JP2003201836A - Fuel supply device for catalyst for exhaust gas - Google Patents

Fuel supply device for catalyst for exhaust gas

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JP2003201836A JP2001399049A JP2001399049A JP2003201836A JP 2003201836 A JP2003201836 A JP 2003201836A JP 2001399049 A JP2001399049 A JP 2001399049A JP 2001399049 A JP2001399049 A JP 2001399049A JP 2003201836 A JP2003201836 A JP 2003201836A
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exhaust
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重樹 大道
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Toyota Motor Corp
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    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device for a catalyst for exhaust gas which suppresses the production of deposit around the jet hole of an injection nozzle. <P>SOLUTION: The invention includes an electronic control device 25 which injects the fuel into an exhaust port 6d from the injection nozzle 5 in order to secure the exhaust gas purifying action of the catalyst 12 in the operating region in which the catalyst 12 is below its activating temperature. On the other hand, in the operating region in which the catalyst 12 temperature is over the activation level, the control device 25 executes the injection of the fuel appropriately. With this injection of fuel, the tip temperature of the injection nozzle 5 lowers, and production of deposit is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、内燃機関の排気
系に燃料を供給する排気用触媒の燃料供給装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust catalyst fuel supply device for supplying fuel to an exhaust system of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、排気に含まれるNOxを減少
させるため、内燃機関では排気再循環装置(以下、EG
R装置という)を設置するといった対策がなされてい
る。このような対策により、NOxの発生を減少させる
ことは可能となっているがその発生を無くすまでには至
っておらず、依然として排気中にはNOxが含まれてい
る。そこで、近年、排気中のNOxを還元するNOx還
元触媒が開発され、上記対策と併用することにより、大
気中に放出されるNOxの量を更に低減させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to reduce NOx contained in exhaust gas, an internal combustion engine uses an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as EG).
R device) is installed. Although it has been possible to reduce the generation of NOx by such measures, it has not yet been eliminated, and exhaust gas still contains NOx. Therefore, in recent years, a NOx reduction catalyst that reduces NOx in the exhaust gas has been developed, and by using it together with the above measures, the amount of NOx released into the atmosphere is further reduced.

【0003】このNOx還元触媒を備える内燃機関で
は、同NOx還元触媒のNOx浄化率を向上させるため
に、例えば、特開2001−280125号公報に記載
されるように、シリンダヘッドに設けられた噴射ノズル
から排気ポートに向けて燃料を噴射し、これをNOx還
元触媒に供給するようにしている。
In an internal combustion engine equipped with this NOx reduction catalyst, in order to improve the NOx purification rate of the NOx reduction catalyst, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-280125, the injection provided in the cylinder head is performed. Fuel is injected from the nozzle toward the exhaust port and supplied to the NOx reduction catalyst.

【0004】また、排気には燃料の不完全燃焼等により
生じたすすが含まれており、同排気が触媒を通過する際
にこうしたすすの一部は触媒に付着するようになる。こ
のすすが触媒に過度に堆積すると、排気系の圧力損失が
増大してEGR率が上昇し、排気エミッションが悪化し
てしまう。また、過度に堆積したすすが自己発火する場
合にはその燃焼温度が非常に高くなるため、触媒床を損
傷してしまうといった不具合が生じる場合もある。ただ
し、排気温度が高い場合には、このすすが自己発火して
燃焼するため、触媒におけるすすの堆積は抑制される。
一方、排気温度が低い場合には、すすが自己発火せずそ
の燃焼が促進されないため、触媒におけるすすの堆積は
増大するようになる。そこで、排気温度が低くなる運転
状態では排気系に燃料を供給し、この燃料を触媒で燃焼
させることにより同触媒の温度を上昇させ、この触媒に
付着するすすの自己発火を促進させるといった処理も行
われている。
Further, the exhaust contains soot produced by incomplete combustion of fuel, etc., and when the exhaust passes through the catalyst, a part of such soot adheres to the catalyst. If this soot is excessively deposited on the catalyst, the pressure loss of the exhaust system increases, the EGR rate rises, and the exhaust emission deteriorates. Further, when the excessively accumulated soot self-ignites, its combustion temperature becomes extremely high, which may cause a problem that the catalyst bed is damaged. However, when the exhaust temperature is high, this soot self-ignites and burns, so that the accumulation of soot on the catalyst is suppressed.
On the other hand, when the exhaust temperature is low, the soot does not self-ignite and its combustion is not promoted, so that the accumulation of soot on the catalyst increases. Therefore, in an operating state in which the exhaust temperature becomes low, fuel is supplied to the exhaust system, and the temperature of the catalyst is raised by burning this fuel with a catalyst, thereby promoting the self-ignition of soot adhering to the catalyst. Has been done.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように内燃機関の
排気系に燃料を供給する噴射ノズルを設けることによ
り、NOx浄化率を向上させたり、触媒に付着するすす
の除去を行うことができる。しかしながら、この噴射ノ
ズルの先端は排気通路内に露出するために、以下のよう
な問題も無視できないものとなっている。
By thus providing the injection nozzle for supplying fuel to the exhaust system of the internal combustion engine, the NOx purification rate can be improved and the soot adhering to the catalyst can be removed. However, since the tip of this injection nozzle is exposed in the exhaust passage, the following problems cannot be ignored.

【0006】噴射ノズルから燃料を噴射した後には、同
ノズルの先端に後だれが残る。また、噴射ノズルの先端
が排気通路内に露出しているため、同ノズルの先端には
排気中のすすが付着する。これら後だれやすすに含まれ
る液状HCは、排気温度が上昇すると変質して固化し、
いわゆるデポジットとなって噴射ノズルの先端にある噴
射孔の開口面積を小さくしてしまう。このように噴射孔
の開口面積が小さくなると十分な量の燃料を供給できな
いばかりではなく、燃料の供給そのものが不可能になる
おそれがある。
After injecting the fuel from the injection nozzle, a lag is left at the tip of the nozzle. Further, since the tip of the injection nozzle is exposed in the exhaust passage, soot in the exhaust adheres to the tip of the nozzle. The liquid HC contained in these drip and soot deteriorates and solidifies when the exhaust temperature rises,
This becomes a so-called deposit, which reduces the opening area of the injection hole at the tip of the injection nozzle. If the opening area of the injection hole becomes small as described above, not only a sufficient amount of fuel cannot be supplied, but also the fuel itself cannot be supplied.

【0007】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、噴射ノズルの噴射孔付近に
おけるデポジットの生成を抑制することのできる排気用
触媒の燃料供給装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fuel supply device for an exhaust catalyst capable of suppressing the generation of deposits in the vicinity of the injection hole of an injection nozzle. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項1に記載の発明は、内燃機関の排気系に設けられて触
媒に燃料を噴射供給する噴射ノズルを備え、前記触媒が
活性化する活性化温度領域にあるときに前記噴射ノズル
による燃料の噴射供給を実行する排気用触媒の燃料供給
装置において、前記触媒が前記活性化温度領域よりも高
い高温領域にあるときに、前記噴射ノズルによる前記燃
料の噴射供給を実行する噴射制御手段を備えることをそ
の要旨とする。
[Means for Solving the Problems] Means for attaining the above-mentioned objects and their effects will be described below. The invention according to claim 1 is provided with an injection nozzle that is provided in an exhaust system of an internal combustion engine and injects fuel to a catalyst, and when the catalyst is in an activation temperature region where the catalyst is activated, A fuel supply device for an exhaust catalyst that performs injection supply, comprising injection control means that performs injection supply of the fuel by the injection nozzle when the catalyst is in a high temperature region higher than the activation temperature region. Is the gist.

【0009】同構成によれば、触媒が活性化する活性化
温度領域にあるときに噴射ノズルから触媒に対して燃料
が噴射供給される。この燃料の供給によって触媒の排気
浄化作用が好適に奏せられるようになる。一方、触媒が
こうした活性化温度領域よりも高い高温領域にあるとき
にも、こうした燃料の噴射供給が行われる。そしてこの
場合には、燃料の気化に伴って噴射ノズルから気化熱が
奪われるため、同噴射ノズルの先端温度(噴孔近傍の温
度)が低下するようになる。また、燃料は噴射されるこ
とによって霧状になり、この霧状になった燃料が気化す
ることで、噴射ノズル先端付近の雰囲気温度を低下させ
る。加えて、気化した燃料は噴射ノズル先端付近におい
て断熱層を形成し、同ノズル先端が高温の排気に直接曝
されることを抑制する。このように、触媒の活性化温度
領域よりも高い温度領域においても敢えて燃料の噴射供
給を行うことにより、噴射ノズルの先端温度を低くする
ことができ、燃料の後だれやすすが変質、固化するのを
抑えて噴射孔付近におけるデポジットの生成を抑制する
ことができるようになる。また、噴射供給される燃料
は、噴射孔付近に付着する前記後だれやすすを溶解する
ため、これによっても噴射孔付近におけるデポジットの
生成を抑制することができるようになる。
According to this structure, the fuel is injected and supplied from the injection nozzle to the catalyst when it is in the activation temperature range where the catalyst is activated. By supplying this fuel, the exhaust gas purifying action of the catalyst can be suitably exerted. On the other hand, even when the catalyst is in a high temperature region that is higher than the activation temperature region, such fuel injection supply is performed. In this case, heat of vaporization is taken from the injection nozzle as the fuel vaporizes, so that the tip temperature of the injection nozzle (temperature near the injection hole) decreases. Further, the fuel is atomized by being injected, and the atomized fuel is vaporized to lower the ambient temperature near the tip of the injection nozzle. In addition, the vaporized fuel forms a heat insulating layer in the vicinity of the tip of the injection nozzle to suppress direct exposure of the nozzle tip to high temperature exhaust gas. Thus, by intentionally injecting and supplying the fuel even in the temperature range higher than the activation temperature range of the catalyst, the tip temperature of the injection nozzle can be lowered, and the soot after the fuel deteriorates and solidifies. It becomes possible to suppress the generation of deposits and suppress the generation of deposits near the injection holes. Further, the fuel supplied by injection melts the rear dribble soot adhering to the vicinity of the injection hole, so that it is possible to suppress the generation of deposits near the injection hole.

【0010】請求項2に記載の発明は、内燃機関の排気
系に設けられて触媒に燃料を噴射供給する噴射ノズルを
備え、前記触媒の温度が同触媒に付着するすすの自己発
火温度よりも低い低温領域にあるときに前記噴射ノズル
による燃料の噴射供給を実行する排気用触媒の燃料供給
装置において、前記触媒が前記低温領域よりも高い高温
領域にあるときに、前記噴射ノズルによる前記燃料の噴
射供給を実行する噴射制御手段を備えることをその要旨
とする。
According to a second aspect of the present invention, an injection nozzle provided in the exhaust system of the internal combustion engine for injecting fuel to the catalyst is provided, and the temperature of the catalyst is higher than the self-ignition temperature of soot adhering to the catalyst. In a fuel supply device for an exhaust catalyst that executes fuel injection supply by the injection nozzle when in a low low temperature region, when the catalyst is in a high temperature region that is higher than the low temperature region, The gist of the invention is to include an injection control unit that executes injection supply.

【0011】同構成によれば、触媒の温度が同触媒に付
着するすすの自己発火温度よりも低い低温領域にあると
きに噴射ノズルから触媒に対して燃料が噴射供給され
る。この燃料の供給によって触媒に付着するすすの自己
発火が好適に奏せられるようになる。一方、触媒がこう
した低温領域よりも高い高温領域にあるときにも、こう
した燃料の噴射供給が行われる。そしてこの場合には、
燃料の気化に伴って噴射ノズルから気化熱が奪われるた
め、同噴射ノズルの先端温度(噴孔近傍の温度)が低下
するようになる。また、燃料は噴射されることによって
霧状になり、この霧状になった燃料が気化することで、
噴射ノズル先端付近の雰囲気温度を低下させる。加え
て、気化した燃料は噴射ノズル先端付近において断熱層
を形成し、同ノズル先端が高温の排気に直接曝されるこ
とを抑制する。このように、前記低温領域よりも高い温
度領域においても敢えて燃料の噴射供給を行うことによ
り、噴射ノズルの先端温度を低くすることができ、燃料
の後だれやすすが変質、固化するのを抑えて噴射孔付近
におけるデポジットの生成を抑制することができるよう
になる。また、噴射供給される燃料は、噴射孔付近に付
着する前記後だれやすすを溶解するため、これによって
も噴射孔付近におけるデポジットの生成を抑制すること
ができるようになる。
According to this structure, fuel is injected and supplied from the injection nozzle to the catalyst when the temperature of the catalyst is in a low temperature range lower than the self-ignition temperature of the soot adhering to the catalyst. By the supply of this fuel, the self-ignition of soot adhering to the catalyst can be properly performed. On the other hand, even when the catalyst is in the high temperature region higher than the low temperature region, such fuel injection supply is performed. And in this case,
Since the heat of vaporization is taken from the injection nozzle as the fuel vaporizes, the temperature at the tip of the injection nozzle (the temperature near the injection hole) decreases. Also, the fuel is atomized by being injected, and the atomized fuel is vaporized,
The ambient temperature near the tip of the injection nozzle is lowered. In addition, the vaporized fuel forms a heat insulating layer in the vicinity of the tip of the injection nozzle to suppress direct exposure of the nozzle tip to high temperature exhaust gas. As described above, by intentionally injecting and supplying the fuel even in the temperature region higher than the low temperature region, the tip temperature of the injection nozzle can be lowered, and the deterioration and solidification of the soot after the fuel can be suppressed. As a result, it becomes possible to suppress the generation of deposits near the injection holes. Further, the fuel supplied by injection melts the rear dribble soot adhering to the vicinity of the injection hole, so that it is possible to suppress the generation of deposits near the injection hole.

【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の排気用触媒の燃料供給装置において、前記噴
射制御手段は、機関運転状態に基づいて前記触媒が前記
高温領域にあることを判断することをその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the fuel supply device for the exhaust catalyst according to the first or second aspect, the injection control means is such that the catalyst is in the high temperature region based on an engine operating state. It is the gist to judge.

【0013】同構成によれば、触媒が上記高温領域にあ
ることが機関運転状態に基づいて的確に判断されるた
め、同領域にあるときには、燃料の噴射供給態様の設定
に際して触媒の排気浄化作用或いはすすの除去よりも噴
射ノズルにおけるデポジットの生成抑制を優先すること
ができるようになり、同生成を一層好適に抑制すること
ができるようになる。
According to this construction, it can be accurately judged that the catalyst is in the high temperature range based on the engine operating state. Therefore, when the catalyst is in the high range, the exhaust gas purification action of the catalyst when setting the fuel injection supply mode is performed. Alternatively, it becomes possible to prioritize the suppression of deposit generation in the injection nozzle over the removal of soot, and it is possible to suppress the generation more favorably.

【0014】請求項4に記載に発明は、内燃機関の排気
系に設けられて触媒に燃料を噴射供給する噴射ノズルを
備え、前記触媒が活性化する活性化温度領域にあるとき
に前記噴射ノズルによる燃料の噴射供給を機関運転状態
に基づいて設定される噴射期間及び噴射間隔をもって間
欠的に実行する排気用触媒の燃料供給装置において、前
記設定される噴射間隔中に前記設定される噴射期間より
も短い噴射期間にて燃料の噴射供給を実行する噴射制御
手段を備えることをその要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an injection nozzle provided in an exhaust system of an internal combustion engine for injecting fuel to a catalyst, and the injection nozzle is provided when the catalyst is in an activation temperature range in which the catalyst is activated. In the fuel supply device for the exhaust catalyst, which intermittently executes the fuel injection supply by the injection period and the injection interval set based on the engine operating state, the injection period set from the set injection period during the set injection interval. The gist of the invention is to include an injection control unit that performs fuel injection supply in a short injection period.

【0015】触媒での排気浄化作用のための噴射が長期
間実行されない場合、噴射ノズルの先端温度が比較的低
温であってもデポジットの生成が徐々に進行し、噴射孔
の閉塞が起こるおそれがある。同構成によれば、機関運
転状態に基づいて設定された燃料の噴射間隔の間、即ち
触媒での排気浄化作用に供するための燃料噴射が行われ
ないときでも、少量の燃料噴射が行われる。そのため、
後だれの燃料やすすが固化する前にこれが飛散、あるい
は溶解され、噴射孔付近から除去される。従って、デポ
ジットの生成を抑制できるようになる。
When the injection for exhaust gas purification action by the catalyst is not executed for a long period of time, even if the tip temperature of the injection nozzle is relatively low, the generation of deposits gradually progresses, and there is a possibility that the injection hole may be blocked. is there. According to this configuration, a small amount of fuel is injected during the fuel injection interval set based on the engine operating state, that is, even when fuel injection for the exhaust gas purification action of the catalyst is not performed. for that reason,
Before any fuel or soot is solidified, it is scattered or dissolved and removed from the vicinity of the injection hole. Therefore, it becomes possible to suppress the generation of deposits.

【0016】請求項5に記載に発明は、内燃機関の排気
系に設けられて触媒に燃料を噴射供給する噴射ノズルを
備え、前記触媒の温度が同触媒に付着するすすの自己発
火温度よりも低い低温領域にあるときに前記噴射ノズル
による燃料の噴射供給を機関運転状態に基づいて設定さ
れる噴射期間及び噴射間隔をもって間欠的に実行する排
気用触媒の燃料供給装置において、前記設定される噴射
間隔中に前記設定される噴射期間よりも短い噴射期間に
て燃料の噴射供給を実行する噴射制御手段を備えること
をその要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an injection nozzle provided in the exhaust system of the internal combustion engine to inject fuel to the catalyst, and the temperature of the catalyst is higher than the self-ignition temperature of soot adhering to the catalyst. In the fuel supply device for the exhaust catalyst, which performs the fuel injection supply by the injection nozzle intermittently with the injection period and the injection interval set based on the engine operating state when in the low low temperature region, the set injection The gist of the invention is to include an injection control unit that performs fuel injection supply during an injection period that is shorter than the set injection period during the interval.

【0017】触媒に付着するすすを除去するための噴射
が長期間実行されない場合、噴射ノズルの先端温度が比
較的低温であってもデポジットの生成が徐々に進行し、
噴射孔の閉塞が起こるおそれがある。同構成によれば、
機関運転状態に基づいて設定された燃料の噴射間隔の
間、即ち触媒に付着するすすを除去するための燃料噴射
が行われないときでも、少量の燃料噴射が行われる。そ
のため、後だれの燃料やすすが固化する前にこれが飛
散、あるいは溶解され、噴射孔付近から除去される。従
って、デポジットの生成を抑制できるようになる。
When the injection for removing the soot adhering to the catalyst is not executed for a long period of time, even if the tip temperature of the injection nozzle is relatively low, the generation of deposits gradually progresses,
The injection hole may be blocked. According to the configuration,
A small amount of fuel injection is performed during the fuel injection interval set based on the engine operating state, that is, even when fuel injection for removing soot adhering to the catalyst is not performed. Therefore, before the fuel or soot in the tail is scattered or dissolved, the fuel or soot is removed from the vicinity of the injection hole. Therefore, it becomes possible to suppress the generation of deposits.

【0018】請求項6に記載の発明は、請求項3に記載
の排気用触媒の燃料供給装置において、前記機関運転状
態として、アクセル開度、スロットル開度、EGR弁開
度、排気中の酸素濃度、排気中のNOx濃度、排気中の
THC濃度、排気通路内の圧力のうち少なくとも1つ
と、機関回転速度とが検出されることをその要旨とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust catalyst fuel supply apparatus according to the third aspect, the engine operating state includes accelerator opening, throttle opening, EGR valve opening, and oxygen in exhaust gas. At least one of the concentration, the NOx concentration in the exhaust gas, the THC concentration in the exhaust gas, the pressure in the exhaust passage, and the engine speed are detected.

【0019】排気温度とデポジットの固化とは密接な相
関関係があり、排気温度が高くなるほどデポジットの固
化は促進される。また、排気温度は機関負荷及び機関回
転速度と密接な相関関係があり、高負荷高回転になるほ
ど排気温度は上昇する。
There is a close correlation between the exhaust gas temperature and the solidification of the deposit, and the solidification of the deposit is promoted as the exhaust gas temperature increases. Further, the exhaust gas temperature has a close correlation with the engine load and the engine rotation speed, and the exhaust gas temperature increases as the load and engine speed increase.

【0020】同構成によれば、機関負荷を表す機関運転
状態として、アクセル開度、スロットル開度、EGR弁
開度、排気中の酸素濃度、排気中のNOx濃度、排気中
のTHC濃度(分子量の異なるHCの総濃度)、排気通
路内の圧力のうちの少なくともいずれか1つが検出され
るとともに機関回転速度が検出される。従って、これら
の検出値を利用して排気温度を推定することができ、請
求項3に記載の発明による作用効果を確実に得ることが
できる。
According to the above construction, as the engine operating state representing the engine load, accelerator opening, throttle opening, EGR valve opening, oxygen concentration in exhaust gas, NOx concentration in exhaust gas, THC concentration in exhaust gas (molecular weight) Different total HC concentration) and at least one of the pressures in the exhaust passage are detected, and the engine speed is also detected. Therefore, it is possible to estimate the exhaust gas temperature by utilizing these detected values, and it is possible to reliably obtain the action and effect of the invention described in claim 3.

【0021】請求項7に記載の発明は、請求項3に記載
の排気用触媒の燃料供給装置において、前記機関運転状
態として排気温度が検出されることをその要旨とする。
同構成によれば、デポジットの固化と密接な相関関係を
有する排気温度が直接検出されるため、請求項3に記載
の発明による作用効果を確実に得ることができる。
The seventh aspect of the present invention is summarized as follows: in the exhaust catalyst fuel supply apparatus according to the third aspect, the exhaust temperature is detected as the engine operating state.
According to this configuration, the exhaust gas temperature, which has a close correlation with the solidification of the deposit, is directly detected, so that the action and effect of the invention according to claim 3 can be reliably obtained.

【0022】請求項8に記載の発明は、請求項3に記載
の排気用触媒の燃料供給装置において、前記機関運転状
態として燃料噴射量が検出されることをその要旨とす
る。同構成によれば、機関運転状態として燃料噴射量が
検出される。燃料噴射量は機関燃焼室において発生する
機関熱と相関を有しているため、この燃料噴射量を検出
し、排気温度を推定することができ、請求項2に記載の
発明による作用効果を確実に得ることができる。
The invention according to claim 8 is summarized in the fuel supply device for an exhaust catalyst according to claim 3, wherein the fuel injection amount is detected as the engine operating state. According to this configuration, the fuel injection amount is detected as the engine operating state. Since the fuel injection amount has a correlation with the engine heat generated in the engine combustion chamber, the fuel injection amount can be detected and the exhaust gas temperature can be estimated, and the effect of the invention according to claim 2 can be ensured. Can be obtained.

【0023】請求項9に記載の発明は、請求項1から8
のいずれかに記載の排気用触媒の燃料供給装置におい
て、前記噴射制御手段は、前記噴射ノズルから噴射され
る燃料の向きと逆向きの排気流が排気の圧力脈動によっ
て前記排気系に形成されるときに前記噴射ノズルによる
燃料の噴射供給を一時休止することをその要旨とする。
噴射ノズルから噴射される燃料の向きと逆向きの排気流
が排気の圧力脈動によって排気系に形成されると、噴射
ノズルの先端付近に浮遊している排気中のすすに、噴射
流の外周に発生するミスト状の燃料が付着しその粒径が
大きくなる。そしてこの粒径の大きくなったすすが排気
流によって噴射ノズルの先端に付着し、デポジットの生
成による噴射孔の閉塞を助長してしまうおそれがある。
The invention described in claim 9 is from claim 1 to claim 8.
In the fuel supply device for an exhaust gas catalyst according to any one of the above items, the injection control unit forms an exhaust flow in a direction opposite to a direction of fuel injected from the injection nozzle in the exhaust system by pressure pulsation of exhaust gas. The gist of the invention is to temporarily suspend the injection and supply of fuel by the injection nozzle.
When the exhaust flow in the direction opposite to the direction of the fuel injected from the injection nozzle is formed in the exhaust system by the pressure pulsation of the exhaust nozzle, the soot in the exhaust floating near the tip of the injection nozzle will be The generated mist-like fuel adheres and its particle size increases. Then, the soot having the increased particle size may be attached to the tip of the injection nozzle by the exhaust flow, which may promote the clogging of the injection hole due to the generation of deposits.

【0024】同構成によれば、燃料の噴射期間であって
も、噴射ノズルから噴射される燃料の向きと逆向きの排
気流が排気の圧力脈動によって排気系に形成されるとき
には、その噴射が一時休止されるため、上述したような
噴射孔における閉塞の助長を抑えることができるように
なる。
According to this structure, even during the fuel injection period, when the exhaust flow in the direction opposite to the direction of the fuel injected from the injection nozzle is formed in the exhaust system by the pressure pulsation of the exhaust, the injection is performed. Since the suspension is temporarily stopped, it is possible to suppress the promotion of blockage in the injection hole as described above.

【0025】請求項10に記載の発明は、請求項1から
9のいずれかに記載の排気用触媒の燃料供給装置におい
て、前記噴射ノズルは前記内燃機関の特定の気筒に対応
する排気系に設けられ、前記噴射制御手段は前記特定の
気筒における排気タイミングに基づいて前記燃料の噴射
供給時期を設定することをその要旨とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the fuel supply device for the exhaust catalyst according to any of the first to ninth aspects, the injection nozzle is provided in an exhaust system corresponding to a specific cylinder of the internal combustion engine. The gist of the injection control means is to set the injection and supply timing of the fuel based on the exhaust timing of the specific cylinder.

【0026】同構成によれば、前記特定の気筒における
排気タイミングに基づいて前記燃料の噴射供給時期を設
定するようにしているため、ノズルの先端温度が最も高
くなるとき、例えば、排気バルブの開弁に伴って同特定
の気筒の排気通路に排出された排気に噴射ノズルの先端
が曝されるときを検出し、このときに燃料を噴射するな
ど、噴射ノズルの先端温度を下げるうえで好適な時期に
燃料を噴射供給することができるようになる。
According to this construction, the fuel injection and supply timing is set based on the exhaust timing in the specific cylinder. Therefore, when the tip temperature of the nozzle becomes the highest, for example, the exhaust valve is opened. Suitable for lowering the temperature of the tip of the injection nozzle by detecting when the tip of the injection nozzle is exposed to the exhaust gas discharged to the exhaust passage of the specific cylinder along with the valve and injecting fuel at this time. It becomes possible to inject and supply fuel at the time.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、この発
明にかかる排気用触媒の燃料供給装置を自動車に搭載さ
れたコモンレール式4気筒ディーゼルエンジンに具体化
した第1の実施形態について図1〜図13に基づいて詳
細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment in which a fuel supply device for an exhaust catalyst according to the present invention is embodied in a common rail type four-cylinder diesel engine mounted on an automobile will be described below. It will be described in detail with reference to FIGS.

【0028】図1は、本実施形態にかかる排気用触媒の
燃料供給装置、これが適用されるエンジン1、並びにそ
れらの周辺構成を示す概略構成図である。エンジン1に
は複数の気筒#1〜#4が設けられている。シリンダヘ
ッド2には複数の燃料噴射弁4a〜4dが取り付けられ
ている。これら燃料噴射弁4a〜4dは各気筒#1〜#
4の気筒内に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド2
には、外気を気筒内に導入するための吸気ポート(図示
略)と燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート6
a〜6dとが各気筒#1〜#4に対応して設けられてい
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel supply device for an exhaust catalyst according to the present embodiment, an engine 1 to which the fuel supply device is applied, and peripheral configurations thereof. The engine 1 is provided with a plurality of cylinders # 1 to # 4. A plurality of fuel injection valves 4a to 4d are attached to the cylinder head 2. These fuel injection valves 4a to 4d are used for the cylinders # 1 to #, respectively.
Fuel is injected into the cylinder of No. 4. Also, the cylinder head 2
Includes an intake port (not shown) for introducing outside air into the cylinder and an exhaust port 6 for discharging combustion gas outside the cylinder.
a to 6d are provided corresponding to the cylinders # 1 to # 4.

【0029】燃料噴射弁4a〜4dは、高圧燃料を蓄圧
するコモンレール9に接続されている。コモンレール9
はサプライポンプ10に接続されている。サプライポン
プ10は燃料タンク(図示略)内の燃料を吸入するとと
もにコモンレール9に高圧燃料を供給する。コモンレー
ル9に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁4a〜4d
の開弁時に同噴射弁4a〜4dから気筒内に噴射され
る。
The fuel injection valves 4a-4d are connected to a common rail 9 for accumulating high pressure fuel. Common rail 9
Is connected to the supply pump 10. The supply pump 10 sucks fuel in a fuel tank (not shown) and supplies high-pressure fuel to the common rail 9. The high-pressure fuel supplied to the common rail 9 is supplied to each of the fuel injection valves 4a-4d.
When the valve is opened, the fuel is injected into the cylinder from the injection valves 4a to 4d.

【0030】吸気ポート(図示略)にはインテークマニ
ホールド7が接続されている。インテークマニホールド
7は吸気通路3に接続されている。この吸気通路3内に
は吸入空気量を調整するためのスロットル弁16が設け
られている。
An intake manifold 7 is connected to the intake port (not shown). The intake manifold 7 is connected to the intake passage 3. A throttle valve 16 for adjusting the intake air amount is provided in the intake passage 3.

【0031】排気ポート6a〜6dにはエキゾーストマ
ニホールド8が接続されている。エキゾーストマニホー
ルド8は排気通路26に接続されている。排気通路26
の途中にはNOxを還元するための触媒12が設置され
ている。この触媒12はNOx吸蔵還元型触媒であり、
排気の空燃比がリーンの時は排気中のNOxを吸蔵し、
空燃比がリッチになると吸蔵したNOxを還元して同N
Oxを分解する。ディーゼルエンジンの場合、排気の空
燃比は通常リーンであるため、触媒12のNOx吸蔵量
が限界に達する前に、排気の空燃比をリッチにする必要
がある。そこで、後述する噴射ノズル5から燃料をNO
x燃料として噴射することにより、排気の空燃比をリッ
チにしている。この処理を行う際には、エンジン1の運
転状態、NOx還元を行ってからの経過時間等に基づい
て触媒12のNOx吸蔵量が推定される。そしてこの推
定量が所定量を越えると、噴射ノズル5から燃料が噴射
され、触媒12からNOxを放出させるとともに同NO
xの還元が行われる。このとき噴射される燃料の噴射期
間や噴射間隔はエンジン1の運転状態や前回の燃料噴射
量等に基づいて設定される。
An exhaust manifold 8 is connected to the exhaust ports 6a-6d. The exhaust manifold 8 is connected to the exhaust passage 26. Exhaust passage 26
A catalyst 12 for reducing NOx is installed midway. This catalyst 12 is a NOx occlusion reduction type catalyst,
When the air-fuel ratio of the exhaust is lean, it stores NOx in the exhaust,
When the air-fuel ratio becomes rich, the stored NOx is reduced and the same N
Decompose Ox. In the case of a diesel engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas is usually lean, so it is necessary to make the air-fuel ratio of the exhaust gas rich before the NOx storage amount of the catalyst 12 reaches the limit. Therefore, NO is supplied to the fuel from the injection nozzle 5 described later.
By injecting as x fuel, the air-fuel ratio of the exhaust is made rich. When this process is performed, the NOx storage amount of the catalyst 12 is estimated based on the operating state of the engine 1, the elapsed time after performing NOx reduction, and the like. When this estimated amount exceeds a predetermined amount, fuel is injected from the injection nozzle 5, NOx is released from the catalyst 12, and the same NO
Reduction of x takes place. The injection period and injection interval of the fuel injected at this time are set based on the operating state of the engine 1, the previous fuel injection amount, and the like.

【0032】この他、エンジン1にはEGR装置が備え
られている。このEGR装置は、吸入空気に排気の一部
を導入することで気筒内の燃焼温度を低下させてNOx
の発生量を低減させる装置である。この装置は吸気通路
3と排気通路26とを連通するEGR通路13、同EG
R通路13に設けられたEGR弁15、EGRクーラ1
4により構成されている。EGR弁15はその開度を調
整することにより排気通路26から吸気通路3に導入さ
れる排気の量(EGR量)を調整する。EGRクーラ1
4はEGR通路13内を流れる排気の温度を低下させ
る。
In addition to this, the engine 1 is equipped with an EGR device. This EGR device lowers the combustion temperature in the cylinder by introducing a part of the exhaust gas into the intake air to reduce NOx.
This is a device that reduces the amount of generation. This device includes an EGR passage 13, which connects the intake passage 3 and the exhaust passage 26,
EGR valve 15 and EGR cooler 1 provided in the R passage 13
It is composed of four. The EGR valve 15 adjusts the opening thereof to adjust the amount of exhaust gas introduced from the exhaust passage 26 to the intake passage 3 (EGR amount). EGR cooler 1
4 reduces the temperature of the exhaust gas flowing in the EGR passage 13.

【0033】また、エンジン1は排気圧を利用して気筒
に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ11
を備えている。吸気側タービン(図示略)とスロットル
弁16との間の吸気通路3には、このターボチャージャ
11の過給により温度が上昇する吸入空気の温度を低下
させるため、インタークーラ18が備えられている。
Further, the engine 1 uses the exhaust pressure to supercharge the intake air introduced into the cylinders.
Is equipped with. An intercooler 18 is provided in the intake passage 3 between the intake-side turbine (not shown) and the throttle valve 16 in order to reduce the temperature of intake air that rises due to supercharging of the turbocharger 11. .

【0034】エンジン1には、機関運転状態を検出する
ための各種センサが取り付けられている。例えば、エア
フロメータ19は吸気通路3内の吸入空気量を検出す
る。スロットル開度センサ20はスロットル弁16の開
度を検出する。空燃比センサ21は排気の空燃比を検出
する。排気温度センサ29は触媒12下流側の排気温度
を検出する。気筒判別センサ22は特定気筒の圧縮上死
点を検出する。クランク角センサ23はクランクシャフ
ト(図示略)の回転角度を検出する。また、気筒判別セ
ンサ22とクランク角センサ23との出力値により、任
意の気筒のクランクシャフト角度が検出される。アクセ
ル開度センサ24はアクセルペダル(図示略)の開度を
検出する。
The engine 1 is equipped with various sensors for detecting the engine operating state. For example, the air flow meter 19 detects the amount of intake air in the intake passage 3. The throttle opening sensor 20 detects the opening of the throttle valve 16. The air-fuel ratio sensor 21 detects the air-fuel ratio of exhaust gas. The exhaust temperature sensor 29 detects the exhaust temperature on the downstream side of the catalyst 12. The cylinder discrimination sensor 22 detects the compression top dead center of the specific cylinder. The crank angle sensor 23 detects a rotation angle of a crank shaft (not shown). Further, the crankshaft angle of any cylinder is detected by the output values of the cylinder discrimination sensor 22 and the crank angle sensor 23. The accelerator opening sensor 24 detects the opening of an accelerator pedal (not shown).

【0035】これら各種センサの出力は電子制御装置
(以下、ECUと記載する)25に入力される。このE
CU25は、中央処理制御装置(CPU)、各種プログ
ラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ(RO
M)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアク
セスメモリ(RAM)、タイマカウンタ、入力インター
フェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコ
ンピュータを中心として構成されている。そして、この
ECU25により、例えば、燃料噴射弁4a〜4dの燃
料噴射量や燃料噴射時期、サプライポンプ10の吐出圧
力、スロットル弁16を開閉するアクチュエータ17の
駆動量、EGR弁15の開度等、エンジン1の各種制御
が行われる。
The outputs of these various sensors are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 25. This E
The CU 25 is a read-only memory (RO) that stores in advance a central processing control unit (CPU), various programs, maps and the like.
M), a random access memory (RAM) for temporarily storing calculation results of the CPU, a timer counter, an input interface, an output interface, and the like. Then, by the ECU 25, for example, the fuel injection amount and the fuel injection timing of the fuel injection valves 4a to 4d, the discharge pressure of the supply pump 10, the drive amount of the actuator 17 for opening and closing the throttle valve 16, the opening degree of the EGR valve 15, and the like, Various controls of the engine 1 are performed.

【0036】次に本実施形態にかかる排気用触媒の燃料
供給装置について説明する。まず、本排気用触媒の燃料
供給装置は、触媒12でのNOx還元に供する燃料を排
気に供給する装置である。
Next, the fuel supply device for the exhaust catalyst according to this embodiment will be described. First, the fuel supply device for the present exhaust catalyst is a device for supplying the fuel used for NOx reduction in the catalyst 12 to the exhaust.

【0037】シリンダヘッド2には燃料を触媒12に供
給するための噴射ノズル5が取り付けられている。この
噴射ノズル5から第4気筒#4の排気ポート6d内に燃
料として燃料が噴射される。また、噴射ノズル5とサプ
ライポンプ10とは燃料供給管27によって接続されて
おり、軽油が供給されるようになっている。この噴射ノ
ズル5は燃料噴射弁4a〜4dと同様な構造を有してお
り、ECU25によってその噴射量及び噴射時期が制御
される。
An injection nozzle 5 for supplying fuel to the catalyst 12 is attached to the cylinder head 2. Fuel is injected as fuel from the injection nozzle 5 into the exhaust port 6d of the fourth cylinder # 4. Further, the injection nozzle 5 and the supply pump 10 are connected by a fuel supply pipe 27, and light oil is supplied. The injection nozzle 5 has the same structure as the fuel injection valves 4a to 4d, and the ECU 25 controls the injection amount and injection timing.

【0038】図2は排気ポート6dの断面図である。噴
射ノズル5の先端には燃料を噴射するための噴射孔28
が形成されている。この噴射孔28は排気通路26の下
流側に向けて開口している。また、噴射ノズル5の先端
は排気ポート6dの壁面に埋設されており、デポジット
の付着防止と排気抵抗の低減とが図られている。
FIG. 2 is a sectional view of the exhaust port 6d. An injection hole 28 for injecting fuel is provided at the tip of the injection nozzle 5.
Are formed. The injection hole 28 opens toward the downstream side of the exhaust passage 26. Further, the tip of the injection nozzle 5 is buried in the wall surface of the exhaust port 6d to prevent the deposit from adhering and reduce the exhaust resistance.

【0039】ECU25には、アクセル開度とエンジン
回転速度とに基づいて燃料の噴射期間と噴射間隔とを設
定するためのマップが記憶されており、このマップに基
づいて設定される噴射期間と噴射間隔とに応じて噴射ノ
ズル5からの燃料噴射が制御される。
The ECU 25 stores a map for setting the fuel injection period and the injection interval based on the accelerator opening and the engine rotation speed. The injection period and the injection set based on this map are stored. Fuel injection from the injection nozzle 5 is controlled according to the interval.

【0040】ところで、この燃料供給装置にあっては、
後だれにより噴射孔28に付着した燃料や排気中のすす
が固化し、デポジットとなって噴射孔28を塞ぐことが
あると、燃料の噴射量が低下するおそれがある。本燃料
供給装置では、こうしたデポジットの生成に起因する噴
射量低下を抑制すべく、その燃料の噴射条件及び噴射態
様を好適に設定するようにしている。以下、機関運転状
態、排気温度、ノズル先端温度、並びに流量低下率につ
いての関係と、同関係に基づく燃料の噴射制御態様とに
ついてそれぞれ説明する。
By the way, in this fuel supply system,
If the fuel adhering to the injection hole 28 and the soot in the exhaust gas solidify due to the back-drip and become a deposit to block the injection hole 28, the fuel injection amount may decrease. In the present fuel supply device, the injection condition and the injection mode of the fuel are appropriately set in order to suppress the decrease in the injection amount due to the generation of the deposit. Hereinafter, the relationship between the engine operating state, the exhaust temperature, the nozzle tip temperature, and the flow rate decrease rate, and the fuel injection control mode based on the relationship will be described.

【0041】図3はエンジン回転速度及び出力トルク
(負荷)に対する排気温度の傾向を示したグラフであ
り、同図に示されるように高負荷高回転になるほど排気
温度は上昇する。また、図中の破線は全エンジン運転領
域を示し、一点鎖線はあるエンジン回転数における最大
出力トルクを示している。図中の斜線部はNOx還元の
ための燃料噴射が行われる領域である。前記触媒12に
は活性作用を呈する温度範囲、いわゆる温度ウインドが
あるため、排気温度が高すぎると燃料を噴射してもNO
xの還元が促進されない。従って、排気温度がNOx還
元上限温度を超えるような運転領域(図中、全エンジン
運転領域を示す破線とNOx還元上限温度を示す曲線と
で囲まれる白抜きの部分)では、燃料が噴射されない。
FIG. 3 is a graph showing the tendency of the exhaust temperature with respect to the engine rotation speed and the output torque (load). As shown in the figure, the exhaust temperature rises as the load increases and the rotation speed increases. Also, the broken line in the figure shows the entire engine operating region, and the alternate long and short dash line shows the maximum output torque at a certain engine speed. The shaded area in the figure is the region where fuel injection for NOx reduction is performed. Since the catalyst 12 has a temperature range in which it exhibits an activating action, that is, a so-called temperature window, if the exhaust temperature is too high, even if fuel is injected, NO
The reduction of x is not promoted. Therefore, fuel is not injected in an operating region where the exhaust temperature exceeds the NOx reduction upper limit temperature (in the figure, a white portion surrounded by a broken line showing the entire engine operating region and a curve showing the NOx reduction upper limit temperature).

【0042】また、この上限温度だけではなく、触媒1
2の温度が温度ウインド以下の温度となるときにも燃料
は噴射されない。ここで、低負荷低回転になるほど排気
温度は低くなるため、負荷とエンジン回転速度とがとも
に低くなる領域では基本的には触媒12が未活性となる
ため燃料を噴射すべきではない。しかし、例えば通常走
行後、アイドル状態になった場合、排気温度は低くなる
が触媒12自体の温度はその熱容量によってすぐには低
下せず、低負荷低回転状態にあってもしばらくはNOx
還元が可能な場合がある。そのため、本実験に供したエ
ンジン1では、所定の低負荷低回転になってからの経過
時間をタイマカウンタ等で計測し、この経過時間が所定
時間に達していない場合は触媒12の温度が温度ウイン
ド内に入っていると推定したり、或いは排気温度センサ
29によって検出される排気温度が高い場合には触媒1
2の温度が温度ウインド内に入っていると推定し、低負
荷低回転であっても燃料を噴射するようにしている。
In addition to the upper limit temperature, the catalyst 1
Fuel is not injected even when the temperature of 2 becomes a temperature equal to or lower than the temperature window. Here, the exhaust temperature becomes lower as the load becomes lower and the rotation speed becomes lower. Therefore, in the region where the load and the engine speed both decrease, the catalyst 12 is basically inactive and fuel should not be injected. However, for example, when the vehicle enters an idle state after normal running, the exhaust gas temperature decreases, but the temperature of the catalyst 12 itself does not immediately decrease due to its heat capacity, and NOx remains for a while even in the low load low rotation state.
In some cases, reduction is possible. Therefore, in the engine 1 used in the present experiment, the elapsed time after the predetermined low load and low rotation is measured by a timer counter or the like, and if the elapsed time does not reach the predetermined time, the temperature of the catalyst 12 is the temperature. If it is estimated that the exhaust gas is in the window or the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature sensor 29 is high, the catalyst 1
It is estimated that the temperature of No. 2 is in the temperature window, and the fuel is injected even at low load and low rotation.

【0043】図4は、排気温度と噴射ノズル5の先端温
度との関係を示している。また、図5は、ノズル先端温
度を徐々に上昇させた場合における同先端温度と流量低
下率との関係を示している。ここで、流量低下率とは、
設定された燃料噴射量と実際に噴射された燃料噴射量と
の比率であり、流量低下率が高くなるほど実際に噴射さ
れる燃料の量は少なくなる。
FIG. 4 shows the relationship between the exhaust temperature and the tip temperature of the injection nozzle 5. Further, FIG. 5 shows the relationship between the tip temperature and the flow rate decrease rate when the nozzle tip temperature is gradually increased. Here, the flow rate decrease rate is
It is the ratio between the set fuel injection amount and the actually injected fuel injection amount, and the higher the flow rate reduction rate, the smaller the amount of fuel actually injected.

【0044】図4に示されるように、排気温度が高くな
るほどノズル先端温度も上昇する傾向がある。また図5
に示されるように、ノズル先端温度が上昇して、触媒1
2がNOx還元上限温度に達するときの前記ノズル先端
温度THA1を超えると流量低下が発生し、その後温度
が高くなるにつれて流量低下率も増大する傾向がある。
As shown in FIG. 4, the nozzle tip temperature tends to rise as the exhaust temperature rises. Also in FIG.
As shown in FIG.
When 2 exceeds the NOx reduction upper limit temperature, when the nozzle tip temperature THA1 is exceeded, the flow rate decreases, and the flow rate decrease rate tends to increase as the temperature increases thereafter.

【0045】次に、エンジン運転状態と流量低下率との
関係を探るべく、エンジン運転パターンとして、以下の
3パターンを設定した。 パターンL・・・燃料が噴射される低負荷低回転域(N
Ox還元上限温度以下の運転領域)のみの運転パターン パターンH・・・燃料が噴射されない高負荷高回転域
(NOx還元上限温度以上の運転領域)のみの運転パタ
ーン パターンL―H・・・上記低負荷低回転域と高負荷高回
転域とを交互に繰り返す運転パターン 図6は、上記の3パターンについて、エンジン運転状態
と流量低下率との関係を示すグラフである。この図に示
されるように、パターンL及びパターンHでは流量低下
率が低くなっているが、パターンL−Hでは流量低下率
が著しく高くなる傾向がある。
Next, the following three patterns were set as engine operating patterns in order to search the relationship between the engine operating state and the flow rate reduction rate. Pattern L: low load and low engine speed range (N
Operation pattern pattern H only in the Ox reduction upper limit temperature or less): Operation pattern pattern L-H only in a high load high rotation range (fuel operation range above the NOx reduction upper limit temperature) in which fuel is not injected Operation pattern in which a low load low rotation range and a high load high rotation range are alternately repeated FIG. 6 is a graph showing the relationship between the engine operating state and the flow rate decrease rate for the above three patterns. As shown in this figure, the flow rate decrease rate is low in the patterns L and H, but the flow rate decrease rate tends to be significantly high in the patterns L-H.

【0046】図4〜図6に示される各傾向から、本発明
者らは、噴射ノズル5の流量低下が発生する過程を以下
のように考察した。まず、パターンL―Hでの運転状態
では、噴射ノズル5の先端温度と燃料噴射の実行タイミ
ングとが図7に示されるような関係になる。パターンL
の運転状態では燃料の噴射が行われ、噴射孔28の周囲
には燃料の後だれが残る。また、排気中のすすが噴射孔
28の周囲に付着する。この状態で運転状態がパターン
Hになると燃料の噴射が行われないため、噴射ノズル5
の先端温度が上昇し、後だれやすす中の液状HCが変質
して固化し、デポジットとなって噴射孔28の周囲に付
着するようになる。なお、図8に示されるように、機関
運転状態が高負荷高回転になるほど排気中のすすの量
(PM量)が増大するため、同運転状態では噴射孔28
の周囲に付着するすすの量も増大し、噴射ノズル5の流
量低下を助長していると推測される。このように、実際
の運転状態に近い態様でエンジン1を運転すると噴射ノ
ズル5の流量低下が生じる場合がある。
From the respective tendencies shown in FIGS. 4 to 6, the present inventors considered the process in which the flow rate reduction of the injection nozzle 5 occurs as follows. First, in the operating state of the pattern LH, the tip temperature of the injection nozzle 5 and the execution timing of fuel injection have a relationship as shown in FIG. Pattern L
In this operating state, fuel is injected, and fuel dripping remains around the injection hole 28. Further, soot in the exhaust adheres to the periphery of the injection hole 28. In this state, when the operating state becomes the pattern H, the fuel is not injected, so the injection nozzle 5
The temperature of the tip of the liquid HC rises, and the liquid HC in the soot is deteriorated and solidified, and becomes a deposit and adheres to the periphery of the injection hole 28. As shown in FIG. 8, the amount of soot in the exhaust gas (PM amount) increases as the engine operating condition increases under high load and high rotation.
It is presumed that the amount of soot adhering to the periphery of the injection nozzle 5 also increases, which promotes a decrease in the flow rate of the injection nozzle 5. As described above, when the engine 1 is operated in a manner close to the actual operating state, the flow rate of the injection nozzle 5 may decrease.

【0047】そこで、本実施形態では、パターンHでの
運転状態、すなわち運転状態が高負荷高回転となってお
り、排気温度がNOx還元上限温度以上になるエンジン
運転領域においても、噴射ノズル5から燃料を噴射する
ことにより、ノズル先端温度を低下させるとともに同燃
料の溶剤作用によってデポジットの生成を抑え、ひいて
は噴射ノズル5の流量低下を抑制するようにしている。
すなわち、排気温度がNOx還元上限温度以上になるエ
ンジン運転領域において、噴射ノズル5から燃料が噴射
されると燃料は気化し、その潜熱によって噴射ノズル5
の先端温度が低下する。また、燃料は噴射されることに
よって霧状になり、この霧状になった燃料が気化するこ
とで、噴射ノズル5の先端付近の雰囲気温度が低下す
る。更に、気化した燃料は噴射ノズル5の先端付近にお
いて断熱層を形成し、同ノズル先端が高温の排気に直接
曝されることを抑制する。その結果、噴射ノズル5の先
端温度が低くなり、デポジットの生成、更にはこれに起
因する噴射ノズル5の流量低下が抑制できるようにな
る。また、噴射供給される燃料は、噴射孔28付近に付
着する前記後だれやすすを溶解する溶剤として作用する
ため、前記後だれやすすの固化を抑制でき、もって噴射
ノズル5の流量低下が抑制できるようになる以下、こう
したデポジット生成抑制のための燃料噴射制御につい
て、図9〜12に基づき説明する。
Therefore, in the present embodiment, even in the engine operating region in which the operating state in the pattern H, that is, the operating state is high load and high rotation, and the exhaust temperature is equal to or higher than the NOx reduction upper limit temperature, the injection nozzle 5 is operated. By injecting the fuel, the temperature at the nozzle tip is lowered, the generation of deposits is suppressed by the solvent action of the fuel, and the decrease in the flow rate of the injection nozzle 5 is suppressed.
That is, in the engine operating region where the exhaust temperature is equal to or higher than the NOx reduction upper limit temperature, when the fuel is injected from the injection nozzle 5, the fuel is vaporized and the latent heat thereof causes the injection nozzle 5
Tip temperature will drop. Further, the fuel is atomized by being injected, and the atomized fuel is vaporized, so that the ambient temperature near the tip of the injection nozzle 5 is lowered. Further, the vaporized fuel forms a heat insulating layer in the vicinity of the tip of the injection nozzle 5 to prevent the nozzle tip from being directly exposed to hot exhaust gas. As a result, the temperature of the tip of the injection nozzle 5 becomes low, and it becomes possible to suppress the generation of deposits and further the reduction in the flow rate of the injection nozzle 5 due to this. Further, the injected fuel acts as a solvent that dissolves the rear drip soot adhering to the vicinity of the injection hole 28, so that the solidification of the rear drip soot can be suppressed, and thus the flow rate reduction of the injection nozzle 5 can be suppressed. Hereafter, fuel injection control for suppressing such deposit generation will be described with reference to FIGS.

【0048】図9は、この燃料噴射制御についてその処
理手順を示すフローチャートであり、同フローチャート
に示される一連の処理はECU25によって所定時間毎
の割り込みで実行される。
FIG. 9 is a flow chart showing the processing procedure for this fuel injection control, and the series of processing shown in the flow chart is executed by the ECU 25 by interruption every predetermined time.

【0049】本処理が開始されると、まず、アクセル開
度ACCPとエンジン回転速度NEとが読み込まれる
(ステップ110)。次に、アクセル開度ACCPとエ
ンジン回転速度NEとが所定値以上であるか否かが判定
される(ステップ120)。この判定は条件式(1)及
び(2)の双方が満たされているか否かに基づいて行わ
れる。
When this processing is started, first, the accelerator opening ACCP and the engine speed NE are read (step 110). Next, it is determined whether or not the accelerator opening ACCP and the engine speed NE are equal to or more than a predetermined value (step 120). This determination is made based on whether both conditional expressions (1) and (2) are satisfied.

【0050】 ACCP>α1 ・・・ (1) NE>β1 ・・・ (2) この所定値α1、β1はエンジン1の運転状態が高負荷
高回転状態となり、触媒12の還元作用に供するための
燃料噴射が行われなくなるときのアクセル開度ACCP
とエンジン回転速度NEであり、予め実験等により求め
られている。
ACCP> α1 (1) NE> β1 (2) These predetermined values α1 and β1 are for providing the reducing action of the catalyst 12 when the operating state of the engine 1 becomes a high load and high rotation state. Accelerator opening ACCP when fuel injection is stopped
And engine rotation speed NE, which are obtained in advance by experiments or the like.

【0051】条件式(1)及び(2)のいずれか一方或
いは双方が満たされない場合には(ステップ120でN
O)、触媒12の還元作用に供するための燃料噴射が行
われる運転領域にあり、噴射ノズル5の流量低下は生じ
ないとして本処理を終了する。
If either or both of conditional expressions (1) and (2) are not satisfied (N in step 120)
O), it is in the operating region where fuel injection for the reduction action of the catalyst 12 is performed, and this process is terminated assuming that the flow rate of the injection nozzle 5 does not decrease.

【0052】一方、条件式(1)及び(2)の双方が満
たされている場合には(ステップ120でYES)、図
10に示されるマップを参照し、読み込まれたアクセル
開度ACCPとエンジン回転速度NEとに基づいて燃料
の噴射期間τと噴射間隔Tとが設定される(ステップ1
30)。このマップはECU25のROM内に記憶され
ており、噴射期間τはエンジン回転速度やアクセル開度
が増大するほど長くなり、また噴射間隔Tはエンジン回
転速度やアクセル開度が増大するほど短くなるように設
定されている。このように、エンジン1の運転状態が高
負荷高回転になるほど、換言すれば、排気温度が高温に
なるほど噴射期間τは長くなり、噴射間隔Tは短くなっ
て噴射ノズル5から噴射される燃料の量が増大するよう
になる。そのため、排気温度が高くなるほど噴射ノズル
5の先端温度を低下させる作用が増大する。なお、本実
施形態では、例えば、噴射期間τは10〜200mse
cの間で設定され、噴射間隔Tは0.3〜60secの
間で設定される。
On the other hand, when both conditional expressions (1) and (2) are satisfied (YES in step 120), the map shown in FIG. 10 is referred to and the read accelerator opening ACCP and engine are read. The fuel injection period τ and the injection interval T are set based on the rotation speed NE (step 1
30). This map is stored in the ROM of the ECU 25, and the injection period τ becomes longer as the engine speed and the accelerator opening increase, and the injection interval T becomes shorter as the engine speed and the accelerator opening increase. Is set to. In this way, as the operating state of the engine 1 becomes higher under high load and higher rotation, in other words, as the exhaust temperature becomes higher, the injection period τ becomes longer, the injection interval T becomes shorter, and the fuel injected from the injection nozzle 5 becomes shorter. The quantity will increase. Therefore, as the exhaust gas temperature increases, the action of lowering the tip temperature of the injection nozzle 5 increases. In this embodiment, for example, the injection period τ is 10 to 200 mse.
The injection interval T is set between 0.3 and 60 seconds.

【0053】次に、上記設定される噴射期間τと噴射間
隔Tに基づいて噴射ノズル5の噴射時間が制御され、エ
ンジン運転状態に応じた燃料が排気ポート6d内に噴射
される(ステップ140)。このときの噴射は図11に
示されるように、噴射期間τの間は燃料が噴射され、噴
射間隔Tの間は燃料が噴射されない。
Next, the injection time of the injection nozzle 5 is controlled on the basis of the injection period τ and the injection interval T set as described above, and the fuel corresponding to the engine operating state is injected into the exhaust port 6d (step 140). . In the injection at this time, as shown in FIG. 11, the fuel is injected during the injection period τ and the fuel is not injected during the injection interval T.

【0054】以後、所定時間毎に本処理が繰り返され
る。上記の燃料噴射はエンジン1のクランク角に対し、
どのような時期に行っても噴射ノズル5の先端温度低下
させることができる。但し、こうしたデポジットの生成
抑制を狙った燃料の噴射は燃費の点からみると、可能な
限り少量の噴射でその効果を得られるのが望ましい。そ
こで、図9のステップ140における燃料の噴射は以下
のように行うことが望ましい。
After that, this process is repeated every predetermined time. The above fuel injection corresponds to the crank angle of the engine 1.
It is possible to lower the tip temperature of the injection nozzle 5 at any time. However, from the viewpoint of fuel consumption, it is desirable that the fuel injection aiming at suppressing the generation of such a deposit can obtain its effect by injection in the smallest possible amount. Therefore, it is desirable to perform the fuel injection in step 140 of FIG. 9 as follows.

【0055】噴射ノズル5の先端は第4気筒#4の排気
ポート6dに設置されているため、第4気筒#4が排気
行程にあるとき噴射ノズル5の先端温度は最も高くな
る。従って、第4気筒#4が排気行程にあるとき噴射ノ
ズル5から燃料を噴射するようにすることで、噴射ノズ
ル5の先端温度を極力低い温度に維持することができ
る。そこで、本実施形態では、図12に示されるよう
に、クランクシャフトが第4気筒#4の圧縮上死点TD
Cから所定クランク角θAだけ回転したときに燃料の噴
射を開始するようにしている。この所定クランク角θA
は、第4気筒#4から排出された排気が噴射ノズル5の
先端付近を通過するときにはすでに噴射ノズル5の先端
付近に燃料の噴射による断熱層が形成されているように
その値が設定されている。また、このタイミングはエン
ジン回転速度によって変化するため、同エンジン回転速
度が高くなるほど小さくなるように、所定クランク角θ
Aはエンジン回転速度に基づいて可変設定される。
Since the tip of the injection nozzle 5 is installed in the exhaust port 6d of the fourth cylinder # 4, the tip temperature of the injection nozzle 5 becomes highest when the fourth cylinder # 4 is in the exhaust stroke. Therefore, by injecting fuel from the injection nozzle 5 when the fourth cylinder # 4 is in the exhaust stroke, the tip temperature of the injection nozzle 5 can be maintained at a temperature as low as possible. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, the crankshaft has a compression top dead center TD of the fourth cylinder # 4.
The fuel injection is started when the engine rotates by a predetermined crank angle θA from C. This predetermined crank angle θA
Is set so that when the exhaust gas discharged from the fourth cylinder # 4 passes near the tip of the injection nozzle 5, a heat insulating layer due to fuel injection is already formed near the tip of the injection nozzle 5. There is. Further, since this timing changes depending on the engine rotation speed, the predetermined crank angle θ is set so as to decrease as the engine rotation speed increases.
A is variably set based on the engine rotation speed.

【0056】図13は、本実施形態による作用効果を確
認するための実験結果を示している。この実験では、上
記エンジン1を複数用意し、それぞれのエンジンA、
B、Cについて、上述したデポジット生成抑制のための
燃料噴射制御を行わない場合(図中、「従来」と記載)
と同処理を行った場合(図中、「本実施形態」と記載)
の流量低下率とを測定した。図13の実験結果からわか
るように、エンジン毎の個体差はあるにせよ、本実施形
態における燃料の噴射制御を行うことで流量低下率は1
/3〜1/10に抑えられることが確認された。
FIG. 13 shows an experimental result for confirming the function and effect of this embodiment. In this experiment, a plurality of the above-mentioned engines 1 are prepared, and each engine A,
When the above-mentioned fuel injection control for suppressing deposit generation is not performed for B and C (indicated as "conventional" in the figure)
When the same process is performed (described as "this embodiment" in the figure)
The flow rate decrease rate was measured. As can be seen from the experimental results of FIG. 13, the flow rate reduction rate is 1 by performing the fuel injection control in the present embodiment, although there are individual differences among the engines.
It was confirmed that it could be suppressed to / 3 to 1/10.

【0057】以上説明したように、本実施の形態におけ
る燃料供給装置によれば、次のような効果が得られるよ
うになる。 (1)従来、触媒12の温度がNOx還元上限温度より
も高い温度になるエンジン運転状態では燃料の噴射が行
われていなかった。しかし、本実施形態では、上記運転
状態においても燃料を噴射するようにしている。そして
この場合、燃料の気化に伴って噴射ノズル5から気化熱
が奪われるため、同噴射ノズル5の先端温度が低下する
ようになる。また、燃料は噴射されることによって霧状
になり、この霧状になった燃料が気化することで、噴射
ノズル5の先端付近の雰囲気温度が低下するようにな
る。加えて、気化した燃料は噴射ノズル5の先端付近に
おいて断熱層を形成し、同ノズル先端が高温の排気に直
接曝されることを抑制する。このように、触媒12の温
度がNOx還元上限温度よりも高い温度になるエンジン
運転状態にあっても敢えて燃料の噴射を行うことによ
り、噴射噴射ノズル5の先端温度を低くすることができ
る。これにより、噴射孔28付近に付着する燃料の後だ
れやすすが変質、固化してデポジットとなるのを抑え、
噴射ノズルの流量低下を抑制することができるようにな
る。また、噴射供給される燃料は、噴射孔28付近に付
着する前記後だれやすすを溶解する溶剤として作用する
ため、前記後だれやすすの固化を抑制でき、もって噴射
ノズル5の流量低下を抑制することができるようにな
る。
As described above, according to the fuel supply system of the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) Conventionally, fuel injection has not been performed in an engine operating state in which the temperature of the catalyst 12 is higher than the NOx reduction upper limit temperature. However, in the present embodiment, fuel is injected even in the above operating state. In this case, heat of vaporization is taken from the injection nozzle 5 as the fuel vaporizes, so that the tip temperature of the injection nozzle 5 decreases. Further, the fuel is atomized by being injected, and the atomized fuel is vaporized, so that the ambient temperature near the tip of the injection nozzle 5 is lowered. In addition, the vaporized fuel forms a heat insulating layer in the vicinity of the tip of the injection nozzle 5 and suppresses direct exposure of the tip of the nozzle to hot exhaust gas. As described above, the tip temperature of the injection nozzle 5 can be lowered by intentionally injecting fuel even in the engine operating state in which the temperature of the catalyst 12 becomes higher than the NOx reduction upper limit temperature. As a result, it is possible to suppress the deterioration and solidification of the soot after the fuel adhering to the vicinity of the injection hole 28 to become a deposit,
It becomes possible to suppress a decrease in the flow rate of the injection nozzle. Further, since the fuel injected and supplied acts as a solvent for dissolving the rear drip soot adhering to the vicinity of the injection hole 28, it is possible to suppress the solidification of the rear drip soot, thereby suppressing a decrease in the flow rate of the injection nozzle 5. You will be able to.

【0058】(2)本実施形態では、エンジン1の運転
状態が高負荷高回転状態となり、触媒12の還元作用に
供するための燃料噴射が行われなくなるときのアクセル
開度ACCPとエンジン回転速度NEとをそれぞれ所定
値α1、β1とする。そして、読み込まれたアクセル開
度ACCP及びエンジン回転速度NEがそれぞれ所定値
α1、β1以上であるか否かを判断する。そのため、触
媒12の還元作用に供するための燃料噴射を行わない運
転状態にあっても、デポジットの生成を抑制するための
燃料噴射を優先するべき運転状態を判断することができ
るようになる。
(2) In the present embodiment, the accelerator opening ACCP and the engine rotational speed NE when the engine 1 is in the high-load and high-speed operating state and the fuel injection for providing the reducing action of the catalyst 12 is stopped. And are defined as predetermined values α1 and β1, respectively. Then, it is determined whether or not the read accelerator opening ACCP and engine speed NE are equal to or greater than predetermined values α1 and β1, respectively. Therefore, even in the operating state in which the fuel injection for providing the reducing action of the catalyst 12 is not performed, the operating state in which the fuel injection for suppressing the generation of deposit should be prioritized can be determined.

【0059】(3)本実施形態では、アクセル開度AC
CP、エンジン回転速度NEとに基づき、燃料の噴射期
間τと噴射間隔Tとを設定する。この際、噴射期間τは
エンジン回転速度やアクセル開度が増大するほど長く、
また噴射間隔Tはエンジン回転速度やアクセル開度が増
大するほど短く設定するようにした。従って、エンジン
1の運転状態が高負荷高回転になるほど、換言すれば排
気温度が高温になるほど、噴射期間τは長くなり噴射間
隔Tは短くなって噴射ノズル5から噴射される燃料の量
が増大される。そのため、エンジン運転状態に応じた好
適な量の燃料噴射量を設定することができる。
(3) In the present embodiment, the accelerator opening AC
The fuel injection period τ and the injection interval T are set based on the CP and the engine speed NE. At this time, the injection period τ is longer as the engine speed or the accelerator opening is increased,
Further, the injection interval T is set shorter as the engine speed or the accelerator opening increases. Therefore, as the operating condition of the engine 1 becomes higher under high load and higher rotation, in other words, as the exhaust gas temperature becomes higher, the injection period τ becomes longer, the injection interval T becomes shorter, and the amount of fuel injected from the injection nozzle 5 increases. To be done. Therefore, a suitable amount of fuel injection can be set according to the engine operating state.

【0060】(4)上記のエンジン1では、噴射ノズル
5の先端が第4気筒#4の排気ポート6dに設置されて
いる。そのため、噴射ノズル5の先端温度は第4気筒#
4が排気行程にあるとき、最も高くなる。そこで、本実
施形態では、この第4気筒#4の排気タイミングに基づ
いて燃料の噴射開始時期を設定するようにした。その結
果、噴射ノズル5の先端温度が最も高くなるときに燃料
を噴射することができ、同先端温度を好適に低下させる
ことができる。
(4) In the engine 1 described above, the tip of the injection nozzle 5 is installed in the exhaust port 6d of the fourth cylinder # 4. Therefore, the temperature of the tip of the injection nozzle 5 is the fourth cylinder #
It is highest when 4 is in the exhaust stroke. Therefore, in the present embodiment, the fuel injection start timing is set based on the exhaust timing of the fourth cylinder # 4. As a result, fuel can be injected when the tip temperature of the injection nozzle 5 becomes the highest, and the tip temperature can be appropriately reduced.

【0061】(5)本実施形態では、噴射ノズル5をシ
リンダヘッド2に取り付けている。噴射ノズル5は触媒
12に燃料を噴射供給できればよいため、エキゾースト
マニホールド8や触媒12より上流側(エンジン1側)
に位置する排気通路26であればどの位置に設けてもよ
い。しかしながら、エキゾーストマニホールド8や排気
通路26は排気によってその温度が高くなっている。一
方、シリンダヘッド2は通常、冷却水によって冷却され
ており、その温度はエキゾーストマニホールド8や排気
通路26も低くなっている。従って、噴射ノズル5をシ
リンダヘッド2に取り付けることにより、噴射ノズル5
本体の温度上昇を抑えることができ、ひいてはノズル先
端温度の上昇に起因するデポジットの生成についてもこ
れを好適に抑制することができるようになる。
(5) In this embodiment, the injection nozzle 5 is attached to the cylinder head 2. Since the injection nozzle 5 only needs to be able to inject and supply fuel to the catalyst 12, it is upstream of the exhaust manifold 8 and the catalyst 12 (engine 1 side).
The exhaust passage 26 may be provided at any position. However, the exhaust manifold 8 and the exhaust passage 26 have a high temperature due to exhaust. On the other hand, the cylinder head 2 is normally cooled by cooling water, and the temperature of the cylinder head 2 is also low in the exhaust manifold 8 and the exhaust passage 26. Therefore, by attaching the injection nozzle 5 to the cylinder head 2,
It is possible to suppress an increase in the temperature of the main body, and thus it is possible to preferably suppress the generation of deposits due to the increase in the nozzle tip temperature.

【0062】(第2の実施形態)前記第1の実施形態に
おけるエンジン1は、間欠的に燃焼ガスの排気を行うた
め、燃焼行程から排気行程に移り排気バルブが開くとき
に排気ポート内の圧力変化が起き、この圧力変化によっ
てエキゾーストマニホールド8内には圧力脈動が生じ
る。また、前記エンジン1はターボチャージャ11を備
えているため、排気がターボチャージャ11の排気側タ
ービンに衝突するときにもエキゾーストマニホールド8
内には圧力脈動が生じる。こうした圧力脈動によって、
噴射ノズル5から噴射される燃料の向きと逆向きの排気
流が排気ポート6d内に形成されているときに、第1の
実施形態で説明したような燃料の噴射を行うと以下のよ
うな問題の起こるおそれがある。
(Second Embodiment) Since the engine 1 in the first embodiment intermittently exhausts the combustion gas, the pressure in the exhaust port changes from the combustion stroke to the exhaust stroke and the exhaust valve opens. A change occurs, and this pressure change causes a pressure pulsation in the exhaust manifold 8. Further, since the engine 1 is provided with the turbocharger 11, even when the exhaust gas collides with the exhaust side turbine of the turbocharger 11, the exhaust manifold 8 is provided.
Pressure pulsation occurs inside. Due to these pressure pulsations,
The following problems occur when the fuel is injected as described in the first embodiment when the exhaust flow in the direction opposite to the direction of the fuel injected from the injection nozzle 5 is formed in the exhaust port 6d. May occur.

【0063】第1の実施形態において図12に示した噴
射態様からわかるように、噴射期間τが長い場合には第
4気筒#4の排気行程が終了しても燃料の噴射が行われ
る。図14は図2に示された噴射ノズル5の先端付近の
拡大図である。この排気行程が終了した後の吸気ポート
6d内には、同図に示されるように、排気中のすすが浮
遊している。この浮遊状態にあるすすに、燃料の噴射流
の外周に発生するミスト状の燃料が付着すると、その粒
径が大きくなる。そして、この粒径が大きくなったすす
が圧力脈動により生じた排気流とともに噴射ノズル5の
先端に向けて移動すると、その一部は噴射ノズル5の噴
射孔28付近に付着するようになる。このような噴射孔
28付近へのすすの付着は、噴射ノズル5の流量低下を
引き起こすことは上述したとおりである。
As can be seen from the injection mode shown in FIG. 12 in the first embodiment, when the injection period τ is long, fuel is injected even after the exhaust stroke of the fourth cylinder # 4 is completed. FIG. 14 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the injection nozzle 5 shown in FIG. Soot in the exhaust gas floats in the intake port 6d after the exhaust stroke is completed, as shown in FIG. When the mist-like fuel generated on the outer periphery of the fuel injection flow adheres to the soot in the floating state, the particle size increases. Then, when the soot having the increased particle size moves toward the tip of the injection nozzle 5 together with the exhaust flow generated by the pressure pulsation, a part of the soot adheres to the vicinity of the injection hole 28 of the injection nozzle 5. As described above, the adhesion of soot in the vicinity of the injection hole 28 causes a decrease in the flow rate of the injection nozzle 5.

【0064】そこで、本実施形態は、前記第1の実施形
態と同様、噴射ノズル5の先端温度を低下させるための
燃料噴射を行いつつ、上記問題に対処するため、図12
に示される噴射期間中であっても燃料の噴射を一時休止
するようにしている。本実施形態は、この一時休止期間
を設ける点以外は前記第1の実施形態と同様である。
Therefore, in the present embodiment, as in the first embodiment, the fuel injection for lowering the tip temperature of the injection nozzle 5 is performed, and the above problem is dealt with.
The fuel injection is temporarily stopped even during the injection period shown in FIG. The present embodiment is the same as the first embodiment except that this temporary suspension period is provided.

【0065】以下、このように燃料の噴射を一時的に休
止する際の処理手順について図15を参照して説明す
る。本発明者らにより、図3〜図8の実験に供したエン
ジン1では、第3気筒#3が排気行程にあるとき、第4
気筒#4の排気ポート6d内には図14に示されるよう
な噴射ノズル5の先端に向かう排気流が圧力脈動に起因
して発生することが確認された。
Hereinafter, a processing procedure when the fuel injection is temporarily stopped will be described with reference to FIG. In the engine 1 used in the experiments of FIGS. 3 to 8 by the present inventors, when the third cylinder # 3 is in the exhaust stroke,
It was confirmed that an exhaust flow toward the tip of the injection nozzle 5 as shown in FIG. 14 is generated in the exhaust port 6d of the cylinder # 4 due to the pressure pulsation.

【0066】そこで、本実施形態では、図15に示され
るように、クランクシャフトが第4気筒#4の圧縮上死
点TDCから所定クランク角θAだけ回転したときに燃
料の噴射を開始する一方、クランクシャフトが第3気筒
#3の圧縮上死点TDCから所定クランク角θBだけ回
転したとき、すなわち第3気筒#3が排気行程にあると
きには燃料の噴射を一時休止するようにしている。そし
て、この一時噴射休止後、クランクシャフトが第4気筒
#4の圧縮上死点TDCから所定クランク角θAだけ回
転したときに再び燃料の噴射を開始するといった噴射態
様を繰り返し、分割された噴射期間τk(図15ではτ
1〜τ3)の総和が図9のステップ120で設定された
噴射期間τになるようにしている。上記所定クランク角
θAは、前記第1の実施形態で説明した所定クランク角
θAと同一の値である。また、所定クランク角θBは第
3気筒#3が排気行程になり、#4気筒の排気ポート6
d内に圧力脈動が伝播し始める直前の状態を捕らえるこ
とのできるクランク角に設定されている。また、このタ
イミングはエンジン回転速度によって変化するため、同
エンジン回転速度が高くなるほど小さくなるように、所
定クランク角θBはエンジン回転速度に基づいて可変設
定される。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 15, fuel injection is started when the crankshaft rotates by a predetermined crank angle θA from the compression top dead center TDC of the fourth cylinder # 4, while When the crankshaft rotates from the compression top dead center TDC of the third cylinder # 3 by a predetermined crank angle θB, that is, when the third cylinder # 3 is in the exhaust stroke, fuel injection is temporarily stopped. Then, after this temporary injection stop, the injection mode in which fuel injection is started again when the crankshaft rotates by a predetermined crank angle θA from the compression top dead center TDC of the fourth cylinder # 4 is repeated, and the injection periods are divided. τk (τ in FIG. 15
The total sum of 1 to τ3) is set to the injection period τ set in step 120 of FIG. The predetermined crank angle θA has the same value as the predetermined crank angle θA described in the first embodiment. Further, the predetermined crank angle θB is in the exhaust stroke of the third cylinder # 3, and the exhaust port 6 of the # 4 cylinder is used.
The crank angle is set so as to catch the state immediately before the pressure pulsation starts to propagate in d. Further, since this timing changes depending on the engine rotation speed, the predetermined crank angle θB is variably set based on the engine rotation speed so as to decrease as the engine rotation speed increases.

【0067】以上説明したように、本実施の形態におけ
る燃料供給装置によれば、次のような効果が得られるよ
うになる。 (1)圧力脈動によって、噴射ノズル5から噴射される
燃料の向きと逆向きの排気流が排気ポート6d内に形成
されているときには、燃料の噴射を一時休止するように
した。従って、噴射ノズル5から噴射された燃料によっ
て排気中のすすの粒径が増大してしまうのを抑制するこ
とができるとともに、噴射孔28付近へのすす付着を抑
制することができるようになる。そして、こうしたすす
の付着を抑制することができるため、前記第1の実施形
態よりも更に噴射ノズル5の流量低下を抑制することが
できるようになる。
As described above, according to the fuel supply system of the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) When the exhaust flow in the direction opposite to the direction of the fuel injected from the injection nozzle 5 is formed in the exhaust port 6d due to the pressure pulsation, the fuel injection is temporarily stopped. Therefore, it is possible to suppress an increase in the particle size of soot in the exhaust gas due to the fuel injected from the injection nozzle 5, and it is possible to prevent soot from adhering to the vicinity of the injection hole 28. Further, since the adhesion of soot can be suppressed, it is possible to further suppress the decrease in the flow rate of the injection nozzle 5 as compared with the first embodiment.

【0068】(その他の実施形態)なお、上記実施形態
は以下のように変更してもよく、その場合でもそれら実
施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。
(Other Embodiments) The above embodiment may be modified as follows, and even in that case, the operation and effect according to those embodiments can be obtained.

【0069】・上記各実施形態では、図16に示される
ように、アクセル開度及びエンジン回転速度に対する排
気温度の傾向を示したグラフにおいて、排気温度がNO
x還元上限温度未満となる運転領域R1ではNOx還元
のための燃料噴射を行う一方、排気温度がNOx還元上
限温度以上となる運転領域R2では、デポジット生成抑
制のための燃料噴射を行うようにしている。ここで、エ
ンジン1の運転状態が上記各運転領域R1、R2の境界
近傍にあって燃料の噴射間隔が極めて長くなるような場
合には、噴射孔28におけるデポジットの生成が徐々に
進行するようになる。そこで、運転領域R1であっても
上記境界近傍にエンジン1の運転状態があるときには、
NOx還元のための燃料噴射に加えて、デポジット生成
抑制のための燃料噴射を行うようにしてもよい。この場
合には、例えば、図17に示されるように、NOx還元
のための燃料噴射が行われない期間中に、デポジット生
成抑制のための少量噴射が断続的に行われる。このデポ
ジット生成抑制のための噴射は、噴射孔28付近に付着
する後だれやすすを飛散、あるいは溶解することができ
ればよいこと、また、燃費の悪化を極力抑えることを考
慮して、その噴射期間がNOx還元のための噴射期間と
比較して短くなるよう設定される。こうした構成によれ
ば、NOx還元のために噴射される燃料の噴射休止期間
が長くなる場合であっても、その噴射休止期間に少量の
燃料噴射が行われ、噴射孔28付近に付着する後だれや
すすは飛散、あるいは溶解され、噴射孔28付近から除
去されるようになる。従って、前記後だれやすすが噴射
孔28付近に付着したまま長時間排気に曝されることは
なく、後だれやすすの変質、固化による噴射ノズル5の
流量低下を抑制できるようになる。
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 16, in the graph showing the tendency of the exhaust temperature with respect to the accelerator opening and the engine speed, the exhaust temperature is NO.
In the operating region R1 where the temperature is lower than the x reduction upper limit temperature, fuel injection for NOx reduction is performed, while in the operating region R2 where the exhaust temperature is equal to or higher than the NOx reduction upper limit temperature, fuel injection for suppressing deposit formation is performed. There is. Here, when the operating state of the engine 1 is near the boundary between the operating regions R1 and R2 and the fuel injection interval is extremely long, the generation of deposits in the injection holes 28 is gradually advanced. Become. Therefore, even in the operating region R1, when the operating state of the engine 1 is near the boundary,
In addition to fuel injection for NOx reduction, fuel injection for suppressing deposit formation may be performed. In this case, for example, as shown in FIG. 17, a small amount of injection for suppressing deposit formation is intermittently performed during a period in which fuel injection for NOx reduction is not performed. The injection for suppressing the generation of the deposit may be performed as long as it is possible to scatter or dissolve the drip or soot adhering to the vicinity of the injection hole 28, and in consideration of suppressing the deterioration of fuel efficiency as much as possible. Is set to be shorter than the injection period for NOx reduction. With such a configuration, even when the injection suspension period of the fuel injected for NOx reduction becomes long, a small amount of fuel is injected during the injection suspension period, and the drool that adheres to the vicinity of the injection hole 28 is discharged. The soot is scattered or melted and is removed from the vicinity of the injection hole 28. Therefore, the rear-dribble soot is not exposed to the exhaust gas for a long time while being attached to the vicinity of the injection hole 28, and it is possible to suppress the deterioration of the rear-drip soot and the decrease in the flow rate of the injection nozzle 5 due to the solidification.

【0070】・上記各実施形態では、第4気筒#4の圧
縮上死点TDCから所定クランク角θAだけ回転したと
きに燃料の噴射を開始するようにした。しかしながら、
これは噴射ノズル5の先端が第4気筒#4の排気ポート
6dに設置されているためであり、他の気筒の排気ポー
トに噴射ノズル5の先端が設置される場合には、その設
置される気筒の圧縮上死点TDCから所定クランク角θ
Aだけクランクシャフトが回転したときに燃料の噴射を
開始するように設定すればよい。
In each of the above embodiments, the fuel injection is started when the fourth cylinder # 4 rotates by the predetermined crank angle θA from the compression top dead center TDC. However,
This is because the tip of the injection nozzle 5 is installed in the exhaust port 6d of the fourth cylinder # 4, and when the tip of the injection nozzle 5 is installed in the exhaust port of another cylinder, it is installed. From the compression top dead center TDC of the cylinder to a predetermined crank angle θ
It may be set so that fuel injection is started when the crankshaft rotates by A.

【0071】・上記各実施実施形態では、第4気筒#4
の排気が噴射ノズル5の先端付近を通過するときにはす
でに噴射ノズル5の先端付近に燃料の噴射による断熱層
が形成されているように所定クランク角θAの大きさを
設定した。これに対して、噴射ノズル5の先端付近を通
過する排気の流速が最も高くなるタイミングで燃料が噴
射されるように所定クランク角θAを設定するようにし
てもよい。この場合には、噴射ノズル5の先端を通過す
る排気の単位時間あたりの量が多くなるため、噴射され
る燃料の受熱量が大きくなり、その気化が促進される。
従って、噴射ノズル5の先端温度を効率よく低下させる
ことができる。
In the above embodiments, the fourth cylinder # 4
The predetermined crank angle θA is set so that when the exhaust gas passes through the vicinity of the tip of the injection nozzle 5, a heat insulating layer due to fuel injection is already formed near the tip of the injection nozzle 5. On the other hand, the predetermined crank angle θA may be set so that the fuel is injected at the timing when the flow velocity of the exhaust gas passing near the tip of the injection nozzle 5 becomes the highest. In this case, the amount of exhaust gas passing through the tip of the injection nozzle 5 per unit time increases, so the amount of heat received by the injected fuel increases, and its vaporization is promoted.
Therefore, the tip temperature of the injection nozzle 5 can be efficiently lowered.

【0072】・上記第2の実施形態では、クランクシャ
フトが第3気筒#3の圧縮上死点TDCから所定クラン
ク角θBだけ回転したとき、すなわち第3気筒#3が排
気行程にあるときには燃料の噴射を一時休止するように
したが、要は噴射ノズル5から噴射される燃料の向きと
逆向きの排気流が圧力脈動によって生じるときに、燃料
の噴射を休止させるようにすればよい。また、このよう
に噴射を休止させるのではなく、噴射量を適宜減量する
ようにしてもよい。例えばこの場合には、燃料を間欠的
に噴射するようにし、第3気筒#3が排気行程にある期
間は他の期間よりも噴射量を減量する。
In the second embodiment, when the crankshaft rotates from the compression top dead center TDC of the third cylinder # 3 by the predetermined crank angle θB, that is, when the third cylinder # 3 is in the exhaust stroke, the Although the injection is paused, the point is that the injection of fuel may be paused when the exhaust flow in the direction opposite to the direction of the fuel injected from the injection nozzle 5 is caused by the pressure pulsation. Further, instead of stopping the injection in this way, the injection amount may be appropriately reduced. For example, in this case, the fuel is intermittently injected, and the injection amount is reduced during the period in which the third cylinder # 3 is in the exhaust stroke, compared to the other periods.

【0073】・上記各実施形態では、機関負荷から排気
温度、ひいては触媒12の温度を推定するようにし、こ
の機関負荷をアクセル開度によって検出するようにし
た。ここで、機関負荷が増大すると、エンジン運転状態
を示す下記のパラメータには以下の傾向がみられる。
In each of the above-described embodiments, the exhaust temperature, and hence the temperature of the catalyst 12, is estimated from the engine load, and this engine load is detected by the accelerator opening. Here, when the engine load increases, the following tendencies are observed in the following parameters indicating the engine operating state.

【0074】・スロットル弁16の開度は増大する、 ・EGR弁15の開度は小さくなる、 ・排気中の酸素濃度は低下する、 ・排気中のNOx濃度は高くなる、 ・排気中のTHC濃度(分子量の異なるHCの総濃度)
は高くなる、 ・排気通路内の排圧は増加する、 そこで、上記運転状態を示すパラメータのうちの少なく
ともいずれか1つとエンジン回転速度とを利用して、排
気温度を推定することもできる。
The opening of the throttle valve 16 increases, the opening of the EGR valve 15 decreases, the oxygen concentration in the exhaust decreases, the NOx concentration in the exhaust increases, the THC in the exhaust Concentration (total concentration of HC with different molecular weight)
The exhaust pressure in the exhaust passage increases. Therefore, the exhaust temperature can be estimated using at least one of the parameters indicating the operating state and the engine rotation speed.

【0075】また、吸気通路内や気筒内に噴射される燃
料噴射量は、気筒内で発生する機関熱と相関を有してい
るため、燃料噴射量に基づいて排気温度を推定すること
もできる。
Since the fuel injection amount injected into the intake passage and the cylinder has a correlation with the engine heat generated in the cylinder, the exhaust temperature can be estimated based on the fuel injection amount. .

【0076】また、エキゾーストマニホールド8や排気
通路26に排気温度センサを設置して、直接排気温度を
測定してもよい。 ・上記各実施形態では、噴射ノズル5をシリンダヘッド
2に取り付けているが、触媒12の上流側であればその
取付位置は任意である。
Further, an exhaust gas temperature sensor may be installed in the exhaust manifold 8 or the exhaust passage 26 to directly measure the exhaust gas temperature. -In each above-mentioned embodiment, although injection nozzle 5 is attached to cylinder head 2, if it is an upstream side of catalyst 12, the attachment position will be arbitrary.

【0077】・上記各実施形態における内燃機関はディ
ーゼルエンジンであった。しかし、燃料を排気中に噴射
するガソリンエンジンにも上記各実施形態は適用可能で
あり、この場合にも上記各実施形態に準ずる効果を得る
ことができる。
The internal combustion engine in each of the above embodiments was a diesel engine. However, each of the above-described embodiments can be applied to a gasoline engine that injects fuel into the exhaust gas, and in this case as well, effects similar to those of each of the above-described embodiments can be obtained.

【0078】・上記各実施形態における排気用触媒の燃
料供給装置は、触媒12が活性化する活性化温度領域に
あるときに還元剤としての燃料噴射を行うことを前提と
し、この活性化温度領域に加えて同触媒12が活性化温
度領域よりも高い高温領域にあるときも噴射ノズル5か
らの燃料噴射を実行するようにしている。これに対し
て、例えば、触媒12の温度が同触媒12に付着するす
すの自己発火温度よりも低い低温領域にあるときに同す
すの自己発火を促進するための燃料噴射を行うことを前
提とする排気用触媒の燃料供給装置において、この低温
領域に加えて同触媒12が低温領域よりも高い高温領域
にあるときも噴射ノズル5からの燃料噴射を実行するよ
うにしてもよい。すなわち、図3において、NOx還元
上限温度をすすの自己着火温度と置き換えてみた場合、
斜線を付した領域、すなわち低負荷低回転領域ではすす
の自己発火を促進するための燃料噴射が行われる。一
方、それ以外の領域、すなわち高負荷高回転領域では噴
射ノズル5の先端部分におけるデポジットの生成を抑制
するための燃料噴射が行われるようにしてもよい。
The fuel supply device for the exhaust catalyst in each of the above-described embodiments is premised on that fuel is injected as a reducing agent when the catalyst 12 is in the activation temperature region where the catalyst 12 is activated. In addition, the fuel injection from the injection nozzle 5 is executed even when the catalyst 12 is in a high temperature region higher than the activation temperature region. On the other hand, for example, when the temperature of the catalyst 12 is in a low temperature region lower than the self-ignition temperature of the soot adhering to the catalyst 12, it is premised that fuel injection is performed to promote self-ignition of the soot. In the fuel supply device for the exhaust catalyst, the fuel injection from the injection nozzle 5 may be executed when the catalyst 12 is in a high temperature region higher than the low temperature region in addition to the low temperature region. That is, in FIG. 3, when the NOx reduction upper limit temperature is replaced with the soot self-ignition temperature,
In the shaded region, that is, in the low load and low rotation region, fuel injection is performed to promote soot self-ignition. On the other hand, in the other region, that is, in the high load and high rotation region, fuel injection may be performed to suppress the generation of deposits at the tip portion of the injection nozzle 5.

【0079】・また、こうした排気用触媒の燃料供給装
置において触媒12が上記高温領域にあることは、前記
第1の実施形態と同様にアクセル開度とエンジン回転速
度とに基づいて推定することができる。その他、この排
気用触媒の燃料供給装置においても上記の各変更例に示
した構成を採用することができる。
The fact that the catalyst 12 is in the high temperature range in the exhaust catalyst fuel supply device can be estimated based on the accelerator opening and the engine rotation speed, as in the first embodiment. it can. In addition, the structure shown in each of the above-described modifications can be adopted also in the fuel supply device for the exhaust catalyst.

【0080】・更にこの排気用触媒の燃料供給装置にあ
っては触媒12のすす堆積量を機関運転状態等に基づい
て推定し、この推定されたすす堆積量が所定量以上であ
ることを条件に先の低温領域における燃料噴射を行うよ
うにしてもよい。
Further, in this exhaust catalyst fuel supply device, the soot accumulation amount of the catalyst 12 is estimated based on the engine operating condition and the like, and the condition is that the estimated soot accumulation amount is not less than a predetermined amount. First, fuel injection may be performed in the low temperature region.

【0081】また、触媒12におけるすす堆積量が増大
すると、排気が同触媒12を通過するときの圧力損失が
増大するため、触媒12の前後における排気圧の差圧が
大きくなる。そこで、排気通路26において触媒12の
前後に圧力センサを設け、この圧力センサにより検出さ
れる排気圧の差が所定値を超えたときにすす堆積量が所
定量以上である旨、推定するようにしてもよい。
When the amount of accumulated soot on the catalyst 12 increases, the pressure loss when the exhaust gas passes through the catalyst 12 increases, and the differential pressure of the exhaust pressure before and after the catalyst 12 increases. Therefore, a pressure sensor is provided in front of and behind the catalyst 12 in the exhaust passage 26, and when the difference in exhaust pressure detected by the pressure sensor exceeds a predetermined value, it is estimated that the soot accumulation amount is equal to or more than a predetermined amount. May be.

【0082】・上記各実施形態や各変更例における燃料
は、触媒の排気浄化作用及びすすの自己発火を促進させ
る作用のうちの少なくともいずれか一方を呈する内燃機
関用の燃料であれば、どのようなものでもよい。この場
合にも、上記各実施形態や各変更例に準ずる効果を得る
ことができる。
If the fuel in each of the above-described embodiments and modifications is a fuel for an internal combustion engine that exhibits at least one of an exhaust purification action of a catalyst and an action of promoting self-ignition of soot, It can be anything. Also in this case, it is possible to obtain the effects similar to those of the above-described embodiments and modifications.

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

【図1】ディーゼルエンジン、及びこれに適用される排
気用触媒の燃料供給装置の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a diesel engine and a fuel supply device for an exhaust catalyst applied to the diesel engine.

【図2】噴射ノズルが取り付けられる排気ポートの断面
図。
FIG. 2 is a sectional view of an exhaust port to which an injection nozzle is attached.

【図3】エンジン回転速度及び出力トルク(負荷)に対
する排気温度の傾向、及びNOx還元のための燃料噴射
が行われる領域を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a tendency of an exhaust temperature with respect to an engine speed and an output torque (load), and a region where fuel injection for NOx reduction is performed.

【図4】排気温度と噴射ノズル5の先端温度との関係を
示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the exhaust temperature and the tip temperature of the injection nozzle 5.

【図5】ノズル先端温度と流量低下率との関係を示すグ
ラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between nozzle tip temperature and flow rate decrease rate.

【図6】機関運転パターンと流量低下率との関係を示す
説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between an engine operation pattern and a flow rate decrease rate.

【図7】パターンL―Hでの運転状態における、噴射ノ
ズル5の先端温度と燃料の噴射態様とを示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a tip temperature of the injection nozzle 5 and a fuel injection mode in an operation state of patterns LH.

【図8】エンジン回転速度及び出力トルク(負荷)に対
するすすの発生傾向を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a tendency of soot generation with respect to engine rotation speed and output torque (load).

【図9】本実施形態による排気用触媒の燃料供給装置の
高温領域噴射制御処理を示すフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing a high temperature region injection control process of the exhaust catalyst fuel supply device according to the present embodiment.

【図10】本実施形態における噴射期間τと噴射間隔T
を求めるための演算用マップ。
FIG. 10 shows an injection period τ and an injection interval T in this embodiment.
A calculation map for obtaining.

【図11】高温領域噴射制御処理による燃料の噴射及び
休止の態様を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a mode of fuel injection and suspension by high temperature region injection control processing.

【図12】第1の実施形態における燃料の噴射態様を示
す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in the first embodiment.

【図13】第1の実施形態による流量低下の抑制を示す
グラフ。
FIG. 13 is a graph showing suppression of reduction in flow rate according to the first embodiment.

【図14】噴射ノズル先端にすすが付着する態様を示す
模式図。
FIG. 14 is a schematic view showing a mode in which soot is attached to the tip of the injection nozzle.

【図15】第2の実施形態における燃料の噴射態様を示
す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in the second embodiment.

【図16】NOx還元のための燃料噴射を行う運転領域
とデポジットの生成抑制のための燃料噴射を行う運転領
域とを示す概念図。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing an operating region for injecting fuel for NOx reduction and an operating region for injecting fuel for suppressing deposit generation.

【図17】その他の実施形態における燃料の噴射態様を
示す説明図。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…吸気通路、4
a〜4d…燃料噴射弁、5…噴射ノズル、6a〜6d…
排気ポート、7…インテークマニホールド、8…エキゾ
ーストマニホールド、9…コモンレール、10…サプラ
イポンプ、11…ターボチャージャ、12…触媒、13
…EGR通路、14…EGRクーラ、15…EGR弁、
16…スロットル弁、17…アクチュエータ、18…イ
ンタークーラ、19…エアフロメータ、20…スロット
ル開度センサ、21…空燃比センサ、22…気筒判別セ
ンサ、23…クランク角センサ、24…アクセル開度セ
ンサ、25…電子制御装置(ECU)、26…排気通
路、27…燃料供給管、28…噴射孔、29…排気温度
センサ、#1…第1気筒、#2…第2気筒、#3…第3
気筒、#4…第4気筒。
1 ... Engine, 2 ... Cylinder head, 3 ... Intake passage, 4
a-4d ... Fuel injection valve, 5 ... Injection nozzle, 6a-6d ...
Exhaust port, 7 ... Intake manifold, 8 ... Exhaust manifold, 9 ... Common rail, 10 ... Supply pump, 11 ... Turbocharger, 12 ... Catalyst, 13
... EGR passage, 14 ... EGR cooler, 15 ... EGR valve,
16 ... Throttle valve, 17 ... Actuator, 18 ... Intercooler, 19 ... Air flow meter, 20 ... Throttle opening sensor, 21 ... Air-fuel ratio sensor, 22 ... Cylinder discrimination sensor, 23 ... Crank angle sensor, 24 ... Accelerator opening sensor , 25 ... Electronic control unit (ECU), 26 ... Exhaust passage, 27 ... Fuel supply pipe, 28 ... Injection hole, 29 ... Exhaust temperature sensor, # 1 ... First cylinder, # 2 ... Second cylinder, # 3 ... Three
Cylinder # 4 ... the fourth cylinder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成田 守男 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA01 BA24 DA10 DA14 DA19 EC02 EC03 FA10 FA28 FA29 FA33 FA37 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06 BA07 BA14 CA18 CB03 DA01 DA08 DC05 EA01 EA05 EA07 EA17 EA32 EA33 EA34 FB02 FB03 HA04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Morio Narita             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Car Co., Ltd. F term (reference) 3G084 AA01 BA24 DA10 DA14 DA19                       EC02 EC03 FA10 FA28 FA29                       FA33 FA37                 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06                       BA07 BA14 CA18 CB03 DA01                       DA08 DC05 EA01 EA05 EA07                       EA17 EA32 EA33 EA34 FB02                       FB03 HA04

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の排気系に設けられて触媒に燃料
を噴射供給する噴射ノズルを備え、前記触媒が活性化す
る活性化温度領域にあるときに前記噴射ノズルによる燃
料の噴射供給を実行する排気用触媒の燃料供給装置にお
いて、 前記触媒が前記活性化温度領域よりも高い高温領域にあ
るときに、前記噴射ノズルによる前記燃料の噴射供給を
実行する噴射制御手段を備えることを特徴とする排気用
触媒の燃料供給装置。
1. An injection nozzle provided in an exhaust system of an internal combustion engine for injecting fuel to a catalyst, the injection nozzle supplying the fuel when the catalyst is in an activation temperature region where the catalyst is activated. In the fuel supply device for the exhaust catalyst, the injection control means for performing the injection supply of the fuel by the injection nozzle when the catalyst is in a high temperature region higher than the activation temperature region is provided. Exhaust catalyst fuel supply device.
【請求項2】内燃機関の排気系に設けられて触媒に燃料
を噴射供給する噴射ノズルを備え、前記触媒の温度が同
触媒に付着するすすの自己発火温度よりも低い低温領域
にあるときに前記噴射ノズルによる燃料の噴射供給を実
行する排気用触媒の燃料供給装置において、 前記触媒が前記低温領域よりも高い高温領域にあるとき
に、前記噴射ノズルによる前記燃料の噴射供給を実行す
る噴射制御手段を備えることを特徴とする排気用触媒の
燃料供給装置。
2. An injection nozzle provided in an exhaust system of an internal combustion engine for injecting fuel to a catalyst, wherein the temperature of the catalyst is in a low temperature region lower than an autoignition temperature of soot adhering to the catalyst. In a fuel supply device for an exhaust catalyst that executes fuel injection and supply by the injection nozzle, injection control that executes injection and supply of the fuel by the injection nozzle when the catalyst is in a high temperature region higher than the low temperature region. A fuel supply device for an exhaust gas catalyst, comprising:
【請求項3】前記噴射制御手段は、機関運転状態に基づ
いて前記触媒が前記高温領域にあることを判断する請求
項1または2に記載の排気用触媒の燃料供給装置。
3. The fuel supply device for an exhaust catalyst according to claim 1, wherein the injection control means determines that the catalyst is in the high temperature region based on an engine operating state.
【請求項4】内燃機関の排気系に設けられて触媒に燃料
を噴射供給する噴射ノズルを備え、前記触媒が活性化す
る活性化温度領域にあるときに前記噴射ノズルによる燃
料の噴射供給を機関運転状態に基づいて設定される噴射
期間及び噴射間隔をもって間欠的に実行する排気用触媒
の燃料供給装置において、 前記設定される噴射間隔中に前記設定される噴射期間よ
りも短い噴射期間にて燃料の噴射供給を実行する噴射制
御手段を備えることを特徴とする排気用触媒の燃料供給
装置。
4. An engine is provided with an injection nozzle provided in an exhaust system of an internal combustion engine for injecting fuel to a catalyst, and injecting fuel by the injection nozzle when the catalyst is in an activation temperature region where the catalyst is activated. In an exhaust catalyst fuel supply device that intermittently executes with an injection period and an injection interval set based on an operating state, a fuel is supplied in an injection period shorter than the set injection period during the set injection interval. A fuel supply device for an exhaust catalyst, comprising: an injection control unit that executes the injection supply of
【請求項5】内燃機関の排気系に設けられて触媒に燃料
を噴射供給する噴射ノズルを備え、前記触媒の温度が同
触媒に付着するすすの自己発火温度よりも低い低温領域
にあるときに前記噴射ノズルによる燃料の噴射供給を機
関運転状態に基づいて設定される噴射期間及び噴射間隔
をもって間欠的に実行する排気系燃料供給装置におい
て、 前記設定される噴射間隔中に前記設定される噴射期間よ
りも短い噴射期間にて燃料の噴射供給を実行する噴射制
御手段を備えることを特徴とする排気用触媒の燃料供給
装置。
5. An injection nozzle provided in an exhaust system of an internal combustion engine for injecting fuel to a catalyst, wherein the temperature of the catalyst is in a low temperature region lower than an autoignition temperature of soot adhering to the catalyst. In an exhaust system fuel supply device for intermittently performing fuel injection supply by the injection nozzle with an injection period and an injection interval set based on an engine operating state, the injection period set during the set injection interval A fuel supply device for an exhaust catalyst, comprising an injection control means for performing fuel injection supply in a shorter injection period.
【請求項6】前記機関運転状態として、アクセル開度、
スロットル開度、EGR弁開度、排気中の酸素濃度、排
気中のNOx濃度、排気中のTHC濃度、排気通路内の
圧力のうち少なくとも1つと、機関回転速度とが検出さ
れる請求項3に記載の排気用触媒の燃料供給装置。
6. An accelerator opening degree as the engine operating state,
At least one of the throttle opening, the EGR valve opening, the oxygen concentration in the exhaust gas, the NOx concentration in the exhaust gas, the THC concentration in the exhaust gas, the pressure in the exhaust passage, and the engine speed are detected. A fuel supply device for the exhaust gas catalyst according to claim 1.
【請求項7】前記機関運転状態として排気温度が検出さ
れる請求項3に記載の排気用触媒の燃料供給装置。
7. The fuel supply device for an exhaust gas catalyst according to claim 3, wherein an exhaust gas temperature is detected as the engine operating state.
【請求項8】前記機関運転状態として燃料噴射量が検出
される請求項3に記載の排気用触媒の燃料供給装置。
8. The fuel supply device for an exhaust catalyst according to claim 3, wherein a fuel injection amount is detected as the engine operating state.
【請求項9】前記噴射制御手段は、前記噴射ノズルから
噴射される燃料の向きと逆向きの排気流が排気の圧力脈
動によって前記排気系に形成されるときに前記噴射ノズ
ルによる燃料の噴射供給を一時休止する請求項1から8
のいずれかに記載の排気用触媒の燃料供給装置。
9. The injection control means supplies injection of fuel by the injection nozzle when an exhaust flow in a direction opposite to the direction of the fuel injected from the injection nozzle is formed in the exhaust system by pressure pulsation of exhaust gas. 9. The method for suspending
7. A fuel supply device for an exhaust catalyst according to any one of 1.
【請求項10】前記噴射ノズルは前記内燃機関の特定の
気筒に対応する排気系に設けられ、前記噴射制御手段は
前記特定の気筒における排気タイミングに基づいて前記
燃料の噴射供給時期を設定する請求項1から9のいずれ
かに記載の排気用触媒の燃料供給装置。
10. The injection nozzle is provided in an exhaust system corresponding to a specific cylinder of the internal combustion engine, and the injection control means sets an injection supply timing of the fuel based on an exhaust timing of the specific cylinder. Item 10. An exhaust catalyst fuel supply device according to any one of items 1 to 9.
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