JP3153660B2 - Engine exhaust purification device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等の排気浄化装置、特に排気系にNOx浄化触媒を設置
すると共に、該NOx浄化触媒の上流側で排気ガスに燃
料成分を添加するようにしたエンジンの排気浄化装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel engine
Exhaust purification apparatus etc., particularly with installing the NOx purifying catalyst in an exhaust system, an exhaust purifying apparatus for an engine which is adapted to add a fuel component to the exhaust gas upstream of the NOx purifying catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車用などのエンジンにおいては、燃
焼後の排気ガスを浄化するための触媒が排気系に備えら
れる場合があるが、この種の排気ガス浄化用触媒として
は、排気ガス中に含まれる有害成分の中でも特に環境に
対する影響の大きい一酸化炭素(CO)、炭化水素(H
C)及び窒素酸化物(NOx)の3成分に優れた浄化特
性を発揮する三元触媒が広く知られている。2. Description of the Related Art In an engine for an automobile or the like, a catalyst for purifying exhaust gas after combustion is sometimes provided in an exhaust system. Among the harmful components contained, carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (H
There are widely known three-way catalysts that exhibit excellent purification characteristics for the three components C) and nitrogen oxides (NOx).
【0003】しかしながら、ディーゼルエンジン等の理
論空燃比よりも酸素過剰状態で燃焼が行われるエンジン
においては、燃焼後の排気ガスの組成も燃焼時の空燃比
を反映して酸素過剰状態となることから、酸素過剰雰囲
気(リーン雰囲気)においてNOx浄化性能が極端に低
下する従来の三元触媒ではNOxを効果的に除去できな
いという問題があり、そのため排気系に排気ガス浄化触
媒を設置する場合には、例えば金属担持ゼオライトのよ
うなリーン雰囲気においても優れたNOx浄化特性を示
す触媒(以下、NOx浄化触媒という)が設置されるこ
とになる。However, in the engine <br/> which combustion takes place in an oxygen excess state than physical <br/> Ronsora ratio such as a diesel engine, reflect the air-fuel ratio at the time of combustion the composition of the exhaust gas after combustion since the oxygen-excess state by, there is a problem that oxygen-rich atmosphere NOx purification performance in (lean atmosphere) can not effectively remove NOx in the conventional three-way catalyst significantly lowered, therefore the exhaust gas in the exhaust system When a purification catalyst is installed, a catalyst such as a metal-supported zeolite that exhibits excellent NOx purification characteristics even in a lean atmosphere (hereinafter referred to as a NOx purification catalyst) is installed.
【0004】そして、最近の研究によれば、この種のN
Ox浄化触媒にHC成分(燃料成分)を添加すればNO
x浄化率が向上することが明らかにされており、排気系
にNOx浄化触媒を設置したエンジンにおいても、上記
の現象を利用して排気ガスに燃料成分を添加供給するこ
とによりNOx浄化性能を更に向上させることが試みら
れている。According to recent studies, this type of N
NO if HC component (fuel component) is added to Ox purification catalyst
It has been clarified that the x-purification rate is improved, and even in an engine in which a NOx purification catalyst is installed in the exhaust system, the NOx purification performance is further improved by adding and supplying a fuel component to the exhaust gas using the above phenomenon. Attempts have been made to improve it.
【0005】その一例として、燃料添加用のインジェク
タを排気系に設置することによりNOx浄化触媒にダイ
レクトに燃料成分を供給しようという考え方がある。As one example, there is a concept of directly supplying a fuel component to a NOx purification catalyst by installing an injector for fuel addition in an exhaust system.
【0006】また、例えば実開平3−68516号公報
に開示されているように、各気筒ごとに備えられた燃料
供給用のインジェクタを利用して排気行程にある気筒に
NOx浄化促進用の燃料を噴射供給しようという考え方
もある。この場合、エンジンの排気系に燃料添加用のイ
ンジェクタを設置する必要がないので、システム構成が
簡素化されるという利点がある。Further, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-68516, fuel for promoting NOx purification is supplied to a cylinder in an exhaust stroke by using a fuel supply injector provided for each cylinder. There is also an idea to supply by injection. In this case, there is no need to install an injector for fuel addition in the exhaust system of the engine, and thus there is an advantage that the system configuration is simplified.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気系
に設置されたNOx浄化触媒の上流側で排気ガスに燃料
を添加した場合には、NOx浄化率が増大して排気性能
が向上する反面、添加された燃料が燃焼に寄与しないこ
とから燃料消費量が増大するという別の側面があり、排
気性能と燃費性能とを高い水準で両立することが要請さ
れる。However, when fuel is added to the exhaust gas on the upstream side of the NOx purification catalyst installed in the exhaust system, the NOx purification rate is increased and the exhaust performance is improved. There is another aspect that fuel consumption increases because the used fuel does not contribute to combustion, and it is required to achieve both high levels of exhaust performance and fuel efficiency.
【0008】ところで、この種のエンジンにおいては、
主噴射の噴射条件やエンジンの運転条件によってはHC
の発生量が増加する場合がある。By the way, in this kind of engine ,
Depending on the injection conditions of the main injection and the operating conditions of the engine, HC
May increase.
【0009】つまり、例えば燃料の噴射圧力を運転状態
に応じて可変制御するようにしたエンジンにおいて、例
えばエンジンの異常や他の制御との関係から燃料噴射圧
の実際値が設定値よりも増加した場合には、燃料の微粒
化が促進されると同時に燃料の希薄な領域の形成が進ん
でHCが発生しやすくなる。That is, for example, in an engine in which the injection pressure of the fuel is variably controlled in accordance with the operating state, the actual value of the fuel injection pressure becomes larger than the set value due to, for example, the abnormality of the engine or the relationship with other controls. In this case, the atomization of the fuel is promoted, and at the same time, the formation of the fuel-lean region proceeds, so that HC is easily generated.
【0010】また、この種のエンジンにおいては、燃焼
騒音やNOxの低減を目的として主噴射に先立って少量
の燃料を噴射するパイロット噴射が行われる場合がある
が、この場合パイロット噴射された燃料が完全に燃焼せ
ずにHCの発生量が増加することになる。In this type of engine , pilot injection for injecting a small amount of fuel may be performed prior to main injection in order to reduce combustion noise and NOx. Without generating complete combustion, the amount of generated HC increases.
【0011】この発明は排気系に設置されたNOx浄化
触媒の上流側で排気ガスに燃料成分を添加するようにし
たエンジンにおける上記の問題に鑑みてなされたもので
あり、燃焼時に発生するHCに着目して、NOx浄化性
能を損なうことなく燃費性能を改善することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned problem in an engine in which a fuel component is added to exhaust gas on the upstream side of a NOx purification catalyst installed in an exhaust system. By focusing attention, it is an object to improve fuel economy performance without impairing NOx purification performance.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
1の発明(以下、第1発明という)に係るディーゼルエ
ンジンの排気浄化装置は、気筒ごとに燃焼用の燃料を噴
射する燃料噴射手段が設けられ、かつ排気系に排気ガス
中の窒素酸化物を浄化するNOx浄化触媒が設置された
ディーゼルエンジンにおいて、上記排気系におけるNO
x浄化触媒よりも上流側で排気ガスに燃料を添加する燃
料添加手段を備えると共に、上記燃料噴射手段から設定
値を超える圧力で燃焼用の燃料が噴射されるときに、上
記燃料添加手段による燃料の添加量を減少させる制御手
段を設けたことを特徴とする。That is, a diesel engine according to the invention of claim 1 of the present application (hereinafter referred to as the first invention).
Exhaust gas purifying apparatus for engine, the fuel injection means is provided for injecting fuel for combustion in each cylinder, and the diesel engine NOx purifying catalyst is installed to purify the nitrogen oxides in the exhaust gas in the exhaust system, the NO in exhaust system
a fuel addition means for adding fuel to the exhaust gas on the upstream side of the x purification catalyst, and when fuel for combustion is injected from the fuel injection means at a pressure exceeding a set value, the fuel added by the fuel addition means Characterized in that control means for reducing the amount of addition of is provided.
【0013】また、本願の請求項2の発明(以下、第2
発明という)に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置
は、気筒ごとに燃焼用の燃料を主噴射とそのパイロット
噴射とに分けて噴射する燃料噴射手段が設けられ、かつ
排気系に排気ガス中の窒素酸化物を浄化するNOx浄化
触媒が設置されたディーゼルエンジンにおいて、上記排
気系におけるNOx浄化触媒よりも上流側で排気ガスに
燃料を添加する燃料添加手段を備えると共に、上記燃料
噴射手段から主噴射に先行するパイロット噴射が行われ
る運転状態のときに、上記燃料添加手段による燃料の添
加量を減少させる制御手段を設けたことを特徴とする。The invention of claim 2 of the present application (hereinafter referred to as the second invention)
The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention is provided with fuel injection means for separately injecting fuel for combustion into a main injection and a pilot injection thereof for each cylinder. In a diesel engine provided with a NOx purification catalyst for purifying substances, a fuel addition means for adding fuel to exhaust gas on the upstream side of the NOx purification catalyst in the exhaust system is provided, and the fuel injection means precedes main injection. Control means for reducing the amount of fuel added by the fuel adding means in an operating state in which pilot injection is performed.
【0014】また、本願の請求項3の発明(以下、第3
発明という)に係るエンジンの排気浄化装置は、気筒ご
とに燃焼用の燃料を噴射する燃料噴射手段が設けられ、
かつ排気系に排気ガス中の窒素酸化物を酸素過剰雰囲気
で浄化するNOx浄化触媒が設置されたエンジンにおい
て、上記排気系におけるNOx浄化触媒よりも上流側で
排気ガスにHC成分を添加するHC成分添加手段と、上
記NOx浄化触媒の出口側酸素濃度を検出する検出手段
と、該検出手段により検出される出口側酸素濃度が高い
ほど、上記HC成分の添加量を減量させる制御手段を設
けたことを特徴とする。 The invention of claim 3 of the present application (hereinafter referred to as “third invention”)
The exhaust purification device for an engine according to the invention
Fuel injection means for injecting fuel for combustion is provided,
In addition, nitrogen oxides in the exhaust gas are supplied to the exhaust system in an oxygen-excess atmosphere.
Engine equipped with NOx purification catalyst
Therefore, on the upstream side of the NOx purification catalyst in the exhaust system,
HC component adding means for adding HC components to exhaust gas;
Detecting means for detecting the oxygen concentration on the outlet side of the NOx purification catalyst
And the outlet-side oxygen concentration detected by the detection means is high
Control means for reducing the amount of addition of the HC component.
It is characterized by
【0015】また、本願の請求項4の発明(以下、第4
発明という)は、上記第3発明に係るエンジンの排気浄
化装置において、検出手段は、NOx浄化触媒の入口側
酸素濃度と出口側酸素濃度の差を検出し、制御手段は、
その差の絶対値が小さいほどHC成分の添加量を減量さ
せるものとしたことを特徴とする。 The invention of claim 4 of the present application (hereinafter referred to as “fourth invention”)
This is referred to as the invention).
In the gasification device, the detection means is provided on the inlet side of the NOx purification catalyst.
The difference between the oxygen concentration and the outlet oxygen concentration is detected, and the control means
The smaller the absolute value of the difference, the smaller the amount of HC component added
It is characterized by being made to be.
【0016】さらに、本願の請求項5の発明(以下、第
5発明という)は、上記第4発明に係るエンジンの排気
浄化装置において、検出手段は、NOx浄化触媒の入口
側酸素濃度を検出する入口側O2センサと、出口側酸素
濃度を検出する出口側O2センサとを有し、これらのセ
ンサの検出値に基づいて入口側酸素濃度と出口側酸素濃
度の差を検出するものとしたことを特徴とする。 Furthermore, the invention of claim 5 of the present application (hereinafter referred to as the
The fifth aspect of the invention relates to the exhaust gas of the engine according to the fourth aspect.
In the purification device, the detection means is an inlet of the NOx purification catalyst.
O2 sensor for detecting the oxygen concentration on the inlet side and oxygen sensor on the outlet side
An outlet O2 sensor for detecting the concentration is provided.
Based on the sensor values.
It is characterized in that a difference in degrees is detected.
【0017】そして、本願の請求項6の発明(以下、第
6発明という)は、上記第1発明ないし第3発明に係る
ディーゼルエンジンもしくはエンジンの排気浄化装置に
おいて、NOx浄化触媒は、金属担持ゼオライトである
ことを特徴とする。 The invention of claim 6 of the present application (hereinafter referred to as the
The sixth invention) relates to the first to third inventions.
For diesel engine or engine exhaust purification system
Here, the NOx purification catalyst is a metal-supported zeolite.
It is characterized by the following.
【0018】[0018]
【作用】上記の構成によれば、次のような作用が得られ
る。According to the above arrangement, the following operation can be obtained.
【0019】まず、第1、第2発明のディーゼルエンジ
ンの排気浄化装置によれば、HCの発生しやすい運転状
況のとき、具体的には、燃料噴射手段から設定値を超え
る圧力で燃焼用の燃料が噴射されるとき、または、燃料
噴射手段から主噴射に先行するパイロット噴射が行われ
る運転状態のときに、排気ガスへの燃料の添加量が減少
されるようになっているので、不要な燃料消費が抑制さ
れて燃費性能が向上すると共に、排気ガス中に本来含ま
れるHCによって触媒反応が促進されることになるので
良好なNOx浄化性能が得られることにもなる。 First, the diesel engine of the first and second inventions
According to the exhaust gas purifying device, when the operating condition is liable to generate HC , specifically, the set value exceeds the set value from the fuel injection means.
When the fuel for combustion is injected at
The pilot injection that precedes the main injection is performed from the injection means.
In such an operating state, the amount of fuel added to the exhaust gas is reduced, so that unnecessary fuel consumption is suppressed and the fuel efficiency is improved, and the HC originally contained in the exhaust gas reduces the fuel consumption. Since the catalytic reaction is promoted, good NOx purification performance can be obtained.
【0020】また、第3発明のエンジンの排気浄化装置
によれば、排気ガス中の窒素酸化物を酸素過剰雰囲気で
浄化するNOx浄化触媒が設置されたエンジンにおい
て、上 記NOx浄化触媒の出口側酸素濃度が高いほど、
また、第4発明によれば、同じく、NOx浄化触媒の入
口側酸素濃度と出口側酸素濃度の差の絶対値が小さいほ
ど、NOx浄化触媒よりも上流側で排気ガスに添加する
HC成分を減量させたので、酸素過剰雰囲気において排
気ガス中のHCが酸化され、NOxがHCによって十分
還元されないときには、排気ガス中に添加されるHC成
分が増量されて、NOx浄化され、逆にNOxが排気ガ
ス中のHCによって十分還元されているときは、不必要
にHCを添加することが回避されて、燃費性能と排気浄
化性能とが両立されることになる。 An engine exhaust purification device according to a third aspect of the present invention.
According to the report, nitrogen oxides in exhaust gas were
In an engine equipped with a NOx purification catalyst for purification
Te, the higher the outlet oxygen concentration above Symbol NOx purifying catalyst,
Further, according to the fourth invention, similarly, the input of the NOx purification catalyst is performed.
The smaller the absolute value of the difference between the mouth oxygen concentration and the outlet oxygen concentration,
To the exhaust gas upstream of the NOx purification catalyst
Since the HC component was reduced, it was exhausted in an oxygen-rich atmosphere.
HC in the gas is oxidized and NOx is sufficiently
When not reduced, HC components added to exhaust gas
The amount is increased to purify NOx, and conversely, NOx is exhausted.
Unnecessary when it is sufficiently reduced by HC in the
Addition of HC to the fuel, fuel efficiency and exhaust purification
Performance can be achieved.
【0021】さらに、第5発明によれば、上記第4発明
におけるNOx浄化触媒の入口側酸素濃度と出口側酸素
濃度の差が、NOx浄化触媒の入口側酸素濃度を検出す
る入口側O2センサとで検出されるので、この差が精度
よく検出されることになって、燃費性能と排気浄化性能
の両立が効果的に達成されることになる。 Further, according to the fifth invention, the fourth invention
Oxygen Concentration and Outlet Oxygen of NOx Purification Catalyst at High Temperature
The difference in concentration detects the oxygen concentration on the inlet side of the NOx purification catalyst.
This difference is detected by the inlet O2 sensor.
Fuel efficiency and exhaust purification performance
Will be effectively achieved.
【0022】そして、第6発明によれば、上記各発明の
作用が、金属担持ゼオライトを用いたNOx浄化触媒に
ついて達成されることになる。 According to the sixth aspect of the present invention,
The function is applied to NOx purification catalyst using metal-supported zeolite.
Will be achieved for
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明を直列4気筒ディーゼルエンジ
ンに適用した実施例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described with reference to an in-line four-cylinder diesel engine.
For embodiment applied to down it will be described.
【0024】先ず、図1により実施例に係るエンジン1
の全体構成について説明すると、エンジン本体2には4
個の気筒が列状に配置されていると共に、これらの気筒
にはそれぞれサージタンク3から分岐した4本の独立吸
気管4…4を介して新気が導入されるようになってい
る。First, FIG. 1 shows an engine 1 according to an embodiment.
The overall configuration of the engine will be described.
The cylinders are arranged in a row, and fresh air is introduced into these cylinders via four independent intake pipes 4... 4 branched from the surge tank 3.
【0025】一方、このエンジン1の排気系には、各気
筒から排出された排気ガスを集合させる排気マニホルド
5と、該排気マニホルド5に接続された排気管6とが設
けられていると共に、この排気管6の途中に例えば金属
担持ゼオライトで構成されるNOx浄化触媒を備えた触
媒コンバータ7が設置されている。On the other hand, the exhaust system of the engine 1 is provided with an exhaust manifold 5 for collecting exhaust gas discharged from each cylinder, and an exhaust pipe 6 connected to the exhaust manifold 5. In the middle of the exhaust pipe 6, a catalytic converter 7 provided with a NOx purification catalyst made of, for example, metal-supported zeolite is provided.
【0026】そして、エンジン1によって駆動される燃
料噴射ポンプ8が設けられ、この燃料噴射ポンプ8から
吐出された高圧の燃料が、それぞれ燃料供給配管9…9
を介して各気筒ごとに備えられたインジェクタ10…1
0に供給されるようになっている。A fuel injection pump 8 driven by the engine 1 is provided, and high-pressure fuel discharged from the fuel injection pump 8 is supplied to fuel supply pipes 9.
Injectors 10... 1 provided for each cylinder via
0 is supplied.
【0027】ここで、実施例に係るエンジン1の具体的
な構成を説明すると、図2、図3に示すように、エンジ
ン本体2を構成するシリンダブロック21に形成された
シリンダボア22にはピストン23が上下摺動自在とし
て内挿されていると共に、シリンダブロック21の上部
に取り付けられたシリンダヘッド24の下面と、シリン
ダブロック21における上記シリンダボア21の内周面
と、上記ピストン23の上面とで燃焼室25が構成され
ている。Here, the specific structure of the engine 1 according to the embodiment will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, a piston 23 is provided in a cylinder bore 22 formed in a cylinder block 21 constituting the engine body 2. Are slidably inserted vertically, and the lower surface of a cylinder head 24 attached to the upper portion of the cylinder block 21, the inner peripheral surface of the cylinder bore 21 in the cylinder block 21, and the upper surface of the piston 23 A chamber 25 is configured.
【0028】そして、上記シリンダヘッド24には、一
方の側面からそれぞれ燃焼室25に通じる2個の吸気ポ
ート26,26と、他方の側面からそれぞれ燃焼室25
に通じる2個の排気ポート27,27とが設けられ、こ
れらの各ポート26,26,27,27の燃焼室25へ
の開口部26a,26a,27a,27aがシリンダヘ
ッド下面に方形状に配設されていると共に、吸気ポート
26,26の開口部26a,26aをそれぞれ開閉する
2個の吸気弁28,28と、排気ポート27,27の開
口部27a,27aをそれぞれ開閉する2個の排気弁2
9,29とが備えられている。そして、これらの吸、排
気弁28,28,29,29の弁軸部28a,28a,
29a,29aがシリンダヘッド24を貫通して上方に
突出していると共に、それぞれの弁軸部28a,28
a,29a,29aに連設された円盤状の傘部28b,
28b,29b,29bが、各ポート26,26,2
7,27の開口部26a,26a,26b,26bにそ
れぞれ嵌合されたバルブシート30…30に密着、離反
するようになっている。The cylinder head 24 has two intake ports 26, 26 communicating with the combustion chamber 25 from one side, respectively, and the combustion chambers 25, 26 respectively from the other side.
And two exhaust ports 27, 27 communicating with the combustion chamber 25. Openings 26a, 26a, 27a, 27a of these ports 26, 26, 27, 27 to the combustion chamber 25 are arranged in a rectangular shape on the lower surface of the cylinder head. And two exhaust valves 28, 28 for opening and closing the openings 26a, 26a of the intake ports 26, 26, respectively, and two exhaust valves for opening and closing the openings 27a, 27a of the exhaust ports 27, 27, respectively. Valve 2
9, 29 are provided. And, the valve stems 28a, 28a, of these intake and exhaust valves 28, 28, 29, 29,
29a, 29a penetrate the cylinder head 24 and protrude upward, and the respective valve shaft portions 28a, 28
a, 29a, 29a, a disk-shaped umbrella portion 28b,
28b, 29b, and 29b are ports 26, 26, and 2 respectively.
30 come into close contact with and separate from the valve seats 30 fitted in the openings 26a, 26a, 26b, 26b of the respective 7, 27.
【0029】また、シリンダヘッド24には燃焼室25
の中央位置に開口する段付状のインジェクタ挿入孔31
が上下方向に設けられて、実施例に係るインジェクタ1
0が先端の燃料噴射部10aを燃焼室25内に露出させ
た状態で上記インジェクタ挿入孔31に挿入されている
と共に、2本の取付ボルト32,32が該インジェクタ
10の中間部分のフランジ部10bの上面で支持された
固定板33を貫通してシリンダヘッド24に螺合される
ことにより、インジェクタ10とシリンダヘッド24と
が一体化されている。The cylinder head 24 has a combustion chamber 25
Stepped injector insertion hole 31 opening at the center of
Are provided in the vertical direction, and the injector 1 according to the embodiment is
0 is inserted into the injector insertion hole 31 in a state where the fuel injection portion 10a at the tip is exposed in the combustion chamber 25, and two mounting bolts 32, 32 are connected to the flange portion 10b at the intermediate portion of the injector 10. The injector 10 and the cylinder head 24 are integrated by being screwed into the cylinder head 24 through a fixing plate 33 supported on the upper surface of the injector 10.
【0030】次に、上記インジェクタ10の具体的な構
成を説明する。Next, a specific configuration of the injector 10 will be described.
【0031】図4に示すように、インジェクタ本体10
1の下部には燃料噴射部10aを下方に膨出させたノズ
ル102が一体的に設けられていると共に、該ノズル1
02に摺動自在に内挿されたニードル弁103の周囲に
は燃料を一時貯留する油室104が設けられている。な
お、実施例においては、ノズル102に設けた上記燃料
噴射部10aには、図5に拡大して示すように、一端が
サック105に開口する4個の噴孔106…106が平
面視で十字形に配置されている。As shown in FIG. 4, the injector body 10
1 is provided integrally with a nozzle 102 having a fuel injection section 10a swelling downward.
An oil chamber 104 for temporarily storing fuel is provided around the needle valve 103 which is slidably inserted in 02. In the embodiment, the fuel injection section 10a provided in the nozzle 102 has four injection holes 106... It is arranged in the shape of a letter.
【0032】また、インジェクタ本体101の中間部分
に設けられた上記フランジ部10bには、燃料供給配管
9を介して供給される燃料を導入する燃料入口107が
設けられて、該燃料入口107から導入された燃料が燃
料供給通路108を介して上記油室104に供給される
ようになっている。そして、インジェクタ本体101の
中間部分には下端側が上記ニードル弁103に有機的に
結合されたプランジャ109が摺動自在に内挿されてお
り、該プランジャ109の上端側に臨んで形成した圧力
制御室110が、インジェクタ本体101の上部に設け
られた電磁三方弁111を介して、フランジ部10bに
設けられた燃料出口112と上記燃料入口107とに選
択的に連通するようになっている。A fuel inlet 107 for introducing fuel supplied through the fuel supply pipe 9 is provided in the flange portion 10b provided at an intermediate portion of the injector main body 101. The supplied fuel is supplied to the oil chamber 104 via the fuel supply passage 108. A plunger 109 whose lower end is organically coupled to the needle valve 103 is slidably inserted into an intermediate portion of the injector body 101, and a pressure control chamber formed facing the upper end of the plunger 109. Reference numeral 110 selectively communicates with a fuel outlet 112 provided on the flange portion 10b and the fuel inlet 107 via an electromagnetic three-way valve 111 provided on an upper portion of the injector body 101.
【0033】つまり、上記電磁三方弁111は軸方向に
進退可能な弁体113と、電磁力により該弁体113を
吸引するソレノイドコイル114とを有すると共に、上
記ソレノイドコイルの非通電状態においては、上記弁体
113がスプリング115による付勢力を受けて、上記
燃料入口107の直下流で燃料供給通路108から分岐
された供給ポート116を、図のように制御ポート11
7及びオリフィス118を介して上記圧力制御室110
に連通させた状態で、上記燃料出口112に通じる排出
ポート119を遮断する。したがって、燃料入口107
から導入された高圧の燃料が供給ポート116を経て圧
力制御室110に導入され、その圧力によりニードル弁
103の上動が規制されることになって燃料噴射部10
aからの燃料噴射が妨げられる。That is, the electromagnetic three-way valve 111 has a valve body 113 which can move forward and backward in the axial direction, and a solenoid coil 114 for attracting the valve body 113 by electromagnetic force, and when the solenoid coil is not energized, The valve body 113 receives the urging force of the spring 115, and connects the supply port 116 branched from the fuel supply passage 108 immediately downstream of the fuel inlet 107 to the control port 11 as shown in the figure.
7 and the pressure control chamber 110 via the orifice 118.
The discharge port 119 communicating with the fuel outlet 112 is shut off in a state of communication with the fuel outlet 112. Therefore, the fuel inlet 107
Is introduced into the pressure control chamber 110 through the supply port 116, and the upward movement of the needle valve 103 is regulated by the pressure.
The fuel injection from a is hindered.
【0034】一方、上記ソレノイドコイル114の通電
時には、図6に示すように、電磁三方弁の111の弁体
113がソレノイドコイル114に吸引されることによ
りスプリング115の付勢力に逆らって上動する。した
がって、圧力制御室110が排出ポート119に連通す
ることにによりプランジャ109に作用する圧力が解放
されて、ニードル弁103の上動運動の規制状態が解除
されることになる。これにより、燃料供給通路108を
介して上記油室104に供給される燃料が、図のように
ニードル弁103を上方に押し上げて燃料噴射部10a
に設けられたサック105に流入し、噴孔106…10
6を通って燃焼室25内に噴射されることになる。その
場合に、噴孔106…106から噴射された燃料噴霧X
…Xは、図のように拡散して飛散することになる。On the other hand, when the solenoid coil 114 is energized, the valve body 113 of the electromagnetic three-way valve 111 is attracted by the solenoid coil 114 to move upward against the urging force of the spring 115 as shown in FIG. . Accordingly, the pressure acting on the plunger 109 is released by the communication of the pressure control chamber 110 with the discharge port 119, and the restricted state of the upward movement of the needle valve 103 is released. As a result, the fuel supplied to the oil chamber 104 through the fuel supply passage 108 pushes the needle valve 103 upward as shown in FIG.
Flows into the sack 105 provided at the
6 and injected into the combustion chamber 25. In this case, the fuel spray X injected from the injection holes 106.
.. X are diffused and scattered as shown in the figure.
【0035】なお、この実施例においては、インジェク
タ10の燃料噴射部10aに設けられた噴孔106…1
06の軸線L…Lが、図3に示すように、平面視で吸、
排気弁28,28,29,29の弁軸部28a,28
a,29a,29aを指向するようにインジェクタ10
がシリンダヘッド24に取り付けられている。In this embodiment, the injection holes 106... 1 provided in the fuel injection portion 10a of the injector 10 are provided.
As shown in FIG. 3, the axes L...
Valve shaft portions 28a, 28 of the exhaust valves 28, 28, 29, 29
a, 29a, 29a.
Are attached to the cylinder head 24.
【0036】さらに、このエンジン1には、図1に示す
ようにコントロールユニット(以下、ECUという)4
0が備えられている。このECU40は、エンジン1の
クランク角を検出するクランク角センサ41からの信号
と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷センサ42か
らの信号と、エンジン水温を検出する水温センサ43か
らの信号と、排気マニホルド5に設置されて燃焼室25
から排出された直後の排気温度を検出する第1排気温セ
ンサ44からの信号と、触媒コンバータ7の直上流の排
気温度を検出する第2排気温センサ45からの信号と、
触媒コンバータ7の直下流の排気温度を検出する第3排
気温センサ46からの信号と、触媒コンバータ7の直上
流の残留酸素濃度を検出する第1O2センサ47からの
信号と、触媒コンバータ7の直下流の残留酸素濃度を検
出する第2O2センサ48からの信号と、燃料噴射ポン
プ8から吐出される燃料の圧力を検出する圧力センサ4
9からの信号とを入力し、これらの信号に基づいて燃料
噴射ポンプ8に対する燃料噴射圧制御を行うと共に、各
気筒のインジェクタ10…10に対しては、主として圧
縮上死点近傍で燃焼用の燃料を噴射させる燃焼用燃料噴
射制御と、排気行程でNOx浄化促進用の添加燃料を噴
射させる添加燃料噴射制御とを行うようになっている。The engine 1 further includes a control unit (hereinafter referred to as an ECU) 4 as shown in FIG.
0 is provided. The ECU 40 includes a signal from a crank angle sensor 41 for detecting a crank angle of the engine 1, a signal from an engine load sensor 42 for detecting an engine load, a signal from a water temperature sensor 43 for detecting an engine water temperature, and an exhaust manifold. 5 and the combustion chamber 25
A signal from a first exhaust gas temperature sensor 44 for detecting an exhaust gas temperature immediately after being exhausted from the catalyst, a signal from a second exhaust gas temperature sensor 45 for detecting an exhaust gas temperature immediately upstream of the catalytic converter 7,
A signal from a third exhaust gas temperature sensor 46 for detecting the exhaust gas temperature immediately downstream of the catalytic converter 7, a signal from a first O2 sensor 47 for detecting the residual oxygen concentration immediately upstream of the catalytic converter 7, A signal from the second O2 sensor 48 for detecting the concentration of residual oxygen downstream and a pressure sensor 4 for detecting the pressure of the fuel discharged from the fuel injection pump 8
9 to control the fuel injection pressure of the fuel injection pump 8 based on these signals. The injectors 10... 10 of each cylinder are mainly used for combustion near the compression top dead center. Combustion fuel injection control for injecting fuel and additional fuel injection control for injecting additional fuel for promoting NOx purification in the exhaust stroke are performed.
【0037】ここで、上記燃料噴射圧制御と燃焼用燃料
噴射制御とを説明すると、まず前者の燃料噴射圧制御は
概略次のように行われる。Here, the fuel injection pressure control and the fuel injection control for combustion will be described. First, the former fuel injection pressure control is performed roughly as follows.
【0038】すなわち、ECU40はクランク角センサ
41からの信号に基づいてエンジン回転数を算出した上
で、該エンジン回転数とエンジン負荷センサ42からの
信号が示すエンジン負荷とを所定の燃料噴射圧のマップ
に照らし合わせることにより、現実のエンジン回転数と
エンジン負荷とに対応する燃料噴射圧を設定すると共
に、設定した燃料噴射圧が得られるように圧力制御信号
を燃料噴射ポンプ8に出力する。ここで、上記燃料噴射
圧のマップは、図7に示すように、エンジン回転数とエ
ンジン負荷とをパラメータとして、低回転低負荷領域に
おいては所定の低圧値が、また高回転高負荷領域におい
ては所定の高圧値が選択されるように設定されていると
共に、低回転高負荷領域及び高回転低負荷領域において
は中圧値が選択されるように設定されている。したがっ
て、エンジン1の運転状態(エンジン回転数及びエンジ
ン負荷)が低回転低負荷状態のときには、燃料噴射圧が
低圧となるように圧力制御信号が燃料噴射ポンプ8に出
力されることになる。That is, the ECU 40 calculates the engine speed based on the signal from the crank angle sensor 41, and then calculates the engine speed and the engine load indicated by the signal from the engine load sensor 42 at a predetermined fuel injection pressure. The fuel injection pressure corresponding to the actual engine speed and the engine load is set by referring to the map, and a pressure control signal is output to the fuel injection pump 8 so as to obtain the set fuel injection pressure. Here, as shown in FIG. 7, the map of the fuel injection pressure uses the engine speed and the engine load as parameters, and has a predetermined low pressure value in a low rotation low load region and a predetermined low pressure value in a high rotation high load region. The predetermined high pressure value is set to be selected, and the medium pressure value is set to be selected in the low rotation high load region and the high rotation low load region. Therefore, when the operating state of the engine 1 (engine speed and engine load) is in a low rotation and low load state, a pressure control signal is output to the fuel injection pump 8 so that the fuel injection pressure becomes low.
【0039】一方、後者の燃焼用燃料噴射制御は概略次
のように行われる。On the other hand, the latter control of fuel injection for combustion is generally performed as follows.
【0040】すなわち、ECU40は、図8に示すよう
にエンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとして
設定した運転領域のマップに、現実のエンジン回転数と
エンジン負荷とが示す運転状態を照らし合わせて、運転
状態が低回転低負荷側に設定されたパイロット噴射領域
に属するか否かを判定すると共に、運転状態がパイロッ
ト噴射領域に属するときには圧縮上死点の付近で主噴射
に先行してパイロット噴射が行われるように燃焼用燃料
噴射信号をインジェクタ10に出力し、また運転状態が
パイロット噴射領域に属しないときには同じく圧縮上死
点の付近でパイロット噴射のない通常噴射が行われるよ
うにインジェクタ10に燃焼用燃料噴射信号を出力す
る。That is, as shown in FIG. 8, the ECU 40 compares the actual operating condition indicated by the actual engine speed and the engine load with a map of the operating region in which the engine speed and the engine load are set as parameters. It is determined whether or not the operating state belongs to the pilot injection region set on the low rotation and low load side, and when the operating state belongs to the pilot injection region, the pilot injection precedes the main injection near the compression top dead center. The fuel injection signal for combustion is output to the injector 10 so that the injection is performed, and when the operating state does not belong to the pilot injection region, the fuel is injected to the injector 10 so that the normal injection without the pilot injection is similarly performed near the compression top dead center. And outputs a fuel injection signal for use.
【0041】次に、本発明の特徴部分である添加燃料噴
射制御を説明すると、この添加燃料噴射制御は具体的に
は図9に示すフローチャートに従って次のように行われ
る。Next, the additional fuel injection control, which is a feature of the present invention, will be described. Specifically, the additional fuel injection control is performed as follows in accordance with the flowchart shown in FIG.
【0042】すなわち、ECU40は、まずステップS
1を実行して、図10に示すように主噴射用の燃料噴射
圧設定値をパラメータとして予め設定された基本噴射量
のマップに、現実の燃料噴射圧設定値Poを照らし合わ
せて対応する基本噴射量を設定する。なお、上記マップ
は、燃料噴射圧設定値Poの増大に伴って基本噴射量が
減少するように設定されている。That is, the ECU 40 first executes step S
1 is executed, and as shown in FIG. 10, the basic fuel injection pressure set value for the main injection is set as a parameter, and the basic fuel injection pressure map is compared with the actual fuel injection pressure set value Po to correspond to the basic fuel injection pressure map. Set the injection amount. The map is set so that the basic injection amount decreases as the fuel injection pressure set value Po increases.
【0043】次に、ECU40は圧力センサ49からの
信号が示す燃料噴射圧の実際値Pから上記燃料噴射圧設
定値Poを減算することにより、該設定値Poに対する
実際値Pの圧力偏差△Pを算出した上で、該圧力偏差△
Pが0より大きいか否かを判定する(ステップS2)。
つまり、主噴射の噴射圧力が設定値よりも大きいか否か
を判定するのである。そして、上記圧力偏差△Pが0よ
り大きいと判定したときには、予め設定されたマップか
ら圧力偏差△Pに対応する圧力補正係数を設定する(ス
テップS3)。ここで、上記マップは、図11に示すよ
うに、上記圧力偏差△Pをパラメータとして、該偏差△
Pの増大に伴って圧力補正係数が負の範囲でリニアに減
少する特性に設定されている。したがって、上記圧力偏
差△Pが0よりも大きいときには、圧力補正係数は負の
値となると共に、圧力偏差△Pの増大に伴って設定され
る圧力補正係数の絶対値が大きくなることになる。Next, the ECU 40 subtracts the fuel injection pressure set value Po from the actual fuel injection pressure value P indicated by the signal from the pressure sensor 49, thereby obtaining a pressure deviation ΔP of the actual value P from the set value Po. After calculating the pressure deviation △
It is determined whether P is greater than 0 (step S2).
That is, it is determined whether the injection pressure of the main injection is larger than the set value. If it is determined that the pressure deviation ΔP is larger than 0, a pressure correction coefficient corresponding to the pressure deviation ΔP is set from a preset map (step S3). Here, as shown in FIG. 11, the map uses the pressure deviation ΔP as a parameter,
The pressure correction coefficient is set to a characteristic in which the pressure correction coefficient linearly decreases in a negative range as P increases. Therefore, when the pressure deviation ΔP is larger than 0, the pressure correction coefficient becomes a negative value, and the absolute value of the pressure correction coefficient set with the increase of the pressure deviation ΔP increases.
【0044】次いで、ECU40はステップS4を実行
してパイロット噴射が行われているか否かを判定して、
YESと判定したときにはステップS5に進んでパイロ
ット補正係数を設定する。なお、このパイロット補正係
数は負の値に設定されている。Next, the ECU 40 executes step S4 to determine whether or not pilot injection is being performed.
When YES is determined, the process proceeds to step S5 to set a pilot correction coefficient. The pilot correction coefficient is set to a negative value.
【0045】次に、ECU40はステップS6を実行し
て、図12に示すように予めエンジン水温をパラメータ
として設定された水温補正係数のマップに、水温センサ
43からの信号が示す現実のエンジン水温Twを当ては
めて、該エンジン水温Twに対応する水温補正係数を設
定する。ここで、上記マップはエンジン水温Twが減少
するほど水温補正係数が減少するように設定されてい
る。Next, the ECU 40 executes step S6, and stores the actual engine water temperature Tw indicated by the signal from the water temperature sensor 43 in a map of the water temperature correction coefficient preset with the engine water temperature as a parameter as shown in FIG. And a water temperature correction coefficient corresponding to the engine water temperature Tw is set. Here, the map is set so that the water temperature correction coefficient decreases as the engine water temperature Tw decreases.
【0046】さらに、ECU40はステップS7,S8
を実行して排気温補正係数と酸素濃度補正係数とをそれ
ぞれ設定する。Further, the ECU 40 determines in steps S7 and S8
To set the exhaust gas temperature correction coefficient and the oxygen concentration correction coefficient.
【0047】ここで、上記排気温補正係数は次のように
して設定される。つまり、ECU40は、第3排気温セ
ンサ46からの信号が示す触媒出口側排気温度Toから
第2排気温センサ45からの信号が示す触媒入口側排気
温度Tiを減算することにより排気温差△Tを算出した
上で、図13に示すように排気温差をパラメータとして
設定された排気温補正係数のマップに現実の排気温差△
Tを当てはめて、該排気温差△Tに対応する排気温補正
係数を設定する。その場合に、排気温補正係数は排気温
差△Tの増大に伴ってリニアに減少する特性とされてお
り、したがって触媒コンバータ7に余分なHC成分が供
給されて酸化反応により触媒出口側排気温度Toが上昇
したときには、排気温補正係数が小さな値に設定される
ことになって燃料の添加量が減量されて燃費性能の悪化
が回避されると共に、HC成分が少なく触媒出口側排気
温度Toが低下したときには、排気温補正係数が大きな
値に設定されることになって燃料の添加量が増量されて
NOx浄化率が良好に維持されることになる。Here, the exhaust gas temperature correction coefficient is set as follows. That is, the ECU 40 subtracts the catalyst inlet-side exhaust temperature Ti indicated by the signal from the second exhaust temperature sensor 45 from the catalyst outlet-side exhaust temperature To indicated by the signal from the third exhaust temperature sensor 46 to obtain the exhaust gas temperature difference ΔT. After the calculation, as shown in FIG. 13, the actual exhaust gas temperature difference △ is stored in a map of the exhaust gas temperature correction coefficient set using the exhaust gas temperature difference as a parameter.
T is applied, and an exhaust gas temperature correction coefficient corresponding to the exhaust gas temperature difference ΔT is set. In this case, the exhaust gas temperature correction coefficient has a characteristic that it decreases linearly with an increase in the exhaust gas temperature difference ΔT. Therefore, an extra HC component is supplied to the catalytic converter 7 and the catalyst outlet side exhaust gas temperature To due to oxidation reaction. When the exhaust gas temperature rises, the exhaust gas temperature correction coefficient is set to a small value, the amount of added fuel is reduced, and deterioration of fuel economy performance is avoided. Then, the exhaust gas temperature correction coefficient is set to a large value, the amount of fuel added is increased, and the NOx purification rate is favorably maintained.
【0048】また、上記酸素濃度補正係数は次のように
して設定される。つまり、ECU40は、第2O2セン
サ48からの信号が示す触媒出口側酸素濃度Doから第
1O2センサ47からの信号が示す触媒入口側酸素濃度
Diを減算することにより酸素濃度差△Dを算出した上
で、図14に示すように酸素濃度差をパラメータとして
設定された酸素濃度補正係数のマップに現実の酸素濃度
差△Dを当てはめて、該酸素濃度差△Dに対応する酸素
濃度補正係数を設定する。その場合に、酸素濃度補正係
数は酸素濃度差△Dの増大に伴ってリニアに減少する特
性とされており、したがって触媒コンバータ7における
NOxの還元によって触媒出口側酸素濃度Doが増大し
たときには、酸素濃度補正係数が小さな値に設定される
ことになって燃料の添加量が減量されて燃費性能の悪化
が回避されると共に、NOx成分の還元量が少なく触媒
出口側酸素濃度Doが減少したときには、酸素濃度補正
係数が大きな値に設定されることになって燃料の添加量
が増量されてNOx浄化率が良好に維持されることにな
る。The oxygen concentration correction coefficient is set as follows. That is, the ECU 40 calculates the oxygen concentration difference ΔD by subtracting the catalyst inlet oxygen concentration Di indicated by the signal from the first O2 sensor 47 from the catalyst outlet oxygen concentration Do indicated by the signal from the second O2 sensor 48. Then, as shown in FIG. 14, the actual oxygen concentration difference ΔD is applied to the map of the oxygen concentration correction coefficient set using the oxygen concentration difference as a parameter, and the oxygen concentration correction coefficient corresponding to the oxygen concentration difference ΔD is set. I do. In this case, the oxygen concentration correction coefficient has a characteristic of linearly decreasing with an increase in the oxygen concentration difference ΔD. Therefore, when the oxygen concentration Do on the catalyst outlet side increases due to the reduction of NOx in the catalytic converter 7, the oxygen concentration correction coefficient When the concentration correction coefficient is set to a small value, the addition amount of fuel is reduced to avoid deterioration of fuel efficiency, and when the reduction amount of the NOx component is small and the catalyst outlet side oxygen concentration Do decreases, Since the oxygen concentration correction coefficient is set to a large value, the amount of added fuel is increased, and the NOx purification rate is maintained satisfactorily.
【0049】そして、ECU40は上記図9のフローチ
ャートのステップS9を実行して、基本噴射量と上記各
補正係数とに基づいて最終噴射量を設定した上で、ステ
ップS10を実行して上記排気温差△Tが所定の最大許
容温度Tmxよりも高いか否かを判定して、NOと判定
したときにはステップS11に進んで、排気上死点近傍
で添加燃料噴射信号をインジェクタ10に出力すると共
に、上記排気温差△Tが最大許容温度Tmxよりも高い
と判定したときにはステップS12に進んでインジェク
タ10に対する噴射信号の出力を停止する。したがっ
て、触媒コンバータ7の熱破壊が防止されることにな
る。Then, the ECU 40 executes step S9 in the flowchart of FIG. 9 to set the final injection amount based on the basic injection amount and the respective correction coefficients, and then executes step S10 to execute the exhaust temperature difference. It is determined whether ΔT is higher than a predetermined maximum allowable temperature Tmx. If the determination is NO, the process proceeds to step S11, where an additional fuel injection signal is output to the injector 10 near the exhaust top dead center, and When it is determined that the exhaust gas temperature difference ΔT is higher than the maximum allowable temperature Tmx, the process proceeds to step S12, and the output of the injection signal to the injector 10 is stopped. Therefore, thermal destruction of the catalytic converter 7 is prevented.
【0050】次に、実施例の作用を説明する。Next, the operation of the embodiment will be described.
【0051】エンジン1の異常などにより、図15に示
すように主噴射の燃料噴射圧の実際値が設定値よりも大
きくなったとすると、その圧力差△Pが解消されるよう
に圧力補正係数が設定される。その場合に、圧力補正係
数は負の値に設定されることから、燃料の添加量は設定
値よりも減少するように変更されることになって燃料消
費量が減少すると共に、触媒コンバータ7においては燃
料噴射圧の増大によって増加するHC成分によってNO
xの還元反応が助長されることになるので、NOx浄化
率も良好に維持されることになる。If the actual value of the fuel injection pressure of the main injection becomes larger than the set value as shown in FIG. 15 due to an abnormality of the engine 1 or the like, the pressure correction coefficient is set so that the pressure difference ΔP is eliminated. Is set. In this case, since the pressure correction coefficient is set to a negative value, the amount of fuel to be added is changed to be smaller than the set value, so that the fuel consumption is reduced and the catalytic converter 7 Is NO due to the HC component which increases due to the increase of the fuel injection pressure.
Since the reduction reaction of x is promoted, the NOx purification rate is also maintained satisfactorily.
【0052】また、図16に示すように主噴射に先行し
てパイロット噴射が行われる場合には、パイロット噴射
補正係数がパイロット噴射を行う前に比べて減少され
る。これにより、図に示すように排気上死点付近でのイ
ンジェクタ10のニードル弁102のリフト量が小さく
なり、燃料の添加量が減少することになって燃料消費量
が減少すると共に、パイロット噴射を行うことにより増
加するHC成分によってNOxの還元反応が助長される
ことになるので、この場合においてもNOx浄化率も良
好に維持されることになる。When the pilot injection is performed prior to the main injection as shown in FIG. 16, the pilot injection correction coefficient is reduced as compared to before the pilot injection is performed. As a result, as shown in the figure, the lift amount of the needle valve 102 of the injector 10 near the top dead center of the exhaust gas becomes small, so that the amount of added fuel is reduced, the fuel consumption is reduced, and the pilot injection is performed. Since the reduction of NOx is promoted by the HC component that is increased by performing the process, the NOx purification rate is also favorably maintained in this case.
【0053】なお、本実施例においては、エンジン水温
Twが低くなるほど添加燃料噴射量が低減されるように
なっているので、不要な燃料消費を抑制しつつNOxを
効率よく浄化することが可能となる。In this embodiment, the additional fuel injection amount is reduced as the engine coolant temperature Tw decreases, so that it is possible to purify NOx efficiently while suppressing unnecessary fuel consumption. Become.
【0054】以上の実施例においては、燃料噴射用のイ
ンジェクタ10を用いて排気行程時にNOx浄化用の添
加燃料を噴射させるようになっているが、NOx浄化用
の燃料を噴射する専用のインジェクタを排気系に設置す
るようにしたものにも適用することが可能である。In the above-described embodiment, the fuel injection injector 10 is used to inject the additional fuel for NOx purification during the exhaust stroke. However, a special injector for injecting the NOx purification fuel is used. It is also possible to apply the present invention to one that is installed in an exhaust system.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、排気系に
設置されたNOx浄化触媒の上流側で排気ガスに燃料成
分を添加するようにしたディーゼルエンジン等のエンジ
ンにおいて、HCの発生しやすい運転状況のとき、或い
は排気ガス中のHCがNOxの還元に十分関与している
ときに、排気ガスへの燃料もしくは燃料成分であるHC
の添加量が減少されるようになっているので、不要な燃
料消費が抑制されて燃費性能が向上すると共に、排気ガ
ス中に本来含まれるHCによって触媒反応が促進される
ことになるので良好なNOx浄化性能が得られることに
もなる。As described above, according to the present invention, an engine, such as a diesel engine , in which a fuel component is added to exhaust gas on the upstream side of a NOx purification catalyst installed in an exhaust system.
In operating conditions where HC is likely to occur ,
Is that HC in exhaust gas is sufficiently involved in NOx reduction
Occasionally, the fuel or fuel component HC in the exhaust gas
Is reduced, unnecessary fuel consumption is suppressed, fuel efficiency is improved, and a catalytic reaction is promoted by HC originally contained in exhaust gas. NOx purification performance can also be obtained.
【図1】 エンジンの制御システム図である。FIG. 1 is a control system diagram of an engine.
【図2】 燃焼室の周辺の構成を示すエンジンの要部拡
大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of an engine showing a configuration around a combustion chamber.
【図3】 図2のA−A線で切断した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【図4】 インジェクタの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the injector.
【図5】 図4のB−B線で切断した拡大断面図であ
る。FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. 4;
【図6】 インジェクタの作動状態を示す縦断面図であ
る。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an operation state of the injector.
【図7】 エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメー
タとする燃料噴射圧のマップを示す運転領域図である。FIG. 7 is an operating region diagram showing a map of a fuel injection pressure using an engine speed and an engine load as parameters.
【図8】 エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメー
タとするパイロット噴射領域を示す運転領域図である。FIG. 8 is an operating region diagram showing a pilot injection region in which the engine speed and the engine load are used as parameters.
【図9】 実施例に係る添加燃料噴射制御を示すフロー
チャート図である。FIG. 9 is a flowchart illustrating additional fuel injection control according to the embodiment.
【図10】 該制御に用いる燃料噴射圧設定値と基本噴
射量との関係を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a fuel injection pressure set value used for the control and a basic injection amount.
【図11】 該制御に用いる燃料噴射圧の設定値に対す
る実際値の偏差と圧力補正係数との関係を示す特性図で
ある。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a deviation of an actual value from a set value of a fuel injection pressure used for the control and a pressure correction coefficient.
【図12】 該制御に用いるエンジン水温と水温補正係
数との関係を示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine water temperature and a water temperature correction coefficient used for the control.
【図13】 該制御に用いる触媒コンバータ前後の排気
温差と排気温補正係数との関係を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between an exhaust gas temperature difference before and after a catalytic converter used for the control and an exhaust gas temperature correction coefficient.
【図14】 該制御に用いる触媒コンバータ前後の酸素
濃度差と酸素濃度補正係数との関係を示す特性図であ
る。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between an oxygen concentration difference before and after a catalytic converter used for the control and an oxygen concentration correction coefficient.
【図15】 燃料噴射圧が変化した場合の燃料添加量の
変化を示すタイムチャート図である。FIG. 15 is a time chart showing a change in a fuel addition amount when a fuel injection pressure changes.
【図16】 パイロット噴射が行われる場合の燃料添加
量の変化を示すタイムチャート図である。FIG. 16 is a time chart showing a change in fuel addition amount when pilot injection is performed.
1 エンジン 6 排気管 7 触媒コンバータ 10 インジェクタ 40 ECU 41 クランク角センサ 42 エンジン負荷センサ 43 水温センサ 45 第2排気温センサ 46 第3排気温センサ 49 圧力センサ Reference Signs List 1 engine 6 exhaust pipe 7 catalytic converter 10 injector 40 ECU 41 crank angle sensor 42 engine load sensor 43 water temperature sensor 45 second exhaust temperature sensor 46 third exhaust temperature sensor 49 pressure sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲崎▼本 正嗣 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−93814(JP,A) 特開 平3−253713(JP,A) 特開 平6−117225(JP,A) 特開 平6−108828(JP,A) 特開 平4−232359(JP,A) 特開 昭61−197740(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor ▲ Saki ▼ Masashi Moto 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-48-93814 (JP, A) JP-A-3-253713 (JP, A) JP-A-6-117225 (JP, A) JP-A-6-108828 (JP, A) JP-A-4-232359 (JP, A) JP-A-61-197740 ( JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/38 F01N 9/00-11/00
Claims (6)
噴射手段が設けられ、かつ排気系に排気ガス中の窒素酸
化物を浄化するNOx浄化触媒が設置されたディーゼル
エンジンの排気浄化装置であって、上記排気系における
NOx浄化触媒よりも上流側で排気ガスに燃料を添加す
る燃料添加手段が備えられていると共に、上記燃料噴射
手段から設定値を超える圧力で燃焼用の燃料が噴射され
るときに、上記燃料添加手段による燃料の添加量を減少
させる制御手段が設けられていることを特徴とするディ
ーゼルエンジンの排気浄化装置。1. Diesel provided with fuel injection means for injecting fuel for combustion for each cylinder, and provided with an NOx purification catalyst for purifying nitrogen oxides in exhaust gas in an exhaust system.
An exhaust gas purifying apparatus for an engine , comprising: a fuel adding means for adding fuel to exhaust gas upstream of a NOx purifying catalyst in the exhaust system, and burning at a pressure exceeding a set value from the fuel injection means. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine , further comprising control means for reducing the amount of fuel added by the fuel adding means when fuel for fuel is injected.
パイロット噴射とに分けて噴射する燃料噴射手段が設け
られ、かつ排気系に排気ガス中の窒素酸化物を浄化する
NOx浄化触媒が設置されたディーゼルエンジンの排気
浄化装置であって、上記排気系におけるNOx浄化触媒
よりも上流側で排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段
が備えられていると共に、上記燃料噴射手段から主噴射
に先行するパイロット噴射が行われる運転状態のとき
に、上記燃料添加手段による燃料の添加量を減少させる
制御手段が設けられていることを特徴とするディーゼル
エンジンの排気浄化装置。2. A fuel injection means for separately injecting fuel for combustion into a main injection and a pilot injection thereof for each cylinder is provided, and a NOx purification catalyst for purifying nitrogen oxides in exhaust gas is provided in an exhaust system. An exhaust purification device for a diesel engine installed, comprising: fuel addition means for adding fuel to exhaust gas on the upstream side of the NOx purification catalyst in the exhaust system, and from the fuel injection means to main injection. Diesel characterized by being provided with control means for reducing the amount of fuel added by the fuel adding means in an operating state in which the preceding pilot injection is performed.
Engine exhaust purification device.
噴射手段が設けられ、かつ排気系に排気ガス中の窒素酸Injection means is provided, and nitrogen acid in the exhaust gas is provided to the exhaust system.
化物を酸素過剰雰囲気で浄化するNOx浄化触媒が設置NOx purification catalyst installed to purify oxides in an oxygen-rich atmosphere
されたエンジンの排気浄化装置であって、上記排気系にExhaust purification device for an engine, wherein the exhaust system
おけるNOx浄化触媒よりも上流側で排気ガスにHC成HC in the exhaust gas upstream of the NOx purification catalyst
分を添加するHC成分添加手段と、上記NOx浄化触媒Component adding means for adding nitrogen and the NOx purification catalyst
の出口側酸素濃度を検出する検出手段と、該検出手段にDetecting means for detecting the oxygen concentration at the outlet side of the
より検出される出口側酸素濃度が高いほど、上記HC成The higher the outlet oxygen concentration detected, the higher the
分の添加量を減量させる制御手段が設けられていることControl means for reducing the amount of added
を特徴とするエンジンの排気浄化装置。An exhaust gas purification device for an engine, characterized in that:
素濃度と出口側酸素濃度の差を検出し、制御手段は、そThe difference between the oxygen concentration and the oxygen concentration at the outlet is detected, and the control means
の差の絶対値が小さいほどHC成分の添加量を減量させThe smaller the absolute value of the difference, the smaller the amount of HC component added
ることを特徴とする請求項3に記載のエンジンの排気浄The exhaust gas purification of an engine according to claim 3, wherein
化装置。Device.
素濃度を検出する入口側O2センサと、出口側酸素濃度
を検出する出口側O2センサとを有し、これらのセンサ
の検出値に基づいて入口側酸素濃度と出口側酸素濃度の
差を検出する ことを特徴とする請求項4に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。 5. The detecting means comprises an acid on the inlet side of the NOx purification catalyst.
O2 sensor on the inlet side to detect elemental concentration and oxygen concentration on the outlet side
And an outlet-side O2 sensor for detecting
Of the oxygen concentration on the inlet side and the oxygen concentration on the outlet side based on the detected value of
The engine according to claim 4, wherein the difference is detected.
Exhaust purification device.
であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれ
かに記載のエンジンの排気浄化装置。 6. The NOx purification catalyst is a metal-supported zeolite.
4. The method according to claim 1, wherein
An exhaust gas purifying apparatus for an engine according to any one of the claims.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33816792A JP3153660B2 (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Engine exhaust purification device |
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JPH06159043A JPH06159043A (en) | 1994-06-07 |
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