JP2007255371A - Injection control method of reducing agent for exhaust gas - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reduction in the effect due to exhaust gas recirculation, by operating a reducing agent injection valve, when a cylinder nearest to a communicating position of a recirculating pipe is on an exhaust stroke. <P>SOLUTION: In this injection control method, an internal combustion engine has a plurality of cylinders, and has an exhaust manifold having a pipe aggregation part of aggregating respective pipes individually communicating with respective exhaust ports corresponding to the respective cylinders and the recirculating pipe communicating with the exhaust manifold and recirculating exhaust gas to an intake system, and is formed by arranging the reducing agent injection valve of injecting a reducing agent for exhaust gas into the exhaust manifold in a first part among two parts of sandwiching the pipe aggregation part, and is formed by communicating the recirculating pipe with a second part existing in the opposite direction of the first part. When recirculating the exhaust gas to the intake system, when the cylinder positioned on the recirculating pipe side more than the pipe aggregation part is on the exhaust stroke, the reducing agent injection valve is operated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するために排気系に噴射される排気ガス用還元剤の噴射制御方法に関するものである。   The present invention relates to an injection control method of a reducing agent for exhaust gas injected into an exhaust system in order to purify exhaust gas of an internal combustion engine.

従来、例えば自動車などの車両に搭載される内燃機関、特にはディーゼルエンジンにおいては、排気ガスを浄化するための触媒を備え、さらに排気ガス中の窒素酸化物を低減するために、排気ガスを吸気系に還流するための排気ガス再循環装置を備えるものが知られている。近年にあっては、このような構成においてさらに、触媒が窒素酸化物を吸収し、その吸収量が限界量を超えることによりその機能が低下することに着目して、少なくとも触媒に吸収された窒素酸化物を還元するために、排気系に排気ガス用還元剤を噴射するように構成したものが知られている。   Conventionally, for example, an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, particularly a diesel engine, is provided with a catalyst for purifying exhaust gas, and exhaust gas is sucked in order to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas. One having an exhaust gas recirculation device for recirculation to the system is known. In recent years, in such a configuration, the catalyst further absorbs nitrogen oxides, and its function is reduced due to the absorption amount exceeding the limit amount, so that at least the nitrogen absorbed by the catalyst is reduced. In order to reduce oxides, an exhaust gas reducing agent is injected into the exhaust system.

このような還元剤を噴射するものとして、例えば特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1に記載のものは、排気マニホルドと排気管とを排気集合管により連通させ、排気マニホルドの排気集合管との連通部位の近傍に排気ガス用還元剤を噴射する還元剤噴射弁を取り付け、排気集合管の連通部位とは反対側の排気マニホルドの端部位に排気ガスを吸気マニホルドに再循環させる再循環管路を接続し、排気集合管の連通部位に近い気筒が排気行程の時に排気ガス用還元剤を噴射することにより、霧化した排気ガス用還元剤を排気流に乗せて下流に流すように構成するものである。このような構成を採用することにより、排気ガス用還元剤が再循環管路に流入することを回避するようにしている。
特開2001−280125号公報
As what injects such a reducing agent, the thing of patent document 1 is known, for example. In the device disclosed in Patent Document 1, an exhaust manifold and an exhaust pipe are communicated with each other through an exhaust collecting pipe, and a reducing agent injection valve for injecting a reducing agent for exhaust gas is attached in the vicinity of the communicating portion of the exhaust manifold with the exhaust collecting pipe. A recirculation line that recirculates exhaust gas to the intake manifold is connected to the end portion of the exhaust manifold opposite to the exhaust manifold connection site, and the cylinder close to the exhaust manifold communication site is exhausted during the exhaust stroke. By atomizing the reducing agent for gas, the atomized reducing agent for exhaust gas is put on the exhaust flow and flows downstream. By adopting such a configuration, the exhaust gas reducing agent is prevented from flowing into the recirculation pipeline.
JP 2001-280125 A

通常、ディーゼルエンジンであればそのディーゼルエンジンが使用している燃料を排気ガス用還元剤として使用するものである。上述した特許文献1のものでは、還元剤噴射弁に近い位置の気筒が排気ガスを排出する場合に排気ガス用還元剤つまり燃料を噴射するので、排気ガスの排気温度が高い状態で燃料が排気ガスに接触するものとなる。それゆえに燃料は効果的に霧化することができ、排気温度が高い場合その一部は燃焼することがあり、多くは排気ガスとともに排気マニホルド内に拡散して滞留するような状態になる。   Usually, if it is a diesel engine, the fuel which the diesel engine uses is used as a reducing agent for exhaust gas. In the above-mentioned Patent Document 1, since the exhaust gas reducing agent, that is, the fuel is injected when the cylinder close to the reducing agent injection valve discharges the exhaust gas, the fuel is exhausted in a state where the exhaust gas has a high exhaust temperature. It comes in contact with the gas. Therefore, the fuel can be atomized effectively, and if the exhaust gas temperature is high, a part of the fuel may burn, and most of the fuel diffuses and stays in the exhaust manifold together with the exhaust gas.

このように、燃料が排気ガスに含まれた状態で排気マニホルド内に拡散して滞留するような状態においては、他の気筒が排気行程において排気ガスを排出した場合に、燃料を含んだ排気ガスが再循環管路に流入することになる。このため、吸入空気中に未燃焼燃料が混入することとなり、本来の排気ガス再循環の効果を損なう可能性が生じた。   Thus, in a state where the fuel is contained in the exhaust gas and diffused and stays in the exhaust manifold, the exhaust gas containing the fuel is discharged when the other cylinders exhaust the exhaust gas in the exhaust stroke. Will flow into the recirculation line. For this reason, unburned fuel is mixed in the intake air, which may impair the original exhaust gas recirculation effect.

そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。   Therefore, the present invention aims to eliminate such problems.

すなわち、本発明の排気ガス用還元剤の噴射制御方法は、複数の気筒を備え、それぞれの気筒に対応する排気ポートそれぞれに個別に連通する各管路が集合する管路集合部を備える排気多枝管と排気多枝管に連通し排気ガスを吸気系に還流させるための還流管路とを備え、管路集合部を挟む二つの部位のうち第一の部位に排気ガス用還元剤を排気多枝管内に噴射する還元剤噴射弁を設けるとともに、第一の部位とは反対方向にある第二の部位に還流管路を連通させてなる内燃機関において、排気ガスの吸気系への還流を実行中は、管路集合部よりも還流管路側に位置する気筒が排気行程にある時に、還元剤噴射弁を作動させることを特徴とする。   That is, the exhaust gas reducing agent injection control method according to the present invention includes a plurality of cylinders and a plurality of exhaust pipes each having a pipe collecting portion in which pipes communicating individually with the exhaust ports corresponding to the respective cylinders are gathered. A recirculation pipe for recirculating the exhaust gas to the intake system, communicating with the branch pipe and the exhaust multi-branch pipe, and exhausting a reducing agent for exhaust gas into the first part of the two parts sandwiching the pipe collecting portion In an internal combustion engine in which a reducing agent injection valve for injecting into a multi-branch pipe is provided and a reflux pipe is connected to a second part opposite to the first part, the exhaust gas is returned to the intake system. During execution, the reducing agent injection valve is operated when a cylinder located on the reflux line side of the pipe line collecting part is in the exhaust stroke.

本発明において、排気ガス用還元剤としては、HCを含む液体であればよく、具体的には、ガソリンや軽油などの燃料が挙げられる。この場合、その供給の容易性を考慮するならば、内燃機関において使用される燃料に一致させることである。つまり、内燃機関がガソリンを燃料とする火花点火式のものであるならば、排気ガス用還元剤としてはガソリンを、また内燃機関が軽油を燃料とするディーゼルエンジンであるならば、排気ガス用還元剤としては軽油をそれぞれ適用するものである。   In the present invention, the reducing agent for exhaust gas may be a liquid containing HC, and specifically includes fuels such as gasoline and light oil. In this case, if the ease of supply is taken into consideration, it is necessary to match the fuel used in the internal combustion engine. That is, if the internal combustion engine is a spark ignition type fuel that uses gasoline as fuel, the exhaust gas reducing agent is gasoline, and if the internal combustion engine is a diesel engine that uses light oil as fuel, exhaust gas reduction. As the agent, light oil is applied.

このような構成であれば、排気ガスを吸気系に還流している内燃機関の運転状態で、排気多枝管の管路集合部よりも還流管路側に位置する気筒が排気行程にある時に、排気ガス用還元剤を還元剤噴射弁から排気多枝管内に噴射することになる。噴射された排気ガス用還元剤は、排気ガスに混入して排気多枝管の管路集合部に向かって流れる。この場合に、管路集合部よりも還流管路側に位置する気筒が排気行程にあるので、この気筒から排出される排気ガスが還流管路に流入しようとする排気ガスに対して抵抗となる。したがって、微粒子状になったり霧化した排気ガス用還元剤が混在した排気ガスが吸気系に流入することを防止することが可能になる。   With this configuration, when the exhaust gas is recirculated to the intake system and the cylinder located on the recirculation line side of the exhaust manifold branch line is in the exhaust stroke in the operating state of the internal combustion engine, The exhaust gas reducing agent is injected into the exhaust multi-branch pipe from the reducing agent injection valve. The injected exhaust gas reducing agent is mixed into the exhaust gas and flows toward the pipe assembly of the exhaust multi-branch pipe. In this case, since the cylinder located closer to the reflux line than the line collection part is in the exhaust stroke, the exhaust gas discharged from this cylinder becomes a resistance against the exhaust gas that is about to flow into the return line. Therefore, it becomes possible to prevent the exhaust gas mixed with the reducing agent for exhaust gas that has become fine particles or atomized from flowing into the intake system.

排気ガス用還元剤が混在した排気ガスの吸気系への流入をより効果的に防止するためには、還流管路の連通位置に最も近い気筒が排気行程である時に還元剤噴射弁を作動させる構成が好ましい。   In order to more effectively prevent the exhaust gas mixed with the exhaust gas reducing agent from flowing into the intake system, the reducing agent injection valve is operated when the cylinder closest to the communication position of the reflux line is in the exhaust stroke. A configuration is preferred.

本発明は、以上説明したような構成であるので、排気ガスを吸気系に還流している内燃機関の運転状態において、排気ガスを還元するために排気ガスに対して噴射した排気ガス用還元剤が混在した排気ガスが吸気系に流入することを防止するができ、排気ガス用還元剤により排気ガス再循環による効果が低下することを確実に防止することができる。   Since the present invention is configured as described above, the exhaust gas reducing agent injected into the exhaust gas to reduce the exhaust gas in the operating state of the internal combustion engine that recirculates the exhaust gas to the intake system. Can be prevented from flowing into the intake system, and the exhaust gas reductant can reliably prevent the effect of exhaust gas recirculation from being reduced.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施形態は、内燃機関としての、ターボチャージャ1を備えた多気筒例えば直列4気筒のディーゼルエンジン100に適用するものである。ディーゼルエンジン100の本体2自体は、当該分野で広く知られたものであってよく、その本体2に対してターボチャージャ1、排気ガス再循環装置3、排気ガス用還元剤を噴射するための還元剤噴射弁である還元剤添加弁4、排気ガス浄化装置5等を備えるものである。   This embodiment is applied to a multi-cylinder, for example, in-line four-cylinder diesel engine 100 having a turbocharger 1 as an internal combustion engine. The body 2 itself of the diesel engine 100 may be widely known in the field, and the reduction for injecting the turbocharger 1, the exhaust gas recirculation device 3, and the exhaust gas reducing agent to the body 2. It is provided with a reducing agent addition valve 4 and an exhaust gas purification device 5 which are agent injection valves.

具体的には、ディーゼルエンジン100は、第一気筒21から第四気筒24を直列に備える本体2と、第一気筒21から第四気筒24に対応する排気ポートP1、P2、P3、P4それぞれに個別に連通する管路である各枝管61、62、63、64をターボチャージャ1との接続端を構成する管路集合部65で集合させてなる排気多枝管6と、各気筒21、22、23、24の吸気ポートP5、P6、P7、P8に連通する吸気多枝管7と、排気多枝管6と吸気多枝管7との間に配設されるターボチャージャ1と、ターボチャージャ1から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置5と、排気多枝管6の第一の部位66に取り付けられる還元剤添加弁4とを備えている。   Specifically, the diesel engine 100 includes a main body 2 having a first cylinder 21 to a fourth cylinder 24 in series, and exhaust ports P1, P2, P3, and P4 corresponding to the first cylinder 21 to the fourth cylinder 24, respectively. An exhaust multi-branch pipe 6 in which the branch pipes 61, 62, 63, 64, which are individually communicating pipes, are gathered by a pipe gathering portion 65 constituting a connection end with the turbocharger 1, and each cylinder 21, An intake multi-branch pipe 7 communicating with the intake ports P5, P6, P7, P8 of 22, 23, and 24; a turbocharger 1 disposed between the exhaust multi-branch pipe 6 and the intake multi-branch pipe 7; An exhaust gas purifying device 5 for purifying exhaust gas discharged from the charger 1 and a reducing agent addition valve 4 attached to a first portion 66 of the exhaust multi-branch pipe 6 are provided.

本体2は、第一気筒21から第四気筒24のそれぞれのシリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁8を備えている。なお、図1においては、作図の都合上、第四気筒24にのみ燃料噴射弁8を図示している。この本体2に対して、吸気系を構成する吸気多枝管7が取り付けられ、吸気多枝管7にはスロットルバルブ81を有するスロットルボディ8が取り付けられている。スロットルボディ8には、インタークーラ9を有してターボチャージャ1のコンプレッサ11の出口に接続される吸気管路IPが接続される。また、吸気多枝管7の第四気筒24側の部位には、排気ガス再循環装置3を構成するEGRバルブ31を介して同装置3を構成する還流管路であるEGRパイプ32の一方の端部が接続される。なお、ターボチャージャ1のコンプレッサ12の入口には、エアクリーナACを有する吸入空気管路APが接続される。   The main body 2 includes a fuel injection valve 8 that injects fuel directly into each of the first cylinder 21 and the fourth cylinder 24. In FIG. 1, for convenience of drawing, the fuel injection valve 8 is shown only in the fourth cylinder 24. An intake multi-branch pipe 7 constituting an intake system is attached to the main body 2, and a throttle body 8 having a throttle valve 81 is attached to the intake multi-branch pipe 7. An intake pipe IP having an intercooler 9 and connected to the outlet of the compressor 11 of the turbocharger 1 is connected to the throttle body 8. In addition, at a portion of the intake multi-branch pipe 7 on the side of the fourth cylinder 24, one of EGR pipes 32, which is a reflux pipe constituting the apparatus 3, via an EGR valve 31 constituting the exhaust gas recirculation apparatus 3. The ends are connected. An intake air pipe AP having an air cleaner AC is connected to the inlet of the compressor 12 of the turbocharger 1.

また、本体2には、排気系を構成する排気多枝管6が取り付けられる。排気多枝管6は各気筒21、22、23、24に接続される枝管61、62、63、64が管路集合部65において集合するものであるが、この実施形態のディーゼルエンジン100は直列4気筒であるので、その管路集合部65が、平面上で見た場合に、第二気筒22からの枝管62と第三気筒23の枝管63との間の位置に存在するものである。排気多枝管6は、その管路集合部65の部分から、排気ガスが排気多枝管6外部つまりターボチャージャ1に排出されるものである。したがって、管路集合部65には、ターボチャージャ1のタービン12の入口が接続されるものである。なお、タービン12の出口には、排気ガス浄化装置5が接続される。   Further, an exhaust multi-branch pipe 6 constituting an exhaust system is attached to the main body 2. In the exhaust multi-branch pipe 6, branch pipes 61, 62, 63, 64 connected to the cylinders 21, 22, 23, 24 are gathered at a pipe collecting portion 65. Since it is an inline 4-cylinder, the pipe collecting portion 65 is present at a position between the branch pipe 62 from the second cylinder 22 and the branch pipe 63 of the third cylinder 23 when viewed on a plane. It is. The exhaust multi-branch pipe 6 is configured such that exhaust gas is discharged to the outside of the exhaust multi-branch pipe 6, that is, to the turbocharger 1 from the pipe collecting portion 65. Therefore, the inlet of the turbine 12 of the turbocharger 1 is connected to the pipe line collecting portion 65. An exhaust gas purification device 5 is connected to the outlet of the turbine 12.

そして、排気多枝管6の管路集合部65を挟む二つの部位のうちの第一の部位66である、第一気筒21側の端部部位に、還元剤添加弁4が取り付けてある。すなわちこの還元剤添加弁4は、第一気筒21の排気ポートP1に連通する枝管61の近傍に位置する端部部位に、還元剤である燃料を管路集合部65の方向に向けて噴射するように取り付けてある。この還元剤添加弁4は燃料を噴射するものであるので、それぞれの燃料噴射弁8に接続される燃料供給路(図示しない)に接続されるものである。   The reducing agent addition valve 4 is attached to an end portion on the first cylinder 21 side which is the first portion 66 of the two portions sandwiching the pipe collecting portion 65 of the exhaust multi-branch pipe 6. In other words, the reducing agent addition valve 4 injects fuel, which is a reducing agent, toward the pipe collecting portion 65 toward the end portion located in the vicinity of the branch pipe 61 communicating with the exhaust port P1 of the first cylinder 21. It is attached to do. Since the reducing agent addition valve 4 injects fuel, it is connected to a fuel supply path (not shown) connected to each fuel injection valve 8.

このような還元剤添加弁4の配置に対して、排気多枝管6の第一の部位66とは反対方向にある第二の部位67すなわち第四気筒24側の端部部位に、EGRパイプ32の他方の端部が接続される。この構造により、排気多枝管6と吸気多枝管7とがEGRパイプ32とEGRバルブ31とを介して選択的に連通するものである。なお、吸気多枝管7とEGRパイプ32との接続部位は特に規制されるものではない。   With respect to the arrangement of the reducing agent addition valve 4, the EGR pipe is connected to the second portion 67 in the direction opposite to the first portion 66 of the exhaust multi-branch pipe 6, that is, the end portion on the fourth cylinder 24 side. The other end of 32 is connected. With this structure, the exhaust multi-branch pipe 6 and the intake multi-branch pipe 7 are selectively communicated with each other via the EGR pipe 32 and the EGR valve 31. In addition, the connection part of the intake multi-branch pipe 7 and the EGR pipe 32 is not particularly restricted.

排気ガス浄化装置5は、酸化触媒51とNOx吸蔵還元触媒52とディーゼルパーティキュレートフィルタ53とが相互に間隔をあけてケーシング54内に直列で配置される構成である。それぞれの触媒51、52及びディーゼルパーティキュレートフィルタ53は、当該分野でよく知られたものを広く使用することができるものである。   The exhaust gas purification device 5 has a configuration in which an oxidation catalyst 51, a NOx occlusion reduction catalyst 52, and a diesel particulate filter 53 are arranged in series in a casing 54 with a space therebetween. As each of the catalysts 51 and 52 and the diesel particulate filter 53, those well known in the art can be widely used.

このような構成のディーゼルエンジン100に対して、その運転を制御するための電子制御装置ECUが運転状態を検出して、少なくとも燃料噴射弁8、還元剤添加弁4及びEGRバルブ31の作動を制御するものである。電子制御装置ECUは、図2に示すように、中央演算処理装置CPUと、記憶装置MEMと、入力インターフェースIIFと、出力インターフェースOIFとを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。基本的には、ディーゼルエンジン100の運転状態に応じて、つまりエンジン回転数やスロットルバルブ81の開度などを検出しその検出結果に基づいて判定した運転状態に応じて燃料噴射制御を実行するものである。そして、この実施形態においては、還元剤添加弁4の作動を制御するために、入力インターフェースIIFには、ディーゼルエンジン100の回転状態を検出するためのカムポジションセンサPSから出力される気筒判別信号とクランク角度基準位置信号とエンジン回転数信号とが入力される。一方、出力インターフェースOIFからは、燃料噴射弁8に対して燃料噴射信号が、還元剤添加弁4に対して還元剤噴射信号が、EGRバルブ31に対して開閉信号がそれぞれ出力されるようになっている。なお、図2においては、ディーゼルエンジン100の運転の制御に必要な基本的なセンサ類については、当該分野におけるものと同じ構成でよいので、図示及び説明を省略する。   An electronic control unit ECU for controlling the operation of the diesel engine 100 having such a configuration detects the operation state and controls the operation of at least the fuel injection valve 8, the reducing agent addition valve 4, and the EGR valve 31. To do. As shown in FIG. 2, the electronic control unit ECU is mainly composed of a microcomputer system including a central processing unit CPU, a storage device MEM, an input interface IIF, and an output interface OIF. Basically, the fuel injection control is executed in accordance with the operating state of the diesel engine 100, that is, the engine speed, the opening degree of the throttle valve 81, etc., and the operating state determined based on the detection result. It is. In this embodiment, in order to control the operation of the reducing agent addition valve 4, the input interface IIF has a cylinder discrimination signal output from the cam position sensor PS for detecting the rotational state of the diesel engine 100. A crank angle reference position signal and an engine speed signal are input. On the other hand, the output interface OIF outputs a fuel injection signal to the fuel injection valve 8, a reducing agent injection signal to the reducing agent addition valve 4, and an open / close signal to the EGR valve 31, respectively. ing. In FIG. 2, the basic sensors necessary for controlling the operation of the diesel engine 100 may be the same as those in the field, and thus illustration and description thereof are omitted.

以上の構成において、還元剤添加弁4は、排気ガスの一部を吸気系、具体的には吸気多枝管7に還流(再循環)させる排気ガス再循環動作を行っている場合にあっては、次に説明するように制御される。排気ガス再循環動作を実行している場合、EGRバルブ31はディーゼルエンジン100の運転状態に応じて開成するもので、通常、ディーゼルエンジン00が加速などによる過渡運転時である場合やアイドリング運転時である場合は閉成される。   In the above configuration, the reducing agent addition valve 4 performs an exhaust gas recirculation operation in which a part of the exhaust gas is recirculated (recirculated) to the intake system, specifically, the intake multi-branch pipe 7. Are controlled as described below. When the exhaust gas recirculation operation is being performed, the EGR valve 31 is opened according to the operating state of the diesel engine 100. Usually, the diesel engine 00 is in a transient operation due to acceleration or the like, or in an idling operation. If there is, it will be closed.

これに対して、還元剤添加弁4は、排気多枝管6の管路集合部65よりもEGRパイプ32側に位置する気筒が排気行程にある時に作動させるものである。この実施形態にあっては、管路集合部65は、平面視した場合の排気多枝管5の横方向のほぼ中央に位置するもので、上述したように第一気筒21側の第一の部位66に還元剤添加弁4が取り付けてあり、第四気筒24側の第二の部位67にEGRパイプ32が接続してあるので、第三気筒23または第四気筒24が排気行程にある時に還元剤添加弁4を作動させるものである。この実施形態においては、第三気筒23が排気行程にある場合のものについて説明する。   On the other hand, the reducing agent addition valve 4 is operated when a cylinder located closer to the EGR pipe 32 than the pipe collecting portion 65 of the exhaust multi-branch pipe 6 is in the exhaust stroke. In this embodiment, the pipe collecting portion 65 is located at substantially the center in the lateral direction of the exhaust multi-branch pipe 5 in plan view, and as described above, the first cylinder 21 side first side is located. Since the reducing agent addition valve 4 is attached to the part 66 and the EGR pipe 32 is connected to the second part 67 on the fourth cylinder 24 side, the third cylinder 23 or the fourth cylinder 24 is in the exhaust stroke. The reducing agent addition valve 4 is operated. In this embodiment, the case where the third cylinder 23 is in the exhaust stroke will be described.

還元剤添加弁4の駆動制御言い換えれば燃料の噴射制御を、図3を交えて説明する。なお、この噴射制御は、排気ガス再循環動作を実行している場合、つまりEGRバルブ31を運転状態に応じた開度で開成している場合に実行するものであって、EGRバルブ31を完全に閉成している場合は、以下に説明する噴射制御とは異なり、設定された運転状態の場合に設定された周期により還元剤添加弁4を作動させて(駆動して)燃料を噴射するものである。したがって、排気ガス再循環動作の実行は、EGRバルブ31の制御信号が出力されていることにより検出(判定)するものである。また、この実施形態のディーゼルエンジン100は、第一気筒21、第三気筒23、第四気筒24、第二気筒22の順に例えば排気行程が実行される。   Drive control of the reducing agent addition valve 4, in other words, fuel injection control will be described with reference to FIG. This injection control is executed when the exhaust gas recirculation operation is executed, that is, when the EGR valve 31 is opened at an opening degree corresponding to the operating state. When the valve is closed, unlike the injection control described below, the reducing agent addition valve 4 is actuated (driven) to inject fuel at the set cycle in the set operating state. Is. Therefore, the execution of the exhaust gas recirculation operation is detected (determined) based on the output of the control signal of the EGR valve 31. In the diesel engine 100 of this embodiment, for example, the exhaust stroke is executed in the order of the first cylinder 21, the third cylinder 23, the fourth cylinder 24, and the second cylinder 22.

まず、ステップS1では、第三気筒23が排気行程である(判定条件)か否かを気筒判別信号とクランク角度基準位置信号とに基づいて判定する。ステップS1において第三気筒23が排気行程であると判定した場合は、ステップS2にて還元剤添加弁4に駆動信号を出力して、還元剤添加弁4を作動させる。一方、ステップS1において、第三気筒23が排気行程でないと判定した場合には、ステップS1を繰り返し実行する。そして、ステップS3においては、EGRバルブ31が開成しているか否かを判定する。判定の結果が開成である場合には、ステップS1に戻り、開成していないつまり閉成していると判定した場合には、この制御を終了する。   First, in step S1, it is determined based on the cylinder discrimination signal and the crank angle reference position signal whether the third cylinder 23 is in the exhaust stroke (determination condition). If it is determined in step S1 that the third cylinder 23 is in the exhaust stroke, a drive signal is output to the reducing agent addition valve 4 in step S2 to operate the reducing agent addition valve 4. On the other hand, if it is determined in step S1 that the third cylinder 23 is not in the exhaust stroke, step S1 is repeatedly executed. In step S3, it is determined whether or not the EGR valve 31 is open. If the result of the determination is open, the process returns to step S1, and if it is determined that it is not open, that is, closed, this control is terminated.

ディーゼルエンジン100を始動して、EGRバルブ31が開成されて排気ガスの再循環動作を実行していると、この排気ガス用還元剤である燃料の噴射制御を実行するものである。そして、第一気筒21、第二気筒22及び第四気筒24が排気行程である場合は、ステップS1における判定条件とは異なるので、再度ステップS1を実行する。そして、第三気筒23が排気行程となったことをステップS1において判定すると、ステップS2において還元剤添加弁4を作動させて燃料を排気多枝管6内に噴射する。   When the diesel engine 100 is started and the EGR valve 31 is opened and the exhaust gas recirculation operation is executed, injection control of the fuel that is the exhaust gas reducing agent is executed. And when the 1st cylinder 21, the 2nd cylinder 22, and the 4th cylinder 24 are exhaust strokes, since it differs from the determination conditions in step S1, step S1 is performed again. When it is determined in step S1 that the third cylinder 23 has reached the exhaust stroke, the reducing agent addition valve 4 is operated in step S2 to inject fuel into the exhaust multi-branch pipe 6.

噴射された燃料は排気多枝管6内に滞留する排気ガスと混ざり合い排気多枝管6の内部に向かって拡散し、その一部は燃焼する。この場合に、第三気筒23が排気行程であるので、第三気筒23の排気ポートP3に連通する枝管63から排気ガスが排気多枝管6内に噴出する。このことにより、還元剤添加弁4とEGRパイプ32の接続部位である第二の部位67との間には、噴出した排気ガスが気体による壁のように作用して、燃料が混合した排気ガスがEGRパイプ32に流入することを抑制する。つまり、燃料の混合した排気ガスの大部分は、管路集合部65に向かって移動するが、その排気ガスの一部は、EGRバルブ31が開成していることにより第一気筒21から第四気筒24の方向つまりEGRパイプ32の接続部位に向かって移動しようとするが、第三気筒23の枝管63から噴出した排気ガスにより形成される排気ガス層あるいは排気ガス流により移動を阻止されることになる。   The injected fuel mixes with the exhaust gas staying in the exhaust multi-branch 6 and diffuses toward the inside of the exhaust multi-branch 6, and part of it burns. In this case, since the third cylinder 23 is in the exhaust stroke, the exhaust gas is jetted into the exhaust multi-branch pipe 6 from the branch pipe 63 communicating with the exhaust port P3 of the third cylinder 23. As a result, the discharged exhaust gas acts like a wall made of gas between the reducing agent addition valve 4 and the second portion 67 that is the connection portion of the EGR pipe 32, and the exhaust gas mixed with fuel. Is prevented from flowing into the EGR pipe 32. That is, most of the exhaust gas mixed with fuel moves toward the pipe collecting portion 65, but a part of the exhaust gas is transferred from the first cylinder 21 to the fourth by the EGR valve 31 being opened. It tries to move in the direction of the cylinder 24, that is, toward the connection part of the EGR pipe 32, but the movement is blocked by the exhaust gas layer formed by the exhaust gas ejected from the branch pipe 63 of the third cylinder 23 or the exhaust gas flow. It will be.

したがって、排気ガスの再循環動作を実行している場合であっても、排気ガス浄化装置5の状態に応じて適切に燃料を排気ガスに対して噴射することができる。また、還元剤添加弁4は、第三気筒23の排気行程で駆動されるので、エンジン回転数が同じである限り所定の間隔をあけて排気ガスの再循環動作の実行中に繰り返し燃料を噴射することができる。この結果、排気ガスの再循環による燃焼効果を妨げることなく、排気ガス浄化装置5の触媒51、52を還元することができ、排気ガスの浄化能力が低下することを確実に防止することができる。   Therefore, even when the exhaust gas recirculation operation is being performed, the fuel can be appropriately injected into the exhaust gas in accordance with the state of the exhaust gas purification device 5. Further, since the reducing agent addition valve 4 is driven in the exhaust stroke of the third cylinder 23, the fuel is repeatedly injected during execution of the exhaust gas recirculation operation at a predetermined interval as long as the engine speed is the same. can do. As a result, the catalysts 51 and 52 of the exhaust gas purification device 5 can be reduced without impeding the combustion effect due to the exhaust gas recirculation, and the exhaust gas purification ability can be reliably prevented from being lowered. .

また、この実施形態にあっては、排気ガス用還元剤として燃料を使用しているので、還元剤添加弁4から噴射された燃料が排気多枝管6内の排気ガスの温度により燃焼することがある。このように、噴射された燃料の少なくとも一部が燃焼することにより、排気ガスの温度が上昇すると、排気ガス浄化装置5内の温度を上昇させることができる。このため、排気ガス浄化装置5の各触媒51、52の温度を上昇させることができ、例えば始動後において、各触媒51、52を早期に活性化することができる。   In this embodiment, since fuel is used as the reducing agent for exhaust gas, the fuel injected from the reducing agent addition valve 4 burns at the temperature of the exhaust gas in the exhaust multi-branch pipe 6. There is. As described above, when at least a part of the injected fuel burns and the temperature of the exhaust gas rises, the temperature in the exhaust gas purification device 5 can be raised. For this reason, the temperature of each catalyst 51, 52 of the exhaust gas purification device 5 can be raised, and for example, after the start, each catalyst 51, 52 can be activated early.

なお、上記実施形態にあっては、第三気筒23が排気行程にある場合に還元剤添加弁4を作動させるものを説明したが、第三気筒23に代えて、EGRパイプ32の接続部位に最も近い気筒である第四気筒24が排気行程にある時に還元剤添加弁4を作動させるものであってよい。この場合にあっても、第四気筒24の排気ポートP4に連通する枝管64から噴出する排気ガスにより上述した排気ガスの壁(排気ガス流)が排気多枝管6内に形成されるので、排気ガス用還元剤(燃料)が混合された排気ガスがEGRパイプ32に流入することを確実に抑制することができる。   In the above embodiment, the description has been given of the case where the reducing agent addition valve 4 is operated when the third cylinder 23 is in the exhaust stroke, but instead of the third cylinder 23, the connection portion of the EGR pipe 32 is provided. The reducing agent addition valve 4 may be operated when the fourth cylinder 24 which is the closest cylinder is in the exhaust stroke. Even in this case, the exhaust gas wall (exhaust gas flow) is formed in the exhaust multi-branch pipe 6 by the exhaust gas ejected from the branch pipe 64 communicating with the exhaust port P4 of the fourth cylinder 24. The exhaust gas mixed with the exhaust gas reducing agent (fuel) can be reliably suppressed from flowing into the EGR pipe 32.

また、上記実施形態にあっては、管路集合部65を第二気筒22と第三気筒23との枝管62、63のほぼ中間となる位置に設けた排気多枝管6を説明したが、少なくとも第四気筒24に対応する枝管64が管路集合部65よりEGRパイプ32の接続部位に近い側に位置する構成のものであればよい。   Further, in the above embodiment, the exhaust multi-branch pipe 6 in which the pipe collecting portion 65 is provided at a position approximately in the middle of the branch pipes 62 and 63 of the second cylinder 22 and the third cylinder 23 has been described. As long as at least the branch pipe 64 corresponding to the fourth cylinder 24 is located closer to the connection part of the EGR pipe 32 than the pipe collecting part 65 suffices.

さらには、上記実施形態にあっては直列4気筒のディーゼルエンジン100を説明したが、直列三気筒、直列五気筒、直列六気筒などのディーゼルエンジン、さらにはこのような直列多気筒を並列配置したV型ディーゼルエンジンあるいは水平対向ディーゼルエンジンなどに適用するものであってよい。このような奇数気筒のエンジンにおいても、排気多枝管は、もっともEGRパイプの接続部位に近い気筒の枝管が管路集合部よりEGRパイプの接続部位に近い側に位置する構成のものであればよい。   Furthermore, in the above embodiment, the in-line four-cylinder diesel engine 100 has been described. However, in-line three-cylinder, in-line five-cylinder, in-line six-cylinder diesel engines, and such in-line multi-cylinders are arranged in parallel. The present invention may be applied to a V-type diesel engine or a horizontally opposed diesel engine. Even in such an odd-numbered cylinder engine, the exhaust multi-branch pipe may have a structure in which the branch pipe of the cylinder closest to the EGR pipe connection part is positioned closer to the EGR pipe connection part than the pipe assembly portion. That's fine.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の実施形態の概略構成を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Structure explanatory drawing which shows schematic structure of embodiment of this invention. 同実施形態の電子制御装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of the electronic control apparatus of the embodiment. 同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the control procedure of the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100…ディーゼルエンジン
4…還元剤添加弁
6…排気多枝管
7…吸気多枝管
21…第一気筒
22…第二気筒
23…第三気筒
24…第四気筒
32…EGRパイプ
65…管路集合部
66…第一の部位
67…第二の部位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Diesel engine 4 ... Reductant addition valve 6 ... Exhaust multi-branch pipe 7 ... Intake multi-branch pipe 21 ... 1st cylinder 22 ... 2nd cylinder 23 ... 3rd cylinder 24 ... 4th cylinder 32 ... EGR pipe 65 ... Pipe line Aggregation part 66 ... first part 67 ... second part

Claims (2)

複数の気筒を備え、それぞれの気筒に対応する排気ポートそれぞれに個別に連通する各管路が集合する管路集合部を備える排気多枝管と排気多枝管に連通し排気ガスを吸気系に還流させるための還流管路とを備え、管路集合部を挟む二つの部位のうち第一の部位に排気ガス用還元剤を排気多枝管内に噴射する還元剤噴射弁を設けるとともに、第一の部位とは反対方向にある第二の部位に還流管路を連通させてなる内燃機関において、
排気ガスの吸気系への還流を実行中は、管路集合部よりも還流管路側に位置する気筒が排気行程にある時に、還元剤噴射弁を作動させる排気ガス用還元剤の噴射制御方法。
Provided with a plurality of cylinders and an exhaust multi-branch pipe and a multi-exhaust multi-branch pipe having a pipe collecting section in which pipes communicating individually with the exhaust ports corresponding to the respective cylinders are gathered into the intake system. And a reductant injection valve for injecting a reducing agent for exhaust gas into the exhaust multi-branch pipe at the first part of the two parts sandwiching the pipe assembly. In the internal combustion engine in which the reflux line is communicated with the second part in the opposite direction to the part,
An exhaust gas reductant injection control method for operating a reductant injection valve when a cylinder located closer to the recirculation line than the line collection part is in an exhaust stroke during recirculation of exhaust gas to the intake system.
還流管路の連通位置に最も近い気筒が排気行程である時に還元剤噴射弁を作動させる請求項1記載の排気ガス用還元剤の噴射制御方法。   2. The exhaust gas reducing agent injection control method according to claim 1, wherein the reducing agent injection valve is operated when the cylinder closest to the communication position of the reflux line is in the exhaust stroke.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009115022A (en) * 2007-11-08 2009-05-28 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device
JP2009150271A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2016191373A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 株式会社豊田自動織機 Internal combustion engine

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