JPS60184957A - 改質装置の排気バイパス弁制御装置 - Google Patents

改質装置の排気バイパス弁制御装置

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JPS60184957A
JPS60184957A JP59040970A JP4097084A JPS60184957A JP S60184957 A JPS60184957 A JP S60184957A JP 59040970 A JP59040970 A JP 59040970A JP 4097084 A JP4097084 A JP 4097084A JP S60184957 A JPS60184957 A JP S60184957A
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JP
Japan
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reformer
valve
temperature
engine
reformed gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP59040970A
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English (en)
Inventor
Toshio Hirota
広田 寿男
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60184957A publication Critical patent/JPS60184957A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16Other apparatus for heating fuel
    • F02M31/18Other apparatus for heating fuel to vaporise fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/02Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、アルコール等液体燃料tガスに改質してエ
ンジンに供給する一方、その改質に必要な熱虚會エンジ
ン自体の排気から得るようにした改質ガスエンジン用改
質装置において、改質器への供給熱量を制御するための
排気バイノ(ス弁訓御装置に関する。
従来技術 アルコール等の液体燃料は触媒を弁して加熱することに
エリ、水素、−酸化炭素金主体とした口■燃性のガスに
改質することができ、アルコール号全そのまま燃焼させ
た場合よりも熱効率や排気特性の向上が図扛ることから
、この改質ガス全単独で、あるいは未改質の液体燃料と
併用する形で使用スる改質ガスエンジンが注目さrてい
る。そして、このような改質ガスエンジンにあっては、
エンジンの排気熱の回収を図るために、熱源としてエン
ジン目体の排−Ae利用する改質装置が一般に採用さn
ている。(例えば特開昭152−113426号公報等
参照) 第1図は上記改質装置の従来における一構成例を示した
ものであって、改質器1がスーパーヒータ2および蒸発
器3とともに、エンジン4の排気1市′Mr5に弁装さ
nており、燃料タンク6からポンプ7により燃料流量制
御弁8を介して圧送さnる改質用の液体燃料を、熱交換
器9で予め加熱したff1l’?i発器3およびスーパ
ーヒータ2を介して改質器1に供給し、ここで排気熱全
利用して改質ガスに改質している。また、上記排気通路
5には、上記改質器1と並nlK排気バイパス通路10
が設けらnているとともに、温度センサ11にて検出し
た改質器1の温度に応じて開閉制御さnる排気バイパス
弁12が上記排気バイパス通路10に介k A lt’
してお9、排気の一部?バイパスさせることによって上
記改質器1への供給熱量全制御し、触媒劣化の原因とが
る過熱全防止している。尚、上記改質ガスはサージタン
ク13に一旦貯えら扛た後に、ガス遮断弁14.圧力レ
ギュレータ15i通り、ガス流改制御弁16金弁してエ
ンジン4の吸気系に供給さ扛るもので、始動時’P高負
荷時には、この改′aガスとともに、液体燃料制御弁1
7を介して噴射さ扛る未改質燃料全併用する構成となっ
ている。
しかしながら、上記のように改質器1の温度のみに基づ
いて排気バイパス9P15Q−[J閉制御する従来の構
成では、負荷変動に滲う排気温度変化に対し排気バイパ
ス弁12の制御に応答遅n忙中じ、改質器1の過熱全確
実に防止することができない。
また減速時には、排気温度の低下よりもエンジンでの改
質ガス消費量の減少が大きく影響して、改質量が過剰と
なり、改質ガス圧力が急緻に上昇するので、サージタン
ク13全具備しない場合には、改質ガスのエンジンへの
供給量制御が困難になってしまう問題もある。
発明の目的 この発明は上記のような従来の問題に鑑みてなさnたも
ので、その目的とするところは、排気バイパス弁の開度
會、改質器温度、エンジン負荷状態、改質ガス圧力に基
づいて最適に制御し、改質器の過熱を確実に防止すると
ともに、改質ガス圧力の変tjll可及的に抑制するこ
とにある。
発明の構成 この発明に係る改質装置の排気バイパス弁制御装置は、
第2図に示すように、改質器の温就會検出する温度検出
手段Aと、生成した改質ガスの圧力を検出する圧力検出
手段Bと、エンジンの負け状態全検出する負荷状態検出
手段Cと、上記改質器温度に関連した第1基本一度全設
足する第1基本開夏設定十段りと、上記負荷状態に関連
した第2基本開1ft設定する第2基本開度設足手段E
と、上記改質ガス圧力を所定の上限値および下限値と比
較する比較手段Fと、この比較の結果に=或づき、改ぽ
ガス圧力が上限、F限の範囲内にあるときは、上記第1
基本開度、第2基本開度の何fか大きい開度全畠択し、
上限1直あるいは下限値(11−越えているときは夫々
全開あるいは全閉を選択する開度選択決定手段Gと、こ
の選択さnた開度に応じて上記排気バイパス弁全駆動す
る駆動手段Hとを備えて構成さ1ている。
実施例 第3図はこの発明に係る改w装置を備えた改質ガスエン
ジンの全体的構成會示している。同図において、21が
エンジン、22がその吸気通路。
23が排気通路であって、上記吸気通路22には、絞弁
24の下流に電磁弁式のガス噴、射升25が臨設さ庇て
いるとともに、吸気ボート近傍に同じく電磁弁式の液体
燃料噴射弁26が臨設さ扛ている。
また、27は負荷状帽に関連する吸入空気瀘葡検出f 
b−r、:めのエアフローメータ、28は同じく負荷状
態に関連するアクセル操作曾ヲ検出するためのアクセル
操作鍵センサ、29はエンジン回転速jtケ検出するた
めにディストリビュータ3Gに内蔵さ■たクランク月セ
ンサである。
−万、エンジン21の排気通路23には、改質器31が
配設されているとともに、この改質器31と並列に排気
バイパス通路32が設けら扛ている。
上記排気バイパス進路32は、バタフライ形の排気バイ
パス弁33によって開閉路さnるものであって、負圧式
アクチュエータ34および負圧制御電磁弁35(i−介
して制御さnる上記排気バイパス弁33の開度に応じて
排気の一部をバイパスさせることにより改質器31へ供
給する熱量tS節している。また、上記改質器31には
温度センサ36が取り付けらnている。
37は、アルコール等の液体燃料全貯留する燃料タンク
であって、定圧ポンプ38.流量制御用*a弁39およ
び逆止弁40が介装さnた液体燃料通路41を介して上
記改質器31の燃料入口31aに接続さnているととも
に、上記流童制御用電出弁39上流で分岐した噴射用通
路42t−介して上記液体燃料噴射弁26に接続されて
いる。
43はリターン燃料通路である。
上d己改質器31で改質されたガスが取υ出さnるガス
出口aibは、ガス冷却器44が介装されたガス通路4
5を介して上記ガス噴射弁25に接続さnており、かつ
上記ガス通路45−には、ガス圧力センサ46およびガ
ス遮断弁47が夫々介装さ匹ている。上記ガス冷却器4
4は、エンジン冷却水との間で熱ダ換全行うもので、そ
のエンジン冷却水の温度は冷却水温センナ48が検出し
ている。
・また49は、上記エアフローメータ27.アクセル操
作量センサ28.温度センサ36等の各種センナ類から
の信号に基づいて、エンジン21への燃料噴射量制御、
改質器31への供給燃料量制御、排気バイパス弁33の
開度制御などを行うコントロールユニットであって、こ
のコントロールユニット49は、第4図に示すように、
MPU(中央演算装fi)51と、このMPU51i制
御するプログラムiよび所定のデータが一#へ込fnた
ROM52と、外部データの一時記憶等金行うRAM5
3と、人力信号および出力信号の処理乞行うl1054
とから構成さルている。尚、このコントロールユニット
49は同時に点火時期−」御。
アイドル回転数制御等を行っており、その制御用の各種
センサやアクチェエータも接就さ牡ている上記コントロ
ールユニット49によって行われる制御を簡単に説明す
ると、先ずエンジン21への燃料噴射量制御としては、
アクセル操作量とエンジン回転速にとに基づいて最適な
ガス−液体燃料比が決定され、この比に応じてめた空気
過剰藁と吸入空気量およびエンジン回転速度から基本噴
射量が演算される。そして、この基本噴射量と上記ガス
−液体燃料比とかち、改質ガス噴射量および液体燃料噴
射量が決定1−ガスの圧力補正。
温度補正?行って、ガス噴射弁25と液体燃料噴射弁2
6との開弁時間が設定さnる。
一方、改質器31に対する液体燃料供給量は、ガス噴射
弁25による噴射Jll正圧力補正てめたガス流量に応
じて決定さ扛、流量制御用電磁弁、39によって調節さ
れる。そして、この液体燃料供給量の制御と同時に、後
述のように排気バイパス弁33の開度が制御さn、改質
器31へ供給する排気11−調節して改′Jt器31の
触媒温度を最適値に保つとともに、改質反応全ガス流産
に応じた状態に保ってガス圧力全可及的に安定化させて
いる。
第5図は、上記排気バイパス弁33の開度全設足する際
の処理手順を示すフローチャートであって、先ず81で
ガス圧力センサ46が検出した改質ガス圧力Pgk入力
し、82.83で、この改質ガス圧力P g (i−上
限値(例えばa、5.ta)および下限値(例えば15
a↑、a)と比較して、上限値以上のときは排気バイパ
ス弁33の閉じ童BVを0(%)としく84)、下限値
以下のときは閉じ量Bv2100(%)とする(t3a
)。この閉じjlBvは、排気バイパス弁33開度會、
逆にその閉じている割合(%)として示したもので、O
で6nば全開(排気の略全1がバイパスさ几る状明)−
100であれば全閉(排気全量が改質器11金通過する
状態)である。一方、改質ガス圧力Pgが上記の上限、
下限の範囲内にあれば、86へ進み、温度センサ36が
検出した触媒温度Tcatt−人力するとともに、予め
設定さ牡た第6図に示すデータテーブルから、この触媒
温度T c a t、に対応した閉じ量BVT fルー
フアップする(87)。次いで、88でエンジン運転状
態、具体的にはアクセル操作量と吸入空気量とエンジン
回転速度とから前述のようにめた基本噴射量が示す負荷
状態に対して、第7図に示すデータテーブルから最適な
閉じJtBVmffiルックアップする。87でめた閉
じ肯BvT と88でめた閉じ量B V g は、s9
で比較さル、何れか小さい方、つまり排気バイパス弁3
3開度としてはよシ大きい方−1jX選択さnふ(81
0,11)。コノようにして、閉じfBVが決定さル、
812で、この目標閉じfiBVに対応した信号が出力
さ庇る。
従って、例えば加速や減速にエフ改質ガスの流i(エン
ジン21への供給量)が急激に変化して改質ガス圧力P
gが影−を受けても、直ちに排気バイパス弁33が全開
あるいは全閉となって改質反応?抑制あるいは促進させ
るので、その圧力変動が可及的に抑制さnる。この結果
、サージタンクがなくとも十分に高精度なガス噴射量制
御が可能である。一方、改質ガス生成量と消費量とが略
釣り合っている状態では、上述のよ−うに触媒温度Te
at vr一対応した閉じ童B V T と、負荷状態
に対応した閉じfB V E の何nか小さい方が選択
されるので、負荷変動により排気温度が急に変化するよ
うな場合でも、確実に触媒の過熱を防止できる。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る改質te
111iの排気バイパス弁制御装置によれば、負荷1変
動により排気温度が急に変化したような場曾でも速やか
に排気バイパス量を制御してmgのa熱を防止できる。
しかも、同時に改質反広の抑制・促進によって改質ガス
圧力全安定化させることができ、ガス噴射量制御のM夏
向上等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来にgける改質装置を備えた改質ガスエンジ
ンの構成説明図、第2図はこの発明の構成?示す機能ブ
ロック図、第3図はこの発明の一実施例を示す構成説明
図、第4図はそのコントロールユニットの構成説明図、
第5図は排気バイパス弁の閉じ一1’に制御するプログ
ラムのフローチャート、第6図は触媒温度と閉じ量との
関係全示す図、第7図は負荷とエンジン回転速度と閉じ
量との関係を示す図である。 21・・・エンジン、22・・・吸気通路、23・・・
排気通路、25・・・ガス噴射弁526・・・液体燃料
11i射弁、27・・・エアフローメータ、28・・・
アクセル操作量センサ、29・・・クランク角センサ、
31・・・改質器、32・・・排気バイパス通路、33
・・・排気バイパス弁、34・・・負圧アクチュエータ
、35・・・負圧制御電磁弁、36・・・温度センサ、
46・・・ガス圧力センサ、49・・・コントロールユ
ニット。 外2名 第f>図 第7回 回転&(N) □人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■ 改質器と並列に排気バイパス通路が設けら庇るとと
    もに、該排気バイパス通路に排気バイパス弁t−何し、
    その間度制御VCエリ上記改質器への供給熱度が制御さ
    肚る改質ガスエンジン用改質装置において、上記改質器
    の温度全検出する温度検出手段と、生成した改質ガスの
    圧力全検出する圧力検出手段と、エンジンの負荷状態を
    検出する負荷状態検出手段と、上記改質器温度に関連し
    た第1基本開fffi設定する第1基本開度設定手段と
    、上記負荷状態に関連した第2基本開度ケ設足する第2
    基本開度設定手段と、上記改質ガス圧力を所定の上限値
    および下限値と比較する比較手段と、この比較の結果に
    基づき、改質ガス圧力が上限、下限の範囲内にあるとき
    は、上記第1基本開匿、第2基本一度の何扛か大きい開
    度全選択し、上限値あるいは下限値を越えているときは
    夫々全開あるいは全閉全選択する開度選択決定手段と、
    この選択された開度に忘じて上記排気バイパス弁全駆動
    する駆動手段とtlIIiiえてなる改質装置の排気バ
    イパス弁制御装置。
JP59040970A 1984-03-03 1984-03-03 改質装置の排気バイパス弁制御装置 Pending JPS60184957A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110132306A1 (en) * 2010-04-08 2011-06-09 Ford Global Technologies, Llc Method for Operating an Engine with a Fuel Reformer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110132306A1 (en) * 2010-04-08 2011-06-09 Ford Global Technologies, Llc Method for Operating an Engine with a Fuel Reformer
US8539914B2 (en) * 2010-04-08 2013-09-24 Ford Global Technologies, Llc Method for operating an engine with a fuel reformer

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