JP2018080705A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine capable of reducing deterioration of fuel economy due to clogging preventive injection and improving reliability by suppressing changes over time of addition fuel injection amount.SOLUTION: A device includes: an exhaust emission control unit 44; a regeneration fuel addition valve 61 for the unit; an introduction passage 62a for introducing addition fuel into an exhaust pipe 42; and an ECU 100 for controlling the addition fuel injection amount. The device further includes: a compression mechanism 70 for taking in and compressing air and discharging the compressed air into the introduction passage 62a; and an air amount control unit 75 for adjusting the amount of the air. The unit 75 determines whether a temperature of the introduction passage 62a reaches a predetermined high temperature during regeneration processing of the exhaust emission control unit 44 and whether a regenerable temperature is reached. When the temperature reaches the predetermined high temperature, the compressed air is supplied into the introduction passage 62a. When the predetermined high temperature and the regenerable temperature are reached, the ECU 100 opens the addition valve 61 for a predetermined injection period that is approximately synchronized with and shorter than a supply period of the air.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置、特に、排気浄化ユニットの再生のために排気管内に添加燃料を噴射する内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that injects added fuel into an exhaust pipe for regeneration of an exhaust gas purification unit.

自動車等の車両に搭載される内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガス中への燃料の添加とそれによる排気温度上昇を利用して、排気浄化用の触媒の再生処理を実行したり、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPFという)の再生処理を実行したりしているものが多い。   In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, regeneration of the catalyst for exhaust gas purification is performed by using the addition of fuel to the exhaust gas and the resulting increase in exhaust temperature, or diesel In many cases, regeneration processing of a particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is executed.

このような内燃機関の排気浄化装置では、排気ガス中に燃料を添加する添加弁や、添加燃料の排気管内への導入通路(噴射孔)を形成する高温壁面等に燃料が付着してデポジットが堆積すると、添加燃料の噴射量変化により噴霧特性が経時変化してしまう。   In such an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the fuel adheres to an addition valve for adding fuel to the exhaust gas, a high temperature wall surface forming an introduction passage (injection hole) for the added fuel into the exhaust pipe, and the deposit is generated. When deposited, the spray characteristics change over time due to a change in the injection amount of the added fuel.

そこで、そのような添加燃料の噴射量および噴霧特性の経時変化を抑えるべく、所定の時間間隔で添加燃料を噴射して添加弁や導入通路の壁面を冷却する詰まり防止添加を実行するものがある(例えば、特許文献1参照)。   Accordingly, in order to suppress such a change with time in the injection amount and spray characteristics of the added fuel, there is a type that performs the clogging prevention addition in which the added fuel is injected at a predetermined time interval to cool the wall of the addition valve and the introduction passage. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2005−106047号公報JP 2005-106047 A

しかしながら、上述のような従来の内燃機関の排気浄化装置にあっては、詰まり防止のための添加燃料噴射を実行する必要から燃費が低下するため、燃費改善の余地があった。   However, in the conventional exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine as described above, there is room for improvement in fuel consumption because the fuel consumption is reduced due to the necessity of executing the added fuel injection for preventing clogging.

そこで、本発明は、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can achieve both a reduction in fuel consumption deterioration due to clogging prevention injection and an improvement in reliability due to suppression of changes over time in the added fuel injection amount and spray characteristics. Objective.

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記目的達成のため、内燃機関の排気管に装着され該排気管内を通る排気ガスを浄化する排気浄化ユニットと、前記排気浄化ユニットを再生する燃料を噴射して前記排気ガス中に添加する添加弁と、前記添加弁からの燃料を前記排気管内に導入する導入通路を形成する導入通路形成部材と、前記内燃機関の運転条件に応じて前記添加弁からの燃料の噴射量を制御する添加制御ユニットとを備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記排気管の外部から空気を取り込んで圧縮し、前記導入通路内に供給する圧縮機構と、前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の量を前記内燃機関の運転条件に応じて調整する空気量制御ユニットと、が設けられ、前記空気量制御ユニットは、前記導入通路が所定高温度に達しているか否かと前記排気浄化ユニットの再生可能温度になっているか否かとを判定して、該所定高温度に達しているときに、前記圧縮機構により加圧された空気を前記排気管内への連通路である前記導入通路内に供給し、前記添加制御ユニットは、該所定高温度に達しかつ前記再生可能温度となっている状態下の前記空気の供給期間に略同期しかつ該期間より短い所定の噴射期間中に、前記添加弁を開弁させることで前記導入通路内から前記排気ガス中に燃料を噴射させることを特徴とすることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes an exhaust gas purification unit that is attached to an exhaust pipe of an internal combustion engine and purifies exhaust gas that passes through the exhaust pipe, and a fuel that regenerates the exhaust gas purification unit. An addition valve for injecting and adding to the exhaust gas, an introduction passage forming member for forming an introduction passage for introducing fuel from the addition valve into the exhaust pipe, and the addition valve according to operating conditions of the internal combustion engine An internal combustion engine exhaust purification device comprising an addition control unit for controlling the amount of fuel injected from the compressor, and compressing the air by taking it in from the outside of the exhaust pipe and supplying it into the introduction passage; An air amount control unit that adjusts the amount of air supplied from the compression mechanism into the introduction passage according to operating conditions of the internal combustion engine, and the air amount control unit includes the introduction passage It is determined whether or not a predetermined high temperature has been reached and whether or not the exhaust purification unit has reached a regenerative temperature, and when the predetermined high temperature has been reached, the air pressurized by the compression mechanism is The addition control unit is substantially synchronized with the supply period of the air under the condition of reaching the predetermined high temperature and being at the regenerative temperature, and supplying into the introduction passage which is a communication passage into the exhaust pipe; The fuel is injected into the exhaust gas from the introduction passage by opening the addition valve during a predetermined injection period shorter than the period.

この構成により、外部から取り込んだ空気が導入通路内に吐出され、導入通路形成部材や添加弁が冷却されるとともに付着燃料が排除され、さらに、導入通路の排気管内への開口側にデポジットとして堆積し易い付着物を排気管内に吹き飛ばすことが可能になる。しかも、圧縮機構から導入通路内に供給される空気の量が内燃機関の運転条件に応じて調整されることで、デポジットを堆積させ易い付着燃料が効果的に排除され、導入通路の排気管内への開口部分等におけるデポジットの堆積が有効に抑制される。その結果、添加燃料噴射量の経時変化を有効に抑制して排気浄化装置の信頼性を向上させながらも、詰まり防止のための添加燃料噴射の頻度を十分に抑えたり不要にしたりでき、燃費を改善させることができる。   With this configuration, the air taken in from the outside is discharged into the introduction passage, the introduction passage formation member and the addition valve are cooled, the adhering fuel is eliminated, and further, deposited as a deposit on the opening side of the introduction passage into the exhaust pipe. This makes it possible to blow off deposits that are easily generated into the exhaust pipe. In addition, the amount of air supplied from the compression mechanism into the introduction passage is adjusted according to the operating conditions of the internal combustion engine, so that the adhering fuel that easily deposits deposits is effectively eliminated, and into the exhaust pipe of the introduction passage. The deposit accumulation in the opening portion or the like is effectively suppressed. As a result, it is possible to sufficiently suppress or eliminate the frequency of added fuel injection to prevent clogging while effectively suppressing the change in the added fuel injection amount over time and improving the reliability of the exhaust emission control device. Can be improved.

なお、本発明の内燃機関の排気浄化装置においては、外部から取り込んだ空気を導入通路内に吐出して添加弁および導入通路を冷却することに加えて、添加弁および導入通路をエンジン冷却水により冷却するようにしてもよい。また、圧縮機構から導入通路内への圧縮空気の吐出・供給のタイミングは、添加弁による燃料の噴射タイミングに同期しているとよい。そのようにすると、導入通路内に付着した燃料をガム化したりデポジット化したりする前に圧縮空気により効果的に吹き飛ばすことができる。   In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, in addition to cooling the addition valve and the introduction passage by discharging the air taken from outside into the introduction passage, the addition valve and the introduction passage are made of engine cooling water. You may make it cool. Also, the timing of discharging and supplying compressed air from the compression mechanism into the introduction passage may be synchronized with the timing of fuel injection by the addition valve. By doing so, the fuel adhering in the introduction passage can be effectively blown off by the compressed air before gumming or depositing.

本発明の内燃機関の排気浄化装置においては、さらに、前記内燃機関が、排気エネルギを利用して前記内燃機関の吸入空気を圧縮し前記内燃機関に空気を過給するターボ過給機と、前記内燃機関の吸入管内の空気の圧力を検出する吸気圧センサとを有しており、前記空気量制御ユニットは、前記吸気圧センサの検出値を用いて前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の圧力を制御するようにしてもよい。   In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the internal combustion engine further compresses the intake air of the internal combustion engine using exhaust energy and supercharges the air to the internal combustion engine, and An intake pressure sensor for detecting the pressure of air in the intake pipe of the internal combustion engine, and the air amount control unit is supplied from the compression mechanism into the introduction passage using a detection value of the intake pressure sensor. The air pressure may be controlled.

本発明によれば、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can achieve both a reduction in fuel consumption deterioration due to clogging prevention injection and an improvement in reliability due to suppression of temporal change in added fuel injection amount and spray characteristics. it can.

本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における添加弁および導入通路の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of an addition valve and an introduction passage in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における導入通路への空気供給ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the air supply routine to the introduction channel | path in the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における添加燃料噴射タイミングと空気供給電磁弁の開弁のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relationship between the addition fuel injection timing in the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and the opening timing of an air supply solenoid valve.

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

まず、構成について説明する。   First, the configuration will be described.

図1ないし図3は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第1の実施の形態を示しており、この実施の形態は、本発明を多気筒内燃機関である直列4気筒のディーゼルエンジン10(以下、単にエンジン10という)に適用したものである。   FIG. 1 to FIG. 3 show a first embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, which is an in-line four-cylinder diesel engine that is a multi-cylinder internal combustion engine. 10 (hereinafter simply referred to as the engine 10).

図1に示すように、エンジン10は、複数の気筒11(図1中に1つのみ図示する)を有しており、各気筒11内にピストン12が収納されるとともに燃焼室13が形成されている。また、ピストン12は、コネクティングロッド14を介してクランク軸15に連結されており、各燃焼室13には、吸気弁16および排気弁17が設けられている。さらに、エンジン10には、燃焼室13内に燃料を噴射するコモンレール型の燃料噴射装置20と、燃焼室に空気を吸入させる吸気装置30と、燃焼室13からの排気ガスを排気させる排気装置40とが装備されている。   As shown in FIG. 1, the engine 10 has a plurality of cylinders 11 (only one is shown in FIG. 1). A piston 12 is housed in each cylinder 11 and a combustion chamber 13 is formed. ing. The piston 12 is connected to a crankshaft 15 via a connecting rod 14, and each combustion chamber 13 is provided with an intake valve 16 and an exhaust valve 17. Further, the engine 10 includes a common rail fuel injection device 20 that injects fuel into the combustion chamber 13, an intake device 30 that sucks air into the combustion chamber, and an exhaust device 40 that exhausts exhaust gas from the combustion chamber 13. And are equipped.

また、エンジン10には、排気装置40内の排気エネルギを利用して吸気装置30内で吸入空気を圧縮し燃焼室に空気を過給するターボ過給機50と、排気ガスの一部を吸気側に還流させ再循環させる図示しないEGR装置とが装備されている。   Further, the engine 10 includes a turbocharger 50 that compresses intake air in the intake device 30 by using exhaust energy in the exhaust device 40 and supercharges air into the combustion chamber, and intakes a part of the exhaust gas. It is equipped with an EGR device (not shown) that recirculates to the side and recirculates.

燃料噴射装置20は、燃料を加圧して供給する図示しないサプライポンプ21と、そのサプライポンプ21からの燃料を導入し蓄圧するコモンレール22と、そのコモンレール22を通して供給される燃料を対応する気筒11内に噴射する複数の燃料噴射弁23とを含んで構成されている。   The fuel injection device 20 includes a supply pump 21 (not shown) that pressurizes and supplies fuel, a common rail 22 that introduces and accumulates fuel from the supply pump 21, and a corresponding cylinder 11 that supplies fuel supplied through the common rail 22. And a plurality of fuel injection valves 23 for injecting fuel.

サプライポンプ21は、例えばエンジン10の回転動力を利用して駆動され、コモンレール22は、サプライポンプ21から供給される高圧燃料を蓄圧・貯留しつつ複数の燃料噴射弁23に分配・供給するようになっている。各燃料噴射弁23は、公知の電磁駆動式のニードル弁で構成され、後述する電子制御ユニット100(制御装置;以下、ECU100という)からの噴射指令信号により開弁駆動されるようになっている。   The supply pump 21 is driven using, for example, the rotational power of the engine 10, and the common rail 22 distributes and supplies the high-pressure fuel supplied from the supply pump 21 to the plurality of fuel injection valves 23 while accumulating and storing the high-pressure fuel. It has become. Each fuel injection valve 23 is composed of a known electromagnetically driven needle valve, and is driven to open by an injection command signal from an electronic control unit 100 (control device; hereinafter referred to as ECU 100) described later. .

吸気装置30には、下流側にサージタンク31および図示しない吸気マニホールドを有する吸気管32と、サージタンク31の上流端部の近傍でエンジン10内への吸気量を調整するスロットル弁33と、吸気管32の上流部でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ34と、吸気管32内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ35とが、それぞれ装着されている。なお、吸気装置30には、さらに、ターボ過給機50により過給されつつ昇温した空気を吸気圧センサ35より上流側で冷却する図示しないインタークーラが設けられている。   The intake device 30 includes an intake pipe 32 having a surge tank 31 and an intake manifold (not shown) on the downstream side, a throttle valve 33 for adjusting the intake amount into the engine 10 in the vicinity of the upstream end of the surge tank 31, An air cleaner 34 that cleans the intake air with a filter upstream of the pipe 32 and an intake pressure sensor 35 that detects the pressure of the air in the intake pipe 32 are mounted. The intake device 30 is further provided with an intercooler (not shown) that cools the air heated while being supercharged by the turbocharger 50 on the upstream side of the intake pressure sensor 35.

排気装置40は、上流側に図示しない排気マニホールドを有する排気管42と、ターボ過給機50より下流側で排気管42に装着された公知の排気浄化ユニット44と、排気浄化ユニット44の温度を検出する触媒温度センサ46とを含んで構成されている。   The exhaust device 40 has an exhaust pipe 42 having an exhaust manifold (not shown) on the upstream side, a known exhaust purification unit 44 attached to the exhaust pipe 42 on the downstream side of the turbocharger 50, and the temperature of the exhaust purification unit 44. And a catalyst temperature sensor 46 to be detected.

排気浄化ユニット44は、燃焼室13から排出されて排気管42内を通る排気ガス中の窒素酸化物(NOx)や微粒子(パティキュレート)に関する排気浄化を行う公知のものである。   The exhaust purification unit 44 is a known unit that performs exhaust purification on nitrogen oxides (NOx) and fine particles (particulates) in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 13 and passing through the exhaust pipe 42.

排気浄化ユニット44は、例えばDPFの多孔質セラミック基材に貴金属触媒とNOx吸蔵材とを含むNOx吸蔵・還元型の触媒を担持させて、内部に導入される排気ガスの空燃比がリーン(酸化雰囲気)となる通常運転時にはNOx(NO2やNO)を吸蔵させる一方、内部に導入される排気ガスの空燃比が理論空燃比かそれ以上にリッチ(還元雰囲気)となるときには、NOx吸蔵材に吸蔵していたNOxを排気ガス中のHCやCOによりN2、CO2およびH2Oに還元させるようになっている。この場合、PMは、雰囲気中の活性酸素と気相中の酸素により連続的に酸化され得る。なお、排気浄化ユニット44の排気浄化方式がここで例示する方式に限定されないことはいうまでもない。   The exhaust purification unit 44 supports a NOx occlusion / reduction type catalyst including a noble metal catalyst and a NOx occlusion material on a porous ceramic substrate of DPF, for example, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas introduced into the interior is lean (oxidation). NOx (NO2 or NO) is occluded during normal operation in an atmosphere), while the NOx occlusion material occludes when the air-fuel ratio of the exhaust gas introduced inside becomes the stoichiometric air-fuel ratio or more rich (reducing atmosphere). NOx that has been reduced is reduced to N2, CO2 and H2O by HC and CO in the exhaust gas. In this case, PM can be continuously oxidized by active oxygen in the atmosphere and oxygen in the gas phase. It goes without saying that the exhaust purification system of the exhaust purification unit 44 is not limited to the system exemplified here.

ターボ過給機50は、互いに回転方向一体に結合されたコンプレッサホイール51および排気タービン52を有しており、エンジン10の排気エネルギにより排気タービン52を回転させてコンプレッサホイール51を回転させ、吸入空気を圧縮してエンジン10内に正圧の空気を過給することができるようになっている。   The turbocharger 50 includes a compressor wheel 51 and an exhaust turbine 52 that are integrally connected to each other in the rotational direction. The exhaust turbine 52 is rotated by the exhaust energy of the engine 10 to rotate the compressor wheel 51, and the intake air Is compressed so that positive pressure air can be supercharged into the engine 10.

排気装置40には、ターボ過給機50より下流側であって排気浄化ユニット44よりの上流側の排気ガス中に燃料を添加・供給する添加弁61が設けられるとともに、添加弁61からの燃料を排気管42内に導入する導入通路62aを形成する管状の導入通路形成部材62が装着されている。   The exhaust device 40 is provided with an addition valve 61 for adding and supplying fuel to the exhaust gas downstream from the turbocharger 50 and upstream from the exhaust purification unit 44, and fuel from the addition valve 61. A tubular introduction passage forming member 62 that forms an introduction passage 62a for introducing the gas into the exhaust pipe 42 is mounted.

添加弁61は、排気ガス中への燃料添加とそれによる排気温度上昇を利用して、排気浄化ユニット44における触媒の再生処理、例えば前述のNOx吸蔵・還元型の触媒の還元処理を実行したりDPFの再生処理を実行したりするようになっている。   The addition valve 61 performs the regeneration process of the catalyst in the exhaust purification unit 44, for example, the above-described NOx occlusion / reduction type catalyst reduction process, by using the fuel addition to the exhaust gas and the exhaust gas temperature rise caused thereby. A DPF regeneration process is executed.

導入通路形成部材62により形成される添加燃料導入用の導入通路62aは、図2に示すように、ターボ過給機50より下流側であって排気浄化ユニット44よりの上流側の排気管42の内壁面42b上に開口しており、排気管42内の排気通路42aに連通している。   As shown in FIG. 2, the introduction passage 62 a for introducing added fuel formed by the introduction passage forming member 62 is located downstream of the turbocharger 50 and upstream of the exhaust purification unit 44. It opens on the inner wall surface 42 b and communicates with the exhaust passage 42 a in the exhaust pipe 42.

また、添加弁61は、噴射孔61aを有する先端側のノズル部61bが導入通路62a内に露出するように、導入通路形成部材62に締結支持されている。   The addition valve 61 is fastened and supported by the introduction passage forming member 62 so that the nozzle portion 61b on the tip side having the injection hole 61a is exposed in the introduction passage 62a.

この添加弁61は、後端側の電磁式のアクチュエータ61tをECU100からの燃料添加指令信号に応じて作動させ、弁体61vを燃料添加指令信号に応じたタイミングおよび開度(デューティー比)で開弁駆動することにより弁座61sに対して軸方向変位させるようになっている。   The addition valve 61 operates the electromagnetic actuator 61t on the rear end side in accordance with a fuel addition command signal from the ECU 100, and opens the valve body 61v at a timing and opening degree (duty ratio) according to the fuel addition command signal. By driving the valve, the valve seat 61s is displaced in the axial direction.

そして、ECU100は、エンジン10の運転条件に応じて添加弁61からの燃料の噴射量を制御する添加制御ユニットとして機能するようになっている。   The ECU 100 functions as an addition control unit that controls the amount of fuel injected from the addition valve 61 in accordance with the operating conditions of the engine 10.

一方、ターボ過給機50のコンプレッサホイール51より上流側の吸気管32とターボ過給機50の排気タービン52より下流側の排気管42との間には、排気管42の外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮空気として導入通路62a内に吐出する圧縮機構70が介装されている。   On the other hand, air is taken in from the outside of the exhaust pipe 42 between the intake pipe 32 upstream of the compressor wheel 51 of the turbocharger 50 and the exhaust pipe 42 downstream of the exhaust turbine 52 of the turbocharger 50. And a compression mechanism 70 for discharging the compressed air as compressed air into the introduction passage 62a.

この圧縮機構70は、空気導入管71、空気圧縮ポンプ72、流量調整弁73および導入通路温度センサ74を含んで構成されており、空気導入管71は、コンプレッサホイール51より上流側の吸気管32と導入通路形成部材62の間に介在して、吸気管32の吸気通路32aから導入通路62aに空気を供給可能にしている。   The compression mechanism 70 includes an air introduction pipe 71, an air compression pump 72, a flow rate adjustment valve 73, and an introduction passage temperature sensor 74, and the air introduction pipe 71 is upstream of the compressor wheel 51. And the introduction passage forming member 62 so that air can be supplied from the intake passage 32a of the intake pipe 32 to the introduction passage 62a.

空気圧縮ポンプ72は、空気導入管71の途中に装着された電動式または機械式のポンプであり、吸気通路32a内の空気を取り込んで圧縮し、圧縮空気として導入通路62a内に吐出することができるようになっている。   The air compression pump 72 is an electric or mechanical pump mounted in the middle of the air introduction pipe 71. The air compression pump 72 takes in the air in the intake passage 32a, compresses it, and discharges it as compressed air into the introduction passage 62a. It can be done.

流量調整弁73は、ECU100により開度制御されるようになっており、ECU100とともに、圧縮機構70から導入通路62a内に供給される空気の量を少なくともエンジン10の運転条件に応じて調整する空気量制御ユニット75を構成している。   The flow rate adjustment valve 73 is controlled in opening by the ECU 100, and together with the ECU 100, air that adjusts the amount of air supplied from the compression mechanism 70 into the introduction passage 62 a according to at least the operating conditions of the engine 10. A quantity control unit 75 is configured.

導入通路温度センサ74は、添加弁61からの排気管42内への添加燃料の導入通路62aの温度、特に内壁面42b上の開口付近内における壁面近傍の温度を検出する。この導入通路温度センサ74の検出温度は、ECU100に取り込まれるようになっている。   The introduction passage temperature sensor 74 detects the temperature of the introduction passage 62a of the added fuel from the addition valve 61 into the exhaust pipe 42, particularly the temperature near the wall surface in the vicinity of the opening on the inner wall surface 42b. The detected temperature of the introduction passage temperature sensor 74 is taken into the ECU 100.

空気量制御ユニット75としてのECU100は、導入通路温度センサ74の検出温度に応じて、さらに、排気浄化ユニット44の温度やエンジン10の吸気量、冷却水温、燃料噴射量その他の運転条件のいずれかに応じて、流量調整弁73の開度を可変制御するようになっている。   The ECU 100 as the air amount control unit 75 further selects one of the temperature of the exhaust purification unit 44, the intake air amount of the engine 10, the cooling water temperature, the fuel injection amount, and other operating conditions according to the temperature detected by the introduction passage temperature sensor 74. Accordingly, the opening degree of the flow rate adjustment valve 73 is variably controlled.

具体的には、ECU100は、導入通路温度センサ74で検出された導入通路62aの温度が付着燃料その他の付着物Fsの酸化によるガム化を進行させてデポジットを堆積させ易くなる温度、例えば摂氏160度以上に達しているか否かを判定する。そして、その判定の結果が摂氏160度以上であることを肯定する結果になると、流量調整弁73を開弁させて、導入通路62a内に付着した燃料をガム化したりデポジット化したりする前に圧縮空気により排気管42内に吹き飛ばすようになっている。ここで、圧縮機構70から添加燃料の導入通路62a内に供給する空気量は、導入通路62aの温度が高いほど増加させる。   Specifically, the ECU 100 detects a temperature at which the temperature of the introduction passage 62a detected by the introduction passage temperature sensor 74 facilitates gumming due to oxidation of the attached fuel and other deposits Fs and deposits easily, for example, 160 degrees Celsius. It is determined whether or not the degree is reached. If the result of the determination is affirmative that it is 160 degrees Celsius or more, the flow rate adjusting valve 73 is opened, and the fuel adhering to the introduction passage 62a is compressed before being gummed or deposited. The air is blown into the exhaust pipe 42 by air. Here, the amount of air supplied from the compression mechanism 70 into the introduction passage 62a of the added fuel is increased as the temperature of the introduction passage 62a is higher.

さらに、ECU100は、圧縮機構70から添加燃料の導入通路62a内への圧縮空気の吐出・供給のタイミングを、添加弁61から導入通路62aを通して排気管42内に燃料が噴射されるタイミングに略同期させることで、導入通路62a内に付着した燃料を迅速にかつ効果的に吹き飛ばすようになっている。   Further, the ECU 100 substantially synchronizes the discharge / supply timing of the compressed air from the compression mechanism 70 into the introduction passage 62a of the added fuel with the timing at which fuel is injected into the exhaust pipe 42 from the addition valve 61 through the introduction passage 62a. By doing so, the fuel adhering in the introduction passage 62a is blown off quickly and effectively.

このECU100については、具体的なハードウェア構成を図示しないが、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップメモリを含み、さらに、A/D変換器やバッファ等を含む
入力インターフェース回路と、アクチュエータ類の駆動回路等を有する出力インターフェース回路とを含んで構成されている。
Although the specific hardware configuration of the ECU 100 is not shown, the ECU 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a backup memory, and further includes an A / D converter. And an input interface circuit including a buffer and an output interface circuit including a drive circuit for actuators.

ECU100の入力インターフェース回路には、前述の吸気圧センサ35、触媒温度センサ46および導入通路温度センサ74が接続される他、公知のエンジン回転数センサ81や水温センサ83が接続され、さらに、図示しないアクセル開度センサ、エアフローメータ、排気空燃比センサおよび燃料圧力センサ等が接続されている。   The input interface circuit of the ECU 100 is connected to the intake pressure sensor 35, the catalyst temperature sensor 46, and the introduction passage temperature sensor 74 described above, and is connected to a known engine speed sensor 81 and a water temperature sensor 83, and is not shown. An accelerator opening sensor, an air flow meter, an exhaust air-fuel ratio sensor, a fuel pressure sensor, and the like are connected.

ECU100の出力インターフェース回路には、燃料噴射弁23、スロットル弁33を作動させるスロットルモータ33a、添加弁61、空気圧縮ポンプ72および流量調整弁73、EGR弁等のアクチュエータ類が接続されている。   The output interface circuit of the ECU 100 is connected to actuators such as a fuel injection valve 23, a throttle motor 33a that operates the throttle valve 33, an addition valve 61, an air compression pump 72, a flow rate adjustment valve 73, and an EGR valve.

また、ECU100のROMやバックアップメモリには、燃料噴射弁23や添加弁61による燃料噴射を制御する燃料噴射制御や、排気浄化ユニット44の再生制御、圧縮機構70による添加弁61および添加燃料の導入通路62aの冷却制御等を実行するための各種制御プログラムが格納されるとともに、それらの制御に必要な設定値や判定条件等が記憶されている。   Further, in the ROM and backup memory of the ECU 100, fuel injection control for controlling fuel injection by the fuel injection valve 23 and the addition valve 61, regeneration control for the exhaust purification unit 44, introduction of the addition valve 61 and added fuel by the compression mechanism 70, and the like. Various control programs for executing cooling control and the like of the passage 62a are stored, and setting values and determination conditions necessary for the control are stored.

そして、ECU100は、ROM内に予め格納されたそれら制御プログラムを実行することにより、各種センサ情報やバックアップメモリに記憶された設定情報等に基づいて、排気浄化ユニット44の再生処理に関連する次のような複数の機能を発揮するようになっている。   Then, the ECU 100 executes the control program stored in advance in the ROM, so that the next processing related to the regeneration processing of the exhaust purification unit 44 is performed based on various sensor information and setting information stored in the backup memory. It is designed to demonstrate multiple functions.

すなわち、ECU100は、例えば再生処理の要求時期に達するか否かを所定時間毎に判定する機能や、再生処理が要求されるときに添加弁61による燃料添加の実行時期および噴射量を算出し、その算出結果に対応する燃料添加指令信号を添加弁61に出力して再生処理を実行させる機能を発揮するようになっている。   That is, the ECU 100 calculates, for example, a function for determining whether or not the required timing for the regeneration process is reached every predetermined time, or calculates the fuel addition execution timing and the injection amount by the addition valve 61 when the regeneration process is required, A function of outputting a fuel addition command signal corresponding to the calculation result to the addition valve 61 and executing a regeneration process is exhibited.

なお、本実施例では、排気管42の外部から取り込んだ空気を添加燃料の導入通路62a内に吐出して添加弁61および導入通路62aの壁面部を冷却することに加えて、添加弁61および導入通路62aの壁面をエンジン冷却水により冷却するようにしてもよい。すなわち、添加弁61および導入通路62aの壁面を冷却するための冷却水通路や配管を併設してもよい。また、導入通路62aの温度は、導入通路温度センサ74で検出される値に限定されるものではなく、エンジン回転数センサ81により検出されたエンジン回転数、ECU100により算出される燃料噴射量、水温センサ83により検出された冷却水温度等に基づいて推定算出してもよい。   In this embodiment, in addition to cooling the wall surface of the addition valve 61 and the introduction passage 62a by discharging the air taken from the outside of the exhaust pipe 42 into the introduction passage 62a of the addition fuel, the addition valve 61 and The wall surface of the introduction passage 62a may be cooled by engine cooling water. That is, a cooling water passage and piping for cooling the wall surfaces of the addition valve 61 and the introduction passage 62a may be provided. The temperature of the introduction passage 62a is not limited to the value detected by the introduction passage temperature sensor 74. The engine speed detected by the engine speed sensor 81, the fuel injection amount calculated by the ECU 100, the water temperature You may estimate and calculate based on the cooling water temperature etc. which were detected by the sensor 83. FIG.

次に、ECU100が実行する再生処理に関連する制御プログラムについて説明する。   Next, a control program related to the regeneration process executed by the ECU 100 will be described.

図3は、エンジン10の暖機終了後の運転中に所定時間毎に実行される空気供給ルーチンの流れを示している。   FIG. 3 shows a flow of an air supply routine that is executed every predetermined time during the operation after the warm-up of the engine 10 is completed.

図3に示すように、この空気供給ルーチンが開始されると、まず、導入通路温度センサ74により検出される導入通路62aの温度が取り込まれる(ステップ301)。   As shown in FIG. 3, when this air supply routine is started, first, the temperature of the introduction passage 62a detected by the introduction passage temperature sensor 74 is taken in (step 301).

次いで、導入通路温度センサ74により検出された導入通路62aの温度が摂氏160度(所定高温度)以上であるか否かが判定される(ステップ302)。   Next, it is determined whether or not the temperature of the introduction passage 62a detected by the introduction passage temperature sensor 74 is 160 degrees Celsius (predetermined high temperature) or more (step 302).

このとき、導入通路62aの温度が摂氏160度未満であれば(ステップ302でNO)、ステップ301に戻って、導入通路62aの温度が再度取り込まれる。   At this time, if the temperature of the introduction passage 62a is less than 160 degrees Celsius (NO in step 302), the process returns to step 301 and the temperature of the introduction passage 62a is taken in again.

一方、導入通路62aの温度が摂氏160度以上であれば(ステップ302でYES)、次いで、排気浄化ユニット44の再生のための添加燃料噴射中であるか否かが判定される(ステップ303)。   On the other hand, if the temperature of the introduction passage 62a is 160 degrees Celsius or higher (YES in Step 302), it is then determined whether or not the added fuel is being injected for regeneration of the exhaust purification unit 44 (Step 303). .

このとき、排気浄化ユニット44の再生のための添加燃料噴射中であれば(ステップ303でYES)、次いで、排気浄化ユニット44が再生可能温度以上であるか否かが判定され(ステップ304)、排気浄化ユニット44が再生可能温度以上であれば(ステップ304でYES)、圧縮機構70の流量調整弁73が開弁側に制御され、添加燃料の導入通路62a内に圧縮空気が供給される(ステップ305)。   At this time, if the added fuel injection for regeneration of the exhaust purification unit 44 is being performed (YES in step 303), it is then determined whether or not the exhaust purification unit 44 is at or above the renewable temperature (step 304). If the exhaust purification unit 44 is equal to or higher than the reproducible temperature (YES in step 304), the flow rate adjustment valve 73 of the compression mechanism 70 is controlled to the valve opening side, and compressed air is supplied into the added fuel introduction passage 62a ( Step 305).

一方、排気浄化ユニット44の再生のための添加燃料噴射中でない場合(ステップ303でNO)、排気浄化ユニット44が再生可能温度以上であるか否かを判定することなく、圧縮機構70の流量調整弁73が開弁側に制御され、添加燃料の導入通路62a内に圧縮空気が供給される(ステップ305)。   On the other hand, when the added fuel injection for regeneration of the exhaust purification unit 44 is not being performed (NO in step 303), the flow rate adjustment of the compression mechanism 70 is performed without determining whether or not the exhaust purification unit 44 is at or above the renewable temperature. The valve 73 is controlled to the valve opening side, and compressed air is supplied into the added fuel introduction passage 62a (step 305).

次に、作用について説明する。   Next, the operation will be described.

上述のように構成された本実施形態の内燃機関の排気浄化装置においては、排気通路42aの外部から取り込んだ新気の空気が圧縮された状態で、排気通路42a内への添加燃料の導入通路62aの内方に吐出・供給され、導入通路形成部材62や添加弁61が冷却されるとともに、添加弁61や導入通路62aの内壁面に付着した燃料が排気通路42a側に排除される。   In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment configured as described above, an additional fuel introduction passage into the exhaust passage 42a in a state in which fresh air taken from the outside of the exhaust passage 42a is compressed. The introduction passage forming member 62 and the addition valve 61 are cooled and discharged to the inside of 62a, and the fuel adhering to the inner wall surface of the addition valve 61 and the introduction passage 62a is removed to the exhaust passage 42a side.

また、特に、導入通路62aの排気管42内への開口側にデポジットとして堆積し易い付着燃料等の付着物Fsを排気管42内に吹き飛ばすことができる。   In particular, the deposit Fs such as deposited fuel that easily deposits as a deposit on the opening side of the introduction passage 62a into the exhaust pipe 42 can be blown into the exhaust pipe 42.

その結果、添加弁61から排気管42内への添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化を有効に抑制して、排気浄化装置の信頼性を向上させることができ、しかも、添加弁61の詰まり防止のための添加燃料噴射の頻度を十分に抑えたり不要にしたりすることができるので、エンジン10の燃費を改善させることができる。   As a result, it is possible to improve the reliability of the exhaust emission control device by effectively suppressing the time-dependent changes in the added fuel injection amount and the spray characteristics from the addition valve 61 into the exhaust pipe 42, and the addition valve 61 is clogged. Since the frequency of the added fuel injection for prevention can be sufficiently suppressed or eliminated, the fuel consumption of the engine 10 can be improved.

また、本実施形態では、排気浄化ユニット44の再生処理時に、圧縮機構70から導入通路62a内への圧縮空気の吐出・供給のタイミングが、添加弁61による導入通路62a内への添加燃料の噴射タイミングに略同期するので、導入通路62a内に付着した燃料をガム化したりデポジット化したりする前に圧縮空気により効果的に吹き飛ばすことができる。   Further, in the present embodiment, during the regeneration process of the exhaust purification unit 44, the timing of discharge / supply of compressed air from the compression mechanism 70 into the introduction passage 62a is the injection of the added fuel into the introduction passage 62a by the addition valve 61. Since it is substantially synchronized with the timing, the fuel adhering in the introduction passage 62a can be effectively blown off by the compressed air before being gummed or deposited.

その結果、詰まり防止のための添加燃料噴射を実行しなくても、デポジットの堆積による添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化が有効に抑制され、エンジン10の燃費および信頼性を向上させることができる。   As a result, even if the additive fuel injection for preventing clogging is not executed, the time-dependent changes in the additive fuel injection amount and the spray characteristics due to deposit accumulation are effectively suppressed, and the fuel consumption and reliability of the engine 10 can be improved. it can.

このように、本実施形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。   As described above, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment, it is possible to achieve both a reduction in fuel consumption deterioration due to clogging prevention injection and an improvement in reliability due to suppression of changes over time in the added fuel injection amount and spray characteristics. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can be provided can be provided.

(第2の実施の形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示している。なお、以下に説明する各実施の形態は、前述の第1の実施の形態と類似する構成を有するので、第1の実施の形態と同一または類似の構成要素については、図4中に図1ないし図3中の対応する構成要素と同一の符号で示し、以下、第1の実施の形態との相違点について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a schematic configuration of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. Each embodiment described below has a configuration similar to that of the above-described first embodiment. Therefore, the same or similar components as those of the first embodiment are illustrated in FIG. The same reference numerals as those of the corresponding components in FIG. 3 are used, and differences from the first embodiment will be described below.

本実施形態では、燃料供給量の多い条件、すなわち、導入通路62aの温度が高い条件と、ターボ過給機50の過給領域の多くのエンジン運転領域とが一致するため、ターボ過給機50のコンプレッサホイール51より下流側の加圧された空気を連通管76を通して導入通路62a内に導入することで、圧縮機構70において、第1の実施の形態で設けられていた空気圧縮ポンプ72を省略したものである。   In the present embodiment, the conditions for a large amount of fuel supply, that is, the conditions for the high temperature of the introduction passage 62a coincide with many engine operating areas in the turbocharging area of the turbocharger 50. By introducing the pressurized air downstream of the compressor wheel 51 into the introduction passage 62a through the communication pipe 76, the air compression pump 72 provided in the first embodiment is omitted in the compression mechanism 70. It is a thing.

この場合、ターボ過給機50のコンプレッサホイール51より下流側の空気圧力は、エンジン10の運転領域により変化するため、吸気圧センサ35の検出値を用いてECU100により流量調整弁73の開度を算出し、制御する。   In this case, since the air pressure downstream of the compressor wheel 51 of the turbocharger 50 varies depending on the operating region of the engine 10, the ECU 100 uses the detected value of the intake pressure sensor 35 to set the opening of the flow rate adjustment valve 73. Calculate and control.

本実施形態においても、排気通路42aの外部から取り込んだ新気の空気がターボ過給機50のコンプレッサホイール51により圧縮された状態で、排気通路42a内への添加燃料の導入通路62aの内方に供給されるので、第1の実施の形態と同様に、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。   Also in this embodiment, in the state where the fresh air taken in from the outside of the exhaust passage 42a is compressed by the compressor wheel 51 of the turbocharger 50, the inside of the introduction passage 62a of the added fuel into the exhaust passage 42a. As in the first embodiment, the internal combustion engine can achieve both a reduction in fuel consumption deterioration due to clogging prevention injection and an improvement in reliability due to suppression of changes over time in the added fuel injection amount and spray characteristics. An exhaust emission control device for an engine can be provided.

しかも、本実施形態では、第1の実施の形態における専用の空気供給用の空気圧縮ポンプ72を省略することができ、コスト低減とさらなる低燃費を図ることができる。   In addition, in the present embodiment, the dedicated air supply pump 72 for supplying air in the first embodiment can be omitted, and cost reduction and further reduction in fuel consumption can be achieved.

(第3の実施の形態)
図5および図6は、本発明の第3の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示している。
(Third embodiment)
5 and 6 show a schematic configuration of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention.

本実施形態では、図5に示すように、第1の実施の形態における圧縮機構70の流量調整弁73を高応答の電磁弁77に置き換えることにより、図6に示すように、空気の供給タイミング(同図中の空気供給期間Tbの中心)を添加弁61からの添加燃料の噴射タイミング(同図中の添加燃料噴射期間Taの中心)と精度良く同期させるようにしている。また、圧縮機構70による空気供給期間Tbは、添加弁61による添加燃料噴射期間Taより長くなっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, by replacing the flow rate adjustment valve 73 of the compression mechanism 70 in the first embodiment with a highly responsive electromagnetic valve 77, as shown in FIG. (The center of the air supply period Tb in the figure) is synchronized with the injection timing of the added fuel from the addition valve 61 (the center of the added fuel injection period Ta in the figure) with high accuracy. Further, the air supply period Tb by the compression mechanism 70 is longer than the added fuel injection period Ta by the addition valve 61.

この場合、導入通路62a内への外部空気の供給タイミングおよび供給期間Tbは、クランク角センサ85の検出信号に基づいて、ECU100で算出する。   In this case, the supply timing and supply period Tb of the external air into the introduction passage 62a are calculated by the ECU 100 based on the detection signal of the crank angle sensor 85.

本実施形態においても、排気通路42aの外部から取り込んだ新気の空気がターボ過給機50のコンプレッサホイール51により圧縮された上で、排気通路42a内への添加燃料の導入通路62aの内方に供給されるので、第1の実施の形態と同様に、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。   Also in the present embodiment, the fresh air taken from the outside of the exhaust passage 42a is compressed by the compressor wheel 51 of the turbocharger 50, and then the inside of the introduction passage 62a for the added fuel into the exhaust passage 42a. As in the first embodiment, the internal combustion engine can achieve both a reduction in fuel consumption deterioration due to clogging prevention injection and an improvement in reliability due to suppression of changes over time in the added fuel injection amount and spray characteristics. An exhaust emission control device for an engine can be provided.

しかも、本実施形態では、導入通路62a内への外部空気の供給量を最小限に抑えることができる。   Moreover, in the present embodiment, the supply amount of external air into the introduction passage 62a can be minimized.

なお、上述の各実施形態においては、圧縮機構70が、吸気通路32aから取り込んだ空気を導入通路62a内に吐出して添加弁61および導入通路形成部材62を冷却する構成となっていたが、添加弁61および導入通路62aの壁面部をエンジン冷却水により冷却できる冷却部としてのウォータジャケットを併有していてもよい。   In each of the embodiments described above, the compression mechanism 70 is configured to cool the addition valve 61 and the introduction passage forming member 62 by discharging the air taken in from the intake passage 32a into the introduction passage 62a. The addition valve 61 and the wall surface part of the introduction passage 62a may have a water jacket as a cooling part that can be cooled by engine cooling water.

また、本発明は、排気ガス中への燃料の添加とそれによる排気温度上昇を利用して、排気浄化用の触媒やDPFの再生処理、あるいは硫黄被毒回復処理その他の再生処理を実行したりする排気浄化装置であればよく、内燃機関がディーゼルエンジンでなく、他の燃料を用いる内燃機関であってもよいことはいうまでもない。   In addition, the present invention uses the addition of fuel to the exhaust gas and the resulting increase in the exhaust temperature to perform regeneration processing of the exhaust purification catalyst and DPF, or sulfur regeneration recovery processing and other regeneration processing. Needless to say, the internal combustion engine may be an internal combustion engine using another fuel instead of a diesel engine.

以上説明したように、本発明は、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができるものである。かかる本発明は、内燃機関の排気浄化装置、特に、排気浄化ユニットの再生のために排気管内に添加燃料を噴射する内燃機関の排気浄化装置全般に有用である。   As described above, the present invention provides an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can achieve both a reduction in fuel consumption deterioration due to clogging prevention injection and an improvement in reliability due to suppression of temporal change in added fuel injection amount and spray characteristics. It can be provided. The present invention is useful for an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, particularly an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that injects added fuel into an exhaust pipe for regeneration of an exhaust gas purification unit.

10…エンジン(多気筒内燃機関)、11…気筒、12…ピストン、13…燃焼室、15…クランク軸、16…吸気弁、17…排気弁、20…燃料噴射装置、21…サプライポンプ、22…コモンレール、23…燃料噴射弁、30…吸気装置、32…吸気管、32a…吸気通路、35…吸気圧センサ、40…排気装置、42…排気管、42a…排気通路、42b…内壁面、44…排気浄化ユニット、46…触媒温度センサ、50…ターボ過給機、51…コンプレッサホイール、52…排気タービン、61…添加弁、61a…噴射孔、61b…ノズル部、62…導入通路形成部材、62a…導入通路、70…圧縮機構、71…空気導入管、72…空気圧縮ポンプ、73…流量調整弁、74…導入通路温度センサ、75…空気量制御ユニット、76…連通管、77…電磁弁、81…エンジン回転数センサ、83…水温センサ、85…クランク角センサ、100…ECU(電子制御ユニット、空気量制御ユニット、添加制御ユニット)、Ta…添加燃料噴射期間(所定の噴射期間)、Tb…空気供給期間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine (multi-cylinder internal combustion engine), 11 ... Cylinder, 12 ... Piston, 13 ... Combustion chamber, 15 ... Crankshaft, 16 ... Intake valve, 17 ... Exhaust valve, 20 ... Fuel injection device, 21 ... Supply pump, 22 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Common rail, 23 ... Fuel injection valve, 30 ... Intake device, 32 ... Intake pipe, 32a ... Intake passage, 35 ... Intake pressure sensor, 40 ... Exhaust device, 42 ... Exhaust pipe, 42a ... Exhaust passage, 42b ... Inner wall surface, 44 ... exhaust purification unit, 46 ... catalyst temperature sensor, 50 ... turbocharger, 51 ... compressor wheel, 52 ... exhaust turbine, 61 ... addition valve, 61a ... injection hole, 61b ... nozzle part, 62 ... introduction passage forming member , 62a ... introduction passage, 70 ... compression mechanism, 71 ... air introduction pipe, 72 ... air compression pump, 73 ... flow rate adjusting valve, 74 ... introduction passage temperature sensor, 75 ... air amount control unit, 7 ... Communication pipe, 77 ... Solenoid valve, 81 ... Engine speed sensor, 83 ... Water temperature sensor, 85 ... Crank angle sensor, 100 ... ECU (electronic control unit, air amount control unit, addition control unit), Ta ... Addition fuel injection Period (predetermined injection period), Tb ... Air supply period

Claims (2)

内燃機関の排気管に装着され該排気管内を通る排気ガスを浄化する排気浄化ユニットと、
前記排気浄化ユニットを再生する燃料を噴射して前記排気ガス中に添加する添加弁と、
前記添加弁からの燃料を前記排気管内に導入する導入通路を形成する導入通路形成部材と、
前記内燃機関の運転条件に応じて前記添加弁からの燃料の噴射量を制御する添加制御ユニットと
を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
前記排気管の外部から空気を取り込んで圧縮し、前記導入通路内に供給する圧縮機構と、
前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の量を前記内燃機関の運転条件に応じて調整する空気量制御ユニットと、
が設けられ、
前記空気量制御ユニットは、前記導入通路が所定高温度に達しているか否かと前記排気浄化ユニットの再生可能温度になっているか否かとを判定して、該所定高温度に達しているときに、前記圧縮機構により加圧された空気を前記排気管内への連通路である前記導入通路内に供給し、
前記添加制御ユニットは、該所定高温度に達しかつ前記再生可能温度となっている状態下の前記空気の供給期間に略同期しかつ該期間より短い所定の噴射期間中に、前記添加弁を開弁させることで前記導入通路内から前記排気ガス中に燃料を噴射させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An exhaust purification unit mounted on an exhaust pipe of an internal combustion engine and purifying exhaust gas passing through the exhaust pipe;
An addition valve for injecting fuel to regenerate the exhaust purification unit and adding it to the exhaust gas;
An introduction passage forming member for forming an introduction passage for introducing fuel from the addition valve into the exhaust pipe;
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: an addition control unit that controls an injection amount of fuel from the addition valve in accordance with operating conditions of the internal combustion engine,
A compression mechanism that takes in air from the outside of the exhaust pipe, compresses the air, and supplies the compressed air into the introduction passage;
An air amount control unit that adjusts the amount of air supplied from the compression mechanism into the introduction passage according to operating conditions of the internal combustion engine;
Is provided,
The air amount control unit determines whether or not the introduction passage has reached a predetermined high temperature and whether or not the exhaust purification unit has reached a regenerative temperature. Supplying air pressurized by the compression mechanism into the introduction passage which is a communication passage into the exhaust pipe;
The addition control unit opens the addition valve during a predetermined injection period that is substantially synchronized with and shorter than the air supply period under the condition where the predetermined high temperature is reached and the regeneration temperature is reached. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, characterized in that fuel is injected into the exhaust gas from the introduction passage by being valved.
前記内燃機関が、排気エネルギを利用して前記内燃機関の吸入空気を圧縮し前記内燃機関に空気を過給するターボ過給機と、前記内燃機関の吸入管内の空気の圧力を検出する吸気圧センサとを有しており、
前記空気量制御ユニットは、前記吸気圧センサの検出値を用いて前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
A turbocharger in which the internal combustion engine compresses intake air of the internal combustion engine by using exhaust energy and supercharges the air to the internal combustion engine; and an intake pressure to detect the pressure of air in the intake pipe of the internal combustion engine A sensor,
2. The exhaust of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the air amount control unit controls a pressure of air supplied from the compression mechanism into the introduction passage using a detection value of the intake pressure sensor. Purification equipment.
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