JP2001055950A - Fuel injection control device for diesel engine - Google Patents

Fuel injection control device for diesel engine

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JP2001055950A
JP2001055950A JP11231351A JP23135199A JP2001055950A JP 2001055950 A JP2001055950 A JP 2001055950A JP 11231351 A JP11231351 A JP 11231351A JP 23135199 A JP23135199 A JP 23135199A JP 2001055950 A JP2001055950 A JP 2001055950A
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fuel
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate discharging of NOx etc., from catalyst without causing deterioration of fuel consumption performance nor abrupt increasing of smoke in a fuel injection control device which is prepared by arranging NOx absorption and reduction type catalyst on an exhaust passage of a direct injection type diesel engine, and reducing oxygen density in exhaust gas for refreshing the catalyst by increasingly correcting a fuel injection amount when the NOx absorption amount in the catalyst is increased. SOLUTION: Injection amount and form of fuel from an injector 5 are controlled by a reference fuel injection control means 35a according to a target torque and a rotational speed of an engine 1. Main injection is carried out in a divided form near a top dead center of compression of a cylinder by an injection form correction means 35c when temperature of catalyst 22 is low at the time of discharging NOx from the catalyst 22. Afterward, the fuel injection amount is increasingly corrected by an injection amount correction means 35b. IN addition, pre-injection is carried out in an initial stage of compression stroke of the cylinder.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気通路に酸素過剰雰囲気の排気中のNOxを吸収
するNOx吸収材を配設するとともに、このNOx吸収
材からNOxを放出させるときには、排気中の酸素濃度
が低下するように燃料噴射量等を制御するようにした燃
料噴射制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of disposing an NOx absorbent for absorbing NOx in exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere in an exhaust passage of a diesel engine. The present invention relates to a fuel injection control device that controls a fuel injection amount and the like so that the oxygen concentration of the fuel injection decreases.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置として、例えば特開平6−2129
61号公報に開示されるように、気筒の圧縮上死点近傍
で通常の燃料噴射を行う他に、所定の運転状態では膨張
行程中期から排気行程にかけて少量の燃料(軽油)を追
加供給して、排気中の還元剤成分の濃度を高めることに
より、排気通路に設けたNOx吸収材の機能を回復(リ
フレッシュ)させるようにしたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel injection control device for a diesel engine of this type, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent No. 61, in addition to performing normal fuel injection near the compression top dead center of a cylinder, in a predetermined operation state, a small amount of fuel (light oil) is additionally supplied from the middle stage of the expansion stroke to the exhaust stroke. Further, there is known an apparatus in which the function of a NOx absorbent provided in an exhaust passage is restored (refreshed) by increasing the concentration of a reducing agent component in exhaust gas.

【0003】すなわち、ディーゼルエンジンは通常、空
燃比がかなりリーンな状態(例えばA/F≧18くらい
で、排気中の酸素濃度が4%以上)で運転されるが、そ
のリーンな状態の排気中でNOxを還元浄化することは
極めて難しいので、排気中の酸素濃度が高いときにNO
xを吸収する一方、酸素濃度が減少すればNOxを放出
するいわゆるNOx吸収材を用いる技術がある。
That is, a diesel engine is usually operated in a state where the air-fuel ratio is considerably lean (for example, A / F ≧ 18 and the oxygen concentration in the exhaust gas is 4% or more). It is extremely difficult to reduce and purify NOx with NOx.
There is a technique using a so-called NOx absorbent that absorbs x and releases NOx when the oxygen concentration decreases.

【0004】そして、前記NOx吸収材はNOxの吸収
量が増えるに連れて吸収性能が低下する性質を有するの
で、前記従来の燃料噴射装置では、NOx吸収材の吸収
性能が大きく低下する前に、気筒の膨張行程で追加の燃
料を噴射し、この燃料の燃焼(後燃え)により排気中の
酸素を消費させて酸素濃度を例えば0.5%以下に低下
させるとともに、排気中のCOやHC等の還元剤成分の
濃度を高めて、その還元剤成分によりNOx吸収材から
のNOxの放出を促し、かつそのNOxを十分に還元浄
化して、NOx吸収材の吸収性能を回復させるようにし
ている。
[0004] Since the NOx absorbent has the property that its absorption performance decreases as the amount of NOx absorbed increases, the conventional fuel injection device requires that the absorption performance of the NOx absorbent be reduced before the NOx absorption material greatly decreases. Additional fuel is injected during the expansion stroke of the cylinder, and the combustion (afterburning) of this fuel consumes oxygen in the exhaust gas to reduce the oxygen concentration to, for example, 0.5% or less, and also reduces CO, HC, etc. in the exhaust gas. , The concentration of the reducing agent component is increased, the release of the NOx from the NOx absorbent is promoted by the reducing agent component, and the NOx is sufficiently reduced and purified to recover the absorption performance of the NOx absorbent. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、前
記のようなNOx吸収材は、NOxを吸収したり放出し
たりする作用が温度状態に依存することが知られてお
り、一例を挙げれば、NOx吸収材による排気中のNO
x浄化率は、例えば図3(a)に示すように所定の温度
範囲では十分に高いものの、温度状態が低い触媒の未暖
機時には急速に低下するという特性を有する。このよう
なNOx吸収材の特性に対し、熱効率に優れるディーゼ
ルエンジンではガソリンエンジンに比べて排気温度が低
くなりやすいので、エンジンの運転状態によってはNO
x吸収材の温度状態が前記所定の温度範囲よりも低くな
ってしまい、NOxの吸収及び放出作用を十分に発揮さ
せることができないという問題がある。
In general, it is known that the above-mentioned NOx absorbents absorb and release NOx depending on the temperature condition. For example, NO in exhaust gas by NOx absorbent
Although the x purification rate is sufficiently high in a predetermined temperature range, for example, as shown in FIG. 3 (a), it has a characteristic that it rapidly decreases when the catalyst having a low temperature state is not warmed up. With respect to such characteristics of the NOx absorbent, the exhaust temperature of a diesel engine having excellent thermal efficiency tends to be lower than that of a gasoline engine.
There is a problem in that the temperature state of the x-absorbing material becomes lower than the predetermined temperature range, and the effect of absorbing and releasing NOx cannot be sufficiently exerted.

【0006】また、前記従来例のように、NOx吸収材
をリフレッシュするときに、気筒の膨張行程で追加の燃
料を噴射するようにすると、この燃料の燃焼状態が著し
く悪くなってスモーク排出量が急増する虞れがあり、ま
た、エンジン出力に寄与しない余分な燃料が噴射される
ことにもなるので、燃費悪化が著しいという不具合があ
る。
Further, when the additional fuel is injected during the expansion stroke of the cylinder when the NOx absorbent is refreshed as in the above-described conventional example, the combustion state of the fuel is significantly deteriorated, and the amount of smoke emission is reduced. There is a possibility that the fuel consumption will increase rapidly, and extra fuel that does not contribute to the engine output will be injected.

【0007】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ディーゼルエンジン
の排気通路にNOx吸収材を配置して、酸素過剰雰囲気
の排気中のNOxを浄化するようにしたものにおいて、
特に前記NOx吸収材のリフレッシュのときの燃料噴射
制御の手順に工夫を凝らして、燃費の悪化やスモークの
急増を招くことなく、NOx吸収材の温度状態を高め
て、NOxの放出等を促進することにある。
[0007] The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to dispose a NOx absorbent in an exhaust passage of a diesel engine to purify NOx in exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere. In what we did,
In particular, by devising the procedure of the fuel injection control at the time of refreshing the NOx absorbent, the temperature state of the NOx absorbent is raised to promote NOx emission and the like without causing deterioration in fuel efficiency and a sudden increase in smoke. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明の解決手段では、排気通路にNOx吸収材が
配設されたディーゼルエンジンにおいて、このNOx吸
収材からNOxを放出させるときには、遅くとも燃料噴
射量を増量補正するのと同時に、燃料噴射弁による気筒
の圧縮上死点近傍での燃料噴射(以下、主噴射ともい
う)を複数回に分割して行わせるようにした。
In order to achieve the above-mentioned object, according to a solution of the present invention, when a NOx absorbent is disposed in an exhaust passage, when the NOx is released from the NOx absorbent, At the latest, the fuel injection amount is increased and corrected, and at the same time, the fuel injection (hereinafter also referred to as main injection) in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder by the fuel injection valve is performed in a plurality of times.

【0009】具体的に、請求項1の発明では、図1に示
すように、エンジン1の気筒2内燃焼室4に燃料を直
接、噴射供給する燃料噴射弁5と、エンジン1の排気通
路20に配設され、酸素濃度の高い酸素過剰雰囲気の排
気中のNOxを吸収する一方、酸素濃度の低下に伴い前
記吸収したNOxを放出するNOx吸収材22と、前記
燃料噴射弁5による燃料の噴射状態を少なくともエンジ
ン1の運転状態に応じて制御する基本燃料噴射制御手段
35aと、前記NOx吸収材22からNOxを放出させ
るとき、排気中の酸素濃度が低下するように前記燃料噴
射弁5による燃料噴射量を増量補正する噴射量補正手段
35bとを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置Aを前提とする。そして、前記NOx吸収材22から
NOxを放出させるとき、遅くとも前記噴射量補正手段
35bによる燃料噴射量の増量補正と同時に、燃料噴射
弁5により燃料を気筒2の圧縮上死点近傍で複数回に分
割して噴射させる噴射形態補正手段35cを設ける構成
とする。
More specifically, according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, a fuel injection valve 5 for directly injecting fuel into a combustion chamber 4 in a cylinder 2 of an engine 1 and an exhaust passage 20 of the engine 1 are provided. And a NOx absorbent 22 that absorbs NOx in exhaust gas in an oxygen-rich atmosphere having a high oxygen concentration and releases the absorbed NOx as the oxygen concentration decreases. Basic fuel injection control means 35a for controlling the state at least in accordance with the operating state of the engine 1; and fuel by the fuel injection valve 5 such that when releasing NOx from the NOx absorbent 22, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced. It is assumed that the fuel injection control device A of the diesel engine includes an injection amount correction unit 35b for increasing and correcting the injection amount. When the NOx is released from the NOx absorbent 22, the fuel is injected by the fuel injection valve 5 several times in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder 2 at the same time as the increase correction of the fuel injection amount by the injection amount correction means 35b at the latest. A configuration is provided in which an injection mode correction unit 35c that performs split injection is provided.

【0010】前記の構成により、エンジン1の運転中に
NOx吸収材22からNOxを放出させるときには、遅
くとも噴射量補正手段35bにより燃料噴射量が増量補
正される時点で、噴射形態補正手段35cによる噴射形
態の補正制御が行われ、燃料噴射弁5により主噴射が複
数回に分割して行われる。これにより、気筒2の圧縮上
死点近傍で噴射された燃料の空気との混合状態が大幅に
改善され、燃焼による熱発生率が増大するとともに、燃
焼の終了が遅角側にずれて、排気温度が高まることで、
NOx吸収材22の温度状態が速やかに高められる。
With the above configuration, when NOx is released from the NOx absorbent 22 during operation of the engine 1, the injection by the injection form correction means 35c is performed at the latest when the fuel injection amount is corrected to be increased by the injection amount correction means 35b. Correction control of the mode is performed, and the main injection is performed by the fuel injection valve 5 in a plurality of times. As a result, the state of mixing of the fuel injected with the air near the compression top dead center of the cylinder 2 with the air is greatly improved, the rate of heat generation by combustion increases, and the end of combustion shifts to the retard side, and the exhaust gas is exhausted. As the temperature rises,
The temperature state of the NOx absorbent 22 is quickly raised.

【0011】また、前記噴射量補正手段35bにより燃
料噴射量が増量補正されることで、排気中の酸素濃度が
低下しかつCOやHC等の還元剤成分の濃度が高まるの
で、前記のように温度状態の高いNOx吸収材22から
NOxの放出を促しかつ十分に還元浄化することができ
る。しかも、前記の主噴射の分割によって燃焼状態が大
幅に改善されているので、燃料噴射量を増量してもスモ
ークの急増を招くことはない。
Further, since the fuel injection amount is increased and corrected by the injection amount correcting means 35b, the concentration of oxygen in the exhaust gas decreases and the concentration of the reducing agent components such as CO and HC increases. It is possible to promote the release of NOx from the NOx absorbent 22 having a high temperature state and sufficiently reduce and purify the NOx. Moreover, since the combustion state is greatly improved by the division of the main injection, even if the fuel injection amount is increased, the smoke does not suddenly increase.

【0012】請求項2の発明では、噴射形態補正手段
を、噴射量補正手段による燃料噴射量の増量補正が行わ
れる前に、燃料噴射弁により燃料を分割して噴射させる
ものとする。
According to the second aspect of the present invention, the injection mode correcting means is configured to split and inject the fuel by the fuel injection valve before the fuel injection amount is increased by the injection amount correcting means.

【0013】こうすることで、NOx吸収材のリフレッ
シュのために燃料噴射量を増量する前に、予めそのNO
x吸収材の温度状態を高めることができるので、極めて
効率良くNOx吸収材をリフレッシュすることができ
る。また、燃料噴射を分割して行うことで排気中のH
C,CO濃度が増える傾向があるので、その後の燃料噴
射量の増量に伴い、エンジンの燃焼室の空燃比が一時的
にNOx生成の盛んな状態になっても、大気中へのNO
x排出量が急増することを抑制できる。
[0013] By doing so, before increasing the fuel injection amount for refreshing the NOx absorbent, the NO.
Since the temperature state of the x-absorbing material can be increased, the NOx absorbing material can be refreshed extremely efficiently. In addition, by dividing the fuel injection, the H
Since the C and CO concentrations tend to increase, even if the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine temporarily becomes a state in which NOx is actively generated with the increase in the fuel injection amount thereafter, NO to the atmosphere is reduced.
It is possible to suppress a rapid increase in x emission.

【0014】請求項3の発明では、噴射形態補正手段
を、気筒の圧縮上死点近傍における燃料噴射の分割回数
を2回ないし7回のいずれか1つに設定するとともに、
燃料噴射弁を、一度閉じてから次に開くまでの噴射休止
間隔が500マイクロ秒ないし1ミリ秒の範囲内になる
ように開閉作動させるものとする。こうすれば、請求項
1又は2の発明による作用効果を十分に得ることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the injection mode correction means sets the number of divisions of the fuel injection in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder to any one of 2 to 7 times.
It is assumed that the fuel injection valve is opened and closed so that the injection stop interval from once closing to next opening is within the range of 500 microseconds to 1 millisecond. In this case, the function and effect of the invention of claim 1 or 2 can be sufficiently obtained.

【0015】請求項4の発明では、基本燃料噴射制御手
段を、燃料噴射弁により気筒の圧縮上死点近傍において
燃料を一括して噴射させるものとする。こうすること
で、燃料噴射弁の開閉作動回数を相対的に少なくするこ
とができ、該燃料噴射弁の信頼性の向上が図られる。
According to a fourth aspect of the present invention, the basic fuel injection control means causes the fuel injection valve to collectively inject fuel near the compression top dead center of the cylinder. By doing so, the number of opening and closing operations of the fuel injection valve can be relatively reduced, and the reliability of the fuel injection valve is improved.

【0016】請求項5の発明では、基本燃料噴射制御手
段を、燃料噴射弁により気筒の圧縮上死点近傍において
燃料を2回以上に分割して噴射させるとともに、該燃料
噴射弁を、一度閉じてから次に開くまでの噴射休止間隔
が100マイクロ秒ないし1ミリ秒の範囲内になるよう
に開閉作動させるものとする。また、噴射形態補正手段
を、前記燃料噴射弁による燃料噴射の分割回数又は噴射
休止間隔の少なくとも一方を増大させるものとする。
According to the fifth aspect of the present invention, the basic fuel injection control means injects the fuel in two or more times near the compression top dead center of the cylinder by the fuel injection valve, and closes the fuel injection valve once. The opening / closing operation is performed so that the injection pause interval from one time to the next opening is within the range of 100 microseconds to 1 millisecond. Further, the injection mode correction means increases at least one of the number of divisions of fuel injection by the fuel injection valve and the injection suspension interval.

【0017】この構成では、車両の通常の走行状態でも
基本燃料噴射制御手段により主噴射の分割制御が行わ
れ、全体として燃焼改善が図られる。また、燃料噴射の
分割回数や噴射休止間隔を増大させると、排気中のC
O,HC等の濃度が高まる傾向があるので、NOx吸収
材をリフレッシュさせるときには、そのことを利用し
て、NOx吸収材のリフレッシュを促進することができ
る。
In this configuration, even in the normal running state of the vehicle, the division of the main injection is controlled by the basic fuel injection control means, so that the combustion is improved as a whole. Also, if the number of divisions of the fuel injection or the injection pause interval is increased, the C
Since the concentrations of O and HC tend to increase, when the NOx absorbent is refreshed, this fact can be used to promote the refresh of the NOx absorbent.

【0018】請求項6の発明では、請求項2の発明にお
ける噴射形態補正手段は、気筒の圧縮上死点近傍におけ
る燃料噴射の分割回数を、燃料噴射量の増量補正前の方
が該増量補正の開始後よりも多くなるように補正するも
のとする。このことで、燃料噴射の分割回数を増やす
と、排気温度が高くなる傾向があるので、燃料噴射量の
増量補正前にNOx吸収材の温度状態を速やかに高める
ことができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the injection mode correcting means in the second aspect of the present invention is configured such that the number of divisions of the fuel injection in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder is corrected before the fuel injection amount is increased. It should be corrected so that it becomes larger than after the start. As a result, when the number of divisions of the fuel injection is increased, the exhaust gas temperature tends to increase. Therefore, the temperature state of the NOx absorbent can be quickly increased before the increase in the fuel injection amount is corrected.

【0019】請求項7の発明では、噴射形態補正手段
を、噴射量補正手段により燃料噴射量が増量補正される
とき、気筒の圧縮上死点近傍での燃料噴射に加えて、燃
料噴射弁により少なくとも1回の追加の燃料噴射を行わ
せるものとする。こうすることで、エンジンの1回の燃
焼サイクルにおける燃料噴射総量が多くなっても、圧縮
上死点近傍での燃料噴射量が過度に多くなることがない
ので、エンジンの燃焼状態の悪化やトルク変動を抑制す
ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when the fuel injection amount is increased by the injection amount correcting means, the injection mode correcting means is controlled by the fuel injection valve in addition to the fuel injection near the compression top dead center of the cylinder. At least one additional fuel injection shall be performed. By doing so, even if the total fuel injection amount in one combustion cycle of the engine increases, the fuel injection amount near the compression top dead center does not become excessively large. Fluctuations can be suppressed.

【0020】請求項8の発明では、請求項7の発明にお
ける噴射形態補正手段を、追加の燃料噴射として気筒の
吸気行程ないし圧縮行程、又は膨張行程前半のいずれか
一方での副噴射を行わせるとともに、気筒の圧縮上死点
近傍における燃料噴射の分割回数及び噴射休止間隔の少
なくとも一方を、エンジンの出力トルクが減少するよう
に補正するものとする。このことで、燃料噴射量の増量
補正に伴うエンジン出力の増大を緩和して、NOx吸収
材をリフレッシュするときにトルクショックが発生する
ことを防止できる。
According to an eighth aspect of the present invention, the injection mode correction means in the seventh aspect of the invention causes the sub-injection of any one of the intake stroke or the compression stroke of the cylinder or the first half of the expansion stroke as additional fuel injection. In addition, at least one of the number of fuel injection divisions and the injection pause interval near the compression top dead center of the cylinder is corrected so that the output torque of the engine decreases. As a result, the increase in the engine output due to the correction of the increase in the fuel injection amount is moderated, and the occurrence of torque shock when the NOx absorbent is refreshed can be prevented.

【0021】請求項9の発明では、請求項8の発明にお
ける噴射形態補正手段を、気筒の圧縮上死点近傍におい
て燃料噴射弁によりエンジンの要求出力に対応する分量
の燃料を噴射させるとともに、噴射量補正手段による増
量補正分の燃料を副噴射させるものとする。こうするこ
とで、気筒の圧縮上死点近傍では燃料噴射弁によりエン
ジンの要求出力に対応する基本的な燃料噴射量の噴射を
行い、一方、増量補正分の燃料は副噴射により噴射させ
ればよいので、制御手順の簡略化が図られる。
According to a ninth aspect of the present invention, the injection mode correcting means according to the eighth aspect of the present invention causes the fuel injection valve to inject an amount of fuel corresponding to the required output of the engine in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder. It is assumed that the fuel for the increase correction by the amount correction means is sub-injected. In this way, in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder, the fuel injection valve injects the basic fuel injection amount corresponding to the required output of the engine, while the fuel for the increase correction is injected by the secondary injection. As a result, the control procedure is simplified.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】(全体構成)図2は本発明の実施
形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置Aの
全体構成を示し、1は車両に搭載された多気筒ディーゼ
ルエンジンである。このエンジン1は複数の気筒2,
2,…(1つのみ図示する)を有し、その各気筒2内に
往復動可能にピストン3が嵌挿されていて、このピスト
ン3によって各気筒2内に燃焼室4が区画されている。
また、燃焼室4の上面の略中央部には、インジェクタ
(燃料噴射弁)5が先端部の噴孔を燃焼室4に臨ませて
配設され、各気筒毎の所定の噴射タイミングで開閉作動
されて、燃焼室4に燃料を直接、噴射供給するようにな
っている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Overall Configuration) FIG. 2 shows an overall configuration of a diesel engine fuel injection control device A according to an embodiment of the present invention, and 1 is a multi-cylinder diesel engine mounted on a vehicle. This engine 1 has a plurality of cylinders 2,
(Only one is shown), and a piston 3 is inserted into each cylinder 2 so as to be able to reciprocate, and a combustion chamber 4 is defined in each cylinder 2 by the piston 3. .
An injector (fuel injection valve) 5 is disposed substantially at the center of the upper surface of the combustion chamber 4 with the injection hole at the tip end facing the combustion chamber 4, and is opened and closed at a predetermined injection timing for each cylinder. Then, the fuel is directly supplied to the combustion chamber 4 by injection.

【0023】前記各インジェクタ5は燃料を高圧状態で
蓄えるためのコモンレール6に接続されている。このコ
モンレール6には、内部の燃圧(コモンレール圧)を検
出する圧力センサ6aが配設されているとともに、クラ
ンク軸7により駆動される高圧供給ポンプ8が接続され
ていて、この高圧供給ポンプ8の作動によりコモンレー
ル6内の燃圧を所定値以上に保持するようになってい
る。また、クランク軸7の回転角度を検出する電磁ピッ
クアップからなるクランク角センサ9が設けられてい
る。このクランク角センサ9は、クランク軸7端に配設
された被検出用プレート(図示せず)の外周に相対向す
るように配置され、該被検出用プレートの外周部に形成
された突起部の通過に対応して、パルス信号を出力す
る。
Each of the injectors 5 is connected to a common rail 6 for storing fuel in a high pressure state. The common rail 6 is provided with a pressure sensor 6a for detecting an internal fuel pressure (common rail pressure), and is connected to a high-pressure supply pump 8 driven by a crankshaft 7. By operation, the fuel pressure in the common rail 6 is maintained at a predetermined value or more. Further, a crank angle sensor 9 including an electromagnetic pickup for detecting a rotation angle of the crank shaft 7 is provided. The crank angle sensor 9 is disposed so as to oppose the outer periphery of a plate to be detected (not shown) provided at the end of the crankshaft 7, and a protrusion formed on the outer periphery of the plate to be detected , A pulse signal is output.

【0024】エンジン1の一側(図の左側)には、各気
筒2の燃焼室4に対し図外のエアクリーナで濾過した吸
気(空気)を供給する吸気通路10が接続されており、
この吸気通路10の下流端部は、図示しないサージタン
クを介して気筒毎に分岐し、それぞれ吸気ポートにより
各気筒2の燃焼室4に連通されている。また、サージタ
ンク内で各気筒2に供給される過給圧力を検出する吸気
圧センサ10aが設けられている。前記吸気通路10に
は上流側から下流側に向かって順に、エンジン1に吸入
される吸気流量を検出するホットフィルム式エアフロー
センサ11と、後述のタービン21により駆動されて吸
気を圧縮するブロワ12と、このブロワ12により圧縮
した吸気を冷却するインタークーラ13と、吸気通路1
0の断面積を絞る吸気絞り弁14とがそれぞれ設けられ
ている。この吸気絞り弁14は、全閉状態でも吸気が流
通可能なように切り欠きが設けられたバタフライバルブ
からなり、後述のEGR弁24と同様、ダイヤフラム1
5に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁16に
より調節されることで、弁の開度が制御されるようにな
っている。
An intake passage 10 for supplying intake air (air) filtered by an air cleaner (not shown) to the combustion chamber 4 of each cylinder 2 is connected to one side (left side in the figure) of the engine 1.
The downstream end of the intake passage 10 is branched into cylinders via a surge tank (not shown), and communicates with the combustion chamber 4 of each cylinder 2 through an intake port. Further, an intake pressure sensor 10a for detecting a supercharging pressure supplied to each cylinder 2 in the surge tank is provided. The intake passage 10 includes, in order from the upstream side to the downstream side, a hot film type air flow sensor 11 for detecting a flow rate of intake air taken into the engine 1, and a blower 12 driven by a turbine 21 to compress the intake air. An intercooler 13 for cooling intake air compressed by the blower 12, and an intake passage 1
And an intake throttle valve 14 for reducing the cross-sectional area of zero. The intake throttle valve 14 is a butterfly valve provided with a notch so that intake air can flow even in a fully closed state. Like the EGR valve 24 described below, the diaphragm 1
The opening degree of the valve is controlled by adjusting the magnitude of the negative pressure acting on 5 by the negative pressure control electromagnetic valve 16.

【0025】一方、エンジン1の他側(図の右側)に
は、各気筒2の燃焼室4から排気を排出する排気通路2
0が接続され、この排気通路20の上流端部は分岐し
て、それぞれ図示しない排気ポートにより各気筒2の燃
焼室4に連通されており、その排気通路の20の集合部
に排気中の酸素濃度を検出するためのO2センサ17が
配設されている。また、エンジン1のウォータジャケッ
トに臨んで冷却水温度(エンジン水温)を検出する水温
センサ18が配設されている。さらに、前記排気通路2
0には上流側から下流側に向かって順に、排気流により
回転されるタービン21と、排気中の有害成分を浄化す
る排気浄化用触媒22とが配設されている。前記タービ
ン21及びブロワ12からなるターボ過給機25は、詳
しくは図示しないが、タービン21の全周を囲むように
配設された複数のフラップを有し、その各フラップの回
動によりノズル断面積を変化させて、タービン21への
排気流速を調整するようにしたVGT(バリアブルジオ
メトリーターボ)である。
On the other hand, an exhaust passage 2 for discharging exhaust gas from the combustion chamber 4 of each cylinder 2 is provided on the other side of the engine 1 (right side in the figure).
The upstream end of the exhaust passage 20 is branched, and communicates with the combustion chamber 4 of each cylinder 2 through an exhaust port (not shown). An O2 sensor 17 for detecting the concentration is provided. Further, a water temperature sensor 18 for detecting a cooling water temperature (engine water temperature) facing the water jacket of the engine 1 is provided. Further, the exhaust passage 2
At 0, a turbine 21 rotated by an exhaust flow and an exhaust gas purifying catalyst 22 for purifying harmful components in the exhaust gas are arranged in order from the upstream side to the downstream side. Although not shown in detail, the turbocharger 25 including the turbine 21 and the blower 12 has a plurality of flaps disposed so as to surround the entire periphery of the turbine 21, and the nozzles are cut off by the rotation of each flap. This is a VGT (Variable Geometry Turbo) in which the area is changed to adjust the exhaust flow velocity to the turbine 21.

【0026】また、前記触媒22は、軸方向(排気の流
れ方向)に沿って互いに平行に延びる多数の貫通孔を有
するハニカム構造のコージェライト製担体(担体部材)
を有し、その各貫通孔壁面に触媒層を2層に形成したも
のである。具体的には、内側触媒層には白金Pt等の貴
金属とNOx吸収材であるバリウムBaとが、多孔質材
料であるアルミナやセリアをサポート材として担持され
ており、一方、外側触媒層には白金Pt及びロジウムR
hとBaとが多孔質材料であるゼオライトをサポート材
として担持されている。
The catalyst 22 has a cordierite carrier (carrier member) having a honeycomb structure having a large number of through holes extending parallel to each other along an axial direction (flow direction of exhaust gas).
, And two catalyst layers are formed on the walls of each through hole. Specifically, a noble metal such as platinum Pt and barium Ba as a NOx absorbent are supported on the inner catalyst layer by using a porous material such as alumina or ceria as a support material, while the outer catalyst layer is supported by the outer catalyst layer. Platinum Pt and Rhodium R
h and Ba are supported on a porous material of zeolite as a support material.

【0027】この触媒22は、排気中の酸素濃度が高い
とき、即ち燃焼室4の空燃比がリーンな状態のときにN
Oxを吸収する一方、燃焼室4の空燃比が略理論空燃比
付近か又はそれよりもリッチな状態になって排気中の酸
素濃度が低下すると、吸収したNOxを放出して還元浄
化する吸収還元タイプのものである。ここで、バリウム
BaによるNOxの吸収及び放出作用は温度状態に依存
し、例えば図3(a)に示すように、排気中のNOxを
吸収することによる触媒22の浄化率は約250°C〜
約400°Cの温度範囲で極めて高くなるものの、それ
よりも温度状態の低い未暖機状態では、温度の低下とと
もに急速に低下してしまう。また、温度状態が400°
C以上になると、NOx浄化率は温度上昇とともに低下
する。さらに、白金Pt等の貴金属の触媒活性も温度状
態が低いときには低下するので、同図(b)に示すよう
に、バリウムBaから放出されたNOxを還元浄化する
ときの浄化率も250°C未満では急速に低下してい
る。
When the oxygen concentration in the exhaust gas is high, that is, when the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is lean, the catalyst 22
While absorbing Ox, when the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 becomes substantially near or higher than the stoichiometric air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, the absorbed NOx is released to reduce and purify it. Type. Here, the action of absorbing and releasing NOx by barium Ba depends on the temperature condition. For example, as shown in FIG. 3A, the purification rate of the catalyst 22 by absorbing NOx in the exhaust gas is about 250 ° C.
Although the temperature becomes extremely high in a temperature range of about 400 ° C., in an unwarmed state in which the temperature is lower, the temperature rapidly decreases as the temperature decreases. The temperature condition is 400 °
When the temperature exceeds C, the NOx purification rate decreases with an increase in temperature. Further, since the catalytic activity of a noble metal such as platinum Pt also decreases when the temperature is low, the purification rate when reducing and purifying NOx released from barium Ba is also less than 250 ° C. as shown in FIG. Is rapidly falling.

【0028】尚、前記触媒22において、バリウムBa
に代えてそれ以外のアルカリ土類金属やナトリウムNa
等のアルカリ金属、又は希土類金属のうちの少なくとも
一種を用いるようにしてもよい。また、前記内側触媒層
のサポート材としてゼオライトを用いてもよく、その場
合には前記外側触媒層のサポート材として、アルミナ又
はセリアを用いてもよい。さらに、前記触媒22として
は、担体の壁表面にアルミナやセリアがサポート材とし
て担持された触媒層を形成し、このサポート材に、白金
Pt、ロジウムRh、パラジウムPd等の貴金属と、カ
リウムK等のアルカリ金属やバリウムBa等のアルカリ
土類金属とを担持した1層コートタイプのものを用いて
もよい。
In the catalyst 22, barium Ba is used.
Instead of other alkaline earth metals and sodium Na
And the like, or at least one of rare earth metals. Further, zeolite may be used as a support material of the inner catalyst layer, and in that case, alumina or ceria may be used as a support material of the outer catalyst layer. Further, as the catalyst 22, a catalyst layer in which alumina or ceria is supported as a support material is formed on the wall surface of the carrier, and a noble metal such as platinum Pt, rhodium Rh, and palladium Pd, and potassium K or the like are formed on the support material. A one-layer coat type supporting an alkali metal or an alkaline earth metal such as barium Ba may be used.

【0029】前記排気通路20は、タービン21よりも
上流側の部位で、排気の一部を吸気側に還流させる排気
還流通路23(以下、EGR通路という)の上流端に分
岐接続されている。このEGR通路23の下流端は吸気
絞り弁14よりも下流側の吸気通路10に接続されてお
り、そのEGR通路23の途中の下流端寄りには負圧作
動式の排気還流量調節弁24(以下、EGR弁という)
が配設されていて、排気通路20の排気の一部をEGR
弁24により流量調節しながら吸気通路10に還流させ
る排気還流手段を構成している。すなわち、前記EGR
弁24はその開度をリニアに調節可能なものであり、弁
体を作動させるダイヤフラム26が負圧通路27により
バキュームポンプ(負圧源)29に接続されていて、そ
の負圧通路27に介設された電磁弁28の作動によりE
GR弁駆動負圧が調節されることによって、開閉作動さ
れる。
The exhaust passage 20 is a portion upstream of the turbine 21 and is branched and connected to an upstream end of an exhaust gas recirculation passage 23 (hereinafter, referred to as an EGR passage) for recirculating a part of exhaust gas to the intake side. The downstream end of the EGR passage 23 is connected to the intake passage 10 downstream of the intake throttle valve 14, and a negative pressure operated exhaust gas recirculation amount control valve 24 ( (Hereinafter referred to as EGR valve)
And a part of the exhaust gas in the exhaust passage 20 is
Exhaust recirculation means for recirculating air to the intake passage 10 while adjusting the flow rate by the valve 24 is provided. That is, the EGR
The opening degree of the valve 24 is linearly adjustable. A diaphragm 26 for operating the valve body is connected to a vacuum pump (negative pressure source) 29 by a negative pressure passage 27, and the diaphragm 26 is connected to the vacuum pump 27. The operation of the installed solenoid valve 28 causes E
The opening / closing operation is performed by adjusting the GR valve driving negative pressure.

【0030】尚、前記ターボ過給機25のフラップにも
EGR弁24と同様にダイヤフラム30が取り付けられ
ていて、負圧制御用の電磁弁31によりダイヤフラム3
0に作用する負圧が調節されることで、フラップの作動
量が調節されるようになっている。
A diaphragm 30 is attached to the flap of the turbocharger 25 similarly to the EGR valve 24, and the diaphragm 3 is controlled by a solenoid valve 31 for negative pressure control.
By adjusting the negative pressure acting on zero, the operation amount of the flap is adjusted.

【0031】前記各インジェクタ5、高圧供給ポンプ
8、吸気絞り弁14、EGR弁24、ターボ過給機25
のフラップ等はコントロールユニット(Engine Contoro
l Unit:以下ECUという)35からの制御信号によっ
て作動するように構成されている。一方、このECU3
5には、前記圧力センサ6aからの出力信号と、クラン
ク角センサ9からの出力信号(クランク角信号)と、エ
アフローセンサ11からの出力信号と、O2センサ17
からの出力信号と、水温センサ18からの出力信号と、
車両の運転者による図示しないアクセルペダルの操作量
(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ32か
らの出力信号とが少なくとも入力されている。
Each of the injectors 5, high-pressure supply pump 8, intake throttle valve 14, EGR valve 24, turbocharger 25
The flaps etc. of the control unit (Engine Contoro
l Unit: hereinafter referred to as ECU). On the other hand, this ECU 3
5, an output signal from the pressure sensor 6a, an output signal from the crank angle sensor 9 (crank angle signal), an output signal from the air flow sensor 11, an O2 sensor 17
And the output signal from the water temperature sensor 18,
At least an output signal from an accelerator opening sensor 32 that detects an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) by a driver of the vehicle is input.

【0032】そして、インジェクタ5の作動による燃料
噴射制御が行われて、燃料噴射量及び燃料噴射時期がエ
ンジン1の運転状態に応じて制御されるとともに、高圧
供給ポンプ8の作動によるコモンレール圧力、即ち燃量
噴射圧の制御が行われる。また、EGR弁24の作動に
より排気の還流量が調節されて、各気筒内燃焼室4の空
燃比がエンジン1の運転状態に応じて制御されるように
なっており、これに加えて、吸気絞り弁14の作動によ
る吸入空気量の制御とターボ過給機25のフラップの作
動制御とが行われる。
Then, the fuel injection control by the operation of the injector 5 is performed, the fuel injection amount and the fuel injection timing are controlled according to the operating state of the engine 1, and the common rail pressure by the operation of the high-pressure supply pump 8, ie, the common rail pressure, The fuel injection pressure is controlled. Further, the recirculation amount of the exhaust gas is adjusted by the operation of the EGR valve 24, and the air-fuel ratio of each of the in-cylinder combustion chambers 4 is controlled according to the operating state of the engine 1. In addition to this, the intake air The control of the intake air amount by the operation of the throttle valve 14 and the operation control of the flap of the turbocharger 25 are performed.

【0033】(燃料噴射制御)具体的に、前記ECU3
5のメモリには、エンジン1の目標トルク及び回転数の
変化に応じて実験的に決定した基本的な燃料噴射量Qの
マップが電子的に格納されており、アクセル開度センサ
32からの出力信号に基づいて求めた目標トルクとクラ
ンク角センサ9からの出力信号に基づいて求めたエンジ
ン回転数とに基づいて、エンジン1の要求出力に対応す
る基本燃料噴射量Qbaseが前記燃料噴射量マップから読
み込まれる。そして、その要求出力に対応する分量の燃
料が基本的には各気筒2の圧縮上死点(TDC)近傍で
噴射され(以下、主噴射という)、エンジン1は燃焼室
4の空燃比がかなりリーンな状態で運転される。
(Fuel Injection Control) Specifically, the ECU 3
5 stores electronically a map of a basic fuel injection amount Q experimentally determined in accordance with changes in the target torque and the rotation speed of the engine 1. The output from the accelerator opening sensor 32 Based on the target torque obtained based on the signal and the engine speed obtained based on the output signal from the crank angle sensor 9, a basic fuel injection amount Qbase corresponding to the required output of the engine 1 is obtained from the fuel injection amount map. Is read. Then, an amount of fuel corresponding to the required output is basically injected near the compression top dead center (TDC) of each cylinder 2 (hereinafter referred to as main injection), and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 is considerably large. Driven in a lean state.

【0034】また、前記ECU35のメモリには、前記
燃料噴射量マップと同様に目標トルクとエンジン回転数
とに応じて、気筒2の圧縮上死点近傍における燃料の噴
射形態を設定した噴射形態マップが電子的に格納されて
おり、エンジン1の目標トルクとエンジン回転数とに基
づいて、前記噴射形態マップから最適な噴射形態が選択
される。すなわち、図4(a)に示すように燃料を圧縮
上死点近傍で一括して噴射するか(以下、一括噴射とい
う)、或いは、同図(b)に示すように2回に分割して
噴射するか(2分割噴射という)、同図(c)に示すよ
うに3回に分割して噴射するか(3分割噴射という)の
いずれかが選択されるとともに、そのように2回又は3
回に分割して噴射させる場合には、その間の噴射休止間
隔Δtを変更して、エンジン1の燃費性能や排気特性等
が最適なものになるよう、燃焼状態を変化させるように
している。
In the memory of the ECU 35, an injection mode map in which the fuel injection mode near the compression top dead center of the cylinder 2 is set in accordance with the target torque and the engine speed in the same manner as in the fuel injection amount map. Is electronically stored, and an optimal injection mode is selected from the injection mode map based on the target torque of the engine 1 and the engine speed. That is, as shown in FIG. 4 (a), the fuel is injected collectively near the compression top dead center (hereinafter referred to as collective injection), or divided into two injections as shown in FIG. 4 (b). Either injection (called two-split injection) or three-split injection as shown in FIG. 3C (called three-split injection) is selected.
When the injection is divided into injections, the injection stop interval Δt during the injection is changed to change the combustion state so that the fuel consumption performance and the exhaust characteristics of the engine 1 are optimized.

【0035】一方、排気通路20の触媒22におけるN
Ox吸収量が所定以上に大きくなってNOx吸収性能の
低下が予想されるときには(吸収過剰状態)、詳しくは
後述するが、主に燃料噴射量の増量により一時的に燃焼
室4の空燃比を略理論空燃比付近か或いはそれよりもリ
ッチな状態に制御するとともに、図4(d)に示すよう
に、主噴射に加えて燃料の一部を吸気行程初期から圧縮
行程中盤までの間でのプレ噴射(副噴射)によって噴射
させることにより、排気中の酸素濃度を低下させかつ還
元剤成分濃度を高めて、触媒22から吸収したNOxを
放出させて十分に還元浄化させるようにしている(以
下、NOx放出制御という)。
On the other hand, N in the catalyst 22 of the exhaust passage 20
When the Ox absorption amount becomes larger than a predetermined value and the NOx absorption performance is expected to decrease (excessive absorption state), the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is temporarily changed mainly by increasing the fuel injection amount, as will be described in detail later. As shown in FIG. 4 (d), the fuel is controlled to a state near or substantially equal to the stoichiometric air-fuel ratio. By performing the injection by the pre-injection (sub-injection), the concentration of oxygen in the exhaust gas is reduced and the concentration of the reducing agent component is increased, so that the NOx absorbed from the catalyst 22 is released and sufficiently reduced and purified. , NOx release control).

【0036】尚、前記図4の(a)〜(d)にそれぞれ
示す燃料噴射形態において、インジェクタ5の実際の励
磁時間(開弁時間)は、燃料噴射量だけではなく、圧力
センサ6aにより検出されたコモンレール圧を加味して
決定される。また、主噴射を分割すると、3番目の噴射
の終了時期が気筒2の圧縮上死点後35°CA(ATD
C35°CA)よりも遅くなることがあるが、この場合
には、そのように遅く噴射された燃料の燃焼状態が悪化
することを回避するために、同図(e)に示すように、
燃料の一部を気筒2の圧縮行程中盤以降でプレ噴射する
ようにしている。
In the fuel injection modes shown in FIGS. 4A to 4D, the actual excitation time (valve opening time) of the injector 5 is detected not only by the fuel injection amount but also by the pressure sensor 6a. It is determined in consideration of the common rail pressure. When the main injection is divided, the end timing of the third injection is 35 ° CA (ATD
(C35 ° CA), but in this case, in order to avoid the deterioration of the combustion state of the fuel injected so late, as shown in FIG.
A part of the fuel is pre-injected after the middle stage of the compression stroke of the cylinder 2.

【0037】ここで、前記のように気筒2の圧縮上死点
近傍での主噴射を分割して行ったときの燃焼状態につい
て説明すると、気筒2の圧縮上死点近傍でインジェクタ
5により燃料を噴射する場合、該インジェクタ5の噴孔
から噴射された燃料は、全体として円錐形状の噴霧を形
成しながら燃焼室4に広がるとともに、空気との摩擦に
より分裂して微小な油滴になり(燃料の微粒化)、それ
らの油滴の表面から燃料が蒸発して燃料蒸気が生成され
る(燃料の気化霧化)。このとき、燃焼室4内の空気は
極めて高圧で粘性の高い状態になっているので、前記図
4(a)に示すように、燃料を一括して噴射する場合に
その噴射量が多いと、そのうちの先に噴出した燃料油滴
に後続の燃料油滴が追いついて再結合してしまい、燃料
の微粒化ひいては気化霧化が阻害されることがある。
Here, the combustion state when the main injection near the compression top dead center of the cylinder 2 is performed as described above will be described. The fuel is injected by the injector 5 near the compression top dead center of the cylinder 2. When the fuel is injected, the fuel injected from the injection hole of the injector 5 spreads into the combustion chamber 4 while forming a spray having a conical shape as a whole, and splits into small oil droplets by friction with air (fuel Of the oil droplets, and the fuel evaporates from the surface of the oil droplets to generate fuel vapor (vaporization and atomization of the fuel). At this time, since the air in the combustion chamber 4 is in a state of extremely high pressure and high viscosity, as shown in FIG. Subsequent fuel oil droplets catch up with the previously ejected fuel oil droplets and recombine, which may hinder atomization of the fuel and eventually vaporization and atomization.

【0038】これに対し、前記図4(b),(c)に示
すように燃料を複数回に分割して噴射するようにすれ
ば、先のインジェクタ5の開弁により噴出した燃料油滴
に、次の開弁により噴出した燃料油滴が追いつくことが
少なくなり、油滴同士の再結合に起因して燃料の微粒化
が阻害されることを概ね回避できる。また、燃料の噴射
圧力をさらに高めて、燃料の微粒化をより一層、促進す
ることも可能になり、こうすれば、燃焼室における燃料
噴霧の分布の均一化や空気利用率の向上度合いをさらに
高めることができる。そして、このような分割噴射によ
る燃料噴霧と空気との混合状態の変化は、燃料噴射量、
噴射時期、噴射率、燃料圧力、分割噴射回数、噴射休止
間隔等の種々のパラメータ及びそれら相互の関係によっ
ても変化し、これに伴い燃焼状態が変化することで、エ
ンジン1の燃費性能や排気温度、或いは排気中のCO,
HC,NOx等のガス成分の濃度が変化すると考えられ
ている。
On the other hand, as shown in FIGS. 4B and 4C, if the fuel is divided and injected plural times, the fuel oil droplets ejected by the valve opening of the injector 5 will In addition, the fuel oil droplets ejected by the next valve opening are less likely to catch up, and it is possible to substantially prevent the atomization of the fuel from being hindered due to the recombination of the oil droplets. Further, it is possible to further increase the fuel injection pressure to further promote the atomization of the fuel, so that the uniformity of the fuel spray distribution in the combustion chamber and the improvement of the air utilization rate can be further improved. Can be enhanced. And the change of the mixing state of the fuel spray and the air by such split injection is the fuel injection amount,
Various parameters such as the injection timing, the injection rate, the fuel pressure, the number of divided injections, the injection pause interval, and the relationship between them also change, and the combustion state changes with the change. Or CO in the exhaust,
It is considered that the concentration of gas components such as HC and NOx changes.

【0039】より具体的に、この実施形態のものと同様
の4気筒ディーゼルエンジン(排気量は約2000c
c)を比較的低負荷かつ低回転状態で運転し、一括噴
射、2分割噴射及び3分割噴射のそれぞれについて、イ
ンジェクタ5の噴射休止間隔Δtを350〜900マイ
クロ秒(μsec)の範囲で適宜変更しながら、これに伴
い変化する噴射終了時のクランク角度と、燃費率やCO
濃度との関係を計測した実験結果の一例を、図5〜図8
に示す。
More specifically, a four-cylinder diesel engine similar to that of this embodiment (displacement is about 2000 c.
c) is operated under a relatively low load and low rotation state, and the injection pause interval Δt of the injector 5 is appropriately changed in the range of 350 to 900 microseconds (μsec) for each of the batch injection, the two-split injection, and the three-split injection. However, the crank angle at the end of injection, which changes with this, and the fuel efficiency and CO
FIGS. 5 to 8 show examples of experimental results obtained by measuring the relationship with the concentration.
Shown in

【0040】まず、図5にCO濃度について示すよう
に、2分割噴射では、Δt=350,400,550,
700,900μsecのときの値をそれぞれプロット
し、また、3分割噴射では、Δt=400,550,7
00,900μsecのときの値をそれぞれプロットし
た。同図によれば、排気中のCO濃度は、前記2分割及
び3分割噴射のいずれの場合も、インジェクタ5の噴射
休止間隔Δtが短いときに低減する一方、噴射休止間隔
Δtが長くなるに連れて増大する傾向がある。また、図
6に示すように、排気中のNOx濃度はCO濃度とは反
対に噴射休止間隔Δtが長いほど低減できることが分か
る。尚、図示しないが、排気中のHC濃度については前
記CO濃度と同様の傾向がある。
First, as shown in FIG. 5 for the CO concentration, Δt = 350, 400, 550,
The values at 700 and 900 μsec are plotted, respectively, and for the three-split injection, Δt = 400, 550, 7
Values at 00 and 900 μsec were plotted, respectively. According to the figure, the CO concentration in the exhaust gas decreases when the injection pause interval Δt of the injector 5 is short in both the two-split and three-split injections, and increases as the injection pause interval Δt becomes longer. Tend to increase. Also, as shown in FIG. 6, it can be seen that the NOx concentration in the exhaust can be reduced as the injection pause interval Δt is longer, as opposed to the CO concentration. Although not shown, the HC concentration in the exhaust gas has the same tendency as the CO concentration.

【0041】一方、このときのエンジンの燃費率の変化
は図7に示すようになり、一括噴射よりも2分割噴射の
方が燃費率が改善される反面、3分割噴射では、噴射休
止間隔Δtが短いときには燃費率がやや改善されるが、
噴射休止間隔Δtが長くなるに連れて燃費率が悪化する
傾向がある。言い換えると、燃料噴射総量を変えずに噴
射回数及び噴射休止間隔Δtを増やせば、エンジンの出
力トルクは低下することになる。そして、このときの排
気温度の変化は図8に示すようになり、一括噴射よりも
2分割噴射の方が排気温度が高く、その2分割噴射より
も3分割噴射の方がさらに排気温度が高くなることが分
かる。このことから、例えばNOx放出制御を行うに先
立って主噴射の分割制御を行うことにより、触媒22の
温度状態を高めてそのリフレッシュを促進することがで
きると考えられる。
On the other hand, the change in the fuel consumption rate of the engine at this time is as shown in FIG. 7. The fuel consumption rate is improved in the two-split injection as compared with the one-shot injection. The fuel efficiency is slightly improved when
The fuel efficiency tends to deteriorate as the injection stop interval Δt becomes longer. In other words, if the number of injections and the injection pause interval Δt are increased without changing the total fuel injection amount, the output torque of the engine will decrease. The change in the exhaust gas temperature at this time is as shown in FIG. 8. The exhaust gas temperature is higher in the two-split injection than in the batch injection, and the exhaust temperature is higher in the three-split injection than the two-split injection. It turns out that it becomes. From this, it is considered that, for example, by performing the split control of the main injection before performing the NOx release control, the temperature state of the catalyst 22 can be increased and the refresh thereof can be promoted.

【0042】そこで、この実施形態の燃料噴射制御で
は、エンジン1の運転中に触媒22がNOx吸収過剰状
態になってリフレッシュする必要があるときに、該触媒
22が未暖機状態になっていれば、まず、主噴射の分割
制御を行って触媒22の温度状態を速やかに高め、かつ
排気中のCO,HC濃度を徐々に増大させる。続いて、
燃料噴射量を増量補正等することで、排気中の酸素濃度
を低下させるとともに、CO,HCの濃度を十分に増大
させて、触媒22のリフレッシュを最大限に促進するよ
うにしている。
Therefore, in the fuel injection control of this embodiment, when the catalyst 22 becomes excessively NOx-absorbed during the operation of the engine 1 and needs to be refreshed, the catalyst 22 may be in an unwarmed state. For example, first, the split control of the main injection is performed to quickly raise the temperature state of the catalyst 22 and gradually increase the CO and HC concentrations in the exhaust gas. continue,
By increasing the amount of fuel injection and the like, the concentration of oxygen in the exhaust gas is reduced, and the concentrations of CO and HC are sufficiently increased to promote the refresh of the catalyst 22 to the maximum.

【0043】以下に、具体的な燃料噴射制御の処理手順
について図9〜図11に示すフローチャート図に沿って
説明する。尚、この制御は各気筒毎にクランク角信号に
同期して実行される。
Hereinafter, a specific fuel injection control procedure will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. This control is executed for each cylinder in synchronization with the crank angle signal.

【0044】まず、前記図9に示すフローのスタート後
のステップSA1において、クランク角信号、エアフロ
ーセンサ出力、O2センサ出力、アクセル開度、エンジ
ン水温等のデータを入力し、続くステップSA2におい
て、アクセル開度から求めた目標トルクとクランク角信
号から求めたエンジン回転数Neとに基づいて、燃料噴射
量マップから基本燃料噴射量Qbaseを読み込むととも
に、その噴射時期ITbaseを予め設定したマップから読み
込む。この噴射時期のマップには、エンジン水温Tw及び
エンジン回転数Neに対応する最適な噴射時期が実験的に
求められて記録されており、例えば、エンジン水温Twや
エンジン回転数Neが異なれば燃料噴霧の着火遅れ時間が
異なるので、このことに対応して基本的な噴射時期ITba
seが設定されている。
First, in step SA1 after the start of the flow shown in FIG. 9, data such as a crank angle signal, an air flow sensor output, an O2 sensor output, an accelerator opening, and an engine coolant temperature are input. Based on the target torque obtained from the opening degree and the engine speed Ne obtained from the crank angle signal, the basic fuel injection amount Qbase is read from the fuel injection amount map, and the injection timing ITbase is read from a preset map. In this injection timing map, the optimal injection timing corresponding to the engine water temperature Tw and the engine speed Ne is experimentally determined and recorded.For example, if the engine water temperature Tw and the engine speed Ne are different, the fuel spray Since the ignition delay time of the engine is different, the basic injection timing ITba
se is set.

【0045】続いて、ステップSA3では、エンジン水
温Twが設定水温Tw0よりも低いか否か判別する。この設
定水温Tw0は、エンジン1の冷間始動時における触媒2
2の未暖機状態に対応する水温であり、エンジン水温Tw
が設定水温Tw0よりも低いyesであれば、ステップS
A4に進んで、触媒22の暖機を促進するために主噴射
の分割制御を行うことを示すフラグFpをオンにして
(Fp=1)、図10のステップSB1に進む。つま
り、エンジン1の冷間始動時に触媒22が未暖機状態に
なっていれば、主噴射の分割制御により排気温度を高め
て、触媒22の昇温を図るようにしている。一方、エン
ジン水温Twが設定水温Tw0以上になっていれば(ステッ
プSA3でno)、触媒22は暖機状態にあると判定し
て、ステップSA5に進む。
Subsequently, at step SA3, it is determined whether or not the engine coolant temperature Tw is lower than the set coolant temperature Tw0. This set water temperature Tw0 is the value of the catalyst 2 during the cold start of the engine 1.
2 is the water temperature corresponding to the non-warmed-up state, and the engine water temperature Tw
If yes is lower than the set water temperature Tw0, step S
Proceeding to A4, the flag Fp indicating that the main injection split control is to be performed in order to promote warm-up of the catalyst 22 is turned on (Fp = 1), and the process proceeds to step SB1 in FIG. That is, if the catalyst 22 is not warmed up at the time of the cold start of the engine 1, the exhaust temperature is increased by the split control of the main injection so as to increase the temperature of the catalyst 22. On the other hand, if the engine coolant temperature Tw is equal to or higher than the set coolant temperature Tw0 (No in step SA3), it is determined that the catalyst 22 is in a warm-up state, and the process proceeds to step SA5.

【0046】このステップSA5では、触媒22におけ
るNOxの吸収量を推定する。この推定は、例えば車両
の走行距離とその間の燃料の総噴射量とを積算し、その
積算値に基づいて行うようにすればよい。或いは、エン
ジン1の運転時間とその間の燃料の総噴射量とを積算
し、さらにエンジン1の運転状態に基づいてその積算値
を修正して、その修正後の積算値に基づいてNOx吸収
量を推定するようにしてもよい。そして、続くステップ
SA6において、NOx吸収量の推定値が設定値以上か
否か判別し、推定値が設定値よりも小さければステップ
SA16に進む一方、推定値が設定値以上でyesなら
ばステップSA7に進み、このステップSA7で、NO
x放出制御を行う期間であることを示すフラグF1をオ
ンにして(F1=1)、ステップSA8に進む。
In step SA5, the amount of NOx absorbed by the catalyst 22 is estimated. This estimation may be performed, for example, by integrating the mileage of the vehicle and the total fuel injection amount during the distance, and based on the integrated value. Alternatively, the operating time of the engine 1 and the total fuel injection amount during that period are integrated, the integrated value is corrected based on the operating state of the engine 1, and the NOx absorption amount is calculated based on the corrected integrated value. It may be estimated. Then, in step SA6, it is determined whether or not the estimated value of the NOx absorption amount is equal to or more than the set value. If the estimated value is smaller than the set value, the process proceeds to step SA16. Proceeds to NO in step SA7.
The flag F1 indicating that it is the period for performing the x release control is turned on (F1 = 1), and the process proceeds to Step SA8.

【0047】このステップSA8では、触媒22の温度
状態(触媒温度Tc)を推定する。この推定は、例えば現
在までの所定期間におけるエンジン水温Twの履歴とその
間のエンジン回転数や車速等に基づいて行うようにすれ
ばよく、或いは、触媒22の近傍の排気通路20に温度
センサを設けて、このセンサからの出力に基づいて直接
的に推定するようにしてもよい。続いて、ステップSA
9において、推定した触媒温度Tcが触媒22のNOx除
去性能の低くなる第1設定温度Tc1(例えば250°
C)よりも低いか否か判別する。この判別がyesであ
れば、触媒22は未暖機状態になっていて、NOxの吸
収又は放出作用がかなり低下しているので、ステップS
A10に進んで、フラグFpをオン状態にし(Fp=
1)、ステップSA20に進む。
In step SA8, the temperature state of the catalyst 22 (catalyst temperature Tc) is estimated. This estimation may be performed based on, for example, the history of the engine water temperature Tw for a predetermined period up to the present and the engine speed and the vehicle speed during the period, or a temperature sensor is provided in the exhaust passage 20 near the catalyst 22. Thus, the estimation may be made directly based on the output from this sensor. Then, step SA
9, the estimated catalyst temperature Tc becomes equal to the first set temperature Tc1 (for example, 250 ° C.) at which the NOx removal performance of the catalyst 22 becomes low.
It is determined whether it is lower than C). If the determination is yes, the catalyst 22 is not warmed up and the NOx absorption or release action is considerably reduced.
Proceeding to A10, the flag Fp is turned on (Fp =
1), proceed to step SA20.

【0048】つまり、NOx吸収量が多くなり触媒22
の浄化性能が低下すると考えられる場合であっても、触
媒22が未暖機状態であれば、NOxの放出による触媒
22のリフレッシュを十分に促進することはできず、ま
た、放出されたNOxを十分に還元浄化することもでき
ないので、このときには、後述の如き主噴射の分割制御
によって、触媒22の昇温を図るようにする。
That is, the NOx absorption amount increases and the catalyst 22
Even if it is considered that the purification performance of the catalyst 22 is reduced, if the catalyst 22 is not warmed up, the refreshing of the catalyst 22 due to the release of NOx cannot be sufficiently promoted. At this time, the temperature of the catalyst 22 is raised by split control of the main injection as described later, since the reduction and purification cannot be sufficiently performed.

【0049】また、前記ステップSA9の判別結果がn
oであれば、ステップSA11に進んでフラグFpをク
リアし、続くステップSA12では、NOx放出制御の
経過時間を計測するための第1タイマ値T1(初期値は
零)をインクリメントする。続いて、ステップSA13
において、その第1タイマ値T1が予め設定したしきい
値T10以上になったか否か判別する。このしきい値T
10は、予め設定したNOx放出制御の期間に対応する
値なので、判別結果がnoであればステップSA14に
進み、燃焼室4の空燃比が略理論空燃比付近になるよう
に基本燃料噴射量Qbaseを増量補正する燃料増量補正量
Qc(Qc=R1)を決定して、ステップSA20に進
む。
The result of the determination at step SA9 is n
If it is o, the flow proceeds to step SA11 to clear the flag Fp, and in the next step SA12, the first timer value T1 (the initial value is zero) for measuring the elapsed time of the NOx release control is incremented. Subsequently, at Step SA13
, It is determined whether or not the first timer value T1 has become equal to or greater than a preset threshold value T10. This threshold T
Since 10 is a value corresponding to the preset NOx release control period, if the determination result is no, the process proceeds to Step SA14, and the basic fuel injection amount Qbase is set so that the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 becomes substantially near the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel increase correction amount Qc (Qc = R1) for increasing the fuel amount is determined, and the routine proceeds to step SA20.

【0050】すなわち、例えばエアフローセンサ11の
出力から求められる吸入空気量に基づいて、この吸入空
気量に対して空燃比が略理論空燃比付近になるような燃
料噴射量を演算して、燃料増量補正量Qcを決定する。
一方、前記ステップSA13の判別結果がyesであれ
ば、NOx放出制御を行う期間は終了したので、ステッ
プSA15で燃料増量補正量Qcを零にし(Qc=0)、
ステップSA16でフラグF1をクリアして(Fp=
0)、ステップSA20に進む。
That is, for example, based on the intake air amount obtained from the output of the air flow sensor 11, a fuel injection amount is calculated such that the air-fuel ratio becomes substantially near the stoichiometric air-fuel ratio with respect to the intake air amount, and the fuel increase amount is calculated. The correction amount Qc is determined.
On the other hand, if the decision result in the step SA13 is yes, the period in which the NOx release control is performed has ended, so in step SA15 the fuel increase correction amount Qc is set to zero (Qc = 0),
In step SA16, the flag F1 is cleared (Fp =
0), and proceed to step SA20.

【0051】つまり、NOx吸収量が多くなり触媒22
の浄化性能が低下すると考えられる場合であって、かつ
触媒22が暖機状態であれば、NOx放出制御を行って
該触媒22からNOxを放出させかつ還元浄化すること
で、触媒22のリフレッシュを図るようにしている。
That is, the NOx absorption amount increases and the catalyst 22
If it is considered that the purification performance of the catalyst 22 decreases, and the catalyst 22 is in a warm-up state, the catalyst 22 is refreshed by performing NOx release control to release NOx from the catalyst 22 and reducing and purifying. I try to plan.

【0052】また、前記ステップSA6において、NO
x吸収量の推定値が設定値よりも小さいと判定されて進
んだステップSA17では、フラグF1の状態を判別し
て、オン状態でyesならば(F1=1)、NOx放出
制御の途中なので前記ステップSA8に進む一方、オフ
状態でnoならば(F1=0)、NOx放出制御を行う
期間ではないので、続くステップSA18で第1タイマ
値T1をリセットし(T1=0)、続くステップSA19
でフラグFpをクリアして(Fp=0)、ステップSA2
0に進む。
In step SA6, NO
In step SA17, in which it is determined that the estimated value of the x absorption amount is smaller than the set value, the state of the flag F1 is determined. If yes in the ON state (F1 = 1), the NOx emission control is in progress. On the other hand, if the flow proceeds to step SA8, and if no in the off state (F1 = 0), it is not the period for performing the NOx release control.
Clears the flag Fp (Fp = 0) and returns to step SA2
Go to 0.

【0053】前記ステップSA10,SA14,SA1
6,SA18に続いて、ステップSA20では、エンジ
ン1が加速運転状態になっているかどうか判定する。そ
して、アクセル開度やエンジン回転数の変化状態等に基
づいてエンジン1の加速運転状態が判定されれば、続く
ステップSA21でフラグFpをオン状態にする一方
(Fp=1)、エンジン1が加速運転状態でなければ、
フラグFpの状態はそのままで、図10のステップSB
1に進む。このように、エンジン1の加速運転状態で
は、触媒22の状態に拘わらず主噴射の分割制御を行う
ことにより、排気圧力を増大させてターボ過給機25の
過給効果を高めるようにしている。
Steps SA10, SA14, SA1
In step SA20 following SA6 and SA18, it is determined whether the engine 1 is in an accelerating operation state. Then, if the acceleration operation state of the engine 1 is determined based on the accelerator opening, the change state of the engine speed, and the like, the flag Fp is turned on in the subsequent step SA21 (Fp = 1), while the engine 1 accelerates. If you are not driving
Step SB in FIG.
Proceed to 1. As described above, in the accelerating operation state of the engine 1, by performing the split control of the main injection regardless of the state of the catalyst 22, the exhaust pressure is increased and the supercharging effect of the turbocharger 25 is enhanced. .

【0054】前記ステップSA20,SA21に続い
て、図10に示すフローのステップSB1では、まず、
フラグFpがオン状態か否か判別する。この判別結果が
noならばステップSB6に進む一方、判別結果がye
sならばステップSB2に進み、基本燃料噴射量Qbase
に燃料増量補正量Qcを加えて、総燃料噴射量Qtを演算
する。ここで、フラグF1がオン状態になっていなけれ
ば、即ち触媒22がNOxの吸収過剰状態でなければ、
燃料増量補正量Qc=0なので、総燃料噴射量Qtは基本
燃料噴射量Qbaseに等しくなる。続いて、ステップSB
3では、前記総燃料噴射量Qtを3等分して、それぞれ
最終的な第1、第2及び第3燃料噴射量Q1,Q2,Q3
とする。
Following steps SA20 and SA21, in step SB1 of the flow shown in FIG.
It is determined whether the flag Fp is on. If this determination is no, the process proceeds to step SB6, while the determination is yes.
If s, the process proceeds to step SB2, where the basic fuel injection amount Qbase
Is added to the fuel increase correction amount Qc to calculate the total fuel injection amount Qt. Here, if the flag F1 is not in the ON state, that is, if the catalyst 22 is not in the state of excessively absorbing NOx,
Since the fuel increase correction amount Qc = 0, the total fuel injection amount Qt becomes equal to the basic fuel injection amount Qbase. Then, step SB
In the step 3, the total fuel injection amount Qt is divided into three equal parts, and the final first, second and third fuel injection amounts Q1, Q2, Q3 are respectively obtained.
And

【0055】続いて、ステップSB4において、第1〜
第3燃料噴射時期IT1〜IT3をそれぞれ設定する。ここ
で、図4(c)に示すように、第1噴射時期IT1は基本
的な噴射時期ITbaseと同じであり、続く第2噴射時期IT
2及び第3噴射時期IT3は、それぞれ先の噴射が終了して
インジェクタ5が閉じてから設定間隔Δt(噴射休止間
隔:例えばΔt=900マイクロ秒)を空けて設定され
る。この設定間隔Δtとしては、略500マイクロ秒な
いし略1ミリ秒の範囲内でエンジン1の運転状態に応じ
て実験的に決定された最適値がマップとして記録されて
おり、このマップから読み込まれて設定される。
Subsequently, in step SB4, the first to first steps are performed.
The third fuel injection timings IT1 to IT3 are set respectively. Here, as shown in FIG. 4C, the first injection timing IT1 is the same as the basic injection timing ITbase, and the subsequent second injection timing IT
The second and third injection timings IT3 are set with a set interval Δt (injection pause interval: for example, Δt = 900 microseconds) after the previous injection ends and the injector 5 closes. As the set interval Δt, an optimum value experimentally determined according to the operating state of the engine 1 within a range of approximately 500 microseconds to approximately 1 millisecond is recorded as a map, and is read from the map. Is set.

【0056】続いて、ステップSB5では、噴射終了判
定サブルーチンの制御手順を実行する。これは、詳しい
説明は省略するが、主噴射を分割したときに、3番目の
噴射の終了時期がATDC35°CAよりも遅くなるか
どうか判定して、遅くなると判定されたときには、各噴
射の間の噴射休止間隔Δtを縮めたり、或いは、図4
(e)に示すように、余分な燃料を気筒2の圧縮行程中
盤以降でプレ噴射させるために、プレ噴射量Qpや噴射
時期ITpを設定したりするものである。そして、噴射終
了判定サブルーチンを行った後に、図11のステップS
C1〜SC11に進んで、後述の如く主噴射を3回に分
割して実行する。
Subsequently, at step SB5, a control procedure of an injection end determination subroutine is executed. Although the detailed explanation is omitted, it is determined whether the end timing of the third injection is later than ATDC 35 ° CA when the main injection is divided, and when it is determined that the end timing is later than the ATDC 35 ° CA, Of the injection stop interval Δt of FIG.
As shown in (e), the pre-injection amount Qp and the injection timing ITp are set in order to pre-inject excess fuel after the middle stage of the compression stroke of the cylinder 2. Then, after performing the injection end determination subroutine, step S in FIG.
Proceeding to C1 to SC11, the main injection is divided into three and executed as described later.

【0057】つまり、このフローでは、フラグFpがオ
ン状態になっているとき(Fp=1)、言い換えると、
エンジン1の冷間始動時に触媒22が未暖機状態にな
っているとき、エンジン1の運転中にNOx放出制御
を行うときであって、かつ燃料噴射量を増量補正する前
に未暖機状態の触媒22を暖めるとき、エンジン1が
加速運転状態になっているときの3つのうちのいずれか
1つのときに、主噴射の分割制御を行うようにしてい
る。
That is, in this flow, when the flag Fp is on (Fp = 1), in other words,
When the catalyst 22 is in the unwarmed state at the time of the cold start of the engine 1, when the NOx release control is performed during the operation of the engine 1, and before the fuel injection amount is increased and corrected, the unwarmed state is set. When the catalyst 22 is warmed up, the split control of the main injection is performed at any one of the three times when the engine 1 is in the accelerating operation state.

【0058】また、前記ステップSB1でフラグFpが
オフ状態になっていると判定されて進んだステップSB
6では、フラグF1がオン状態になっているか否か判別
する。そして、この判別結果がno(F1=0)ならば
ステップSB11に進む一方、判別結果がyes(F1
=1)ならばステップB7に進んで、前記ステップSB
2と同様に基本燃料噴射量Qbaseに燃料増量補正量Qc
を加えて、総燃料噴射量Qtを演算する。即ち、エンジ
ン1の燃焼室4の平均的空燃比が略理論空燃比になるよ
うな総燃料噴射量Qtを演算する。続いて、ステップS
B8において、プレ噴射の燃料噴射量Qp及び噴射時期I
Tpをそれぞれ設定する。すなわち、プレ噴射の噴射量は
エンジン1の運転状態に対応する最適値がマップとして
記録されていて、このマップから読み込まれるようにな
っており、その噴射割合は、例えば主噴射の8〜23%
の範囲内に設定される。
Further, at step SB1, it is determined that the flag Fp is in the OFF state, and the process proceeds to step SB1.
At 6, it is determined whether or not the flag F1 is on. If the determination result is no (F1 = 0), the process proceeds to step SB11, while the determination result is yes (F1
= 1), the process proceeds to step B7, and the process proceeds to step SB7.
The fuel increase correction amount Qc is added to the basic fuel injection amount
To calculate the total fuel injection amount Qt. That is, the total fuel injection amount Qt is calculated so that the average air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 becomes substantially equal to the stoichiometric air-fuel ratio. Then, step S
In B8, the fuel injection amount Qp and the injection timing I of the pre-injection
Set Tp respectively. That is, as the injection amount of the pre-injection, an optimum value corresponding to the operating state of the engine 1 is recorded as a map, and is read from the map. The injection ratio is, for example, 8 to 23% of the main injection.
Is set within the range.

【0059】尚、前記プレ噴射の燃料噴射量Qpを燃料
増量補正量Qcとしてもよく、こうすれば、制御の演算
を簡略化できる。また、プレ噴射は図4(d)に示すよ
うに、気筒2の吸気行程初期から圧縮行程前半までの間
に行われるのが好ましく、この実施形態ではプレ噴射の
噴射時期ITpは気筒2の吸気行程前半に設定されてい
る。
Incidentally, the fuel injection amount Qp of the pre-injection may be used as the fuel increase correction amount Qc, so that the control calculation can be simplified. Further, as shown in FIG. 4D, it is preferable that the pre-injection is performed from the beginning of the intake stroke of the cylinder 2 to the first half of the compression stroke. In this embodiment, the injection timing ITp of the pre-injection is determined by the intake timing of the cylinder 2. Set in the first half of the journey.

【0060】続いて、ステップSB9において、前記総
燃料噴射量Qtからプレ噴射量Qpを減算した後に3等分
して、それぞれ最終的な第1、第2及び第3燃料噴射量
Q1,Q2,Q3とする。続くステップSB10では、前
記ステップSB4と同様にして第1〜第3燃料噴射時期
IT1〜IT3をそれぞれ設定する。尚、この場合も第1噴射
時期IT1は基本的な噴射時期ITbaseと同じであり、続く
第2噴射時期IT2及び第3噴射時期IT3は、それぞれ先の
噴射が終了してインジェクタ5が閉じてから設定間隔Δ
tを空けて設定される。この設定間隔Δtも略500マ
イクロ秒ないし略1ミリ秒の範囲内の値とされ、また、
エンジン1の運転状態に応じてマップから読み込まれ
る。そして、図11のステップSC1〜SC11に進ん
で、後述の如く主噴射を3回に分割して実行する。
Subsequently, in step SB9, after subtracting the pre-injection amount Qp from the total fuel injection amount Qt, the pre-injection amount Qp is divided into three equal parts to obtain the final first, second and third fuel injection amounts Q1, Q2, and Q1, respectively. Q3. In the following step SB10, the first to third fuel injection timings are set in the same manner as in step SB4.
Set IT1 to IT3 respectively. In this case as well, the first injection timing IT1 is the same as the basic injection timing ITbase, and the subsequent second injection timing IT2 and third injection timing IT3 are obtained after the previous injection is completed and the injector 5 is closed. Set interval Δ
It is set with an interval of t. The set interval Δt is also set to a value within a range of approximately 500 microseconds to approximately 1 millisecond.
It is read from the map according to the operating state of the engine 1. Then, the process proceeds to steps SC1 to SC11 in FIG. 11, and the main injection is divided into three and executed as described later.

【0061】つまり、フラグF1がオン状態になってい
るとき(F1=1)、言い換えると、触媒22が暖機状
態でかつNOx吸収過剰状態になっているときには、エ
ンジン1の燃焼室4の空燃比が略理論空燃比付近かそれ
よりもリッチな状態になるように燃料噴射量を増量補正
するとともに、その増量した燃料の一部を気筒2の吸気
行程前半にプレ噴射する一方、残りの燃料を気筒の圧縮
上死点近傍で3分割して噴射するようにしている。
That is, when the flag F1 is on (F1 = 1), in other words, when the catalyst 22 is in a warm-up state and in a state of excessive NOx absorption, the combustion chamber 4 of the engine 1 becomes empty. The fuel injection amount is increased and corrected so that the fuel ratio is substantially in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or richer, and a part of the increased fuel is pre-injected in the first half of the intake stroke of the cylinder 2 while the remaining fuel is injected. Is divided into three and injected near the compression top dead center of the cylinder.

【0062】さらに、前記ステップSB6でフラグF1
がオフ状態になっていると判定されて進んだステップS
B11では、クランク角信号に基づいて基本噴射時期IT
baseなったか否か判別し、噴射時期になるまで待って
(ステップSB11でno)、噴射時期になれば(ステ
ップSB11でyes)、ステップSB12に進んで主
噴射を行い、基本燃料噴射量Qbaseの燃料をインジェク
タ5により燃焼室4に一括噴射して、しかる後にリター
ンする。つまり、エンジン1の通常の運転状態では、燃
料噴射は一括して行うようにしているので、インジェク
タ5の開閉作動回数を相対的に少なくして、信頼性を高
めることができる。
Further, at step SB6, the flag F1 is set.
Step S that is determined to be off
In B11, the basic injection timing IT based on the crank angle signal
It is determined whether or not the fuel injection amount has reached base, and the flow waits until the injection timing comes (no in step SB11). If the injection timing comes (yes in step SB11), the routine proceeds to step SB12, where the main injection is performed and the basic fuel injection amount Qbase is calculated. The fuel is collectively injected into the combustion chamber 4 by the injector 5 and then returns. In other words, in the normal operating state of the engine 1, the fuel injection is performed collectively, so that the number of opening and closing operations of the injector 5 can be relatively reduced, and the reliability can be improved.

【0063】そして、前記図10のステップSB5,S
B10に続いて、図11のステップSC1では、プレ噴
射量Qpの値が零であるか否か判別し、Qp=0でYES
ならばステップSC5に進む一方、Qp≠0でNOであ
ればステップSC2に進み、クランク角信号に基づいて
プレ噴射時期ITpなったか否か判別する。そして、噴射
時期になるまで待って(ステップSC2でNO)、噴射
時期になれば(ステップSC2でYES)、ステップS
C3に進んでプレ噴射を行い、噴射量Qpの燃料をイン
ジェクタ5により燃焼室4に噴射する。続いて、ステッ
プSC4において、プレ噴射量を零にして(Qp←
0)、ステップSC5に進む。
Then, steps SB5 and S5 in FIG.
Subsequent to B10, in step SC1 of FIG. 11, it is determined whether or not the value of the pre-injection amount Qp is zero.
If so, the process proceeds to step SC5, while if NO in QpNO0, the process proceeds to step SC2 to determine whether or not the pre-injection timing ITp has been reached based on the crank angle signal. Then, it waits until the injection timing is reached (NO in step SC2), and if the injection timing is reached (YES in step SC2), the process proceeds to step S2.
Proceeding to C3, pre-injection is performed, and fuel of the injection amount Qp is injected into the combustion chamber 4 by the injector 5. Subsequently, in step SC4, the pre-injection amount is set to zero (Qp ←
0), and proceed to step SC5.

【0064】続いて、ステップSC5では、クランク角
信号に基づいて第1噴射時期IT1なったか否か判別し、
噴射時期になるまで待って(ステップSC5でNO)、
噴射時期になれば(ステップSC5でYES)、ステッ
プSC6に進んで第1の燃料噴射を行い、噴射量Q1の
燃料をインジェクタ5により燃焼室4に噴射する。続く
ステップSC7では、同様にクランク角信号に基づいて
第2噴射時期IT2になったか否か判別し、噴射時期にな
るまで待って(ステップSC7でNO)、噴射時期にな
れば(ステップSC7でYES)、ステップSC8に進
んで第2の燃料噴射を実行する。
Subsequently, in step SC5, it is determined whether or not the first injection timing IT1 has come based on the crank angle signal.
Wait until the injection timing comes (NO in step SC5),
When the injection timing comes (YES in step SC5), the process proceeds to step SC6 to perform the first fuel injection, and the fuel of the injection amount Q1 is injected into the combustion chamber 4 by the injector 5. In the subsequent step SC7, it is similarly determined whether or not the second injection timing IT2 has been reached based on the crank angle signal, and it is waited until the injection timing has come (NO in step SC7), and if the injection timing has come (YES in step SC7). ), And proceeds to Step SC8 to execute the second fuel injection.

【0065】続いて、ステップSC9では、第3の燃料
噴射量Q3の値が零であるか否か判別し、Q3=0でYE
Sならばリターンする一方、Q3≠0でNOであればス
テップSC10に進む。そして、クランク角信号に基づ
いて第3噴射時期IT3になったか否か判別し、噴射時期
になるまで待って(ステップSC10でNO)、噴射時
期になれば(ステップSC10でYES)、ステップS
C11に進んで第3の燃料噴射を実行して、しかる後に
リターンする。
Subsequently, in step SC9, it is determined whether or not the value of the third fuel injection amount Q3 is zero.
If S, the process returns. If Q3 ≠ 0, NO, the process proceeds to Step SC10. Then, it is determined whether or not the third injection timing IT3 has been reached based on the crank angle signal, and it is waited until the injection timing has come (NO in step SC10). If the injection timing has come (YES in step SC10), step S is executed.
The program proceeds to C11, in which the third fuel injection is executed, and thereafter, the process returns.

【0066】前記図9〜図11に示す各フローにおい
て、図9に示すステップSA2で、エンジン1の目標ト
ルクに応じて燃料の基本噴射量等を決定し、図11に示
すステップSC1〜SC11でインジェクタ5により燃
料を噴射させるという制御手順により、該インジェクタ
5による燃料の噴射状態を少なくともエンジン1の運転
状態に応じて制御する基本燃料噴射制御手段35aが構
成されている。そして、この基本燃料噴射制御手段35
aは、エンジン1の通常の運転状態では、インジェクタ
5により気筒の圧縮上死点近傍において燃料を一括して
噴射させるものである。
In each of the flows shown in FIGS. 9 to 11, at step SA2 shown in FIG. 9, the basic fuel injection amount and the like are determined according to the target torque of the engine 1, and at steps SC1 to SC11 shown in FIG. The basic fuel injection control means 35a for controlling the fuel injection state by the injector 5 according to at least the operating state of the engine 1 is constituted by the control procedure of injecting the fuel by the injector 5. The basic fuel injection control means 35
In the normal operation state of the engine 1, the fuel is collectively injected by the injector 5 near the compression top dead center of the cylinder.

【0067】また、図9に示すフローのステップSA6
〜SA16の各ステップの制御手順により、触媒22か
らNOxを放出させるとき、排気中の酸素濃度が低下す
るようにインジェクタ5による燃料噴射量を増量補正す
る噴射量補正手段35bが構成されている。そして、こ
の噴射量補正手段35bは、エンジン1の燃焼室4の平
均的な空燃比が略理論空燃比になるように燃料噴射量を
増量補正するものである。
Step SA6 of the flow shown in FIG.
According to the control procedures of steps SA16 to SA16, an injection amount correcting means 35b configured to increase and correct the fuel injection amount by the injector 5 so as to reduce the oxygen concentration in the exhaust gas when NOx is released from the catalyst 22 is configured. The injection amount correction means 35b corrects the fuel injection amount so that the average air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 becomes substantially equal to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0068】さらに、図10に示すフローのステップS
B1〜SB10の各ステップの制御手順により、触媒2
2からNOxを放出させるとき、前記噴射量補正手段3
5bによる燃料噴射量の増量補正が行われる前に、イン
ジェクタ5により燃料を気筒の圧縮上死点近傍で3回に
分割して噴射させる噴射形態補正手段35cが構成され
ている。そして、この噴射形態補正手段35cは、前記
噴射量補正手段35bにより燃料噴射量を増量補正する
とき、気筒の圧縮上死点近傍での主噴射に加えて、イン
ジェクタ5により圧縮行程でのプレ噴射を行わせるもの
である。
Further, step S in the flow shown in FIG.
According to the control procedure of each step of B1 to SB10, the catalyst 2
When NOx is released from the injection amount correction means 3,
Before the increase correction of the fuel injection amount is performed by the fuel injection amount 5b, an injection mode correcting means 35c is configured to inject the fuel by the injector 5 three times in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder. When the fuel injection amount is increased by the injection amount correcting means 35b, the injection mode correcting means 35c performs pre-injection in the compression stroke by the injector 5 in addition to the main injection near the compression top dead center of the cylinder. Is performed.

【0069】したがって、この実施形態に係るディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置Aによれば、まず、通常
の運転状態では基本燃料噴射制御手段35aにより、図
4(a)に示すように、各気筒2の圧縮上死点近傍でイ
ンジェクタ5から基本燃料噴射量Qbaseの燃料が一括し
て噴射され、エンジン1は燃焼室4の平均的空燃比がリ
ーンな状態で運転される。そして、燃焼に伴い生成する
NOxが触媒22に吸収されて、その吸収量が過剰な状
態になると、該触媒22からNOxを放出させて還元浄
化するNOx放出制御が行われる。
Therefore, according to the diesel engine fuel injection control device A according to this embodiment, first, in the normal operation state, the basic fuel injection control means 35a causes each of the cylinders 2 as shown in FIG. The fuel of the basic fuel injection amount Qbase is collectively injected from the injector 5 near the compression top dead center, and the engine 1 is operated with the average air-fuel ratio of the combustion chamber 4 being lean. Then, when NOx generated by combustion is absorbed by the catalyst 22 and the amount of absorption becomes excessive, NOx release control for releasing NOx from the catalyst 22 to reduce and purify is performed.

【0070】このとき、例えばエンジン1が長時間、所
定の低回転運転状態とされ、触媒22が未暖機状態に対
応する低温状態になっていれば、まず、噴射形態補正手
段35cにより主噴射の分割制御が行われて、インジェ
クタ5により燃料が気筒の圧縮上死点近傍で3回に分割
して噴射される。この分割噴射により、燃料噴霧の空気
との混合状態が大幅に改善され、空気利用率も向上して
燃焼による熱発生率が増大するとともに、燃焼の終了が
遅角側にずれることで、図8に例示するように排気温度
が上昇し、これにより、排気通路20の触媒22の温度
状態を速やかに高めることができる。
At this time, for example, if the engine 1 is in a predetermined low-speed operation state for a long time and the catalyst 22 is in a low temperature state corresponding to the unwarmed state, first, the main injection by the injection form correction means 35c is performed. Is performed, and the fuel is injected three times by the injector 5 near the compression top dead center of the cylinder. By this split injection, the mixing state of the fuel spray with the air is greatly improved, the air utilization rate is also improved, the heat generation rate by combustion is increased, and the end of combustion is shifted to the retard side. As shown in FIG. 2, the exhaust gas temperature rises, whereby the temperature state of the catalyst 22 in the exhaust passage 20 can be quickly raised.

【0071】そして、このようにして触媒22を速やか
に昇温させて暖機状態にした後にNOx放出制御が行わ
れ、噴射量補正手段35bによって、燃焼室の平均的な
空燃比が略理論空燃比になるようにインジェクタ5から
の燃料噴射量が増量補正される。これにより、排気中の
酸素濃度が低下しかつCOやHC等の還元剤成分の濃度
が十分に高められるので、前記のように昇温されている
触媒22から速やかにNOxを放出させ、かつ十分に還
元浄化することができる。しかも、このとき、燃料の一
部を気筒2の吸気行程前半でプレ噴射するようにしてい
るので、燃料噴射量を増量しても燃料噴霧が過度に濃い
状態になることはなく、よって、スモークの急増を防止
できる。
After the catalyst 22 is quickly heated to a warm-up state as described above, NOx release control is performed, and the average air-fuel ratio of the combustion chamber is reduced by the injection amount correction means 35b to substantially the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel injection amount from the injector 5 is corrected so as to increase the fuel ratio. As a result, the concentration of oxygen in the exhaust gas is reduced and the concentration of the reducing agent component such as CO or HC is sufficiently increased, so that NOx is quickly released from the catalyst 22, which has been heated as described above, and Can be reduced and purified. In addition, at this time, since a part of the fuel is pre-injected in the first half of the intake stroke of the cylinder 2, even if the fuel injection amount is increased, the fuel spray does not become excessively rich, so that the smoke Can be prevented from increasing rapidly.

【0072】つまり、この実施形態では、触媒22のリ
フレッシュのためのNOx放出制御の際に、燃料噴射量
の増量補正に先立って予め触媒22の温度状態を高める
ことで、燃料の増量によって排気中の酸素濃度を低下さ
せたときには、触媒22から極めて効率良くNOxを放
出させ、かつそのNOxを十分に還元浄化することがで
きる。
That is, in this embodiment, during the NOx release control for refreshing the catalyst 22, the temperature state of the catalyst 22 is raised in advance before the correction of the increase of the fuel injection amount, so that the amount of fuel in the exhaust gas is increased. When the oxygen concentration is reduced, NOx can be released from the catalyst 22 with high efficiency, and the NOx can be sufficiently reduced and purified.

【0073】しかも、そのように燃料噴射量を増量補正
する前に行う主噴射の分割制御によって、排気中のH
C,CO濃度が高まるので、その後の燃料噴射量の増量
補正によって一時的にNOxの生成が盛んになっても、
生成されたNOxがCO,HCと反応することになり、
大気中へのNOx排出量が急増することはない。
In addition, the main injection division control performed before the fuel injection amount is increased and corrected as described above allows the H
Since the C and CO concentrations increase, even if the generation of NOx temporarily becomes active due to the subsequent increase correction of the fuel injection amount,
The generated NOx will react with CO and HC,
NOx emissions to the atmosphere do not increase rapidly.

【0074】そして、前記のように触媒22を極めて効
率よくリフレッシュできる結果として、エンジン1の運
転中にNOx放出制御を行う時間を相対的に短くするこ
っとができるので、燃料噴射量の増量に伴う燃費悪化を
抑制することができる。しかも、主噴射の分割制御によ
って、前記のように燃焼状態が極めて良好なものにな
り、また、噴射終了時期は相対的に遅くなるものの、そ
の間、燃焼室4の圧力が相対的に長く十分に高い状態に
維持され、いわゆる等容度の向上により機械効率も高め
られて、燃費改善が図られる。
As described above, as a result that the catalyst 22 can be refreshed very efficiently, the time for performing the NOx release control during the operation of the engine 1 can be relatively shortened, so that the fuel injection amount can be increased. The accompanying deterioration in fuel efficiency can be suppressed. In addition, due to the split control of the main injection, as described above, the combustion state becomes extremely good, and the injection end timing is relatively late, but during that time, the pressure in the combustion chamber 4 is relatively long and sufficient. Maintained in a high state, the mechanical efficiency is also improved by the improvement of the so-called equal capacity, and the fuel efficiency is improved.

【0075】(他の実施形態)本発明は前記実施形態に
限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包
含するものである。すなわち、前記実施形態では、主噴
射の分割制御によって燃料を3回に分割して噴射するよ
うにしているが、これに限らず、排気中のHC濃度やC
O濃度が高まりかつ触媒22の温度状態が高まるよう、
分割回数は2回ないし7回のいずれか1つに設定すれば
よい。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above embodiments, but includes other various embodiments. That is, in the above-described embodiment, the fuel is divided into three injections by the split control of the main injection. However, the present invention is not limited to this.
As the O concentration increases and the temperature state of the catalyst 22 increases,
The number of divisions may be set to any one of 2 to 7 times.

【0076】また、前記実施形態では、エンジン1の通
常の運転状態では主噴射は一括して行うようにしている
が、これに限らず、主噴射は基本的に2回以上に分割し
て行い、かつ噴射休止期間Δtを100マイクロ秒ない
し1ミリ秒の範囲内に相対的に短めに設定するようにし
てもよい。このようにすれば、例えば主噴射を2分割噴
射とすることで、図7に示すように燃費率を向上させる
ことができる。そして、この場合には、NOx放出制御
のときに主噴射の分割回数又は噴射休止間隔Δtの少な
くとも一方を増大させるようにすればよく、こうするこ
とで、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。
In the above embodiment, the main injection is performed collectively in the normal operation state of the engine 1. However, the present invention is not limited to this, and the main injection is basically performed in two or more times. The injection suspension period Δt may be set relatively short within a range of 100 microseconds to 1 millisecond. By doing so, for example, by making the main injection a two-split injection, the fuel efficiency can be improved as shown in FIG. In this case, at least one of the number of divisions of the main injection or the injection pause interval Δt may be increased at the time of the NOx release control, whereby the same operation and effect as the above embodiment can be obtained. Can be

【0077】また、前記実施形態では、触媒22の温度
状態を推定して、その温度状態が低いときに、燃料噴射
量の増量補正に先だって触媒22の昇温のための主噴射
の分割制御を行うようにしているが、これに限らず、N
Ox放出制御を行うときには常に、まず主噴射の分割制
御によって触媒22の温度状態を高め、その後に燃料噴
射量を増量補正するようにしてもよい。また、その際、
主噴射の分割回数は、燃料噴射量の増量補正前の方が増
量補正の開始後よりも多くなるようにしてもよく、こう
することで、触媒22の昇温をさらに効果的に行うこと
ができる(図8参照)。
In the above embodiment, the temperature state of the catalyst 22 is estimated, and when the temperature state is low, the split control of the main injection for raising the temperature of the catalyst 22 is performed prior to the correction of the increase in the fuel injection amount. But it is not limited to this.
When performing the Ox release control, the temperature state of the catalyst 22 may be first increased by the split control of the main injection, and then the fuel injection amount may be increased. At that time,
The number of divisions of the main injection may be greater before the fuel injection amount is increased than after the start of the increase correction, so that the temperature of the catalyst 22 can be more effectively increased. (See FIG. 8).

【0078】さらに、前記実施形態では、NOx放出制
御の際に、主噴射の他の追加噴射としてインジェクタ5
により気筒の吸気行程ないし圧縮行程ででプレ噴射を行
わせるようにしているが、これに限らず、気筒の膨張行
程や排気行程で追加の燃料噴射(ポスト噴射)を行わせ
るようにしてもよい。例えば、エンジン1の高負荷運転
状態ではプレ噴射を行わせ、一方、エンジン1の低中負
荷運転状態ではポスト噴射を行わせることで、エンジン
1の負荷状態の異なる広い運転領域においてスモークの
増大を抑えながら、排気中の酸素濃度を低下させること
ができる。
Further, in the above-described embodiment, the injector 5 is used as an additional injection other than the main injection during the NOx release control.
, The pre-injection is performed in the intake stroke or the compression stroke of the cylinder. However, the present invention is not limited to this, and additional fuel injection (post-injection) may be performed in the expansion stroke or the exhaust stroke of the cylinder. . For example, by performing pre-injection in the high load operation state of the engine 1 and performing post-injection in the low and medium load operation state of the engine 1, it is possible to increase smoke in a wide operating region where the load state of the engine 1 is different. The oxygen concentration in the exhaust gas can be reduced while suppressing it.

【0079】或いは、前記プレ噴射を行わせたり、特に
気筒の膨張行程前半でポスト噴射を行わせるとともに、
主噴射の分割回数及び噴射休止間隔の少なくとも一方を
増大させるようにしてもよく、こうすれば、前記プレ及
びポスト噴射によって燃料噴射量が増量されても、その
ことによるエンジン出力の増大を緩和して、NOx放出
制御に付随するトルクショックの発生を防止することが
できる。
Alternatively, the pre-injection is performed, or the post-injection is performed particularly in the first half of the cylinder expansion stroke.
At least one of the number of divisions of the main injection and the injection pause interval may be increased. In this way, even if the fuel injection amount is increased by the pre- and post-injections, the increase in engine output due to the increase is reduced. Thus, it is possible to prevent the occurrence of torque shock accompanying the NOx release control.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によると、
エンジンの運転中にNOx吸収材からNOxを放出させ
るときには、遅くとも噴射量補正手段により燃料噴射量
を増量補正する時点で主噴射を複数回に分割させて、N
Ox吸収材を速やかに昇温させるようにしたので、前記
の燃料噴射量の増量補正によって排気中の酸素濃度を低
下させかつ還元剤成分の濃度を高めることにより、前記
NOx吸収材からのNOx放出等を十分に促進し、燃費
悪化を抑制しながらNOx吸収材をリフレッシュするこ
とができる。また、主噴射の分割制御により燃焼状態を
大幅に改善できるので、スモークの急増も防止できる。
As described above, according to the fuel injection control apparatus for a diesel engine according to the first aspect of the present invention,
When NOx is released from the NOx absorbent during operation of the engine, the main injection is divided into a plurality of times at the latest when the fuel injection amount is increased and corrected by the injection amount correction means.
Since the temperature of the Ox absorbent is quickly raised, the concentration of oxygen in the exhaust gas is reduced and the concentration of the reducing agent component is increased by the correction of the increase in the fuel injection amount, so that the NOx emission from the NOx absorbent is increased. Etc. can be sufficiently promoted, and the NOx absorbent can be refreshed while suppressing fuel consumption deterioration. Further, since the combustion state can be greatly improved by the split control of the main injection, it is possible to prevent a sudden increase in smoke.

【0081】請求項2の発明によると、NOx吸収材の
リフレッシュの際に、燃料噴射量を増量補正する前に主
噴射の分割制御を開始することで、予めNOx吸収材の
温度状態を高めて、極めて効率良くNOx吸収材をリフ
レッシュできる。また、燃料噴射量の増量時に一時的に
NOx排出量が増えることも抑制できる。
According to the second aspect of the present invention, when the NOx absorbent is refreshed, the split control of the main injection is started before the fuel injection amount is increased and corrected, so that the temperature state of the NOx absorbent is raised in advance. Thus, the NOx absorbent can be refreshed very efficiently. Further, it is possible to suppress a temporary increase in the NOx emission amount when the fuel injection amount is increased.

【0082】請求項3の発明によると、主噴射の分割回
数を2回ないし7回に設定し、かつ噴射休止間隔を50
0マイクロ秒ないし1ミリ秒の範囲内とすることで、請
求項1又は2の発明による効果を十分に得ることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the number of divisions of the main injection is set to 2 to 7 times, and the injection pause interval is set to 50 times.
By setting the time in the range of 0 microsecond to 1 millisecond, the effect of the invention of claim 1 or 2 can be sufficiently obtained.

【0083】請求項4の発明によると、エンジンの通常
の運転状態には主噴射を一括噴射とすることにより、燃
料噴射弁の開閉作動回数を相対的に少なくして、信頼性
を向上できる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the normal operation state of the engine, the main injection is performed as a batch injection, so that the number of opening and closing operations of the fuel injection valve can be relatively reduced, and the reliability can be improved.

【0084】請求項5の発明によると、エンジンの通常
の運転状態でも主噴射を分割噴射とすることで、全体と
して燃焼改善を図ることができる。また、NOx吸収材
のリフレッシュの際には分割回数や噴射休止間隔を増大
させることで、リフレッシュを促進できる。
According to the fifth aspect of the present invention, even if the engine is in a normal operating state, the main injection is divided into injections, so that the combustion can be improved as a whole. In addition, when the NOx absorbent is refreshed, refreshing can be promoted by increasing the number of divisions and the injection suspension interval.

【0085】請求項6の発明によると、NOx吸収材の
リフレッシュの際に、主噴射の分割回数を燃料噴射量の
増量補正前の方が多くなるように補正することで、NO
x吸収材の温度状態を速やかに高めることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, when the NOx absorbent is refreshed, the number of divisions of the main injection is corrected so as to be larger before the increase in the fuel injection amount is corrected.
The temperature state of the x-absorbing material can be quickly raised.

【0086】請求項7の発明によると、燃料噴射量の増
量補正時にその燃料の一部を追加噴射とすることで、エ
ンジンの燃焼状態の悪化やトルク変動を抑制できる。
According to the seventh aspect of the present invention, when a fuel injection amount is corrected to be increased, a part of the fuel is additionally injected, so that deterioration of the combustion state of the engine and torque fluctuation can be suppressed.

【0087】請求項8の発明によると、NOx吸収材の
リフレッシュの際に燃料噴射量の増量に伴うエンジン出
力の増大を緩和して、トルクショックを防止することが
できる。
According to the invention of claim 8, when the NOx absorbent is refreshed, the increase in the engine output due to the increase in the fuel injection amount can be alleviated, and the torque shock can be prevented.

【0088】請求項9の発明によると、エンジンの要求
出力に対応する基本的な燃料噴射量を主噴射するととも
に、増量分の燃料をプレ噴射することで、制御手順を簡
略化できる。
According to the ninth aspect of the present invention, the control procedure can be simplified by performing the main injection of the basic fuel injection amount corresponding to the required output of the engine and pre-injecting the increased amount of fuel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置の全体構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a fuel injection control device for a diesel engine according to the embodiment.

【図3】NOx吸収材によるNOx吸収浄化性能(a)
及び触媒金属によるNOx還元浄化性能(b)の温度依
存性を表すグラフの一例を示す図である。
FIG. 3 shows the NOx absorption and purification performance by the NOx absorbent (a).
FIG. 4 is a diagram showing an example of a graph showing temperature dependency of NOx reduction purification performance (b) by a catalyst metal.

【図4】主噴射を一括(a)、2分割(b)、又は3分
割(c)して行うとき、並びにプレ噴射を行うとき
(d)(e)について、それぞれの噴射形態を表した説
明図である。
FIG. 4 shows the respective injection modes when the main injection is performed collectively (a), divided into two parts (b), or divided into three parts (c), and when pre-injection is performed (d) and (e). FIG.

【図5】燃料噴射の分割回数及び噴射休止間隔をそれぞ
れ変化させたときの、排気中のCO濃度の変化特性を示
すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing a change characteristic of the CO concentration in exhaust gas when the number of divisions of fuel injection and the injection pause interval are respectively changed.

【図6】排気中のNOx濃度の変化特性を示す図4相当
図である。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 4 showing a change characteristic of NOx concentration in exhaust gas.

【図7】エンジンの燃費率の変化特性を示す図4相当図
である。
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 4, showing a change characteristic of a fuel efficiency of an engine.

【図8】排気温度の変化特性を示す図4相当図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 4 showing a change characteristic of the exhaust gas temperature.

【図9】燃料噴射制御における基本燃料噴射量の設定手
順及びNOx放出制御の処理手順を示すフローチャート
図である。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a setting procedure of a basic fuel injection amount and a processing procedure of NOx release control in fuel injection control.

【図10】燃料噴射制御における噴射形態の設定手順を
示すフローチャート図である。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for setting an injection mode in fuel injection control.

【図11】燃料噴射制御におけるインジェクタの作動制
御の処理手順を示すフローチャート図である。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of injector operation control in fuel injection control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 1 ディーゼルエンジン 2 気筒 4 燃焼室 5 インジェクタ(燃料噴射弁) 20 排気通路 22 触媒(NOx吸収材) 35a 基本燃料噴射制御手段 35b 噴射量補正手段 35c 噴射形態補正手段 A fuel injection control device for diesel engine 1 diesel engine 2 cylinder 4 combustion chamber 5 injector (fuel injection valve) 20 exhaust passage 22 catalyst (NOx absorbent) 35a basic fuel injection control means 35b injection amount correction means 35c injection form correction means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 光徳 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 高見 明秀 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3G091 AA02 AA11 AA13 AA18 AB05 AB06 AB09 BA14 BA15 CA18 CA26 CB02 CB03 DA02 DB06 DB10 DC06 EA01 EA05 EA06 EA07 EA16 EA18 EA30 EA34 FA04 FB10 FB11 FB12 FC07 GA06 GB03W GB05W GB06W GB17X 3G301 HA02 HA11 HA13 HA18 JA02 JA04 JA24 JA25 KA00 KA05 LB11 MA01 MA11 MA19 MA20 MA23 MA26 MA27 NA00 NA04 NA08 NB02 NB06 NB11 NB14 NC02 NE01 NE13 NE14 NE15 NE23 PA04Z PA07Z PB08Z PD02Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Mitsunori Kondo 3-1, Fuchi-cho, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Akihide Takami 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. F term (reference) 3G091 AA02 AA11 AA13 AA18 AB05 AB06 AB09 BA14 BA15 CA18 CA26 CB02 CB03 DA02 DB06 DB10 DC06 EA01 EA05 EA06 EA07 EA07 EA16 EA18 EA30 EA34 FA04 FB10 FB11 FB12 FC07 GA03 GB03W02 JA25 KA00 KA05 LB11 MA01 MA11 MA19 MA20 MA23 MA26 MA27 NA00 NA04 NA08 NB02 NB06 NB11 NB14 NC02 NE01 NE13 NE14 NE15 NE23 PA04Z PA07Z PB08Z PD02Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
噴射供給する燃料噴射弁と、 エンジンの排気通路に配設され、酸素濃度の高い酸素過
剰雰囲気の排気中のNOxを吸収する一方、酸素濃度の
低下に伴い前記吸収したNOxを放出するNOx吸収材
と、 前記燃料噴射弁による燃料の噴射状態を少なくともエン
ジンの運転状態に応じて制御する基本燃料噴射制御手段
と、 前記NOx吸収材からNOxを放出させるとき、排気中
の酸素濃度が低下するように前記燃料噴射弁による燃料
噴射量を増量補正する噴射量補正手段とを備えたディー
ゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、 前記NOx吸収材からNOxを放出させるとき、遅くと
も前記噴射量補正手段による燃料噴射量の増量補正と同
時に、前記燃料噴射弁により燃料を気筒の圧縮上死点近
傍で複数回に分割して噴射させる噴射形態補正手段を設
けたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制
御装置。
A fuel is directly injected into a combustion chamber in a cylinder of an engine.
A fuel injection valve for injecting and supplying, and a NOx absorber disposed in an exhaust passage of the engine for absorbing NOx in exhaust gas in an oxygen-rich atmosphere having a high oxygen concentration and releasing the absorbed NOx with a decrease in oxygen concentration. Basic fuel injection control means for controlling a fuel injection state by the fuel injection valve according to at least an operation state of an engine; and when releasing NOx from the NOx absorbent, an oxygen concentration in exhaust gas is reduced. A fuel injection control device for a diesel engine, comprising: an injection amount correction unit that increases and corrects a fuel injection amount by the fuel injection valve. When NOx is released from the NOx absorbent, the fuel injection amount by the injection amount correction unit at the latest. At the same time as the increase correction of the fuel injection amount, the fuel injection valve injects fuel in a plurality of times in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder. A fuel injection control device for a diesel engine, comprising a corrector.
【請求項2】 請求項1において、 噴射形態補正手段は、噴射量補正手段による燃料噴射量
の増量補正が行われる前に、燃料噴射弁により燃料を分
割して噴射させるものであることを特徴とするディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置。
2. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the injection mode correction unit is configured to split and inject the fuel by the fuel injection valve before the fuel injection amount is increased by the injection amount correction unit. Diesel engine fuel injection control device.
【請求項3】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 噴射形態補正手段は、気筒の圧縮上死点近傍における燃
料噴射の分割回数を2回ないし7回のいずれか1つに設
定するとともに、燃料噴射弁を、一度閉じてから次に開
くまでの噴射休止間隔が500マイクロ秒ないし1ミリ
秒の範囲内になるように開閉作動させるものであること
を特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
3. The injection mode correction means according to claim 1, wherein the number of divisions of fuel injection in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder is set to any one of 2 to 7 times. A fuel injection control device for a diesel engine, wherein a fuel injection valve is operated to open and close so that an injection stop interval from once closing to next opening is within a range of 500 microseconds to 1 millisecond. .
【請求項4】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 基本燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁により気筒の圧縮
上死点近傍において燃料を一括して噴射させるものであ
ることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御
装置。
4. A diesel engine according to claim 1, wherein the basic fuel injection control means injects the fuel collectively near the compression top dead center of the cylinder by the fuel injection valve. Engine fuel injection control device.
【請求項5】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 基本燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁により気筒の圧縮
上死点近傍において燃料を2回以上に分割して噴射させ
るとともに、該燃料噴射弁を、一度閉じてから次に開く
までの噴射休止間隔が100マイクロ秒ないし1ミリ秒
の範囲内になるように開閉作動させるものであり、 噴射形態補正手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射の
分割回数又は噴射休止間隔の少なくとも一方を増大させ
るものであることを特徴とするディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置。
5. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the basic fuel injection control means injects the fuel in two or more times near the compression top dead center of the cylinder by the fuel injection valve. The valve is operated to open and close so that the injection pause interval from once closing to the next opening is within the range of 100 microseconds to 1 millisecond. A fuel injection control device for a diesel engine, wherein at least one of the number of divisions and the injection suspension interval is increased.
【請求項6】 請求項2において、 噴射形態補正手段は、気筒の圧縮上死点近傍における燃
料噴射の分割回数を、燃料噴射量の増量補正前の方が増
量補正の開始後よりも多くなるように補正するものであ
ることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御
装置。
6. The injection mode correction means according to claim 2, wherein the number of divisions of the fuel injection in the vicinity of the compression top dead center of the cylinder is greater before the increase correction of the fuel injection amount than after the start of the increase correction. And a fuel injection control device for a diesel engine.
【請求項7】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 噴射形態補正手段は、噴射量補正手段により燃料噴射量
が増量補正されるとき、気筒の圧縮上死点近傍での燃料
噴射に加えて、燃料噴射弁により少なくとも1回の追加
の燃料噴射を行わせるように構成されていることを特徴
とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
7. The fuel injection control device according to claim 1, wherein when the fuel injection amount is increased by the fuel injection amount correcting means, the fuel injection amount is corrected in addition to the fuel injection near the compression top dead center of the cylinder. A fuel injection control device for a diesel engine, wherein the fuel injection valve is configured to perform at least one additional fuel injection.
【請求項8】 請求項7において、 噴射形態補正手段は、追加の燃料噴射として気筒の吸気
行程ないし圧縮行程、又は膨張行程前半のいずれか一方
で副噴射を行わせるとともに、気筒の圧縮上死点近傍に
おける燃料噴射の分割回数及び噴射休止間隔の少なくと
も一方を、エンジンの出力トルクが減少するように補正
するものであることを特徴とするディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置。
8. The fuel injection control device according to claim 7, wherein the injection mode correction means performs a sub-injection in any one of an intake stroke or a compression stroke or an expansion stroke of the cylinder as an additional fuel injection, and a compression top dead center of the cylinder. A fuel injection control device for a diesel engine, wherein at least one of the number of divisions of fuel injection and the injection pause interval near a point is corrected so that the output torque of the engine decreases.
【請求項9】 請求項8において、 噴射形態補正手段は、気筒の圧縮上死点近傍において燃
料噴射弁によりエンジンの要求出力に対応する分量の燃
料を噴射させるとともに、噴射量補正手段による増量補
正分の燃料を副噴射させるものであることを特徴とする
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
9. The fuel injection valve according to claim 8, wherein the injection mode correction means causes the fuel injection valve to inject a quantity of fuel corresponding to the required output of the engine near the compression top dead center of the cylinder. A fuel injection control device for a diesel engine, which performs sub-injection of minute fuel.
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