JP2002357116A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2002357116A
JP2002357116A JP2001162994A JP2001162994A JP2002357116A JP 2002357116 A JP2002357116 A JP 2002357116A JP 2001162994 A JP2001162994 A JP 2001162994A JP 2001162994 A JP2001162994 A JP 2001162994A JP 2002357116 A JP2002357116 A JP 2002357116A
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exhaust
egr
exhaust gas
fuel
filter
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Riyouji Saikai
亮児 西海
Yasushi Kitano
康司 北野
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a filter from clogging, by burning PM early, in the exhaust emission control device for an internal combustion engine. SOLUTION: The exhaust emission control comprises: a filter 20 disposed to an exhaust passage 19 of the internal combustion engine 1 and trapping particulate maters contained in exhaust; and an ultrasonic generating means 37 for giving vibrations to the exhaust inside the exhaust passage 19 upstream of the filter 20.

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、内燃機関の排気浄
化装置に関し、特に、ディーゼルエンジンの排気中に含
まれる浮遊粒子状物質である煤に代表されるパティキュ
レートマター(Particulate Matter以下特に断らない限
り「PM」という。)を捕集する手段を有する排気浄化
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a particulate matter represented by soot, which is a suspended particulate matter contained in exhaust gas of a diesel engine. The present invention relates to an exhaust gas purification device having means for collecting PM as far as possible.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンは経済性に優れてい
る反面、排気中に含まれるPMの除去が重要な課題とな
っている。このため、大気中にPMが放出されないよう
にディーゼルエンジンの排気系にPMの捕集を行うパテ
ィキュレートフィルタ(以下、単に「フィルタ」とす
る)を設ける技術が周知である。
2. Description of the Related Art While diesel engines are excellent in economical efficiency, removal of PM contained in exhaust gas is an important issue. For this reason, a technique of providing a particulate filter (hereinafter, simply referred to as “filter”) for trapping PM in an exhaust system of a diesel engine so that PM is not released into the atmosphere is well known.

【0003】このフィルタにより排気中のPMが一旦捕
集され大気中へ放出されることを防止することができ
る。しかし、フィルタに捕集されたPMが該フィルタに
堆積しフィルタの目詰まりを発生させることがある。こ
の目詰まりが発生すると、フィルタ上流の排気の圧力が
上昇し内燃機関の出力低下やフィルタの毀損を誘発する
虞がある。このようなときには、フィルタ上に堆積した
PMを着火燃焼せしめることにより該PMを除去するこ
とができる。このようにフィルタに堆積したPMを除去
することをフィルタの再生という。
[0003] This filter can prevent PM in exhaust gas from being once collected and released into the atmosphere. However, PM trapped in the filter may accumulate on the filter and cause clogging of the filter. When this clogging occurs, the pressure of the exhaust gas upstream of the filter increases, which may cause a decrease in the output of the internal combustion engine or damage to the filter. In such a case, the PM deposited on the filter can be removed by igniting and burning. Removing PM accumulated on the filter in this way is called filter regeneration.

【0004】しかし、前記フィルタに捕集されたPMを
着火燃焼させるためには、フィルタの温度を例えば50
0℃以上の高温にする必要があるが、ディーゼルエンジ
ンの排気の温度は高回転高負荷領域以外では、この温度
よりも低いためPMを燃焼除去するのは困難であった。
However, in order to ignite and burn PM trapped in the filter, the temperature of the filter is set to, for example, 50.
Although it is necessary to keep the temperature at 0 ° C. or higher, it is difficult to burn off PM because the temperature of the exhaust gas of the diesel engine is lower than this temperature except in a high rotation and high load region.

【0005】そこで、電気ヒータ、バーナ等を用いて捕
集されたPMの着火燃焼が生じる温度までフィルタを加
熱、昇温することが考えられるが、これには多大なエネ
ルギを外部から供給する必要がある。この問題に対し、
例えば特開平6−159037号公報によれば、NOx
触媒を担持したフィルタと、排気中に炭化水素を供給す
る装置とを使用し、排気中に供給した炭化水素をNOx
触媒で燃焼させた際に発生する熱を利用して容易にPM
の燃焼を可能としている。
Therefore, it is conceivable to heat and raise the temperature of the filter to a temperature at which the collected PM is ignited and burned by using an electric heater, a burner, or the like. There is. For this issue,
For example, according to JP-A-6-159037, NOx
Using a filter carrying a catalyst and a device for supplying hydrocarbons to the exhaust gas, the hydrocarbons supplied to the exhaust gas are
Easily use PM generated by burning with catalyst
Enables combustion.

【0006】一方、内燃機関から排出される窒素酸化物
(NOx)の量を低減する方法としては、内燃機関の排
気通路を流れる排気の一部を該内燃機関の吸気通路へ再
循環させる排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recircul
ation)装置を利用する方法が知られている。
On the other hand, as a method of reducing the amount of nitrogen oxides (NOx) discharged from the internal combustion engine, an exhaust gas recirculating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage of the internal combustion engine is used. Recirculation (EGR: Exhaust Gas Recircul)
ation) Methods using devices are known.

【0007】EGR装置は、排気中に含まれる水蒸気
(H2O)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2
等の不活性ガス成分が持つ不燃性及び吸熱性を利用し
て、内燃機関の燃焼室における混合気の燃焼速度及び燃
焼温度を低下させ、以て燃焼時に発生する窒素酸化物
(NOx)の量を低減させるものである。
[0007] The EGR device uses water vapor (H 2 O), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) contained in exhaust gas.
Utilizing the incombustibility and endothermic properties of the inert gas components such as the above, the combustion speed and combustion temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine are reduced, and the amount of nitrogen oxides (NOx) generated during combustion Is to be reduced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記したようなフィル
タに堆積したPMは、炭化水素(HC)を排気中へ添加
することにより燃焼可能であるが、この炭化水素(H
C)には内燃機関の燃料が使用されるためPMを燃焼除
去させると燃費が悪化してしまう。
The PM deposited on the filter as described above can be burned by adding hydrocarbon (HC) to the exhaust gas.
In (C), the fuel of the internal combustion engine is used, so that burning and removing PM deteriorates fuel efficiency.

【0009】一方、前記したようなフィルタに堆積した
PMは、内燃機関が高回転高負荷領域で運転されている
ときには、排気の温度が高いために燃焼し除去される。
このようなときには、PMの粒径が小さいほど早期に燃
焼可能となる。即ち、PMの粒径が小さければ、内燃機
関が高回転高負荷で運転されたときに燃焼されるPMの
量が多くなり目詰まりを防止することができる。
On the other hand, the PM deposited on the filter as described above is burned and removed when the internal combustion engine is operated in a high speed and high load region because the temperature of the exhaust gas is high.
In such a case, the smaller the particle size of PM, the sooner it can be burned. That is, if the particle size of the PM is small, the amount of the PM burned when the internal combustion engine is operated at a high rotation speed and a high load increases, so that clogging can be prevented.

【0010】また、ディーゼルエンジンに備えられたE
GR装置では、EGRガス中に含まれるPMがEGRク
ーラへ流入することがある。このような事象が繰り返さ
れると、EGRクーラにPMが付着してEGRクーラで
のEGRガス冷却効率が低下する虞がある。
[0010] In addition, E
In the GR device, PM contained in the EGR gas may flow into the EGR cooler. If such a phenomenon is repeated, PM may adhere to the EGR cooler and the EGR gas cooling efficiency in the EGR cooler may be reduced.

【0011】また、EGRクーラの目詰まりが発生した
場合には所望量のEGRガスを吸気通路へ再循環させる
ことが困難となり、その結果、内燃機関における窒素酸
化物(NOx)の発生量を十分に低減することができな
くなる場合がある。
In addition, when clogging of the EGR cooler occurs, it becomes difficult to recirculate a desired amount of EGR gas to the intake passage. As a result, the amount of generated nitrogen oxides (NOx) in the internal combustion engine is sufficiently reduced. May not be able to be reduced.

【0012】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、
PMを早期に燃焼させてフィルタの目詰まりを防止する
技術を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems.
It is an object of the present invention to provide a technique for preventing PM from being clogged by burning PM at an early stage.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、以下の手
段を採用した。即ち、内燃機関の排気通路に設けられ排
気中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記
フィルタ上流の前記排気通路内部の排気に振動を与える
超音波発生手段と、を具備した。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is, a filter is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and collects particulate matter contained in the exhaust gas, and an ultrasonic wave generating means for applying vibration to the exhaust gas inside the exhaust passage upstream of the filter.

【0014】本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄
化装置であって、排気通路に超音波発生手段を具備し、
該超音波発生手段から発生された超音波で排気中に含ま
れるPMに振動を加えてこれを微粒化し、PMの燃焼を
促進するという効果を達成することにある。
The most significant feature of the present invention is an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, which is provided with an ultrasonic wave generating means in an exhaust passage,
An object of the present invention is to achieve an effect of applying a vibration to PM contained in exhaust gas by the ultrasonic waves generated from the ultrasonic wave generating means to atomize the PM and promoting the combustion of the PM.

【0015】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、排気中に含まれるPMは、フィルタにより捕
集される。このフィルタには触媒が担持されていても良
い。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine thus configured, PM contained in the exhaust gas is collected by the filter. This filter may carry a catalyst.

【0016】フィルタに捕集されたPMは、内燃機関が
例えば高回転高負荷領域で運転されているときのように
排気の温度が高いと燃焼する。しかし、排気の温度が高
くなったとしても、捕集されたPMの粒径が大きいと燃
え尽きるまでに時間を要するので、この間に排気の温度
が低下してしまうと該PMは燃え残ってしまう。このよ
うにして燃え残ったPMは、フィルタに堆積し目詰まり
の原因となる。
The PM collected by the filter combusts when the temperature of the exhaust gas is high, for example, when the internal combustion engine is operated in a high speed and high load region. However, even if the temperature of the exhaust gas becomes high, if the particle size of the trapped PM is large, it takes time to burn out the PM. If the temperature of the exhaust gas drops during this time, the PM will remain unburned. The PM left unburned in this way accumulates on the filter and causes clogging.

【0017】そこで、PMがフィルタに捕集される前に
超音波発生手段が発生させた超音波によりPMに振動を
与えてこのPMを微粒化すれば、フィルタでの燃焼が促
進され目詰まりの問題を解決することができる。
Therefore, if the PM is vibrated by the ultrasonic waves generated by the ultrasonic wave generating means before the PM is trapped by the filter and the PM is atomized, the combustion in the filter is promoted and the clogging is prevented. Can solve the problem.

【0018】本発明においては、内燃機関の吸気系に排
気の一部を再循環させるEGR装置と、前記EGR装置
を再循環するEGRガスを冷却させるEGRクーラと、
を具備する内燃機関の排気浄化装置において、前記EG
Rクーラに振動を与える超音波発生手段を具備すること
ができる。
In the present invention, an EGR device for recirculating a part of exhaust gas to an intake system of an internal combustion engine, an EGR cooler for cooling EGR gas recirculating the EGR device,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising:
Ultrasonic wave generating means for applying vibration to the R cooler may be provided.

【0019】本発明においては、前記EGRクーラは、
冷却水とEGRガスとの熱交換によりEGRガスを冷却
し、前記超音波発生手段は、EGRクーラ内部を流通す
る冷却水に振動を与えることができる。
In the present invention, the EGR cooler comprises:
The EGR gas is cooled by heat exchange between the cooling water and the EGR gas, and the ultrasonic wave generating means can apply vibration to the cooling water flowing inside the EGR cooler.

【0020】EGRクーラに流入する排気にもPMが含
まれているため、該EGRクーラにPMが付着すること
がある。EGRクーラにPMが付着すると、熱交換率が
低下してEGRクーラの効果が低減してしまう。
Since the exhaust gas flowing into the EGR cooler also contains PM, the PM may adhere to the EGR cooler. If PM adheres to the EGR cooler, the heat exchange rate decreases, and the effect of the EGR cooler decreases.

【0021】このようなときに、EGRガスと熱交換を
行う例えば冷却水のような熱媒体を介してEGRクーラ
を振動させると、壁面に付着したPMは、該壁面から剥
離する。剥離したPMはEGRガスとともに燃焼室へ吸
入され、燃料とともに燃焼させることができる。
In such a case, when the EGR cooler is vibrated through a heat medium such as cooling water which exchanges heat with the EGR gas, PM adhering to the wall surface is separated from the wall surface. The separated PM is sucked into the combustion chamber together with the EGR gas and can be burned together with the fuel.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の蓄
熱装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明
する。ここでは、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を車
両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of a heat storage device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the case where the heat storage device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example.

【0023】図1は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof.

【0024】図1に示すエンジン1は、4つの気筒2を
有する水冷式の4サイクル・ディーゼル機関である。
The engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders 2.

【0025】エンジン1は、各気筒2の燃焼室に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁
3は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室(コモンレー
ル)4と接続されている。このコモンレール4には、該
コモンレール4内の燃料の圧力に対応した電気信号を出
力するコモンレール圧センサ4aが取り付けられてい
る。
The engine 1 has a fuel injection valve 3 for directly injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder 2. Each fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulation chamber (common rail) 4 for accumulating fuel up to a predetermined pressure. The common rail 4 is provided with a common rail pressure sensor 4a that outputs an electric signal corresponding to the pressure of the fuel in the common rail 4.

【0026】前記コモンレール4は、燃料供給管5を介
して燃料ポンプ6と連通している。この燃料ポンプ6
は、エンジン1の出力軸(クランクシャフト)の回転ト
ルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポン
プ6の入力軸に取り付けられたポンププーリ6aがエン
ジン1の出力軸(クランクシャフト)に取り付けられた
クランクプーリ1aとベルト7を介して連結されてい
る。
The common rail 4 communicates with a fuel pump 6 via a fuel supply pipe 5. This fuel pump 6
Is a pump that operates using the rotational torque of the output shaft (crankshaft) of the engine 1 as a driving source. A pump pulley 6a attached to the input shaft of the fuel pump 6 is attached to the output shaft (crankshaft) of the engine 1. And is connected via a belt 7 to the crank pulley 1a.

【0027】このように構成された燃料噴射系では、ク
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ6の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ6は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ6の入力軸へ伝達された回転トルクに応じ
た圧力で燃料を吐出する。
In the fuel injection system thus configured, when the rotational torque of the crankshaft is transmitted to the input shaft of the fuel pump 6, the fuel pump 6 is transmitted from the crankshaft to the input shaft of the fuel pump 6. The fuel is discharged at a pressure corresponding to the rotating torque.

【0028】前記燃料ポンプ6から吐出された燃料は、
燃料供給管5を介してコモンレール4へ供給され、コモ
ンレール4にて所定圧まで蓄圧されて各気筒2の燃料噴
射弁3へ分配される。そして、燃料噴射弁3に駆動電流
が印加されると、燃料噴射弁3が開弁し、その結果、燃
料噴射弁3から気筒2内へ燃料が噴射される。
The fuel discharged from the fuel pump 6 is
The fuel is supplied to the common rail 4 via the fuel supply pipe 5, accumulated in the common rail 4 to a predetermined pressure, and distributed to the fuel injection valves 3 of each cylinder 2. When a drive current is applied to the fuel injection valve 3, the fuel injection valve 3 opens, and as a result, fuel is injected from the fuel injection valve 3 into the cylinder 2.

【0029】次に、エンジン1には、吸気枝管8が接続
されており、吸気枝管8の各枝管は、各気筒2の燃焼室
と図示しない吸気ポートを介して連通している。
Next, an intake branch pipe 8 is connected to the engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 8 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown).

【0030】前記吸気枝管8は、吸気管9に接続され、
この吸気管9は、エアクリーナボックス10に接続され
ている。前記エアクリーナボックス10より下流の吸気
管9には、該吸気管9内を流通する吸気の質量に対応し
た電気信号を出力するエアフローメータ11と、該吸気
管9内を流通する吸気の温度に対応した電気信号を出力
する吸気温度センサ12とが取り付けられている。
The intake branch pipe 8 is connected to an intake pipe 9,
This intake pipe 9 is connected to an air cleaner box 10. An air flow meter 11 that outputs an electric signal corresponding to a mass of the intake air flowing through the intake pipe 9 is provided in an intake pipe 9 downstream of the air cleaner box 10 and a temperature corresponding to the temperature of the intake air flowing through the intake pipe 9. And an intake air temperature sensor 12 that outputs a detected electric signal.

【0031】前記吸気管9における吸気枝管8の直上流
に位置する部位には、該吸気管9内を流通する吸気の流
量を調節する吸気絞り弁13が設けられている。この吸
気絞り弁13には、ステップモータ等で構成されて該吸
気絞り弁13を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ
14が取り付けられている。
An intake throttle valve 13 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 9 is provided at a position immediately upstream of the intake branch pipe 8 in the intake pipe 9. The intake throttle valve 13 is provided with an intake throttle actuator 14 which is constituted by a step motor or the like and drives the intake throttle valve 13 to open and close.

【0032】前記エアフローメータ11と前記吸気絞り
弁13との間に位置する吸気管9には、排気の熱エネル
ギを駆動源として作動する遠心過給機(ターボチャージ
ャ)15のコンプレッサハウジング15aが設けられ、
コンプレッサハウジング15aより下流の吸気管9に
は、前記コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて
高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ16
が設けられている。
The intake pipe 9 located between the air flow meter 11 and the intake throttle valve 13 is provided with a compressor housing 15a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 15 which operates using heat energy of exhaust gas as a driving source. And
An intercooler 16 for cooling intake air, which has been compressed in the compressor housing 15a and has become high temperature, is provided in the intake pipe 9 downstream of the compressor housing 15a.
Is provided.

【0033】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス10に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス10内の図示しないエアクリーナによって吸気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管9を介してコンプ
レッサハウジング15aに流入する。
In the intake system configured as described above, the intake air flowing into the air cleaner box 10 passes through the intake pipe 9 after dust or the like in the intake is removed by an air cleaner (not shown) in the air cleaner box 10. And flows into the compressor housing 15a.

【0034】コンプレッサハウジング15aに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング15aに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ16にて冷却された後、必
要に応じて吸気絞り弁13によって流量を調節されて吸
気枝管8に流入する。吸気枝管8に流入した吸気は、各
枝管を介して各気筒2の燃焼室へ分配され、各気筒2の
燃料噴射弁3から噴射された燃料を着火源として燃焼さ
れる。
The intake air flowing into the compressor housing 15a is compressed by rotation of a compressor wheel provided inside the compressor housing 15a. The intake air that has been compressed in the compressor housing 15a and has become high temperature is cooled by the intercooler 16, and then flows into the intake branch pipe 8 with the flow rate adjusted by the intake throttle valve 13 as necessary. The intake air flowing into the intake branch pipe 8 is distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 via each branch pipe, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 as an ignition source.

【0035】一方、エンジン1には、排気枝管18が接
続され、排気枝管18の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒2の燃焼室と連通している。
On the other hand, an exhaust branch pipe 18 is connected to the engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 18 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown).

【0036】前記排気枝管18は、前記遠心過給機15
のタービンハウジング15bと接続されている。前記タ
ービンハウジング15bは、排気管19と接続され、こ
の排気管19は、下流にて図示しないマフラーに接続さ
れている。
The exhaust branch pipe 18 is connected to the centrifugal turbocharger 15.
Of the turbine housing 15b. The turbine housing 15b is connected to an exhaust pipe 19, and the exhaust pipe 19 is connected downstream to a muffler (not shown).

【0037】前記排気管19の途中には、排気中に超音
波を発生させてPMを微粒化する超音波発生装置37が
設けられ、更にその下流には吸蔵還元型NOx触媒を担
持したパティキュレートフィルタ20が設けられてい
る。フィルタ20より下流の排気管19には、該排気管
19内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出
力する空燃比センサ23と、該排気管19内を流通する
排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度セン
サ24とが取り付けられている。
In the middle of the exhaust pipe 19, there is provided an ultrasonic generator 37 for generating ultrasonic waves in the exhaust gas to atomize the PM, and further downstream thereof is a particulate supporting a storage-reduction type NOx catalyst. A filter 20 is provided. An exhaust pipe 19 downstream of the filter 20 has an air-fuel ratio sensor 23 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust flowing through the exhaust pipe 19 and a temperature corresponding to the temperature of the exhaust flowing through the exhaust pipe 19. And an exhaust gas temperature sensor 24 for outputting a detected electric signal.

【0038】前記した空燃比センサ23及び排気温度セ
ンサ24より下流の排気管19には、該排気管19内を
流通する排気の流量を調節する排気絞り弁21が設けら
れている。この排気絞り弁21には、ステップモータ等
で構成されて該排気絞り弁21を開閉駆動する排気絞り
用アクチュエータ22が取り付けられている。
The exhaust pipe 19 downstream of the air-fuel ratio sensor 23 and the exhaust temperature sensor 24 is provided with an exhaust throttle valve 21 for adjusting the flow rate of exhaust flowing through the exhaust pipe 19. The exhaust throttle valve 21 is provided with an exhaust throttle actuator 22 configured by a step motor or the like and driving the exhaust throttle valve 21 to open and close.

【0039】このように構成された排気系では、エンジ
ン1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気
ポートを介して排気枝管18へ排出され、次いで排気枝
管18から遠心過給機15のタービンハウジング15b
へ流入する。タービンハウジング15bに流入した排気
は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンハウジ
ング15b内に回転自在に支持されたタービンホイール
を回転させる。その際、タービンホイールの回転トルク
は、前述したコンプレッサハウジング15aのコンプレ
ッサホイールへ伝達される。
In the exhaust system configured as described above, the air-fuel mixture (burned gas) burned in each cylinder 2 of the engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 18 through the exhaust port, and then from the exhaust branch pipe 18. Turbine housing 15b of centrifugal turbocharger 15
Flows into The exhaust gas flowing into the turbine housing 15b rotates a turbine wheel rotatably supported in the turbine housing 15b by using thermal energy of the exhaust gas. At this time, the rotational torque of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 15a described above.

【0040】前記タービンハウジング15bから排出さ
れた排気は、排気管19を介してフィルタ20へ流入
し、排気中のPMが捕集され且つ有害ガス成分が除去又
は浄化される。フィルタ20にてPMを捕集され且つ有
害ガス成分を除去又は浄化された排気は、必要に応じて
排気絞り弁21によって流量を調節された後にマフラー
を介して大気中に放出される。
The exhaust gas discharged from the turbine housing 15b flows into a filter 20 via an exhaust pipe 19, where PM in the exhaust gas is collected and harmful gas components are removed or purified. The exhaust gas from which PM has been collected by the filter 20 and harmful gas components have been removed or purified is discharged to the atmosphere via a muffler after the flow rate is adjusted by an exhaust throttle valve 21 as necessary.

【0041】また、排気枝管18と吸気枝管8とは、排
気枝管18内を流通する排気の一部を吸気枝管8へ再循
環させる排気再循環通路(EGR通路)25を介して連
通されている。このEGR通路25の途中には、電磁弁
などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記EGR
通路25内を流通する排気(以下、EGRガスと称す
る)の流量を変更する流量調整弁(EGR弁)26が設
けられている。
The exhaust branch pipe 18 and the intake branch pipe 8 are connected via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 25 for recirculating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8. Are in communication. In the middle of the EGR passage 25, a solenoid valve or the like is provided.
A flow control valve (EGR valve) 26 for changing the flow rate of exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing through the passage 25 is provided.

【0042】前記EGR通路25の途中でEGR弁26
より上流には、該EGR通路25内を流通するEGRガ
スを冷却するEGRクーラ27が設けられている。前記
EGRクーラ27には、冷却水通路(図示省略)が設け
られエンジン1を冷却するための冷却水の一部が循環す
る。
In the middle of the EGR passage 25, the EGR valve 26
Further upstream, an EGR cooler 27 that cools the EGR gas flowing through the EGR passage 25 is provided. A cooling water passage (not shown) is provided in the EGR cooler 27, and a part of cooling water for cooling the engine 1 circulates.

【0043】このように構成された排気再循環機構で
は、EGR弁26が開弁されると、EGR通路25が導
通状態となり、排気枝管18内を流通する排気の一部が
前記EGR通路25へ流入し、EGRクーラ27を経て
吸気枝管8へ導かれる。
In the exhaust gas recirculation mechanism configured as described above, when the EGR valve 26 is opened, the EGR passage 25 is brought into a conductive state, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 18 is partially discharged. And is guided to the intake branch pipe 8 through the EGR cooler 27.

【0044】その際、EGRクーラ27では、EGR通
路25内を流通するEGRガスとエンジン1の冷却水と
の間で熱交換が行われ、EGRガスが冷却されることに
なる。
At this time, in the EGR cooler 27, heat exchange is performed between the EGR gas flowing through the EGR passage 25 and the cooling water of the engine 1, and the EGR gas is cooled.

【0045】EGR通路25を介して排気枝管18から
吸気枝管8へ還流されたEGRガスは、吸気枝管8の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁3から噴射される燃料を着火源
として燃焼される。
The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8 through the EGR passage 25 is guided to the combustion chamber of each cylinder 2 while mixing with fresh air flowing from the upstream of the intake branch pipe 8. Then, the fuel injected from the fuel injection valve 3 is burned using the ignition source.

【0046】ここで、EGRガスには、水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、EGRガスが混合気中に含有されると、
混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物(NO
x)の発生量が抑制される。
Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) or carbon dioxide (CO 2 ) which does not burn itself and has endothermic properties, such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). Therefore, if EGR gas is contained in the air-fuel mixture,
The combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, so that nitrogen oxides (NO
x) is suppressed.

【0047】更に、EGRクーラ27においてEGRガ
スが冷却されると、EGRガス自体の温度が低下すると
ともにEGRガスの体積が縮小されるため、EGRガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量(新気の体積)が不要に減少するこ
ともない。
Further, when the EGR gas is cooled in the EGR cooler 27, the temperature of the EGR gas itself decreases and the volume of the EGR gas decreases, so that when the EGR gas is supplied into the combustion chamber, The ambient temperature of the air does not unnecessarily rise, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber does not unnecessarily decrease.

【0048】次に、フィルタ20について説明する。Next, the filter 20 will be described.

【0049】図4にフィルタ20の構造を示す。なお、
図4において(A)はフィルタ20の横方向断面を示し
ており、(B)はフィルタ20の縦方向断面図を示して
いる。図4(A)及び(B)に示されるようにフィルタ
20は、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路
50、51を具備するいわゆるウォールフロー型であ
る。これら排気流通路は下流端が栓52により閉塞され
た排気流入通路50と、上流端が栓53により閉塞され
た排気流出通路51とにより構成される。なお、図4
(A)においてハッチングを付した部分は栓53を示し
ている。従って、排気流入通路50および排気流出通路
51は薄肉の隔壁54を介して交互に配置される。換言
すると排気流入通路50および排気流出通路51は各排
気流入通路50が4つの排気流出通路51によって包囲
され、各排気流出通路51が4つの排気流入通路50に
よって包囲されるように配置される。
FIG. 4 shows the structure of the filter 20. In addition,
4A shows a cross section of the filter 20 in the horizontal direction, and FIG. 4B shows a cross section of the filter 20 in the vertical direction. As shown in FIGS. 4A and 4B, the filter 20 is a so-called wall flow type including a plurality of exhaust passages 50 and 51 extending parallel to each other. These exhaust passages are constituted by an exhaust inflow passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an exhaust outflow passage 51 whose upstream end is closed by a plug 53. FIG.
In FIG. 5A, the hatched portion indicates the plug 53. Accordingly, the exhaust inflow passages 50 and the exhaust outflow passages 51 are alternately arranged with the thin partition walls 54 interposed therebetween. In other words, the exhaust inflow passage 50 and the exhaust outflow passage 51 are arranged such that each exhaust inflow passage 50 is surrounded by the four exhaust outflow passages 51 and each exhaust outflow passage 51 is surrounded by the four exhaust inflow passages 50.

【0050】フィルタ20は例えばコージライトのよう
な多孔質材料から形成されており、従って排気流入通路
50内に流入した排気は図4(B)において矢印で示さ
れるように周囲の隔壁54内を通って隣接する排気流出
通路51内に流出する。
The filter 20 is formed of a porous material such as cordierite, so that the exhaust gas flowing into the exhaust inflow passage 50 flows through the surrounding partition wall 54 as shown by an arrow in FIG. Then, it flows out into the adjacent exhaust outflow passage 51.

【0051】本発明による実施例では各排気流入通路5
0および各排気流出通路51の周壁面、即ち各隔壁54
の両側表面上および隔壁54内の細孔内壁面上には例え
ばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担
体上に吸蔵還元型NOx触媒が坦持されている。
In the embodiment according to the present invention, each exhaust inflow passage 5
0 and the peripheral wall surface of each exhaust outflow passage 51, that is, each partition wall 54
A layer of a carrier made of, for example, alumina is formed on both side surfaces and on the inner wall surface of the pores in the partition wall 54, and the storage reduction type NOx catalyst is carried on this carrier.

【0052】次に、本実施の形態に係るフィルタ20に
担持された吸蔵還元型NOx触媒の働きについて説明す
る。
Next, the operation of the storage reduction type NOx catalyst carried by the filter 20 according to the present embodiment will be described.

【0053】フィルタ20は、例えば、アルミナを担体
とし、その担体上に、カリウム(K)、ナトリウム(N
a)、リチウム(Li)、もしくはセシウム(Cs)等
のアルカリ金属と、バリウム(Ba)もしくはカルシウ
ム(Ca)等のアルカリ土類と、ランタン(La)もし
くはイットリウム(Y)等の希土類とから選択された少
なくとも1つと、白金(Pt)等の貴金属とを担持して
構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナから
なる担体上にバリウム(Ba)と白金(Pt)とを担持
して構成される吸蔵還元型NOx触媒を例に挙げて説明
する。
The filter 20 uses, for example, alumina as a carrier, and places potassium (K) and sodium (N) on the carrier.
a) Alkali metals such as lithium (Li) or cesium (Cs), alkaline earths such as barium (Ba) or calcium (Ca), and rare earths such as lanthanum (La) or yttrium (Y). And a noble metal such as platinum (Pt). In the present embodiment, a description will be given of an example of an occlusion reduction type NOx catalyst constituted by supporting barium (Ba) and platinum (Pt) on a carrier made of alumina.

【0054】このように構成されたNOx触媒は、該N
Ox触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中
の窒素酸化物(NOx)を吸収する。
[0054] The NOx catalyst thus configured is
When the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the Ox catalyst is high, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are absorbed.

【0055】一方、NOx触媒は、該NOx触媒に流入す
る排気の酸素濃度が低下したときは吸収していた窒素酸
化物(NOx)を放出する。その際、排気中に炭化水素
(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在して
いれば、NOx触媒は、該NOx触媒から放出された窒素
酸化物(NOx)を窒素(N2)に還元せしめることがで
きる。
On the other hand, the NOx catalyst releases the absorbed nitrogen oxides (NOx) when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst decreases. At this time, if reducing components such as hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) are present in the exhaust gas, the NOx catalyst converts the nitrogen oxides (NOx) released from the NOx catalyst into nitrogen (N 2 ) can be reduced.

【0056】ところで、エンジン1が希薄燃焼運転され
ている場合は、エンジン1から排出される排気の空燃比
がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、
排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)がNOx触媒に吸
収されることになるが、エンジン1の希薄燃焼運転が長
期間継続されると、NOx触媒のNOx吸収能力が飽和
し、排気中の窒素酸化物(NOx)がNOx触媒にて除去
されずに大気中へ放出されてしまう。
When the engine 1 is operating in the lean burn mode, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine 1 becomes a lean atmosphere and the oxygen concentration of the exhaust gas becomes high.
The nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas are absorbed by the NOx catalyst. However, if the lean burn operation of the engine 1 is continued for a long time, the NOx absorption capacity of the NOx catalyst is saturated, and Nitrogen oxides (NOx) are released to the atmosphere without being removed by the NOx catalyst.

【0057】特に、エンジン1のようなディーゼル機関
では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気
が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排
気の空燃比がリーン空燃比となるため、NOx触媒のN
Ox吸収能力が飽和し易い。
In particular, in a diesel engine such as the engine 1, a mixture having a lean air-fuel ratio is burned in most of the operating region, and the air-fuel ratio of exhaust gas becomes a lean air-fuel ratio in most of the operating region. , N of the NOx catalyst
Ox absorption capacity is easily saturated.

【0058】従って、エンジン1が希薄燃焼運転されて
いる場合は、NOx触媒のNOx吸収能力が飽和する前に
NOx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させると
ともに還元剤の濃度を高め、NOx触媒に吸収された窒
素酸化物(NOx)を放出及び還元させる必要がある。
Therefore, when the engine 1 is operating in the lean burn operation, the concentration of oxygen in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is reduced and the concentration of the reducing agent is increased before the NOx absorption capacity of the NOx catalyst is saturated. It is necessary to release and reduce nitrogen oxides (NOx) absorbed by the catalyst.

【0059】本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装
置は、フィルタ20より上流の排気管19を流通する排
気中に還元剤たる燃料(軽油)を添加する還元剤供給機
構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加
することにより、フィルタ20に流入する排気の酸素濃
度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにし
た。
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is provided with a reducing agent supply mechanism for adding fuel (light oil) as a reducing agent to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 upstream of the filter 20. By adding fuel from the agent supply mechanism to the exhaust gas, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 is reduced and the concentration of the reducing agent is increased.

【0060】還元剤供給機構は、図1に示されるよう
に、その噴孔が排気枝管18内に臨むようエンジン1の
シリンダヘッドに取り付けられ、ECU35からの信号
により開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁28と、前
述した燃料ポンプ6から吐出された燃料を前記還元剤噴
射弁28へ導く還元剤供給路29と、還元剤供給路29
に設けられて該還元剤供給路29内の燃料の流通を遮断
する遮断弁31と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the reducing agent supply mechanism is mounted on the cylinder head of the engine 1 so that its injection hole faces the inside of the exhaust branch pipe 18, and the valve is opened by a signal from the ECU 35 to inject fuel. A reducing agent injection valve 28, a reducing agent supply passage 29 for guiding the fuel discharged from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28, and a reducing agent supply passage 29.
And a shutoff valve 31 for shutting off the flow of the fuel in the reducing agent supply passage 29.

【0061】尚、還元剤噴射弁28は、該還元剤噴射弁
28の噴孔が排気枝管18におけるEGR通路25との
接続部位より下流であって、排気枝管18における4つ
の枝管の集合部に最も近い気筒2の排気ポートに突出す
るとともに、排気枝管18の集合部へ向くようシリンダ
ヘッドに取り付けられることが好ましい。
In the reducing agent injection valve 28, the injection hole of the reducing agent injection valve 28 is located downstream of the connection portion of the exhaust branch pipe 18 with the EGR passage 25, and the four branch pipes of the exhaust branch pipe 18 It is preferable that the projection is protruded to the exhaust port of the cylinder 2 closest to the collecting portion and is attached to the cylinder head so as to face the collecting portion of the exhaust branch pipe 18.

【0062】これは、還元剤噴射弁28から噴射された
還元剤(未燃の燃料成分)がEGR通路25へ流入する
のを防止するとともに、還元剤が排気枝管18内に滞る
ことなく遠心過給機のタービンハウジング15bへ到達
するようにするためである。
This prevents the reducing agent (unburned fuel component) injected from the reducing agent injection valve 28 from flowing into the EGR passage 25, and also prevents the reducing agent from being centrifuged in the exhaust branch pipe 18 without centrifugation. This is to reach the turbine housing 15b of the supercharger.

【0063】尚、図1に示す例では、エンジン1の4つ
の気筒2のうち1番(#1)気筒2が排気枝管18の集
合部と最も近い位置にあるため、1番(#1)気筒2の
排気ポートに還元剤噴射弁28が取り付けられている
が、1番(#1)気筒2以外の気筒2が排気枝管18の
集合部と最も近い位置にあるときは、その気筒2の排気
ポートに還元剤噴射弁28が取り付けられるようにす
る。
In the example shown in FIG. 1, the first (# 1) cylinder 2 of the four cylinders 2 of the engine 1 is located closest to the gathering portion of the exhaust branch pipe 18, so that the first (# 1) Although the reducing agent injection valve 28 is attached to the exhaust port of the cylinder 2, when the cylinder 2 other than the first (# 1) cylinder 2 is located closest to the gathering portion of the exhaust branch pipe 18, that cylinder is The reducing agent injection valve 28 is attached to the second exhaust port.

【0064】また、前記還元剤噴射弁28は、シリンダ
ヘッドに形成された図示しないウォータージャケットを
貫通、あるいはウォータージャケットに近接して取り付
けられるようにし、前記ウォータージャケットを流通す
る冷却水を利用して還元剤噴射弁28が冷却されるよう
にしてもよい。
Further, the reducing agent injection valve 28 is designed to penetrate a water jacket (not shown) formed in the cylinder head or to be mounted close to the water jacket, and to use cooling water flowing through the water jacket. The reducing agent injection valve 28 may be cooled.

【0065】このような還元剤供給機構では、燃料ポン
プ6から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路29を介
して還元剤噴射弁28へ印加される。そして、ECU3
5からの信号により該還元剤噴射弁28が開弁して排気
枝管18内へ還元剤としての燃料が噴射される。
In such a reducing agent supply mechanism, the high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is applied to the reducing agent injection valve 28 through the reducing agent supply passage 29. And ECU3
In response to the signal from 5, the reducing agent injection valve 28 is opened, and fuel as a reducing agent is injected into the exhaust branch pipe 18.

【0066】還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴
射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた
排気ととともにタービンハウジング15bへ流入する。
タービンハウジング15b内に流入した排気と還元剤と
は、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に
混合され、酸素濃度の低い排気を形成する。
The reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18 flows into the turbine housing 15b together with the exhaust gas flowing from the upstream of the exhaust branch pipe 18.
The exhaust gas and the reducing agent that have flowed into the turbine housing 15b are stirred and uniformly mixed by the rotation of the turbine wheel to form exhaust gas having a low oxygen concentration.

【0067】このようにして形成された酸素濃度の低い
排気は、タービンハウジング15bから排気管19を介
してフィルタ20に流入し、フィルタ20に吸収されて
いた窒素酸化物(NOx)を放出させつつ窒素(N2)に
還元することになる。
The exhaust gas having a low oxygen concentration formed as described above flows into the filter 20 from the turbine housing 15b via the exhaust pipe 19, and emits nitrogen oxides (NOx) absorbed by the filter 20. It will be reduced to nitrogen (N 2 ).

【0068】その後、ECU35からの信号により還元
剤噴射弁28が閉弁し、排気枝管18内への還元剤の添
加が停止されることになる。
Thereafter, the reducing agent injection valve 28 is closed by a signal from the ECU 35, and the addition of the reducing agent into the exhaust branch pipe 18 is stopped.

【0069】以上述べたように構成されたエンジン1に
は、該エンジン1を制御するための電子制御ユニット
(ECU:Electronic Control Unit)35が併設され
ている。このECU35は、エンジン1の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御するユ
ニットである。
The engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 35 for controlling the engine 1. The ECU 35 is a unit that controls the operating state of the engine 1 in accordance with the operating conditions of the engine 1 and a driver's request.

【0070】ECU35には、コモンレール圧センサ4
a、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、吸気
管圧力センサ17、空燃比センサ23、排気温度センサ
24、クランクポジションセンサ33、水温センサ3
4、アクセル開度センサ36等の各種センサが電気配線
を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がE
CU35に入力されるようになっている。
The ECU 35 includes a common rail pressure sensor 4
a, air flow meter 11, intake air temperature sensor 12, intake pipe pressure sensor 17, air-fuel ratio sensor 23, exhaust gas temperature sensor 24, crank position sensor 33, water temperature sensor 3
4. Various sensors such as the accelerator opening sensor 36 are connected via electric wiring, and the output signals of the various sensors are E
The data is input to the CU 35.

【0071】一方、ECU35には、燃料噴射弁3、吸
気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエー
タ22、EGR弁26、遮断弁31、超音波発生装置3
7等が電気配線を介して接続され、上記した各部をEC
U35が制御することが可能になっている。
On the other hand, the ECU 35 includes the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the shut-off valve 31, and the ultrasonic generator 3.
7 and the like are connected via electric wiring,
U35 can be controlled.

【0072】ここで、ECU35は、図3に示すよう
に、双方向性バス350によって相互に接続された、C
PU351と、ROM352と、RAM353と、バッ
クアップRAM354と、入力ポート356と、出力ポ
ート357とを備えるとともに、前記入力ポート356
に接続されたA/Dコンバータ(A/D)355を備え
ている。
Here, as shown in FIG. 3, the ECU 35 is connected to a C
A PU 351, a ROM 352, a RAM 353, a backup RAM 354, an input port 356, and an output port 357.
And an A / D converter (A / D) 355 connected to.

【0073】前記入力ポート356は、クランクポジシ
ョンセンサ33のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をC
PU351やRAM353へ送信する。
The input port 356 inputs the output signals of a sensor which outputs a digital signal, such as the crank position sensor 33, and outputs those signals to the C port.
The data is transmitted to the PU 351 and the RAM 353.

【0074】前記入力ポート356は、コモンレール圧
センサ4a、エアフローメータ11、吸気温度センサ1
2、吸気管圧力センサ17、空燃比センサ23、排気温
度センサ24、水温センサ34、アクセル開度センサ3
6、等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセ
ンサのA/D355を介して入力し、それらの出力信号
をCPU351やRAM353へ送信する。
The input port 356 is connected to the common rail pressure sensor 4a, the air flow meter 11, the intake air temperature sensor 1
2, intake pipe pressure sensor 17, air-fuel ratio sensor 23, exhaust temperature sensor 24, water temperature sensor 34, accelerator opening sensor 3
6, and the like, input through an A / D 355 of a sensor that outputs a signal in an analog signal format, and transmit those output signals to the CPU 351 and the RAM 353.

【0075】前記出力ポート357は、燃料噴射弁3、
吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエ
ータ22、EGR弁26、遮断弁31、超音波発生装置
37等と電気配線を介して接続され、CPU351から
出力される制御信号を、前記した燃料噴射弁3、吸気絞
り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ2
2、EGR弁26、遮断弁31、あるいは超音波発生装
置37へ送信する。
The output port 357 is connected to the fuel injection valve 3,
The control signal output from the CPU 351 is connected to the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the shut-off valve 31, the ultrasonic generator 37, and the like via electric wiring, and transmits the control signal output from the CPU 351 to the fuel injection valve 3. , Intake throttle actuator 14, exhaust throttle actuator 2
2. Transmit to the EGR valve 26, the shut-off valve 31, or the ultrasonic generator 37.

【0076】前記ROM352は、燃料噴射弁3を制御
するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁13を制
御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁21を
制御するための排気絞り制御ルーチン、EGR弁26を
制御するためのEGR制御ルーチン、フィルタ20に捕
集されたPMを燃焼除去するためのPM燃焼制御ルーチ
ン等のアプリケーションプログラムを記憶している。
The ROM 352 includes a fuel injection control routine for controlling the fuel injection valve 3, an intake throttle control routine for controlling the intake throttle valve 13, an exhaust throttle control routine for controlling the exhaust throttle valve 21, and EGR. Application programs such as an EGR control routine for controlling the valve 26 and a PM combustion control routine for burning and removing PM trapped in the filter 20 are stored.

【0077】前記ROM352は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、エンジン1の運転状
態と基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、エンジン1の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
エンジン1の運転状態と吸気絞り弁13の目標開度との
関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、エンジン1の運
転状態と排気絞り弁21の目標開度との関係を示す排気
絞り弁開度制御マップ、エンジン1の運転状態とEGR
弁26の目標開度との関係を示すEGR弁開度制御マッ
プ、エンジン1の運転状態と還元剤の目標添加量(若し
くは排気の目標空燃比)との関係を示す還元剤添加量制
御マップ、還元剤の目標添加量と還元剤噴射弁28の開
弁時間との関係を示す還元剤噴射弁制御マップ等であ
る。
The ROM 352 stores various control maps in addition to the application programs described above. The control map includes, for example, a fuel injection amount control map indicating a relationship between an operating state of the engine 1 and a basic fuel injection amount (basic fuel injection time), and a fuel indicating a relationship between an operating state of the engine 1 and a basic fuel injection timing. Injection timing control map,
An intake throttle valve opening control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target opening of the intake throttle valve 13, and the exhaust throttle valve opening showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target opening of the exhaust throttle valve 21. Degree control map, operating state of engine 1 and EGR
An EGR valve opening control map showing a relationship with a target opening of the valve 26, a reducing agent addition amount control map showing a relationship between an operating state of the engine 1 and a target adding amount of a reducing agent (or a target air-fuel ratio of exhaust), It is a reducing agent injection valve control map or the like showing the relationship between the target addition amount of the reducing agent and the opening time of the reducing agent injection valve 28.

【0078】前記RAM353は、各センサからの出力
信号やCPU351の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ33がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ33がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。
The RAM 353 stores an output signal from each sensor, a calculation result of the CPU 351 and the like. The calculation result is, for example, an engine speed calculated based on a time interval at which the crank position sensor 33 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal.

【0079】前記バックアップRAM354は、エンジ
ン1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。
The backup RAM 354 is a nonvolatile memory capable of storing data even after the operation of the engine 1 is stopped.

【0080】前記CPU351は、前記ROM352に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、E
GR制御、PM燃焼制御等を実行する。
The CPU 351 operates in accordance with an application program stored in the ROM 352 to control fuel injection valve control, intake throttle control, exhaust throttle control, E
Execute GR control, PM combustion control, and the like.

【0081】ところで、従来の排気浄化装置では、エン
ジンが高回転高負荷の領域で運転されたときに排出され
る高温の排気によりフィルタに堆積したPMは燃焼され
除去される。しかし、PMの燃焼には時間を要するため
PMが完全に燃焼して除去される前にエンジンの運転領
域が高回転高負荷領域から外れるとPMが燃え残ってし
まう。このようなPMの燃焼に適したエンジンの運転状
態を長期間維持することは困難である。このため、燃え
残ったPMが次第にフィルタに堆積し、フィルタが目詰
まりを起こす要因となる。
By the way, in the conventional exhaust gas purifying apparatus, the PM accumulated on the filter is burned and removed by the high-temperature exhaust gas discharged when the engine is operated in a high-speed high-load region. However, since it takes time to burn PM, if the operating region of the engine deviates from the high-speed high-load region before the PM is completely burned and removed, the PM remains unburned. It is difficult to maintain the operating state of the engine suitable for such PM combustion for a long period of time. Therefore, the unburned PM gradually accumulates on the filter, which causes the filter to be clogged.

【0082】このように燃え残ったPMを効果的に除去
する方法の一つに排気中への燃料添加がある。
One of the methods for effectively removing the PM remaining after burning is to add fuel to the exhaust gas.

【0083】次に、排気中への燃料添加によるPM燃焼
制御について説明する。
Next, PM combustion control by adding fuel to exhaust gas will be described.

【0084】PM燃焼制御では、CPU351は、フィ
ルタ20に流入する排気中に燃料を添加する燃料添加制
御を実行する。
In the PM combustion control, the CPU 351 executes fuel addition control for adding fuel to the exhaust gas flowing into the filter 20.

【0085】燃料添加制御では、CPU351は、所定
の周期毎に燃料添加制御実行条件が成立しているか否か
を判別する。この燃料添加制御実行条件としては、例え
ば、フィルタ20が活性状態にあるか否か、排気温度セ
ンサ24の出力信号値(排気温度)が所定の上限値以下
であるか否か等の条件を例示することができる。
In the fuel addition control, the CPU 351 determines whether or not the fuel addition control execution condition is satisfied at predetermined intervals. Examples of the fuel addition control execution conditions include, for example, whether the filter 20 is in an active state, and whether the output signal value (exhaust temperature) of the exhaust temperature sensor 24 is equal to or lower than a predetermined upper limit. can do.

【0086】上記したような燃料添加制御実行条件が成
立していると判定された場合は、CPU351は、還元
剤噴射弁28から還元剤たる燃料を噴射させるべく該還
元剤噴射弁28を制御することにより、フィルタ20に
流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標空燃比とす
る。
When it is determined that the above-described fuel addition control execution condition is satisfied, the CPU 351 controls the reducing agent injection valve 28 to inject fuel as a reducing agent from the reducing agent injection valve 28. Thereby, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 20 is temporarily set to a predetermined target air-fuel ratio.

【0087】具体的には、CPU351は、RAM35
3に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ3
6の出力信号(アクセル開度)、エアフローメータ11
の出力信号値(吸入空気量)、燃料噴射量等を読み出
す。更に、CPU351は、前記した機関回転数とアク
セル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとし
てROM352の還元剤添加量制御マップへアクセス
し、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上
で必要となる還元剤の添加量(目標添加量)を算出す
る。
More specifically, the CPU 351
Engine speed, accelerator opening sensor 3 stored in
6 output signal (accelerator opening), air flow meter 11
The output signal value (intake air amount), fuel injection amount, and the like are read out. Further, the CPU 351 accesses the reducing agent addition amount control map of the ROM 352 using the engine speed, the accelerator opening, the intake air amount, and the fuel injection amount as parameters, and sets the exhaust air-fuel ratio to a preset target air-fuel ratio. Then, the addition amount (target addition amount) of the reducing agent necessary for the calculation is calculated.

【0088】続いて、CPU351は、前記目標添加量
をパラメータとしてROM352の流量調整弁制御マッ
プへアクセスし、還元剤噴射弁28から目標添加量の還
元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁28の開
弁時間(目標開弁時間)を算出する。
Subsequently, the CPU 351 accesses the flow rate control valve control map of the ROM 352 using the target addition amount as a parameter, and injects the reducing agent injection necessary for injecting the target addition amount of the reducing agent from the reducing agent injection valve 28. The valve opening time of the valve 28 (target valve opening time) is calculated.

【0089】還元剤噴射弁28の目標開弁時間が算出さ
れると、CPU351は、還元剤噴射弁28を開弁させ
る。
When the target valve opening time of the reducing agent injection valve 28 is calculated, the CPU 351 opens the reducing agent injection valve 28.

【0090】CPU351は、還元剤噴射弁28を開弁
させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤
噴射弁28を閉弁させる。
The CPU 351 closes the reducing agent injection valve 28 when the target valve opening time has elapsed since the opening of the reducing agent injection valve 28.

【0091】このように還元剤噴射弁28が通常目標開
弁時間だけ開弁されると、通常目標添加量の燃料が還元
剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴射されることにな
る。そして、還元剤噴射弁28から噴射された還元剤
は、排気枝管18の上流から流れてきた排気と混ざり合
って目標空燃比の混合気を形成してフィルタ20に流入
する。
When the reducing agent injection valve 28 is opened for the normal target valve opening time, the fuel of the normal target addition amount is injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18. Then, the reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 mixes with the exhaust gas flowing from the upstream of the exhaust branch pipe 18 to form an air-fuel mixture having a target air-fuel ratio and flows into the filter 20.

【0092】この結果、フィルタ20に流入する排気
は、比較的に短い周期で酸素濃度が変化することにな
る。そして、フィルタ20に流入した燃料により活性酸
素が放出されることによって、PMが酸化されやすいも
のに変質し単位時間あたりの酸化除去可能量が向上す
る。また、燃料添加により、触媒の酸素被毒が除去さ
れ、触媒の活性が上がるため活性酸素を放出し易くな
る。そして、活性酸素によりPMは酸化燃焼され除去さ
れる。
As a result, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 changes in a relatively short cycle. Then, the active oxygen is released by the fuel flowing into the filter 20, whereby the PM is transformed into a substance easily oxidized, and the oxidizable amount per unit time is improved. In addition, the addition of fuel removes oxygen poisoning of the catalyst and increases the activity of the catalyst, so that active oxygen is easily released. Then, the PM is oxidized and combusted and removed by the active oxygen.

【0093】従来のフィルタを備えたエンジン1では、
このようにして、PMを酸化燃焼させて除去することが
可能であったが、前記したように燃料を消費するため燃
費が悪化する問題が残る。
In the engine 1 having the conventional filter,
In this way, it has been possible to remove PM by oxidizing and burning it, but there is a problem that fuel consumption is deteriorated because fuel is consumed as described above.

【0094】そこで、本実施の形態では、PMを超音波
により微粒化し高回転高負荷領域での運転時に多くのP
Mを燃焼させることができるようにする。このようにす
ると、燃料添加の回数を減少させることができ、燃費の
向上を図ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the PM is atomized by ultrasonic waves to increase the amount of P during operation in a high rotation and high load region.
M can be burned. By doing so, the number of times of fuel addition can be reduced, and fuel efficiency can be improved.

【0095】次に、本実施の形態に係るPM微粒化方法
について説明する。
Next, the PM atomization method according to the present embodiment will be described.

【0096】PMが燃焼して消滅するまでの時間は、P
Mの大きさ、即ち粒径が小さいほど、また、PMの表面
積が広いほど短くなる。
The time until PM burns and disappears is P
The smaller the size of M, that is, the smaller the particle size, and the larger the surface area of PM, the shorter it becomes.

【0097】そこで、フィルタに捕集されるPMの粒径
を予め小さくしておけば、PMの燃焼時間を短縮するこ
とができるので、PMの燃焼に適した運転領域での運転
が短期間しか行われなくてもPMを燃焼除去することが
可能となる。
Therefore, if the particle size of PM trapped in the filter is reduced in advance, the burning time of PM can be shortened, so that the operation in the operating region suitable for burning PM can be performed for only a short period of time. Even if it is not performed, it becomes possible to burn and remove PM.

【0098】本実施の形態では、排気管19に超音波発
生装置37を設け、排気中に超音波を発生させてPMの
微粒化を図る。この超音波発生装置37には、圧電形、
磁歪形、電歪形等を用いることができる。超音波発生装
置37から発生した超音波は、排気中を伝わり排気とと
もに流通するPMに達すると該PMを振動させて破砕し
該PMを微粒化する。微粒化されたPMはフィルタで捕
集され、排気の温度が高い運転領域のときに短期間で燃
焼することが可能となる。
In the present embodiment, an ultrasonic generator 37 is provided in the exhaust pipe 19 to generate ultrasonic waves during exhaust to make PM fine. The ultrasonic generator 37 includes a piezoelectric type,
Magnetostrictive type, electrostrictive type and the like can be used. When the ultrasonic wave generated from the ultrasonic wave generator 37 reaches the PM which is transmitted through the exhaust and flows with the exhaust, the PM is vibrated to be crushed and atomized. The atomized PM is collected by the filter, and can be burned in a short period of time in an operation region where the temperature of the exhaust gas is high.

【0099】CPU351は、エンジン1の始動と同時
に超音波発生装置37に信号を送り排気中へ超音波を発
生させる。本実施の形態では、超音波を常時発生させて
いても良いが、エンジンの運転状態に基づいてPMの発
生量が多くなる運転領域のときに超音波を発生させるよ
うにしても良い。
The CPU 351 sends a signal to the ultrasonic generator 37 simultaneously with the start of the engine 1 to generate ultrasonic waves during exhaust. In the present embodiment, the ultrasonic waves may be constantly generated, but the ultrasonic waves may be generated in an operation region in which the amount of generated PM is large based on the operation state of the engine.

【0100】ところで、従来では、フィルタに捕集され
たPMを燃焼させるために排気中に燃料を添加すること
があった。除去するPMが多いほど添加する燃料も多く
必要なため、その分燃費が悪化することになる。
By the way, in the past, fuel was sometimes added to exhaust gas to burn PM trapped in the filter. The more PM to be removed, the more fuel to be added, the more fuel efficiency will be reduced.

【0101】この点、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、PMを微粒化することができるので、
たとえエンジンが高回転高負荷のときにPMを燃焼除去
できなかったとしても、排気に添加する燃料は少量で済
むため燃費を改善することができる。
In this regard, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, PM can be atomized.
Even if PM cannot be burned and removed when the engine is under high rotation and high load, fuel consumption can be improved because only a small amount of fuel needs to be added to exhaust gas.

【0102】次に、本実施の形態に係るEGRクーラ2
7の目詰まり防止方法について説明する。
Next, the EGR cooler 2 according to the present embodiment
The method for preventing clogging of No. 7 will be described.

【0103】ここで、従来のEGR装置では、EGRク
ーラの壁面に排気中のPMが付着してEGRクーラの目
詰まりや熱交換率の低下を誘発していた。EGRクーラ
は、冷却水と高温のEGRガスとの間で熱交換を行うた
めに内部を冷却水が流通し該EGRクーラの壁面は冷却
水によって温度が低くなっている。温度が低くなってい
るEGRクーラの壁面にEGRガスが接触すると、EG
Rガス中の水蒸気が凝結して水滴となり該EGRクーラ
壁面に付着する。このように付着した水滴により排気に
含まれるPMはEGRクーラ壁面に付着し易くなる。E
GRクーラは、フィルタと異なりPMが燃焼可能な温度
まで昇温することがないので、該EGRクーラ壁面に付
着したPMを除去するのは困難である。
Here, in the conventional EGR device, PM in the exhaust gas adheres to the wall surface of the EGR cooler, causing clogging of the EGR cooler and reduction of the heat exchange rate. In the EGR cooler, cooling water flows inside to exchange heat between the cooling water and the high-temperature EGR gas, and the temperature of the wall surface of the EGR cooler is lowered by the cooling water. When the EGR gas comes into contact with the wall surface of the cooled EGR cooler, EG
Water vapor in the R gas condenses to form water droplets and adheres to the EGR cooler wall surface. The PM contained in the exhaust gas easily adheres to the EGR cooler wall surface due to the water droplets thus attached. E
Unlike the filter, the GR cooler does not raise the temperature to a temperature at which PM can be burned, so it is difficult to remove the PM attached to the EGR cooler wall surface.

【0104】その点本実施の形態では、EGRクーラを
循環する冷却水中に超音波を発生させる超音波発生装置
27eを設け、冷却水を介してEGRクーラ壁面に付着
したPMを振動させることにより、壁面から該PMを剥
離することが可能となる。EGRクーラ壁面から剥離し
たPMは、EGRガスとともにエンジンの燃焼室に吸入
され、燃料とともに燃焼される。
In this respect, in the present embodiment, an ultrasonic generator 27e for generating ultrasonic waves in the cooling water circulating in the EGR cooler is provided, and the PM adhering to the EGR cooler wall surface via the cooling water is vibrated. The PM can be separated from the wall surface. The PM separated from the EGR cooler wall surface is sucked into the combustion chamber of the engine together with the EGR gas, and is burned together with the fuel.

【0105】図3は、本実施の形態に係るEGRクーラ
27の内部構造を指し示す図である。EGRクーラ27
は、EGR通路25の途中に設けられ、冷却水が流入す
る冷却水流入口27a、冷却水が流出する冷却水流出口
27b、EGRガスが内部を流通する複数のEGR流通
管27c、冷却水とEGRガスとを隔てる2つの隔壁2
7d、ECU35からの信号により冷却水中に超音波を
発生させる超音波発生装置27eを備えて構成されてい
る。ここで、2つの隔壁27dは、冷却水流入口27a
及び冷却水流出口27bを囲むようにしてEGRクーラ
27本体に内嵌される。2つの隔壁27dの間には、E
GR流通管27cが複数設置され、該EGR流通管27
cの両端は夫々隔壁27dを貫通して固定される。超音
波発生装置27eは、2つの隔壁27dの間で冷却水が
流通する通路に設けられている。
FIG. 3 is a diagram showing the internal structure of EGR cooler 27 according to the present embodiment. EGR cooler 27
A cooling water inlet 27a through which cooling water flows, a cooling water outlet 27b through which cooling water flows, a plurality of EGR flow pipes 27c through which EGR gas flows, a cooling water and an EGR gas. Two partition walls 2 separating
7d, an ultrasonic generator 27e for generating ultrasonic waves in the cooling water in response to a signal from the ECU 35. Here, two partition walls 27d are provided with a cooling water inlet 27a.
And it is fitted in the EGR cooler 27 main body so as to surround the cooling water outlet 27b. E is provided between the two partition walls 27d.
A plurality of GR flow pipes 27c are provided, and the EGR flow pipe 27
Both ends of c are fixed through the partition wall 27d. The ultrasonic generator 27e is provided in a passage through which the cooling water flows between the two partition walls 27d.

【0106】このように構成されたEGRクーラ27で
は、EGR通路25を流通するEGRガスは、EGR流
通管27cの内部を流通する。一方、冷却水流入口27
aから導入された冷却水は、EGR流通管27cの外部
を流通して冷却水流出口27bから排出される。高温の
EGRガスが持つ熱は、EGR流通管27cを介して冷
却水に伝わり、該EGRガスの温度が低下する。
In the EGR cooler 27 configured as described above, the EGR gas flowing through the EGR passage 25 flows inside the EGR flow pipe 27c. On the other hand, the cooling water inlet 27
The cooling water introduced from a flows through the outside of the EGR flow pipe 27c and is discharged from the cooling water outlet 27b. The heat of the high-temperature EGR gas is transmitted to the cooling water via the EGR flow pipe 27c, and the temperature of the EGR gas decreases.

【0107】超音波発生装置27eはECU35からの
信号により作動して超音波を発生する。超音波は、冷却
水を介してEGR流通管27cに到達し、該EGR流通
管27cを振動させる。この振動によりEGR流通管2
7cの壁面に付着したPMは該壁面から剥離される。
The ultrasonic generator 27e operates according to a signal from the ECU 35 to generate an ultrasonic wave. The ultrasonic waves reach the EGR flow pipe 27c via the cooling water, and vibrate the EGR flow pipe 27c. This vibration causes the EGR flow pipe 2
PM adhering to the wall surface of 7c is peeled off from the wall surface.

【0108】このようにしてEGRクーラ27の熱交換
率の低下及び目詰まりを防止することができる。
In this way, it is possible to prevent the heat exchange rate of the EGR cooler 27 from decreasing and clogging.

【0109】また、本実施の形態では、オイルパン(図
示省略)に超音波発生装置を設けると、該オイルパンに
貯留されているエンジン潤滑油中に超音波を発生させ、
該潤滑油中のPMを破砕することができる。
In this embodiment, when an ultrasonic generator is provided in an oil pan (not shown), ultrasonic waves are generated in engine lubricating oil stored in the oil pan,
PM in the lubricating oil can be crushed.

【0110】CPU351は、エンジン1の運転中に超
音波発生装置に信号を送り潤滑油中へ超音波を発生させ
る。本実施の形態では、超音波を常時発生させていても
良いが、予め定めた所定期間の経過後や所定走行距離の
走行後に超音波を発生させるようにしても良い。
The CPU 351 sends a signal to the ultrasonic generator during operation of the engine 1 to generate ultrasonic waves in the lubricating oil. In the present embodiment, the ultrasonic waves may be generated at all times, but may be generated after a predetermined period of time has elapsed or after a predetermined travel distance.

【0111】ここで、ディーゼルエンジンでは、燃焼室
で発生したPMはピストンリング(図示省略)とシリン
ダライナ(図示省略)との間隙を通過し、潤滑油中に溶
解することなく没する。潤滑油は、エンジンを循環し摺
動部の摩擦や摩耗を軽減するが、該潤滑油中にPMが混
入していると、PMが摺動部を摩耗させることがある。
しかしながら、潤滑油中にPMが全く混入しないように
することは困難である。
Here, in a diesel engine, PM generated in the combustion chamber passes through a gap between a piston ring (not shown) and a cylinder liner (not shown), and sinks without being dissolved in lubricating oil. The lubricating oil circulates through the engine and reduces friction and wear of the sliding portion. However, if PM is mixed in the lubricating oil, the PM may wear the sliding portion.
However, it is difficult to prevent PM from being mixed into the lubricating oil at all.

【0112】この点、本実施の形態に係るエンジン1で
は、オイルパンに超音波発生装置を設けて潤滑油中のP
Mを破砕し、摺動面の摩耗を抑制することができる。以
て、潤滑油の交換サイクルを延長することが可能とな
る。
In this regard, in the engine 1 according to the present embodiment, the oil pan is provided with an ultrasonic generator so that the P
M can be crushed and wear of the sliding surface can be suppressed. This makes it possible to extend the lubricating oil replacement cycle.

【0113】以上説明したように、本実施の形態に係る
内燃機関の排気浄化装置では、超音波発生装置37を排
気管19に設けてPMを破砕し、フィルタの詰まりを防
止することができる。一方、燃料の添加量を減少させる
ことができ、燃費を向上させることができる。
As described above, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the ultrasonic generator 37 is provided in the exhaust pipe 19 to crush PM and prevent clogging of the filter. On the other hand, the amount of added fuel can be reduced, and fuel efficiency can be improved.

【0114】また、超音波発生装置27eをEGRクー
ラ27に設けてPMの付着を抑制し、EGRクーラの熱
交換率低下や詰まりを防止することができ、以て排気エ
ミッションの悪化を防止することができる。
Further, the ultrasonic generator 27e is provided in the EGR cooler 27 to prevent PM from adhering, thereby preventing a decrease in heat exchange rate and clogging of the EGR cooler, thereby preventing deterioration of exhaust emission. Can be.

【0115】更に、超音波発生装置をオイルパンに設け
て潤滑油中のPMを破砕し、摺動面の摩耗を抑制するこ
とができる。また、潤滑油の交換サイクルを延長するこ
とができる。
Further, by providing an ultrasonic generator in the oil pan, PM in the lubricating oil can be crushed, and wear on the sliding surface can be suppressed. Further, the replacement cycle of the lubricating oil can be extended.

【0116】[0116]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置
は、排気中に含まれる粒子状物質を微粒化して該粒子状
物質の燃焼を促進させ、排気浄化装置の目詰まりを防止
することができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the particulate matter contained in the exhaust gas is atomized to promote the combustion of the particulate matter, thereby preventing the exhaust gas purifying apparatus from being clogged. it can.

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

【図1】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄
化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing both an engine to which an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof.

【図2】 ECUの内部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.

【図3】 本発明の実施の形態にかかる超音波発生装置
を備えたEGRクーラの内部構造を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an internal structure of an EGR cooler provided with the ultrasonic generator according to the embodiment of the present invention.

【図4】 (A)は、パティキュレートフィルタの横方
向断面を示す図である。(B)は、パティキュレートフ
ィルタの縦方向断面を示す図である。
FIG. 4A is a diagram showing a horizontal cross section of a particulate filter. (B) is a figure which shows the longitudinal direction cross section of a particulate filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・エンジン 1a・・・クランクプーリ 2・・・・気筒 3・・・・燃料噴射弁 4・・・・コモンレール 4a・・・コモンレール圧センサ 5・・・・燃料供給管 6・・・・燃料ポンプ 6a・・・ポンププーリ 8・・・・吸気枝管 9・・・・吸気管 18・・・排気枝管 19・・・排気管 20・・・パティキュレートフィルタ 21・・・排気絞り弁 23・・・空燃比センサ 24・・・排気温度センサ 25・・・EGR通路 26・・・EGR弁 27・・・EGRクーラ 27a・・冷却水流入口 27b・・冷却水流出口 27c・・流通管 27d・・隔壁 27e・・超音波発生装置 28・・・還元剤噴射弁 29・・・還元剤供給路 31・・・遮断弁 33・・・クランクポジションセンサ 34・・・水温センサ 35・・・ECU 351・・CPU 352・・ROM 353・・RAM 354・・バックアップRAM 36・・・アクセル開度センサ 37・・・超音波発生装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 1a ... Crank pulley 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 4 ... Common rail 4a ... Common rail pressure sensor 5 ... Fuel supply pipe 6 ... ..Fuel pump 6a ... Pump pulley 8 ... Intake branch pipe 9 ... Intake pipe 18 ... Exhaust branch pipe 19 ... Exhaust pipe 20 ... Particulate filter 21 ... Exhaust throttle Valve 23 Air-fuel ratio sensor 24 Exhaust temperature sensor 25 EGR passage 26 EGR valve 27 EGR cooler 27a Cooling water inlet 27b Cooling water outlet 27c Flow pipe 27d ··· partition wall 27e ··· ultrasonic generator 28 ··· reducing agent injection valve 29 ··· reducing agent supply path 31 ··· shutoff valve 33 ··· crank position sensor 34 ··· water temperature sensor 35 ··· ECU 351, CPU 352, ROM 353, RAM 354, backup RAM 36, accelerator opening sensor 37, ultrasonic generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B01D 46/42 B01D 46/42 B Z 51/00 51/00 A Fターム(参考) 3G062 AA01 AA03 AA05 EA10 ED00 ED08 3G090 AA02 BA01 EA01 EA06 4D058 JA32 JB02 KC01 MA41 MA60 SA08 TA06 UA25 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (reference) // B01D 46/42 B01D 46/42 B Z 51/00 51/00 A F term (reference) 3G062 AA01 AA03 AA05 EA10 ED00 ED08 3G090 AA02 BA01 EA01 EA06 4D058 JA32 JB02 KC01 MA41 MA60 SA08 TA06 UA25

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の排気通路に設けられ排気中に含
まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、 前記フィルタ上流の前記排気通路内部の排気に振動を与
える超音波発生手段と、を具備したことを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。
1. A filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for trapping particulate matter contained in exhaust gas, and an ultrasonic wave generating means for applying vibration to exhaust gas inside the exhaust passage upstream of the filter. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising:
【請求項2】内燃機関の吸気系に排気の一部を再循環さ
せるEGR装置と、 前記EGR装置を再循環するEGRガスを冷却させるE
GRクーラと、 を具備する内燃機関の排気浄化装置において、 前記EGRクーラに振動を与える超音波発生手段を具備
したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気
浄化装置。
2. An EGR device for recirculating a part of exhaust gas to an intake system of an internal combustion engine, and an EGR device for cooling EGR gas recirculated through the EGR device.
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: an ultrasonic wave generating unit that applies vibration to the EGR cooler.
【請求項3】前記EGRクーラは、冷却水とEGRガス
との熱交換によりEGRガスを冷却し、前記超音波発生
手段は、EGRクーラ内部を流通する冷却水に振動を与
えることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気
浄化装置。
3. The EGR cooler cools the EGR gas by heat exchange between the cooling water and the EGR gas, and the ultrasonic wave generating means applies vibration to the cooling water flowing inside the EGR cooler. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014500795A (en) * 2010-11-23 2014-01-16 エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー Method and device for filtering nanoparticles by combining with microparticles
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