內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明不檢測(cè)重整催化劑的性能降低、劣化就能夠延長(zhǎng)重整催化劑的壽命。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)具備：內(nèi)燃機(jī)(10)，其在與燃燒室(11)連通的排氣路徑(13)和吸氣路徑(12)之間連接有排氣循環(huán)路徑(30)；重整用燃料噴射裝置(33)，其向在該排氣循環(huán)路徑(30)中流通的廢氣中噴射重整用燃料；重整器(32)，在該重整器(32)中具備通過(guò)該重整用燃料生成含氫氣體的重整催化劑，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還設(shè)置有：重整催化劑再生單元(C3)，該重整催化劑再生單元(C3)在重整催化劑的每個(gè)規(guī)定的再生時(shí)期，通過(guò)使含氧氣體在排氣循環(huán)路徑中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生。
【專利說(shuō)明】?jī)?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其具有重整器，該重整器使廢氣的一部分回流到與內(nèi)燃機(jī)的燃燒室所連通的排氣路徑和吸氣路徑連通的排氣循環(huán)路徑，并且具備通過(guò)給送到該廢氣中的重整用燃料生成含氫氣體的重整催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]以前，已知一種排氣循環(huán)系統(tǒng)，其通過(guò)使從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣的一部分回流混合到吸氣系統(tǒng)，來(lái)降低燃燒時(shí)的最高溫度，降低該廢氣中的Nox。
[0003]作為應(yīng)用了上述排氣循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)，提出了以下內(nèi)燃機(jī)的EGR(Exhaust GasRecirculation:排氣再循環(huán))重整系統(tǒng)，其向回流的廢氣供給燃料，利用廢氣的熱在重整催化劑上進(jìn)行重整反應(yīng)(吸熱反應(yīng))，使含氫氣和一氧化碳的氣體回流到吸氣系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)排氣熱的回收、燃油消耗率的提高(例如專利文件I)。
[0004]另外，還提出了一種通過(guò)檢測(cè)重整催化劑的劣化來(lái)防止燃油消耗率惡化、轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的EGR重整系統(tǒng)(例如專利文件2)。
[0005]作為重整反應(yīng)，設(shè)想利用了廢氣中的水蒸汽的水蒸汽重整反應(yīng)以及利用了二氧化碳的干式重整，但都是容易析出碳的反應(yīng)。
[0006]進(jìn)一步，通過(guò)向廢氣中供給燃料來(lái)進(jìn)行重整反應(yīng)，但根據(jù)燃料的供給方法不同，有可能燃料不與廢氣成分均勻地混合而局部地產(chǎn)生s/C、CO2ZC比低的區(qū)域，在s/c、CO2ZC低的條件下更容易析出碳。
[0007]在產(chǎn)生碳析出時(shí)，重整催化劑不會(huì)馬上發(fā)揮作用，無(wú)法得到希望的含氫氣體。由于碳析出造成的重整催化劑的性能降低存在通過(guò)利用含氧氣體的氧化反應(yīng)進(jìn)行燃燒除去而恢復(fù)的情況。但是，燃燒溫度與碳析出量相應(yīng)地變高，因此在碳析出量多的情況下，引起急劇的溫度上升。急劇的溫度上升有可能導(dǎo)致催化劑熱劣化，其主要熱劣化是催化劑顆粒的燒結(jié)，另外許多熱劣化是難以再生的永久劣化。
[0008]進(jìn)一步，對(duì)于重整催化劑的性能降低、劣化、異常，例如提出了重整催化劑溫度、氫濃度、一氧化碳濃度等各種檢測(cè)方法，另一方面，在重整催化劑上一邊進(jìn)行碳析出一邊持續(xù)生成含氫氣體。
[0009]專利文件1:日本特開(kāi)昭61-35375號(hào)公報(bào)
[0010]專利文件2:日本專利第4013704號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]在上述各檢測(cè)方法中，在檢測(cè)出重整催化劑的性能降低、劣化時(shí)，有時(shí)析出相當(dāng)量的碳，在該情況下，有可能雖然檢測(cè)出性能降低、劣化但是在再生時(shí)產(chǎn)生熱劣化而使重整催化劑的性能進(jìn)一步降低。
[0013]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其不檢測(cè)重整催化劑的性能降低、劣化就能夠延長(zhǎng)重整催化劑的壽命。
[0014]用于解決問(wèn)題的方案
[0015]用于解決上述問(wèn)題的本發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，具有:內(nèi)燃機(jī)，其在與燃燒室連通的排氣路徑和吸氣路徑之間連接有排氣循環(huán)路徑；重整用燃料噴射裝置，其向在該排氣循環(huán)路徑中流通的廢氣中噴射重整用燃料；以及重整器，該重整器中設(shè)置有通過(guò)該重整用燃料生成含氫氣體的重整催化劑，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的特征在于，還設(shè)置有重整催化劑再生單元，該重整催化劑再生單元在重整催化劑的每個(gè)規(guī)定的再生時(shí)期，通過(guò)使含氧氣體在排氣循環(huán)路徑中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，不檢測(cè)重整催化劑的性能降低、劣化就能夠延長(zhǎng)重整催化劑的壽命?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0019]圖2是表示該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第一例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0020]圖3是表示該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第二例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0021]圖4是表示該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第三例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0022]圖5是表示該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第四例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0023]圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0024]圖7是表示該第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第一例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0025]圖8是表示該第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第二例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0026]圖9是表示該第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第三例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0027]圖10是表示該第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第四例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0028]圖11是表示該第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第五例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】用于實(shí)施本發(fā)明的方式。圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0030]本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al構(gòu)成為具有:作為內(nèi)燃機(jī)的四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)10 ;與該燃燒室11的吸氣口 Ila連接的吸氣路徑(以下稱為“吸氣管”)12 ;與該排氣口 Ilb連接的排氣路徑(以下稱為“排氣管”)13 ;連接在這些吸氣管12和排氣管13之間的排氣循環(huán)路徑(以下稱為EGR(Exhaust Gas Recirculation:排氣再循環(huán))管)30 ;以及作為本系統(tǒng)的控制中樞的控制器C。
[0031]在吸氣管12上，在其吸氣口 Ila附近配設(shè)有主燃料供給裝置20，并且在該主燃料供給裝置20的吸氣方向上游側(cè)配設(shè)有用于對(duì)朝向燃燒室11的空氣量進(jìn)行增減控制的吸氣控制閥18。
[0032]主燃料供給裝置20具有向燃燒室11內(nèi)或吸氣管12內(nèi)噴射主燃料的功能，與控制器C的輸出側(cè)連接，適當(dāng)?shù)乇或?qū)動(dòng)。
[0033]在排氣管13配設(shè)有用于增減廢氣的流量的排氣控制閥19。此外，16是活塞，17是火花塞。[0034]EGR管30用于使從上述排氣管13排出的廢氣的一部分分流到吸氣管12的管，換一種說(shuō)法是用于回流循環(huán)的管，在該EGR管30上，從廢氣的流通方向α的上游側(cè)向下游側(cè)順序地配設(shè)有重整用燃料噴射裝置33、重整器32、用于冷卻廢氣的EGR冷卻器31、用于對(duì)廢氣的流量進(jìn)行增減調(diào)整的EGR閥8以及管開(kāi)閉閥7。
[0035]此外，EGR閥8和管開(kāi)閉閥7與控制器C的輸出側(cè)連接，適當(dāng)?shù)乇或?qū)動(dòng)。
[0036]重整用燃料噴射裝置33具有向朝向重整器32流通的廢氣中噴射重整用燃料的功能，與控制器C的輸出側(cè)連接，適當(dāng)?shù)乇或?qū)動(dòng)。
[0037]重整器32內(nèi)設(shè)有通過(guò)上述重整用燃料生成含氫氣體的重整催化劑，在重整器32中配設(shè)有重整催化劑溫度傳感器SI。
[0038]重整催化劑溫度傳感器SI用于檢測(cè)重整器32的重整催化劑的溫度，與控制器C的輸入側(cè)連接，能夠測(cè)定重整催化劑的溫度。
[0039]即，在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al中，使在燃燒室11內(nèi)進(jìn)行了化學(xué)計(jì)量(stoichiometric)燃燒的廢氣的一部分從排氣管13分流到EGR管30，并且對(duì)其施加重整用燃料而在重整器32內(nèi)的重整催化劑上重整得到含氫氣體,回流到吸氣管12。
[0040]控制器C由CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)、接口電路等構(gòu)成,通過(guò)執(zhí)行需要的程序而具有以下的各功能。
[0041]內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al在規(guī)定的重整催化劑的每個(gè)再生時(shí)期，通過(guò)使含氧氣體回流到EGR管30而進(jìn)行重整催化劑的再生，在本實(shí)施方式中如下。
[0042](I)判定是否成為重整催化劑的規(guī)定的再生時(shí)期的功能。將該功能稱為“再生時(shí)期判定單元Cl”。
[0043]在本實(shí)施方式中，“規(guī)定的再生時(shí)期”是“停止了廢氣重整時(shí)”，判定是否停止了廢
氣重整。
[0044]“停止了廢氣重整時(shí)”是停止了由重整用燃料噴射裝置33噴射重整用燃料時(shí)。
[0045]在停止了廢氣重整時(shí)，由于在即將停止廢氣重整時(shí)進(jìn)行了重整，因此重整催化劑溫度多是適合于再生的溫度。在很多情況下能夠在廢氣的重整停止的同時(shí)供給含氧氣體。
[0046]但是，在重整催化劑溫度達(dá)到650°C以上的情況下，不能供給含氧氣體。當(dāng)在重整催化劑溫度高的狀態(tài)下供給含氧氣體時(shí)，在對(duì)析出的碳進(jìn)行氧化除去時(shí)，由于伴隨著燃燒的溫度上升而重整催化劑有可能熱劣化。
[0047]此外，作為“規(guī)定的再生時(shí)期”，不限于“停止了廢氣重整時(shí)”，也可以是“發(fā)動(dòng)機(jī)即
將停止時(shí)”。
[0048]“發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)”是指節(jié)流閥(未圖示)恢復(fù)的狀態(tài)，通?；钊捎趹T性而旋轉(zhuǎn)數(shù)個(gè)周期。
[0049]在節(jié)流閥恢復(fù)之前在燃燒室11內(nèi)進(jìn)行稀薄燃燒，由此在節(jié)流閥恢復(fù)后，得到與數(shù)周期相應(yīng)的量的稀薄燃燒排氣或空氣。利用在該旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的稀薄燃燒排氣進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0050](2)在判定為成為規(guī)定的再生時(shí)期時(shí)，開(kāi)始向EGR管30供給含氧氣體的功能。將該功能稱為“含氧氣體供給開(kāi)始單元C2”。
[0051]S卩，通過(guò)關(guān)閉排氣控制閥19并且打開(kāi)管開(kāi)閉閥7來(lái)開(kāi)始含氧氣體的供給。
[0052](3)通過(guò)使含氧氣體在EGR管30中流通而進(jìn)行重整催化劑的再生的功能。將該功能稱為“重整催化劑再生單元C3”。
[0053]“重整催化劑的再生”是通過(guò)含氧氣體對(duì)重整催化劑進(jìn)行氧化，在本實(shí)施方式中，通過(guò)在需要的溫度下使從內(nèi)燃機(jī)10排出的稀薄燃燒氣體在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行。
[0054]作為含氧氣體，只要含有燃燒除去碳所需要的氧即可，除了從上述的燃燒室11排出的稀薄燃燒氣體以外，也可以是空氣。
[0055](4)停止向EGR供給含氧氣體的功能。將該功能稱為“含氧氣體供給停止單元C4”。
[0056]通過(guò)打開(kāi)排氣控制閥19，停止含氧氣體向EGR管30的供給。
[0057]接著，參照?qǐng)D2、圖3說(shuō)明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al的動(dòng)作。圖2是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al的第一例子涉及的動(dòng)作的流程圖，圖3是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al的第二例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0058]此外，在圖2中將步驟I簡(jiǎn)記為“SI”，在圖3中將步驟I簡(jiǎn)記為“Sal”，對(duì)于以下的各步驟也同樣標(biāo)明。
[0059]首先，說(shuō)明圖2所示的第一例子涉及的動(dòng)作。此外，在圖2、圖3和后述的圖4中，將“含氧氣體”標(biāo)明為“再生氣體”。
[0060]步驟I (在圖2中記載為“SI”。以下同樣。):判定是否停止了廢氣重整，在判定為停止了廢氣重整時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0061]步驟2:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0062]步驟3:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0063]步驟4:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0064]接著，說(shuō)明圖3所示的第二例子涉及的動(dòng)作。
[0065]步驟I (在圖3中記載為“Sal”。以下同樣。):判定是否是發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)，在判定為發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)，前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0066]步驟2:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0067]步驟3:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通，來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0068]步驟4:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0069]S卩，搭載了電池(未圖示)的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)停止機(jī)會(huì)頻繁出現(xiàn)，能夠適時(shí)地進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0070]另外，在上述搭載了電池的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，即使不利用上述那樣的活塞的動(dòng)作，通過(guò)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞也能夠向重整催化劑供給含氧氣體。
[0071]S卩，也可以具有以下的功能，即通過(guò)電動(dòng)機(jī)使內(nèi)燃機(jī)10動(dòng)作，通過(guò)使含氧氣體在EGR管30中流通而進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0072]此外，也可以使進(jìn)行將圖3所示的步驟(Sal) I的判定處理嵌入到圖2所示的流程圖中的動(dòng)作。
[0073]圖4是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al的第三例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0074]在本例子中，“重整催化劑的規(guī)定的再生時(shí)期”是怠速停止。
[0075]“怠速停止”是指在內(nèi)燃機(jī)10動(dòng)作時(shí)車體(未圖示)停止的狀態(tài)，由再生時(shí)期判定單元Cl判定是否處于該狀態(tài)。[0076]步驟1:(在圖4中記載為“Sbl”。以下同樣。)判定是否是怠速停止，在判定為是怠速停止時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0077]步驟2:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0078]步驟3:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0079]步驟4:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0080]S卩，在怠速停止時(shí)，預(yù)想為重整催化劑溫度比較低，能夠不用擔(dān)心高溫時(shí)的熱劣化地進(jìn)行再生。
[0081]此外，也可以將圖4所示的流程圖組合到圖2、3所示的流程圖中。S卩，也可以順序地進(jìn)行步驟S1、Sal、Sbl的判定，并且在每次進(jìn)行該判定時(shí)進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0082]圖5是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al的第四例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0083]在本例子中，“規(guī)定的再生時(shí)期”是開(kāi)始利用重整催化劑對(duì)再循環(huán)的廢氣進(jìn)行重整時(shí)。在圖5中，標(biāo)明為“EGR重整開(kāi)始時(shí)”。
[0084]具體地說(shuō)，是指在重整用燃料噴射前只使廢氣流通的狀態(tài)，由再生時(shí)期判定單元Cl判定是否處于該狀態(tài)。
[0085]步驟1:判定是否是EGR重整開(kāi)始時(shí)，在判定為是EGR重整開(kāi)始時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0086]步驟2:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0087]步驟3:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通，來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0088]步驟4:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0089]圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2的結(jié)構(gòu)的框圖。此外，對(duì)于與在上述實(shí)施方式中說(shuō)明了的部分同等的部分，附加與它們相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0090]本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2構(gòu)成為除了上述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al的結(jié)構(gòu)以外還在EGR管30上設(shè)置含氧氣體供給裝置40。
[0091]含氧氣體供給裝置40被配置在重整器32的廢氣的流通方向α的上游側(cè)，并且與控制器C的輸出側(cè)連接，適當(dāng)?shù)乇或?qū)動(dòng)。
[0092](I)判定是否成為重整催化劑的規(guī)定的再生時(shí)期的功能。將該功能稱為“再生時(shí)期判定單元Cl”。
[0093]在本實(shí)施方式中，“規(guī)定的再生時(shí)期”是“停止了 EGR重整時(shí)”，具體地說(shuō)，判定是否停止了重整用燃料的噴射。
[0094](2)判定設(shè)置在重整器32的重整催化劑是否為需要的溫度的功能。將該功能稱為“重整器催化劑溫度判定單元C5”。
[0095]通過(guò)上述的重整器催化劑溫度傳感器SI檢測(cè)重整催化劑的溫度。在本實(shí)施方式中，判定是否為650°C以下。
[0096]含氧氣體的氧化反應(yīng)是發(fā)熱反應(yīng)，因此多會(huì)在重整催化劑上析出碳，在發(fā)生一次反應(yīng)時(shí)，有可能成為高溫。在成為高溫時(shí)，引起重整催化劑的熱劣化的可能性提高，因此在重整催化劑溫度為650°C以上的情況下，不能供給用于再生的含氧氣體。理想的是在重整催化劑溫度成為規(guī)定的溫度后供給含氧氣體。[0097](3)判定重整催化劑是否包含在希望的溫度區(qū)域中的功能。將該功能稱為“重整催化劑溫度區(qū)域判定單元C6”。
[0098]“需要的溫度區(qū)域”在本實(shí)施方式中設(shè)為300?600°C (300°C以上且650°C以下)。
[0099]S卩，為了使析出的碳高效地燃燒，在重整催化劑溫度過(guò)低時(shí)難以進(jìn)行氧化反應(yīng)。因此，理想的是在300?600°C下進(jìn)行。更理想的是450?600°C。
[0100](4)開(kāi)始向EGR管30供給含氧氣體的功能。將該功能稱為“含氧氣體供給開(kāi)始單元 C2”。
[0101]S卩，通過(guò)關(guān)閉排氣控制閥19并且打開(kāi)管開(kāi)閉閥7來(lái)開(kāi)始含氧氣體的供給。
[0102](5)通過(guò)使含氧氣體在EGR管30中流通而進(jìn)行重整催化劑的再生的功能。將該功能稱為“重整催化劑再生單元C3”。
[0103]“重整催化劑的再生”是通過(guò)含氧氣體對(duì)重整催化劑進(jìn)行氧化，在本實(shí)施方式中，通過(guò)在需要的溫度下從含氧氣體供給裝置40使含氧氣體在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行。
[0104](6)停止向EGR管30供給含氧氣體的功能。將該功能稱為“含氧氣體供給停止單元 C4”。
[0105]通過(guò)打開(kāi)排氣控制閥19而停止含氧氣體向EGR管30的供給。
[0106]圖7是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2的第一例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0107]在本例子中，“規(guī)定的再生時(shí)期”是停止了重整催化劑的重整時(shí)。在圖7中，標(biāo)明為“EGR重整停止”。
[0108]具體地說(shuō)，是停止了重整用燃料的噴射時(shí)，由再生時(shí)期判定單元Cl判定是否停止了重整用燃料的噴射。
[0109]步驟1(在圖7中記載為“Sdl”。以下同樣。):判定是否停止了重整催化劑的重整，在判定為停止了重整催化劑的重整時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0110]步驟2:判定重整催化劑的溫度是否為650°C以下，在判定為650°C以下時(shí)前進(jìn)到步驟3，如果不是則重復(fù)步驟2。
[0111]步驟3:判定重整催化劑的溫度是否處于300°C?650°C (300°C以上且650°C以下)的溫度區(qū)域中，在判定為處于該溫度區(qū)域中時(shí)前進(jìn)到步驟4，如果不是則重復(fù)步驟3。
[0112]步驟4:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0113]步驟5:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0114]步驟6:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0115]圖8是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2的第二例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0116]步驟1(在圖8中記載為“Sel”。以下同樣。):判定是否是發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)，在判定為是發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0117]步驟2:判定是否停止了廢氣重整，在判定為停止了廢氣重整時(shí)前進(jìn)到步驟3，如果不是則重復(fù)步驟2。
[0118]步驟3:判定重整催化劑的溫度是否是650°C以下，在判定為是650°C以下時(shí)前進(jìn)到步驟4，如果不是則重復(fù)步驟3。
[0119]步驟4:判定重整催化劑的溫度是否處于300°C?650°C的溫度區(qū)域中，在判定為處于該溫度區(qū)域中時(shí)前進(jìn)到步驟5，如果不是則重復(fù)步驟4。[0120]步驟5:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0121]步驟6:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0122]步驟7:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0123]圖9是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2的第三例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0124]步驟1:判定是否是怠速停止，在判定為是怠速停止時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0125]步驟2:判定是否停止了廢氣重整，在判定為停止了廢氣重整時(shí)前進(jìn)到步驟3，如果不是則重復(fù)步驟2。
[0126]步驟3:判定重整催化劑的溫度是否是650°C以下，在判定為是650°C以下時(shí)前進(jìn)到步驟4，如果不是則重復(fù)步驟3。
[0127]步驟4:判定重整催化劑的溫度是否處于300°C?650°C (300°C以上且650°C以下)的溫度區(qū)域中，在判定為處于該溫度區(qū)域中時(shí)前進(jìn)到步驟5，如果不是則重復(fù)步驟4。
[0128]步驟5:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0129]步驟6:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0130]步驟7:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0131]圖10是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2的第四例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0132]步驟1(在圖10中記載為“Sgl”。以下同樣。):判定是否開(kāi)始了廢氣重整，在判定為開(kāi)始了廢氣重整時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0133]步驟2:判定重整催化劑的溫度是否是650°C以下，在判定為是650°C以下時(shí)前進(jìn)到步驟3，如果不是則重復(fù)步驟2。
[0134]步驟3:判定重整催化劑的溫度是否處于300°C?650°C (300°C以上且650°C以下)的溫度區(qū)域中，在判定為處于該溫度區(qū)域中時(shí)前進(jìn)到步驟4，如果不是則重復(fù)步驟3。
[0135]步驟4:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0136]步驟5:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0137]步驟6:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0138]圖11是表示內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2的第五例子涉及的動(dòng)作的流程圖。
[0139]在本例子中，控制器C具有以下的功能。
[0140](7)計(jì)算重整催化劑的再生前后的溫度的功能。將該功能稱為“重整催化劑溫度計(jì)算單元C7”。
[0141]在本實(shí)施方式中，根據(jù)通過(guò)重整器催化劑溫度傳感器SI檢測(cè)出的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算重整催化劑的再生前后的溫度。
[0142](8)判定再生前后的重整催化劑溫度的差是否為負(fù)的功能。將該功能稱為“重整器催化劑溫度判定單元CS”。
[0143]在判定為再生前后的重整催化劑溫度的差為負(fù)時(shí)，重整催化劑再生單元在上述的EGR重整開(kāi)始時(shí)進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0144]步驟I (在圖11中記載為“Shi”。以下同樣。):判定是否是發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)，在判定為是發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)前進(jìn)到步驟2，如果不是則重復(fù)步驟I。
[0145]步驟2:判定是否停止了廢氣重整，在判定為停止了廢氣重整時(shí)前進(jìn)到步驟3，如果不是則重復(fù)步驟2。
[0146]步驟3:判定重整催化劑的溫度是否是650°C以下，在判定為是650°C以下時(shí)前進(jìn)到步驟4，如果不是則重復(fù)步驟3。
[0147]步驟4:判定重整催化劑的溫度是否處于300°C~650°C的溫度區(qū)域中，在判定為處于該溫度區(qū)域中時(shí)前進(jìn)到步驟5，如果不是則重復(fù)步驟4。
[0148]步驟5:關(guān)閉排氣控制閥19，使廢氣開(kāi)始在EGR管30中流通。
[0149]步驟6:通過(guò)在需要的溫度下使廢氣在EGR管30中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生處理。
[0150]步驟7:打開(kāi)排氣控制閥19，停止向EGR管30供給廢氣。
[0151]步驟8:判定處理前后的重整催化劑溫度差A(yù)T是否為負(fù)，在判定為處理前后的重整催化劑溫度差A(yù)T為負(fù)時(shí)前進(jìn)到步驟9，如果不是則重復(fù)步驟8。
[0152]步驟9:在EGR重整開(kāi)始時(shí)進(jìn)行追加的再生處理。
[0153]根據(jù)上述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2，能夠得到以下的效果。
[0154]?通過(guò)設(shè)置含氧氣體供給裝置40，能夠不受燃燒室11內(nèi)的燃燒狀態(tài)的左右地進(jìn)行再生處理。即，通過(guò)本結(jié)構(gòu)，在EGR重`整停止時(shí)和EGR重整開(kāi)始時(shí)進(jìn)行再生的情況下是有效的。
[0155]?另外，通過(guò)設(shè)置含氧氣體供給裝置40，能夠任意地控制再生處理時(shí)間。在EGR重整停止時(shí)進(jìn)行再生、再生前后的重整催化劑溫度差ΛΤ不為負(fù)的情況(B卩，正在燃燒而再生不充分的情況)下，還能夠持續(xù)進(jìn)行再生直到重整催化劑溫度差ΛT為負(fù)為止。
[0156]根據(jù)上述各實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，能夠得到以下的效果。
[0157]?不檢測(cè)重整催化劑的性能降低、劣化就能夠延長(zhǎng)重整催化劑的壽命。
[0158]?能夠適時(shí)地再生重整催化劑，因此能夠顯著地提高該重整催化劑的壽命。
[0159]?不設(shè)置檢測(cè)重整催化劑的性能降低、劣化的單元就能夠進(jìn)行再生，因此能夠簡(jiǎn)化車載系統(tǒng)。
[0160]?在重整催化劑溫度高的情況下不進(jìn)行重整催化劑的再生，由此能夠防止因熱劣化造成的重整催化劑的永久劣化。
[0161]?通過(guò)在怠速停止時(shí)進(jìn)行重整催化劑的再生，在重整催化劑的溫度不怎么高的條件下也能夠進(jìn)行再生。
[0162]?通過(guò)在EGR重整開(kāi)始時(shí)進(jìn)行重整催化劑的再生，能夠從比較低溫開(kāi)始花費(fèi)時(shí)間地進(jìn)行再生。
[0163]通過(guò)基于含氧氣體的氧化反應(yīng)進(jìn)行重整催化劑的再生，由此能夠?qū)ψ鳛樾阅芙档驮蛑坏奈龀鎏歼M(jìn)行氧化除去。
[0164]?通過(guò)使用內(nèi)燃機(jī)的稀薄燃燒氣體作為在重整催化劑的再生中使用的含氧氣體，不設(shè)置特別的含氧氣體供給單元就能夠進(jìn)行重整催化劑的再生。
[0165]?通過(guò)從含氧氣體供給裝置10供給在重整催化劑的再生中使用的含氧氣體，能夠不依存于內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)地進(jìn)行供給。
[0166]?通過(guò)在重整催化劑溫度為300°C以上且600°C以下時(shí)進(jìn)行重整催化劑的再生，能夠?qū)ξ龀龅奶歼M(jìn)行氧化除去并且防止由于熱劣化造成的催化劑的永久劣化。
[0167]在重整催化劑的再生時(shí)重整催化劑溫度為650°C以上的情況下，不供給含氧氣體，由此能夠防止重整催化劑再生時(shí)的熱劣化造成的催化劑的永久劣化。
[0168]?在再生重整催化劑時(shí)該再生前后的重整催化劑溫度的溫度差A(yù)T為負(fù)的情況下，除了當(dāng)初的再生處理以外，還在EGR重整開(kāi)始時(shí)進(jìn)行再生，由此即使在當(dāng)初的再生不充分的情況下也能夠維持重整催化劑的性能。
[0169]?不像現(xiàn)有技術(shù)那樣設(shè)置檢測(cè)重整催化劑的性能降低、劣化的裝置類就能夠進(jìn)行重整催化劑的再生，因此能夠簡(jiǎn)化車載用系統(tǒng)。
[0170]?在重整催化劑溫度高的情況下不進(jìn)行再生處理，由此能夠防止由于熱劣化造成的重整催化劑的永久劣化。
[0171]實(shí)施例
[0172]以下，說(shuō)明更具體的實(shí)施例。
[0173]吸附銠系催化劑作為重整催化劑，在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al中，通過(guò)圖8的流程圖所示的過(guò)程在發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)實(shí)施再生處理。在發(fā)動(dòng)機(jī)即將停止時(shí)進(jìn)行再生處理的情況下，配合地確認(rèn)停止EGR重整、即不向重整催化劑供給燃料的情況來(lái)進(jìn)行再生處理。與不進(jìn)行再生處理的情況相比，將重整催化劑的壽命提高了一位數(shù)以上。
[0174]另外，在圖6所示的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2中，從含氧氣體供給裝置40供給空氣，通過(guò)圖7的流程圖所示的過(guò)程在EGR重整停止時(shí)實(shí)施再生處理。與不實(shí)施再生處理的情況相比，將重整催化劑的壽命提高了一位數(shù)以上。
[0175]進(jìn)一步，在該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)A2中，組合圖7~11所示的再生方法而實(shí)施再生處理。其結(jié)果是與不實(shí)施再生處理的情況相比，將重整催化劑的壽命提高了兩位數(shù)以上。
[0176]如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)Al、A2，能夠適時(shí)地再生重整催化劑，因此能夠顯著地提高重整催化劑的壽命，并且能夠?qū)崿F(xiàn)燃油消耗率的提高。
[0177]以上詳細(xì)進(jìn)行了說(shuō)明，但在任意情況下，在上述各實(shí)施方式中說(shuō)明的各結(jié)構(gòu)都不限于只應(yīng)用于這些各實(shí)施方式，能夠?qū)⒃谝粋€(gè)實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)適用或應(yīng)用于其他實(shí)施方式，進(jìn)一步能夠任意地對(duì)其進(jìn)行組合。
[0178]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0179]10:內(nèi)燃機(jī)；11:燃燒室；12:吸氣路徑；13:排氣路徑；30:排氣循環(huán)路徑；32:重整器；33:重整用燃料噴射裝置；40:含氧氣體供給裝置；A1、A2:內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)；C1:再生時(shí)期判定單元(重整停止判定單元)；C2:含氧氣體供給開(kāi)始單元；C3:重整催化劑再生單元；C4:含氧氣體供給停止單元；C5:重整器催化劑溫度判定單元；C6:重整催化劑溫度區(qū)域判定單元；S1:重整器催化劑溫度傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，具有:內(nèi)燃機(jī)，其在與燃燒室連通的排氣路徑和吸氣路徑之間連接有排氣循環(huán)路徑；重整用燃料噴射裝置，其向在該排氣循環(huán)路徑中流通的廢氣中噴射重整用燃料；以及重整器，該重整器中設(shè)置有通過(guò)該重整用燃料生成含氫氣體的重整催化劑，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的特征在于， 設(shè)置有重整催化劑再生單元，該重整催化劑再生單元在重整催化劑的每個(gè)規(guī)定的再生時(shí)期，通過(guò)使含氧氣體在排氣循環(huán)路徑中流通來(lái)進(jìn)行重整催化劑的再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 還設(shè)置有再生時(shí)期判定單元，該再生時(shí)期判定單元判定是否成為重整催化劑的規(guī)定的再生時(shí)期。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 該規(guī)定的再生時(shí)期是停止廢氣的重整時(shí)， 再生時(shí)期判定單元判定是否停止了廢氣的重整，在判定為停止了廢氣的重整時(shí)，重整催化劑再生單元進(jìn)行該重整催化劑的再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 該規(guī)定的再生時(shí)期是內(nèi)燃機(jī)即將停止時(shí)， 再生時(shí)期判定單元判定是否是內(nèi)燃機(jī)即將停止時(shí)，在判定為是內(nèi)燃機(jī)即將停止時(shí)，重整催化劑再生單元進(jìn)行該重整催化劑的再生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 該規(guī)定的再生時(shí)期是怠速停止， 再生時(shí)期判定單元判定是否是怠速停止，在判定為是怠速停止時(shí)，重整催化劑再生單元進(jìn)行該重整催化劑的再生。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),其特征在于， 該規(guī)定的再生時(shí)期是開(kāi)始對(duì)在排氣循環(huán)路徑中流通的廢氣進(jìn)行重整時(shí)， 再生時(shí)期判定單元判定是否開(kāi)始對(duì)在排氣循環(huán)路徑中流通的廢氣進(jìn)行重整，在判定為開(kāi)始對(duì)廢氣進(jìn)行重整時(shí)，重整催化劑再生單元進(jìn)行該重整催化劑的再生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),其特征在于， 重整催化劑再生單元通過(guò)基于含氧氣體的氧化反應(yīng)來(lái)進(jìn)行上述重整催化劑的再生。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 使用內(nèi)燃機(jī)的稀薄燃燒氣體作為含氧氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 在排氣循環(huán)路徑上配設(shè)有含氧氣體供給裝置， 通過(guò)該含氧氣體供給裝置供給含氧氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 在300°C以上且600°C以下的重整催化劑的溫度下進(jìn)行重整催化劑的再生。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，還具備: 催化劑溫度判定單元，其判定設(shè)置于重整器的重整催化劑的溫度是否成為650°C以上；以及 含氧氣體供給停止單元，其在判定為該溫度成為650°C以上時(shí)，停止含氧氣體的供給。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~11中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，還具備:重整催化劑溫度計(jì)算單元，其對(duì)重整催化劑的再生前后的溫度進(jìn)行計(jì)算；以及 重整催化劑溫度判定單元，其判定再生前后的重整催化劑的溫度的差是否成為負(fù)， 其中，在判定為再生前后的重整催化劑溫度的溫度差成為負(fù)時(shí)，在開(kāi)始利用重整催化劑對(duì)再循環(huán)的廢氣進(jìn)行重整時(shí)進(jìn)行重整催化劑的再生。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK103502619SQ201180070753
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月9日
【發(fā)明者】星野真樹(shù), 和泉隆夫 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社