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JP6512043B2 - Fuel reforming method and fuel reforming apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、改質触媒により燃料と空気との混合気を改質する燃料改質方法及び燃料改質装置に関する。   The present invention relates to a fuel reforming method and a fuel reforming apparatus for reforming a mixture of fuel and air by a reforming catalyst.

現在、内燃機関の燃料改質に関する技術分野において、燃料改質後のCO濃度もしくはHO濃度に基づいて改質燃料量を補正する技術がある。例えば、特許文献1に開示されている燃料改質装置及びその運転方法では、内燃機関は、改質触媒により炭化水素系燃料と空気との混合気を改質する燃料改質装置と、ECUとを備える。燃料改質装置は、改質触媒が配置された改質反応部と、改質反応部を流出した流体に含まれるCOの濃度を検出するCOセンサとを有する。ECUは、COセンサにより検出されるCO濃度が所定範囲内に含まれるように改質反応部への炭化水素系燃料の供給量の補正することにより、改質反応部に供給される炭化水素系燃料中の炭素原子に対する空気中の酸素原子の比O/Cがおよそ1から1をわずかに上回る値までの範囲に含まれるようにする。 At present, in the technical field related to fuel reforming of an internal combustion engine, there is a technique of correcting the amount of reforming fuel based on the concentration of CO 2 or the concentration of H 2 O after fuel reforming. For example, in a fuel reformer and its operating method disclosed in Patent Document 1, an internal combustion engine is a fuel reformer that reforms a mixture of hydrocarbon fuel and air by a reforming catalyst, an ECU, and Equipped with The fuel reformer includes a reforming reaction unit in which a reforming catalyst is disposed, and a CO 2 sensor that detects the concentration of CO 2 contained in the fluid that has flowed out of the reforming reaction unit. The ECU corrects the amount of hydrocarbon fuel supplied to the reforming reaction part so that the CO 2 concentration detected by the CO 2 sensor falls within a predetermined range, thereby carbonizing the carbon dioxide supplied to the reforming reaction part The ratio O / C of oxygen atoms in air to carbon atoms in hydrogen-based fuels is made to fall within a range of approximately 1 to a value slightly over 1.

特開2005−247672号公報JP 2005-247672 A

しかし、上記の既存技術では、燃料改質後の生成成分に基づいて改質燃料量を補正するため、触媒反応が影響し、精度が低下するおそれがある。   However, in the above-mentioned existing technology, since the amount of reformed fuel is corrected based on the generated component after fuel reformation, there is a possibility that the catalytic reaction affects and the accuracy is lowered.

本発明の目的は、高精度な改質燃料量の補正を可能とする燃料改質方法及び燃料改質装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fuel reforming method and a fuel reforming apparatus capable of highly accurate correction of the amount of reformed fuel .

本発明の一態様に係る燃料改質方法及び燃料改質装置では、上記の課題を解決するために、燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだ改質ガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させるときに、改質触媒に燃料を噴射するインジェクタの前後それぞれのガスの状態量を検知し、インジェクタの前後でのガスの状態量の変化に基づいて、インジェクタの燃料噴射量を推定し、推定された燃料噴射量に基づいて、インジェクタの燃料噴射量を補正する。   In the fuel reforming method and the fuel reforming device according to one aspect of the present invention, at least a portion of the fuel is converted to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer in order to solve the above problems. When the thermal efficiency of the internal combustion engine is improved by reforming and mixing the reformed gas containing hydrogen with the intake air and burning it in the internal combustion engine, the gas before and after each of the injectors injecting the fuel to the reforming catalyst The amount of state is detected, the fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the state amount of gas before and after the injector, and the fuel injection amount of the injector is corrected based on the estimated fuel injection amount.

本発明の一態様によれば、インジェクタの前後でのガスの状態量の変化に基づいて燃料噴射量を推定し、その推定された燃料噴射量に基づいて、燃料改質器への燃料噴射量を補正するため、燃料改質前に改質燃料量を補正することができる。   According to one aspect of the present invention, the fuel injection amount is estimated based on the change in the state amount of gas before and after the injector, and the fuel injection amount to the fuel reformer is estimated based on the estimated fuel injection amount. The amount of reformed fuel can be corrected before reforming the fuel.

本発明の一実施形態に係る燃料改質装置の構成例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a fuel reformer concerning one embodiment of the present invention. 反応温度と、水素(H)生成濃度と、カーボン析出領域との関係を示す図である。And the reaction temperature, and hydrogen (H 2) generated concentration is a diagram showing the relationship between carbon deposition region. インジェクタの第1の配置及び形状と燃料改質器の触媒容器内の燃料分布及び温度分布との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1st arrangement | positioning and shape of an injector, and fuel distribution and temperature distribution in the catalyst container of a fuel reformer. インジェクタの第2の配置及び形状と燃料改質器の触媒容器内の燃料分布及び温度分布との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 2nd arrangement | positioning and shape of an injector, and fuel distribution and temperature distribution in the catalyst container of a fuel reformer. インジェクタの第3の配置及び形状と燃料改質器の触媒容器内の燃料分布及び温度分布との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 3rd arrangement | positioning and shape of an injector, and fuel distribution and temperature distribution in the catalyst container of a fuel reformer. インジェクタの第4の配置及び形状と燃料改質器の触媒容器内の燃料分布及び温度分布との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 4th arrangement | positioning and shape of an injector, and fuel distribution and temperature distribution in the catalyst container of a fuel reformer. インジェクタの第5の配置及び形状と燃料改質器の触媒容器内の燃料分布及び温度分布との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 5th arrangement | positioning and shape of an injector, fuel distribution in the catalyst container of a fuel reformer, and temperature distribution. デポ付着量とインジェクタ洗浄モードへの移行時期との関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between the amount of deposit adhesion and the transition time to the injector cleaning mode. デポ付着量の推定に関する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process regarding estimation of the amount of depot adhesion. インジェクタの燃料噴射量のフィードバック制御に関する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process regarding feedback control of the fuel injection quantity of an injector. インジェクタ洗浄モードへの移行判定制御に関する第1の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the flow of the 1st processing about shift judging control to injector washing mode. インジェクタ洗浄モードへの移行判定制御に関する第2の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the flow of the 2nd processing about shift judging control to injector washing mode.

次に、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成部品については以下の説明を参酌して判断すべきものである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下の詳細な説明では、本発明の一実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても1つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and different from real ones. Therefore, specific components should be determined in consideration of the following description.
In addition, the embodiments described below illustrate apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes the shape, structure, arrangement, and the like of components. It does not specify the following. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
In the following detailed description, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of an embodiment of the present invention. However, it will be apparent that one or more embodiments may be practiced without such specific details. Besides, well-known structures and devices are illustrated schematically in order to simplify the drawings.

<実施形態>
以下に、本発明の一実施形態に係る燃料改質装置について説明する。
(燃料改質装置)
本発明の一実施形態に係る燃料改質装置は、図1に示すような排気還流システムを制御する。この排気還流システムにおいて、例えば4ストロークサイクルの火花点火式ガソリン機関からなる内燃機関1(エンジン)の上流側には、吸気ガスを通過させるための吸気通路2が配置されている。
Embodiment
Hereinafter, a fuel reformer according to an embodiment of the present invention will be described.
(Fuel reformer)
A fuel reformer according to an embodiment of the present invention controls an exhaust gas recirculation system as shown in FIG. In the exhaust gas recirculation system, an intake passage 2 for passing intake gas is disposed upstream of an internal combustion engine 1 (engine) comprising, for example, a spark-ignition gasoline engine of a four-stroke cycle.

吸気通路2は、吸気口であるエアインテーク(図示省略)を介して外部へ開放され、このエアインテークから吸気ガスとして外部の空気を取り入れる。このエアインテークの周辺又は下流側には、吸気ガスの流入量を測定するエアフロメータ3が配置されている。エアフロメータ3の下流側には、吸気ガスの流入量を制御する電子制御式のスロットルバルブを内蔵したスロットルチャンバー4が配置されている。スロットルチャンバー4の下流側には、吸気ガスの圧力を大気圧以上に高める過給機5が配置されている。過給機5の下流側には、吸気ガス中の水素(H)の濃度を測定するための吸気側水素センサ6が配置されている。吸気側水素センサ6の下流側には、内燃機関1が配置されている。 The intake passage 2 is opened to the outside through an air intake (not shown) which is an intake port, and takes in external air as intake gas from the air intake. An air flow meter 3 for measuring the inflow of intake gas is disposed around or downstream of the air intake. A throttle chamber 4 incorporating an electronically controlled throttle valve for controlling the inflow of intake gas is disposed downstream of the air flow meter 3. A turbocharger 5 is disposed downstream of the throttle chamber 4 to increase the pressure of the intake gas to the atmospheric pressure or higher. On the downstream side of the turbocharger 5, an intake-side hydrogen sensor 6 for measuring the concentration of hydrogen (H 2 ) in the intake gas is disposed. The internal combustion engine 1 is disposed downstream of the intake side hydrogen sensor 6.

ここで、内燃機関1は、例えば直噴型の構成であり、燃料タンク7から供給される燃料(ガソリン)を気筒内に噴射する電子制御式の燃料噴射装置1aを気筒毎に備えている。吸気通路2は、内燃機関1との連結部分において、内燃機関1の各気筒への吸気配分を均一にするための吸気マニホールドとして内燃機関1の気筒毎に分岐している。燃料噴射装置1aの燃料噴射量は、吸気側水素センサ6等の検出信号に基づき、フィードバック制御されている。また、内燃機関1には、クランクケース内の圧力を測定するための筒内圧センサ1bと、クランクケース内の圧力を逃がすための通気口となるPCVバルブ(図示省略)とが配置されている。   Here, the internal combustion engine 1 has, for example, a direct injection type configuration, and is provided with an electronically controlled fuel injection device 1a for injecting fuel (gasoline) supplied from the fuel tank 7 into the cylinders for each cylinder. The intake passage 2 is branched for each cylinder of the internal combustion engine 1 as an intake manifold for equalizing the intake distribution to each cylinder of the internal combustion engine 1 at a connection portion with the internal combustion engine 1. The fuel injection amount of the fuel injection device 1a is feedback-controlled based on a detection signal of the intake side hydrogen sensor 6 or the like. Further, in the internal combustion engine 1, an in-cylinder pressure sensor 1b for measuring the pressure in the crankcase and a PCV valve (not shown) serving as a vent for escaping the pressure in the crankcase are disposed.

また、内燃機関1の下流側には、排気ガスを通過させるための排気通路8が配置されている。排気通路8は、内燃機関1の下流側において、排気マニホールドとして内燃機関1の排気ガスの複数の流路を1つにまとめる(図示省略)。この排気通路8には、排気ガスの空燃比がどのくらい濃いか薄いか(リッチ/リーン)を測定するための排気側A/F(空燃比)センサ9が配置されている。排気側A/Fセンサ9の下流側には、マニ触媒や床下触媒等の排気触媒10(排気浄化装置)が配置されている。排気触媒10の下流側には、排気ガス中の酸素(O)の濃度を測定するための排気側酸素センサ11が配置されている。排気側酸素センサ11の下流側には、排気消音器(図示省略)が配置されている。この排気消音器を介して排気通路8は外部へ開放され、排気通路8を通過してきた排気ガスは外部へ放出される。 Further, on the downstream side of the internal combustion engine 1, an exhaust passage 8 for passing the exhaust gas is disposed. The exhaust passage 8 combines multiple flow paths of the exhaust gas of the internal combustion engine 1 into one as an exhaust manifold on the downstream side of the internal combustion engine 1 (not shown). An exhaust side A / F (air-fuel ratio) sensor 9 for measuring how rich or lean the air-fuel ratio of the exhaust gas is (rich / lean) is disposed in the exhaust passage 8. On the downstream side of the exhaust side A / F sensor 9, an exhaust catalyst 10 (exhaust purification device) such as a manifold catalyst or an underfloor catalyst is disposed. On the downstream side of the exhaust catalyst 10, an exhaust side oxygen sensor 11 for measuring the concentration of oxygen (O 2 ) in the exhaust gas is disposed. An exhaust silencer (not shown) is disposed downstream of the exhaust side oxygen sensor 11. The exhaust passage 8 is opened to the outside through the exhaust silencer, and the exhaust gas passing through the exhaust passage 8 is discharged to the outside.

また、この排気還流システムでは、吸気通路2と排気通路8とを連結する循環通路12が配置されている。この循環通路12は、排気側A/Fセンサ9の下流かつ排気触媒10の上流において排気通路8から分岐し、過給機5の上流側において吸気通路2と合流し、排気通路8から吸気通路2へ排気ガスの一部をEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)ガスとして通過させる。この循環通路12には、EGRガスの温度を測定するためのEGR用温度センサ13が配置されている。EGR用温度センサ13の下流側には、燃料タンク7から供給される燃料を循環通路12内に噴射する電子制御式の改質用燃料噴射装置14が配置されている。改質用燃料噴射装置14の下流側には、循環通路12内に注入された燃料を蒸発させて燃料蒸発ガスにする燃料蒸発器15が配置されている。燃料蒸発器15の下流側には、改質触媒により燃料蒸発ガスと空気との混合気を改質する燃料改質器16が配置されている。   Further, in the exhaust gas recirculation system, a circulation passage 12 connecting the intake passage 2 and the exhaust passage 8 is disposed. The circulation passage 12 branches from the exhaust passage 8 downstream of the exhaust side A / F sensor 9 and upstream of the exhaust catalyst 10, merges with the intake passage 2 on the upstream side of the supercharger 5, and from the exhaust passage 8 to the intake passage. 2) A part of the exhaust gas is passed as EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas. An EGR temperature sensor 13 for measuring the temperature of the EGR gas is disposed in the circulation passage 12. On the downstream side of the EGR temperature sensor 13, an electronically controlled reforming fuel injection device 14 for injecting the fuel supplied from the fuel tank 7 into the circulation passage 12 is disposed. On the downstream side of the reforming fuel injection device 14, a fuel evaporator 15 is disposed which evaporates the fuel injected into the circulation passage 12 into fuel evaporated gas. On the downstream side of the fuel evaporator 15, a fuel reformer 16 is disposed which reforms a mixture of fuel evaporated gas and air by a reforming catalyst.

例えば、燃料改質器16は、改質触媒(白金触媒等)を用いて、所定の温度で燃料蒸発ガスと水蒸気(HO)とを反応させて濃度の高い水素(H)ガスを生成する(水蒸気改質)。なお、燃料改質に伴い一酸化炭素(CO)が発生するが、水素(H)ガス中に一酸化炭素(CO)があると改質触媒の性能を下げるため、一酸化炭素(CO)の濃度を低減させる必要がある。そのため、一酸化炭素(CO)と水蒸気(HO)を更に反応させて、水素(H)と二酸化炭素(CO)にする(シフト反応)。そして、残りの一酸化炭素(CO)を改質触媒表面へ吸着させて無害化する。これにより、EGRガスに水素(H)が混合する。 For example, the fuel reformer 16 reacts a fuel evaporative gas with water vapor (H 2 O) at a predetermined temperature using a reforming catalyst (a platinum catalyst or the like) to generate hydrogen (H 2 ) gas having a high concentration. Produces (steam reforming). Although carbon monoxide (CO) is generated with fuel reforming, carbon monoxide (CO) in the hydrogen (H 2 ) gas will reduce the performance of the reforming catalyst if carbon monoxide (CO) is present. Need to reduce the concentration of Therefore, carbon monoxide (CO) and steam (H 2 O) are further reacted to form hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ) (shift reaction). Then, the remaining carbon monoxide (CO) is adsorbed on the surface of the reforming catalyst to render it harmless. Thus, hydrogen (H 2 ) is mixed with the EGR gas.

ここでは、燃料改質器16は、燃料改質器16内の温度を調整する温度調整装置16aと、燃料改質器16内の温度を測定するための改質温度センサ16bとを有する。   Here, the fuel reformer 16 has a temperature adjusting device 16 a that adjusts the temperature in the fuel reformer 16, and a reforming temperature sensor 16 b that measures the temperature in the fuel reformer 16.

燃料改質器16の下流側には、EGRガス中の水素(H)の濃度を測定するためのEGR用水素センサ17が配置されている。EGR用水素センサ17の下流側には、EGRガスを冷却するEGRクーラー18が配置されている。このEGRクーラー18の下流側には、EGRガスの空燃比がどのくらい濃いか薄いかを測定するためのEGR用A/Fセンサ19が配置されている。なお、EGR用A/Fセンサ19の代わりに、EGRガス中の酸素(O)濃度を測定するためのEGR用酸素センサが配置されていても良い。 On the downstream side of the fuel reformer 16, an EGR hydrogen sensor 17 for measuring the concentration of hydrogen (H 2 ) in the EGR gas is disposed. An EGR cooler 18 for cooling the EGR gas is disposed downstream of the EGR hydrogen sensor 17. On the downstream side of the EGR cooler 18, an EGR A / F sensor 19 is disposed to measure how thick or thin the air-fuel ratio of the EGR gas is. Note that, instead of the EGR A / F sensor 19, an EGR oxygen sensor for measuring the concentration of oxygen (O 2 ) in the EGR gas may be disposed.

EGR用A/Fセンサ19の下流側には、排気側から吸気側へのEGRガスの流入量を調節するEGRバルブ20が配置されている。このEGRバルブ20の下流側において、循環通路12は吸気通路2と合流する。これにより、吸気通路2を通過する吸気ガスは、循環通路12を通過してきたEGRガスと混合する。   An EGR valve 20 is disposed downstream of the EGR A / F sensor 19 to adjust the inflow of EGR gas from the exhaust side to the intake side. The circulation passage 12 merges with the intake passage 2 on the downstream side of the EGR valve 20. Thus, the intake gas passing through the intake passage 2 mixes with the EGR gas passing through the circulation passage 12.

また、この排気還流システムでは、電子制御装置21(ECU)が配置されている。電子制御装置21は、筒内圧センサ1b、エアフロメータ3、吸気側水素センサ6、排気側A/Fセンサ9、排気側酸素センサ11、EGR用温度センサ13、改質温度センサ16b、EGR用水素センサ17、及びEGR用A/Fセンサ19のセンサ値(計測値)をセンシングにより求める。また、電子制御装置21は、センサ値及びそれに基づく演算結果に従って、燃料噴射装置1a、スロットルチャンバー4、改質用燃料噴射装置14、燃料改質器16、及びEGRバルブ20を制御する。詳細については後述する。   Further, in the exhaust gas recirculation system, an electronic control unit 21 (ECU) is disposed. The electronic control unit 21 includes an in-cylinder pressure sensor 1b, an air flow meter 3, an intake side hydrogen sensor 6, an exhaust side A / F sensor 9, an exhaust side oxygen sensor 11, an EGR temperature sensor 13, a reforming temperature sensor 16b, and EGR hydrogen. The sensor values (measurement values) of the sensor 17 and the EGR A / F sensor 19 are obtained by sensing. Further, the electronic control unit 21 controls the fuel injection unit 1a, the throttle chamber 4, the reforming fuel injection unit 14, the fuel reformer 16, and the EGR valve 20 in accordance with the sensor value and the calculation result based thereon. Details will be described later.

(カーボン析出への対応)
図2を参照して、燃料改質器16の触媒容器(ケース)内の反応温度と、水素(H)生成濃度と、カーボン析出領域との関係について説明する。
既存の技術では、燃料改質器16の触媒容器内で燃料改質を行う際には、撹拌機(ミキサー)等を用いて、できるだけ均一な燃料分布(図2の領域F1)を実現することが望まれている。しかし、既存の技術では、温度分布を考慮に入れていないため、温度の低い触媒容器の径方向の外周側はカーボン析出により性能が低下し、温度が高い触媒容器の径方向の中心軸寄りは燃料が不足して十分な改質を行なえないという問題があった。
(Correspondence to carbon deposition)
The relationship between the reaction temperature in the catalyst container (case) of the fuel reformer 16, the hydrogen (H 2 ) generation concentration, and the carbon deposition region will be described with reference to FIG.
In the existing technology, when performing fuel reforming in the catalyst container of the fuel reformer 16, to achieve as even as possible fuel distribution (area F1 in FIG. 2) using a stirrer or the like. Is desired. However, in the existing technology, since the temperature distribution is not taken into consideration, the carbon deposition on the outer peripheral side of the low temperature catalyst container reduces the performance due to carbon deposition, and the radial center axis of the high temperature catalyst container There is a problem that fuel is insufficient and sufficient reforming can not be performed.

そこで、本実施形態では、触媒温度の高い領域に燃料分布を偏らせる(図2の領域F2)ことで、触媒容器からの放熱によって改質触媒の径方向の断面で見たときに、温度分布が、触媒容器の径方向の中心軸に近づくほど高く、中心軸から離れるほど低くなるようにする。   Therefore, in the present embodiment, the fuel distribution is biased to the region where the catalyst temperature is high (region F2 in FIG. 2), so that the temperature distribution when viewed from the radial cross section of the reforming catalyst due to heat radiation from the catalyst container. However, as it approaches the radial center axis of the catalyst container, the height is higher, and the distance from the center axis is lower.

また、燃料濃度が高いほど水素(H2)の生成量が増えるため、温度が高いところほど燃料濃度を高くすることで、平均的に燃料分布させるよりも、水素(H2)生成量を増加させることが可能である。例えば、触媒温度が高い領域の燃料分布を増やすことで、水素(H2)生成量を増加させる。 In addition, since the amount of hydrogen (H 2 ) generated increases as the fuel concentration increases, the amount of hydrogen (H 2 ) generated increases more than the average distribution of fuel by increasing the fuel concentration as the temperature increases. It is possible to For example, hydrogen (H 2 ) generation amount is increased by increasing fuel distribution in a region where the catalyst temperature is high.

反対に、温度が低いほど同じ燃料濃度でもカーボンが析出しやすいため、温度が低いところほど燃料濃度を低くすることで、カーボン析出による劣化を抑制できる。例えば、反応温度が低いほどカーボン析出するスチームカーボン比(S/C)の範囲が広いため、触媒温度が低い領域の燃料分布を減らす。 On the contrary, since carbon is likely to be deposited even at the same fuel concentration as the temperature is lower, deterioration due to carbon deposition can be suppressed by lowering the fuel concentration as the temperature is lower. For example, the lower the reaction temperature, the wider the range of the steam-carbon ratio (S / C) on which carbon deposits, so the fuel distribution in the region where the catalyst temperature is low is reduced.

このように、本実施形態では、温度分布に合わせて燃料を分布と対応させることで、水素(H)生成量の増加による燃費向上や、カーボン析出抑制に伴う改質触媒の耐久性向上を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, by matching the fuel with the distribution according to the temperature distribution, it is possible to improve the fuel efficiency by increasing the hydrogen (H 2 ) generation amount, and to improve the durability of the reforming catalyst accompanying the carbon deposition suppression. Can be

また、触媒容器の形状を、ガスの流れが径方向の中心軸寄りになるような形状にすることで、ガス流量が径方向の中心軸寄りに高くなる。したがって、触媒容器からの放熱により改質触媒の径方向の中心軸寄りの温度が高くなるのに合わせ、ガスの分布を径方向の中心軸寄りに高くできる。その結果、全体の放熱量を抑制でき、排熱の利用効率を向上できる。   Further, by making the shape of the catalyst container such that the flow of gas is closer to the central axis in the radial direction, the gas flow rate becomes higher closer to the central axis in the radial direction. Therefore, it is possible to increase the distribution of the gas to be closer to the central axis in the radial direction in accordance with the increase in temperature near the central axis in the radial direction of the reforming catalyst due to the heat radiation from the catalyst container. As a result, the overall heat radiation amount can be suppressed, and the utilization efficiency of the exhaust heat can be improved.

(燃料改質器の触媒容器内の燃料分布及び温度分布)
図3〜図7を参照して、燃料改質器16の触媒容器内の燃料分布及び温度分布を調整する方法について説明する。
燃料改質器16の触媒容器内の改質触媒の温度分布は中央に行くほど温度が高いので、図3に示すように、改質用燃料噴射装置14(以下、インジェクタと表記する。)から噴射した燃料が改質触媒の径方向の中心軸を指向するようにインジェクタを配置する。インジェクタの噴射口の径方向の中心軸をガスの流れの中心軸に合わせて配置することで、燃料濃度が触媒容器の径方向の中心軸に近づくほど高くなる。したがって、触媒容器からの放熱により改質触媒の径方向の中心軸寄りの温度が高くなるのに合わせて、燃料濃度を径方向の中心軸寄りに高くできる。
(Fuel distribution and temperature distribution in catalyst container of fuel reformer)
A method of adjusting fuel distribution and temperature distribution in the catalyst container of the fuel reformer 16 will be described with reference to FIGS. 3 to 7.
Since the temperature distribution of the reforming catalyst in the catalyst container of the fuel reformer 16 is higher toward the center, as shown in FIG. 3, the reforming fuel injection device 14 (hereinafter referred to as an injector) is used. The injector is disposed such that the injected fuel is directed to the radial center axis of the reforming catalyst. The central axis of the radial jets of the injectors by arranging in accordance with the central axis of the gas flow, the fuel concentration is higher the closer to the central axis in the radial direction of the catalyst container. Therefore, the fuel concentration can be increased near the central axis in the radial direction in accordance with the temperature near the central axis in the radial direction of the reforming catalyst becoming higher due to the heat released from the catalyst container.

また、燃料改質器16の触媒容器内の改質触媒の温度分布はガスの流れに影響されるので、配管が曲がっている場合には、偏流によって改質触媒の温度分布の径方向の中心軸が配管曲りと反対側にずれる。例えば、図4に示すように、配管が垂直方向から水平方向に曲る場合、ガスの流れは、配管に沿って垂直方向から水平方向に曲るときに、慣性及び圧力等によりそれまで流れていた垂直方向の成分の影響を受けるため、完全な水平方向とならず、垂直方向にずれて水平方向に曲る。   Further, since the temperature distribution of the reforming catalyst in the catalyst container of the fuel reformer 16 is affected by the gas flow, if the pipe is bent, the radial center of the temperature distribution of the reforming catalyst due to the uneven flow The axis is shifted to the opposite side of the pipe bend. For example, as shown in FIG. 4, when the pipe is bent from the vertical direction to the horizontal direction, the gas flow is caused by inertia and pressure when it is bent from the vertical direction to the horizontal direction along the pipe. Because of the influence of the vertical component, it is not completely horizontal, but is shifted in the vertical direction and bent in the horizontal direction.

そこで、図4に示すように、このずれ分を加味して、インジェクタの噴射口の径方向の中心軸を、改質触媒の温度分布の径方向の中心軸から垂直方向にずらした位置にする。このように、配管レイアウトによってガスの流れが偏る場合は、流速分布の最大値のところに噴霧中心がくるようにレイアウトする。これにより、触媒容器からの放熱により改質触媒の径方向の中心軸寄りの温度が高くなるのに合わせ、燃料濃度を径方向の中心軸寄りに高くできる。   Therefore, as shown in FIG. 4, in consideration of this deviation, the radial central axis of the injection port of the injector is vertically shifted from the radial central axis of the temperature distribution of the reforming catalyst. . As described above, when the gas flow is biased by the piping layout, the layout is such that the spray center is at the maximum value of the flow velocity distribution. As a result, the fuel concentration can be increased near the central axis in the radial direction in accordance with the increase in temperature near the central axis in the radial direction of the reforming catalyst due to heat radiation from the catalyst container.

また、燃料改質器16の触媒容器内の燃料分布に合わせて触媒の温度分布を形成するため、図5に示すように、触媒容器の手前の配管の直径(横断面積)を触媒容器の直径より小さくする。更に、燃料分布において中央を高くするようにインジェクタの仕様を選定する。例えば、図5(a)に示すように、触媒容器の手前の配管の直径を触媒容器の直径以上にすると、触媒容器からの放熱が大きくなる。触媒容器からの放熱を抑制するためには中央の流量を上げた方が良いので、図5(b)に示すように、触媒容器の手前の配管の直径を触媒容器の直径より小さくし、燃料分布において中央を高くするように、インジェクタの配置を中央にし、インジェクタの仕様を選定する。このように、触媒容器の手前の配管の直径を触媒容器の直径より小さくすると、触媒容器からの放熱を小さくすることができる。   Also, in order to form the temperature distribution of the catalyst according to the fuel distribution in the catalyst container of the fuel reformer 16, as shown in FIG. 5, the diameter (crossing area) of the pipe in front of the catalyst container Make it smaller. Furthermore, the specification of the injector is selected to raise the center of the fuel distribution. For example, as shown in FIG. 5A, if the diameter of the pipe in front of the catalyst container is made equal to or larger than the diameter of the catalyst container, the heat radiation from the catalyst container becomes large. Since it is better to raise the central flow rate to suppress heat dissipation from the catalyst container, as shown in FIG. 5 (b), the diameter of the pipe in front of the catalyst container is made smaller than the diameter of the catalyst container, Center the placement of the injectors and select the injector specifications so that the center of the distribution is high. Thus, if the diameter of the pipe in front of the catalyst container is smaller than the diameter of the catalyst container, the heat radiation from the catalyst container can be reduced.

また、燃料改質器16の触媒容器内の改質触媒の温度分布に合わせて中央の燃料濃度が高くなるように、図6に示すように、インジェクタの噴射口を単噴孔かそれに近い径方向の中心軸寄りの噴孔にする。ここでは、インジェクタとして、単噴孔のように径方向の中心軸寄りに燃料が偏った噴霧の噴射弁を使用する。   Further, as shown in FIG. 6, the diameter of the injection port of the injector may be a single injection hole or a diameter close thereto as shown in FIG. 6 so that the fuel concentration in the center becomes high according to the temperature distribution of the reforming catalyst in the catalyst container Use injection holes near the central axis of the direction. Here, as the injector, an injection valve of a spray whose fuel is biased to the center axis in the radial direction like a single injection hole is used.

また、燃料改質器16の触媒容器内での燃料の気化を促進することや、燃料及びEGRガスを混合することを目的として、図7に示すように、インジェクタより下流に撹拌機(ミキサー)を設け、インジェクタの噴射口が燃料を霧状に噴射する噴霧口であり、インジェクタの噴霧口の中央部の開口面積を周辺部の開口面積に比べて相対的に大きくしておく。このとき、循環通路12内のガスの流れが逆流方向の時に燃料を噴射すると、燃料が排気通路8に流出するため、ガスの流れが順流方向となる噴射期間に設定することで、燃料流出を防止することができる。なお、順流方向とは、ガスが吸気通路2から排気通路8に流れ、かつ、排気通路8から循環通路12を通過して吸気通路2に流れる方向である Further, as shown in FIG. 7, a stirrer (mixer) downstream of the injector is provided for the purpose of promoting the vaporization of the fuel in the catalyst container of the fuel reformer 16 and mixing the fuel and the EGR gas. The injection port of the injector is a spray port for injecting fuel in the form of a mist, and the opening area of the central portion of the spray port of the injector is made relatively larger than the opening area of the peripheral portion. At this time, if fuel is injected when the flow of gas in the circulation passage 12 is in the reverse direction, the fuel flows out to the exhaust passage 8, so that the fuel outflow is set by setting the injection period in which the gas flow is in the forward direction. It can be prevented. The forward flow direction is a direction in which gas flows from the intake passage 2 to the exhaust passage 8 and from the exhaust passage 8 to the intake passage 2 through the circulation passage 12 .

なお、燃料改質器16の触媒容器内のガスの流れは吸気と排気の圧力差によって生じるため、吸気管と排気管の圧力変化はそれぞれのバルブの開弁時期と関係がある。そこで、インジェクタの噴射時期は排気バルブと吸気バルブの開閉時期を基準にして設定することで、内燃機関1の回転数が変わっても燃料改質器16の触媒容器内のガスの流れが逆流しない状態を実現できる。   In addition, since the flow of gas in the catalyst container of the fuel reformer 16 is generated by the pressure difference between the intake and the exhaust, the pressure change of the intake pipe and the exhaust pipe is related to the valve opening timing of each valve. Therefore, by setting the injection timing of the injector based on the opening / closing timing of the exhaust valve and the intake valve, the flow of gas in the catalyst container of the fuel reformer 16 does not reverse even if the rotational speed of the internal combustion engine 1 changes. The state can be realized.

燃料改質器16の触媒容器内のガスの流れは強い順流、逆流、安定といったサイクルを繰り返す。また、噴射期間や噴射した燃料の触媒容器内での滞留を考慮すると逆流期間のさらに早い時期に噴射時期を設定する必要がある。このため、ガスの流れが順流方向になるIVC(吸気バルブ制御)と2回前の燃焼気筒のEVC(排気バルブ制御)との間に噴射期間を設定する。   The gas flow in the catalyst container of the fuel reformer 16 repeats a cycle such as strong forward flow, reverse flow, and stability. Further, in consideration of the injection period and the retention of the injected fuel in the catalyst container, it is necessary to set the injection timing earlier in the backflow period. Therefore, an injection period is set between IVC (intake valve control) in which the flow of gas is in the forward flow direction and EVC (exhaust valve control) of the two combustion cylinders before.

以上のように、本実施形態に係る燃料改質方法では、燃料改質用の触媒と該触媒に燃料を供給するインジェクタとを有する内燃機関1の燃料改質器16が、改質触媒上での化学反応によって燃料(ガソリン)の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだ改質ガスを吸入空気に混合して燃焼することで、内燃機関1の熱効率を向上させる。ここでの燃料とEGRガスが改質触媒へ到達するときの燃料濃度が改質触媒の径方向の中心軸よりに高い分布を有する。   As described above, in the fuel reforming method according to the present embodiment, the fuel reformer 16 of the internal combustion engine 1 having the fuel reforming catalyst and the injector for supplying the fuel to the catalyst is on the reforming catalyst. The thermal efficiency of the internal combustion engine 1 is improved by reforming at least a part of the fuel (gasoline) into hydrogen by the chemical reaction of (1), mixing the reformed gas containing the hydrogen with the intake air and burning it. The fuel concentration when the fuel and the EGR gas here reach the reforming catalyst has a higher distribution than the central axis in the radial direction of the reforming catalyst.

このとき、燃料改質器16は、EGRガスの流路である循環通路12上に配置される。また、EGRガスの流速分布が軸断面上で径方向の中心軸寄りに高い分布を有する。また、燃料改質器16は、インジェクタの噴射口の径方向の中心軸と改質触媒の上流端面とが交差する点が改質触媒の径方向の中心軸上にある。また、燃料改質器16は、インジェクタの噴射口の径方向の中心軸と改質触媒の上流端面とが交差する点が改質触媒の径方向の断面上において最大流速を示す軸上にある。また、燃料改質器16は、触媒を保持し、燃料及びEGRガスを密閉する構造の触媒容器と、内燃機関1の排気通路8と触媒容器とをつなぐ配管を具備し、触媒容器の直径は配管の直径より大きい。更に、燃料改質器16は、燃料の気化促進や、燃料及びEGRガスを混合する目的でインジェクタより下流に配置される撹拌機(ミキサー)を具備し、かつ、インジェクタの噴射口が燃料を霧状に噴射する噴霧口であり、インジェクタの噴霧口の中央部の開口面積が周辺部の開口面積に比べて相対的に大きい。   At this time, the fuel reformer 16 is disposed on the circulation passage 12 which is a flow passage of the EGR gas. Further, the flow velocity distribution of the EGR gas has a high distribution near the central axis in the radial direction on the axial cross section. Further, in the fuel reformer 16, a point at which the central axis of the injection port of the injector in the radial direction and the upstream end face of the reforming catalyst intersect is on the central axis of the reforming catalyst in the radial direction. Further, in the fuel reformer 16, a point at which the central axis in the radial direction of the injection port of the injector and the upstream end face of the reforming catalyst intersect is on the axis showing the maximum flow velocity on the radial cross section of the reforming catalyst. . In addition, the fuel reformer 16 includes a catalyst container having a structure that holds the catalyst and seals the fuel and the EGR gas, and a pipe that connects the exhaust passage 8 of the internal combustion engine 1 to the catalyst container. Larger than pipe diameter. Furthermore, the fuel reformer 16 includes an agitator (mixer) disposed downstream of the injector for the purpose of promoting vaporization of the fuel and mixing the fuel and the EGR gas, and the injector's injection port sprays the fuel. The opening area of the central portion of the injection hole of the injector is relatively larger than the opening area of the peripheral portion.

(デポ付着への対応)
また、燃料改質器16は、改質触媒を用いて、インジェクタから供給される燃料を改質して水素(H)を生成する。その結果、シンプルな構成で燃料改質による水素(H)供給が可能となる。しかし、インジェクタは高温のEGRガスに長時間さらされており、EGRガス中のデポ(デポジット)成分の付着や針弁サック内の燃料の炭化によるデポの生成による汚れが生成される。このとき、インジェクタへのデポの付着が問題となる。
(Correspondence to deposit adhesion)
Also, the fuel reformer 16 reforms the fuel supplied from the injector to generate hydrogen (H 2 ) using the reforming catalyst. As a result, hydrogen (H 2 ) can be supplied by fuel reforming with a simple configuration. However, the injector is exposed to a high temperature EGR gas for a long time, and the contamination due to the deposition of a deposit (deposition) component in the EGR gas and the formation of a deposit due to carbonization of the fuel in the needle valve sack is generated. At this time, adhesion of the depot to the injector becomes a problem.

ここで、噴射量の減少を検知してからインジェクタのデポを診断し、インジェクタの針弁を洗浄する洗浄モード(インジェクタ洗浄モード)を実施する技術はあったが、既存の技術では、デポの付着等によって実際に噴射量が減少してから(問題が生じてから)インジェクタ洗浄モードに移行するため、運転性や燃費への影響があった。   Here, there has been a technology that detects a decrease in the injection amount and then diagnoses the injector's depot, and carries out a cleaning mode (injector cleaning mode) for cleaning the needle valve of the injector. Since the injection amount mode is actually reduced due to the shift to the injector cleaning mode (after the problem occurs), there is an influence on the drivability and fuel efficiency.

なお、インジェクタのデポは、噴射量増加や燃圧増加で除去可能である。そこで、本実施形態では、デポの付着等によって噴射量が減る前に(問題が生じる前に)、噴射量を増加させることや、燃圧を上げることにより、インジェクタの針弁を洗浄することで、事前に噴射量の低下や噴霧形状の悪化を抑制可能にする。   In addition, the depot of the injector can be removed by the increase of the injection amount and the increase of the fuel pressure. Therefore, in the present embodiment, the injection amount is increased before the injection amount decreases (due to problems) due to the adhesion of the depot or the like, or the needle valve of the injector is cleaned by increasing the fuel pressure. It is possible to suppress in advance the decrease in the injection amount and the deterioration of the spray shape.

(インジェクタ洗浄処理の概要)
図8を参照して、本実施形態に係るインジェクタ洗浄処理の概要について説明する。
インジェクタの針弁のデポの付着は、燃料噴射の停止中に高温のガスに被曝する状態で進行し、燃料噴射を実施している状態で退行する(又は緩和される)。したがって、その比率が針弁デポの生成と相関があるため、図8に示すように、電子制御装置21は、EGRの実施(EGR ON)時かつ燃料改質器16での改質の実施(改質ON)時に、推定デポ付着量Xが閾値D以上になった場合には、インジェクタ洗浄モードに移行する(洗浄モードON)。
(Outline of injector cleaning process)
An overview of the injector cleaning process according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The adhesion of the injector needle valve deposits proceeds in the state of exposure to high temperature gas while the fuel injection is stopped, and regresses (or is relieved) in the state of performing the fuel injection. Therefore, since the ratio is correlated with the generation of the needle valve depot, as shown in FIG. 8, the electronic control unit 21 performs the reformation at the time of execution of EGR (EGR ON) and in the fuel reformer 16 ( At the time of reforming ON), when the estimated deposit adhesion amount X becomes equal to or more than the threshold value D, the mode is shifted to the injector cleaning mode (cleaning mode ON).

但し、EGRの実施(EGR ON)時かつ燃料改質器16での改質の実施(改質ON)時に、推定デポ付着量Xが閾値D以上になった場合でも、閾値D以上になった時点から所定継続時間(予め決められた経過時間)を経過していない場合や、内燃機関1の水温が閾値以下の場合には、インジェクタ洗浄モードに移行しない。このように、インジェクタ洗浄モードの移行回数を極力少なくして必要最低限の移行回数にすることで、過剰なインジェクタ洗浄による燃費や運転性の悪化を回避する。   However, even when the estimated deposit adhesion amount X becomes equal to or more than the threshold value D when the EGR is performed (EGR ON) and when the reforming by the fuel reformer 16 is performed (reformation ON), the threshold value D is exceeded When the predetermined continuation time (predetermined elapsed time) has not elapsed from the time point, or when the water temperature of the internal combustion engine 1 is equal to or less than the threshold value, the mode does not shift to the injector cleaning mode. As described above, by minimizing the number of transitions of the injector cleaning mode to the minimum necessary number of transitions, deterioration of fuel efficiency and drivability due to excessive injector cleaning can be avoided.

(デポ付着量の推定)
図9を参照して、デポ付着量の推定に関する処理の流れについて説明する。
電子制御装置21は、タイマー値(もしくはカウンター値)を単位時間ごとに加算(例えば1秒ごとに1ずつ加算)して時間を計測している間(図9のステップS101)に、EGR率>0%であるか否かを判定する(図9のステップS102)。電子制御装置21は、EGR率>0%であると判定した場合(図9のステップS102でYes)には、EGR率の感度係数aに1を代入(a=1)する(図9のステップS103)。反対に、EGR率>0%ではないと判定した場合(図9のステップS102でNo)には、EGR率の感度係数aに0を代入(a=0)する(図9のステップS104)。
(Estimate of deposit adhesion amount)
The flow of processing relating to the estimation of the deposition amount of depot will be described with reference to FIG.
While the electronic control unit 21 measures the time by adding the timer value (or the counter value) for each unit time (for example, 1 for every one second) and measures the time (step S101 in FIG. 9), the EGR rate> It is determined whether it is 0% (step S102 in FIG. 9). If the electronic control unit 21 determines that the EGR rate> 0% (Yes in step S102 of FIG. 9), it substitutes 1 into the sensitivity coefficient a of the EGR rate (a = 1) (step of FIG. 9) S103). Conversely, if it is determined that the EGR rate is not> 0% (No in step S102 in FIG. 9), 0 is substituted for the sensitivity coefficient a of the EGR rate (a = 0) (step S104 in FIG. 9).

次に、電子制御装置21は、インジェクタの燃料噴射量>0であるか否かを判定する(図9のステップS105)。電子制御装置21は、インジェクタの燃料噴射量>0であると判定した場合(図9のステップS105でYes)には、インジェクタの燃料噴射量の感度係数bに−1を代入(b=−1)する(図9のステップS106)。反対に、インジェクタの燃料噴射量>0ではないと判定した場合(図9のステップS105でNo)には、インジェクタの燃料噴射量の感度係数bに0を代入(b=0)する(図9のステップS107)。   Next, the electronic control unit 21 determines whether the fuel injection amount of the injector> 0 (step S105 in FIG. 9). If the electronic control unit 21 determines that the fuel injection amount of the injector> 0 (Yes in step S105 of FIG. 9), substitute −1 for the sensitivity coefficient b of the fuel injection amount of the injector (b = −1 ) (Step S106 in FIG. 9). Conversely, if it is determined that the fuel injection amount of the injector is not> 0 (No in step S105 of FIG. 9), 0 (b = 0) is substituted for the sensitivity coefficient b of the fuel injection amount of the injector (FIG. 9) Step S107).

次に、電子制御装置21は、EGR率と燃料噴射量とに基づいて、インジェクタの針弁に付着したデポの付着量を推定する(図9のステップS108)。ここでは、電子制御装置21は、EGR率と燃料噴射量とにそれぞれの感度係数を乗じた時間積算値を用いて、インジェクタの針弁に付着したデポの付着量を推定する(推定デポ付着量Xの算出)。なお、時間積算値は、EGR率>0%かつインジェクタの燃料噴射量0の時、加算される。また、EGR率>0%かつインジェクタの燃料噴射量>0の時、減算される。このとき、EGR率が高いほど加算値が大きくなり、噴射量が多いほど減算値が大きくなる。 Next, the electronic control unit 21 estimates the adhesion amount of the depot adhering to the needle valve of the injector based on the EGR rate and the fuel injection amount (step S108 in FIG. 9). Here, the electronic control unit 21 estimates the adhesion amount of the depot adhering to the needle valve of the injector using the time integration value obtained by multiplying the EGR rate and the fuel injection amount by the respective sensitivity coefficients (estimated depot adhesion amount Calculation of X). The time integrated value is added when the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector = 0. Also, when the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector> 0, subtraction is performed. At this time, the addition value increases as the EGR rate increases, and the subtraction value increases as the injection amount increases.

次に、電子制御装置21は、推定デポ付着量Xが閾値Dを超えたか否か判定する(図9のステップS109)。そして、電子制御装置21は、推定デポ付着量Xが閾値Dを超えた場合(図9のステップS109でYes)には、インジェクタ洗浄モードが実施可能であるか否かを判定する(図9のステップS110)。   Next, the electronic control unit 21 determines whether the estimated deposition adhesion amount X exceeds the threshold D (step S109 in FIG. 9). Then, when the estimated deposition adhesion amount X exceeds the threshold D (Yes in step S109 of FIG. 9), the electronic control unit 21 determines whether the injector cleaning mode can be implemented (FIG. 9). Step S110).

電子制御装置21は、インジェクタ洗浄モードが実施可能であると判定した場合(図9のステップS110でYes)には、インジェクタ洗浄モードに移行してインジェクタの洗浄を実施する(図9のステップS111)。ここでは、インジェクタ洗浄モードとして、以下の2つのモードがある。
第1のインジェクタ洗浄モードでは、燃料を一定期間以上噴射する(噴射量増加)。
第2のインジェクタ洗浄モードでは、燃圧を通常より高くする(燃圧増加)。
続いて、電子制御装置21は、インジェクタ洗浄モードに移行してインジェクタの洗浄を実施した後、タイマー値(もしくはカウンター値)をリセットし、推定デポ付着量Xに0を代入(X=0)する(図9のステップS112)。
If the electronic control unit 21 determines that the injector cleaning mode can be implemented (Yes in step S110 in FIG. 9), the electronic control unit 21 shifts to the injector cleaning mode and performs injector cleaning (step S111 in FIG. 9). . Here, there are the following two modes as the injector cleaning mode.
In the first injector cleaning mode, fuel is injected for a fixed period of time or more (injection amount increase).
In the second injector cleaning mode, the fuel pressure is made higher than usual (fuel pressure increase).
Subsequently, the electronic control unit 21 shifts to the injector cleaning mode and cleans the injector, then resets the timer value (or counter value), and substitutes 0 (X = 0) into the estimated deposition amount X. (Step S112 in FIG. 9).

反対に、電子制御装置21は、インジェクタ洗浄モードが実施可能ではないと判定した場合(図9のステップS110でNo)には、インジェクタの故障診断を実施して一連の処理を終了する(図9のステップS113)。   On the other hand, when the electronic control unit 21 determines that the injector cleaning mode can not be performed (No in step S110 of FIG. 9), the electronic control device 21 performs the failure diagnosis of the injector and ends the series of processes (FIG. 9). Step S113).

このように、本実施形態では、デポの付着等の問題が顕在化する前にインジェクタ洗浄モードに移行可能になるため、運転性や燃費への影響を抑止できる。   As described above, in the present embodiment, it is possible to shift to the injector cleaning mode before problems such as deposition of the depot become apparent, so that the influence on the drivability and fuel efficiency can be suppressed.

(インジェクタの燃焼噴射量の推定)
図10A〜図10Cを参照して、インジェクタの燃焼噴射量の推定に関する処理の流れについて説明する。
電子制御装置21は、燃料改質器16での改質の不実施(改質OFF)時に、インジェクタの前後それぞれのA/Fセンサのセンサ値をセンシングにより求める(図10A〜図10CのステップA1、A2)。ここでは、インジェクタの前後それぞれのA/Fセンサのセンサ値に基づいて、噴射量ゼロ時のベースとなる「センサ値の差分の平均値」を算出する。なお、インジェクタの前のA/Fセンサについては、排気側A/Fセンサ9を共用する。また、インジェクタの後のA/Fセンサについては、EGR用A/Fセンサ19を共用する。
(Estimate of the amount of combustion injection of the injector)
With reference to FIGS. 10A to 10C, the process flow relating to the estimation of the combustion injection amount of the injector will be described.
The electronic control unit 21 obtains the sensor values of the A / F sensors before and after the injector by sensing (step A1 in FIGS. 10A to 10C) when the fuel reformer 16 does not perform reforming (reforming OFF). , A2). Here, based on the sensor values of the A / F sensors before and after the injector, the “average value of the sensor value difference” which is the base at the time of injection amount zero is calculated. The exhaust side A / F sensor 9 is shared with the A / F sensor in front of the injector. Further, the EGR A / F sensor 19 is shared for the A / F sensor after the injector.

電子制御装置21は、燃料改質器16での改質の実施(改質ON)時に、インジェクタの前後でのA/Fセンサの変化量の平均値に基づいて、インジェクタの燃料噴射量を推定(推定噴射量を算出)する(図10A〜図10CのステップA3、A4)。ここでは、電子制御装置21は、インジェクタの前後でのA/Fセンサのセンサ値の差分、及び上記処理で算出したセンサ値の差分の平均値に基づいて、インジェクタの推定噴射量を算出する。   The electronic control unit 21 estimates the fuel injection amount of the injector based on the average value of the change amounts of the A / F sensor before and after the injector at the time of reforming (reforming ON) in the fuel reformer 16 (Calculating the estimated injection amount) (steps A3 and A4 in FIGS. 10A to 10C). Here, the electronic control unit 21 calculates the estimated injection amount of the injector based on the difference between the sensor values of the A / F sensor before and after the injector and the average value of the differences between the sensor values calculated in the above processing.

(燃料噴射量のフィードバック制御)
電子制御装置21は、上記処理において推定噴射量を算出した後、算出した推定噴射量と、別途演算している目標噴射量とに基づいて、インジェクタの燃料噴射量を補正し(図10AのステップA5)、一連の処理を終了する。すなわち、電子制御装置21は、算出した推定噴射量を、インジェクタの燃料噴射量のフィードバック制御に使用する。
(Feedback control of fuel injection amount)
After calculating the estimated injection amount in the above process, the electronic control unit 21 corrects the fuel injection amount of the injector based on the calculated estimated injection amount and the target injection amount calculated separately (step in FIG. 10A) A5), end a series of processing. That is, the electronic control unit 21 uses the calculated estimated injection amount for feedback control of the fuel injection amount of the injector.

このように、電子制御装置21がインジェクタの前後それぞれのA/Fセンサのセンサ値を監視した結果、燃料の噴射の前後でA/F(空燃比)の値が変化する。電子制御装置21は、その変化量に基づいてインジェクタの燃料噴射量を推定し、インジェクタの燃料噴射量制御へフィードバックすることで、高精度かつ高応答な噴射量が実現できる。これにより、改質反応により生成する水素(H)濃度のバラつきを低減することが可能となる。 Thus, as a result of the electronic control unit 21 monitoring the sensor values of the A / F sensors before and after the injector, the value of A / F (air-fuel ratio) changes before and after fuel injection. The electronic control unit 21 estimates the fuel injection amount of the injector based on the change amount, and feeds it back to the fuel injection amount control of the injector, whereby a highly accurate and high response injection amount can be realized. This makes it possible to reduce the variation in the concentration of hydrogen (H 2 ) generated by the reforming reaction.

(インジェクタ洗浄モードへの移行判定制御)
また、他の方法として、電子制御装置21は、上記処理において推定噴射量を算出した後、目標噴射量と推定噴射量との誤差量を算出し(図10B、図10CのステップB5)、予め記憶されている許容値とこの誤差量とを比較する(図10B、図10CのステップB6)。
(Control to determine the transition to the injector cleaning mode)
As another method, the electronic control unit 21 calculates the error amount between the target injection amount and the estimated injection amount after calculating the estimated injection amount in the above process (step B5 in FIG. 10B and FIG. 10C). The tolerance value stored is compared with this amount of error (FIG. 10B, step B6 in FIG. 10C).

このとき、電子制御装置21は、誤差量が許容値を超えている場合(図10BのステップB6でYes)、インジェクタのデポ詰まりが発生したと判定し、インジェクタ洗浄モードに移行する(図10BのステップB7)。
更に、電子制御装置21は、燃料改質器16での改質が不実施(改質OFF)となったとき(図10BのステップA3でNo)、誤差量が許容値に収まったとき(図10BのステップB6でNo)、又はインジェクタ洗浄モードに移行したとき(図10BのステップB7の後)に、一連の処理を終了する。
At this time, when the error amount exceeds the allowable value (Yes in step B6 in FIG. 10B), the electronic control unit 21 determines that the injector is clogged in the depot and shifts to the injector cleaning mode (FIG. 10B). Step B7).
Furthermore, when the reforming by the fuel reformer 16 is not performed (reforming OFF) (No at step A3 in FIG. 10B), the electronic control unit 21 determines that the error amount is within the allowable value (FIG. 10B). 10B (No in step B6) or when the mode shifts to the injector cleaning mode (after step B7 in FIG. 10B), the series of processes is ended.

若しくは、電子制御装置21は、誤差量が許容値を超えている場合(図10CのステップB6でYes)、タイマー値(もしくはカウンター値)を単位時間ごとに加算(例えば1秒ごとに1ずつ加算)し(図10CのステップC7)、タイマー値と所定継続時間とを比較し(図10CのステップC8)、タイマー値が所定継続時間を超えたときに(図10CのステップC8でYes)、インジェクタのデポ詰まりが発生したと判定し、インジェクタ洗浄モードに移行するようにしても良い(図10CのステップC9)。ここでは、所定継続時間は予め決められた値(所定値)である。
更に、電子制御装置21は、誤差量が許容値に収まったとき(図10CのステップB6でNo)、又はインジェクタ洗浄モードに移行したとき(図10CのステップC9の後)に、タイマー値をリセットし(図10CのステップC10)、一連の処理を終了する。
Alternatively, when the error amount exceeds the allowable value (Yes in step B6 of FIG. 10C), the electronic control unit 21 adds a timer value (or a counter value) for each unit time (for example, 1 for every one second) (Step C7 in FIG. 10C), the timer value is compared with the predetermined duration (step C8 in FIG. 10C), and when the timer value exceeds the predetermined duration (Yes in step C8 in FIG. 10C) It may be determined that a deposit clogged up has occurred, and the mode may shift to the injector cleaning mode (step C9 in FIG. 10C). Here, the predetermined duration is a predetermined value (predetermined value).
Furthermore, the electronic control unit 21 resets the timer value when the amount of error falls within the allowable value (No in step B6 of FIG. 10C) or when switching to the injector cleaning mode (after step C9 of FIG. 10C). (Step C10 in FIG. 10C), and the series of processing ends.

ここでは、電子制御装置21は、タイマー値が所定継続時間を超えるまでは(図10CのステップC8でNo)、タイマー値の加算(図10CのステップC7)を継続する。
また、他の方法として、電子制御装置21は、タイマー値が所定継続時間を超えるまでは(図10CのステップC8でNo)、タイマー値の加算を継続しつつ上記の一連の処理を繰り返し(図10CのステップA1に戻る)、上記の一連の処理を繰り返している間に、燃料改質器16での改質が不実施(改質OFF)となったとき(図10CのステップA3でNo)、又は誤差量が許容値に収まったとき(図10CのステップB6でNo)に、タイマー値をリセットし(図10CのステップC10)、上記の一連の処理を終了するようにしても良い。
この場合、電子制御装置21は、上記の一連の処理を繰り返している間に、タイマー値が所定継続時間を超えたときには(図10CのステップC8でYes)、インジェクタのデポ詰まりが発生したと判定し、インジェクタ洗浄モードに移行する(図10CのステップC9)。すなわち、電子制御装置21は、推定噴射量の経時変化に基づいてインジェクタの劣化を判定し、インジェクタ洗浄モードに移行する。
このとき、タイマー値の加算は実行中の処理(図10Cの最初のステップC7)を継続するため、上記の一連の処理を繰り返している間には新たなタイマー値の加算を開始しない。
Here, the electronic control unit 21 continues the addition of the timer value (step C7 of FIG. 10C) until the timer value exceeds the predetermined duration (No in step C8 of FIG. 10C).
As another method, the electronic control unit 21 repeats the above-described series of processing while continuing addition of the timer value until the timer value exceeds the predetermined duration (No in step C8 of FIG. 10C) (FIG. 10C (return to step A1), when the reforming in the fuel reformer 16 is not performed (reforming OFF) while repeating the above series of processes (No in step A3 of FIG. 10C) Alternatively, when the error amount falls within the allowable value (No in step B6 of FIG. 10C), the timer value may be reset (step C10 of FIG. 10C), and the above series of processes may be ended.
In this case, when the timer value exceeds the predetermined duration (Yes in step C8 of FIG. 10C), the electronic control unit 21 determines that the injector is clogged while the above-described series of processing is repeated. And shift to the injector cleaning mode (step C9 in FIG. 10C). That is, the electronic control unit 21 determines the deterioration of the injector based on the temporal change of the estimated injection amount, and shifts to the injector cleaning mode.
At this time, since the addition of the timer value continues the processing being executed (the first step C7 in FIG. 10C), the addition of the new timer value is not started while repeating the above series of processing.

このように、電子制御装置21は、目標噴射量と噴射量推定値とを比較し、その差分が所定の閾値を超え、かつその状態が所定の時間継続した場合に、インジェクタ洗浄モードを開始する。これにより、インジェクタ洗浄モードを必要最低限に抑えることができ、燃費や運転性の悪化を回避することが可能となる。また、既に内燃機関を含む排気還流システムに搭載されているセンサ類を活用することで、低コストで本発明の一実施形態に係る燃料改質装置を実現することが可能となる。   As described above, the electronic control unit 21 compares the target injection amount and the injection amount estimated value, and starts the injector cleaning mode when the difference exceeds a predetermined threshold and the state continues for a predetermined time. . As a result, the injector cleaning mode can be minimized, and deterioration in fuel consumption and drivability can be avoided. Further, by utilizing the sensors mounted in the exhaust gas recirculation system including the internal combustion engine, it is possible to realize the fuel reformer according to the embodiment of the present invention at low cost.

また、上記の「燃料噴射量のフィードバック制御」(図10A参照)と「インジェクタ洗浄モードへの移行判定制御」(図10B又は図10C参照)とは、同時に並行して実施しても良い。例えば、インジェクタ洗浄モードに移行するとき又はその前に、インジェクタの燃料噴射量を補正することで、より効率良くデポ詰まりを解消することが期待できる。   Further, the above-mentioned “feedback control of fuel injection amount” (see FIG. 10A) and “transition determination control to the injector cleaning mode” (see FIG. 10B or FIG. 10C) may be performed simultaneously and in parallel. For example, by correcting the fuel injection amount of the injector when or before shifting to the injector cleaning mode, it can be expected to more efficiently eliminate the deposit clogging.

以上のように、本発明の一実施形態に係る燃料改質方法では、改質触媒上での化学反応によって燃料(ガソリン)の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだ改質ガスを吸入空気に混合して燃焼することで、内燃機関1の熱効率を向上させる燃料改質器16に対し、電子制御装置21が、インジェクタの前後それぞれのガスの状態量を検知し、インジェクタの前後でのガスの状態量の変化に基づいて、インジェクタの燃料噴射量を推定(推定噴射量を算出)し、その推定された燃料噴射量(推定噴射量)に基づいて、燃料改質器16への燃料噴射量を補正し、かつ、インジェクタの劣化を検知する。なお、インジェクタの前後それぞれのガスの状態量とは、燃料濃度、酸素濃度、及び温度のいずれかである。例えば、A/Fセンサを使用して、酸素濃度を検知する。なお、インジェクタの前のA/Fセンサについては、排気側A/Fセンサ9を共用する。また、インジェクタの後のA/Fセンサについては、EGR用A/Fセンサ19を共用する。   As described above, in the fuel reforming method according to one embodiment of the present invention, at least a portion of the fuel (gasoline) is reformed to hydrogen by the chemical reaction on the reforming catalyst, and the reforming including the hydrogen is performed With respect to the fuel reformer 16 for improving the thermal efficiency of the internal combustion engine 1 by mixing the gas with the intake air and burning it, the electronic control unit 21 detects the state quantities of the gas before and after the injector. The fuel injection amount of the injector is estimated (the estimated injection amount is calculated) based on the change in the state amount of gas before and after, and the fuel reformer 16 is calculated based on the estimated fuel injection amount (the estimated injection amount). The fuel injection amount to the fuel injection is corrected, and the deterioration of the injector is detected. The state quantities of the gas before and after the injector are any of the fuel concentration, the oxygen concentration, and the temperature. For example, an A / F sensor is used to detect oxygen concentration. The exhaust side A / F sensor 9 is shared with the A / F sensor in front of the injector. Further, the EGR A / F sensor 19 is shared for the A / F sensor after the injector.

例えば、電子制御装置21は、上記のインジェクタの前後でのガスの状態量の変化に基づいて燃料噴射量を推定するとき、上記のA/Fセンサのセンサ値の変化量に基づいて、燃料噴射量を算出もしくは推定する。このとき、上記のA/Fセンサのセンサ値の変化量を平均化した値で、燃料噴射量を算出もしくは推定しても良い。また、上記のA/Fセンサのセンサ値の変化量のうち、噴射期間が終了してから一定期間経過後の変化量で、燃料噴射量を算出もしくは推定しても良い。   For example, when the electronic control unit 21 estimates the amount of fuel injection based on the change in the amount of state of gas before and after the injector, the fuel injection is performed based on the amount of change in the sensor value of the A / F sensor. Calculate or estimate the quantity. At this time, the fuel injection amount may be calculated or estimated using a value obtained by averaging the change amounts of the sensor values of the A / F sensor. Further, the amount of change in the sensor value of the A / F sensor may be calculated or estimated based on the amount of change after a predetermined period has elapsed since the end of the injection period.

また、上記の燃料噴射量を推定するとき、燃料を噴射していない状態でA/Fセンサの補正を行う。このとき、推定された燃料噴射量が、目標噴射量より多い場合には、燃料噴射量を減少させる補正を加える。反対に、推定された燃料噴射量が、目標噴射量より少ない場合には、燃料噴射量を増加させる補正を加える。   In addition, when the above fuel injection amount is estimated, the A / F sensor is corrected in a state where the fuel is not injected. At this time, if the estimated fuel injection amount is larger than the target injection amount, a correction to reduce the fuel injection amount is added. Conversely, if the estimated fuel injection amount is smaller than the target injection amount, a correction is made to increase the fuel injection amount.

また、上記のインジェクタの劣化を検知するとき、推定された燃料噴射量と目標噴射量との差分を算出し、この差分が、電子制御装置に予め記憶されている燃料噴射量の閾値を超えている場合、インジェクタが劣化したと判定する。このとき、推定された燃料噴射量が、電子制御装置に予め記憶されている一定時間だけ閾値以下の状態を継続した場合に、インジェクタが劣化したと判定する。この継続判定には、タイマー値を使用する。このとき、推定された燃料噴射量と目標燃料量の差分が、電子制御装置に予め記憶されている燃料噴射量の閾値より大きい場合には、タイマー値を単位時間ごとに加算する。反対に、推定された燃料噴射量と目標燃料量の差分が、電子制御装置に予め記憶されている燃料噴射量の閾値以下である場合には、タイマー値をリセットする。   Also, when detecting the above-mentioned deterioration of the injector, the difference between the estimated fuel injection amount and the target injection amount is calculated, and this difference exceeds the fuel injection amount threshold value stored in advance in the electronic control unit. If so, it is determined that the injector has deteriorated. At this time, it is determined that the injector has deteriorated when the estimated fuel injection amount continues to be less than or equal to the threshold for a predetermined time stored in advance in the electronic control unit. A timer value is used for this continuation determination. At this time, when the difference between the estimated fuel injection amount and the target fuel amount is larger than the threshold of the fuel injection amount stored in advance in the electronic control device, the timer value is added per unit time. Conversely, if the difference between the estimated fuel injection amount and the target fuel amount is equal to or less than the fuel injection amount threshold value stored in advance in the electronic control unit, the timer value is reset.

(本実施形態の効果)
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
(1)本実施形態に係る燃料改質方法では、燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させるときに、改質触媒に燃料を噴射するインジェクタの前後それぞれのガスの状態量を検知し、インジェクタの前後でのガスの状態量の変化に基づいて、インジェクタの燃料噴射量を推定し、推定された燃料噴射量に基づいて、インジェクタの燃料噴射量を補正する。
このように、インジェクタの前後でのガスの状態量の変化に基づいて燃料噴射量を推定し、その推定された燃料噴射量に基づいて、燃料改質器への燃料噴射量を補正するため、燃料改質前に改質燃料量を補正することができる。
(Effect of this embodiment)
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the fuel reforming method according to the present embodiment, at least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer, and the hydrogen-containing gas is used as the intake air. In order to improve the thermal efficiency of the internal combustion engine by mixing it with the internal combustion engine, the state quantities of the gas before and after the injector that injects the fuel to the reforming catalyst are detected, and the gas states before and after the injector The fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the amount, and the fuel injection amount of the injector is corrected based on the estimated fuel injection amount.
Thus, the fuel injection amount is estimated based on the change of the state quantity of gas before and after the injector, and the fuel injection amount to the fuel reformer is corrected based on the estimated fuel injection amount, The amount of reformed fuel can be corrected before fuel reforming.

(2)本実施形態に係る燃料改質方法では、推定された燃料噴射量が目標噴射量より多い場合には、インジェクタの燃料噴射量を減少させる補正を加え、推定された燃料噴射量が目標噴射量より少ない場合には、インジェクタの燃料噴射量を増加させる補正を加える。
その結果、適正に改質燃料量を補正することができる。
(2) In the fuel reforming method according to the present embodiment, when the estimated fuel injection amount is larger than the target injection amount, a correction is made to reduce the fuel injection amount of the injector, and the estimated fuel injection amount is the target. If the injection amount is smaller than the injection amount, a correction is made to increase the fuel injection amount of the injector.
As a result, the amount of reformed fuel can be properly corrected.

(3)本実施形態に係る燃料改質方法では、推定された燃料噴射量と目標噴射量との差分を算出し、差分が閾値より大きい場合に、インジェクタが劣化したと判定し、インジェクタの洗浄モードに移行する。
このように、推定された燃料噴射量と目標噴射量との差分を求めることで、インジェクタが劣化したと判定し、インジェクタの洗浄モードに移行することができる。
(3) In the fuel reforming method according to the present embodiment, the difference between the estimated fuel injection amount and the target injection amount is calculated, and when the difference is larger than the threshold value, it is determined that the injector has deteriorated, and the injector is cleaned. Transition to mode
As described above, by determining the difference between the estimated fuel injection amount and the target injection amount, it is possible to determine that the injector has deteriorated and shift to the injector cleaning mode.

(4)本実施形態に係る燃料改質方法では、差分が閾値より大きい場合に、タイマー値を単位時間ごとに加算し、タイマー値が所定継続時間に達したときに、インジェクタが劣化したと判定し、差分が閾値以下である場合に、タイマー値をリセットする。
このとき、タイマー値が所定継続時間に達するまで、燃料噴射量を推定し、推定された燃料噴射量と目標噴射量との差分を算出する処理を繰り返し、その間にタイマー値が所定継続時間に達する前に差分が閾値より低くなった場合に、インジェクタが劣化したと判定せずに、タイマー値をリセットするようにしても良い。
このように、インジェクタ洗浄モードの移行回数を極力少なくして必要最低限の移行回数にすることで、過剰なインジェクタ洗浄による燃費や運転性の悪化を回避する。
(4) In the fuel reforming method according to the present embodiment, when the difference is larger than the threshold value, the timer value is added per unit time, and it is determined that the injector has deteriorated when the timer value reaches a predetermined duration time. If the difference is less than or equal to the threshold value, the timer value is reset.
At this time, the process of estimating the fuel injection amount and calculating the difference between the estimated fuel injection amount and the target injection amount is repeated until the timer value reaches the predetermined duration, and the timer value reaches the predetermined duration during that time If the difference is lower than the threshold value before, the timer value may be reset without determining that the injector has deteriorated.
As described above, by minimizing the number of transitions of the injector cleaning mode to the minimum necessary number of transitions, deterioration of fuel efficiency and drivability due to excessive injector cleaning can be avoided.

(5)本実施形態に係る燃料改質方法では、燃料改質器はEGRガスの流路に配置されており、EGR率とインジェクタの燃料噴射量とに感度係数を乗じた時間積算値を用いて、インジェクタに付着したデポの付着量を推定する。なお、EGR率>0%かつインジェクタの燃料噴射量=0の時にはデポの付着量の推定値を増加させる。EGR率>0%かつインジェクタの燃料噴射量>0の時にはデポの付着量の推定値を減少させる。このとき、EGR率が高いほどデポの付着量の推定値の増加量を大きくする。インジェクタの燃料噴射量が多いほどデポの付着量の推定値の減少量を大きくする
その結果、適正にデポの付着量を推定することができ、デポの付着等の問題が顕在化する前にインジェクタ洗浄モードに移行可能になるため、運転性や燃費への影響を抑止できる。
(5) In the fuel reforming method according to the present embodiment, the fuel reformer is disposed in the flow path of the EGR gas, and uses a time integration value obtained by multiplying the EGR rate and the fuel injection amount of the injector by the sensitivity coefficient. The amount of adhesion of the depot attached to the injector is estimated. When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector = 0, the estimated adhesion amount of the depot is increased. When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector> 0, the estimated adhesion amount of the depot is decreased. At this time, the amount of increase in the estimated value of the adhesion amount of the depot is increased as the EGR rate is higher. As the fuel injection amount of the injector increases, the decrease amount of the estimated value of the deposition amount of the depot increases. As a result, the deposition amount of the depot can be properly estimated, and before the problems such as the deposition of the depot become apparent Since the mode can be switched to the cleaning mode, the influence on the drivability and fuel consumption can be suppressed.

(6)本実施形態に係る燃料改質方法では、改質触媒の中心軸を燃料が指向するようにインジェクタを配置し、燃料が改質触媒へ到達するときの燃料濃度の分布を、改質触媒の中心軸寄りが周辺に比べて燃料濃度が高い分布とする。
その結果、触媒容器からの放熱により改質触媒の中心軸寄りの温度が高くなるのに合わせ、燃料濃度を中心軸寄りに高くできる。
(6) In the fuel reforming method according to the present embodiment, the injector is disposed such that the fuel is directed to the central axis of the reforming catalyst, and the distribution of the fuel concentration when the fuel reaches the reforming catalyst is reformed. The distribution near the central axis of the catalyst is higher in fuel concentration than in the periphery.
As a result, the fuel concentration can be increased near the central axis in accordance with the temperature increase near the central axis of the reforming catalyst due to the heat radiation from the catalyst container.

(7)本実施形態に係る燃料改質方法では、燃料改質器に接続された配管の曲りに起因した偏流による温度分布の中心軸のずれ分を加味して、インジェクタの噴射口の中心軸を改質触媒の中心軸からずらしておく。
このように、配管レイアウトによってガスの流れが偏る場合は流速分布の最大値のところに噴霧中心がくるようにレイアウトすることで、触媒容器からの放熱により改質触媒の中心軸寄りの温度が高くなるのに合わせ、燃料濃度を中心軸寄りに高くできる。
(7) In the fuel reforming method according to the present embodiment, the central axis of the injection port of the injector is added in consideration of the deviation of the central axis of the temperature distribution due to the partial flow caused by the bending of the pipe connected to the fuel reformer. Is offset from the central axis of the reforming catalyst.
As described above, when the gas flow is uneven depending on the piping layout, by laying out the spray center at the maximum value of the flow velocity distribution, the temperature near the central axis of the reforming catalyst is high due to the heat radiation from the catalyst container. The fuel concentration can be increased toward the central axis according to the

(8)本実施形態に係る燃料改質方法では、燃料改質器内で改質触媒を保持する触媒容器と、触媒容器に接続された配管とは、中心軸が一致している。このとき、触媒容器の横断面積を、配管の横断面積より大きくしておく。
このように、触媒容器の横断面積を、触媒容器に接続された配管の横断面積より大きくすると、触媒容器内の温度分布の範囲が広くなり、触媒容器からの放熱を小さくすることができる。
(8) In the fuel reforming method according to the present embodiment, the central axis of the catalyst container holding the reforming catalyst in the fuel reformer coincides with the pipe connected to the catalyst container. At this time, the cross sectional area of the catalyst container is made larger than the cross sectional area of the pipe.
Thus, if the cross-sectional area of the catalyst container is larger than the cross-sectional area of the pipe connected to the catalyst container, the range of the temperature distribution in the catalyst container becomes wider, and the heat dissipation from the catalyst container can be reduced.

(9)本実施形態に係る燃料改質方法では、前記インジェクタより下流に撹拌機を設け、インジェクタの噴射口が燃料を霧状に噴射する噴霧口であり、インジェクタの噴霧口の中央部の開口面積を周辺部の開口面積に比べて相対的に大きくしておく。
このように、触媒温度の高い領域に燃料分布を偏らせることで、触媒容器(ケース)からの放熱によって改質触媒の断面で見たときに、温度分布が、触媒容器の中心軸に近づくほど高く、中心軸から離れるほど低くなるようにすることができる。
(9) In the fuel reforming method according to the present embodiment, a stirrer is provided downstream of the injector, and the injection port of the injector is a spray port for injecting fuel in the form of mist, and the opening of the central portion of the spray port of the injector The area is made relatively larger than the opening area of the peripheral part.
As described above, by biasing the fuel distribution to the region where the catalyst temperature is high, the temperature distribution approaches the central axis of the catalyst container as viewed from the cross section of the reforming catalyst due to heat radiation from the catalyst container (case). It can be made higher as it gets farther from the central axis.

以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これらの説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。したがって、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。   While the invention has been described with reference to particular embodiments, it is not intended that the invention be limited by these descriptions. Various modifications of the disclosed embodiments, as well as alternative embodiments of the present invention, will be apparent to persons skilled in the art upon reference to the description of the invention. Therefore, it is to be understood that the claims cover these modifications or embodiments which fall within the scope and spirit of the present invention.

1 内燃機関
1a 燃料噴射装置
1b 筒内圧センサ
2 吸気通路
3 エアフロメータ
4 スロットルチャンバー
5 過給機
6 吸気側水素センサ
7 燃料タンク
8 排気通路
9 排気側A/Fセンサ
10 排気触媒
11 排気側酸素センサ
12 循環通路
13 EGR用温度センサ
14 改質用燃料噴射装置(インジェクタ)
15 燃料蒸発器
16 燃料改質器
16a 温度調整装置
16b 改質温度センサ
17 EGR用水素センサ
18 EGRクーラー
19 EGR用A/Fセンサ
20 EGRバルブ
21 電子制御装置
Reference Signs List 1 internal combustion engine 1a fuel injection device 1b in-cylinder pressure sensor 2 intake passage 3 air flow meter 4 throttle chamber 5 supercharger 6 intake side hydrogen sensor 7 fuel tank 8 exhaust passage 9 exhaust side A / F sensor 10 exhaust catalyst 11 exhaust side oxygen sensor 12 circulation passage 13 temperature sensor for EGR 14 fuel injection device for reforming (injector)
Reference Signs List 15 fuel evaporator 16 fuel reformer 16a temperature regulator 16b reforming temperature sensor 17 hydrogen sensor for EGR 18 EGR cooler 19 A / F sensor for EGR 20 EGR valve 21 electronic control unit

Claims (19)

燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで前記内燃機関の熱効率を向上させるときに、前記改質触媒に前記燃料を噴射する前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知し、
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、
前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を補正し、
前記推定された燃料噴射量と目標噴射量との差分を算出し、
前記差分が閾値より大きい場合に、前記インジェクタが劣化したと判定し、前記インジェクタの洗浄モードに移行することを特徴とする燃料改質方法。
At least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer, and the hydrogen-containing gas is mixed with the intake air and combusted in the internal combustion engine by the internal combustion engine. Detecting the amount of state of gas before and after the fuel reformer injecting the fuel to the reforming catalyst when improving the thermal efficiency of the fuel cell ;
Estimating a fuel injection amount of the injector based on a change of a state quantity of gas before and after the fuel reformer ,
Correcting the fuel injection amount of the injector based on the estimated fuel injection amount ;
Calculating a difference between the estimated fuel injection amount and the target injection amount;
A fuel reforming method characterized in that when the difference is larger than a threshold, it is judged that the injector has deteriorated, and the mode is shifted to the cleaning mode of the injector .
前記推定された燃料噴射量が目標噴射量より多い場合には、前記インジェクタの燃料噴射量を減少させる補正を加え、
前記推定された燃料噴射量が目標噴射量より少ない場合には、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させる補正を加える請求項1に記載の燃料改質方法。
If the estimated fuel injection amount is larger than the target injection amount, a correction is made to reduce the fuel injection amount of the injector,
The fuel reforming method according to claim 1, wherein a correction for increasing the fuel injection amount of the injector is added when the estimated fuel injection amount is smaller than a target injection amount.
前記差分が閾値より大きい場合に、タイマー値を単位時間ごとに加算し、前記タイマー値が所定値に達したときに、前記インジェクタが劣化したと判定し、
前記差分が閾値以下である場合に、前記タイマー値をリセットする請求項に記載の燃料改質方法。
When the difference is larger than the threshold value, a timer value is added per unit time, and when the timer value reaches a predetermined value, it is determined that the injector has deteriorated.
If the difference is below a threshold, the fuel reforming method according to claim 1 for resetting the timer value.
前記燃料改質器はEGRガスの流路に配置されており、EGR率と前記インジェクタの燃料噴射量とに基づいて、前記インジェクタに付着したデポの付着量を推定し、
前記EGR率>0%かつ前記インジェクタの燃料噴射量=0の時には前記デポの付着量の推定値を増加させ、
前記EGR率>0%かつ前記インジェクタの燃料噴射量>0の時には前記デポの付着量の推定値を減少させ、
前記EGR率が高いほど前記デポの付着量の推定値の増加量を大きくし、
前記インジェクタの燃料噴射量が多いほど前記デポの付着量の推定値の減少量を大きくする請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料改質方法。
The fuel reformer is disposed in the flow path of the EGR gas, and estimates the adhesion amount of the depot adhering to the injector based on the EGR rate and the fuel injection amount of the injector,
When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector = 0, the estimated adhesion amount of the depot is increased,
When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector> 0, the estimated value of the adhesion amount of the depot is decreased,
As the EGR rate is higher, the increase amount of the estimated value of the adhesion amount of the depot is increased;
The fuel reforming method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the reduction amount of the estimated value of the adhesion amount of the depot is increased as the fuel injection amount of the injector is larger.
前記改質触媒の中心軸を前記燃料が指向するように前記インジェクタを配置し、前記燃料が前記改質触媒へ到達するときの燃料濃度の分布を、前記改質触媒の中心軸寄りが周辺に比べて燃料濃度が高い分布とする請求項1から4のいずれか一項に記載の燃料改質方法。 The injector is disposed such that the fuel is directed to the central axis of the reforming catalyst, and the distribution of the fuel concentration when the fuel reaches the reforming catalyst is in the vicinity of the central axis of the reforming catalyst. The fuel reforming method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fuel concentration has a distribution higher than that of the fuel concentration. 前記燃料改質器に接続された配管の曲りに起因した偏流による温度分布の中心軸のずれ分を加味して、前記インジェクタの噴射口の中心軸を前記改質触媒の中心軸からずらしておく請求項1から4のいずれか一項に記載の燃料改質方法。 The central axis of the injection port of the injector is shifted from the central axis of the reforming catalyst, taking into consideration the deviation of the central axis of the temperature distribution due to the partial flow caused by the bending of the pipe connected to the fuel reformer The fuel reforming method according to any one of claims 1 to 4 . 前記燃料改質器内で前記改質触媒を保持する触媒容器と、前記触媒容器に接続された配管とは、中心軸が一致しており、
前記触媒容器の横断面積を、前記配管の横断面積より大きくしておく請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料改質方法。
A central axis of a catalyst container for holding the reforming catalyst in the fuel reformer and a pipe connected to the catalyst container coincide with each other,
The fuel reforming method according to any one of claims 1 to 6 , wherein a cross sectional area of the catalyst container is made larger than a cross sectional area of the pipe.
前記インジェクタより下流に撹拌機を設け、前記インジェクタの噴射口が前記燃料を霧
状に噴射する噴霧口であり、前記インジェクタの噴霧口の中央部の開口面積を周辺部の開口面積に比べて相対的に大きくしておく請求項1から7のいずれか一項に記載の燃料改質方法。
A stirrer is provided downstream of the injector, the injection port of the injector is a spray port for injecting the fuel in a mist, and the opening area of the central part of the spray port of the injector is relative to the opening area of the peripheral part The fuel reforming method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the fuel reforming method is as large as possible.
改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質した上で前記水素を含んだガスを吸入空気に混合して燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させる燃料改質器と、
前記燃料改質器に対し、前記燃料を噴射するインジェクタと、
前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知するための空燃比センサと、
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記燃料改質器への前記インジェクタの燃料噴射量を補正する電子制御装置と、を備え
前記電子制御装置は、前記推定された燃料噴射量と目標噴射量との差分を算出し、前記差分が閾値より大きい場合に、前記インジェクタが劣化したと判定し、前記インジェクタの洗浄モードに移行することを特徴とする燃料改質装置。
A fuel reformer that improves the thermal efficiency of an internal combustion engine by reforming at least a portion of fuel into hydrogen by a chemical reaction on a reforming catalyst and mixing the gas containing hydrogen with intake air for combustion. When,
An injector for injecting the fuel to the fuel reformer;
An air-fuel ratio sensor for detecting state quantities of gas before and after the fuel reformer ;
Based on the change in the state quantity of gas before and after the fuel reformer, to estimate the fuel injection amount of the injector, on the basis of the estimated fuel injection amount, of the injector to the fuel reformer An electronic control unit that corrects the fuel injection amount ;
The electronic control unit calculates a difference between the estimated fuel injection amount and the target injection amount, and determines that the injector has deteriorated if the difference is larger than a threshold, and shifts to the cleaning mode of the injector Fuel reformer characterized by having.
EGRガスの流路に配置された燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで前記内燃機関の熱効率を向上させるときに、前記改質触媒に前記燃料を噴射する前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知し、At least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer disposed in the EGR gas flow path, and the hydrogen-containing gas is mixed with the intake air to perform internal combustion When the thermal efficiency of the internal combustion engine is improved by combustion in the engine, state quantities of gas before and after the fuel reformer that injects the fuel to the reforming catalyst are detected.
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、Estimating a fuel injection amount of the injector based on a change of a state quantity of gas before and after the fuel reformer,
前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を補正し、Correcting the fuel injection amount of the injector based on the estimated fuel injection amount;
EGR率と前記インジェクタの燃料噴射量とに基づいて、前記インジェクタに付着したデポの付着量を推定し、The amount of adhesion of the depot adhering to the injector is estimated based on the EGR rate and the fuel injection amount of the injector,
前記EGR率>0%かつ前記インジェクタの燃料噴射量=0の時には前記デポの付着量の推定値を増加させ、When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector = 0, the estimated adhesion amount of the depot is increased,
前記EGR率>0%かつ前記インジェクタの燃料噴射量>0の時には前記デポの付着量の推定値を減少させ、When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector> 0, the estimated value of the adhesion amount of the depot is decreased,
前記EGR率が高いほど前記デポの付着量の推定値の増加量を大きくし、As the EGR rate is higher, the increase amount of the estimated value of the adhesion amount of the depot is increased;
前記インジェクタの燃料噴射量が多いほど前記デポの付着量の推定値の減少量を大きくすることを特徴とする燃料改質方法。A fuel reforming method, wherein the amount of decrease of the estimated value of the deposition amount of the depot is increased as the fuel injection amount of the injector increases.
燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで前記内燃機関の熱効率を向上させるときに、前記改質触媒に前記燃料を噴射する前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知し、At least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer, and the hydrogen-containing gas is mixed with the intake air and combusted in the internal combustion engine by the internal combustion engine. Detecting the amount of state of gas before and after the fuel reformer injecting the fuel to the reforming catalyst when improving the thermal efficiency of the fuel cell;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、Estimating a fuel injection amount of the injector based on a change of a state quantity of gas before and after the fuel reformer,
前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を補正し、Correcting the fuel injection amount of the injector based on the estimated fuel injection amount;
前記改質触媒の中心軸を前記燃料が指向するように前記インジェクタを配置し、前記燃料が前記改質触媒へ到達するときの燃料濃度の分布を、前記改質触媒の中心軸寄りが周辺に比べて燃料濃度が高い分布とすることを特徴とする燃料改質方法。The injector is disposed such that the fuel is directed to the central axis of the reforming catalyst, and the distribution of the fuel concentration when the fuel reaches the reforming catalyst is in the vicinity of the central axis of the reforming catalyst. A fuel reforming method characterized in that the distribution of fuel concentration is higher than that of the fuel reforming method.
燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで前記内燃機関の熱効率を向上させるときに、前記改質触媒に前記燃料を噴射する前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知し、At least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer, and the hydrogen-containing gas is mixed with the intake air and combusted in the internal combustion engine by the internal combustion engine. Detecting the amount of state of gas before and after the fuel reformer injecting the fuel to the reforming catalyst when improving the thermal efficiency of the fuel cell;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、Estimating a fuel injection amount of the injector based on a change of a state quantity of gas before and after the fuel reformer,
前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を補正し、Correcting the fuel injection amount of the injector based on the estimated fuel injection amount;
前記燃料改質器に接続された配管の曲りに起因した偏流による温度分布の中心軸のずれ分を加味して、前記インジェクタの噴射口の中心軸を前記改質触媒の中心軸からずらしておくことを特徴とする燃料改質方法。The central axis of the injection port of the injector is shifted from the central axis of the reforming catalyst, taking into consideration the deviation of the central axis of the temperature distribution due to the partial flow caused by the bending of the pipe connected to the fuel reformer Fuel reforming method characterized in that.
燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで前記内燃機関の熱効率を向上させるときに、前記改質触媒に前記燃料を噴射する前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知し、At least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer, and the hydrogen-containing gas is mixed with the intake air and combusted in the internal combustion engine by the internal combustion engine. Detecting the amount of state of gas before and after the fuel reformer injecting the fuel to the reforming catalyst when improving the thermal efficiency of the fuel cell;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、Estimating a fuel injection amount of the injector based on a change of a state quantity of gas before and after the fuel reformer,
前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を補正し、Correcting the fuel injection amount of the injector based on the estimated fuel injection amount;
前記燃料改質器内で前記改質触媒を保持する触媒容器と、前記触媒容器に接続された配管とは、中心軸が一致しており、A central axis of a catalyst container for holding the reforming catalyst in the fuel reformer and a pipe connected to the catalyst container coincide with each other,
前記触媒容器の横断面積を、前記配管の横断面積より大きくしておくことを特徴とする燃料改質方法。A fuel reforming method, wherein a cross sectional area of the catalyst container is made larger than a cross sectional area of the pipe.
燃料改質器内の改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質し、その水素を含んだガスを吸入空気に混合して内燃機関において燃焼することで前記内燃機関の熱効率を向上させるときに、前記改質触媒に前記燃料を噴射する前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知し、At least a portion of the fuel is reformed to hydrogen by a chemical reaction on the reforming catalyst in the fuel reformer, and the hydrogen-containing gas is mixed with the intake air and combusted in the internal combustion engine by the internal combustion engine. Detecting the amount of state of gas before and after the fuel reformer injecting the fuel to the reforming catalyst when improving the thermal efficiency of the fuel cell;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、Estimating a fuel injection amount of the injector based on a change of a state quantity of gas before and after the fuel reformer,
前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を補正し、Correcting the fuel injection amount of the injector based on the estimated fuel injection amount;
前記インジェクタより下流に撹拌機を設け、前記インジェクタの噴射口が前記燃料を霧A stirrer is provided downstream of the injector, and an injection port of the injector mists the fuel.
状に噴射する噴霧口であり、前記インジェクタの噴霧口の中央部の開口面積を周辺部の開口面積に比べて相対的に大きくしておくことを特徴とする燃料改質方法。The fuel reforming method, wherein the opening area of the central portion of the injection port of the injector is made relatively larger than the opening area of the peripheral portion.
改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質した上で前記水素を含んだガスを吸入空気に混合して燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させる燃料改質器と、A fuel reformer that improves the thermal efficiency of an internal combustion engine by reforming at least a portion of fuel into hydrogen by a chemical reaction on a reforming catalyst and mixing the gas containing hydrogen with intake air for combustion. When,
前記燃料改質器に対し、前記燃料を噴射するインジェクタと、An injector for injecting the fuel to the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知するための空燃比センサと、An air-fuel ratio sensor for detecting state quantities of gas before and after the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記燃料改質器への前記インジェクタの燃料噴射量を補正する電子制御装置と、を備え、The fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the state quantity of gas before and after the fuel reformer, and the injector to the fuel reformer is estimated based on the estimated fuel injection amount. An electronic control unit that corrects the fuel injection amount;
前記燃料改質器はEGRガスの流路に配置されており、The fuel reformer is disposed in the EGR gas flow path,
前記電子制御装置は、EGR率と前記インジェクタの燃料噴射量とに基づいて、前記インジェクタに付着したデポの付着量を推定し、  The electronic control unit estimates the adhesion amount of the depot adhering to the injector based on the EGR rate and the fuel injection amount of the injector,
前記EGR率>0%かつ前記インジェクタの燃料噴射量=0の時には前記デポの付着量の推定値を増加させ、When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector = 0, the estimated adhesion amount of the depot is increased,
前記EGR率>0%かつ前記インジェクタの燃料噴射量>0の時には前記デポの付着量の推定値を減少させ、When the EGR rate> 0% and the fuel injection amount of the injector> 0, the estimated value of the adhesion amount of the depot is decreased,
前記EGR率が高いほど前記デポの付着量の推定値の増加量を大きくし、As the EGR rate is higher, the increase amount of the estimated value of the adhesion amount of the depot is increased;
前記インジェクタの燃料噴射量が多いほど前記デポの付着量の推定値の減少量を大きくすることを特徴とする燃料改質装置。A fuel reformer characterized in that the amount of decrease of the estimated value of the adhesion amount of the depot is increased as the fuel injection amount of the injector is larger.
改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質した上で前記水素を含んだガスを吸入空気に混合して燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させる燃料改質器と、A fuel reformer that improves the thermal efficiency of an internal combustion engine by reforming at least a portion of fuel into hydrogen by a chemical reaction on a reforming catalyst and mixing the gas containing hydrogen with intake air for combustion. When,
前記燃料改質器に対し、前記燃料を噴射するインジェクタと、An injector for injecting the fuel to the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知するための空燃比センサと、An air-fuel ratio sensor for detecting state quantities of gas before and after the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記燃料改質器への前記インジェクタの燃料噴射量を補正する電子制御装置と、を備え、The fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the state quantity of gas before and after the fuel reformer, and the injector to the fuel reformer is estimated based on the estimated fuel injection amount. An electronic control unit that corrects the fuel injection amount;
前記改質触媒の中心軸を前記燃料が指向するように前記インジェクタを配置し、前記燃料が前記改質触媒へ到達するときの燃料濃度の分布を、前記改質触媒の中心軸寄りが周辺に比べて燃料濃度が高い分布とすることを特徴とする燃料改質装置。The injector is disposed such that the fuel is directed to the central axis of the reforming catalyst, and the distribution of the fuel concentration when the fuel reaches the reforming catalyst is in the vicinity of the central axis of the reforming catalyst. A fuel reformer characterized by having a distribution with a higher fuel concentration than that.
改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質した上で前記水素を含んだガスを吸入空気に混合して燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させる燃料改質器と、A fuel reformer that improves the thermal efficiency of an internal combustion engine by reforming at least a portion of fuel into hydrogen by a chemical reaction on a reforming catalyst and mixing the gas containing hydrogen with intake air for combustion. When,
前記燃料改質器に対し、前記燃料を噴射するインジェクタと、An injector for injecting the fuel to the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知するための空燃比センサと、An air-fuel ratio sensor for detecting state quantities of gas before and after the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記燃料改質器への前記インジェクタの燃料噴射量を補正する電子制御装置と、を備え、The fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the state quantity of gas before and after the fuel reformer, and the injector to the fuel reformer is estimated based on the estimated fuel injection amount. An electronic control unit that corrects the fuel injection amount;
前記燃料改質器に接続された配管の曲りに起因した偏流による温度分布の中心軸のずれ分を加味して、前記インジェクタの噴射口の中心軸を前記改質触媒の中心軸からずらしておくことを特徴とする燃料改質装置。The central axis of the injection port of the injector is shifted from the central axis of the reforming catalyst, taking into consideration the deviation of the central axis of the temperature distribution due to the partial flow caused by the bending of the pipe connected to the fuel reformer A fuel reformer characterized by
改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質した上で前記水素を含んだガスを吸入空気に混合して燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させる燃料改質器と、A fuel reformer that improves the thermal efficiency of an internal combustion engine by reforming at least a portion of fuel into hydrogen by a chemical reaction on a reforming catalyst and mixing the gas containing hydrogen with intake air for combustion. When,
前記燃料改質器に対し、前記燃料を噴射するインジェクタと、An injector for injecting the fuel to the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知するための空燃比センサと、An air-fuel ratio sensor for detecting state quantities of gas before and after the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記燃料改質器への前記インジェクタの燃料噴射量を補正する電子制御装置と、を備え、The fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the state quantity of gas before and after the fuel reformer, and the injector to the fuel reformer is estimated based on the estimated fuel injection amount. An electronic control unit that corrects the fuel injection amount;
前記燃料改質器内で前記改質触媒を保持する触媒容器と、前記触媒容器に接続された配管とは、中心軸が一致しており、A central axis of a catalyst container for holding the reforming catalyst in the fuel reformer and a pipe connected to the catalyst container coincide with each other,
前記触媒容器の横断面積を、前記配管の横断面積より大きくしておくことを特徴とする燃料改質装置。A fuel reformer characterized in that a cross sectional area of the catalyst container is made larger than a cross sectional area of the pipe.
改質触媒上での化学反応によって燃料の少なくとも一部を水素に改質した上で前記水素を含んだガスを吸入空気に混合して燃焼することで内燃機関の熱効率を向上させる燃料改質器と、A fuel reformer that improves the thermal efficiency of an internal combustion engine by reforming at least a portion of fuel into hydrogen by a chemical reaction on a reforming catalyst and mixing the gas containing hydrogen with intake air for combustion. When,
前記燃料改質器に対し、前記燃料を噴射するインジェクタと、An injector for injecting the fuel to the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後それぞれのガスの状態量を検知するための空燃比センサと、An air-fuel ratio sensor for detecting state quantities of gas before and after the fuel reformer;
前記燃料改質器の前後でのガスの状態量の変化に基づいて、前記インジェクタの燃料噴射量を推定し、前記推定された燃料噴射量に基づいて、前記燃料改質器への前記インジェクタの燃料噴射量を補正する電子制御装置と、を備え、The fuel injection amount of the injector is estimated based on the change of the state quantity of gas before and after the fuel reformer, and the injector to the fuel reformer is estimated based on the estimated fuel injection amount. An electronic control unit that corrects the fuel injection amount;
前記インジェクタより下流に撹拌機を設け、前記インジェクタの噴射口が前記燃料を霧状に噴射する噴霧口であり、前記インジェクタの噴霧口の中央部の開口面積を周辺部の開口面積に比べて相対的に大きくしておくことを特徴とする燃料改質装置。A stirrer is provided downstream of the injector, the injection port of the injector is a spray port for injecting the fuel in a mist, and the opening area of the central part of the spray port of the injector is relative to the opening area of the peripheral part The fuel reformer characterized by making it large.
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