JP2003097252A - Exhaust gas purifier of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purifier of internal combustion engine

Info

Publication number
JP2003097252A
JP2003097252A JP2001292413A JP2001292413A JP2003097252A JP 2003097252 A JP2003097252 A JP 2003097252A JP 2001292413 A JP2001292413 A JP 2001292413A JP 2001292413 A JP2001292413 A JP 2001292413A JP 2003097252 A JP2003097252 A JP 2003097252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
exhaust gas
temperature
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001292413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Nishiyama
利彦 西山
Kotaro Wakamoto
晃太郎 若本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2001292413A priority Critical patent/JP2003097252A/en
Publication of JP2003097252A publication Critical patent/JP2003097252A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purifier of an internal combustion engine capable of obtaining an excellent reduction efficiency of NOx. SOLUTION: In a diesel engine 1, while communicating the inside of a combustion chamber 11A and an exhaust passage 30 with an exhaust valve 14 during intake process, an exhaust throttle valve 61 is activated by an exhaust flow rate controller 70 so as to adjust exhaust gas quantity flowing through the exhaust passage 30. As a result, even if the differential pressure between the exhaust side and the intake side changes, the displacement recirculated into the combustion chamber 11A can be controlled. The optimum exhaust gas recirculation quantity is set with respect to the operating situation of the diesel engine 1. An opening of the exhaust throttle valve 61 is adjusted so as to obtain the set exhaust gas recirculation quantity. Therefore, even if the intake pressure is higher than the exhaust pressure, the set quantity of exhaust gas is recirculated in the combustion chamber 11A by increasing the exhaust pressure with respect to the intake pressure. By so doing, the optimum quantity of exhaust gas is returned into the combustion chamber 11A, whereby an excellent reduction efficiency of NOx by the inside EGR is achieved.

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、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置に係り、詳しくは、内燃機関から排出される
排気ガス中のNOx低減を図る内燃機関の排気ガス浄化
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 an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine for reducing NOx in exhaust gas discharged from the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【背景技術】従来より、内燃機関の排気に含まれる窒素
酸化物、いわゆるNOxを低減するために、排気の一部
を燃焼室内に供給する排気還流(以下、EGRという)
が利用されている。このようなEGRによれば、内燃機
関に供給される燃焼用空気(吸気)に、二酸化炭素や水
蒸気等の熱容量の大きい気体(排気)が混入されて、当
該空気の熱容量が増えるので、燃焼最高温度が低下し、
NOxの発生が抑制される。
BACKGROUND ART Conventionally, exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) that supplies a part of exhaust gas into a combustion chamber in order to reduce nitrogen oxides, so-called NOx, contained in exhaust gas of an internal combustion engine.
Is used. According to such EGR, the combustion air (intake air) supplied to the internal combustion engine is mixed with a gas (exhaust gas) having a large heat capacity such as carbon dioxide and water vapor, and the heat capacity of the air is increased. The temperature drops,
Generation of NOx is suppressed.

【0003】EGRとしては、排気路中の排気ガスを吸
気路内に供給する、いわゆる外部EGRと、排気路中の
排気ガスを燃焼室内に直接戻す、いわゆる内部EGRと
がある。このうち、内部EGRについて具体的に説明す
ると、内燃機関の燃焼室と吸気路との間に配置された吸
気弁が開いている時期、すなわち吸気行程時に、燃焼室
と排気路との間に配置された排気弁を開いて、吸気弁の
開時期と排気弁の開時期とをオーバーラップさせること
により、シリンダ内圧が吸・排気圧よりも低くなってい
る期間に、燃焼室内に吸気および排気の両方を取り込む
ことが可能となる。
The EGR includes a so-called external EGR that supplies the exhaust gas in the exhaust passage into the intake passage and a so-called internal EGR that directly returns the exhaust gas in the exhaust passage into the combustion chamber. Of these, the internal EGR will be specifically described. The internal EGR is disposed between the combustion chamber and the exhaust passage at the time when the intake valve disposed between the combustion chamber and the intake passage of the internal combustion engine is open, that is, during the intake stroke. By opening the exhaust valve, the opening timing of the intake valve and the opening timing of the exhaust valve are overlapped, so that the intake and exhaust of the intake and exhaust in the combustion chamber are reduced during the period when the cylinder internal pressure is lower than the intake and exhaust pressures. It becomes possible to capture both.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような内部EGRでは、吸気側および排気側の差圧に
よって、燃焼室内に取り込まれる排気量(排気還流量)
も変動するので、任意の量の排気を燃焼室内へ戻すこと
ができず、内燃機関の運転状況に応じた最適な排気還流
量が得られない、という問題がある。このため、内部E
GRによる排気ガス中のNOxの低減効率を良好にする
ことが困難となる。
However, in the internal EGR as described above, the amount of exhaust gas (exhaust gas recirculation amount) taken into the combustion chamber due to the differential pressure between the intake side and the exhaust side.
Therefore, there is a problem that an arbitrary amount of exhaust gas cannot be returned to the combustion chamber and an optimal exhaust gas recirculation amount according to the operating condition of the internal combustion engine cannot be obtained. Therefore, the internal E
It becomes difficult to improve the efficiency of reducing NOx in exhaust gas by GR.

【0005】本発明の目的は、NOxの低減効率を良好
にできる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which can improve NOx reduction efficiency.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段と作用効果】本発明の内燃
機関の排気ガス浄化装置は、上記目的を達成するため
に、前記内燃機関の燃焼室には、当該燃焼室に吸気を供
給する吸気路、および当該燃焼室からの排気を排出する
排気路が接続され、前記燃焼室内と前記排気路とを連通
・遮断可能な排気路開閉手段と、前記排気路開閉手段よ
りも前記排気路の下流側に配置され、かつ開度を変更す
ることにより当該排気路を流れる排気量を調節可能な排
気流量調節手段とを備え、前記燃焼室内に吸気を行う吸
気行程中に、前記排気路開閉手段により前記燃焼室内と
前記排気路とを連通させることを特徴とするものであ
る。ここで、排気路開閉手段としては、排気行程時に燃
焼室内と排気路とを連通する排気弁を利用してもよく、
また、前記排気弁とは別の弁部材を用いて構成してもよ
い。
In order to achieve the above-mentioned object, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is provided with an intake air for supplying intake air to the combustion chamber of the internal combustion engine. And an exhaust passage for discharging exhaust gas from the combustion chamber, and an exhaust passage opening / closing means capable of connecting / disconnecting the combustion chamber and the exhaust passage, and a downstream of the exhaust passage from the exhaust passage opening / closing means. And an exhaust flow rate adjusting means capable of adjusting the amount of exhaust flowing through the exhaust passage by changing the opening, and the exhaust passage opening / closing means during the intake stroke for intake into the combustion chamber. The combustion chamber and the exhaust passage are communicated with each other. Here, as the exhaust passage opening / closing means, an exhaust valve that connects the combustion chamber and the exhaust passage during the exhaust stroke may be used,
Further, a valve member different from the exhaust valve may be used.

【0007】この発明では、吸気行程中に、排気路開閉
手段により燃焼室内と排気路とを連通させるとともに、
排気流量調節手段により排気路を流れる排気量を調節す
るから、排気側および吸気側の差圧が変動しても、排気
流量調節手段の開度を適宜調節することで吸気圧に対す
る排気圧の大きさを所望に設定でき、燃焼室内に所望の
量の排気を戻すこと(還流させること)が可能となる。
このため、内燃機関の運転状況に対して最適な排気還流
量を設定し、設定された排気還流量が得られるように排
気流量調節手段の開度を制御すれば、たとえ排気圧より
吸気圧の方が高くても、吸気圧に対して排気圧を上昇さ
せることが可能となるので、設定した量の排気が燃焼室
内へ還流されるようになり、内燃機関の運転状況に応じ
た最適な量の排気を燃焼室内へ戻すことができるように
なる。このように、常に最適な量の排気を燃焼室内へ戻
すことで、内部EGRによるNOxの低減効率を良好に
できるようになる。
According to the present invention, during the intake stroke, the exhaust passage opening / closing means makes the combustion chamber communicate with the exhaust passage, and
Since the exhaust flow rate adjusting means adjusts the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage, even if the differential pressure between the exhaust side and the intake side fluctuates, the magnitude of the exhaust pressure relative to the intake pressure can be adjusted by appropriately adjusting the opening of the exhaust flow rate adjusting means. The desired amount of exhaust gas can be returned (recirculated) to the combustion chamber.
Therefore, if the optimal exhaust gas recirculation amount is set for the operating condition of the internal combustion engine and the opening degree of the exhaust gas flow rate adjusting means is controlled so that the set exhaust gas recirculation amount is obtained, even if the intake pressure is higher than the exhaust pressure. Even if it is higher, it is possible to raise the exhaust pressure with respect to the intake pressure, so that the set amount of exhaust gas is returned to the combustion chamber, and the optimum amount according to the operating conditions of the internal combustion engine is obtained. The exhaust gas can be returned to the combustion chamber. Thus, by always returning the optimum amount of exhaust gas to the combustion chamber, it is possible to improve the NOx reduction efficiency by the internal EGR.

【0008】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記排気路の途中には、流入する排気ガスを浄化す
る排気後処理装置が設置されていることが望ましい。こ
こで、排気後処理装置としては、ディーゼルパティキュ
レートフィルタ(以下、DPF(Diesel Particulate F
ilter))を有する排気後処理装置、NOx還元触媒を
有する排気後処理装置、NOx吸蔵還元触媒を有する排
気後処理装置、酸化触媒を有する排気後処理装置、およ
び三元触媒を有する排気後処理装置のいずれも採用でき
る。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, it is desirable that an exhaust post-treatment device for purifying inflowing exhaust gas is installed in the middle of the exhaust passage. Here, as an exhaust aftertreatment device, a diesel particulate filter (hereinafter, DPF (Diesel Particulate F
exhaust aftertreatment device having a NOx reduction catalyst, an exhaust aftertreatment device having a NOx occlusion reduction catalyst, an exhaust aftertreatment device having an oxidation catalyst, and an exhaust aftertreatment device having a three-way catalyst. Either can be adopted.

【0009】このように、排気後処理装置を内燃機関の
排気路に組み込めば、排気ガス浄化装置において、内部
EGRによる排気ガス中のNOx低減が図れるうえ、排
気後処理装置による排気ガスの浄化が行えるようになる
ので、排気ガスをさらにクリーンにすることができる。
また、排気流量調節手段により排気路を流れる排気量を
適宜調節して、排気温度に影響する排気圧や排気還流量
をコントロールすることで、排気温度を上昇させたり低
下させたりすることができるから、排気温度を、排気後
処理装置の活性が高い温度範囲内に収められるようにな
り、排気ガスの浄化効率を良好にできるようになる。
Thus, by incorporating the exhaust aftertreatment device in the exhaust passage of the internal combustion engine, NOx in the exhaust gas can be reduced by the internal EGR in the exhaust gas purifying device and the exhaust aftertreatment device can purify the exhaust gas. Since it can be done, the exhaust gas can be made even cleaner.
Further, the exhaust flow rate adjusting means can appropriately adjust the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage to control the exhaust pressure and exhaust gas recirculation amount that affect the exhaust temperature, so that the exhaust temperature can be raised or lowered. The exhaust gas temperature can be kept within a temperature range in which the activity of the exhaust post-treatment device is high, and the exhaust gas purification efficiency can be improved.

【0010】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置にお
いて、排気流量調節手段として、弁の開度を変更するこ
とにより排気路を流れる排気量を調節可能な排気流量調
節弁を採用した場合、排気流量調節弁を内燃機関の排気
路の途中に新たに設置することになるから、内燃機関の
設計・構造に制約を受けずに任意の位置に排気流量調整
弁を設けることができる。このため、当該排気流量調節
弁に付属する機器(排気流量調整弁を駆動するアクチュ
エータ等の機器)の設置位置も任意にできるから、排気
流量調節弁や付属機器を内燃機関の空きスペースに設置
すれば、内燃機関の設計の自由度を低下させずに済むよ
うになる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when an exhaust flow rate control valve capable of adjusting the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage by changing the opening of the valve is used as the exhaust flow rate control means, Since the flow control valve is newly installed in the middle of the exhaust passage of the internal combustion engine, the exhaust flow control valve can be provided at any position without being restricted by the design and structure of the internal combustion engine. Therefore, the equipment attached to the exhaust flow rate control valve (equipment such as an actuator for driving the exhaust flow rate control valve) can be installed at any position, so that the exhaust flow rate control valve and attached equipment can be installed in an empty space of the internal combustion engine. In this case, it is possible to avoid lowering the degree of freedom in designing the internal combustion engine.

【0011】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置にお
いて、排気流量調節手段として、排気でタービンを回転
させることで駆動力を得て前記内燃機関に対する過給を
行い、かつ前記タービンの入口面積が変更可能な可変タ
ーボ過給機の前記タービンを採用した場合、タービンの
入口面積を適宜調節することで、可変ターボ過給機を通
る排気流量が調節されてタービンの回転速度をコントロ
ールすることが可能となる。そして、タービンの入口面
積を調節することで排気圧を調節でき、タービンの回転
速度を調節することでコンプレッサの過給圧を調節でき
るようになるから、吸気圧と排気圧とのバランスの調節
が容易かつ確実に行える。このため、燃焼室内への排気
還流量をより確実に制御することが可能となる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the exhaust flow rate adjusting means serves to obtain a driving force by rotating the turbine with exhaust gas to supercharge the internal combustion engine, and the inlet area of the turbine is When the variable turbine turbocharger that can be changed is adopted, it is possible to control the rotational speed of the turbine by appropriately adjusting the inlet area of the turbine to adjust the exhaust flow rate through the variable turbocharger. Becomes The exhaust pressure can be adjusted by adjusting the inlet area of the turbine, and the boost pressure of the compressor can be adjusted by adjusting the rotational speed of the turbine, so that the balance between the intake pressure and the exhaust pressure can be adjusted. Easy and reliable. Therefore, the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber can be controlled more reliably.

【0012】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手
段と、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記内燃機関の回転速度および前記内燃機関の負荷に対
し、最適な排気還流量および最適な排気温度のうちの少
なくとも一方が得られる前記排気流量調節手段の開度を
示すマップが記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記
憶された前記マップに基づき、前記内燃機関の運転状態
に応じて、前記排気路の排気流量を調節する制御手段と
を備えていることが望ましい。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine, and a load detecting means for detecting the load of the internal combustion engine,
A storage unit that stores a map indicating the opening degree of the exhaust flow rate control unit that obtains at least one of the optimum exhaust gas recirculation amount and the optimum exhaust gas temperature with respect to the rotation speed of the internal combustion engine and the load of the internal combustion engine. And a control unit that adjusts the exhaust flow rate of the exhaust passage according to the operating state of the internal combustion engine based on the map stored in the storage unit.

【0013】最適な排気還流量とは、燃焼最高温度の低
下によって変化するNOxの低減率およびすすの発生率
等、を考慮して設定される排気還流量である。また、最
適な排気温度とは、排気還流を行うことによる排気温度
上昇に対するディーゼルエンジン1の耐久性等、を考慮
して設定される排気温度である。ここで、本発明に係る
排気浄化装置に排気後処理装置が設けられている場合、
最適な排気温度は、排気後処理装置が活性化する温度範
囲をも考慮して設定される。
The optimum exhaust gas recirculation amount is an exhaust gas recirculation amount set in consideration of the NOx reduction rate, the soot generation rate, etc., which change due to the decrease in the maximum combustion temperature. The optimum exhaust gas temperature is an exhaust gas temperature that is set in consideration of the durability of the diesel engine 1 against the exhaust gas temperature rise due to exhaust gas recirculation. Here, when an exhaust aftertreatment device is provided in the exhaust gas purification device according to the present invention,
The optimum exhaust temperature is set in consideration of the temperature range in which the exhaust post-treatment device is activated.

【0014】本発明では、内燃機関の回転速度および負
荷に対し、最適な排気還流量および最適な排気温度のう
ちの少なくとも一方が得られる排気流量調節手段の開度
を、実験や計算等により求めれば、内燃機関の運転状況
に応じて最適な排気流量調節手段の開度を示すマップが
得られる。そして、前述のマップを記憶した記憶手段
と、このマップに基づいて排気路の排気流量を調節する
制御手段とを設ければ、最適な排気還流量および最適な
排気温度のうちの少なくとも一方が得られるように、排
気流量調節手段の開度を迅速に調節できる。
According to the present invention, the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means for obtaining at least one of the optimum exhaust gas recirculation amount and the optimum exhaust gas temperature with respect to the rotational speed and the load of the internal combustion engine is obtained by experiments, calculations and the like. For example, it is possible to obtain a map showing the optimum opening degree of the exhaust flow rate adjusting means according to the operating condition of the internal combustion engine. By providing a storage unit that stores the above-mentioned map and a control unit that adjusts the exhaust flow rate of the exhaust passage based on this map, at least one of the optimum exhaust gas recirculation amount and the optimum exhaust temperature can be obtained. As described above, the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means can be adjusted quickly.

【0015】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記排気後処理装置の温度および排気温度のうちの
少なくとも一方を検出する温度検出手段と、前記排気流
量調節手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制
御手段は、前記温度検出手段で検出した温度が所定温度
を超えている場合、前記排気流量調節手段の開度を大き
くし、前記温度検出手段で検出した温度が前記所定温度
に達していない場合、前記排気流量調節手段の開度を小
さくすることが望ましい。ここで、請求項6に記載の発
明に係る制御手段は、請求項5に記載の発明に係る制御
手段と一体的に設けられたものであってもよく、また別
に設けられたものであってもよい。所定温度としては、
ある一つの温度値を示すものであってもよく、また、所
定の温度範囲を示すものであってもよい。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, temperature detecting means for detecting at least one of the temperature of the exhaust aftertreatment device and exhaust temperature, and control means for controlling the operation of the exhaust flow rate adjusting means. When the temperature detected by the temperature detecting means exceeds a predetermined temperature, the control means increases the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means, and the temperature detected by the temperature detecting means is the predetermined temperature. If not, it is desirable to reduce the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means. Here, the control means according to the invention of claim 6 may be provided integrally with the control means according to the invention of claim 5, or it may be provided separately. Good. As the predetermined temperature,
It may indicate a certain one temperature value, or may indicate a predetermined temperature range.

【0016】本発明では、温度検出手段で検出した温度
が所定温度を超えているときに、排気流量調節手段の開
度を大きくすると、排気圧が低下するとともに排気還流
量も減るので、排気温度を下げることが可能となる。一
方、温度検出手段で検出した温度が所定温度に達してい
ないときに、排気流量調節手段の開度を小さくすると、
排気圧が上昇するとともに排気還流量も増えるので、排
気温度を上昇させることが可能となる。このため、排気
温度を略所定温度に常に維持することが可能となり、こ
のような所定温度を、排気後処理装置が活性化する温度
範囲に対応して設定すれば、排気後処理装置での排気ガ
スの浄化効率を良好に維持できるようになる。
According to the present invention, when the temperature detected by the temperature detecting means exceeds the predetermined temperature and the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means is increased, the exhaust pressure is reduced and the exhaust gas recirculation amount is also reduced. Can be lowered. On the other hand, when the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the predetermined temperature, if the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means is reduced,
Since the exhaust pressure increases and the exhaust gas recirculation amount also increases, the exhaust temperature can be increased. Therefore, the exhaust temperature can always be maintained at a substantially predetermined temperature, and if such a predetermined temperature is set in correspondence with the temperature range in which the exhaust post-treatment device is activated, the exhaust after-treatment device is exhausted. It becomes possible to maintain good gas purification efficiency.

【0017】このような内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度
が所定温度を超えている場合、前記温度検出手段で検出
した温度が高ければ高い程、前記排気流量調節手段の開
度を大きくし、前記温度検出手段で検出した温度が前記
所定温度に達していない場合、前記温度検出手段で検出
した温度が低ければ低い程、前記排気流量調節手段の開
度を小さくすることが望ましい。
In such an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, when the temperature detected by the temperature detecting means exceeds a predetermined temperature, the control means increases the higher the temperature detected by the temperature detecting means. When the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means is increased and the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the predetermined temperature, the lower the temperature detected by the temperature detecting means is, the more the exhaust flow rate adjusting means is. It is desirable to reduce the opening degree.

【0018】このようにすれば、温度検出手段で検出し
た温度が所定温度を超えている場合、当該温度が高けれ
ば高い程、排気流量調節手段の開度を大きくするので、
温度がかなり高いときには、排気流量調節手段の開度を
かなり大きくすることで排気温度が大きく低下され、排
気温度を迅速に所定温度まで低下させることが可能とな
る。一方、温度が少し高いときには、排気流量調節手段
の開度を少し大きくすることで排気温度が小さく低下さ
れ、排気温度が過度に低下して所定温度を下回るのを防
止できるようになる。また、温度検出手段で検出した温
度が所定温度に達していない場合、当該温度が低ければ
低い程、排気流量調節手段の開度を小さくするので、温
度がかなり低いときには、排気流量調節手段の開度をか
なり小さくすることで排気温度が大きく上昇され、排気
温度を迅速に所定温度まで上昇させることが可能とな
る。一方、温度が少し低いときには、排気流量調節手段
の開度を少し小さくすることで、排気温度が小さく上昇
され、排気温度が過度に上昇して所定温度を超えてしま
うのを防止できるようになる。
With this configuration, when the temperature detected by the temperature detecting means exceeds the predetermined temperature, the higher the temperature, the larger the opening of the exhaust flow rate adjusting means.
When the temperature is considerably high, the exhaust temperature is greatly reduced by considerably increasing the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means, and the exhaust temperature can be quickly reduced to a predetermined temperature. On the other hand, when the temperature is a little high, the exhaust gas temperature is decreased a little by increasing the opening degree of the exhaust gas flow rate adjusting means, and it is possible to prevent the exhaust gas temperature from being excessively decreased and falling below the predetermined temperature. Further, when the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the predetermined temperature, the lower the temperature is, the smaller the opening of the exhaust flow rate adjusting means is made.Therefore, when the temperature is considerably low, the exhaust flow rate adjusting means is opened. By making the degree considerably smaller, the exhaust gas temperature is greatly increased, and it becomes possible to quickly raise the exhaust gas temperature to a predetermined temperature. On the other hand, when the temperature is a little low, it is possible to prevent the exhaust temperature from being raised slightly and exceeding the predetermined temperature by slightly raising the exhaust temperature by slightly reducing the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means. .

【0019】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記内燃機関の運転状態が急加速状態の場合、前記
排気流量調節手段の開度を略全開とすることが望まし
い。このように、内燃機関が急加速を行っているとき
に、排気流量調節手段の開度を略全開とすれば、吸気圧
に対する排気圧が小さくなり、燃焼室内に吸気が入りや
すくなって内燃機関に多量の吸気が供給される。このた
め、急加速に必要な機関出力を確保することができるか
ら、内燃機関の急加速性能を損なうことを回避できる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, it is desirable that the opening of the exhaust flow rate adjusting means be substantially fully opened when the operating state of the internal combustion engine is a rapid acceleration state. As described above, when the internal combustion engine is performing rapid acceleration, if the opening of the exhaust flow rate adjusting means is substantially fully opened, the exhaust pressure with respect to the intake pressure becomes small, and intake air easily enters the combustion chamber. A large amount of intake air is supplied to. Therefore, it is possible to secure the engine output required for the rapid acceleration, and thus it is possible to avoid impairing the rapid acceleration performance of the internal combustion engine.

【0020】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、内燃機関が、前記燃焼室と前記吸気路との間を連通
・遮断可能な吸気弁と、前記燃焼室内の燃料の燃焼・爆
発により回転駆動されるクランクシャフトとを備えてい
る場合、前記吸気弁は、前記吸気行程において前記燃焼
室と前記吸気路とを連通し、前記吸気行程の終了時期に
おけるクランクアングルは、クランクアングルの上死点
後150°以上180°以下に設定され、前記排気路開
閉手段は、前記吸気行程の後半から前記吸気行程の略終
了直後までの期間中のいずれかの時期に、前記燃焼室内
と前記排気路とを連通することが望ましい。本発明で
は、吸気行程の終了時期を通常よりも早めて、かつ、吸
気行程の後半から吸気行程の略終了直後までの期間中の
いずれかの時期に燃焼室内と排気路とを連通するから、
燃焼室内の負圧(大気圧以下の圧力)が大きいときに、
吸気側の抵抗を大きくして、排気側の抵抗を小さくする
ことが可能となる。これにより、燃焼室へ還流可能な排
気の最大量を大きくすることができ、排気流量調節手段
の開度調節によってコントロール可能な排気還流量の上
限値を大きくできる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the internal combustion engine is rotated by an intake valve capable of connecting and disconnecting the combustion chamber and the intake passage, and combustion and explosion of fuel in the combustion chamber. And a driven crankshaft, the intake valve communicates the combustion chamber with the intake passage during the intake stroke, and the crank angle at the end of the intake stroke is the top dead center of the crank angle. The exhaust passage opening / closing means is set to 150 ° or more and 180 ° or less afterward, and the exhaust passage opening / closing means connects the combustion chamber and the exhaust passage to the exhaust passage at any time during the period from the latter half of the intake stroke to immediately after the end of the intake stroke. It is desirable to communicate. In the present invention, the end timing of the intake stroke is made earlier than usual, and the combustion chamber and the exhaust passage are communicated with each other at any time during the period from the latter half of the intake stroke to immediately after the end of the intake stroke.
When the negative pressure in the combustion chamber (pressure below atmospheric pressure) is large,
It is possible to increase the resistance on the intake side and decrease the resistance on the exhaust side. As a result, the maximum amount of exhaust gas that can be recirculated to the combustion chamber can be increased, and the upper limit value of the exhaust gas recirculation amount that can be controlled by adjusting the opening degree of the exhaust gas flow rate adjusting unit can be increased.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 [第1実施形態]図1には、本発明の第1実施形態に係
るシステムが示されており、このシステムは、内燃機関
としてのディーゼルエンジン1と、このディーゼルエン
ジン1に設けられた排気ガス浄化装置2とを備えてい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 shows a system according to a first embodiment of the present invention. This system includes a diesel engine 1 as an internal combustion engine and exhaust gas provided in the diesel engine 1. The purification device 2 is provided.

【0022】まず、システムの概略について説明する。
ディーゼルエンジン1は、圧縮した高温空気中に燃料を
噴射して自己着火させることで駆動力を発生させる内燃
機関であり、複数のシリンダ11(図1には、1つのシ
リンダ11のみを図示し、他のシリンダの図示を省略す
る。)を有するエンジン本体10と、シリンダ11に吸
気を行うための吸気路20と、シリンダ11の排気を行
うための排気路30と、ディーゼルエンジン1に対して
過給を行うために吸気を圧縮する過給機41と、ディー
ゼルエンジン1の動作を制御するエンジンコントローラ
50とを備えている。排気ガス浄化装置2は、ディーゼ
ルエンジン1の排気路30の途中に設置された排気流量
調節弁としての排気絞り弁61および排気後処理装置6
2と、排気絞り弁61の動作を制御する排気流量コント
ローラ70とを備えている。
First, the outline of the system will be described.
The diesel engine 1 is an internal combustion engine that generates a driving force by injecting fuel into compressed high temperature air to self-ignite, and a plurality of cylinders 11 (only one cylinder 11 is shown in FIG. 1, Other cylinders are omitted.), An intake passage 20 for intake air to the cylinder 11, an exhaust passage 30 for exhaust air of the cylinder 11, and an exhaust passage for the diesel engine 1. A supercharger 41 that compresses intake air to supply fuel and an engine controller 50 that controls the operation of the diesel engine 1 are provided. The exhaust gas purification device 2 includes an exhaust throttle valve 61 and an exhaust aftertreatment device 6 as an exhaust flow rate control valve installed in the exhaust passage 30 of the diesel engine 1.
2 and an exhaust flow controller 70 that controls the operation of the exhaust throttle valve 61.

【0023】次に、システムの詳細について説明する。
ディーゼルエンジン1のエンジン本体10において、各
シリンダ11の内部には燃焼室11Aが形成され、この
燃焼室11Aには、吸気路20および排気路30がそれ
ぞれ接続されている。また、シリンダ11の上部には、
燃焼室11Aの頂壁を形成するシリンダヘッド12が設
けられ、このシリンダヘッド12には、吸気弁13、排
気路開閉手段としての排気弁14、および燃料噴射ノズ
ル15が装着されている。
Next, details of the system will be described.
In the engine body 10 of the diesel engine 1, a combustion chamber 11A is formed inside each cylinder 11, and an intake passage 20 and an exhaust passage 30 are connected to the combustion chamber 11A. In addition, in the upper part of the cylinder 11,
A cylinder head 12 that forms the top wall of the combustion chamber 11A is provided, and an intake valve 13, an exhaust valve 14 as an exhaust passage opening / closing means, and a fuel injection nozzle 15 are mounted on the cylinder head 12.

【0024】吸気弁13は、燃焼室11Aと吸気路20
との間に配置され、上下動することにより、燃焼室11
Aと吸気路20との間を連通・遮断することが可能とな
っている。排気弁14は、燃焼室11Aと排気路30と
の間に配置され、上下動することにより、燃焼室11A
と排気路30との間を連通・遮断することが可能となっ
ている。これら吸気弁13および排気弁14を上下動さ
せる駆動力は、エンジン本体10に設けられたカムシャ
フト(図示せず)を回転駆動させることで得ている。な
お、カムシャフトは、図示は省略するが、クランクシャ
フトの回転駆動力がタイミングギヤを介して伝達される
ことで回転駆動するようになっている。
The intake valve 13 includes a combustion chamber 11A and an intake passage 20.
Is arranged between the combustion chamber 11 and
It is possible to connect / disconnect between A and the intake passage 20. The exhaust valve 14 is disposed between the combustion chamber 11A and the exhaust passage 30 and moves up and down to move the combustion chamber 11A.
It is possible to connect / disconnect between and the exhaust passage 30. The driving force for vertically moving the intake valve 13 and the exhaust valve 14 is obtained by rotationally driving a cam shaft (not shown) provided in the engine body 10. Although not shown, the camshaft is rotationally driven by transmitting the rotational driving force of the crankshaft via a timing gear.

【0025】ここで、本実施形態における、吸気弁13
および排気弁14の開閉動作(上下動作)は、図2〜図
4のグラフに示すようなタイミングで行われている。な
お、これら図2〜図4のグラフでは、縦軸が吸気弁13
および排気弁14の各バルブリフト量(上昇量)を示
し、横軸がクランクシャフトの回転角(いわゆるクラン
クアングル)を示している。また、本実施形態では、デ
ィーゼルエンジン1は、吸気行程、圧縮行程、膨張行
程、および排気行程の4つの行程で1サイクルが完了す
る4サイクル(4ストローク)エンジンとなっている。
Here, in the present embodiment, the intake valve 13
The opening / closing operation (up / down operation) of the exhaust valve 14 is performed at the timings shown in the graphs of FIGS. In these graphs of FIGS. 2 to 4, the vertical axis indicates the intake valve 13
And the valve lift amount (elevation amount) of the exhaust valve 14, and the horizontal axis indicates the rotation angle of the crankshaft (so-called crank angle). Further, in the present embodiment, the diesel engine 1 is a four-cycle (four-stroke) engine in which one cycle is completed in four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.

【0026】図2〜図4において、吸気弁13は、一点
鎖線のカーブで示すように、吸気行程時に上昇して開
き、燃焼室11A内と吸気路20とを連通する。この吸
気弁13のリフトタイミング(開くタイミング)や、リ
フト量(開度)は、吸気弁13を駆動させるカムシャフ
トのカムローブ形状によって適宜設定されている。
2 to 4, the intake valve 13 rises and opens during the intake stroke, as shown by the alternate long and short dash line, and connects the interior of the combustion chamber 11A with the intake passage 20. The lift timing (opening timing) and the lift amount (opening degree) of the intake valve 13 are appropriately set according to the cam lobe shape of the cam shaft that drives the intake valve 13.

【0027】一方、排気弁14は、実線のカーブC1で
示すように、排気行程時に上昇して開くとともに、実線
のカーブC2で示すように、吸気行程時に再度上昇して
開き、燃焼室11A内と排気路30とを連通する。この
排気弁14のリフトタイミングや、リフト量は、吸気弁
13と同様に、排気弁14を駆動させるカムシャフトの
カムローブ形状によって適宜設定されている。ここで、
本実施形態では、カーブC2で示される排気弁14のリ
フトも、カムシャフトの回転駆動により行われている。
このため、カムシャフトのカムローブ形状は、通常の形
状(楕円形状、卵形状、おむすび形状等の形状)を有し
たカムローブにさらに凸部が形成された形状となってい
る。なお、カーブC2で示される排気弁14のリフト
は、カムシャフトによるものに限らず、油圧シリンダ等
のアクチュエータにより行われるものであってもよい。
On the other hand, the exhaust valve 14 rises and opens during the exhaust stroke, as shown by the solid curve C1, and again rises and opens during the intake stroke, as shown by the solid curve C2, inside the combustion chamber 11A. Communicates with the exhaust passage 30. Similar to the intake valve 13, the lift timing and the lift amount of the exhaust valve 14 are appropriately set according to the cam lobe shape of the cam shaft that drives the exhaust valve 14. here,
In the present embodiment, the lift of the exhaust valve 14 indicated by the curve C2 is also performed by rotationally driving the cam shaft.
For this reason, the cam lobe shape of the cam shaft is a shape in which a convex portion is further formed on the cam lobe having a normal shape (shape such as an elliptical shape, an egg shape, or a diaper shape). The lift of the exhaust valve 14 indicated by the curve C2 is not limited to the lift by the cam shaft, but may be performed by an actuator such as a hydraulic cylinder.

【0028】本実施形態における排気行程、吸気行程、
およびカーブC2で示される排気弁14のリフトのタイ
ミングについて具体的に説明すると、排気行程の開始時
期のクランクアングルCA1は、クランクアングルの上
死点(TDC)前−240°以上−225°以下に設定
され、その終了時期のクランクアングルCA2は、クラ
ンクアングルの上死点後15°以上30°以下に設定さ
れている。吸気行程の開始時期のクランクアングルCA
3は、クランクアングルの上死点前−30°以上−20
°以下に設定され、その終了時期のクランクアングルC
A4は、クランクアングルの上死点後150°以上21
0°以下に設定されている。カーブC2で示される排気
弁14のリフト開始時期のクランクアングルCA5はク
ランクアングルの上死点後60°以上150°以下に設
定され、リフト終了時期のクランクアングルCA6は、
クランクアングルの上死点後150°以上210°以下
に設定されている。
In the present embodiment, the exhaust stroke, intake stroke,
To specifically describe the lift timing of the exhaust valve 14 indicated by the curve C2, the crank angle CA1 at the start timing of the exhaust stroke is −240 ° or more and −225 ° or less before the top dead center (TDC) of the crank angle. The crank angle CA2 is set and the end time thereof is set to 15 ° or more and 30 ° or less after the top dead center of the crank angle. Crank angle CA at the start of the intake stroke
3 is -30 ° or more before the top dead center of the crank angle -20
Crank angle C at the end of the crank angle setting
A4 is 150 ° or more after the top dead center of the crank angle 21
It is set to 0 ° or less. The crank angle CA5 of the lift start timing of the exhaust valve 14 shown by the curve C2 is set to 60 ° or more and 150 ° or less after the top dead center of the crank angle, and the crank angle CA6 of the lift end timing is
The crank angle is set to 150 ° or more and 210 ° or less after the top dead center.

【0029】つまり、たとえば図2に示すように、吸気
行程において、終了時期のクランクアングルCA4を、
クランクアングルの下死点(BDC)である180°よ
りも大きい角度に設定し、カーブC2で示される排気弁
14のリフトにおいて、リフト開始時期のクランクアン
グルCA5を、吸気行程の後半に設定し、リフト終了時
期のクランクアングルCA6を、吸気行程の終了時期の
クランクアングルCA4に略一致させてもよい。また、
たとえば図3に示すように、吸気行程において、終了時
期のクランクアングルCA4を、クランクアングルの下
死点(BDC)である180°よりも大きい角度に設定
し、カーブC2で示される排気弁14のリフトにおい
て、リフト開始時期のクランクアングルCA5を、吸気
行程の前半に設定し、リフト終了時期のクランクアング
ルCA6を、吸気行程の終了時期よりも前時期に設定し
てもよい。さらに、たとえば図4に示すように、吸気行
程において、終了時期のクランクアングルCA4を、ク
ランクアングルの下死点(BDC)である180°に設
定し、カーブC2で示される排気弁14のリフトにおい
て、リフト開始時期のクランクアングルCA5を、吸気
行程の後半に設定し、リフト終了時期のクランクアング
ルCA6を、吸気行程の終了時期のクランクアングルC
A4に略一致させてもよい。
That is, for example, as shown in FIG. 2, in the intake stroke, the crank angle CA4 at the end timing is
The crank angle is set to an angle larger than 180 ° which is the bottom dead center (BDC), and in the lift of the exhaust valve 14 shown by the curve C2, the crank angle CA5 at the lift start timing is set to the latter half of the intake stroke, The crank angle CA6 at the end timing of the lift may be substantially matched with the crank angle CA4 at the end timing of the intake stroke. Also,
For example, as shown in FIG. 3, in the intake stroke, the crank angle CA4 at the end timing is set to an angle larger than 180 ° which is the bottom dead center (BDC) of the crank angle, and the exhaust valve 14 indicated by the curve C2 is changed. In the lift, the crank angle CA5 at the lift start timing may be set to the first half of the intake stroke, and the crank angle CA6 at the lift end timing may be set to a timing earlier than the end timing of the intake stroke. Further, for example, as shown in FIG. 4, in the intake stroke, the crank angle CA4 at the end time is set to 180 ° which is the bottom dead center (BDC) of the crank angle, and the lift of the exhaust valve 14 shown by the curve C2 is set. The crank angle CA5 at the lift start timing is set to the latter half of the intake stroke, and the crank angle CA6 at the lift end timing is set to the crank angle C at the end timing of the intake stroke.
You may make it substantially match with A4.

【0030】このように、図2〜図4に例示するような
タイミングで、吸気弁13および排気弁14を開閉すれ
ば、吸気側の抵抗が大きくなって燃焼室(シリンダ)内
が吸気圧以下の圧力になっている、吸気行程終了時近傍
の時期に、カーブC2で示す排気弁14のリフトを行っ
ているので、少なくともシリンダ内圧以上に保たれてい
る排気路30から排気の一部を燃焼室11A内へ戻すこ
とが可能となる。つまり、内部EGRが可能となる。特
に、図4に例示するようなタイミングで吸気弁13およ
び排気弁14を開閉すれば、クランクシャフトアングル
がまだ下死点に達しない間、つまり燃焼室11A内の負
圧が大きいときに、吸気弁13を閉じて吸気側の抵抗を
増やすとともに、カーブC2で示す排気弁14のリフト
を行って排気側の抵抗を減らしているので、多量の排気
還流が得られることとなる。
As described above, when the intake valve 13 and the exhaust valve 14 are opened and closed at the timings shown in FIGS. 2 to 4, the resistance on the intake side becomes large and the inside of the combustion chamber (cylinder) becomes less than the intake pressure. Since the exhaust valve 14 shown by the curve C2 is lifted at a time close to the end of the intake stroke at which the pressure is set to, the exhaust gas is partially burned from the exhaust passage 30 kept at least at the cylinder internal pressure or higher. It becomes possible to return it to the chamber 11A. That is, internal EGR is possible. In particular, if the intake valve 13 and the exhaust valve 14 are opened and closed at the timings illustrated in FIG. 4, the intake air is intaken while the crankshaft angle has not reached bottom dead center, that is, when the negative pressure in the combustion chamber 11A is large. Since the valve 13 is closed to increase the resistance on the intake side and the lift on the exhaust valve 14 shown by the curve C2 is performed to reduce the resistance on the exhaust side, a large amount of exhaust gas recirculation is obtained.

【0031】燃料噴射ノズル15は、図示しない燃料噴
射ポンプで加圧された燃料をシリンダ11内に噴射・供
給するものである。なお、本実施形態では、ディーゼル
エンジン1の燃料噴射装置として、上述した燃料噴射ノ
ズル15および図示しないガバナ付きの燃料噴射ポンプ
を有する燃料噴射装置が採用されている。燃料噴射ノズ
ル15からシリンダ11への燃料噴射量・燃料噴射時期
は、燃料噴射ポンプの動作によって決定され、この燃料
噴射ポンプの動作は、ガバナを介してエンジンコントロ
ーラ50によって制御されている。
The fuel injection nozzle 15 injects and supplies the fuel pressurized by a fuel injection pump (not shown) into the cylinder 11. In the present embodiment, as the fuel injection device of the diesel engine 1, the fuel injection device having the above-described fuel injection nozzle 15 and the fuel injection pump with a governor (not shown) is adopted. The fuel injection amount / fuel injection timing from the fuel injection nozzle 15 to the cylinder 11 is determined by the operation of the fuel injection pump, and the operation of the fuel injection pump is controlled by the engine controller 50 via the governor.

【0032】吸気路20は、シリンダヘッド12に形成
された吸気ポート21と、この吸気ポート21を介して
各シリンダ11に接続される吸気マニホールド(図示せ
ず)とを含んで構成されている。この吸気路20の途中
には、過給機41のコンプレッサ41Aと、吸気の冷却
を行うインタークーラ42とが設けられている。排気路
30は、シリンダヘッド12に形成された排気ポート3
1と、この排気ポート31を介して各シリンダ11に接
続される排気マニホールド(図示せず)とを含んで構成
されている。この排気路30の途中には、過給機41の
排気タービン41Bと、排気ガス浄化装置2の排気絞り
弁61および排気後処理装置62とが設けられている。
The intake passage 20 includes an intake port 21 formed in the cylinder head 12 and an intake manifold (not shown) connected to each cylinder 11 via the intake port 21. A compressor 41A of the supercharger 41 and an intercooler 42 that cools the intake air are provided in the intake passage 20. The exhaust passage 30 has an exhaust port 3 formed in the cylinder head 12.
1 and an exhaust manifold (not shown) connected to each cylinder 11 via the exhaust port 31. An exhaust turbine 41B of the supercharger 41, an exhaust throttle valve 61 of the exhaust gas purification device 2 and an exhaust aftertreatment device 62 are provided in the exhaust path 30.

【0033】過給機41は、上述したように、吸気路2
0に配置されたコンプレッサ41A、および排気路30
に配置された排気タービン41Bを有している。この過
給機41では、排気を利用して排気タービン41Bを回
転させることで、コンプレッサ41Aが回転駆動して吸
気を圧縮し、これにより、ディーゼルエンジン1に対す
る過給が行われる。
As described above, the supercharger 41 has the intake passage 2
Compressor 41A arranged at 0 and exhaust passage 30
Has an exhaust turbine 41B disposed at In the supercharger 41, the exhaust turbine 41B is rotated by utilizing the exhaust gas, whereby the compressor 41A is rotationally driven to compress the intake air, whereby the diesel engine 1 is supercharged.

【0034】排気ガス浄化装置2の排気絞り弁61は、
過給機41の排気タービン41Bの設置位置よりも下流
側かつ排気後処理装置62の設置位置よりも上流側の排
気路40に設置されている。この排気絞り弁61には、
当該排気絞り弁61を開閉するアクチュエータ(モータ
やシリンダ等のアクチュエータ)61Aが設けられてい
る。なお、排気流量調節弁としては、絞り弁(スロット
ルバルブ)に限らず、バタフライ弁、ゲート弁等の種々
のバルブが採用でき、排気路30を流れる排気の流量を
調節可能なバルブであればいずれのバルブであってもよ
い。アクチュエータ61Aは、排気流量コントローラ7
0に電気的に接続され、その動作は、排気流量コントロ
ーラ70によって制御されている。この排気流量コント
ローラについては、後に詳細に説明する。このような構
成では、アクチュエータ61Aの動作を適宜制御するこ
とで、排気絞り弁61の開度が調節され、排気路30を
通過する単位時間当たりの排気の流量が調節される。
The exhaust throttle valve 61 of the exhaust gas purification device 2 is
It is installed in the exhaust passage 40 downstream of the installation position of the exhaust turbine 41B of the supercharger 41 and upstream of the installation position of the exhaust aftertreatment device 62. In this exhaust throttle valve 61,
An actuator (actuator such as a motor or a cylinder) 61A for opening and closing the exhaust throttle valve 61 is provided. The exhaust flow rate control valve is not limited to the throttle valve (throttle valve), but various valves such as a butterfly valve and a gate valve can be adopted, and any valve capable of adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 30 can be used. It may be a valve. The actuator 61A is the exhaust flow controller 7
0, the operation of which is controlled by the exhaust flow controller 70. The exhaust flow controller will be described in detail later. With such a configuration, by appropriately controlling the operation of the actuator 61A, the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is adjusted, and the flow rate of exhaust gas passing through the exhaust passage 30 per unit time is adjusted.

【0035】排気後処理装置62は、図5にも示すよう
に、略円柱状の担体62Aを備え、この担体62Aは、
ハニカム状に多数の小孔621を有した構造となってい
る。小孔621は、流入側端面622から流出側端面6
23側に向かって、つまり担体62Aの軸方向に沿って
連通しており、その断面は多角形状(本実施形態では六
角形状)に形成されている。また、担体62Aは、コー
ジェライト、炭化珪素等のセラミックス、または、ステ
ンレス、アルミニウム等の金属から形成されており、そ
の材質は、担体62Aの用途に応じて適宜決定される。
As shown in FIG. 5, the exhaust post-treatment device 62 is provided with a substantially columnar carrier 62A, which is a carrier 62A.
The structure has a large number of small holes 621 in a honeycomb shape. The small holes 621 are formed from the inflow side end surface 622 to the outflow side end surface 6
They are communicated toward the 23 side, that is, along the axial direction of the carrier 62A, and the cross section thereof is formed in a polygonal shape (hexagonal shape in this embodiment). The carrier 62A is made of cordierite, ceramics such as silicon carbide, or metal such as stainless steel or aluminum, and the material thereof is appropriately determined according to the application of the carrier 62A.

【0036】排気後処理装置62がDPFである場合に
は、担体62Aの多数の小孔621は、流出側端面62
3側が目封じされることで流入側流路としての役割を有
する小孔621と、流入側端面622側が目封じされる
ことで流出側流路としての役割を有する小孔621とに
分けられ、これらの流路は千鳥状に配置される。そし
て、各流路(小孔621)の境界壁部分はランダムな多
孔質状とされ、流入側流路から流入した排気ガス中のパ
ティキュレート(たとえば、すす、未燃燃料や潤滑油の
ミストおよびサルフェート(硫酸ミストなど)等から構成
される複合体等)は、その境界壁部分で捕集されて流入
側流路内に蓄積し、パティキュレートが除かれたクリー
ンな排気ガスが流出側流路を通って排出される。
When the exhaust aftertreatment device 62 is a DPF, the numerous small holes 621 of the carrier 62A are formed on the outflow side end face 62.
It is divided into a small hole 621 which functions as an inflow side flow path by plugging the 3 side and a small hole 621 which functions as an outflow side flow path by plugging the inflow side end face 622 side. These flow paths are arranged in a staggered pattern. The boundary wall portion of each flow path (small hole 621) has a random porous shape, and particulates (for example, soot, mist of unburned fuel or lubricating oil) in the exhaust gas flowing from the inflow side flow path are formed. Sulfate (composite composed of sulfuric acid mist, etc.) is collected at the boundary wall and accumulated in the inflow side flow path, and clean exhaust gas with particulates removed is collected in the outflow side flow path. Is discharged through.

【0037】一方、排気後処理装置62で触媒を用いる
場合には、浸漬による含浸、ウォッシュコート、イオン
交換などの既知の方法により、担体62Aに触媒が担持
される。そして、排気ガスが小孔621を通り抜ける間
に、触媒の作用によって排気ガスが浄化されてクリーン
になる。なお、担体62Aに担持される触媒としては、
NOx(窒素酸化物)を除去するためのNOx吸蔵還元
触媒やNOx吸蔵触媒、HCやCO(一酸化炭素)を酸
化除去するための酸化触媒、炭化水素や一酸化炭素、窒
素酸化物を除去するための三元触媒等が採用できる。
On the other hand, when a catalyst is used in the exhaust aftertreatment device 62, the catalyst is supported on the carrier 62A by a known method such as impregnation by immersion, wash coating, ion exchange or the like. Then, while the exhaust gas passes through the small holes 621, the exhaust gas is purified by the action of the catalyst and becomes clean. The catalyst supported on the carrier 62A is
NOx storage reduction catalyst for removing NOx (nitrogen oxide), NOx storage catalyst, oxidation catalyst for oxidizing and removing HC and CO (carbon monoxide), hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides. A three-way catalyst or the like can be used.

【0038】排気流量コントローラ70は、前述した内
部EGRによる燃焼室11A内への排気還流量を最適量
とするために設けられており、ディーゼルエンジン1の
運転状況に応じて、排気絞り弁61のアクチュエータ6
1Aの動作を制御している。この排気流量コントローラ
70は、ディーゼルエンジン1の運転状況を検知するた
めに、燃料噴射装置のガバナ等を制御するエンジンコン
トローラ50と電気的に接続されている。これにより、
排気流量コントローラ70には、エンジンコントローラ
50から出力される、ディーゼルエンジン1の回転速度
を示す回転速度信号、およびディーゼルエンジン1への
燃料供給量を示す燃料供給量信号が入力されるようにな
っている。
The exhaust flow controller 70 is provided to make the amount of exhaust gas recirculation into the combustion chamber 11A by the above-mentioned internal EGR to be an optimum amount, and the exhaust throttle valve 61 of the exhaust throttle valve 61 is operated according to the operating condition of the diesel engine 1. Actuator 6
It controls the operation of 1A. The exhaust flow controller 70 is electrically connected to the engine controller 50 that controls the governor of the fuel injection device and the like in order to detect the operating condition of the diesel engine 1. This allows
The exhaust flow rate controller 70 receives the rotation speed signal indicating the rotation speed of the diesel engine 1 and the fuel supply amount signal indicating the fuel supply amount to the diesel engine 1, which are output from the engine controller 50. There is.

【0039】なお、ディーゼルエンジン1には、図示は
省略するが、その回転速度を検出する回転速度検出手段
としての回転速度センサと、ディーゼルエンジン1への
燃料供給量を検出する負荷検出手段としてのラックセン
サが設けられ、各センサはエンジンコントローラ50に
電気的に接続されている。このうち、ラックセンサは、
燃料噴射ポンプから噴射される燃料量を調節するため
に、プランジャに対して摺動可能に設けられたラックの
位置を検出するものとなっている。
Although not shown, the diesel engine 1 has a rotation speed sensor as a rotation speed detecting means for detecting the rotation speed thereof and a load detecting means for detecting a fuel supply amount to the diesel engine 1. Rack sensors are provided, and each sensor is electrically connected to the engine controller 50. Of these, the rack sensor is
In order to adjust the amount of fuel injected from the fuel injection pump, the position of a rack slidably provided with respect to the plunger is detected.

【0040】また、排気ガス浄化装置2は、排気後処理
装置62の入口側の排気温度を検出する温度センサ63
を有している。この温度センサ63は、排気流量コント
ローラ70に電気的に接続され、これにより、排気流量
コントローラ70には、ディーゼルエンジン1の排気温
度を示す排気温信号が入力されるようになっている。な
お、温度センサ63は、排気後処理装置62の担体62
Aに直接取り付けられて、当該担体自身の温度を検出す
るものであってもよい。
Further, the exhaust gas purifying device 2 has a temperature sensor 63 for detecting the exhaust temperature at the inlet side of the exhaust post-treatment device 62.
have. The temperature sensor 63 is electrically connected to the exhaust flow controller 70, so that an exhaust temperature signal indicating the exhaust temperature of the diesel engine 1 is input to the exhaust flow controller 70. In addition, the temperature sensor 63 is the carrier 62 of the exhaust aftertreatment device 62.
It may be directly attached to A to detect the temperature of the carrier itself.

【0041】このような排気流量コントローラ70は、
図6に示すように、2種類のマップが記憶された記憶手
段としての記憶部72と、この記憶部72で記憶された
マップに基づいて、排気絞り弁61の開度を決定する制
御手段としての演算処理部71とを備えている。なお、
図示は省略するが、排気流量コントローラ70は、演算
処理部71および記憶部72の他に、エンジンコントロ
ーラ50からの出力信号および温度センサ63からの出
力信号が入力される入力部と、排気絞り弁61のアクチ
ュエータ61Aに操作信号を出力するための出力部とを
備えている。
The exhaust flow controller 70 as described above is
As shown in FIG. 6, a storage unit 72 serving as a storage unit that stores two types of maps, and a control unit that determines the opening degree of the exhaust throttle valve 61 based on the maps stored in the storage unit 72. And an arithmetic processing unit 71. In addition,
Although not shown, the exhaust flow controller 70 includes an input section to which an output signal from the engine controller 50 and an output signal from the temperature sensor 63 are input, and an exhaust throttle valve, in addition to the arithmetic processing section 71 and the storage section 72. An output unit for outputting an operation signal to the actuator 61A of 61 is provided.

【0042】記憶部72には、エンジン回転速度および
燃料供給量に対し、最適な排気還流量および最適な排気
温度が得られる排気絞り弁61の開度を示す第1のマッ
プと、ディーゼルエンジン1の排気温度に対し、当該排
気温度を一定の温度範囲内に収めることが可能な排気絞
り弁61の開度を示す第2のマップとの2種類のマップ
が記憶されている。
In the storage unit 72, a first map showing the opening degree of the exhaust throttle valve 61 for obtaining the optimum exhaust gas recirculation amount and the optimum exhaust temperature with respect to the engine speed and the fuel supply amount, and the diesel engine 1 With respect to the exhaust gas temperature, the two types of maps are stored: the second map showing the opening degree of the exhaust throttle valve 61 capable of keeping the exhaust gas temperature within a certain temperature range.

【0043】第1のマップにおいて、最適な排気還流量
とは、燃焼最高温度の低下によって変化するNOxの低
減率およびすすの発生率等、を考慮して設定される排気
還流量である。一方、最適な排気温度とは、排気還流を
行うことによる排気温度上昇に対するディーゼルエンジ
ン1の耐久性、排気後処理装置が活性化する温度範囲等
を考慮して設定される排気温度である。本実施形態で
は、たとえば、最適な排気流量が得られる排気絞り弁6
1の開度の値と、最適な排気温度が得られる排気絞り弁
61の開度の値とが異なる場合は、それらの略中間値が
採用されるようになっている。なお、最適な排気流量が
得られる排気絞り弁61の開度の値と、最適な排気温度
が得られる排気絞り弁61の開度の値との略中間値を採
用せずに、最適な排気流量が得られる排気絞り弁61の
開度の値を優先的に採用したり、最適な排気温度が得ら
れる排気絞り弁61の開度の値を優先的に採用してもよ
い。
In the first map, the optimum exhaust gas recirculation amount is the exhaust gas recirculation amount set in consideration of the NOx reduction rate and the soot generation rate, which change due to the decrease in the maximum combustion temperature. On the other hand, the optimum exhaust gas temperature is an exhaust gas temperature that is set in consideration of the durability of the diesel engine 1 against the exhaust gas temperature rise due to exhaust gas recirculation, the temperature range in which the exhaust aftertreatment device is activated, and the like. In the present embodiment, for example, the exhaust throttle valve 6 that can obtain an optimum exhaust flow rate.
When the value of the opening of 1 is different from the value of the opening of the exhaust throttle valve 61 at which the optimum exhaust temperature is obtained, a substantially intermediate value between them is adopted. It should be noted that the optimum exhaust gas is obtained without adopting a substantially intermediate value between the value of the opening degree of the exhaust throttle valve 61 for obtaining the optimum exhaust flow rate and the value of the opening degree of the exhaust throttle valve 61 for obtaining the optimum exhaust temperature. The value of the opening degree of the exhaust throttle valve 61 that obtains the flow rate may be preferentially adopted, or the value of the opening degree of the exhaust throttle valve 61 that obtains the optimum exhaust temperature may be preferentially adopted.

【0044】また、第2のマップは、ディーゼルエンジ
ン1の排気温度が、予め定めた所定温度範囲よりも高い
場合、および当該所定温度範囲よりも低い場合に使用さ
れるマップであり、排気温度が所定温度よりも高い場合
は、排気温度を低下させる排気絞り弁61の開度を示
し、排気温度が所定温度よりも低い場合は、排気温度を
上昇させる排気絞り弁61の開度を示している。ここで
は、第2のマップにおいて、排気温度が所定温度範囲を
超えている場合、排気温度が高ければ高い程、示す排気
絞り弁61の開度が大きく、排気温度が所定温度範囲よ
りも下回っている場合、排気温度が低ければ低い程、示
す排気絞り弁61の開度が小さくなっている。
The second map is a map used when the exhaust gas temperature of the diesel engine 1 is higher than a predetermined temperature range and when it is lower than the predetermined temperature range. When the temperature is higher than the predetermined temperature, it indicates the opening degree of the exhaust throttle valve 61 for decreasing the exhaust temperature, and when the exhaust temperature is lower than the predetermined temperature, it indicates the opening degree of the exhaust throttle valve 61 for increasing the exhaust temperature. . Here, in the second map, when the exhaust gas temperature exceeds the predetermined temperature range, the higher the exhaust gas temperature, the larger the opening of the exhaust throttle valve 61 shown, and the exhaust gas temperature falls below the predetermined temperature range. In this case, the lower the exhaust temperature, the smaller the opening of the exhaust throttle valve 61 shown.

【0045】演算処理部71は、入力される排気温度信
号が予め設定された所定温度範囲内であるか否かを判断
する排気温度判定部71Aと、ディーゼルエンジン1の
運転状態が急加速状態にあるか否かを判断する運転状態
判定部71Bと、排気絞り弁61の開度を決定する排気
流量制御部71Cとを含んで構成されている。
The arithmetic processing unit 71 has an exhaust gas temperature judging unit 71A for judging whether or not the inputted exhaust gas temperature signal is within a predetermined temperature range set in advance, and the operating state of the diesel engine 1 is in a rapid acceleration state. It is configured to include an operating state determination unit 71B that determines whether or not there is an exhaust gas flow rate control unit 71C that determines the opening degree of the exhaust throttle valve 61.

【0046】排気温度判定部71Aにおいて、所定温度
範囲は、排気後処理装置62が活性化する温度範囲(以
下、活性温度範囲)に相当する範囲に設定されている。
このような排気温度判定部71Aでは、ディーゼルエン
ジン1の排気温度が、「活性温度範囲内よりも高い」、
「活性温度範囲内である」、および「活性温度範囲より
も低い」のうちのいずれであるかを判断している。ま
た、排気温度判定部71Aは、判断結果を排気流量制御
部71Cに出力している。
In the exhaust gas temperature determination unit 71A, the predetermined temperature range is set to a range corresponding to the temperature range in which the exhaust post-treatment device 62 is activated (hereinafter, activation temperature range).
In such an exhaust temperature determination unit 71A, the exhaust temperature of the diesel engine 1 is "higher than the active temperature range",
It is determined whether it is “in the active temperature range” or “lower than the active temperature range”. Further, the exhaust temperature determination unit 71A outputs the determination result to the exhaust flow rate control unit 71C.

【0047】運転状態判定部71Bは、入力されるエン
ジン回転速度信号に基づいて、ディーゼルエンジン1に
おけるエンジン回転速度の変動率(dN/dt)を算出
し、このエンジン回転速度変動率と、予め設定された基
準値とを比較するようになっている。この基準値は、デ
ィーゼルエンジン1の運転状態が急加速状態にあるとき
のエンジン回転速度変動率に相当する値に設定されてい
る。また、運転状態判定部71Bは、比較結果を排気流
量制御部71Cに出力している。
The operating state determination unit 71B calculates the fluctuation rate (dN / dt) of the engine rotation speed in the diesel engine 1 based on the input engine rotation speed signal, and the engine rotation speed fluctuation rate and the preset value. It is designed to be compared with the reference value set. This reference value is set to a value corresponding to the engine rotation speed fluctuation rate when the operating state of the diesel engine 1 is in the rapid acceleration state. Further, the operating state determination unit 71B outputs the comparison result to the exhaust flow rate control unit 71C.

【0048】排気流量制御部71Cは、記憶部72に記
憶されている第1のマップおよび第2のマップに基づい
て、アクチュエータ61Aの動作を制御し、排気絞り弁
61の開度を適宜調節する部分である。この排気流量制
御部71Cは、排気温度判定部71Aからの入力信号に
基づいて、第1のマップおよび第2のマップのうち、い
ずれのマップを使用するかを判断し、選択したマップに
基づいて、アクチュエータ61Aへ操作信号を出力して
いる。
The exhaust flow rate control unit 71C controls the operation of the actuator 61A based on the first map and the second map stored in the storage unit 72, and appropriately adjusts the opening degree of the exhaust throttle valve 61. It is a part. The exhaust flow rate control unit 71C determines which of the first map and the second map to use based on the input signal from the exhaust temperature determination unit 71A, and based on the selected map. , And outputs an operation signal to the actuator 61A.

【0049】次に、本実施形態における動作を説明す
る。まず、ディーゼルエンジン1の図示しないスターテ
ィングスイッチがONに入ると、始動装置等の駆動源に
よってクランクシャフトが回転され始め、ディーゼルエ
ンジン1が始動するとともに、スターティングスイッチ
からの出力信号が、エンジンコントローラ50および排
気流量コントローラ70に入力されて各コントローラ5
0,70が起動する。図7において、ステップS11で
は、エンジンコントローラ50からのエンジン回転速度
信号および燃料供給量信号が排気流量コントローラ70
に入力され、ステップS12へ進む。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, when a starting switch (not shown) of the diesel engine 1 is turned on, the crankshaft starts to be rotated by a drive source such as a starting device, the diesel engine 1 is started, and an output signal from the starting switch is output to the engine controller. 50 and the exhaust flow rate controller 70, and each controller 5
0 and 70 are activated. 7, in step S11, the engine rotation speed signal and the fuel supply amount signal from the engine controller 50 are the exhaust flow rate controller 70.
Is input to step S12.

【0050】ステップS12では、排気流量コントロー
ラ70の運転状態判定部71Bで、入力されるエンジン
回転速度信号からエンジン回転速度変動率dN/dtを
算出し、この算出したエンジン回転速度変動率dN/d
tと、予め設定された基準値とを比較して、ディーゼル
エンジン1が、変動率dN/dtが小さく、エンジン回
転速度が略安定した定常状態(加速状態も含む)、およ
び変動率dN/dtが大きく、エンジン回転速度が大き
く上昇している急加速状態のどちらの状態であるかを確
認する。そして、ディーゼルエンジン1が急加速状態に
あるときは、ステップS13へ進み、ディーゼルエンジ
ン1が定常状態にあるときは、ステップS14へ進む。
In step S12, the operating state determination unit 71B of the exhaust flow controller 70 calculates the engine rotation speed fluctuation rate dN / dt from the input engine rotation speed signal, and the calculated engine rotation speed fluctuation rate dN / d.
By comparing t with a preset reference value, the diesel engine 1 has a small fluctuation rate dN / dt, a steady state in which the engine rotation speed is substantially stable (including an acceleration state), and a fluctuation rate dN / dt. Is large and the engine speed is greatly increasing, and check whether it is in the rapid acceleration state. Then, when the diesel engine 1 is in the rapid acceleration state, the process proceeds to step S13, and when the diesel engine 1 is in the steady state, the process proceeds to step S14.

【0051】ステップS13では、ディーゼルエンジン
1が急加速状態にあり、過給機41のターボラグによっ
て燃焼室11Aに供給する吸気量が不足している状態に
あるので、吸気を燃焼室11A内に入れやすくするため
に、排気絞り弁61の開度を略全開にし、ステップS1
1へ戻る。これにより、吸気圧に対する排気圧が小さく
なるから、吸気が燃焼室11A内に入りやすくなり、多
量の吸気が燃焼室11A内に供給される。従って、急加
速に必要な出力の確保が可能となり、ディーゼルエンジ
ン1の急加速性能の低下が防止される。なお、排気流量
コントローラ70の運転状態判定部71Bにおいて、デ
ィーゼルエンジンが急加速状態にあると判断されたとき
には、排気流量制御部71Cは、記憶部72の第1およ
び第2のマップのどちらも選択せず、排気絞り弁61の
アクチュエータ61Aに対し、当該排気絞り弁61を略
全開とする操作信号を出力する。
In step S13, since the diesel engine 1 is in a rapid acceleration state and the turbo lag of the supercharger 41 is insufficient to supply the intake air to the combustion chamber 11A, the intake air is introduced into the combustion chamber 11A. In order to make it easy, the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is made almost fully open, and step S1
Return to 1. As a result, the exhaust pressure with respect to the intake pressure is reduced, so that intake air easily enters the combustion chamber 11A, and a large amount of intake air is supplied into the combustion chamber 11A. Therefore, it becomes possible to secure the output required for the rapid acceleration, and the deterioration of the rapid acceleration performance of the diesel engine 1 is prevented. When the operating state determination unit 71B of the exhaust flow controller 70 determines that the diesel engine is in the rapid acceleration state, the exhaust flow control unit 71C selects both the first and second maps of the storage unit 72. Instead, an operation signal for fully opening the exhaust throttle valve 61 is output to the actuator 61A of the exhaust throttle valve 61.

【0052】ステップS14では、ディーゼルエンジン
1の排気温度が入力され、ステップS15へ進み、ステ
ップS15では、排気流量コントローラ70の排気温度
判定部71Aにより、入力された排気温度Tが所定温度
T1に達しているか否かを確認し、達しているときはス
テップS16へ進み、達していないときはステップS1
7へ進む。ここでは、所定温度T1は、排気後処理装置
62が活性化する温度範囲(以下、活性温度範囲)の上
限温度に設定されている。なお、排気後処理装置62の
活性温度範囲の上限温度よりも、ディーゼルエンジン1
の耐久性による許容温度の方が低い場合には、所定温度
T1は、当該ディーゼルエンジン1の許容温度に設定さ
れる。
In step S14, the exhaust temperature of the diesel engine 1 is input, and the process proceeds to step S15. In step S15, the input exhaust temperature T reaches the predetermined temperature T1 by the exhaust temperature determination unit 71A of the exhaust flow controller 70. It is confirmed whether or not it is, and if it is reached, the process proceeds to step S16, and if it is not reached, the step S1 is performed.
Proceed to 7. Here, the predetermined temperature T1 is set to an upper limit temperature of a temperature range in which the exhaust post-treatment device 62 is activated (hereinafter referred to as an activation temperature range). It should be noted that the diesel engine 1 is higher than the upper limit temperature of the activation temperature range of the exhaust aftertreatment device 62.
When the permissible temperature due to the durability is lower, the predetermined temperature T1 is set to the permissible temperature of the diesel engine 1.

【0053】ステップS15では、排気温度Tが所定温
度T1に達していると、排気温度Tが高すぎて、排気後
処理装置62の温度が活性温度範囲の上限を超えてしま
うので、排気後処理装置62の温度を活性温度範囲内に
収めるために、排気流量コントローラ70は、記憶部7
2の第2のマップに基づいて排気絞り弁61の開度を調
節し、ステップS11へ戻る。具体的には、排気絞り弁
61の開度を大きくして、吸気圧に対する排気圧を低下
させ、排気還流量を減らすことで排気温度を低下させ
る。これにより、排気後処理装置62の温度も低下して
活性温度範囲内に収まり、排気ガスの浄化効率が良好と
なる。ここでは、第2のマップにおいて、排気温度Tが
所定温度T1を超えている場合、排気温度Tが高ければ
高い程、示す排気絞り弁61の開度が大きくなってい
る。これにより、排気温度Tがかなり高いときには、排
気絞り弁61の開度をかなり大きくすることで排気温度
Tが大きく低下され、排気温度Tを迅速に活性温度範囲
まで低下させることが可能となる。一方、排気温度Tが
少し高いときには、排気絞り弁61の開度を少し大きく
することで排気温度Tが小さく低下され、排気温度Tが
過度に低下して活性温度範囲を下回ることが防止され
る。
In step S15, if the exhaust gas temperature T has reached the predetermined temperature T1, the exhaust gas temperature T is too high and the temperature of the exhaust gas post-treatment device 62 exceeds the upper limit of the active temperature range. In order to keep the temperature of the device 62 within the active temperature range, the exhaust flow rate controller 70 includes the storage unit 7
The opening degree of the exhaust throttle valve 61 is adjusted based on the second map No. 2 and the process returns to step S11. Specifically, the exhaust temperature is reduced by increasing the opening of the exhaust throttle valve 61 to reduce the exhaust pressure with respect to the intake pressure and reducing the exhaust gas recirculation amount. As a result, the temperature of the exhaust after-treatment device 62 also falls and falls within the activation temperature range, and the exhaust gas purification efficiency becomes good. Here, in the second map, when the exhaust temperature T exceeds the predetermined temperature T1, the higher the exhaust temperature T, the larger the opening of the exhaust throttle valve 61 shown. Thus, when the exhaust gas temperature T is considerably high, the exhaust gas temperature T is greatly reduced by considerably increasing the opening degree of the exhaust throttle valve 61, and the exhaust gas temperature T can be quickly lowered to the active temperature range. On the other hand, when the exhaust gas temperature T is a little high, the exhaust gas temperature T is decreased a little by increasing the opening degree of the exhaust gas throttle valve 61, and it is prevented that the exhaust gas temperature T is excessively decreased and falls below the active temperature range. .

【0054】ステップS17では、排気流量コントロー
ラ70の排気温度判定部71Aにより、排気温度Tが所
定温度T2に達しているか否かを確認し、達していない
ときはステップS18へ進み、達しているときはステッ
プS19へ進む。ここでは、所定温度T2は、排気後処
理装置62の活性温度範囲の下限温度に設定されてい
る。
In step S17, the exhaust temperature determination unit 71A of the exhaust flow controller 70 confirms whether the exhaust temperature T has reached the predetermined temperature T2. If not, the process proceeds to step S18, and if it has reached it. Advances to step S19. Here, the predetermined temperature T2 is set to the lower limit temperature of the activation temperature range of the exhaust aftertreatment device 62.

【0055】ステップS18では、排気温度Tが所定温
度T2に達していないと、排気温度Tが低すぎて、排気
後処理装置62の温度が活性温度範囲の下限を下回って
しまうので、排気後処理装置62の温度を活性温度範囲
内に収めるために、排気流量コントローラ70は、記憶
部72の第2のマップに基づいて排気絞り弁の開度を調
節し、ステップS11へ戻る。具体的には、排気絞り弁
61の開度を小さくして、吸気圧に対する排気圧を上昇
させ、排気還流量を増やすことで排気温度を上昇させ
る。これにより、排気後処理装置62の温度も上昇して
活性温度範囲内に収まり、排気ガスの浄化効率が良好と
なる。ここでは、第2のマップにおいて、排気温度Tが
所定温度T2に達していない場合、排気温度Tが低けれ
ば低い程、示す排気絞り弁61の開度が小さくなってい
る。これにより、排気温度Tがかなり低いときには、排
気絞り弁61の開度をかなり小さくすることで排気温度
Tが大きく上昇され、排気温度Tを迅速に活性温度範囲
まで上昇させることが可能となる。一方、排気温度Tが
少し低いときには、排気絞り弁61の開度を少し小さく
することで、排気温度Tが小さく上昇され、排気温度T
が過度に上昇して活性温度範囲を超えることが防止され
る。
In step S18, if the exhaust temperature T does not reach the predetermined temperature T2, the exhaust temperature T is too low and the temperature of the exhaust post-treatment device 62 falls below the lower limit of the active temperature range. In order to keep the temperature of the device 62 within the activation temperature range, the exhaust flow rate controller 70 adjusts the opening degree of the exhaust throttle valve based on the second map of the storage unit 72, and returns to step S11. Specifically, the exhaust temperature is raised by decreasing the opening of the exhaust throttle valve 61 to raise the exhaust pressure with respect to the intake pressure and increasing the exhaust gas recirculation amount. As a result, the temperature of the exhaust aftertreatment device 62 also rises and falls within the activation temperature range, and the exhaust gas purification efficiency becomes good. Here, in the second map, when the exhaust temperature T has not reached the predetermined temperature T2, the lower the exhaust temperature T, the smaller the opening of the exhaust throttle valve 61 shown. Thus, when the exhaust gas temperature T is considerably low, the exhaust gas temperature T is greatly increased by considerably reducing the opening degree of the exhaust throttle valve 61, and the exhaust gas temperature T can be quickly raised to the active temperature range. On the other hand, when the exhaust gas temperature T is slightly low, the exhaust gas temperature T is slightly increased by slightly reducing the opening degree of the exhaust throttle valve 61, and the exhaust gas temperature T is increased.
Is prevented from rising excessively and exceeding the activation temperature range.

【0056】ステップS19では、排気温度Tが、所定
温度T1よりも低くかつ所定温度T2よりも高い、つま
り排気後処理装置62の温度が活性温度範囲内に収まっ
ているので、排気流量コントローラ70は、記憶部72
の第1のマップに基づいて排気絞り弁61の開度を調節
し、ステップS11へ戻る。これにより、ディーゼルエ
ンジン1において、最適な排気還流量が得られてNOx
低減効率が良好になるとともに、排気後処理装置62の
温度が活性温度範囲内に収まっているので、排気後処理
装置62における排気ガスの浄化効率も良好となる。そ
して、各ステップより、ステップS11へ戻ると、ステ
ップS11から始まる一連のステップが、ディーゼルエ
ンジン1が停止するまで繰り返される。
In step S19, the exhaust temperature T is lower than the predetermined temperature T1 and higher than the predetermined temperature T2, that is, the temperature of the exhaust post-treatment device 62 is within the active temperature range. , Storage unit 72
The opening degree of the exhaust throttle valve 61 is adjusted based on the first map of No. 1, and the process returns to step S11. As a result, in the diesel engine 1, the optimal exhaust gas recirculation amount is obtained and NOx
The reduction efficiency becomes good, and the temperature of the exhaust post-treatment device 62 is within the activation temperature range, so that the exhaust gas purification efficiency in the exhaust post-treatment device 62 also becomes good. Then, after returning from each step to step S11, a series of steps starting from step S11 is repeated until the diesel engine 1 is stopped.

【0057】上述のような本第1実施形態によれば、次
のような効果がある。本実施形態では、ディーゼルエン
ジン1の吸気行程中に、排気弁14により燃焼室11A
内と排気路30とを連通させるとともに、排気絞り弁6
1により排気路30を流れる排気量を調節しているの
で、排気側および吸気側の差圧が変動しても、燃焼室1
1A内に還流させる排気量をコントロールすることが可
能となる。そして、ディーゼルエンジン1の運転状況に
対して最適な排気還流量を設定し、設定された排気還流
量が得られるように排気絞り弁61の開度を調節してい
るので、排気圧より吸気圧の方が高くても、吸気圧に対
して排気圧を上昇させることができ、設定した量の排気
を燃焼室11A内に還流させることができる。これによ
り、常に最適な量の排気を燃焼室11A内へ戻せるか
ら、内部EGRによるNOxの低減効率を良好にでき
る。
According to the first embodiment as described above, the following effects can be obtained. In the present embodiment, during the intake stroke of the diesel engine 1, the exhaust valve 14 causes the combustion chamber 11A to move.
The inside is communicated with the exhaust passage 30, and the exhaust throttle valve 6
Since the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage 30 is adjusted by 1, the combustion chamber 1 does not change even if the pressure difference between the exhaust side and the intake side fluctuates.
It is possible to control the amount of exhaust gas that is recirculated into 1A. The optimum exhaust gas recirculation amount is set for the operating condition of the diesel engine 1, and the opening of the exhaust throttle valve 61 is adjusted so that the set exhaust gas recirculation amount is obtained. Even if it is higher, the exhaust pressure can be increased with respect to the intake pressure, and the set amount of exhaust gas can be recirculated into the combustion chamber 11A. As a result, the optimum amount of exhaust gas can always be returned to the inside of the combustion chamber 11A, so that the NOx reduction efficiency by the internal EGR can be improved.

【0058】排気ガス浄化装置2を、排気後処理装置6
2を備えた構成としたので、排気ガス浄化装置2におい
て、内部EGRによる排気ガス中のNOx低減が図れる
うえ、排気後処理装置62による排気ガスの浄化が行え
るので、排気ガスをさらにクリーンにすることができ
る。また、排気絞り弁61により排気路30を流れる排
気量を適宜調節して、排気温度に影響する排気圧や排気
還流量をコントロールすることで、排気温度を上昇させ
たり低下させたりして、排気温度を排気後処理装置62
の活性温度範囲内に収めているので、排気ガスの浄化効
率を良好にできる。
The exhaust gas purifying device 2 is replaced by the exhaust aftertreatment device 6
Since the exhaust gas purifying apparatus 2 is configured to include NO 2, NOx in the exhaust gas can be reduced by the internal EGR, and the exhaust post-treatment device 62 can purify the exhaust gas, so that the exhaust gas is further cleaned. be able to. Further, by appropriately adjusting the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage 30 by the exhaust throttle valve 61 to control the exhaust pressure and exhaust gas recirculation amount that affect the exhaust temperature, the exhaust temperature is raised or lowered, Exhaust temperature aftertreatment device 62
Since it is within the activation temperature range of, the exhaust gas purification efficiency can be improved.

【0059】排気流量調節手段として、排気絞り弁61
を採用しているので、ディーゼルエンジン1の設計・構
造に制約を受けずに任意の位置に排気流量調節手段を設
置できる。これにより、排気絞り弁61の弁を開閉する
アクチュエータ61Aの設置位置も任意にできるから、
これら排気絞り弁61およびアクチュエータ61Aをデ
ィーゼルエンジン1の空きスペースに設置すれば、ディ
ーゼルエンジン1の設計の自由度を損なわずに済ませる
ことができる。
As an exhaust flow rate adjusting means, an exhaust throttle valve 61
Therefore, the exhaust flow rate adjusting means can be installed at any position without being restricted by the design and structure of the diesel engine 1. Thereby, the installation position of the actuator 61A for opening and closing the valve of the exhaust throttle valve 61 can be arbitrarily set,
If the exhaust throttle valve 61 and the actuator 61A are installed in the empty space of the diesel engine 1, the degree of freedom in designing the diesel engine 1 can be maintained.

【0060】排気流量コントローラ70では、記憶部7
2に記憶された第1のマップおよび第2のマップに基づ
いて、排気絞り弁61の開度を調節しているので、ディ
ーゼルエンジン1の運転状況に応じた排気絞り弁61の
開度調節を迅速にできる。
In the exhaust flow controller 70, the storage unit 7
Since the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is adjusted based on the first map and the second map stored in No. 2, the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is adjusted according to the operating condition of the diesel engine 1. Can be done quickly.

【0061】排気流量コントローラ70では、排気温度
が排気後処理装置62の活性温度範囲よりも高いとき
に、排気絞り弁61の開度を大きくして排気温度を下
げ、排気温度が活性温度範囲よりも低いときに、排気絞
り弁61の開度を小さくして排気温度を上昇させている
ので、排気温度を常に活性温度範囲内に収めることがで
きるから、排気後処理装置での排気ガスの浄化効率を良
好に維持できる。
In the exhaust gas flow controller 70, when the exhaust gas temperature is higher than the active temperature range of the exhaust post-treatment device 62, the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is increased to lower the exhaust gas temperature so that the exhaust gas temperature is lower than the active temperature range. When the exhaust gas is low, the exhaust throttle valve 61 is decreased in opening degree to raise the exhaust gas temperature, so that the exhaust gas temperature can always be kept within the active temperature range. Good efficiency can be maintained.

【0062】排気流量コントローラ70の記憶部72に
記憶された第2のマップにおいて、排気温度Tが所定温
度T1(活性温度範囲)を超えている場合、排気温度T
が高ければ高い程、示す排気絞り弁61の開度が大きく
なっているので、排気温度Tがかなり高いときには排気
温度Tを大きく低下させて、排気温度Tを迅速に活性温
度範囲まで低下させることができる。一方、排気温度T
が少し高いときには排気温度Tを小さく低下させて、排
気温度Tが過度に低下して活性温度範囲を下回ってしま
うことを防止できる。
In the second map stored in the storage section 72 of the exhaust flow controller 70, when the exhaust temperature T exceeds the predetermined temperature T1 (active temperature range), the exhaust temperature T
Is higher, the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is larger. Therefore, when the exhaust gas temperature T is considerably high, the exhaust gas temperature T is greatly reduced, and the exhaust gas temperature T is rapidly lowered to the active temperature range. You can On the other hand, exhaust temperature T
When is slightly higher, the exhaust temperature T can be reduced to a small extent to prevent the exhaust temperature T from excessively decreasing and falling below the active temperature range.

【0063】排気流量コントローラ70の記憶部72に
記憶された第2のマップにおいて、排気温度Tが所定温
度T2(活性温度範囲)に達していない場合、排気温度
Tが低ければ低い程、示す排気絞り弁61の開度が小さ
くなっているので、排気温度Tがかなり低いときには排
気温度Tを大きく上昇させて、排気温度Tを迅速に活性
温度範囲まで上昇させることができる。一方、排気温度
Tが少し低いときには排気温度Tを小さく上昇させて、
排気温度Tが過度に上昇して活性温度範囲を超えてしま
うことを防止できる。
In the second map stored in the storage unit 72 of the exhaust flow controller 70, when the exhaust temperature T does not reach the predetermined temperature T2 (active temperature range), the lower the exhaust temperature T is, the lower the exhaust gas shown is. Since the opening degree of the throttle valve 61 is small, the exhaust temperature T can be greatly increased when the exhaust temperature T is considerably low, and the exhaust temperature T can be quickly raised to the active temperature range. On the other hand, when the exhaust gas temperature T is a little low, the exhaust gas temperature T is slightly increased,
It is possible to prevent the exhaust temperature T from rising excessively and exceeding the active temperature range.

【0064】排気流量コントローラ70では、ディーゼ
ルエンジン1の運転状態が急加速状態にあるときに、排
気絞り弁61の開度を略全開としているので、吸気圧に
対する排気圧が小さくして、燃焼室11A内に吸気が入
りやすくさせ、これにより、ディーゼルエンジン1に多
量の吸気が供給できるようになる。このため、急加速に
必要なエンジン出力を確保することができ、排気ガス浄
化装置2をディーゼルエンジン1に設けても、当該ディ
ーゼルエンジン1の急加速性能を損なうことを回避でき
る。
In the exhaust flow controller 70, when the operating condition of the diesel engine 1 is in the rapid acceleration state, the opening degree of the exhaust throttle valve 61 is substantially fully opened. It is easy for intake air to enter the inside of 11A, so that a large amount of intake air can be supplied to the diesel engine 1. Therefore, the engine output required for the sudden acceleration can be secured, and even if the exhaust gas purification device 2 is provided in the diesel engine 1, it is possible to avoid impairing the rapid acceleration performance of the diesel engine 1.

【0065】ディーゼルエンジン1の吸排気のタイミン
グにおいて、図4に例示するようなタイミングで吸気弁
13および排気弁14を開閉しているので、クランクシ
ャフトアングルがまだ下死点に達しない間、つまり燃焼
室11A内の負圧が大きいときに、吸気弁13を閉じて
吸気側の抵抗を増やすとともに、カーブC2で示す排気
弁14のリフトを行って排気側の抵抗を減らすことがで
き、多量の排気還流を燃焼室11A内に供給できるよう
になる。これにより、燃焼室11Aへ還流可能な排気の
最大量を大きくすることができるから、排気絞り弁61
の開度調節によってコントロール可能な排気還流量の上
限値を大きくできる。
At the intake / exhaust timing of the diesel engine 1, the intake valve 13 and the exhaust valve 14 are opened and closed at the timings shown in FIG. 4, so that the crankshaft angle does not reach the bottom dead center, that is, When the negative pressure in the combustion chamber 11A is large, the intake valve 13 can be closed to increase the resistance on the intake side, and the exhaust valve 14 shown in the curve C2 can be lifted to reduce the resistance on the exhaust side. Exhaust gas recirculation can be supplied into the combustion chamber 11A. As a result, the maximum amount of exhaust gas that can be returned to the combustion chamber 11A can be increased, so the exhaust throttle valve 61
It is possible to increase the upper limit value of the exhaust gas recirculation amount that can be controlled by adjusting the opening degree.

【0066】[第2実施形態]図8には、本発明の第2
実施形態に係るシステムが示されている。本第2実施形
態は、前述の第1実施形態において、排気流量調節手段
として排気絞り弁61を採用して、この排気絞り弁61
により排気路30を流れる排気量を調節していたのを、
排気絞り弁61に代え、排気流量調節手段として可変タ
ーボ過給機64の排気タービン64Bを採用して、この
排気タービン64Bにより排気路30を流れる排気量を
調節するようにしたものである。
[Second Embodiment] FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention.
A system according to an embodiment is shown. In the second embodiment, the exhaust throttle valve 61 is adopted as the exhaust flow rate adjusting means in the first embodiment, and the exhaust throttle valve 61 is used.
The amount of exhaust flowing through the exhaust passage 30 was adjusted by
Instead of the exhaust throttle valve 61, an exhaust turbine 64B of a variable turbocharger 64 is adopted as an exhaust flow rate adjusting means, and the exhaust gas flowing through the exhaust passage 30 is adjusted by the exhaust turbine 64B.

【0067】すなわち、図8において、ディーゼルエン
ジン1には、前述の第1実施形態と異なって過給機41
の代わりに、可変ターボ過給機64が設けられている。
この可変ターボ過給機64は、吸気路20に配置された
コンプレッサ64A、および排気路30に配置された排
気タービン64Bを有している。この可変ターボ過給機
64では、排気を利用して排気タービン64Bを回転さ
せることで、コンプレッサ64Aが回転駆動して吸気を
圧縮し、これにより、ディーゼルエンジン1に対する過
給が行われる。
That is, in FIG. 8, the diesel engine 1 has a supercharger 41, which is different from the first embodiment.
Instead of the above, a variable turbocharger 64 is provided.
The variable turbocharger 64 has a compressor 64A arranged in the intake passage 20 and an exhaust turbine 64B arranged in the exhaust passage 30. In the variable turbocharger 64, the exhaust turbine 64B is rotated by utilizing the exhaust gas, whereby the compressor 64A is rotationally driven to compress the intake air, and thereby the diesel engine 1 is supercharged.

【0068】ここで、可変ターボ過給機64の排気ター
ビン64Bは、図示は省略するが、ノズル部に複数の可
動式のベーンを設置して、これらのベーンの傾きを変化
させることにより、ノズル面積、つまりタービン入口面
積を可変にしている。これらのベーンは、シリンダやモ
ータ等で構成されたアクチュエータ64Cによってその
傾きが変化され、このアクチュエータ64Cの動作は、
排気流量コントローラ70によって制御されている。
Here, although not shown, the exhaust turbine 64B of the variable turbocharger 64 is provided with a plurality of movable vanes in the nozzle portion, and the inclination of these vanes is changed to change the inclination of the nozzles. The area, that is, the turbine inlet area is variable. The tilt of these vanes is changed by an actuator 64C composed of a cylinder, a motor, etc., and the operation of the actuator 64C is
It is controlled by the exhaust flow controller 70.

【0069】このような構成を有する可変ターボ過給機
64では、ノズル面積を絞ると、排気の流速が高まって
排気タービン64Bの回転速度が高まり、過給圧が上昇
するから、内部EGRの際(カーブC2で示す排気弁1
4のリフトの際)における排気還流量が減ることとな
る。これよりさらにノズル面積を大きく絞って開度を小
さくすると、排気路30を流れる排気流量が絞られて排
気タービン64Bの回転速度が下がり、排気タービン6
4Bの上流側の排気圧が高くなるとともに、コンプレッ
サ64Aの下流側の吸気圧(給気圧)が低くなるから、
内部EGRの際における排気還流量が増えることとな
る。一方、ノズル面積の絞りを解除すると、コンプレッ
サ64Aの下流側の吸気圧(給気圧)が上昇するから、
内部EGRの際における排気還流量が減ることとなる。
In the variable turbocharger 64 having such a structure, when the nozzle area is narrowed, the flow velocity of exhaust gas increases, the rotation speed of the exhaust turbine 64B increases, and the supercharging pressure increases, so that when internal EGR is performed. (Exhaust valve 1 shown by curve C2
The exhaust gas recirculation amount in the case of the lift 4) is reduced. If the nozzle area is further narrowed and the opening is reduced further than this, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 30 is narrowed, and the rotation speed of the exhaust turbine 64B is reduced.
As the exhaust pressure on the upstream side of 4B increases and the intake pressure (supply pressure) on the downstream side of the compressor 64A decreases,
The exhaust gas recirculation amount at the time of internal EGR increases. On the other hand, when the throttle of the nozzle area is released, the intake pressure (supply pressure) on the downstream side of the compressor 64A increases,
The exhaust gas recirculation amount at the time of internal EGR is reduced.

【0070】従って、ディーゼルエンジン1の排気温度
を上昇させる際は、排気圧を上昇させるとともに排気還
流量を増大させればよいので、排気流量コントローラ7
0は、可変ターボ過給機64のアクチュエータ64Cに
対し、ベーンを作動させてタービン入口面積を大きく絞
る旨の操作信号を出力するようになっている。一方、デ
ィーゼルエンジン1の排気温度を低下させる際は、排気
圧を低下させるとともに排気還流量を減少させればよい
ので、排気流量コントローラ70は、可変ターボ過給機
64のアクチュエータ64Cに対し、ベーンを作動させ
てタービン入口面積を少し絞る旨または略全開とする旨
の操作信号を出力するようになっている。
Therefore, when the exhaust temperature of the diesel engine 1 is raised, it is sufficient to raise the exhaust pressure and increase the exhaust gas recirculation amount.
0 outputs an operation signal to the actuator 64C of the variable turbocharger 64 to operate the vane to greatly reduce the turbine inlet area. On the other hand, when lowering the exhaust temperature of the diesel engine 1, it is sufficient to lower the exhaust pressure and reduce the exhaust gas recirculation amount. Therefore, the exhaust flow controller 70 causes the vane 64 to the actuator 64C of the variable turbocharger 64. Is operated to output an operation signal indicating that the turbine inlet area is slightly reduced or that the turbine inlet area is substantially fully opened.

【0071】なお、本第2実施形態の排気流量コントロ
ーラ70は、前述の第1実施形態の排気流量コントロー
ラ70において、記憶部72で記憶された第1のマップ
および第2のマップが排気絞り弁61の開度を示すとと
もに、排気流量制御部71Cが排気絞り弁61のアクチ
ュエータ61Aに操作信号を出力していたのを、第1の
マップおよび第2のマップが可変ターボ過給機64のタ
ービン入口面積の開度を示すようにするとともに、排気
流量制御部71Cが可変ターボ過給機64のアクチュエ
ータ64Cに操作信号を出力するようにしたものであ
り、他の構成は前記第1実施形態の排気流量コントロー
ラ70と同一なのでその説明を省略する。
In the exhaust flow rate controller 70 of the second embodiment, in the exhaust flow rate controller 70 of the first embodiment described above, the first map and the second map stored in the storage unit 72 are the exhaust throttle valve. The first map and the second map indicate that the exhaust flow rate control unit 71C outputs an operation signal to the actuator 61A of the exhaust throttle valve 61 while indicating the opening degree of the turbine of the variable turbocharger 64. In addition to indicating the opening of the inlet area, the exhaust flow rate control unit 71C outputs an operation signal to the actuator 64C of the variable turbocharger 64. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Since it is the same as the exhaust flow rate controller 70, its explanation is omitted.

【0072】このような本第2実施形態によれば、前述
の第1実施形態の効果に加えて、以下のような効果があ
る。すなわち、排気流量調節手段として、可変ターボ過
給機64の排気タービン64Bを採用しているので、排
気タービン64Bの入口面積を適宜調節することによ
り、可変ターボ過給機64を通る排気流量が調節されて
排気タービン64Bの回転速度をコントロールすること
が可能となる。そして、排気タービン64Bの入口面積
を調節することで排気圧を調節でき、排気タービン64
Bの回転速度を調節することでコンプレッサ64Aの吸
気圧(給気圧)を調節できるようになるから、吸気圧と
排気圧とのバランスの調節が容易かつ確実に行える。こ
のため、燃焼室11A内への排気還流量をより確実に制
御することができ、これにより、排気温度の調節もより
確実に行えるようになる。
According to the second embodiment as described above, the following effects are obtained in addition to the effects of the first embodiment described above. That is, since the exhaust turbine 64B of the variable turbocharger 64 is adopted as the exhaust flow rate adjusting means, the exhaust flow rate through the variable turbocharger 64 is adjusted by appropriately adjusting the inlet area of the exhaust turbine 64B. As a result, the rotation speed of the exhaust turbine 64B can be controlled. Then, the exhaust pressure can be adjusted by adjusting the inlet area of the exhaust turbine 64B.
Since the intake pressure (supply pressure) of the compressor 64A can be adjusted by adjusting the rotation speed of B, the balance between the intake pressure and the exhaust pressure can be adjusted easily and reliably. Therefore, the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 11A can be controlled more reliably, and thereby the exhaust gas temperature can be adjusted more reliably.

【0073】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変
形、改良は、本発明に含まれるものである。たとえば、
温度検出手段としては、排気後処理装置の入口付近の排
気温度を検出する温度検出手段に限らず、排気路のより
上流側の排気温度を検出する温度検出手段であってもよ
い。ただし、このような場合、温度検出手段の設置位置
と、排気後処理装置の設置位置間の排気路が長いと、温
度検出手段で検出した排気温度と排気後処理装置の温度
との間に差が生じるので、できるだけ排気後処理装置の
近傍に温度検出手段を配置した方がよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and modifications and improvements within a range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention. For example,
The temperature detecting means is not limited to the temperature detecting means for detecting the exhaust temperature near the inlet of the exhaust aftertreatment device, but may be the temperature detecting means for detecting the exhaust temperature on the upstream side of the exhaust passage. However, in such a case, if the exhaust path between the installation position of the temperature detection means and the installation position of the exhaust aftertreatment device is long, there will be a difference between the exhaust temperature detected by the temperature detection means and the temperature of the exhaust aftertreatment device. Therefore, it is preferable to dispose the temperature detecting means as close to the exhaust aftertreatment device as possible.

【0074】排気ガス浄化装置としては、排気後処理装
置を有しないものであってもよく、このような場合、記
憶手段で記憶されるマップは、内燃機関の回転速度およ
び前記内燃機関の負荷に対し、最適な排気還流量が得ら
れる前記排気流量調節手段の開度を示すマップのみとな
る。
The exhaust gas purifying device may not have an exhaust after-treatment device. In such a case, the map stored in the storage means indicates the rotational speed of the internal combustion engine and the load of the internal combustion engine. On the other hand, only the map showing the opening degree of the exhaust gas flow rate adjusting means for obtaining the optimum exhaust gas recirculation amount is provided.

【0075】内燃機関としては、自然着火式のディーゼ
ルエンジンに限らず、火花点火式のガソリンエンジンで
あってもよく、また、無過給のエンジンであってもよ
い。
The internal combustion engine is not limited to the spontaneous ignition diesel engine, but may be a spark ignition gasoline engine or a non-supercharged engine.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るディーゼルエンジ
ンおよび排気ガス浄化装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine and an exhaust gas purification device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記第1実施形態におけるディーゼルエンジン
の吸排気タイミングを例示するグラフである。
FIG. 2 is a graph illustrating an intake / exhaust timing of the diesel engine in the first embodiment.

【図3】前記第1実施形態におけるディーゼルエンジン
の他の吸排気タイミングを例示するグラフである。
FIG. 3 is a graph illustrating another intake / exhaust timing of the diesel engine in the first embodiment.

【図4】前記第1実施形態におけるディーゼルエンジン
のさらに他の吸排気タイミングを例示するグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph illustrating still another intake / exhaust timing of the diesel engine in the first embodiment.

【図5】前記第1実施形態における排気後処理装置を示
す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an exhaust aftertreatment device in the first embodiment.

【図6】前記第1実施形態における排気流量コントロー
ラを示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an exhaust flow controller in the first embodiment.

【図7】前記第1実施形態における動作を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation in the first embodiment.

【図8】本発明の第2実施形態に係るディーゼルエンジ
ンおよび排気ガス浄化装置を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine and an exhaust gas purification device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関であるディーゼルエンジン、2…排気ガス
浄化装置、11A…燃焼室、13…吸気弁、14…排気
路開閉手段である排気弁、20…吸気路、30…排気
路、61…排気流量調節弁である排気絞り弁、62…排
気後処理装置、63…温度検出手段である温度センサ、
64B…タービンである排気タービン、71…制御手段
である演算処理部、72…記憶手段である記憶部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine which is an internal combustion engine, 2 ... Exhaust gas purification device, 11A ... Combustion chamber, 13 ... Intake valve, 14 ... Exhaust valve which is exhaust passage opening / closing means, 20 ... Intake passage, 30 ... Exhaust passage, 61 ... Exhaust Exhaust throttle valve that is a flow rate control valve, 62 ... Exhaust aftertreatment device, 63 ... Temperature sensor that is temperature detection means,
64B ... Exhaust turbine which is a turbine, 71 ... Arithmetic processing section which is control means, 72 ... Storage section which is storage means.

───────────────────────────────────────────────────── 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) F01N 3/02 F01N 3/02 321D 3/08 3/08 A 3/24 3/24 B E 3/28 301 3/28 301A 301C F02D 9/04 F02D 9/04 E G 13/02 13/02 K 23/00 23/00 J K P 43/00 301 43/00 301N 301R 301W 301Z Fターム(参考) 3G065 AA01 AA03 AA04 AA09 CA12 DA02 DA05 EA04 FA12 GA08 GA10 GA18 KA02 3G084 AA01 BA08 BA19 BA23 BA24 DA04 DA10 FA13 FA27 FA33 3G090 AA03 BA01 DA09 DA12 DA18 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB03 AB06 AB09 AB13 BA04 BA14 CB07 EA01 EA08 EA17 FA17 FA18 FB01 GA06 GB13X GB17X HA14 HA21 HB05 HB06 3G092 AA02 AA11 AA17 AA18 AB03 DA02 DA03 DA12 DB03 DC12 DC15 DF02 DF06 DG07 EA14 EA22 EA25 FA17 FA21 GA08 GA12 HA13X HA15X HB01Z HD01X HD01Z HE01Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/02 F01N 3/02 321D 3/08 3/08 A 3/24 3/24 BE 3/28 301 3/28 301A 301C F02D 9/04 F02D 9/04 EG 13/02 13/02 K 23/00 23/00 J K P 43/00 301 43/00 301N 301R 301W 301Z F Term (reference) 3G065 AA01 AA03 AA04 AA09 CA12 DA02 DA05 EA04 FA12 GA08 GA10 GA18 KA02 3G084 AA01 BA08 BA19 BA23 BA24 DA04 DA10 FA13 FA27 FA33 3G090 AA03 BA01 DA09 DA12 DA18 3G091 AA10 AA11 AA17 FA17 FA17 FA17 FA17 FA17 FA17 FB17 BA17 BA01 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 BA14 HA14 HA21 HB05 HB06 3G092 AA02 AA11 AA17 AA18 AB03 DA02 DA03 DA12 DB03 DC12 DC15 DF02 DF06 DG07 EA14 EA22 EA25 FA17 FA21 GA08 GA12 HA13X HA15X HB01Z HD01X HD01Z HE01Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関(1)の排気ガス浄化装置
(2)において、 前記内燃機関(1)の燃焼室(11A)には、当該燃焼
室(11A)に吸気を供給する吸気路(20)、および
当該燃焼室(11A)からの排気を排出する排気路(3
0)が接続され、 前記燃焼室(11A)内と前記排気路(30)とを連通
・遮断可能な排気路開閉手段(14)と、 前記排気路開閉手段(14)よりも前記排気路(30)
の下流側に配置され、かつ開度を変更することにより当
該排気路(30)を流れる排気量を調節可能な排気流量
調節手段(61,64B)とを備え、 前記燃焼室(11A)内に吸気を行う吸気行程中に、前
記排気路開閉手段(14)により前記燃焼室(11A)
内と前記排気路(30)とを連通させることを特徴とす
る内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)。
1. An exhaust gas purification apparatus (2) for an internal combustion engine (1), wherein an intake passage (20) for supplying intake air to the combustion chamber (11A) of the internal combustion engine (1). ), And an exhaust path (3) for exhausting exhaust gas from the combustion chamber (11A).
0) are connected to each other, and an exhaust passage opening / closing means (14) capable of connecting and disconnecting the inside of the combustion chamber (11A) and the exhaust passage (30), and the exhaust passage (rather than the exhaust passage opening / closing means (14). 30)
An exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) which is arranged on the downstream side of the exhaust gas and is capable of adjusting the amount of exhaust flowing through the exhaust passage (30) by changing the opening, and the inside of the combustion chamber (11A). During the intake stroke for intake, the combustion chamber (11A) is opened by the exhaust passage opening / closing means (14).
An exhaust gas purifying device (2) for an internal combustion engine (1), characterized in that the inside and the exhaust passage (30) are communicated with each other.
【請求項2】 請求項1に記載の内燃機関(1)の排気
ガス浄化装置(2)において、 前記排気路(30)の途中には、流入する排気ガスを浄
化する排気後処理装置(62)が設置されていることを
特徴とする内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)。
2. The exhaust gas purifying device (2) for an internal combustion engine (1) according to claim 1, wherein an exhaust aftertreatment device (62) for purifying inflowing exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage (30). ) Is installed, the exhaust gas purifying device (2) of the internal combustion engine (1).
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の内燃機
関(1)の排気ガス浄化装置(2)において、 前記排気流量調節手段(61,64B)は、弁の開度を
変更することにより排気路(30)を流れる排気量を調
節可能な排気流量調節弁(61)であることを特徴とす
る内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)。
3. The exhaust gas purifying apparatus (2) for an internal combustion engine (1) according to claim 1 or 2, wherein the exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) changes a valve opening degree. An exhaust gas purification device (2) for an internal combustion engine (1), which is an exhaust flow rate control valve (61) capable of adjusting the amount of exhaust flowing through the exhaust passage (30).
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)において、 前記排気流量調節手段(61,64B)は、排気でター
ビン(64B)を回転させることで駆動力を得て前記内
燃機関(1)に対する過給を行い、かつ前記タービン
(64B)の入口面積が変更可能な可変ターボ過給機
(64)の前記タービン(64B)であることを特徴と
する内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)。
4. The exhaust gas purification apparatus (2) for an internal combustion engine (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) is an exhaust turbine (64B). ) To obtain a driving force to supercharge the internal combustion engine (1) and the inlet area of the turbine (64B) is variable, the turbine (64B) of the variable turbocharger (64) An exhaust gas purification device (2) for an internal combustion engine (1), characterized in that
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)において、 前記内燃機関(1)の回転速度を検出する回転速度検出
手段と、 前記内燃機関(1)の負荷を検出する負荷検出手段と、 前記内燃機関(1)の回転速度および前記内燃機関
(1)の負荷に対し、最適な排気還流量および最適な排
気温度のうちの少なくとも一方が得られる前記排気流量
調節手段(61,64B)の開度を示すマップが記憶さ
れた記憶手段(72)と、 前記記憶手段(72)に記憶された前記マップに基づ
き、前記内燃機関(1)の運転状態に応じて、前記排気
路(30)の排気流量を調節する制御手段(71)とを
備えていることを特徴とする内燃機関(1)の排気ガス
浄化装置(2)。
5. An exhaust gas purifying device (2) for an internal combustion engine (1) according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a rotational speed detecting means for detecting a rotational speed of the internal combustion engine (1). A load detecting means for detecting a load of the internal combustion engine (1), and an optimum exhaust gas recirculation amount and an optimum exhaust temperature for the rotational speed of the internal combustion engine (1) and the load of the internal combustion engine (1). Based on the map stored in the storage means (72), which stores a map indicating the opening degree of the exhaust gas flow rate control means (61, 64B) for which at least one of An exhaust gas purifying apparatus (2) for an internal combustion engine (1), comprising: a control means (71) for adjusting an exhaust flow rate of the exhaust passage (30) according to an operating state of the engine (1). ).
【請求項6】 請求項2〜請求項5のいずれかに記載の
内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)において、 前記排気後処理装置(62)の温度および排気温度のう
ちの少なくとも一方を検出する温度検出手段(63)
と、 前記排気流量調節手段(61,64B)の動作を制御す
る制御手段(71)とを備え、 前記制御手段(71)は、前記温度検出手段(63)で
検出した温度が所定温度を超えている場合、前記排気流
量調節手段(61,64B)の開度を大きくし、前記温
度検出手段(63)で検出した温度が前記所定温度に達
していない場合、前記排気流量調節手段(61,64
B)の開度を小さくすることを特徴とする内燃機関
(1)の排気ガス浄化装置(2)。
6. The exhaust gas purification device (2) for an internal combustion engine (1) according to any one of claims 2 to 5, wherein at least the temperature of the exhaust aftertreatment device (62) and the exhaust temperature are included. Temperature detecting means (63) for detecting one
And a control means (71) for controlling the operation of the exhaust flow rate adjusting means (61, 64B), wherein the control means (71) has a temperature detected by the temperature detecting means (63) exceeding a predetermined temperature. If the temperature detected by the temperature detecting means (63) does not reach the predetermined temperature, the exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) is opened. 64
An exhaust gas purification device (2) for an internal combustion engine (1), characterized in that the opening of B) is reduced.
【請求項7】 請求項6に記載の内燃機関(1)の排気
ガス浄化装置(2)において、 前記制御手段(71)は、前記温度検出手段(63)で
検出した温度が所定温度を超えている場合、前記温度検
出手段(63)で検出した温度が高ければ高い程、前記
排気流量調節手段(61,64B)の開度を大きくし、
前記温度検出手段(63)で検出した温度が前記所定温
度に達していない場合、前記温度検出手段(63)で検
出した温度が低ければ低い程、前記排気流量調節手段
(61,64B)の開度を小さくすることを特徴とする
内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)。
7. The exhaust gas purification apparatus (2) for an internal combustion engine (1) according to claim 6, wherein the control means (71) has a temperature detected by the temperature detection means (63) exceeding a predetermined temperature. If the temperature detected by the temperature detecting means (63) is higher, the opening degree of the exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) is increased,
When the temperature detected by the temperature detecting means (63) does not reach the predetermined temperature, the lower the temperature detected by the temperature detecting means (63) is, the more the exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) is opened. An exhaust gas purification device (2) for an internal combustion engine (1), characterized in that the degree is reduced.
【請求項8】 請求項1〜請求項7のいずれかに記載の
内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)において、 前記内燃機関(1)の運転状態が急加速状態の場合、前
記排気流量調節手段(61,64B)の開度を略全開と
することを特徴とする内燃機関(1)の排気ガス浄化装
置(2)。
8. An exhaust gas purification apparatus (2) for an internal combustion engine (1) according to any one of claims 1 to 7, wherein when the operating state of the internal combustion engine (1) is a rapid acceleration state, An exhaust gas purifying device (2) for an internal combustion engine (1), characterized in that an opening of an exhaust flow rate adjusting means (61, 64B) is substantially fully opened.
【請求項9】 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の
内燃機関(1)の排気ガス浄化装置(2)において、 前記内燃機関(1)は、前記燃焼室(11A)と前記吸
気路(20)との間を連通・遮断可能な吸気弁(13)
と、 前記燃焼室(11A)内の燃料の燃焼・爆発により回転
駆動されるクランクシャフトとを備え、 前記吸気弁(13)は、前記吸気行程において前記燃焼
室(11A)と前記吸気路(20)とを連通し、 前記吸気行程の終了時期におけるクランクアングルは、
クランクアングルの上死点後150°以上180°以下
に設定され、 前記排気路開閉手段(14)は、前記吸気行程の後半か
ら前記吸気行程の略終了直後までの期間中のいずれかの
時期に、前記燃焼室(11A)内と前記排気路(30)
とを連通することを特徴とする内燃機関(1)の排気ガ
ス浄化装置(2)。
9. The exhaust gas purification apparatus (2) for an internal combustion engine (1) according to any one of claims 1 to 8, wherein the internal combustion engine (1) includes the combustion chamber (11A) and the intake air. Intake valve (13) that can connect and disconnect with the passage (20)
And a crankshaft rotatably driven by combustion / explosion of fuel in the combustion chamber (11A), the intake valve (13) includes the combustion chamber (11A) and the intake passage (20) in the intake stroke. ) And the crank angle at the end of the intake stroke is
The crank angle is set to 150 ° or more and 180 ° or less after the top dead center, and the exhaust passage opening / closing means (14) sets the exhaust passage opening / closing means (14) at any time during the period from the latter half of the intake stroke to immediately after the end of the intake stroke. , Inside the combustion chamber (11A) and the exhaust passage (30)
An exhaust gas purification device (2) for an internal combustion engine (1), characterized in that
JP2001292413A 2001-09-25 2001-09-25 Exhaust gas purifier of internal combustion engine Withdrawn JP2003097252A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001292413A JP2003097252A (en) 2001-09-25 2001-09-25 Exhaust gas purifier of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001292413A JP2003097252A (en) 2001-09-25 2001-09-25 Exhaust gas purifier of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003097252A true JP2003097252A (en) 2003-04-03

Family

ID=19114381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001292413A Withdrawn JP2003097252A (en) 2001-09-25 2001-09-25 Exhaust gas purifier of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003097252A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157156A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Engine with internal egr system
WO2009063831A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine controller
JP4783827B2 (en) * 2006-02-13 2011-09-28 耕一 畑村 4-cycle engine
CN115235963A (en) * 2022-05-25 2022-10-25 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Self-correcting linear air suction type smoke detector

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4783827B2 (en) * 2006-02-13 2011-09-28 耕一 畑村 4-cycle engine
JP2008157156A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Engine with internal egr system
JP4691012B2 (en) * 2006-12-25 2011-06-01 三菱重工業株式会社 Engine with internal EGR system
US8166757B2 (en) 2006-12-25 2012-05-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Engine with internal EGR system
WO2009063831A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine controller
US8220263B2 (en) 2007-11-13 2012-07-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
CN115235963A (en) * 2022-05-25 2022-10-25 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Self-correcting linear air suction type smoke detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1945932B1 (en) An exhaust gas recirculation system
US8667952B2 (en) Method and device for controlling diesel engine with forced induction system
US9334784B2 (en) Control device of diesel engine
US8919107B2 (en) Control device of diesel engine with turbocharger
US20140158100A1 (en) Six-Stroke Engine Exhaust Gas Recirculation System and Method
JP5459106B2 (en) Automotive diesel engine
JP5130933B2 (en) Engine supercharger
JP4423731B2 (en) Engine exhaust purification system
US8978603B2 (en) Six-stroke internal combustion engine valve activation system and method for operating such engine
JP2001263048A (en) Exhaust emission control device for engine
JP4596726B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5741345B2 (en) Engine control device
JP5050903B2 (en) Engine supercharger
JP5429404B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2003097252A (en) Exhaust gas purifier of internal combustion engine
JP5692235B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2003106137A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP6406333B2 (en) Control device and control method for supercharged engine
JP2011220260A (en) Engine control device
JP5381867B2 (en) Automatic stop device for diesel engine
JP5429408B2 (en) Control device for compression ignition type internal combustion engine and method for determining smoke generation state in compression ignition type internal combustion engine
JPH1162602A (en) Control device for variable displacement turbocharger
JP5544758B2 (en) Diesel engine control system
JP6406334B2 (en) Control device and control method for supercharged engine
JP4421360B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070705

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070820

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20081202