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JP2005042569A - Combustion control method and combustion control apparatus for internal combustion engine - Google Patents

Combustion control method and combustion control apparatus for internal combustion engine Download PDF

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JP2005042569A
JP2005042569A JP2003200878A JP2003200878A JP2005042569A JP 2005042569 A JP2005042569 A JP 2005042569A JP 2003200878 A JP2003200878 A JP 2003200878A JP 2003200878 A JP2003200878 A JP 2003200878A JP 2005042569 A JP2005042569 A JP 2005042569A
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JP
Japan
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absorption
release
internal combustion
combustion engine
exhaust
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Application number
JP2003200878A
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Japanese (ja)
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Teruhiko Miyake
照彦 三宅
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0857Carbon oxides
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Abstract

【課題】COを利用して内燃機関の空燃比を低下させることが可能な内燃機関の燃焼制御方法及び燃焼制御装置を提供する。
【解決手段】第1の状態でCOを吸収し、第2の状態で吸収したCOを放出するCO吸放出手段10a、10bが設けられた内燃機関1に適用され、前記CO吸放出手段は、前記CO吸放出手段から放出されたCOを前記内燃機関の吸気系へ供給できるように前記内燃機関の吸気通路3と接続されている。
【選択図】 図1
An internal combustion engine combustion control method and combustion control apparatus capable of reducing the air-fuel ratio of an internal combustion engine using CO 2 are provided.
A absorbs CO 2 in the first state, CO 2 absorption and release means 10a which releases CO 2 absorbed in the second state, 10b are applied to an internal combustion engine 1 provided, the CO 2 absorption release means is connected to the intake passage 3 of the internal combustion engine to the CO 2 released from the CO 2 absorbing and releasing means can be supplied to the intake system of the internal combustion engine.
[Selection] Figure 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、COを吸放出するCO吸放出材を備えた内燃機関の燃焼制御方法及び燃焼制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
250℃程度の温度域で、炭酸ガス(CO)吸収能の高い炭酸ガス吸収材が知られている(特許文献1参照)。また、室温から600℃付近までの温度域でCOを吸収し、680℃以上の温度域でCOを放出するCO吸放出材が知られている(非特許文献1参照)。その他、本発明に関連する技術として特許文献2、3が存在する。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−96122号公報
【特許文献2】
特開2001−3775号公報
【特許文献3】
特開平11−262632号公報
【非特許文献1】
東芝レビューVol.56、No.8(2001)p.11−14
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ディーゼルエンジンの排気浄化装置として、吸蔵還元型NO触媒等の排気浄化触媒を使用した排気浄化システムが実用化されている。この排気浄化システムでは、エンジンが低回転、低負荷で運転されると排気温度が低下し、それに伴って触媒温度が低下して触媒が不活性状態になるおそれがある。そこで、この運転域では、EGRガス等の不活性ガスを燃焼室へ大量に供給してエンジンの燃焼温度を低下させる処理(低温燃焼)を行い、この低温燃焼により炭化水素(HC)を発生させて触媒の活性を維持している。
【0005】
ところで、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質(PM)とエンジンの空燃比とは相関関係を有しており、特定の空燃比域においてPMが大量に発生することが知られている。低温燃焼のために不活性ガスを供給すると空燃比が低下して、この特定の空燃比域に差しかかりPMが大量に発生する。そこで、大量の不活性ガスを燃焼室へ短時間で供給して空燃比を低下させることにより、PMが大量に発生する空燃比域を短時間で通過してPMの発生量を抑えることが望まれる。不活性ガスにはCOが利用できるが、従来、このような目的でCO吸放出材を利用することは検討されていない。
【0006】
そこで、本発明は、COを利用して内燃機関の空燃比を低下させることが可能な内燃機関の燃焼制御方法及び燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の燃焼制御方法は、第1の状態でCOを吸収し、第2の状態で吸収したCOを放出するCO吸放出手段が設けられた内燃機関に適用され、不活性ガスの燃焼室内への供給が要求される場合に、前記CO吸放出手段を前記第2の状態にしてCOを放出させ、その放出されたCOを前記内燃機関の吸気系へ供給することにより、上述した課題を解決する(請求項1)。
【0008】
本発明の燃焼制御方法によれば、低温燃焼等のために燃焼室内への不活性ガスの供給が要求される場合には、前記CO吸放出手段から内燃機関の吸気系へCOを供給することにより、内燃機関の空燃比を低下、すなわち酸素量が相対的に減少する側へ変化させることができる。
【0009】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置は、第1の状態でCOを吸収し、第2の状態で吸収したCOを放出するCO吸放出手段が設けられた内燃機関に適用され、前記CO吸放出手段は、前記CO吸放出手段から放出されたCOを前記内燃機関の吸気系へ供給できるように前記内燃機関の吸気通路と接続されることにより、上述した課題を解決する(請求項2)。
【0010】
本発明の燃焼制御装置によれば、CO吸放出手段から放出されたCOを吸気系へ供給することができるので、本発明の燃焼制御方法と同様に、内燃機関の空燃比を低下させることができる。
【0011】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置において、前記CO吸放出手段は、前記内燃機関の排気を前記CO吸放出手段へ導入できるように前記内燃機関の排気通路と接続されてもよい(請求項3)。この場合、内燃機関の排気に含まれるCOをCO吸放出手段に一時的に蓄え、これを必要に応じて吸気系へ供給することができる。
【0012】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置は、前記排気通路と前記吸気通路とを前記CO吸放出手段を迂回して接続するバイパス通路を備えてもよい(請求項4)。この場合、CO吸放出手段とバイパス通路との両者を介して吸気系へ排気を供給することができる。これにより、吸気系へ供給されるCO量の調整の自由度が高まる。例えば、CO吸放出手段がCOを吸収している場合、吸気系へ供給されるCO量が減少するため、その減少量に応じてバイパス通路から吸気系へ排気を送って排気流量を増加させることによりCOの減少を抑制することができる。一方、CO吸放出手段からCOが放出されている場合、吸気系へ供給されるCO量が過剰になると燃焼に必要な酸素が不足して内燃機関が失火する可能性がある。この場合は、CO放出量の過剰分に応じて排気通路から吸気系へ供給される排気の流量を減少させ、内燃機関が失火しないようなCO量に調整する。
【0013】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置は、前記CO吸放出手段と前記バイパス通路の少なくともいずれか一方を通過して前記吸気系へ供給される排気の流量を調整する排気流量調整手段と、前記CO吸放出手段のCO吸放出量に基づいて前記排気流量調整手段の動作を制御する動作制御手段とを備えてもよい(請求項5)。この場合、排気流量調整手段の動作を制御することにより上述したようなCOの吸収、放出に応じたバイパス流量の調整を行うことができる。
【0014】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置は、前記CO吸放出手段の下流側に配置されて前記CO吸放出手段を通過した排気の空燃比を取得する空燃比取得手段を備え、前記動作制御手段は、前記空燃比取得手段が取得した空燃比に基づいて前記排気流量調整手段の動作を制御してもよい(請求項6)。空燃比取得手段によって、CO吸放出手段からCOが吸放出された場合の空燃比の変化を調べることができる。この空燃比の変化より、実際にCO吸放出手段から吸放出されたCO量をより正確に把握することができる。そのため、吸気系へ供給する排気の流量をより精度よく調整することができる。
【0015】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置は、前記第1の状態と前記第2の状態とが互いに異なる温度範囲に対応付けられており、前記CO吸放出手段の上流側に配置されて前記CO吸放出手段へ導入される排気と熱交換して排気の温度を調整する熱交換器と、前記熱交換器の熱交換量を制御する熱交換量制御手段とを備え、前記熱交換量制御手段は、前記CO吸放出手段に吸収されているCO量に基づいて前記熱交換器の熱交換量を制御してもよい(請求項7)。この場合、排気温度を調整することにより、CO吸放出手段を第1の状態又は第2の状態に設定して、CO吸放出手段に吸収されているCO量に応じて吸収、放出作用を適切に使い分けることができる。例えば、CO吸放出手段に吸収されているCO量が少ない場合は、排気温度を調整してCO吸放出手段を第1の状態に設定し、CO吸放出手段にCOを吸収させてCO吸収量を増加させることができる。
【0016】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置において、前記CO吸放出手段が複数設けられ、前記複数のCO吸放出手段のそれぞれは、自己から放出されたCOを前記吸気系へ供給できるように前記吸気通路と接続されてもよい(請求項8)。この場合、CO吸放出手段を使い分けることができる。例えば、最も条件の良いもの又は悪いもの(例えば、吸収しているCO量の多いもの、又は少ないもの)から順にCOを吸収、放出させることができる。また、複数のCO吸放出手段を同時に吸収、放出状態にしてCOを吸放出させてもよい。
【0017】
本発明の内燃機関の燃焼制御装置は、前記複数のCO吸放出手段のそれぞれの第1の状態及び第2の状態の少なくとも一方が互いに異なっていてもよい(請求項9)。この場合、種々の状態においてCO吸放出手段からCOを吸放出させることができる。例えば、第2の状態が互いに異なる温度範囲に対応付けられている複数のCO吸放出手段を備えた内燃機関の場合、種々の排気温度においてCOを吸気系へ供給することができる。また、複数のCO吸放出手段の第1の状態が互いに異なる温度範囲に対応付けられていれば、種々の排気温度においてCOを吸収させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1に本発明の燃焼制御装置が適用される内燃機関の要部を示す。内燃機関1は、燃焼室2に吸気を取り込むための吸気通路3と、燃焼室2からの排気を所定の排気位置まで導くための排気通路4と、これら通路3、4を開閉するための吸気バルブ5及び排気バルブ6とを備えている。吸気通路3には吸気量を調整するための吸気絞り弁7が設けられており、排気通路4にはターボチャージャ8のタービン8aと、タービン8aに流入する排気の流速を変化させる可変ノズル8bとが設けられている。排気通路4は、排気の一部を吸気通路3へ導入するためEGR通路9によって吸気通路3と接続されている。
【0019】
EGR通路9には、CO吸放出手段として複数(図1では2個)のCO吸放出材10a、10bと、CO吸放出材10a、10bを迂回して排気通路4と吸気通路3とを接続するバイパス通路11とが設けられている。排気通路4から吸気通路3へ導入される排気の流れは、バイパス弁12と、CO吸放出材10a、10bから放出されるCO量を調整する放出弁13a、13bとによって調整される。
【0020】
内燃機関1の運転状態はエンジンコントロールユニット(ECU)14により制御される。ECU14は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なROM、RAM等の周辺装置を組み合わせたコンピュータとして構成されている。ECU14は、例えば内燃機関1がアイドリングや低負荷の状態で運転されている場合にバイパス弁12の開度を大きくして吸気通路3へ供給される排気の流量を増加させ、内燃機関1の燃焼温度を低下させる低温燃焼を実行する。
【0021】
CO吸放出材10a、10bは、例えばリチウムジルコネート(LiZrO)等のリチウムの複合酸化物を主体として構成され、第1の温度範囲(例えば400℃〜580℃)でCOを吸収し、第2の温度範囲(例えば600℃〜700℃)でCOを放出する特性を備えた公知のものである。なお、CO吸放出材10aとCO吸放出材10bとは、互いに異なる第1の温度でCOの吸収を開始し、且つ互いに異なる第2の温度でCOの放出を開始する。図2にCO吸放出材10a、10bの第1の温度範囲と第2の温度範囲の一例を示す。図2中の実線はCO吸放出材10aのCO吸放出特性を、図2中の点線はCO吸放出材10bのCO吸放出特性をそれぞれ示している。図2から明らかなように、CO吸放出材10aは図2中の温度Ta未満が第1の温度範囲に、Taよりも高温の範囲が第2の温度範囲にそれぞれ相当し、CO吸放出材10bは図2中の温度Tb未満が第1の温度範囲に、Tbよりも高温の範囲が第2の温度範囲にそれぞれ相当する。
【0022】
放出弁13a、13bの動作は、ECU14により制御される。図3は、ECU14が放出弁13a、13bの動作を制御するために実行する放出弁制御ルーチンを示すフローチャートである。図3の制御ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図3中において、放出弁Aは放出弁13aを、放出弁Bは放出弁13bをそれぞれ示している。
【0023】
図3の制御ルーチンにおいて、ECU14はまずステップS11でCOの放出要求が有るか否かを判断する。放出要求は、内燃機関1に低温燃焼を行わせる等、燃焼室2へ不活性ガスを大量に供給して内燃機関1の空燃比を急速に低下させる場合に有ると判断される。CO放出要求が有ると判断した場合はステップS12に進み、ECU14はCO吸放出材10a、10bの温度Tが図2の温度Ta未満か否かを判断する。CO吸放出材10a、10bの温度TがTa未満であると判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。CO吸放出材10a、10bの温度TがTa未満ではないと判断した場合はステップS13に進み、ECU14はCO吸放出材10a、10bの温度Tが図2の温度Tbよりも高温か否かを判断する。高温ではないと判断した場合はステップS14に進み、ECU14は放出弁13aが開、放出弁13bが閉の状態になるように放出弁13a、13bへ指示を出力し、その後今回の制御ルーチンを終了する。一方、高温であると判断した場合はステップS15に進み、ECU14は放出弁13aと放出弁13bとが開の状態になるように放出弁13a、13bへ指示を出力し、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【0024】
ステップS11においてCO放出要求が無いと判断した場合は、ステップS16に進み、ECU14はCO吸放出材10a、10bの温度Tが図2のTa未満か否かを判断する。CO吸放出材10a、10bの温度TがTa未満であると判断した場合はステップS15に進み、放出弁13aと放出弁13bとが開の状態になるように放出弁13a、13bへ指示を出力する。その後今回の処理を終了する。CO吸放出材10a、10bの温度TがTa未満ではないと判断した場合はステップS17に進み、ECU14はCO吸放出材10a、10bの温度Tが図2のTbよりも高温か否かを判断する。高温ではないと判断した場合はステップS18に進み、ECU14は放出弁13aが閉、放出弁13bが開の状態になるように放出弁13a、13bへ指示を出力し、その後今回の制御ルーチンを終了する。一方、高温であると判断した場合はステップS19に進み、ECU14は放出弁13aと放出弁13bとが閉の状態になるように放出弁13a、13bへ指示を出力し、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【0025】
このように放出弁13a、13bの動作を制御することによって、CO吸放出材10a、10bから吸放出されて内燃機関1の吸気系へ供給されるCO量を調整することができる。また、COの吸収を開始する温度とCOの放出を開始する温度とが互いに異なるCO吸放出材10a、10bをEGR通路9に設けることにより、COの吸収温度範囲と放出温度範囲とを広げることができる。更に、CO吸放出材10a、10bの温度Tが図2のTa〜Tbの範囲にある場合には、COの吸収、放出を切り替えることもできる。
【0026】
図1の実施形態においてCO吸放出材10a、10bからCOが吸放出される場合、EGR通路9を通過して吸気通路3へ供給されるCOの量が不足し、又は過剰になることがある。図4及び図5は、このようなCO量の不足又は過剰を抑制するためにECU14が実行する制御ルーチンを示している。これらの制御ルーチンを実行することにより、ECU14は動作制御手段として機能する。また、バイパス弁12と放出弁13a、13bとは排気流量調整手段として機能する。なお、これらの制御ルーチンは、内燃機関1の動作中に所定の周期で繰り返し実行される。以下、各制御ルーチンについて説明する。
【0027】
図4のバイパス弁補正制御ルーチンは、ECU14が、CO吸放出材10a、10bのCO吸収時に、バイパス弁12の動作を制御するために実行するものである。この制御ルーチンにおいてECU14は、まずステップS21で放出弁13a、13bが開状態で有るか否かを判断する。放出弁13a、13bが開状態ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、開状態であると判断した場合はステップS22に進み、CO吸放出材10a、10bの温度がCOを吸収する第1の温度範囲内か否かを判断する。吸収温度範囲内ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。吸収温度範囲内であると判断した場合はステップS23に進み、CO吸放出材10a、10bのCO吸収量を算出する。CO吸収量は、CO吸放出材10a、10bの温度、CO吸放出材10a、10bが設けられている場所の排気圧、CO吸放出材10a、10bに導入される排気のCO分圧、CO吸放出材10a、10bが既に吸収しているCOの量等に基づいて算出される。
【0028】
次のステップS24では、ECU14は、EGR通路9を通過して吸気通路3へ供給される排気中のCO濃度の変化量を算出する。CO濃度の変化量は、算出したCO吸収量と排気通路4の排気の空燃比とに基づいて算出される。続くステップS25においてECU14は、算出したCO濃度の変化量がバイパス通路11を通過して吸気通路3へ供給される排気の流量によって相殺されるように、バイパス弁12の補正操作量を算出する。次のステップS26では、ECU14は、バイパス弁12の補正操作実行後の内燃機関1の空燃比を算出し、この空燃比が下限値以上か否かを判断する。下限値は、PMが大量に発生する特定の空燃比域に差しかからないような空燃比に設定される。空燃比が下限値以上になると判断した場合はステップS27に進み、算出した補正操作量をバイパス弁12へ指示し、その後今回の制御ルーチンを終了する。一方、空燃比が下限値以下になると判断した場合はステップS28に進み、内燃機関1の空燃比が下限値以上になるようなバイパス弁12の補正操作量を再度算出し、その補正操作量をバイパス弁12へ指示する。その後今回の制御ルーチンを終了する。
【0029】
このように、CO吸放出材10a、10bのCO吸収量に応じてバイパス弁12の動作を制御することで、吸気通路3へ供給されるCO量を適正量に維持することができる。
【0030】
図4において、「相殺」の概念は、CO濃度の変化量を完全に打ち消す場合に限らず、変化量を部分的に又は不完全に打ち消す等、CO濃度の変化量を減少させる場合も含む。
【0031】
図5の放出弁補正制御ルーチンは、CO吸放出材10a、10bからCOが放出される場合、吸気通路3へCOが過剰に供給されることを抑制するためにECU14が実行するものである。なお、図5において、図3及び図4と同一の処理には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0032】
図5の制御ルーチンにおいて、ECU14はまずステップS11でCOの放出要求が有るか否かを判断する。CO放出要求が無いと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。CO放出要求が有ると判断した場合はステップS31に進み、ECU14はCO吸放出材10a、10bから放出されるCO量を算出する。CO放出量は、CO吸放出材10a、10bの温度、CO吸放出材10a、10bが設けられている場所の排気圧、CO吸放出材10a、10bに導入される排気のCO分圧、CO吸放出材10a、10bが既に吸収しているCOの量等に基づいて算出される。続くステップS24においてECU14は、EGR通路9を通過して吸気通路3へ供給される排気中のCO濃度の変化量を算出する。CO濃度の変化量は、算出したCO放出量と排気通路4の排気の空燃比とに基づいて算出される。次のステップS32では、ECU14は、放出弁13a、13bの補正操作量を算出する。CO吸放出材10a、10bから吸気通路3へ過剰にCOが供給されると、内燃機関1は失火する可能性がある。そこで、過剰に供給されると見込まれるCO量を抑制するように放出弁13a、13bの補正操作量が算出される。続くステップS33においてECU14は、放出弁13a、13bへ算出した補正操作量を指示する。その後今回の制御ルーチンを終了する。
【0033】
このように放出弁13a、13bを制御することによって、吸気通路3へのCOの過剰な供給を抑制し、内燃機関1の失火等を防止することができる。
【0034】
以上の実施形態ではCO吸放出材を2つ使用したが、図6に示すようにCO吸放出材は1つでもよい。なお、図6において、図1と共通する部分には同一符号を付してある。
【0035】
図6の例では、EGR通路9を通過する排気の流量調整手段として、バイパス弁12及び放出弁13aの他に、CO吸放出材10aとバイパス通路11とを通過する排気流量の比を調整することができる流量比調整弁13c、13dが設けられている。流量比調整弁13c、13dもECU14によって動作が制御される。
【0036】
例えば、CO吸放出材10aがCOを吸収している場合、吸気通路3へ供給されるCO量が減少する。そこで、バイパス通路11を通過して吸気通路3へ供給される排気の流量が増加するように、流量比調整弁13c、13dを図6中の矢印Aの方向に動作させる。また、内燃機関1の空燃比を急速に低下させる場合は、CO吸放出材10aから放出されるCOが吸気通路3へ供給されるように、流量比調整弁13c、13dを図6中の矢印Bの方向に動作させる。
【0037】
このように流量比調整弁13c、13dの動作を制御することでも、吸気通路3へ供給されるCO量を調整することができる。なお、排気の流量は、バイパス弁12、放出弁13a、流量比調整弁13c、13dの全てを使用して調整する必要はない。CO吸放出材10aとバイパス通路11とを通過する排気の流量は、これらの弁のうちの一つでも調整が可能である。従って、バイパス弁12、放出弁13a、流量比調整弁13c、13dのうち少なくとも一つが設けられていればよい。
【0038】
以上の実施形態ではCO吸放出材10a、10bを通過した排気は全て吸気通路3へ導入していたが、図7に示すように、CO吸放出材10a、10bからCOを放出させる場合とCOを吸収させる場合とで、CO吸放出材10a、10bを通過した排気を導入する位置を変更してもよい。なお、図7において図1と共通する部分には同一符号を付してある。
【0039】
図7(a)はCO吸放出材10a、10bからCOを放出させる場合、図7(b)はCO吸放出材10a、10bへCOを吸収させる場合をそれぞれ示している。排気の導入位置を変更するため図7の例には、切り替え弁15a、15bと調量弁15cとが設けられている。切り替え弁15a、15b及び調量弁15cもECU14によって動作が制御される。
【0040】
図7(a)から明らかなようにCO吸放出材10a、10bからCOを放出させる場合は、切り替え弁15a、15bの位置と調量弁15cの開度とを変更して図7(a)中の矢印の方向へ排気が流れるようにし、排気を吸気通路3へ供給する。図7の実施形態の場合、CO吸放出材10a、10bを通過して吸気通路3へ供給される排気の流量は、放出弁13a、13bの他に調量弁15cの開度を変更することでも調整できる。一方、CO吸放出材10a、10bへCOを吸収させる場合は、図7(b)中の矢印の方向へ排気が流れるように切り替え弁15a、15b及び調量弁15cを動作させ、排気を排気通路4へ導入する。
【0041】
このように排気の流れを変更することで、CO吸放出材10a、10bのCO吸収時に発生していた吸気通路3へ供給する排気中CO濃度の変動をなくすことができる。従って、図1の実施形態で実施していた図4の制御ルーチンを省略することができる。
【0042】
なお、図7の例において、CO吸放出材の数は2個に限定されず、更に多くのCO吸放出材が設けられていてもよい。また、ターボチャージャ8はなくてもよい。
【0043】
(第2の実施形態)
次に、図8、図9を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。但し、各図において図1、図5と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【0044】
図8に示す第2の実施形態は、EGR通路9に排気の空燃比を取得する空燃比取得手段である空燃比センサ16が設けられている点において第1の実施形態と異なる。空燃比センサ16の出力はECU14に送られ、CO吸放出材10aから吸放出されたCO量の推定に使用される。図9は、図8の実施形態においてCO吸放出材10aからCOが放出される場合、内燃機関1へCOが過剰に供給されることを抑制するためにECU14が実行する制御ルーチンである。図9の制御ルーチンは、内燃機関1の動作中に所定の周期で繰り返し実行される。
【0045】
図9の制御ルーチンにおいて、ECU14はまずステップS11でCOの放出要求が有るか否かを判断する。CO放出要求が無いと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。CO放出要求が有ると判断した場合はステップS41に進み、CO吸放出材10aからCOが放出される前と放出された後とにおけるEGR通路9の排気のCO濃度変化を取得する。
【0046】
CO濃度変化は、例えばEGR通路9に設けられた空燃比センサ用切り替え弁17の動作を制御し、空燃比センサ16へ導入される排気を変化させて取得する。空燃比センサ用切り替え弁17が実線で示した図8のAの位置にある場合、CO吸放出材10aを通過した排気は空燃比センサ16へ導入されることはない。そのため、放出されたCOの影響の無い排気の空燃比を取得することができる。一方、空燃比センサ用切り替え弁17が点線で示した図8のBの位置にある場合は、空燃比センサ16にCO吸放出材10aから放出されたCOが導入される。そのため、放出されたCOを含んだ排気の空燃比を取得することができる。このように空燃比センサ用切り替え弁17の位置を変更して取得した空燃比の変化からCO濃度変化を取得する。
【0047】
次のステップS42では、ECU14は、CO吸放出材10aから放出されたCO量を算出する。CO放出量は、取得したCO濃度変化に基づいて算出される。CO量を算出した後はステップS24以下に進み、図5と同様の処理を行う。
【0048】
このように、空燃比センサ16が取得した空燃比の変化に基づいてCO放出量を算出するので、より正確にCO放出量を推定することができる。従って、放出弁13aの制御精度を向上させることができる。また、CO吸放出材10aへCOを吸収させる場合も、空燃比センサ16で排気の空燃比の変化を取得することで、CO吸収量をより正確に推定することができる。これにより、バイパス弁12の補正操作の制御精度を向上させることができる。なお、空燃比センサ16を配置する位置は図8に示した位置に限定されない。CO吸放出材10aからCOが吸放出される前と吸放出された後とにおいて吸放出前後の排気の空燃比を取得できる位置であれば、どこに配置してもよい。また、空燃比を取得する手段は空燃比センサに限定されず、酸素濃度センサを使用してもよい。
【0049】
(第3の実施形態)
次に、図10を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。但し、図10において図1と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【0050】
図10に示す実施形態は、EGR通路9に、排気と熱交換して排気を冷却する熱交換器としてのEGRクーラ18と、EGRクーラ18をバイパスさせて排気を下流側へ導くEGRクーラバイパス通路19と、EGRクーラ18へ導入する排気の流量を調整するEGRクーラ用調量弁20とを備えている点において他の実施形態と異なる。
【0051】
EGRクーラ用調量弁20の動作はECU14によって制御される。図11は、ECU14がEGRクーラ用調量弁20の動作を制御するために実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図11の制御ルーチンを実行することにより、ECU14は熱交換量制御手段として機能する。図11の制御ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。
【0052】
図11の制御ルーチンにおいて、ECU14はまずステップS51で排気の温度を取得する。排気の温度は燃焼室2へ供給された燃料量等に基づいて算出して取得してもよいし、排気通路4に設けた温度センサにより取得してもよい。次のステップS52では、ECU14は、CO吸放出材10a、10bへCOを吸収させる要求があるか否かを判断する。CO吸収要求は、例えばCO吸放出材10a、10bに内燃機関1の空燃比を急速に低下させるのに必要なCO量が吸収されていない場合にあると判断される。CO吸収要求があると判断した場合はステップS53に進み、取得した排気温度が図12の温度Taよりも高温であるか否か判断する。図12は、CO吸放出材10aのCO吸放出特性を示している。図12から明らかなように、CO吸放出材10aはTa未満の温度でCOを吸収し、Taよりも高温の範囲でCOを放出する。排気温度がTaよりも高温であると判断した場合はステップS54へ進み、EGRクーラ用調量弁20を開く。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【0053】
一方、ステップS52でCO吸収要求がないと判断した場合及びステップS53で排気温度がTaよりも高温ではないと判断した場合は、ステップS55に進み、EGRクーラ用調量弁20を閉じる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【0054】
このように、CO吸放出材10a、10bへ導入される排気の温度を調整することで、排気通路4の排気温度が高い場合でもCO吸放出材10aへCOを吸収させることができる。また、例えば、排気中のCO濃度が高く、排気の圧力が高い方がCOを多く吸収するCO吸放出材を使用した場合は、排気温度が高温になる状態で内燃機関1が運転されているときの排気中のCO濃度は高く、排気の圧力も高くなるので、高温の排気を冷却してCO吸放出材へ導入することで、CO吸放出材へCOを効率よく吸収させることができる。
【0055】
なお、CO吸収開始温度の異なる複数のCO吸放出材をEGR通路9へ配置する場合は、例えばこれら複数のCO吸放出材のうち最も低いCO吸収開始温度を基準としてEGRクーラ用調量弁20を制御することで、全てのCO吸放出材へCOを吸収させることができる。
【0056】
図13は、図10の実施形態に使用されるCO吸放出材10aのCO吸放出特性の他の例を示している。図13から明らかなように、このCO吸放出材10aは、温度T−maxにおいて最も多くCOを吸収する。従って、EGRクーラ用調量弁20の開度を変更して排気温度をT−maxにすることで、さらにCOの吸収効率を向上させることができる。
【0057】
図14は、図13のCO吸放出特性を有するCO吸放出材が図10の実施形態に使用された場合に、ECU14がEGRクーラ用調量弁20の開度を変更するために実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図14の制御ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。
【0058】
図14の制御ルーチンにおいて、ECU14はまずステップS51で排気の温度を取得する。次のステップS52では、ECU14は、CO吸放出材10aへCOを吸収させる要求があるか否かを判断する。CO吸収要求があると判断した場合はステップS61に進み、取得した排気温度が図13の温度T―maxよりも高温であるか否か判断する。排気温度がT−maxよりも高温であると判断した場合は、ステップS62へ進み、ECU14はCO吸放出材10aへ導入される排気の温度がT−maxになるようなEGRクーラ用調量弁20の補正操作量を算出する。補正操作量は例えば、EGRクーラ用調量弁20の開度と排気温度との対応関係を予め実験により求めてマップとしてECU14のROMに記憶しておき、そのマップを参照することで求めることができる。続く、ステップS63において、ECU14は、算出した補正操作量をEGRクーラ用調量弁20へ指示し、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【0059】
一方、ステップS52でCO吸収要求がないと判断した場合、及びステップS61で排気温度がT―maxよりも高温ではないと判断した場合は、ステップS55に進み、EGRクーラ用調量弁20を閉じる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【0060】
このようにCO吸放出材10aへCOを吸収させる場合は、CO吸放出材10aへ導入される排気の温度をT−maxにすることで、COの吸収効率をさらに向上させることができる。
【0061】
第3の実施形態において排気温度を調整する方法は、EGRクーラ用調量弁20によって排気流量を調整する方法に限定されない。例えば、EGRクーラ18が内燃機関1の冷却水を利用して熱交換を行う場合は、その冷却水の流量を変更して排気温度を調整してもよい。また、排気流量の調整と冷却水の流量調整とを併用して排気温度を調整してもよい。熱交換器は、EGRクーラ等のように排気を冷却するものに限定されず、排気を加熱する加熱器を設けてもよい。
【0062】
EGRクーラ18を配置する位置も図10に示した位置に限定されない。例えば、図15に示したように、バイパス通路11と分岐した後で且つCO吸放出材10a、10bの上流側のEGR通路9に配置してもよい。また、図15に示したように、EGRクーラ18とは別にバイパス通路11にも、バイパス通路を通過して吸気通路3へ供給される排気を冷却するバイパス通路用EGRクーラ21を配置してもよい。
【0063】
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えばCO吸放出材の個数は2個に限定されず、1個でもよいし3個以上のCO吸放出材を配置してもよい。また、複数のCO吸放出材は、COを吸収する第1の状態とCOを放出する第2の状態とのうち少なくとも一方が互いに異なった温度範囲と対応付けられているものに限定されない。例えば、COの吸放出速度やCO吸収容量等のCO吸放出特性が異なる複数のCO吸放出材を使用してもよい。さらに、上述した実施形態と同等の効果が得られるのであれば、種々のCO吸放出特性を有するCO吸放出材を複数組み合わせて使用してよい。
【0064】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、CO吸放出材から放出されたCOを内燃機関の吸気系へ供給して内燃機関の空燃比を低下させることができる。また、COを吸収する第1の状態とCOを放出する第2の状態とのうち少なくとも一方が互いに異なった複数のCO吸放出材を使用することにより、さらに広い範囲でCOを吸放出させて内燃機関の燃焼を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る燃焼制御装置が適用される内燃機関の要部を示す図。
【図2】図1のCO吸放出材のCO吸放出特性を示す図。
【図3】図1のECUが放出弁の動作を制御するために実行する制御ルーチンを示す図。
【図4】図1のECUがバイパス弁の動作を制御するために実行する制御ルーチンを示す図。
【図5】図1のECUが放出弁の補正操作を行うために実行する制御ルーチンを示す図。
【図6】本発明の第1の実施形態に係る燃焼制御装置の変形例を示す図。
【図7】本発明の第1の実施形態に係る燃焼制御装置の他の変形例を示す図。
【図8】本発明の第2の実施形態に係る燃焼制御装置が適用される内燃機関の要部を示す図。
【図9】図8のECUが放出弁の補正操作を行うために実行する制御ルーチンを示す図。
【図10】本発明の第3の実施形態に係る燃焼制御装置が適用される内燃機関の要部を示す図。
【図11】図10のECUがEGRクーラ用調量弁の動作を制御するために実行する制御ルーチンを示す図。
【図12】図10のCO吸放出材のCO吸放出特性を示す図。
【図13】図10の燃焼制御装置に使用される他のCO吸放出材のCO吸放出特性を示す図。
【図14】図13のCO吸放出特性を有するCO吸放出材が燃焼制御装置に使用された場合に、図10のECUがEGRクーラ用調量弁の動作を制御するために実行する制御ルーチンを示す図。
【図15】本発明の第3の実施形態に係る燃焼制御装置の変形例を示す図。
【符号の説明】
1 内燃機関
2 燃焼室
3 吸気通路
4 排気通路
10a、10b CO吸放出材(CO吸放出手段)
11 バイパス通路
12 バイパス弁(排気流量調整手段)
13a、13b 放出弁(排気流量調整手段)
13c、13d 流量比調整弁(排気流量調整手段)
14 エンジンコントロールユニット(動作制御手段、熱交換量制御手段)
16 空燃比センサ(空燃比取得手段)
18 EGRクーラ(熱交換器)
20 EGRクーラ用調量弁(熱交換量制御手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides CO 2 CO to absorb and release 2 The present invention relates to a combustion control method and a combustion control device for an internal combustion engine provided with an absorption / release material.
[0002]
[Prior art]
In the temperature range of about 250 ° C, carbon dioxide (CO 2 ) A carbon dioxide absorbent material having a high absorption capacity is known (see Patent Document 1). In the temperature range from room temperature to around 600 ° C, CO 2 In the temperature range of 680 ° C or higher. 2 CO that emits 2 Absorption / release materials are known (see Non-Patent Document 1). In addition, Patent Documents 2 and 3 exist as techniques related to the present invention.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-96122 A
[Patent Document 2]
JP 2001-3775 A
[Patent Document 3]
JP 11-262632 A
[Non-Patent Document 1]
Toshiba Review Vol. 56, no. 8 (2001) p. 11-14
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
NOx storage reduction as an exhaust gas purification device for diesel engines x An exhaust purification system using an exhaust purification catalyst such as a catalyst has been put into practical use. In this exhaust purification system, when the engine is operated at a low speed and a low load, the exhaust temperature decreases, and the catalyst temperature decreases accordingly, and the catalyst may become inactive. Therefore, in this operating range, a large amount of inert gas such as EGR gas is supplied to the combustion chamber to reduce the combustion temperature of the engine (low temperature combustion), and hydrocarbons (HC) are generated by this low temperature combustion. The activity of the catalyst is maintained.
[0005]
Incidentally, the particulate matter (PM) discharged from the diesel engine and the air-fuel ratio of the engine have a correlation, and it is known that a large amount of PM is generated in a specific air-fuel ratio region. When an inert gas is supplied for low-temperature combustion, the air-fuel ratio decreases, and a large amount of PM is generated by entering this specific air-fuel ratio region. Therefore, it is desirable to reduce the amount of PM generated by supplying a large amount of inert gas to the combustion chamber in a short time and lowering the air-fuel ratio in a short time through the air-fuel ratio region where a large amount of PM is generated. It is. CO for inert gas 2 Can be used, but conventionally, for this purpose, CO 2 The use of absorption / release materials has not been studied.
[0006]
Therefore, the present invention provides CO 2 2 An object of the present invention is to provide a combustion control method and a combustion control device for an internal combustion engine that can reduce the air-fuel ratio of the internal combustion engine by using the above-mentioned.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The combustion control method for an internal combustion engine according to the present invention provides a CO 2 in the first state. 2 CO absorbed in the second state 2 CO that emits 2 When applied to an internal combustion engine provided with an intake / discharge means, and when supply of an inert gas into a combustion chamber is required, the CO 2 The suction / release means is in the second state and the CO 2 And the released CO 2 Is supplied to the intake system of the internal combustion engine to solve the above-described problem (claim 1).
[0008]
According to the combustion control method of the present invention, when the supply of inert gas into the combustion chamber is required for low temperature combustion or the like, the CO 2 CO from the intake / release means to the intake system of the internal combustion engine 2 By supplying this, the air-fuel ratio of the internal combustion engine can be lowered, that is, the oxygen amount can be changed to a relatively decreasing side.
[0009]
The combustion control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention has a CO in the first state. 2 CO absorbed in the second state 2 CO that emits 2 The present invention is applied to an internal combustion engine provided with an intake / discharge means, and the CO 2 The absorption / release means is the CO 2 CO released from the absorption / release means 2 Is connected to the intake passage of the internal combustion engine so as to be supplied to the intake system of the internal combustion engine, thereby solving the above-mentioned problem.
[0010]
According to the combustion control device of the present invention, CO 2 CO released from the absorption / release means 2 Can be supplied to the intake system, so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine can be lowered as in the combustion control method of the present invention.
[0011]
In the internal combustion engine combustion control apparatus of the present invention, the CO 2 The intake / discharge means discharges the exhaust gas from the internal combustion engine to the CO. 2 It may be connected to the exhaust passage of the internal combustion engine so that it can be introduced into the intake / discharge means. In this case, CO contained in the exhaust gas of the internal combustion engine 2 CO 2 It can be temporarily stored in the suction / release means and supplied to the intake system as needed.
[0012]
In the combustion control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the exhaust passage and the intake passage are connected to the CO 2. 2 A bypass passage that bypasses and connects the suction / release means may be provided. In this case, CO 2 Exhaust gas can be supplied to the intake system via both the intake / discharge means and the bypass passage. As a result, the CO supplied to the intake system 2 The degree of freedom in adjusting the amount is increased. For example, CO 2 The absorption and release means is CO 2 Is absorbed, CO supplied to the intake system 2 Since the amount decreases, the exhaust gas is sent from the bypass passage to the intake system according to the decrease amount, and the exhaust gas flow rate is increased. 2 Can be suppressed. On the other hand, CO 2 CO from absorption and release means 2 Is released, CO supplied to the intake system 2 If the amount is excessive, there is a possibility that the internal combustion engine will misfire due to insufficient oxygen necessary for combustion. In this case, CO 2 CO that reduces the flow rate of the exhaust gas supplied from the exhaust passage to the intake system in accordance with the excess amount of discharge, so that the internal combustion engine does not misfire. 2 Adjust to the amount.
[0013]
The combustion control device for an internal combustion engine of the present invention includes the CO 2 An exhaust flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of exhaust gas that passes through at least one of the intake / discharge means and the bypass passage and is supplied to the intake system; and the CO 2 CO for absorption and release means 2 Operation control means for controlling the operation of the exhaust flow rate adjustment means based on the amount of intake and discharge may be provided. In this case, the CO 2 as described above is controlled by controlling the operation of the exhaust flow rate adjusting means. 2 The bypass flow rate can be adjusted according to the absorption and release of water.
[0014]
The combustion control device for an internal combustion engine of the present invention includes the CO 2 The CO is disposed downstream of the absorption / release means. 2 Air-fuel ratio acquisition means for acquiring the air-fuel ratio of the exhaust gas that has passed through the intake / discharge means, and the operation control means controls the operation of the exhaust gas flow rate adjustment means based on the air-fuel ratio acquired by the air-fuel ratio acquisition means. (Claim 6). By the air-fuel ratio acquisition means, CO 2 CO from absorption and release means 2 It is possible to examine the change in the air-fuel ratio when the gas is absorbed and released. From this change in air-fuel ratio, the actual CO 2 CO absorbed and released from the absorption and release means 2 The amount can be grasped more accurately. Therefore, the flow rate of the exhaust gas supplied to the intake system can be adjusted with higher accuracy.
[0015]
In the combustion control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first state and the second state are associated with different temperature ranges, and the CO 2 Disposed on the upstream side of the suction / release means and the CO 2 A heat exchanger that adjusts the temperature of the exhaust gas by exchanging heat with the exhaust gas that is introduced into the intake / discharge means; and a heat exchange amount control means that controls a heat exchange amount of the heat exchanger, the heat exchange amount control means Is the CO 2 CO absorbed in the absorption / release means 2 The amount of heat exchange of the heat exchanger may be controlled based on the amount (Claim 7). In this case, by adjusting the exhaust temperature, CO 2 CO 2 is set in the first state or the second state, and CO 2 CO absorbed in the absorption / release means 2 Depending on the amount, absorption and release can be properly used. For example, CO 2 CO absorbed in the absorption / release means 2 If the amount is small, adjust the exhaust gas temperature 2 The suction / release means is set to the first state, and the CO 2 CO for absorption and release means 2 Absorbs CO 2 Absorption can be increased.
[0016]
In the internal combustion engine combustion control apparatus of the present invention, the CO 2 A plurality of absorption / release means are provided, and the plurality of CO 2 Each of the absorption and release means is a CO released from itself. 2 May be connected to the intake passage so that can be supplied to the intake system. In this case, CO 2 The absorption / release means can be properly used. For example, the best or bad conditions (for example, absorbed CO 2 CO in descending order of the quantity) 2 Can be absorbed and released. Also, multiple CO 2 Simultaneously absorb and release the absorption / release means and CO 2 May be absorbed and released.
[0017]
An internal combustion engine combustion control apparatus according to the present invention includes the plurality of COs. 2 At least one of the first state and the second state of each of the absorption / release means may be different from each other (claim 9). In this case, CO in various states 2 CO from absorption and release means 2 Can be absorbed and released. For example, a plurality of COs whose second states are associated with different temperature ranges 2 In the case of an internal combustion engine provided with intake and discharge means, CO at various exhaust temperatures. 2 Can be supplied to the intake system. Also, multiple CO 2 If the first state of the intake / discharge means is associated with different temperature ranges, the CO at various exhaust temperatures. 2 Can be absorbed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a main part of an internal combustion engine to which the combustion control device of the present invention is applied. The internal combustion engine 1 includes an intake passage 3 for taking intake air into the combustion chamber 2, an exhaust passage 4 for guiding exhaust from the combustion chamber 2 to a predetermined exhaust position, and intake air for opening and closing these passages 3 and 4. A valve 5 and an exhaust valve 6 are provided. The intake passage 3 is provided with an intake throttle valve 7 for adjusting the intake air amount. The exhaust passage 4 includes a turbine 8a of the turbocharger 8 and a variable nozzle 8b for changing the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine 8a. Is provided. The exhaust passage 4 is connected to the intake passage 3 by an EGR passage 9 in order to introduce part of the exhaust gas into the intake passage 3.
[0019]
The EGR passage 9 has a CO 2 A plurality (two in FIG. 1) of CO as absorption / release means 2 Absorption / release materials 10a and 10b and CO 2 A bypass passage 11 is provided to connect the exhaust passage 4 and the intake passage 3 by bypassing the absorption / release materials 10a and 10b. The flow of exhaust gas introduced from the exhaust passage 4 to the intake passage 3 includes a bypass valve 12, a CO 2 2 CO released from the absorption / release materials 10a and 10b 2 It is adjusted by the discharge valves 13a and 13b for adjusting the amount.
[0020]
The operating state of the internal combustion engine 1 is controlled by an engine control unit (ECU) 14. The ECU 14 is configured as a computer in which a microprocessor and peripheral devices such as ROM and RAM necessary for its operation are combined. The ECU 14 increases the flow rate of the exhaust gas supplied to the intake passage 3 by increasing the opening of the bypass valve 12 when the internal combustion engine 1 is operated under idling or low load conditions, for example. Perform low-temperature combustion to lower the temperature.
[0021]
CO 2 The absorption / release materials 10a and 10b are, for example, lithium zirconate (Li 2 ZrO 3 ) And the like, and is composed of CO in the first temperature range (for example, 400 ° C. to 580 ° C.). 2 In the second temperature range (eg 600 ° C. to 700 ° C.) 2 It is a well-known thing with the characteristic to discharge | release. CO 2 Absorption / release material 10a and CO 2 The absorption / release material 10b is different from the CO 2 at a first temperature different from each other. 2 At a second temperature different from each other. 2 Begins to release. Figure 2 shows CO 2 An example of the 1st temperature range and 2nd temperature range of the absorption / release material 10a, 10b is shown. The solid line in FIG. 2 CO of absorption / release material 10a 2 The dotted line in FIG. 2 CO of absorption / release material 10b 2 The absorption / release characteristics are shown respectively. As is apparent from FIG. 2 The absorbing / releasing material 10a corresponds to the first temperature range below the temperature Ta in FIG. 2 and the second temperature range above the Ta, respectively, 2 The absorption / release material 10b corresponds to the first temperature range below the temperature Tb in FIG. 2, and the temperature range higher than Tb corresponds to the second temperature range in FIG.
[0022]
The operation of the discharge valves 13a and 13b is controlled by the ECU 14. FIG. 3 is a flowchart showing a release valve control routine executed by the ECU 14 to control the operation of the release valves 13a and 13b. The control routine of FIG. 3 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation of the internal combustion engine 1. In FIG. 3, the release valve A indicates the release valve 13a, and the release valve B indicates the release valve 13b.
[0023]
In the control routine of FIG. 3, the ECU 14 first performs CO in step S11. 2 It is determined whether or not there is a release request. It is determined that the release request exists when the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 is rapidly reduced by supplying a large amount of inert gas to the combustion chamber 2 such as causing the internal combustion engine 1 to perform low temperature combustion. CO 2 If it is determined that there is a release request, the process proceeds to step S12, where the ECU 14 2 It is determined whether or not the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is lower than the temperature Ta in FIG. CO 2 When it is determined that the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is lower than Ta, the current control routine is terminated. CO 2 When it is determined that the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is not less than Ta, the process proceeds to step S13, where the ECU 14 2 It is determined whether or not the temperature T of the materials 10a and 10b is higher than the temperature Tb in FIG. If it is determined that the temperature is not high, the process proceeds to step S14, where the ECU 14 outputs an instruction to the release valves 13a and 13b so that the release valve 13a is open and the release valve 13b is closed, and then ends the current control routine. To do. On the other hand, if it is determined that the temperature is high, the process proceeds to step S15, where the ECU 14 outputs an instruction to the release valves 13a and 13b so that the release valve 13a and the release valve 13b are opened, and then the current control routine is executed. finish.
[0024]
In step S11, CO 2 If it is determined that there is no release request, the process proceeds to step S16, where the ECU 14 2 It is determined whether or not the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is lower than Ta in FIG. CO 2 When it is determined that the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is lower than Ta, the process proceeds to step S15, and an instruction is output to the release valves 13a and 13b so that the release valve 13a and the release valve 13b are opened. . Thereafter, the current process is terminated. CO 2 When it is determined that the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is not less than Ta, the process proceeds to step S17, and the ECU 14 2 It is determined whether or not the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is higher than Tb in FIG. If it is determined that the temperature is not high, the process proceeds to step S18, where the ECU 14 outputs an instruction to the release valves 13a and 13b so that the release valve 13a is closed and the release valve 13b is opened, and then the current control routine is terminated. To do. On the other hand, if it is determined that the temperature is high, the process proceeds to step S19, where the ECU 14 outputs an instruction to the release valves 13a and 13b so that the release valve 13a and the release valve 13b are closed, and then the current control routine is executed. finish.
[0025]
By controlling the operation of the release valves 13a and 13b in this way, CO 2 CO that is absorbed and released from the absorption and release materials 10a and 10b and supplied to the intake system of the internal combustion engine 1 2 The amount can be adjusted. CO 2 Of CO to start absorption and CO 2 Of CO that differ from each other at the temperature at which the release of oxygen begins 2 By providing the absorption / release materials 10a and 10b in the EGR passage 9, the CO 2 The absorption temperature range and the release temperature range can be expanded. In addition, CO 2 When the temperature T of the absorption / release materials 10a and 10b is in the range of Ta to Tb in FIG. 2 It is also possible to switch between absorption and release.
[0026]
In the embodiment of FIG. 2 The absorption / release materials 10a, 10b to CO 2 CO is supplied to the intake passage 3 through the EGR passage 9 when 2 May be insufficient or excessive. 4 and 5 show such CO 2. 2 The control routine which ECU14 performs in order to control the shortage or excess of quantity is shown. By executing these control routines, the ECU 14 functions as operation control means. Further, the bypass valve 12 and the discharge valves 13a and 13b function as exhaust flow rate adjusting means. These control routines are repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation of the internal combustion engine 1. Hereinafter, each control routine will be described.
[0027]
In the bypass valve correction control routine of FIG. 2 CO of absorption / release materials 10a and 10b 2 This is executed to control the operation of the bypass valve 12 during absorption. In this control routine, the ECU 14 first determines whether or not the release valves 13a and 13b are open in step S21. If it is determined that the discharge valves 13a and 13b are not in the open state, the current control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that it is in the open state, the process proceeds to step S22, where the CO 2 The temperature of the absorption / release materials 10a and 10b is CO. 2 It is judged whether it is in the 1st temperature range which absorbs. If it is determined that the temperature is not within the absorption temperature range, the current control routine is terminated. If it is determined that the temperature is within the absorption temperature range, the process proceeds to step S23, where the CO 2 CO of absorption / release materials 10a and 10b 2 Calculate the amount of absorption. CO 2 The amount absorbed is CO 2 Temperatures of the absorption / release materials 10a and 10b, CO 2 Exhaust pressure, CO, where the absorption / release materials 10a, 10b are provided 2 CO of exhaust gas introduced into the absorption / release materials 10a and 10b 2 Partial pressure, CO 2 CO absorbed by the absorption / release materials 10a and 10b 2 It is calculated based on the amount of.
[0028]
In the next step S24, the ECU 14 passes the EGR passage 9 and supplies CO to the intake passage 3 in the exhaust gas. 2 The amount of change in density is calculated. CO 2 The amount of change in concentration is the calculated CO 2 It is calculated based on the absorption amount and the air-fuel ratio of the exhaust gas in the exhaust passage 4. In step S25, the ECU 14 calculates the calculated CO. 2 The correction operation amount of the bypass valve 12 is calculated so that the amount of change in concentration is offset by the flow rate of the exhaust gas that passes through the bypass passage 11 and is supplied to the intake passage 3. In the next step S26, the ECU 14 calculates the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 after executing the correction operation of the bypass valve 12, and determines whether this air-fuel ratio is equal to or higher than the lower limit value. The lower limit value is set to an air-fuel ratio that does not reach a specific air-fuel ratio range where a large amount of PM is generated. If it is determined that the air-fuel ratio is equal to or greater than the lower limit value, the process proceeds to step S27, the calculated correction operation amount is instructed to the bypass valve 12, and then the current control routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the air-fuel ratio is equal to or lower than the lower limit value, the process proceeds to step S28, and the correction operation amount of the bypass valve 12 is calculated again so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 is equal to or higher than the lower limit value. The bypass valve 12 is instructed. Thereafter, the current control routine is terminated.
[0029]
In this way, CO 2 CO of absorption / release materials 10a and 10b 2 By controlling the operation of the bypass valve 12 according to the amount of absorption, CO supplied to the intake passage 3 2 The amount can be maintained at an appropriate amount.
[0030]
In FIG. 4, the concept of “offset” is CO 2 Not only when the amount of change in concentration is completely canceled, but the amount of change is partially or incompletely canceled, such as CO. 2 This includes the case where the amount of change in density is decreased.
[0031]
The release valve correction control routine of FIG. 2 The absorption / release materials 10a, 10b to CO 2 Is discharged to the intake passage 3 2 Is executed by the ECU 14 to suppress the excessive supply of. In FIG. 5, the same processes as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0032]
In the control routine of FIG. 5, the ECU 14 first performs CO in step S11. 2 It is determined whether or not there is a release request. CO 2 If it is determined that there is no release request, the current control routine is terminated. CO 2 If it is determined that there is a release request, the process proceeds to step S31, where the ECU 14 2 CO released from the absorption / release materials 10a and 10b 2 Calculate the amount. CO 2 The amount released is CO 2 Temperatures of the absorption / release materials 10a and 10b, CO 2 Exhaust pressure, CO, where the absorption / release materials 10a, 10b are provided 2 CO of exhaust gas introduced into the absorption / release materials 10a and 10b 2 Partial pressure, CO 2 CO absorbed by the absorption / release materials 10a and 10b 2 It is calculated based on the amount of. In the subsequent step S24, the ECU 14 passes through the EGR passage 9 and supplies CO to the intake passage 3 in the exhaust gas. 2 The amount of change in density is calculated. CO 2 The amount of change in concentration is the calculated CO 2 It is calculated based on the discharge amount and the air-fuel ratio of the exhaust gas in the exhaust passage 4. In the next step S32, the ECU 14 calculates the correction operation amount of the release valves 13a and 13b. CO 2 Excess CO from intake / release materials 10a, 10b to intake passage 3 2 May be misfired, the internal combustion engine 1 may misfire. Therefore, CO expected to be supplied excessively 2 The corrected operation amount of the discharge valves 13a and 13b is calculated so as to suppress the amount. In the subsequent step S33, the ECU 14 instructs the corrected operation amount to the release valves 13a and 13b. Thereafter, the current control routine is terminated.
[0033]
By controlling the release valves 13a and 13b in this way, the CO to the intake passage 3 is controlled. 2 Excessive supply of the fuel can be suppressed, and misfire of the internal combustion engine 1 can be prevented.
[0034]
In the above embodiment, CO 2 Two absorption / release materials were used, but as shown in FIG. 2 One absorption / release material may be used. In FIG. 6, the same reference numerals are given to portions common to FIG. 1.
[0035]
In the example of FIG. 6, as a flow rate adjusting means for the exhaust gas passing through the EGR passage 9, in addition to the bypass valve 12 and the discharge valve 13a, CO 2 Flow rate ratio adjusting valves 13c and 13d capable of adjusting the ratio of the exhaust gas flow rate passing through the absorption / release material 10a and the bypass passage 11 are provided. The operations of the flow rate adjusting valves 13c and 13d are also controlled by the ECU 14.
[0036]
For example, CO 2 The absorption / release material 10a is CO 2 Is absorbed, the CO supplied to the intake passage 3 2 The amount decreases. Therefore, the flow rate ratio adjusting valves 13c and 13d are operated in the direction of arrow A in FIG. 6 so that the flow rate of the exhaust gas that passes through the bypass passage 11 and is supplied to the intake passage 3 increases. Further, when the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 is rapidly reduced, CO 2 2 CO released from the absorption / release material 10a 2 Is operated in the direction of arrow B in FIG. 6 such that the flow rate adjustment valves 13c and 13d are supplied to the intake passage 3.
[0037]
The CO supplied to the intake passage 3 can also be controlled by controlling the operations of the flow rate adjusting valves 13c and 13d in this way. 2 The amount can be adjusted. Note that the exhaust flow rate does not need to be adjusted using all of the bypass valve 12, the discharge valve 13a, and the flow rate adjustment valves 13c and 13d. CO 2 The flow rate of the exhaust gas passing through the absorption / release material 10a and the bypass passage 11 can be adjusted by one of these valves. Accordingly, it is sufficient that at least one of the bypass valve 12, the discharge valve 13a, and the flow rate adjustment valves 13c and 13d is provided.
[0038]
In the above embodiment, CO 2 All the exhaust gas that has passed through the absorption / release materials 10a and 10b has been introduced into the intake passage 3, but as shown in FIG. 2 The absorption / release materials 10a, 10b to CO 2 And CO 2 In the case of absorbing CO 2 You may change the position which introduce | transduces the exhaust_gas | exhaustion which passed the absorption / release material 10a, 10b. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the portions common to FIG.
[0039]
FIG. 7A shows CO. 2 The absorption / release materials 10a, 10b to CO 2 FIG. 7 (b) shows the case where CO is released. 2 CO to absorption / release material 10a, 10b 2 Each of the cases is absorbed. In order to change the exhaust introduction position, the example of FIG. 7 is provided with switching valves 15a and 15b and a metering valve 15c. The operation of the switching valves 15a and 15b and the metering valve 15c is also controlled by the ECU 14.
[0040]
As is clear from FIG. 2 The absorption / release materials 10a, 10b to CO 2 Is released, the position of the switching valves 15a, 15b and the opening of the metering valve 15c are changed so that the exhaust flows in the direction of the arrow in FIG. 7A, and the exhaust is supplied to the intake passage 3 To do. In the case of the embodiment of FIG. 2 The flow rate of the exhaust gas that passes through the suction / release materials 10a and 10b and is supplied to the intake passage 3 can be adjusted by changing the opening of the metering valve 15c in addition to the release valves 13a and 13b. On the other hand, CO 2 CO to absorption / release material 10a, 10b 2 Is absorbed, the switching valves 15 a and 15 b and the metering valve 15 c are operated so that the exhaust flows in the direction of the arrow in FIG. 7B, and the exhaust is introduced into the exhaust passage 4.
[0041]
By changing the flow of exhaust in this way, CO 2 CO of absorption / release materials 10a and 10b 2 Exhaust CO supplied to the intake passage 3 generated during absorption 2 Concentration fluctuations can be eliminated. Therefore, the control routine of FIG. 4 implemented in the embodiment of FIG. 1 can be omitted.
[0042]
In the example of FIG. 2 The number of absorption / release materials is not limited to two, and more CO 2 An absorption / release material may be provided. Further, the turbocharger 8 may not be provided.
[0043]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in FIG. 1, FIG. 5, and those description is abbreviate | omitted.
[0044]
The second embodiment shown in FIG. 8 differs from the first embodiment in that an air-fuel ratio sensor 16 that is an air-fuel ratio acquisition means for acquiring the air-fuel ratio of exhaust gas is provided in the EGR passage 9. The output of the air-fuel ratio sensor 16 is sent to the ECU 14 and CO 2 2 CO absorbed and released from the absorption / release material 10a 2 Used for quantity estimation. FIG. 9 illustrates the CO in the embodiment of FIG. 2 From the absorption / release material 10a to CO 2 Is released to the internal combustion engine 1 2 This is a control routine executed by the ECU 14 in order to suppress the excessive supply of. The control routine of FIG. 9 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation of the internal combustion engine 1.
[0045]
In the control routine of FIG. 9, the ECU 14 first performs CO in step S11. 2 It is determined whether or not there is a release request. CO 2 If it is determined that there is no release request, the current control routine is terminated. CO 2 If it is determined that there is a release request, the process proceeds to step S41 and the CO 2 From the absorption / release material 10a to CO 2 Of exhaust gas in the EGR passage 9 before and after the release 2 Get density change.
[0046]
CO 2 The change in concentration is acquired by controlling the operation of the air-fuel ratio sensor switching valve 17 provided in the EGR passage 9 and changing the exhaust gas introduced into the air-fuel ratio sensor 16, for example. When the air-fuel ratio sensor switching valve 17 is at the position A shown in FIG. 2 Exhaust gas that has passed through the absorption / release material 10 a is not introduced into the air-fuel ratio sensor 16. Therefore, the released CO 2 It is possible to obtain the air-fuel ratio of the exhaust gas that is not affected by this. On the other hand, when the air-fuel ratio sensor switching valve 17 is at the position B shown in FIG. 2 CO released from the absorption / release material 10a 2 Is introduced. Therefore, the released CO 2 It is possible to acquire the air-fuel ratio of the exhaust gas containing From the change in the air-fuel ratio obtained by changing the position of the air-fuel ratio sensor switching valve 17 in this way, the CO 2 Get density change.
[0047]
In the next step S42, the ECU 14 performs the CO 2 CO released from the absorption / release material 10a 2 Calculate the amount. CO 2 The amount released is the CO 2 Calculated based on density change. CO 2 After calculating the amount, the process proceeds to step S24 and subsequent steps, and the same processing as in FIG. 5 is performed.
[0048]
In this way, the CO / CO ratio is obtained based on the change in the air / fuel ratio acquired by the air / fuel ratio sensor 16. 2 Calculates the amount of emission, so it is more accurate to CO 2 The amount released can be estimated. Therefore, the control accuracy of the discharge valve 13a can be improved. CO 2 CO to absorption / release material 10a 2 In the case where the air-fuel ratio is absorbed, the air-fuel ratio sensor 16 acquires the change in the air-fuel ratio of the exhaust gas, 2 The amount of absorption can be estimated more accurately. Thereby, the control accuracy of the correction operation of the bypass valve 12 can be improved. The position where the air-fuel ratio sensor 16 is disposed is not limited to the position shown in FIG. CO 2 From the absorption / release material 10a to CO 2 As long as the air-fuel ratio of the exhaust before and after the intake and release can be acquired before and after the intake and release, the exhaust gas may be disposed anywhere. The means for acquiring the air-fuel ratio is not limited to the air-fuel ratio sensor, and an oxygen concentration sensor may be used.
[0049]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10 that are the same as those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0050]
The embodiment shown in FIG. 10 includes an EGR cooler 18 as a heat exchanger that cools the exhaust gas by exchanging heat with the exhaust gas, and an EGR cooler bypass channel that bypasses the EGR cooler 18 and guides the exhaust gas downstream. 19 and an EGR cooler metering valve 20 that adjusts the flow rate of the exhaust gas introduced into the EGR cooler 18.
[0051]
The operation of the EGR cooler metering valve 20 is controlled by the ECU 14. FIG. 11 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 14 to control the operation of the EGR cooler metering valve 20. By executing the control routine of FIG. 11, the ECU 14 functions as a heat exchange amount control means. The control routine of FIG. 11 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation of the internal combustion engine 1.
[0052]
In the control routine of FIG. 11, the ECU 14 first acquires the exhaust gas temperature in step S51. The temperature of the exhaust may be calculated and acquired based on the amount of fuel supplied to the combustion chamber 2 or may be acquired by a temperature sensor provided in the exhaust passage 4. In the next step S52, the ECU 14 performs the CO 2 CO to absorption / release material 10a, 10b 2 It is determined whether or not there is a request for absorption. CO 2 The absorption request is, for example, CO 2 CO required for rapidly reducing the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 in the absorption / release materials 10a and 10b 2 It is determined that the amount is not absorbed. CO 2 If it is determined that there is an absorption request, the process proceeds to step S53, and it is determined whether or not the acquired exhaust temperature is higher than the temperature Ta in FIG. FIG. 12 shows CO 2 CO of absorption / release material 10a 2 The absorption / release characteristics are shown. As is apparent from FIG. 12, CO 2 The absorption / release material 10a is CO at a temperature lower than Ta. 2 In the range of higher temperature than Ta 2 Release. When it is determined that the exhaust temperature is higher than Ta, the process proceeds to step S54, and the EGR cooler metering valve 20 is opened. Thereafter, the current control routine is terminated.
[0053]
On the other hand, in step S52, CO 2 When it is determined that there is no absorption request and when it is determined in step S53 that the exhaust temperature is not higher than Ta, the process proceeds to step S55, and the EGR cooler metering valve 20 is closed. Thereafter, the current control routine is terminated.
[0054]
In this way, CO 2 By adjusting the temperature of the exhaust gas introduced into the absorption / release materials 10a and 10b, even if the exhaust gas temperature in the exhaust passage 4 is high, CO 2 CO to absorption / release material 10a 2 Can be absorbed. Also, for example, CO in exhaust 2 CO with higher concentration and higher exhaust pressure 2 CO that absorbs a lot 2 When the absorption / release material is used, the CO in the exhaust when the internal combustion engine 1 is operated in a state where the exhaust temperature is high. 2 Since the concentration is high and the pressure of the exhaust gas is also high, 2 By introducing it into the absorption / release material, CO 2 CO to absorption / release materials 2 Can be absorbed efficiently.
[0055]
CO 2 Multiple COs with different absorption start temperatures 2 When the absorption / release material is disposed in the EGR passage 9, for example, the plurality of CO 2 The lowest CO among the absorption and release materials 2 By controlling the EGR cooler metering valve 20 based on the absorption start temperature, all CO 2 CO to absorption / release materials 2 Can be absorbed.
[0056]
FIG. 13 shows the CO used in the embodiment of FIG. 2 CO of absorption / release material 10a 2 The other example of the absorption / release characteristic is shown. As is apparent from FIG. 13, this CO 2 The absorption / release material 10a is the most CO at the temperature T-max. 2 To absorb. Therefore, by changing the opening of the EGR cooler metering valve 20 and setting the exhaust temperature to T-max, the CO 2 The absorption efficiency of can be improved.
[0057]
FIG. 14 shows the CO in FIG. 2 CO with absorption / release characteristics 2 It is a flowchart which shows the control routine which ECU14 performs in order to change the opening degree of the metering valve 20 for EGR coolers when an absorption / release material is used for embodiment of FIG. The control routine of FIG. 14 is repeatedly executed at a predetermined cycle during operation of the internal combustion engine 1.
[0058]
In the control routine of FIG. 14, the ECU 14 first obtains the temperature of the exhaust gas in step S51. In the next step S52, the ECU 14 performs the CO 2 CO to absorption / release material 10a 2 It is determined whether or not there is a request for absorption. CO 2 If it is determined that there is an absorption request, the process proceeds to step S61, and it is determined whether or not the acquired exhaust temperature is higher than the temperature T-max in FIG. When it is determined that the exhaust temperature is higher than T-max, the process proceeds to step S62, and the ECU 14 performs CO 2 2 The correction operation amount of the EGR cooler metering valve 20 is calculated so that the temperature of the exhaust gas introduced into the intake / release material 10a becomes T-max. The correction operation amount can be obtained by, for example, obtaining a correspondence relationship between the opening degree of the EGR cooler metering valve 20 and the exhaust temperature in advance by experiment, storing it in the ROM of the ECU 14 as a map, and referring to the map. it can. In step S63, the ECU 14 instructs the calculated correction operation amount to the EGR cooler metering valve 20, and thereafter ends the current control routine.
[0059]
On the other hand, in step S52, CO 2 If it is determined that there is no absorption request, or if it is determined in step S61 that the exhaust temperature is not higher than T-max, the process proceeds to step S55, and the EGR cooler metering valve 20 is closed. Thereafter, the current control routine is terminated.
[0060]
In this way CO 2 CO to absorption / release material 10a 2 To absorb CO 2 By setting the temperature of the exhaust gas introduced into the absorption / release material 10a to T-max, CO 2 The absorption efficiency of can be further improved.
[0061]
The method of adjusting the exhaust temperature in the third embodiment is not limited to the method of adjusting the exhaust flow rate by the EGR cooler metering valve 20. For example, when the EGR cooler 18 performs heat exchange using the cooling water of the internal combustion engine 1, the flow rate of the cooling water may be changed to adjust the exhaust temperature. Further, the exhaust gas temperature may be adjusted by using both the adjustment of the exhaust gas flow rate and the adjustment of the cooling water flow rate. The heat exchanger is not limited to the one that cools the exhaust, such as an EGR cooler, and may be provided with a heater that heats the exhaust.
[0062]
The position where the EGR cooler 18 is arranged is not limited to the position shown in FIG. For example, as shown in FIG. 15, after branching from the bypass passage 11 and CO 2 You may arrange | position in the EGR channel | path 9 of the upstream of the absorption / release material 10a, 10b. Further, as shown in FIG. 15, a bypass passage EGR cooler 21 that cools the exhaust gas that passes through the bypass passage and is supplied to the intake passage 3 may be arranged in the bypass passage 11 separately from the EGR cooler 18. Good.
[0063]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms. For example, CO 2 The number of the absorption / release materials is not limited to two, and may be one or three or more CO. 2 An absorption / release material may be disposed. Also, multiple CO 2 The absorption / release material is CO 2 The first state that absorbs CO and CO 2 It is not limited to the thing in which at least one is matched with the mutually different temperature range among the 2nd states which discharge | release. For example, CO 2 Absorption / release rate and CO 2 CO such as absorption capacity 2 Multiple CO with different absorption / release characteristics 2 Absorption / release materials may be used. Further, if the same effect as the above-described embodiment can be obtained, various COs can be obtained. 2 CO with absorption / release characteristics 2 A combination of a plurality of absorption / release materials may be used.
[0064]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention, CO 2 CO released from absorption / release materials 2 Can be supplied to the intake system of the internal combustion engine to reduce the air-fuel ratio of the internal combustion engine. CO 2 The first state that absorbs CO and CO 2 A plurality of COs at least one of which is different from the second state in which 2 By using absorption / release materials, CO can be expanded over a wider range. 2 Can be absorbed and released to control the combustion of the internal combustion engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an internal combustion engine to which a combustion control device according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 shows CO in FIG. 2 CO of absorption / release materials 2 The figure which shows the absorption / release characteristic.
FIG. 3 is a diagram showing a control routine executed by the ECU of FIG. 1 to control the operation of the release valve.
FIG. 4 is a diagram showing a control routine executed by the ECU of FIG. 1 to control the operation of the bypass valve.
FIG. 5 is a view showing a control routine executed by the ECU of FIG. 1 to perform a correction operation of the release valve.
FIG. 6 is a view showing a modification of the combustion control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing another modification of the combustion control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a main part of an internal combustion engine to which a combustion control device according to a second embodiment of the present invention is applied.
FIG. 9 is a view showing a control routine executed by the ECU shown in FIG. 8 to perform a discharge valve correction operation;
FIG. 10 is a view showing a main part of an internal combustion engine to which a combustion control device according to a third embodiment of the present invention is applied.
FIG. 11 is a view showing a control routine executed by the ECU of FIG. 10 to control the operation of the EGR cooler metering valve.
FIG. 12 shows CO in FIG. 2 CO of absorption / release materials 2 The figure which shows the absorption / release characteristic.
13 is another CO used in the combustion control device of FIG. 2 CO of absorption / release materials 2 The figure which shows the absorption / release characteristic.
FIG. 14 shows CO in FIG. 2 CO with absorption / release characteristics 2 The figure which shows the control routine which ECU of FIG. 10 performs in order to control the operation | movement of the metering valve for EGR coolers when an absorption / release material is used for a combustion control apparatus.
FIG. 15 is a view showing a modification of the combustion control device according to the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Internal combustion engine
2 Combustion chamber
3 Intake passage
4 Exhaust passage
10a, 10b CO 2 Absorption / release materials (CO 2 Intake and release means)
11 Bypass passage
12 Bypass valve (exhaust flow rate adjusting means)
13a, 13b Release valve (exhaust flow rate adjusting means)
13c, 13d Flow rate adjusting valve (exhaust flow rate adjusting means)
14 Engine control unit (operation control means, heat exchange amount control means)
16 Air-fuel ratio sensor (Air-fuel ratio acquisition means)
18 EGR cooler (heat exchanger)
20 EGR cooler metering valve (heat exchange control means)

Claims (9)

第1の状態でCOを吸収し、第2の状態で吸収したCOを放出するCO吸放出手段が設けられた内燃機関に適用され、
不活性ガスの燃焼室内への供給が要求される場合に、前記CO吸放出手段を前記第2の状態にしてCOを放出させ、その放出されたCOを前記内燃機関の吸気系へ供給することを特徴とする内燃機関の燃焼制御方法。
Applied to an internal combustion engine provided with CO 2 absorption and release means for absorbing CO 2 in the first state and releasing CO 2 absorbed in the second state;
When the supply to the combustion chamber of inert gas is required, the CO 2 absorbing and releasing means to release CO 2 in the second state, the CO 2 that is the release to the intake system of the internal combustion engine A combustion control method for an internal combustion engine, characterized by comprising:
第1の状態でCOを吸収し、第2の状態で吸収したCOを放出するCO吸放出手段が設けられた内燃機関に適用され、
前記CO吸放出手段は、前記CO吸放出手段から放出されたCOを前記内燃機関の吸気系へ供給できるように前記内燃機関の吸気通路と接続されていることを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
Applied to an internal combustion engine provided with CO 2 absorption and release means for absorbing CO 2 in the first state and releasing CO 2 absorbed in the second state;
The CO 2 absorbing and releasing means, an internal combustion engine, characterized in that said connected an intake passage of the internal combustion engine to the CO 2 released from the CO 2 absorbing and releasing means can be supplied to the intake system of the internal combustion engine Combustion control device.
前記CO吸放出手段は、前記内燃機関の排気を前記CO吸放出手段へ導入できるように前記内燃機関の排気通路と接続されていることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃焼制御装置。 3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the CO 2 absorption / release means is connected to an exhaust passage of the internal combustion engine so that the exhaust of the internal combustion engine can be introduced into the CO 2 absorption / release means. Combustion control device. 前記排気通路と前記吸気通路とを前記CO吸放出手段を迂回して接続するバイパス通路を備えたことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の燃焼制御装置。The combustion control device for an internal combustion engine according to claim 3, further comprising a bypass passage that connects the exhaust passage and the intake passage so as to bypass the CO 2 intake / release means. 前記CO吸放出手段と前記バイパス通路の少なくともいずれか一方を通過して前記吸気系へ供給される排気の流量を調整する排気流量調整手段と、前記CO吸放出手段のCO吸放出量に基づいて前記排気流量調整手段の動作を制御する動作制御手段とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の燃焼制御装置。An exhaust flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the exhaust gas supplied to the intake system through at least one of the bypass passage and the CO 2 absorbing and releasing means, CO 2 absorbing volume of the CO 2 absorbing and releasing means The combustion control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, further comprising operation control means for controlling the operation of the exhaust flow rate adjusting means based on 前記CO吸放出手段の下流側に配置されて前記CO吸放出手段を通過した排気の空燃比を取得する空燃比取得手段を備え、
前記動作制御手段は、前記空燃比取得手段が取得した空燃比に基づいて前記排気流量調整手段の動作を制御することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
With the air-fuel ratio acquiring means for acquiring an air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the CO 2 absorbing and releasing means it is located downstream of the CO 2 absorbing and releasing means,
6. The combustion control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the operation control unit controls the operation of the exhaust gas flow rate adjusting unit based on the air-fuel ratio acquired by the air-fuel ratio acquisition unit.
前記第1の状態と前記第2の状態とが互いに異なる温度範囲に対応付けられており、前記CO吸放出手段の上流側に配置されて前記CO吸放出手段へ導入される排気と熱交換して排気の温度を調整する熱交換器と、前記熱交換器の熱交換量を制御する熱交換量制御手段とを備え、
前記熱交換量制御手段は、前記CO吸放出手段に吸収されているCO量に基づいて前記熱交換器の熱交換量を制御することを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
Wherein the first state and the second state is that associated with a different temperature range from each other, the exhaust heat that is disposed upstream of the CO 2 absorbing and releasing means is introduced into the CO 2 absorbing and releasing means A heat exchanger for exchanging and adjusting the temperature of the exhaust, and a heat exchange amount control means for controlling the heat exchange amount of the heat exchanger,
The heat exchange amount control means controls the heat exchange amount of the heat exchanger based on the amount of CO 2 absorbed by the CO 2 absorption / release means. A combustion control device for an internal combustion engine according to the item.
前記CO吸放出手段が複数設けられ、前記複数のCO吸放出手段のそれぞれは、自己から放出されたCOを前記吸気系へ供給できるように前記吸気通路と接続されていることを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の燃焼制御装置。A plurality of the CO 2 absorption / release means are provided, and each of the plurality of CO 2 absorption / release means is connected to the intake passage so as to supply CO 2 released from itself to the intake system. A combustion control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 7. 前記複数のCO吸放出手段のそれぞれの第1の状態及び第2の状態の少なくとも一方が互いに異なっていることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の燃焼制御装置。Combustion control device for each of the internal combustion engine according to claim 8 wherein at least one of the first state and the second state is characterized by being different from each other of the plurality of CO 2 absorption and release means.
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