JP2003027996A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主噴射の後に副噴
射（ポスト噴射）を行う内燃機関の排気浄化装置に係
り、詳しくは、副噴射の効率化を図る技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine that performs a secondary injection (post-injection) after a main injection, and more particularly to a technique for improving the efficiency of the secondary injection.
【０００２】[0002]
【関連する背景技術】バス、トラック等に搭載されるデ
ィーゼルエンジンから排出される排ガスには、ＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯx等のほか、パティキュレートマター（ＰＭと
略す）が多く含まれている。そこで、ディーゼルエンジ
ンの後処理装置として、ＰＭを捕捉し外部熱源により焼
却除去するディーゼル・パティキュレートフィルタ（Ｄ
ＰＦと略す）やＨＣ、ＣＯを処理する酸化触媒が実用化
されている。また、最近では、外部熱源の代わりにＤＰ
Ｆの上流側にＰＭを酸化除去するための酸化剤を供給す
る酸化触媒を設け、連続的にＤＰＦ上のＰＭを処理する
連続再生式ＤＰＦが開発されている。[Related Background Art] Exhaust gas emitted from diesel engines mounted on buses, trucks, etc., contains HC and C
In addition to O, NOx, etc., it contains a large amount of particulate matter (abbreviated as PM). Therefore, as a post-treatment device for diesel engines, a diesel particulate filter (D that captures PM and incinerates it with an external heat source)
Oxidation catalysts for treating PF) and HC, CO have been put to practical use. Recently, DP instead of external heat source
A continuous regeneration DPF has been developed in which an oxidation catalyst that supplies an oxidizing agent for oxidizing and removing PM is provided on the upstream side of F, and PM on the DPF is continuously treated.
【０００３】ところで、連続再生式ＤＰＦであっても、
酸化触媒やＤＰＦの温度が低い不活性状況下では、ＰＭ
が十分に処理されず堆積量が増大することがあり、この
ようにＰＭの堆積量が増大すると、ＤＰＦのフィルタ圧
損の増大により排気圧が上昇してポンピングロス等を招
き、燃費悪化や排ガス悪化等を起こすという問題があ
る。By the way, even in the continuous regeneration type DPF,
If the temperature of the oxidation catalyst or DPF is low, the PM
May not be sufficiently processed, and the amount of deposition may increase. If the amount of PM deposition increases in this way, the exhaust pressure rises due to an increase in the filter pressure loss of the DPF, leading to pumping loss and the like, resulting in deterioration of fuel efficiency and exhaust gas deterioration. There is a problem that causes such as.
【０００４】そこで、このような場合には、ＤＰＦに捕
捉されたＰＭが所定量に達すると、当該ＰＭを強制的に
燃焼除去すべく強制再生を行うようにしている。強制再
生の手法として、例えば、主燃焼用の燃料供給を行った
後、排気行程において燃料噴射ノズルにより燃料の追加
供給を行うポスト噴射の技術がある。このようなポスト
噴射による強制再生では、酸化触媒が活性状態にあると
きに、排気行程においてポスト噴射を行うと、追加燃料
は未燃燃料として排出され、当該追加燃料は主として酸
化触媒上で排気中の酸素と反応し、この反応熱によりＤ
ＰＦに供給される排気の温度が高温となり、ＤＰＦ上の
ＰＭが強制的にして良好に燃焼除去されることになる。Therefore, in such a case, when the amount of PM trapped in the DPF reaches a predetermined amount, forced regeneration is performed to forcibly burn and remove the PM. As a method of forced regeneration, for example, there is a post-injection technique in which fuel is supplied for main combustion and then additional fuel is supplied by a fuel injection nozzle in an exhaust stroke. In such forced regeneration by post injection, when the post injection is performed in the exhaust stroke while the oxidation catalyst is in the active state, the additional fuel is discharged as unburned fuel, and the additional fuel is mainly exhausted on the oxidation catalyst. Reacts with the oxygen of the
The temperature of the exhaust gas supplied to the PF becomes high, and the PM on the DPF is forced to be combusted and removed satisfactorily.
【０００５】また、エンジンからの排ガスの温度が低い
場合に、酸化触媒を活性温度に上昇させるべく膨張行程
におけるポスト噴射も考えられている。Post-injection in the expansion stroke is also considered in order to raise the temperature of the oxidation catalyst to the activation temperature when the temperature of the exhaust gas from the engine is low.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如く
酸化触媒が活性状態になった後にポスト噴射を行う場
合、追加燃料をできるだけ排気上死点近傍で行い、追加
燃料を膨張仕事に寄与させずに確実に排気通路に排出さ
せ、ＰＭの燃焼除去に寄与させることが望ましい。しか
しながら、ポスト噴射を極力排気上死点近傍で行ったと
しても、追加燃料は実際には燃焼室内に残留し、吸気通
路に吹き返され、或いは吸気行程に移行した際に燃焼室
内に吸い戻され、完全には排気通路に排出されない。こ
のように追加燃料が燃焼室内に残留し、排気通路に排出
されないことになると、追加燃料が有効に触媒昇温やＰ
Ｍの燃焼除去に寄与しないばかりか、残留燃料が次回の
主燃焼時に燃焼して膨張仕事に寄与してしまい、好まし
いことではない。By the way, when post-injection is performed after the oxidation catalyst becomes active as described above, the additional fuel is performed as close to the exhaust top dead center as possible so that the additional fuel does not contribute to the expansion work. It is desirable that the exhaust gas be surely discharged to the exhaust passage to contribute to PM removal by combustion. However, even if the post injection is performed as close to the exhaust top dead center as possible, the additional fuel actually remains in the combustion chamber, is blown back into the intake passage, or is sucked back into the combustion chamber at the time of shifting to the intake stroke, It is not completely discharged into the exhaust passage. When the additional fuel thus remains in the combustion chamber and is not discharged to the exhaust passage, the additional fuel is effectively heated by the catalyst and the P
Not only does it not contribute to the combustion removal of M, but the residual fuel burns during the next main combustion and contributes to the expansion work, which is not preferable.
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、ポスト噴
射の効率化を図った内燃機関の排気浄化装置を提供する
ことにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine which improves the efficiency of post injection.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、複数気筒の各気筒に設け
られ、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射ノズル
と、排気通路に介装された触媒コンバータと、前記触媒
コンバータの状態に基づき、前記燃料噴射ノズルによる
燃料の主噴射の後、該燃料噴射ノズルにより燃料を追加
噴射するポスト噴射手段と、前記ポスト噴射手段により
燃料を追加噴射する際、前記複数気筒の少なくとも一つ
の気筒の燃料噴射ノズルからの燃料の主噴射を休止し、
該主噴射を休止する気筒を休止気筒が連続しないように
しながら所定サイクル毎に順次変更する主噴射休止手段
とを備えたことを特徴としている。In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, the fuel injection nozzle provided in each cylinder of a plurality of cylinders for directly injecting fuel into the combustion chamber and the exhaust passage are provided. Based on the interposed catalytic converter and the state of the catalytic converter, after the main injection of fuel by the fuel injection nozzle, post-injection means for additionally injecting fuel by the fuel injection nozzle, and fuel by the post-injection means When performing additional injection, the main injection of fuel from the fuel injection nozzle of at least one cylinder of the plurality of cylinders is stopped,
It is characterized by further comprising a main injection pausing means for sequentially changing the cylinder in which the main injection is to be stopped for each predetermined cycle while preventing the cylinders from being stopped.
【０００９】従って、ポスト噴射手段により燃料が追加
噴射されるときには、複数気筒の少なくとも一つの気筒
の燃料噴射ノズルからの燃料の主噴射が休止されるが、
この主噴射を休止する気筒は、主噴射休止手段により休
止気筒が連続しないようにしながら所定サイクル毎に順
次変更される。例えば、内燃機関が＃１気筒、＃２気
筒、＃３気筒、＃４気筒からなる４気筒エンジンである
場合には、＃１気筒から＃４気筒までのサイクルにおい
て、１サイクル目で＃１気筒の主噴射を休止し、２サイ
クル目では＃２気筒の主噴射を休止し、３サイクル目で
は＃３気筒の主噴射を休止するというようにして主噴射
が順次休止気筒を変更しながら休止される。Therefore, when the fuel is additionally injected by the post-injection means, the main injection of fuel from the fuel injection nozzle of at least one cylinder of the plurality of cylinders is suspended,
The cylinders that suspend the main injection are sequentially changed by a predetermined cycle while the main injection suspending means keeps the suspended cylinders from continuing. For example, when the internal combustion engine is a 4-cylinder engine including # 1 cylinder, # 2 cylinder, # 3 cylinder, and # 4 cylinder, in the cycle from # 1 cylinder to # 4 cylinder, the # 1 cylinder at the first cycle The main injection is stopped, the main injection of the # 2 cylinder is stopped in the second cycle, and the main injection of the # 3 cylinder is stopped in the third cycle. It
【００１０】これにより、主噴射が休止された気筒で
は、主噴射が実施されないために主燃焼が起こらず、前
回ポスト噴射された追加燃料は、燃焼することなく膨張
仕事に寄与することなくそのまま排気通路に排出されて
触媒昇温やＰＭの燃焼除去に使用されることになり、ポ
スト噴射の効率化が図られる。また、請求項２の発明で
は、さらに、吸気弁の開弁時期を変更する吸気弁開弁時
期変更手段を有し、前記吸気弁開弁時期変更手段は、前
記ポスト噴射手段により燃料を追加噴射する際、吸気弁
の開弁時期を遅角させることを特徴としている。As a result, in the cylinder in which the main injection is stopped, the main combustion does not occur because the main injection is not performed, and the previously injected additional fuel does not burn but does not contribute to the expansion work and is exhausted as it is. It is discharged to the passage and used for temperature rise of the catalyst and combustion removal of PM, so that the efficiency of post injection can be improved. Further, according to the invention of claim 2, there is further provided intake valve opening timing changing means for changing the opening timing of the intake valve, and the intake valve opening timing changing means additionally injects fuel by the post injection means. When opening the intake valve, the opening timing of the intake valve is retarded.
【００１１】従って、ポスト噴射手段により燃料が追加
噴射されるときには、吸気弁開弁時期変更手段によって
吸気弁の開弁時期が遅角され、排気弁の開弁期間とのオ
ーバラップが減少してポスト噴射による追加燃料の吸気
通路への吹き返しが防止される。これにより、吸気通路
へ吹き返された追加燃料が再度燃焼室内に吸引されて燃
焼することが抑制され、より一層ポスト噴射による追加
燃料が膨張仕事に寄与することが防止され、ポスト噴射
の効率化が図られる。Therefore, when the fuel is additionally injected by the post injection means, the intake valve opening timing changing means retards the opening timing of the intake valve, and the overlap with the opening period of the exhaust valve is reduced. Blowback of additional fuel to the intake passage due to post injection is prevented. As a result, the additional fuel blown back into the intake passage is restrained from being sucked into the combustion chamber again and burned, and the additional fuel by the post injection is prevented from further contributing to the expansion work, and the efficiency of the post injection is improved. Planned.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る内燃機関の排気浄化装置の実施例を説明する。図１
を参照すると、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の
概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, which will be described below based on the figure.
【００１３】エンジン１としては、ここでは直列４気筒
ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）が採
用される。エンジン１の燃料供給系は例えばコモンレー
ルシステムからなり、このシステムでは、各気筒（＃１
気筒、＃２気筒、＃３気筒、＃４気筒）毎にインジェク
タ（燃料噴射ノズル）２が設けられており、これらのイ
ンジェクタ２はコモンレール４に接続されている。そし
て、各インジェクタ２は、電子コントロールユニット
（ＥＣＵ）３０に接続されており、ＥＣＵ３０からの燃
料噴射指令に基づいて開閉弁し、コモンレール４内の燃
料を所望のタイミングで各燃焼室に高圧で噴射可能であ
る。即ち、当該インジェクタ２は、主燃焼用の主噴射の
他、追加燃料のポスト噴射や燃料噴射の休止等を自在に
実施可能である。また、当該エンジン１の場合、噴射順
序は例えば＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒で
ある。なお、当該コモンレールシステムは公知であり、
該コモンレールシステムの構成の詳細についてはここで
は説明を省略する。As the engine 1, an in-line four-cylinder diesel engine (hereinafter simply referred to as engine) is adopted here. The fuel supply system of the engine 1 is, for example, a common rail system. In this system, each cylinder (# 1
An injector (fuel injection nozzle) 2 is provided for each cylinder, # 2 cylinder, # 3 cylinder, # 4 cylinder, and these injectors 2 are connected to a common rail 4. Then, each injector 2 is connected to an electronic control unit (ECU) 30, opens and closes a valve based on a fuel injection command from the ECU 30, and injects fuel in the common rail 4 into each combustion chamber at a desired timing and at a high pressure. It is possible. That is, the injector 2 can freely perform post injection of additional fuel, suspension of fuel injection, and the like in addition to main injection for main combustion. In the case of the engine 1, the injection order is, for example, # 1 cylinder → # 3 cylinder → # 4 cylinder → # 2 cylinder. The common rail system is known,
The details of the configuration of the common rail system are omitted here.
【００１４】エンジン１の吸気ポートには、吸気マニホ
ールド６を介して吸気管８が接続されており、一方、排
気ポートには、排気マニホールド１０を介して排気管１
２が接続されている。同図に示すように、排気管１２に
は後処理装置２０が介装されている。後処理装置２０
は、排ガスに含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯx
等）やＰＭ（パティキュレートマター）を浄化処理する
ための触媒コンバータやディーゼル・パティキュレート
フィルタ（ＤＰＦ）からなる排気浄化装置であり、ここ
では、ＤＰＦ２４の上流に酸化触媒２６を備えた、所
謂、連続再生式ディーゼル・パティキュレートフィルタ
（連続再生式ＤＰＦ）２２として構成されている（触媒
コンバータ）。An intake pipe 8 is connected to an intake port of the engine 1 via an intake manifold 6, while an exhaust pipe 1 is connected to an exhaust port via an exhaust manifold 10.
2 is connected. As shown in the figure, a post-processing device 20 is provided in the exhaust pipe 12. Aftertreatment device 20
Are harmful components (HC, CO, NOx contained in exhaust gas
Etc.) and PM (particulate matter) for purification treatment, and an exhaust gas purification device including a catalytic converter and a diesel particulate filter (DPF). Here, a so-called, which includes an oxidation catalyst 26 upstream of the DPF 24, It is configured as a continuous regeneration diesel particulate filter (continuous regeneration DPF) 22 (catalytic converter).
【００１５】連続再生式ＤＰＦ２２は、酸化触媒２６に
よって酸化剤（ＮＯ2）を生成し、このＮＯ2をＤＰＦ２
４に供給することで連続的にＤＰＦ２４上に堆積するＰ
Ｍを酸化反応させ、浄化処理するような装置である。ま
た、当該エンジン１では、吸気弁開弁時期可変装置（吸
気弁開弁時期変更手段）１６が設けられており、吸気弁
の開弁時期を進角或いは遅角可能である。詳しくは、エ
ンジン１には吸気弁を開閉操作するカムプロフィールを
有したカムシャフト（いずれも図示せず）が設けられ、
当該吸気弁開弁時期可変装置１６は当該カムシャフトを
回動可能に構成されており、一方でＥＣＵ３０に接続さ
れている。これにより、吸気弁開弁時期可変装置１６が
ＥＣＵ３０から開弁時期可変情報を受けると、当該開弁
時期可変情報に応じてカムシャフトが所定角度だけ回動
し、吸気弁開弁時期が変更される。なお、当該吸気弁開
弁時期可変装置１６は所謂公知の可変バルブタイミング
機構を利用したものであってもよい。The continuous regeneration type DPF 22 produces an oxidant (NO 2 ) by the oxidation catalyst 26 and converts this NO 2 into DPF 2
P to be continuously deposited on the DPF 24 by supplying P.
It is a device that purifies M by oxidizing it. Further, the engine 1 is provided with an intake valve opening timing varying device (intake valve opening timing changing means) 16 so that the opening timing of the intake valve can be advanced or retarded. More specifically, the engine 1 is provided with a camshaft (not shown) having a cam profile for opening and closing the intake valve,
The intake valve opening timing varying device 16 is configured to be able to rotate the cam shaft, and is connected to the ECU 30 on the other hand. As a result, when the intake valve opening timing varying device 16 receives the valve opening timing varying information from the ECU 30, the camshaft rotates by a predetermined angle according to the valve opening timing varying information, and the intake valve opening timing is changed. It The intake valve opening timing varying device 16 may use a so-called known variable valve timing mechanism.
【００１６】また、排気管１２のＤＰＦ２４の下流の部
分には、排気温度、ひいてはＤＰＦ２４や酸化触媒２６
の温度を検出する排気温度センサ３２が設けられてい
る。ＥＣＵ３０は、エンジン１を含めた本発明に係る内
燃機関の排気浄化装置の総合的な制御を行うための制御
装置である。ＥＣＵ３０の入力側には、エンジン１に設
けられたエンジン回転速度等を検出する各種センサ類と
ともに、上記排気温度センサ３２が接続されている。ま
た、アクセルペダル３４の操作量、即ちアクセル開度を
検出するアクセル開度センサ３６が接続されている。Further, in the downstream portion of the DPF 24 of the exhaust pipe 12, the exhaust temperature, and by extension, the DPF 24 and the oxidation catalyst 26.
An exhaust gas temperature sensor 32 for detecting the temperature of is provided. The ECU 30 is a control device for performing comprehensive control of the exhaust emission control system for the internal combustion engine according to the present invention including the engine 1. The exhaust temperature sensor 32 is connected to the input side of the ECU 30 together with various sensors provided in the engine 1 for detecting the engine rotation speed and the like. Further, an accelerator opening sensor 36 for detecting an operation amount of the accelerator pedal 34, that is, an accelerator opening is connected.
【００１７】一方、ＥＣＵ３０の出力側には、各種デバ
イスとともに、上記燃料噴射弁２や吸気弁開弁時期可変
装置１６が接続されている。以下、上記のように構成さ
れた本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の作用につい
て説明する。連続再生式ＤＰＦ２２では、触媒温度Ｔca
tが所定温度Ｔ0（例えば、３５０℃）以上であって、酸
化触媒２６が活性化した状態にある場合には、排気中の
ＰＭがＤＰＦ２４に捕捉され、さらに酸化触媒２６にお
いて、酸化反応により、ＣＯやＨＣが酸化除去されると
ともに、酸化剤として例えば排気中の窒素成分Ｎの酸化
物であるＮＯ2が生成される。On the other hand, the output side of the ECU 30 is connected with the above-mentioned fuel injection valve 2 and intake valve opening timing varying device 16 together with various devices. Hereinafter, the operation of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention configured as described above will be described. In the continuous regeneration type DPF 22, the catalyst temperature Tca
When t is equal to or higher than the predetermined temperature T0 (for example, 350 ° C.) and the oxidation catalyst 26 is in an activated state, PM in the exhaust gas is captured by the DPF 24, and further, in the oxidation catalyst 26, due to the oxidation reaction, CO and HC are removed by oxidation, and NO 2 which is an oxide of nitrogen component N in the exhaust gas is generated as an oxidant.
【００１８】そして、酸化触媒２６で生成されたＮＯ2
は、ＤＰＦ２４に供給されることになり、ＤＰＦ２４に
捕捉されたＰＭがＮＯ2によって酸化処理される。つま
り、連続再生式ＤＰＦ２２では、ＤＰＦ２４に捕捉され
たＰＭは、酸化触媒２６で生成された酸化剤としてのＮ
Ｏ2によって連続的に酸化され、除去される。一方、触
媒温度Ｔcatが所定温度Ｔ0（例えば、３５０℃）未満で
あって、酸化触媒２６が十分に活性化していないような
場合には、ＰＭがＮＯ2によって酸化処理されず、その
ままではＤＰＦ２４にＰＭが堆積する一方なので、ＤＰ
Ｆ２４の強制再生を行う。The NO 2 produced by the oxidation catalyst 26
Will be supplied to the DPF 24, and the PM trapped in the DPF 24 will be oxidized by NO 2 . That is, in the continuous regeneration type DPF 22, the PM captured by the DPF 24 is the N generated as the oxidant by the oxidation catalyst 26.
It is continuously oxidized and removed by O 2 . On the other hand, when the catalyst temperature Tcat is lower than the predetermined temperature T0 (for example, 350 ° C.) and the oxidation catalyst 26 is not sufficiently activated, PM is not oxidized by NO 2 , and the PM is left in the DPF 24 as it is. Since PM is only accumulating, DP
Perform forced playback of F24.
【００１９】図２を参照すると、ＥＣＵ３０が実行す
る、本発明に係る強制再生制御、即ちポスト噴射制御の
制御ルーチンがフローチャートで示されており（ポスト
噴射手段）、以下当該フローチャートに基づき説明す
る。先ず、ステップＳ１０では、強制再生をスタートす
るか否かを判別する。ここでは、例えば、エンジン１の
運転状況等に基づき、ＤＰＦ２４に捕捉されたＰＭの堆
積量が所定量に達したか否かで判別する。Referring to FIG. 2, a control routine of the forced regeneration control, that is, the post-injection control according to the present invention, which is executed by the ECU 30, is shown by a flowchart (post-injection means), which will be described below with reference to the flowchart. First, in step S10, it is determined whether to start forced regeneration. Here, for example, based on the operating condition of the engine 1 or the like, it is determined whether or not the accumulated amount of PM trapped in the DPF 24 has reached a predetermined amount.
【００２０】ステップＳ１０の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、強制再生スタートと判定された場合には、次にステ
ップＳ１２に進む。なお、ここでは、触媒温度が活性温
度に達していない場合には、触媒自体の温度を上昇させ
るべくポスト噴射を行う。ステップＳ１２では、排気温
度センサ３２からの情報に基づき、触媒温度Ｔcatが所
定温度Ｔ1（例えば、３００℃）以上であるか否かを判
別する。触媒温度Ｔcatが所定温度Ｔ1以上であることを
判別するのは、上述したように、ポスト噴射による追加
燃料が酸化触媒２６上で反応し発熱し、ＤＰＦ２４上の
ＰＭを燃焼除去するのであるが、触媒温度Ｔcatが所定
温度Ｔ1よりも低いときには、追加燃料が酸化触媒２６
上で良好に反応しないからである。The determination result of step S10 is true (Yes).
If it is determined that the forced regeneration has started, then the process proceeds to step S12. Here, if the catalyst temperature has not reached the activation temperature, post injection is performed to raise the temperature of the catalyst itself. In step S12, it is determined whether or not the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than a predetermined temperature T1 (for example, 300 ° C.) based on the information from the exhaust temperature sensor 32. As described above, it is determined that the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the predetermined temperature T1 because the additional fuel injected by the post injection reacts on the oxidation catalyst 26 to generate heat and burn off PM on the DPF 24. When the catalyst temperature Tcat is lower than the predetermined temperature T1, the additional fuel is the oxidation catalyst 26.
This is because the above does not react well.
【００２１】ステップＳ１２の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、触媒温度Ｔcatが所定温度Ｔ1以上と判定された場合
には、ポスト噴射を実施しても問題ないと判断でき、次
にステップＳ１４に進む。これにより、ポスト噴射によ
る追加燃料がそのまま酸化触媒２６を通過（ＨＣスリッ
プ）してしまうことが防止される。ステップＳ１４で
は、吸気弁の開弁時期を遅角側に制御する。つまり、吸
気弁開弁時期可変装置１６に開弁時期可変情報を供給
し、当該開弁時期可変情報に応じてカムシャフトを所定
角度、即ち吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁期間とがオ
ーバラップする期間を小さくする方向に回動させる。The determination result of step S12 is true (Yes).
If it is determined that the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the predetermined temperature T1, it can be determined that there is no problem even if the post injection is performed, and the process proceeds to step S14. This prevents additional fuel from post injection from passing through the oxidation catalyst 26 (HC slip) as it is. In step S14, the opening timing of the intake valve is controlled to the retard side. That is, the valve opening timing variable information is supplied to the intake valve valve opening timing varying device 16, and the camshaft is moved to a predetermined angle according to the valve opening timing variable information, that is, the intake valve opening timing and the exhaust valve opening period. Rotate in a direction to reduce the overlap period of.
【００２２】このようにすると、排気行程にある間は吸
気弁は開弁しなくなるため、排気行程でポスト噴射を行
っても、追加燃料は良好に排気通路側に抜け、吸気弁を
介して吸気通路に吹き返されることがない。これによ
り、吸気通路に吹き返された追加燃料が燃焼室に吸引さ
れて主燃焼時に燃焼することがなくなり、ポスト噴射に
よる追加燃料が意図に反して膨張仕事に寄与してしまう
ことが好適に防止される。In this way, the intake valve does not open during the exhaust stroke, so that even if post-injection is performed during the exhaust stroke, the additional fuel satisfactorily escapes to the exhaust passage side, and intake air is passed through the intake valve. Never be blown back into the aisle. As a result, the additional fuel blown back into the intake passage is not sucked into the combustion chamber and does not burn during the main combustion, and it is possible to suitably prevent the additional fuel from the post injection from unintentionally contributing to the expansion work. It
【００２３】吸気弁の開弁時期を遅角側に制御したら、
ステップＳ１６において、ポスト噴射を行う。このと
き、ポスト噴射は排気上死点近傍で行うようにする。こ
のように排気上死点近傍でポスト噴射を行うようにする
と、ポスト噴射による追加燃料は一切膨張仕事に寄与す
ることがなくなり、当該追加燃料を良好に排気通路に排
出して触媒昇温やＰＭの燃焼除去に使用することが可能
となる。また、排気上死点近傍でポスト噴射を行うと、
ピストンの燃焼室内に燃料を噴射することになるので、
燃料がシリンダライナに付着することが防止され、ライ
ナの油膜切れやオイルのダイリューションが防止され
る。If the opening timing of the intake valve is controlled to the retard side,
In step S16, post injection is performed. At this time, post injection is performed near the exhaust top dead center. When the post injection is performed near the exhaust top dead center in this way, the additional fuel by the post injection does not contribute to the expansion work at all, and the additional fuel is satisfactorily discharged to the exhaust passage to raise the catalyst temperature and PM. It becomes possible to use it for the combustion removal. Also, when post injection is performed near the exhaust top dead center,
Since fuel will be injected into the combustion chamber of the piston,
It is possible to prevent the fuel from adhering to the cylinder liner, and prevent the oil film from running out of the liner and the oil dilution.
【００２４】次のステップＳ１８では、エンジン１の負
荷が所定負荷以下であるか否かを判別する。ここでは、
アクセル開度センサ３６からの情報に基づき、アクセル
開度が所定開度（例えば、２０％開度）以下であるか否
かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で、エンジン１
の負荷が所定負荷以下であると判定された場合には、次
にステップＳ２０に進む。In the next step S18, it is determined whether or not the load on the engine 1 is less than or equal to a predetermined load. here,
Based on the information from the accelerator opening sensor 36, it is determined whether or not the accelerator opening is less than or equal to a predetermined opening (for example, 20% opening). If the determination result is true (Yes), the engine 1
If it is determined that the load is less than or equal to the predetermined load, the process proceeds to step S20.
【００２５】ステップＳ２０では、エンジン１の＃１気
筒〜＃４気筒のうちの単数または複数の気筒について所
定パターンで主噴射の休止を行う（主噴射休止手段）。
例えば、図３を参照すると主噴射の休止パターンの例が
示されており、このように、休止する気筒を一定サイク
ルで順次変更しながら主噴射の休止を行う。図中○印は
主噴射実施を示し、×印は主噴射休止を示す。但し、エ
ンジン回転速度が不安定になることを防止するため、休
止気筒が連続することのないようにして休止気筒を順次
変更するようにする。In step S20, main injection is suspended in a predetermined pattern for one or more of the # 1 to # 4 cylinders of the engine 1 (main injection suspending means).
For example, referring to FIG. 3, an example of a pause pattern of the main injection is shown. In this way, the pause of the main injection is performed while sequentially changing the cylinders to be paused in a constant cycle. In the figure, the mark ○ indicates that the main injection was performed, and the mark × indicates that the main injection was stopped. However, in order to prevent the engine rotation speed from becoming unstable, the deactivated cylinders are sequentially changed so that the deactivated cylinders do not continue.
【００２６】図３（ａ）のパターンでは、１サイクル中
に一つの気筒を休止するものとし、＃１気筒から＃４気
筒までの１サイクル毎に、休止気筒を休止気筒が連続し
ないよう噴射順に順次変更させる。つまり、＃１気筒か
ら＃４気筒までのサイクルにおいて、例えば１サイクル
目で＃４気筒の主噴射を休止し、２サイクル目では＃３
気筒の主噴射を休止し、３サイクル目では＃１気筒の主
噴射を休止し、４サイクル目では＃２気筒の主噴射を休
止するようにし、これを繰り返す。In the pattern of FIG. 3 (a), one cylinder is deactivated in one cycle, and the deactivated cylinders are injected in the injection order so that the deactivated cylinders do not continue every cycle from the # 1 cylinder to the # 4 cylinder. Change sequentially. In other words, in the cycles from the # 1 cylinder to the # 4 cylinder, for example, the main injection of the # 4 cylinder is suspended in the first cycle, and the # 3 cylinder is # 3 in the second cycle.
The main injection of the cylinders is stopped, the main injection of the # 1 cylinder is stopped in the third cycle, the main injection of the # 2 cylinder is stopped in the fourth cycle, and this is repeated.
【００２７】また、図３（ｂ）のパターンでは、１サイ
クル中に二つの気筒を休止するものとし、３サイクル毎
に休止気筒を切り換える。つまり、例えば１、２サイク
ル目で＃２気筒及び＃３気筒の主噴射を休止し、３サイ
クル目では休止気筒が連続しないよう一旦全気筒で主噴
射を行う調整を行い、４、５サイクル目では＃１気筒及
び＃４気筒の主噴射を休止するようにし、これを繰り返
す。In the pattern of FIG. 3B, two cylinders are deactivated in one cycle, and the deactivated cylinder is switched every three cycles. That is, for example, the main injection of the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is stopped in the first and second cycles, and the main injection is temporarily performed in all cylinders so that the stopped cylinders do not continue in the third cycle. Then, the main injection of the # 1 cylinder and the # 4 cylinder is stopped, and this is repeated.
【００２８】なお、主噴射を休止した分に相当する燃料
は、休止しない他の気筒の主噴射に分配される。これに
より、エンジン出力の低下が防止される。また、主噴射
の休止パターンは図３（ａ）、（ｂ）に限られるもので
はなく、休止気筒が連続しないようなものであれば、他
のパターンであってもよい。このように、ポスト噴射を
行う際に、単数または複数の気筒について所定パターン
で休止気筒を変更しながら主噴射の休止を行うようにす
ると、主噴射が休止された気筒では、主噴射が実施され
ないために主燃焼が起こらず、前回ポスト噴射された追
加燃料は、燃焼することなく膨張仕事に寄与することな
くそのまま排気通路に排出され、触媒昇温やＰＭの燃焼
除去に良好に使用されることになる。これにより、ポス
ト噴射の効率化が図られる。The fuel corresponding to the suspension of the main injection is distributed to the main injections of the other cylinders which are not suspended. This prevents the engine output from decreasing. The main injection deactivation pattern is not limited to those shown in FIGS. 3A and 3B, and may be another pattern as long as the deactivated cylinders are not continuous. Thus, when performing the post-injection, if the main injection is paused while changing the deactivated cylinders in a predetermined pattern for one or more cylinders, the main injection is not performed in the cylinder in which the main injection is paused. Therefore, main combustion does not occur, and the additional fuel that was post-injected last time is discharged to the exhaust passage as it is without burning and contributing to expansion work, and is used well for catalyst temperature rise and PM removal by combustion. become. This improves the efficiency of post injection.
【００２９】また、一部の気筒で主噴射を休止し、他の
燃焼している気筒の負荷を増大させることにより、排気
昇温が促進され、ＤＰＦ２４の昇温を効率よく行うこと
ができる。一方、ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）の場合には、エンジン１の要求負荷が大きいと判断
でき、主噴射の休止を行わない。即ち、アクセル開度が
所定開度以下でエンジン１の要求負荷が小さいような場
合にのみ主噴射の休止を行い、アクセル開度が所定開度
より大きく、エンジン１の要求負荷が大きい場合には、
排気温度がある程度高いため、エンジン出力を重視して
主噴射の休止を行わないようにする。これにより、運転
者が意図しないドライバビリティの悪化が防止される。Further, by suspending the main injection in some of the cylinders and increasing the load of the other burning cylinders, the temperature rise of the exhaust gas is promoted and the temperature rise of the DPF 24 can be carried out efficiently. On the other hand, the determination result of step S18 is false (N
In the case of o), it can be determined that the required load of the engine 1 is large, and the main injection is not suspended. That is, the main injection is stopped only when the accelerator opening is equal to or less than the predetermined opening and the required load of the engine 1 is small, and when the accelerator opening is larger than the predetermined opening and the required load of the engine 1 is large. ,
Since the exhaust temperature is high to some extent, the engine output is emphasized and the main injection is not suspended. This prevents deterioration of drivability that the driver does not intend.
【００３０】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記
実施形態では、直列４気筒ディーゼルエンジンを例に説
明したが、多気筒であってポスト噴射可能なエンジンで
あれば、如何なるディーゼルエンジンであってもよい。Although the description of the embodiment has been completed, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the in-line four-cylinder diesel engine has been described as an example in the above embodiment, any diesel engine may be used as long as it is a multi-cylinder engine capable of post injection.
【００３１】また、上記実施形態では、触媒温度Ｔcat
を排気温度センサ３２からの排気温度情報に基づき判定
するようにしたが、ＤＰＦ２４や酸化触媒２６の温度を
直接検出するようにしてもよい。Further, in the above embodiment, the catalyst temperature Tcat
Is determined based on the exhaust temperature information from the exhaust temperature sensor 32, the temperature of the DPF 24 or the oxidation catalyst 26 may be directly detected.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、ポスト噴射
手段により燃料を追加噴射するときには、複数気筒の少
なくとも一つの気筒の燃料噴射ノズルからの燃料の主噴
射を休止し、この主噴射を休止する気筒を休止気筒が連
続しないようにしながら所定サイクル毎に順次変更する
ようにしたので、主噴射を休止した気筒では、主噴射が
実施されないために主燃焼が起こらず、前回ポスト噴射
された追加燃料を膨張仕事に寄与させることなくそのま
ま排気通路に排出させて触媒昇温やＰＭの燃焼除去に使
用するようにでき、ポスト噴射の効率化を図ることがで
きる。As described above in detail, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 1 of the present invention, when the fuel is additionally injected by the post-injection means, the fuel of at least one of the plurality of cylinders is fueled. The main injection of fuel from the injection nozzle is stopped, and the cylinder in which this main injection is stopped is changed sequentially for each predetermined cycle while the stopped cylinders are not continuous. Since the main combustion does not occur because the fuel injection is not performed, the post-injection additional fuel can be directly discharged to the exhaust passage without contributing to the expansion work and used for catalyst temperature increase and PM combustion removal. The efficiency of can be improved.
【００３３】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
によれば、ポスト噴射手段により燃料が追加噴射される
ときには、吸気弁の開弁時期を遅角させ、排気弁の開弁
期間とのオーバラップを減少させてポスト噴射による追
加燃料の吸気通路への吹き返しを防止するようにしたの
で、吸気通路へ吹き返された追加燃料が再度燃焼室内に
吸引されて燃焼することを抑制し、より一層ポスト噴射
による追加燃料を膨張仕事に寄与させないようにでき、
ポスト噴射の効率化を図ることができる。Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 2, when the fuel is additionally injected by the post-injection means, the opening timing of the intake valve is retarded so as to correspond to the opening period of the exhaust valve. Since the overlap is reduced to prevent additional fuel from being blown back to the intake passage due to post injection, it is possible to prevent the additional fuel blown back to the intake passage from being sucked into the combustion chamber again and burned. It is possible to prevent additional fuel from post injection from contributing to expansion work,
The efficiency of post injection can be improved.
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構
成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
【図２】本発明に係る強制再生制御、即ちポスト噴射制
御の制御ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of forced regeneration control, that is, post injection control according to the present invention.
【図３】主噴射の休止パターンの例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a main injection suspension pattern.
１ ディーゼルエンジン
２ インジェクタ（燃料噴射ノズル）
４ コモンレール
１２ 排気管
１６ 吸気弁開弁時期可変装置（吸気弁開弁時期変更手
段）
２２ 連続再生式ＤＰＦ（触媒コンバータ）
２４ ＤＰＦ
２６ 酸化触媒
３０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
３２ 排気温度センサ
３６ アクセル開度センサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Injector (fuel injection nozzle) 4 Common rail 12 Exhaust pipe 16 Intake valve opening timing variable device (intake valve opening timing changing means) 22 Continuous regeneration DPF (catalytic converter) 24 DPF 26 Oxidation catalyst 30 Electronic control unit (ECU) 32 Exhaust temperature sensor 36 Accelerator opening sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川谷 聖 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 平沼 智 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 河合 健二 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 渡邊 純也 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 橋詰 剛 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 会田 樹穂子 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA18 AB02 AB13 BA04 CB02 CB03 DA04 DA08 EA01 EA07 EA17 HA15 3G092 AA02 AB03 AC01 BB01 BB06 BB10 BB13 BB18 CA05 CB05 DA01 DA09 DE03S EA11 EA12 EA14 FA18 HD01Z HE01Z HF08Z 3G301 HA02 JA21 JA24 LB11 MA11 MA19 MA23 PD11Z PE01Z PF03Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kiyoshi Kawatani Mitsubishi Motors, 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Industry Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Hiranuma Mitsubishi Motors, 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Industry Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Kawai Mitsubishi Motors, 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Industry Co., Ltd. (72) Inventor Junya Watanabe Mitsubishi Motors, 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Industry Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Hashizume Mitsubishi Motors, 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Industry Co., Ltd. (72) Inventor Kihoko Aida Mitsubishi Motors, 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Industry Co., Ltd. F-term (reference) 3G091 AA02 AA18 AB02 AB13 BA04 CB02 CB03 DA04 DA08 EA01 EA07 EA17 HA15 3G092 AA02 AB03 AC01 BB01 BB06 BB10 BB13 BB18 CA05 CB05 DA01 DA09 DE03S EA11 EA12 EA14 FA18 HD01Z HE01Z HF08Z 3G301 HA02 JA21 JA24 LB11 MA11 MA19 MA23 PD11Z PE01Z PF03Z
Claims (2)
焼室内に直接噴射する燃料噴射ノズルと、 排気通路に介装された触媒コンバータと、 前記触媒コンバータの状態に基づき、前記燃料噴射ノズ
ルによる燃料の主噴射の後、該燃料噴射ノズルにより燃
料を追加噴射するポスト噴射手段と、 前記ポスト噴射手段により燃料を追加噴射する際、前記
複数気筒の少なくとも一つの気筒の燃料噴射ノズルから
の燃料の主噴射を休止し、該主噴射を休止する気筒を休
止気筒が連続しないようにしながら所定サイクル毎に順
次変更する主噴射休止手段と、を備えたことを特徴とす
る内燃機関の排気浄化装置。1. A fuel injection nozzle provided in each cylinder of a plurality of cylinders for directly injecting fuel into a combustion chamber, a catalytic converter interposed in an exhaust passage, and a fuel injection nozzle based on a state of the catalytic converter. After the main injection of fuel by the post-injection means for additionally injecting fuel by the fuel injection nozzle, and when additionally injecting fuel by the post-injection means, fuel from the fuel injection nozzle of at least one cylinder of the plurality of cylinders And a main-injection pausing means for sequentially changing the cylinder in which the main injection is paused and the cylinder in which the main injection is paused is sequentially changed for each predetermined cycle while keeping the idle cylinders non-continuous. .
気弁開弁時期変更手段を有し、前記吸気弁開弁時期変更
手段は、前記ポスト噴射手段により燃料を追加噴射する
際、吸気弁の開弁時期を遅角させることを特徴とする、
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。2. An intake valve opening timing changing means for changing the opening timing of the intake valve, wherein the intake valve opening timing changing means, when the fuel is additionally injected by the post injection means, Characterized by delaying the valve opening timing,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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