel supply. A weight reduction processing means for performing a weight reduction process for reducing the fuel supply amount per unit time after the predetermined weight loss period has elapsed, which is less than the second supply amount;
With
The reduction processing means supplies a deviation between a temperature reached by the reforming catalyst by supplying the first supply amount of fuel and an equilibrium temperature of the reforming catalyst when the second supply amount of fuel is supplied. To correct the predetermined weight loss period after the next time,
An engine characterized by that.
排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、
前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、
EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を、前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行う減量処理手段と、
を備え、
前記減量処理手段は、前記改質触媒の温度が所定の高温度よりも低い場合は前記減量処理を行わない、
ことを特徴とするエンジン。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage;
A reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust;
A fuel supply device for supplying fuel to the reforming catalyst according to an EGR rate;
When fuel is supplied from the fuel supply device, a first supply amount that is a fuel supply amount per unit time from the start of fuel supply until a predetermined reduction period elapses is determined from the start of fuel supply. A weight reduction processing means for performing a weight reduction process for reducing the fuel supply amount per unit time after the predetermined weight loss period has elapsed, which is less than the second supply amount;
With
The weight reduction processing means does not perform the weight reduction processing when the temperature of the reforming catalyst is lower than a predetermined high temperature.
An engine characterized by that.
請求項1からのいずれかに記載のエンジンであって、
前記減量処理手段は、前記燃料供給の開始時点からの経過時間が長くなるにつれ前記減量処理による燃料の減量値を減少させる、
ことを特徴とするエンジン。
The engine according to any one of claims 1 to 7 ,
The weight reduction processing means decreases the fuel reduction value by the weight reduction processing as the elapsed time from the fuel supply start time becomes longer.
An engine characterized by that.
排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路と、前記EGR通路に配置され、燃料を改質して水素を生成し、生成された水素を還流される排気に添加する改質触媒と、EGR率に応じて前記改質触媒に燃料を供給する燃料供給装置とを備えたエンジンの制御方法であって、
前記燃料供給装置から燃料を供給する場合に、燃料供給の開始時点から所定の減量期間が経過するまでの単位時間当たりの燃料供給量である第1供給量を前記燃料供給の開始時点から前記所定の減量期間が経過した時点以降の単位時間当たりの燃料供給量である第2供給量よりも少なくする減量処理を行
前記減量処理では、前記第1供給量の燃料を前記改質触媒に供給することで得られる水素濃度の最大値がEGR率に応じて決定される目標水素濃度に等しくなるよう当該減量処理による燃料の減量値を設定する、
ことを特徴とするエンジンの制御方法。
An EGR passage that recirculates part of the exhaust to the intake passage; a reforming catalyst that is disposed in the EGR passage, reforms the fuel to generate hydrogen, and adds the generated hydrogen to the recirculated exhaust; and EGR An engine control method comprising a fuel supply device that supplies fuel to the reforming catalyst according to a rate,
When supplying the fuel from the fuel supply device, the first supply amount from the start a fuel supply amount per unit time to a predetermined reduction period elapses fuel supply, wherein from the start of the fuel supply There rows reduction process to less than the second feed amount is a fuel supply amount per unit of time after the point of a predetermined reduction period has elapsed,
In the reduction process, the fuel by the reduction process is such that the maximum value of the hydrogen concentration obtained by supplying the first supply amount of fuel to the reforming catalyst becomes equal to the target hydrogen concentration determined according to the EGR rate. Set weight loss value for
An engine control method characterized by the above.
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