JP4441973B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents

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JP4441973B2
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の排気を浄化するための触媒としては、略理論空燃比付近で排気中のHC(炭化水素)、CO及びNOx(窒素酸化物)を同時にかつ極めて有効に浄化できる三元触媒が知られており、ガソリンエンジンにおいては、この三元触媒を用いるとともに、全負荷域等を除く大部分の運転領域において空燃比を略理論空燃比付近に制御することが一般に行われている。
【0003】
しかしながら、ディーゼルエンジンは通常のあらゆる運転領域において空燃比がかなりリーンな状態(例えばA/F≧18)とされるので、前記三元触媒を用いることはできず、しかも、空燃比がリーンな状態では排気中の酸素濃度がかなり高くなるので、そのような雰囲気でNOxを十分に還元浄化すること自体が困難である。
【0004】
これに対して、排気中の酸素濃度が所定値(例えば4%)以上の酸素過剰雰囲気でNOxを吸収する一方、酸素濃度の減少によって、吸収しているNOxを放出するいわゆるNOxトラップ触媒を用いる技術がある。このNOxトラップ触媒は、NOx吸収量が増えると吸収性能が低下するため、そうなる前に吸収しているNOxを放出させるいわゆるリフレッシュを行う必要がある。
【0005】
そこで、例えば特開平6−212961号公報に記載されているように、ディーゼルエンジンにおいて、前記のリフレッシュを行うべきときに燃料主噴射の後の膨張行程中期から排気行程にかけて少量の燃料を後噴射することにより排気ガス中の酸素濃度を低下させるようにしている。
【0006】
一方、特開平9−347524号公報には、ディーゼルエンジンにおいて、その排気通路の上流側に低温域でNOxを還元浄化するに適した第1触媒装置を配置し、その下流側に高温域でNOxを還元浄化するに適した第2触媒装置を配置し、圧縮行程上死点付近で機関出力発生のための主燃料噴射を行なうとともに、膨張行程又は排気行程において触媒に対する炭化水素供給量を増大させるための後燃料噴射を行なうようにし、その後燃料噴射量を触媒温度に応じて制御することにより、NOx浄化を効果的に行なうことが記載されている。
【0007】
すなわち、後燃料噴射によって排気ガス中のHC量が増大すると触媒でのHC酸化反応熱によって触媒温度が上昇することに鑑み、第1及び第2の各触媒装置に対してNOx浄化活性がピークとなる温度より低温時には後燃料噴射量を多くしてピーク温度付近でNOx浄化が行なわれるようにし、ピーク温度より高温時には後燃料噴射量を少なくして触媒の温度上昇を抑え、できるだけピーク温度付近でNOxの浄化を行なおうとするものである。
【0008】
また、特開平8−261052号公報には、エンジンの圧縮行程上死点近傍で燃料の主噴射を行ない、膨張行程又は排気行程で燃料の後噴射を行なうようにしたものにおいて、NOx還元用触媒の温度が高いときには低いときに比べて後噴射時期を遅らせることが記載されている。すなわち、後噴射時期の制御によって、触媒温度が低いときに排気ガス中に炭素数が小さいHCが多くなるようにし、触媒温度が高いときには排気ガス中の炭素数が大きいHCが多くなるようにするというものである。これは、炭素数が小さいHCは低温側でのNOxの浄化に還元剤として有効に働き、炭素数が大きいHCは高温側でのNOxの浄化に還元剤として有効に働くという知見に基づく。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如きNOxトラップ触媒は、例えばゼオライトにNOxを吸収するBa等の触媒成分とNOxを還元分解するPt等の触媒成分とを担持させて構成されているが、酸化触媒としての機能は一般にあまり高くない。従って、このNOxトラップ触媒よりも上流側の排気通路に酸化触媒を配置し、排気ガス中のHCやCOをこの上流側の触媒で酸化浄化することが必要になる場合が多い。
【0010】
しかし、そのような酸化触媒を設けると、NOxトラップ触媒でのNOxの還元に必要な排気ガス中のHCやCOがこの酸化触媒によって酸化浄化され、NOxトラップ触媒には必要量の還元剤が供給され難くなる。
【0011】
本発明は、このようなNOxトラップ触媒よりも上流側に酸化触媒を設けた場合の上記問題を解決するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明は、NOxトラップ触媒からNOxを放出させるために排気ガス中のHC等の還元剤量を上述の後噴射によって増大させるとともに、その還元剤が上流側の酸化触媒でできるだけ酸化分解され難くなるように当該後噴射を制御するようにしている。
【0013】
すなわち、本発明は、エンジンの燃焼室内を臨み該燃焼室内に燃料を噴射する噴射弁と、
前記燃焼室から延びる排気通路に配置され排気ガス中の酸素濃度が高いときに該排気ガス中のNOxを吸収し、前記酸素濃度の低下によってNOxを放出するとともにこれを還元するNOxトラップ触媒と、
前記NOxトラップ触媒からNOxを放出させるべく、前記噴射弁によって前記エンジンの圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射後の膨張行程又は排気行程の所定時期に該噴射弁から燃料を噴射する後噴射により排気ガス中の還元剤量を所定期間増大させる還元剤増量手段とを備えたエンジンの排気浄化装置において、
前記NOxトラップ触媒よりも上流側の前記排気通路に酸化触媒機能を有する酸化触媒が配置され、
前記還元剤増量手段は、前記後噴射の時期を圧縮行程上死点後の10〜50゜CAに設定し、前記還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するように前記後噴射を0.2秒〜2秒に1回の間隔で後噴射量が増大するよう制御し、
前記後噴射量の増大時には、該後噴射量の増大が行なわれる気筒に対して当該後噴射前に実行される前記主噴射の量が減じられることを特徴とする。
【0014】
ここで、前記の「酸素濃度の低下によって」とは、排気ガス中の酸素濃度が高い状態から例えば3〜4%未満(好ましくは1〜2%未満)になればよく、排気ガスの空燃比が略理論空燃比付近か或いは理論空燃比よりも小さいリッチ状態に相当する。なお、排気ガスの空燃比とは、排気通路に供給された全空気量の全燃料量に対する比のことであり、排気通路に2次エアや燃料を供給するものでなければ、燃焼室の空燃比(燃焼室の空燃比の平均値のことであり、以下同様とする)に一致するものである。この酸素濃度の低下は、還元剤増量手段による燃料の後噴射制御によって排気ガス中の還元剤量を増大させることによって行なわれる。
【0015】
そうして、本発明においては、前記還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するから、その還元剤が上流側の酸化触媒によって酸化分解されることなくこれを吹き抜け易くなり、下流側のNOxトラップ触媒に供給される還元剤量多くすることができるものである。これにより、NOxトラップ触媒ではNOxが還元浄化され易くなる。
【0016】
このような吹き抜けを生じ易くなる理由は定かでないが、酸化触媒は還元剤が定常的に供給される場合は、その時の温度及び触媒能力に応じて略一定の割合で還元剤を酸化分解する、つまり平衡状態になるものの、還元剤量が間欠的に増大すると、そのような平衡状態がとれないために還元剤の酸化分解率が低下し、比較的多量の吹き抜けを生ずるものと考えられる。
【0017】
お、ここで、酸化触媒機能を有する触媒としては、主に貴金属やCu等を担持した触媒であって、酸化触媒や三元触媒だけでなく、HC等を部分酸化させた状態でNOxと反応させることでNOxを還元するNOx浄化用触媒であってもよい。
【0018】
また、本発明は、前記後噴射の時期を圧縮行程上死点後の10〜50゜CAに設定し、前記還元剤増大量が所定時間毎に増減変化するように0.2秒〜2秒に1回の間隔で後噴射量を増大させる。
【0019】
これにより、還元剤増大量が所定時間毎に増減変化し、還元剤が上流側の酸化触媒を吹き抜けて下流側のNOxトラップ触媒に供給され易くなる。後噴射時期を圧縮行程上死点後の10゜CA以降とするのは、主噴射終了後に後噴射を行なうことができるようにするためである。50゜CA以前に後噴射を行なうのは、この後噴射によって燃焼ガスは若干冷却され高温に晒される時間が短くなり、NOxの発生を抑える上で有利になるからである。後噴射量を増大させる間隔を前記のように設定するのは、0.2秒よりも短くなると、還元剤の吹き抜けが少なくなり、2秒よりも長くなると、NOxトラップ触媒からNOxが放出されるときにせっかくの還元剤が間に合わず有効に利用されなくなるからである。
【0020】
なお、後噴射量の増大を0.2秒に1回の間隔で行なうということは、例えばエンジン回転数が1500rpmであれば、主噴射10回につき1回の間隔で行なうことになり、後噴射量の増大を2秒に1回の間隔で行なうということは、主噴射100回につき1回の間隔で行なうことになる。
【0021】
た、本発明は、上述の如く後噴射の時期を圧縮行程上死点後の10〜50゜CAに設定し、0.2秒〜2秒に1回の間隔で後噴射量を増大させる場合において、その後噴射量の増大時には、該後噴射量の増大が行なわれる気筒に対して当該後噴射前に実行される前記主噴射の量を減じることを特徴とする。後噴射量が増大すると、それがエンジン出力を高める方向に働くから、主燃料噴射量を低減させるものであり、また、この主燃料噴射量の低減によって、空燃比が大きくリッチになることを避けることができる。
【0022】
また、本発明は、上述の如く0.2秒〜2秒に1回の間隔で後噴射量を増大させる場合に、その後噴射時期を圧縮行程上死点後の30〜50゜CAに設定することができる。これにより、NOxの発生を抑える上で有利になるとともに、スモークの発生量も少なくなる。
【0023】
また、本発明は、上述の如きエンジンの排気浄化装置において、前記還元剤増量手段は、前記排気ガス中の還元剤量を増大させる所定期間の当初に還元剤の増大量が大きくなるように前記後噴射を制御することができる。すなわち、排気ガス中の還元剤量を増大させて排気ガス中の酸素濃度を低下させると、この酸素濃度が低下した直後にNOxトラップ触媒から多量のNOxが放出されるから、この多量に放出されるNOxに対して還元剤が不足する状態になることを避けるものである。
【0024】
また、本発明の別の態様は、エンジンの燃焼室内を臨み該燃焼室内に燃料を噴射する噴射弁と、
前記燃焼室から延びる排気通路に配置され排気ガス中の酸素濃度が高いときに該排気ガス中のNOxを吸収し、前記酸素濃度の低下によってNOxを放出するとともにこれを還元するNOxトラップ触媒と、
前記NOxトラップ触媒からNOxを放出させるべく、前記噴射弁によって前記エンジンの圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射後の膨張行程又は排気行程の所定時期に該噴射弁から燃料を噴射する後噴射により排気ガス中の還元剤量を所定期間増大させる還元剤増量手段とを備えたエンジンの排気浄化装置において、
前記NOxトラップ触媒よりも上流側の前記排気通路に酸化触媒機能を有する酸化触媒が配置され、
前記還元剤増量手段は、前記還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するように前記後噴射を後噴射量が間欠的に増大するよう制御し、
前記後噴射量の増大時には、該後噴射量の増大が行なわれる気筒に対して当該後噴射前に実行される前記主噴射の量が減じられることを特徴とする。
【0025】
従って、前記還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するから、その還元剤が上流側の酸化触媒によって酸化分解されることなくこれを吹き抜け易くなり、下流側のNOxトラップ触媒に供給される還元剤量多くすることができる。これにより、NOxトラップ触媒ではNOxが還元浄化され易くなる。また、後噴射量が増大すると、それがエンジン出力を高める方向に働くから、主燃料噴射量を低減させるものであり、この主燃料噴射量の低減によって、空燃比が大きくリッチになることを避けることができる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、NOxトラップ触媒よりも上流側の排気通路に酸化触媒が配置され、NOxトラップ触媒からNOxを放出させるべく、主噴射後の後噴射によって排気ガス中の還元剤量を所定期間増大させるようにしたエンジンの排気浄化装置において、この還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するように前記後噴射を制御するとともに、その増減変化のための後噴射量の増大時に主噴射量を減じるようにしたから、その還元剤が上流側の酸化触媒を吹き抜けて下流側のNOxトラップ触媒に供給され易くなり、NOxトラップ触媒でのNOxの還元浄化に有利になるとともに、エンジン出力が余分に高くなることを防止する上で有利になり、また、空燃比が大きくリッチになることを避けることができる。
【0027】
また、前記後噴射の時期を圧縮行程上死点後の10〜50゜CAに設定するとともに、0.2秒〜2秒に1回の間隔で後噴射量を増大させるようにしたものによれば、還元剤増大量が所定時間毎に増減変化し、還元剤が上流側の酸化触媒を吹き抜けて下流側のNOxトラップ触媒に供給され易くなり、さらに、その後噴射時期を圧縮行程上死点後の30〜50゜CAに設定したものによれば、NOx及びスモークの発生を抑える上で有利になる
【0028】
た、前記排気ガス中の還元剤量を増大させる所定期間の当初に還元剤の増大量が大きくなるように前記後噴射を制御するものによれば、排気ガス中の酸素濃度が低下した直後の、NOxトラップ触媒から多量のNOxが放出されるときに多量の還元剤を供給することができ、NOxの還元浄化に有利になる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0030】
図1は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置Aの全体構成を示し、1は車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジンのエンジン本体である。このエンジン本体1は複数の気筒2(1つのみ図示する)を有し、その各気筒2内にピストン3が往復動可能に嵌挿されていて、この気筒2とピストン3によって各気筒2内に燃焼室4が形成されている。また、燃焼室4の上面の略中央部には、インジェクタ(燃料噴射弁)5が先端部の噴孔を燃焼室4に臨ませて配設され、各気筒毎に所定の噴射タイミングで噴孔が開閉作動されて、燃焼室4に燃料を直接噴射するようになっている。
【0031】
前記各インジェクタ5は高圧の燃料を蓄える共通のコモンレール(蓄圧室)6に接続されていて、そのコモンレール6にはクランク軸7により駆動される高圧供給ポンプ8が接続されている。この高圧供給ポンプ8は、圧力センサ6aによって検出されるコモンレール6内の燃圧が所定値以上に保持されるように作動する。また、クランク軸7の回転角度を検出するクランク角センサ9が設けられており、このクランク角センサ9は、クランク軸7の端部に設けた被検出用プレート(図示省略)と、その外周に相対向するように配置され電磁ピックアップとからなり、その電磁ピックアップが被検出用プレートの外周部全周に所定角度おきに形成された突起部の通過に対応してパルス信号を出力するようになっている。
【0032】
10はエンジン本体1の燃焼室4に対しエアクリーナ(図示省略)で濾過した吸気(空気)を供給する吸気通路であり、この吸気通路10の下流端部には、図示しないがサージタンクが設けられ、このサージタンクから分岐した各通路が吸気ポートにより各気筒2の燃焼室4に接続されている。また、サージタンクには各気筒2に供給される過給圧力を検出する吸気圧センサ10aが設けられている。前記吸気通路10には上流側から下流側に向かって順に、エンジン本体1に吸入される吸気流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ11と、後述のタービン21により駆動されて吸気を圧縮するブロワ12と、このブロワ12により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ13と、吸気通路10の断面積を絞る吸気絞り弁(吸気量調節手段)14とがそれぞれ設けられている。この吸気絞り弁14は、全閉状態でも吸気が流通可能なように切り欠きが設けられたバタフライバルブからなり、後述のEGR弁24と同様、ダイヤフラム15に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁16により調節されることで、弁の開度が制御されるようになっている。また、前記吸気絞り弁14にはその開度を検出するセンサ(図示省略)が設けられている。
【0033】
20は各気筒2の燃焼室4から排気ガスを排出する排気通路で、排気マニホールドを介して各気筒2の燃焼室4に接続されている。この排気通路20には、上流側から下流側に向かって順に、排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ17と、排気流により回転されるタービン21と、排気ガス中のHC、CO及びNOxを浄化可能な触媒コンバータ22とが配設されている。また、触媒コンバータ22には触媒の温度を検出するための温度センサ18が設けられている。
【0034】
前記触媒コンバータ22は、図2に示すようにHC及びCOを酸化させて浄化するための酸化触媒22aとNOxトラップ触媒22bとを排気ガス流れ方向における上流側と下流側に直列的に並べたものである。
【0035】
触媒22a,22bはいずれも、軸方向に平行に延びる多数の貫通孔を有するハニカム構造のコージェライト製担体の各貫通孔壁面に触媒層を形成したものである。酸化触媒22aの触媒層は、アルミナ及びセリアにPtを担持させてなる触媒粉をバインダによって前記担体に担持させることによって形成されている。NOxトラップ触媒22bの触媒層はゼオライトにPt及びBaを担持させてなる触媒粉をバインダによって前記担体に担持させることによって形成されている。NOxトラップ触媒22bは、排気ガスの酸素濃度が高いとき(例えば理論空燃比よりもリーンな空燃比(例えばA/F≧18)で燃焼し酸素濃度4%以上になっているときの)該排気ガス中のNOxをBaによって吸収し、酸素濃度が低下して例えば酸素過剰率λ=1付近になると、吸収していたNOxを放出するとともに、そのNOxをPtによって還元浄化する機能を有する。
【0036】
前記排気通路20のタービン21よりも上流側の部位からは、排気ガスの一部を吸気側に還流させる排気還流通路(以下EGR通路という)23が分岐し、このEGR通路23の下流端は吸気絞り弁14よりも下流側の吸気通路10に接続されている。EGR通路23の途中の下流端寄りには、開度調節可能な排気還流量調節弁(排気還流量調節手段:以下EGR弁という)24が配置されていて、排気通路20の排気ガスの一部をEGR弁24により流量調節しながら吸気通路10に還流させるようになっている。
【0037】
前記EGR弁24は、負圧応動式のものであって、その弁箱の負圧室に負圧通路27が接続されている。この負圧通路27は、負圧制御用の電磁弁28を介してバキュームポンプ(負圧源)29に接続されており、電磁弁28が後述のECU35からの制御信号(電流)によって負圧通路27を連通・遮断することによって、負圧室のEGR弁駆動負圧が調節され、それによって、EGR通路23の開度がリニアに調節されるようになっている。
【0038】
前記ターボ過給機25は、VGT(バリアブルジオメトリーターボ)であって、これにはダイヤフラム30が取り付けられていて、負圧制御用の電磁弁31によりダイヤフラム30に作用する負圧が調節されることで、排気ガス流路の断面積が調節されるようになっている。
【0039】
前記各インジェクタ5、高圧供給ポンプ8、吸気絞り弁14、EGR弁24、ターボ過給機25等はコントロールユニット(Engine Contorol Unit:以下ECUという)35からの制御信号によって作動するように構成されている。一方、このECU35には、前記圧力センサ6aからの出力信号と、クランク角センサ9からの出力信号と、圧力センサ10aからの出力信号と、エアフローセンサ11からの出力信号と、O2センサ17からの出力信号と、温度センサ18からの出力信号と、EGR弁24のリフトセンサ26からの出力信号と、車両の運転者による図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ32からの出力信号とが少なくとも入力されている。
【0040】
そして、インジェクタ5による燃料噴射量及び燃料噴射時期がエンジン本体1の運転状態及び触媒22a,22bの状態に応じて制御されるとともに、高圧供給ポンプ8の作動によるコモンレール圧力、即ち燃量噴射圧の制御が行なわれ、これに加えて、吸気絞り弁14の作動による吸入空気量の制御と、EGR弁24の作動による排気還流量の制御と、ターボ過給機25の作動制御(VGT制御)とが行なわれるようになっている。
【0041】
(燃料噴射制御)
前記ECU35には、エンジン本体1の目標トルク及び回転数の変化に応じて実験的に決定した最適な燃料噴射量Qbを記録した燃料噴射量マップが、メモリ上に電子的に格納して備えられている。そして、アクセル開度センサ32からの出力信号に基づいて求めた目標トルクとクランク角センサ9からの出力信号に基づいて求めたエンジン回転数とに基づいて、前記燃料噴射量マップから主噴射量Qbが読み込まれ、この主噴射量Qbと圧力センサ6aにより検出されたコモンレール圧力とに基づいて、各インジェクタ5の励磁時間(開弁時間)が決定されるようになっている。この主燃料噴射制御によって、エンジン本体1の目標トルクに対応する分量の燃料が供給され、エンジン本体1は燃焼室4における平均的空燃比がかなりリーンな状態(A/F≧18)で運転される。
【0042】
また、定常運転時(アクセル開度の変化が小さい時)には、NOxトラップ触媒22bのNOxトラップ量が所定値以上になっているときに、λ=1としてNOxトラップ触媒22bからNOxを放出させてこれを還元浄化すべく、排気ガス中の還元剤量を増大させる後噴射制御が実行される。後噴射は主噴射(主燃料噴射)後の膨張行程又は排気行程において燃料を適量噴射するというものである。
【0043】
本発明の特徴は前記後噴射制御にあり、還元剤増大量を所定時間毎に増減変化させるようにしている。
【0044】
以下、図3に示す制御フローに基づいて制御内容を具体的に説明する。尚、この制御は所定クランク角毎に実行される。
【0045】
まず、スタート後のステップS1において、クランク角信号、エアフローセンサ出力、アクセル開度、温度センサ出力等を読み込む。続くステップS2においてNOxトラップ触媒22bのNOxトラップ量Nxを推定する。このNOxトラップ量Nxは、エンジン始動又は前回のNOx放出制御からのエンジン回転数、エンジン負荷についての履歴に基づいて推定することができ、あるいは単にエンジンの運転時間に基づいて推定するようにしても、あるいはNOxトラップ触媒22bよりも下流側の排気通路20に排気ガス中のNOx濃度を検出するセンサを配置して推定するようにしてもよい。
【0046】
続くステップS3においてNOxトラップ量Nxが所定値Nxoを越えていることが判別されると、ステップS4に進んでタイマTをインクリメントし、NOxトラップ量Nxが所定値Nxoを越えていない場合でもステップS5でタイマTのカウント中であることが判別されると、ステップS4に進んでこれをインクリメントする。所定値NxoはNOxトラップ触媒22bでのNOxトラップが飽和する限界値近くのNOxトラップ量である。
【0047】
続くステップS6でタイマTが所定値Toに達していないことが判別されるとステップS9以下のλ=1とするための噴射制御に進み、タイマTが所定値Toに達しているときはステップS7に進んでタイマTを零とし、さらにステップS8に進んで通常の空燃比リーンでエンジンを運転するための噴射量及び噴射時期の設定を行なう。ステップS5でタイマTのカウント中でないことが判別されたときもステップS8に進む。前記所定値ToはNOxの放出制御を行なう時間(例えば2〜5秒)に相当する。
【0048】
先にステップS8について説明すると、ここでは、エンジン運転状態に応じて主噴射量Qb及びその噴射時期Ibを設定する。主噴射量Qbはアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量マップから読み込む。燃料噴射量マップは、アクセル開度及びエンジン回転数の変化に応じて実験的に決定した最適な噴射量Qbを記録したものであり、主噴射量Qbは、アクセル開度が大きいほど、またエンジン回転数が高いほど、多くなるように設定されている。主噴射時期Ibは圧縮行程上死点付近に設定され、例えばBTDC5°CA(クランク角度)を基準として、噴射量Qbが多いほど進角され、反対に噴射量Qbが少ないほど遅角される。また、エンジン水温に基づいて、該水温が低いときには主噴射時期Ibが所定量リタードされて暖機運転される。また、後噴射量Qpについては零に設定する。
【0049】
次にλ=1とする(排気ガス中の酸素濃度を0.5%以下とする)ための噴射制御について説明すると、ステップS9では後噴射量Qpλを増量すべき気筒を決定する。後噴射量Qpλの増量は最初に後噴射が行なわれる気筒に対して行なわれるとともに、その気筒から数えて後噴射25回に1回の間隔で行なう。従って、後噴射量Qpλを増量すべき気筒は、タイマT=1のときの気筒と、後噴射25回でタイマTが例えば20を刻むのであれば、タイマTが21、41、61、…となるときの各気筒である。
【0050】
続くステップS10ではλ=1とするための主噴射量Qbλ及びその噴射時期Ibλ、並びに後噴射量Qpλ及びその噴射時期Ibλを設定する。後噴射はすべての気筒に対して主噴射の後に行なわれるものであり、主噴射量Qbλは後噴射の影響でエンジン出力が余分に上昇することを避けるべく通常のリーン運転時の主噴射量Qbよりも若干少なめに設定し、後噴射量Qpλは主噴射量Qbλの例えば30〜50%(例えば40%)に設定する。主噴射時期Ibλはリーン運転時の噴射時期Ibと同じにすることができる。後噴射時期Ibλは圧縮行程上死点後(ATDC)の10〜50゜CAに、例えばATDC15゜CAに設定する。
【0051】
続くステップS11で後噴射量を増量すべき気筒であるか否かを判別し、増量すべき気筒であれば、ステップS12に進んで主噴射量QbλについてΔαだけ減量し、後噴射量QpλについてはΔαだけ増量する。Δαとしては主噴射量Qbの0.5〜7%、例えば5%を与える。これにより、後噴射量Qpλは25回に1回増量されることになるが、これは排気ガス中の還元剤としてのHCが上流側の酸化触媒22aで酸化されることなくこれを吹き抜けて下流側のNOxトラップ触媒22b到達し易くするためである。主噴射量Qbλの減量は後噴射量Qpλの増量に伴ってエンジン出力が余分に上昇することを避けるためである。
【0052】
続くステップS13でタイマT=1であることが判別されると、ステップS14に進んで主噴射量QbλについてさらにΔβだけ減量し、後噴射量QpλについてはさらにΔβだけ増量する。Δβとしては主噴射量Qbの数%、例えば5%を与える。このように初回の後噴射量Qpλを増量するのは、λ=1運転に移行した当初はNOxトラップ触媒22bから多量にNOxが放出されるため、これを還元するための還元剤としてのHCが不足状態になることを避けるためである。主噴射量Qbλの減量は後噴射量Qpλの増量に伴ってエンジン出力が余分に上昇することを避けるためである。これにより、リーンからλ=1への移行時のトルクショックが緩和される。
【0053】
また、上記λ=1の運転時にはリーン運転時よりもEGR量が増量するようにエアフローセンサ11の出力に基づいてEGRのフィードバック制御を行なう。これは、λ=1運転ではリーン運転よりも燃費が悪化するが、EGRの増量によってポンピングロスの低減を図るとともに、高温の排気ガスを燃焼室に多く導入することによって燃料の気化・霧化を促進するためである。
【0054】
続くステップS15において、以上のようにして設定したQbλ、Ibλ、Qpλ及びIbλを主噴射量Qb、主噴射時期Ib、後噴射量Qp及び後噴射時期Ibとして与え、ステップS16以下へ進む。ステップS8で通常のリーン運転のための噴射量及び噴射時期を設定したときもステップS16以下へ進む。すなわち、主噴射時期Ibになると主噴射を実行し(ステップS16,S17)、その主噴射を行なった気筒について後噴射を行なうべきときは(ステップS18)、後噴射時期Ipになった時点で後噴射を実行し、リターンする(ステップS19,S20)。
【0055】
図4は燃料噴射時期を模式的に示すタイムチャートであり、同図の(a)は後噴射量をステップS10で設定したままとして増量しないとき、同図(b)はステップS12で後噴射量を増量させたとき、同図(c)はステップS14で後噴射量を増量させたときである。なお、後噴射量の増量Δα及びΔβの各々に関して、同図(b),(c)のような増量形態はなく、同図(d)に示すように、ATDC30〜40゜CAで第2の後噴射を行なう形態としてもよい。この場合は、第2の後噴射による後噴射量増大の影響がエンジン出力に与える影響は少なくなるため、主噴射量の減量を省略することが可能になる。
【0056】
図5は後噴射量の増減を模式的に示すタイムチャートであり、後噴射量は、λ=1運転に移行した当初はステップS12によるΔαとステップS14によるΔβとが加算されるため最も多くなり、その後は25回毎にステップS12によるΔαの加算分だけ増大することになる。
【0057】
図6はエンジン中回転・中負荷運転において、後噴射時期をATDC90゜CAとして、後噴射を「毎回」行なったとき及び「25回毎」に行なったときの、上流側触媒22aに流入する排気ガスのHC濃度(入口HC)及び該触媒22aから流出した排気ガスのHC濃度(出口HC)のタイムチャートである。
【0058】
後噴射を「毎回」行なうとは、主噴射が各気筒に対して所定の順番で行なわれていくとき、各気筒に対する主噴射のたびに後噴射を行なうという意味である。後噴射を「25回毎」に行なうとは、主噴射が各気筒に対して所定の順番で行なわれていくとき、主噴射25回に1回の間隔で後噴射を行なうという意味であり、例えばA,B,C,Dの4気筒があってこの順番で主噴射行なっていく場合、最初にA気筒について後噴射を行なうと、その後のB,C,D,A…と続く24番目までの各気筒に対しては後噴射を行なわず(間引き)、その次のB気筒に対して後噴射を行なうという意味である。なお、同図において、「毎回A」の後噴射量は「25回毎」の後噴射量と総量が同じ、つまり「25回毎」の1回の後噴射量は「毎回A」の1回の後噴射量の25倍であり、「毎回B」は「毎回A」よりも後噴射量を多くし、「毎回C」は後噴射量をさらに多くしたものである。
【0059】
図7は「25回毎」についてのみ、その後噴射時期をATDC45゜CAとしたときのデータを上記「毎回A」、「毎回B」及び「毎回C」のデータとともに図示したものである。
【0060】
図6によれば、後噴射量の総量が同じである「25回毎」と「毎回A」とでは排気ガス中のHCが上流側触媒22aで酸化されることなく吹き抜けている量に大差がない。しかし、図7に示すように「25回毎」の後噴射時期をATDC45゜CAとすると、その出口HCが後噴射量が多い「毎回C」に近い値まで上昇している。これから、ATDC50゜CA以下(進角側)で「25回毎」の後噴射とすると、排気ガス中のHCが上流側触媒22aを酸化されることなく吹き抜けやすくなることがわかる。
【0061】
図8はエンジン回転数1500rpm、中負荷運転において、後噴射を「毎回」行なったとき、「5回毎」に行なったとき、並びに「25回毎」に行なったときの各々の場合について、後噴射時期と、後噴射開始10秒後の上流側触媒22aに流入する排気ガスのHC濃度(触媒前HC)及び該触媒22aから流出した排気ガスのHC濃度(触媒後HC)との関係を示す。図9は後噴射開始30秒後の同関係を示し、図10は後噴射開始90秒後の同関係を示す。なお、上流側触媒22aの入口での排気ガス温度は270℃程度である。また、「毎回」、「5回毎」及び「25回毎」の後噴射量の総量は互いに同じである。
【0062】
図8乃至図10から、「25回毎」の後噴射の場合は後噴射時期がATDC60゜CA未満(進角側)になると、上流側触媒22aで酸化されることなくこれを通り抜ける吹き抜けHC量が多くなること、特に「25回毎」で後噴射時期をATDC30〜50゜CAにすると、HCの吹き抜け性がよいことがわかる。
【0063】
以上の図6乃至図10の実験結果から、上述の実施形態の如く、λ=1運転において後噴射を毎回行なうが、その後噴射量を所定時間毎(上記実施形態では25回毎」に増大させる、という後噴射制御を行なえば、後噴射量の総量をそれほど多くしなくても、上流側触媒22aを吹き抜けて下流側のNOxトラップ触媒22bに到達するHCが多くなり、このNOxトラップ触媒22bから放出されるNOxを効率良く、すなわち、燃費を悪化させることなく、還元浄化する上で有利になることがわかる。
【0064】
図11はエンジン回転数1500rpm、中負荷運転において、後噴射を「毎回」行なったとき、「5回毎」に行なったとき、並びに「25回毎」に後噴射を行なったときの各々の場合について、後噴射時期と、後噴射開始10秒後及び30秒後の上流側触媒22aに流入する排気ガスのNOx濃度との関係を示す。後噴射量の総量はいずれの場合も主噴射量の総量の4%程度になるようにした。
【0065】
後噴射時期を進角させると、「毎回」、「5回毎」及び「25回毎」のいずれの場合もNOx濃度が低くなっているが、「25回毎」では後噴射時期をATDC30〜50゜CA付近にするとNOx濃度の低下が顕著である。従って、上述の実施形態の如く、λ=1運転において後噴射を毎回行なうが、その後噴射量を所定時間毎(上記実施形態では25回毎」に増大させる、という後噴射制御を行なえば、NOx発生量の低減効果が得られることがわかる。
【0066】
図12はエンジン回転数2000rpm、Pe=0.57MPaの運転(EGRなし)において、毎回後噴射(後噴射量は主噴射量の5%)を行なった場合の後噴射時期とスモーク(煤)量との関係を示す。図10によれば、後噴射を行なうと、後噴射無しの場合よりもスモーク量が低減すること、また、後噴射時期を進角させるとスモーク低減に有利であることがわかる。
【0067】
なお、上記実施形態は直噴式ディーゼルエンジンに関するが、本発明は直噴式のガソリンエンジンにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す図。
【図2】 触媒コンバータの構成を示す図。
【図3】 燃料噴射制御のフロー図。
【図4】 燃料噴射時期を模式的に示すタイムチャート図。
【図5】 後噴射量の増減を模式的に示すタイムチャート図。
【図6】 上流側触媒に流入する排気ガスのHC濃度(入口HC)及び該触媒から流出した排気ガスのHC濃度(出口HC)のタイムチャート図。
【図7】 上流側触媒に流入する排気ガスのHC濃度(入口HC)及び該触媒から流出した排気ガスのHC濃度(出口HC)のタイムチャート図。
【図8】 後噴射時期と、後噴射開始10秒後の上流側触媒前HC濃度及び上流側触媒後HC濃度との関係を示すグラフ図。
【図9】 後噴射時期と、後噴射開始30秒後の上流側触媒前HC濃度及び上流側触媒後HC濃度との関係を示すグラフ図。
【図10】 後噴射時期と、後噴射開始90秒後の上流側触媒前HC濃度及び上流側触媒後HC濃度との関係を示すグラフ図。
【図11】 後噴射時期と、後噴射開始10秒後及び30秒後の上流側触媒に流入する排気ガスのNOx濃度との関係を示すグラフ図。
【図12】 後噴射時期とスモーク(煤)量との関係を示すグラフ図。
【符号の説明】
A 排気浄化装置
1 ディーゼルエンジン
2 気筒
4 燃焼室
5 インジェクタ(燃料噴射弁)
20 排気通路
22 触媒コンバータ
22a 上流側の酸化触媒
22b 下流側のNOxトラップ触媒
35 ECU(コントロールユニット)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an engine exhaust purification device.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, a three-way catalyst capable of purifying HC (hydrocarbon), CO, and NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas at about the theoretical air-fuel ratio simultaneously and extremely effectively. In a gasoline engine, it is common to use this three-way catalyst and control the air-fuel ratio to approximately the stoichiometric air-fuel ratio in most of the operation region except the full load region.
[0003]
  However, since the diesel engine is in a state in which the air-fuel ratio is considerably lean (for example, A / F ≧ 18) in all normal operation regions, the three-way catalyst cannot be used, and the air-fuel ratio is in a lean state. Then, since the oxygen concentration in the exhaust gas becomes considerably high, it is difficult to sufficiently reduce and purify NOx in such an atmosphere.
[0004]
  On the other hand, a so-called NOx trap catalyst that absorbs NOx in an oxygen-excess atmosphere in which the oxygen concentration in the exhaust gas is a predetermined value (for example, 4%) or more and releases the absorbed NOx by reducing the oxygen concentration is used. There is technology. Since this NOx trap catalyst has a decrease in absorption performance when the NOx absorption amount increases, it is necessary to perform a so-called refresh to release the absorbed NOx before that happens.
[0005]
  Therefore, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-212961, in a diesel engine, a small amount of fuel is post-injected from the middle of the expansion stroke after the main fuel injection to the exhaust stroke when the refresh should be performed. In this way, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced.
[0006]
  On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-347524, in a diesel engine, a first catalyst device suitable for reducing and purifying NOx in a low temperature region is disposed upstream of the exhaust passage, and NOx in a high temperature region is disposed downstream thereof. The second catalyst device suitable for reducing and purifying the fuel is disposed, and main fuel injection for generating engine output is performed near the top dead center of the compression stroke, and the amount of hydrocarbons supplied to the catalyst is increased in the expansion stroke or the exhaust stroke. Therefore, it is described that NOx purification is effectively performed by performing the post fuel injection for the purpose and then controlling the fuel injection amount in accordance with the catalyst temperature.
[0007]
  That is, in view of the fact that the catalyst temperature rises due to the heat of HC oxidation reaction at the catalyst when the amount of HC in the exhaust gas increases due to post fuel injection, the NOx purification activity peaks for each of the first and second catalytic devices. When the temperature is lower than this temperature, the post fuel injection amount is increased so that NOx purification is performed near the peak temperature, and when the temperature is higher than the peak temperature, the post fuel injection amount is decreased to suppress the temperature rise of the catalyst. It is intended to purify NOx.
[0008]
  Japanese Patent Laid-Open No. 8-26152 discloses a NOx reduction catalyst in which the main injection of fuel is performed near the top dead center of the compression stroke of the engine and the fuel is post-injected in the expansion stroke or the exhaust stroke. It is described that the post-injection timing is delayed when the temperature is high compared to when the temperature is low. That is, by controlling the post-injection timing, HC having a small carbon number is increased in the exhaust gas when the catalyst temperature is low, and HC having a large carbon number in the exhaust gas is increased when the catalyst temperature is high. That's it. This is based on the knowledge that HC having a small number of carbons effectively works as a reducing agent for purifying NOx on the low temperature side, and HC having a large number of carbons works effectively as a reducing agent for purifying NOx on the high temperature side.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, the NOx trap catalyst as described above is configured by supporting a catalyst component such as Ba that absorbs NOx and a catalyst component such as Pt that reduces and decomposes NOx in zeolite. Generally not very expensive. Therefore, it is often necessary to dispose an oxidation catalyst in the exhaust passage upstream of the NOx trap catalyst and oxidize and purify HC and CO in the exhaust gas with the upstream catalyst.
[0010]
  However, when such an oxidation catalyst is provided, HC and CO in the exhaust gas necessary for NOx reduction by the NOx trap catalyst are oxidized and purified by this oxidation catalyst, and a necessary amount of reducing agent is supplied to the NOx trap catalyst. It becomes difficult to be done.
[0011]
  The present invention solves the above problem when an oxidation catalyst is provided upstream of such a NOx trap catalyst.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  For this purpose, the present invention increases the amount of reducing agent such as HC in the exhaust gas by the above-described post-injection in order to release NOx from the NOx trap catalyst, and the reducing agent is oxidized and decomposed as much as possible by the upstream oxidation catalyst. The post-injection is controlled so as not to be performed.
[0013]
  That is, the present invention includes an injection valve that faces a combustion chamber of an engine and injects fuel into the combustion chamber;
  A NOx trap catalyst that is disposed in an exhaust passage extending from the combustion chamber and absorbs NOx in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and releases and reduces NOx due to a decrease in the oxygen concentration;
  In order to release NOx from the NOx trap catalyst, fuel is injected from the injection valve at a predetermined timing in the expansion stroke or exhaust stroke after the main injection in which fuel is injected by the injection valve in the vicinity of the top dead center of the compression stroke of the engine. In an engine exhaust purification device comprising a reducing agent increasing means for increasing a reducing agent amount in exhaust gas by a post injection for a predetermined period,
  An oxidation catalyst having an oxidation catalyst function is disposed in the exhaust passage upstream of the NOx trap catalyst,
  The reducing agent increasing means is:The post injection timing is set to 10 to 50 ° CA after the top dead center of the compression stroke,The post-injection is performed so that the increase amount of the reducing agent increases or decreases every predetermined time.Control so that the post-injection amount increases at intervals of once every 0.2 to 2 seconds,
When the post-injection amount increases, the amount of the main injection executed before the post-injection is reduced for the cylinder in which the post-injection amount is increased.It is characterized by that.
[0014]
  Here, the term “due to a decrease in oxygen concentration” means that the oxygen concentration in the exhaust gas may be, for example, less than 3 to 4% (preferably less than 1 to 2%), and the air-fuel ratio of the exhaust gas. Corresponds to a rich state that is approximately in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Note that the air-fuel ratio of the exhaust gas is the ratio of the total amount of air supplied to the exhaust passage to the total amount of fuel. Unless secondary air or fuel is supplied to the exhaust passage, the air in the combustion chamber is empty. This corresponds to the fuel ratio (the average value of the air-fuel ratio of the combustion chamber, and the same shall apply hereinafter). This reduction in oxygen concentration is performed by increasing the amount of reducing agent in the exhaust gas by the post-injection control of fuel by the reducing agent increasing means.
[0015]
  Thus, in the present invention, since the amount of increase of the reducing agent increases or decreases every predetermined time, the reducing agent is easily blown through without being oxidized and decomposed by the upstream oxidation catalyst. The amount of reducing agent supplied to the NOx trap catalyst can be increased. Thereby, NOx is easily reduced and purified by the NOx trap catalyst.
[0016]
  The reason why such blow-by is likely to occur is not clear, but when the reducing agent is constantly supplied to the oxidation catalyst, the reducing agent is oxidatively decomposed at a substantially constant rate according to the temperature and catalytic ability at that time. In other words, although it is in an equilibrium state, if the amount of the reducing agent increases intermittently, such an equilibrium state cannot be obtained, so that the oxidative decomposition rate of the reducing agent is lowered, and a relatively large amount of blowout is generated.The
[0017]
NaHere, as a catalyst having an oxidation catalyst function, a catalyst mainly supporting a noble metal, Cu or the like, and reacts with NOx in a state where not only the oxidation catalyst and the three-way catalyst but also HC etc. are partially oxidized. It may be a NOx purification catalyst that reduces NOx.
[0018]
  In addition, the present inventionBeforeThe injection timing is set to 10-50 ° CA after the top dead center of the compression stroke, and once every 0.2 seconds to 2 seconds so that the increase amount of the reducing agent increases and decreases every predetermined time. Increase the post-injection amountThe
[0019]
  As a result, the amount of increase in the reducing agent increases or decreases every predetermined time, and the reducing agent easily blows through the upstream side oxidation catalyst and is supplied to the downstream side NOx trap catalyst. The reason for setting the post-injection timing after 10 ° CA after the compression stroke top dead center is to enable post-injection after the main injection is completed. The reason why the post-injection is performed before 50 ° CA is that the combustion gas is slightly cooled by this post-injection and the time for exposure to high temperature is shortened, which is advantageous in suppressing the generation of NOx. The interval for increasing the post-injection amount is set as described above. When the time is shorter than 0.2 seconds, the reducing agent blows out less, and when the time is longer than 2 seconds, NOx is released from the NOx trap catalyst. This is because sometimes the reducing agent is not used effectively because it is not in time.
[0020]
  Note that increasing the post-injection amount at intervals of once every 0.2 seconds means that, for example, if the engine speed is 1500 rpm, it will be performed at intervals of once every 10 main injections. Increasing the amount at an interval of once every 2 seconds means that the amount is increased once every 100 main injections.The
[0021]
MaIn the present invention, as described above, the post-injection timing is set to 10 to 50 ° CA after the top dead center of the compression stroke, and the post-injection amount is increased once every 0.2 to 2 seconds. In this case, when the subsequent injection amount increases, the amount of the main injection executed before the post-injection is reduced for the cylinder in which the post-injection amount is increased. When the post-injection amount increases, it works to increase the engine output, thereby reducing the main fuel injection amount, and avoiding the air-fuel ratio becoming rich and rich by reducing the main fuel injection amount. be able to.
[0022]
Further, according to the present invention, when the post-injection amount is increased at intervals of once every 0.2 to 2 seconds as described above, the subsequent injection timing is set to 30 to 50 ° CA after the top dead center of the compression stroke. be able to. This is advantageous for suppressing the generation of NOx and also reduces the amount of smoke generated.
[0023]
  Further, the present invention provides the engine exhaust purification apparatus as described above, wherein the reducing agent increasing means increases the reducing agent increase amount at the beginning of a predetermined period in which the reducing agent amount in the exhaust gas is increased. Controlling post-injectionCan. That is, if the amount of reducing agent in the exhaust gas is increased to reduce the oxygen concentration in the exhaust gas, a large amount of NOx is released from the NOx trap catalyst immediately after the oxygen concentration is reduced. This is to avoid a state in which the reducing agent is insufficient with respect to NOx.
[0024]
  In another aspect of the present invention, an injection valve that faces the combustion chamber of the engine and injects fuel into the combustion chamber;
A NOx trap catalyst that is disposed in an exhaust passage extending from the combustion chamber and absorbs NOx in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and releases and reduces NOx due to a decrease in the oxygen concentration;
In order to release NOx from the NOx trap catalyst, fuel is injected from the injection valve at a predetermined timing in the expansion stroke or exhaust stroke after the main injection in which fuel is injected by the injection valve in the vicinity of the top dead center of the compression stroke of the engine. In an engine exhaust purification device comprising a reducing agent increasing means for increasing a reducing agent amount in exhaust gas by a post injection for a predetermined period,
An oxidation catalyst having an oxidation catalyst function is disposed in the exhaust passage upstream of the NOx trap catalyst,
The reducing agent increasing means controls the post-injection so that the post-injection amount increases intermittently so that the increasing amount of the reducing agent increases or decreases every predetermined time;
When the post-injection amount increases, the amount of the main injection executed before the post-injection is reduced for the cylinder in which the post-injection amount is increased.
[0025]
Therefore, since the increase amount of the reducing agent increases or decreases every predetermined time, the reducing agent is easily blown through the upstream side oxidation catalyst without being decomposed by the upstream side oxidation catalyst, and is supplied to the downstream side NOx trap catalyst. The amount of reducing agent can be increased. Thereby, NOx is easily reduced and purified by the NOx trap catalyst. Further, when the post-injection amount increases, it works in the direction of increasing the engine output, so the main fuel injection amount is reduced. By reducing the main fuel injection amount, the air-fuel ratio is prevented from becoming significantly rich. be able to.
[0026]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the oxidation catalyst is disposed in the exhaust passage upstream of the NOx trap catalyst, and the reducing agent in the exhaust gas is discharged by post-injection after the main injection in order to release NOx from the NOx trap catalyst. In the engine exhaust gas purification apparatus in which the amount is increased for a predetermined period, the post-injection is controlled so that the amount of increase of the reducing agent increases or decreases every predetermined time.At the same time, the main injection amount is reduced when the post-injection amount increases due to the changeTherefore, the reducing agent blows through the upstream oxidation catalyst and is easily supplied to the downstream NOx trap catalyst, which is advantageous for NOx reduction purification by the NOx trap catalyst.At the same time, it is advantageous to prevent the engine output from becoming excessively high, and the air-fuel ratio can be avoided from becoming rich and rich.
[0027]
  In addition, the timing of the post-injection is set to 10 to 50 ° CA after the top dead center of the compression stroke, and the post-injection amount is increased once every 0.2 to 2 seconds. For example, the amount of increase of the reducing agent increases or decreases every predetermined time, and the reducing agent easily blows through the upstream side oxidation catalyst and is supplied to the downstream side NOx trap catalyst. Further, after that, the injection timing is set after the top dead center of the compression stroke. According to the one set at 30 to 50 ° CA, it is advantageous in suppressing the generation of NOx and smoke..
[0028]
MaFurthermore, according to what controls the post-injection so that the amount of increase of the reducing agent is increased at the beginning of the predetermined period in which the amount of reducing agent in the exhaust gas is increased, immediately after the oxygen concentration in the exhaust gas has decreased. When a large amount of NOx is released from the NOx trap catalyst, a large amount of reducing agent can be supplied, which is advantageous for NOx reduction purification.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
  FIG. 1 shows an overall configuration of an exhaust emission control device A for a diesel engine according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an engine body of a multi-cylinder diesel engine mounted on a vehicle. The engine body 1 has a plurality of cylinders 2 (only one is shown), and a piston 3 is fitted in each cylinder 2 so as to be reciprocally movable. A combustion chamber 4 is formed. In addition, an injector (fuel injection valve) 5 is disposed at a substantially central portion of the upper surface of the combustion chamber 4 with the injection hole at the tip facing the combustion chamber 4, and the injection hole is provided at a predetermined injection timing for each cylinder. Is opened and closed to inject fuel directly into the combustion chamber 4.
[0031]
  Each injector 5 is connected to a common common rail (pressure accumulating chamber) 6 for storing high-pressure fuel, and a high-pressure supply pump 8 driven by a crankshaft 7 is connected to the common rail 6. The high-pressure supply pump 8 operates so that the fuel pressure in the common rail 6 detected by the pressure sensor 6a is maintained at a predetermined value or more. Further, a crank angle sensor 9 for detecting the rotation angle of the crankshaft 7 is provided. The crank angle sensor 9 is provided with a plate to be detected (not shown) provided at the end of the crankshaft 7 and an outer periphery thereof. The electromagnetic pickup is arranged so as to be opposed to each other, and the electromagnetic pickup outputs a pulse signal corresponding to the passage of protrusions formed at predetermined angles on the entire outer periphery of the plate to be detected. ing.
[0032]
  Reference numeral 10 denotes an intake passage for supplying intake air (air) filtered by an air cleaner (not shown) to the combustion chamber 4 of the engine body 1. A surge tank (not shown) is provided at the downstream end of the intake passage 10. Each passage branched from the surge tank is connected to the combustion chamber 4 of each cylinder 2 by an intake port. Further, the surge tank is provided with an intake pressure sensor 10a for detecting a supercharging pressure supplied to each cylinder 2. In the intake passage 10, in order from the upstream side to the downstream side, a hot film type air flow sensor 11 that detects an intake air flow rate sucked into the engine body 1 and a blower 12 that is driven by a turbine 21 to be described later and compresses the intake air. An intercooler 13 for cooling the intake air compressed by the blower 12 and an intake throttle valve (intake air amount adjusting means) 14 for reducing the cross-sectional area of the intake passage 10 are provided. The intake throttle valve 14 is a butterfly valve provided with a notch so that intake air can flow even in a fully closed state. Like the EGR valve 24 described later, the magnitude of the negative pressure acting on the diaphragm 15 is negative. The opening degree of the valve is controlled by being adjusted by the control electromagnetic valve 16. The intake throttle valve 14 is provided with a sensor (not shown) for detecting the opening degree.
[0033]
  An exhaust passage 20 discharges exhaust gas from the combustion chamber 4 of each cylinder 2, and is connected to the combustion chamber 4 of each cylinder 2 via an exhaust manifold. In this exhaust passage 20, in order from the upstream side to the downstream side, an O 2 sensor 17 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, a turbine 21 that is rotated by the exhaust flow, and HC, CO, and NOx in the exhaust gas. And a catalytic converter 22 capable of purifying the gas. The catalytic converter 22 is provided with a temperature sensor 18 for detecting the temperature of the catalyst.
[0034]
  As shown in FIG. 2, the catalytic converter 22 includes an oxidation catalyst 22a for oxidizing and purifying HC and CO and a NOx trap catalyst 22b arranged in series on the upstream side and the downstream side in the exhaust gas flow direction. It is.
[0035]
  In each of the catalysts 22a and 22b, a catalyst layer is formed on the wall surface of each through hole of a cordierite support having a honeycomb structure having a large number of through holes extending in parallel in the axial direction. The catalyst layer of the oxidation catalyst 22a is formed by supporting catalyst powder obtained by supporting Pt on alumina and ceria on the carrier with a binder. The catalyst layer of the NOx trap catalyst 22b is formed by supporting catalyst powder obtained by supporting Pt and Ba on zeolite on the carrier with a binder. When the oxygen concentration of the exhaust gas is high (for example, when the air / fuel ratio is leaner than the stoichiometric air / fuel ratio (for example, A / F ≧ 18) and the oxygen concentration is 4% or more), the NOx trap catalyst 22b When NOx in the gas is absorbed by Ba and the oxygen concentration is reduced and, for example, near the excess oxygen ratio λ = 1, the absorbed NOx is released and the NOx is reduced and purified by Pt.
[0036]
  An exhaust gas recirculation passage (hereinafter referred to as an EGR passage) 23 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake side branches from a portion of the exhaust passage 20 upstream of the turbine 21, and the downstream end of the EGR passage 23 is the intake air. The intake passage 10 is connected to the downstream side of the throttle valve 14. An exhaust gas recirculation amount adjustment valve (exhaust gas recirculation amount adjusting means: hereinafter referred to as an EGR valve) 24 whose opening degree can be adjusted is disposed near the downstream end in the middle of the EGR passage 23, and a part of the exhaust gas in the exhaust passage 20. Is recirculated to the intake passage 10 while the flow rate is adjusted by the EGR valve 24.
[0037]
  The EGR valve 24 is of a negative pressure responsive type, and a negative pressure passage 27 is connected to a negative pressure chamber of the valve box. The negative pressure passage 27 is connected to a vacuum pump (negative pressure source) 29 via a negative pressure control electromagnetic valve 28. The electromagnetic valve 28 is connected to a negative pressure passage by a control signal (current) from an ECU 35 described later. The EGR valve drive negative pressure in the negative pressure chamber is adjusted by communicating / blocking 27, whereby the opening degree of the EGR passage 23 is adjusted linearly.
[0038]
  The turbocharger 25 is a VGT (variable geometry turbo), to which a diaphragm 30 is attached, and a negative pressure acting on the diaphragm 30 is adjusted by an electromagnetic valve 31 for negative pressure control. Thus, the cross-sectional area of the exhaust gas passage is adjusted.
[0039]
  Each injector 5, high pressure supply pump 8, intake throttle valve 14, EGR valve 24, turbocharger 25, etc. are configured to operate in response to control signals from a control unit (Engine Control Unit: hereinafter referred to as ECU) 35. Yes. On the other hand, the ECU 35 receives an output signal from the pressure sensor 6a, an output signal from the crank angle sensor 9, an output signal from the pressure sensor 10a, an output signal from the air flow sensor 11, and an output from the O2 sensor 17. An output signal, an output signal from the temperature sensor 18, an output signal from the lift sensor 26 of the EGR valve 24, and an accelerator opening sensor that detects an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) by the driver of the vehicle. The output signal from 32 is input at least.
[0040]
  The fuel injection amount and fuel injection timing by the injector 5 are controlled according to the operating state of the engine body 1 and the states of the catalysts 22a and 22b, and the common rail pressure by the operation of the high-pressure supply pump 8, that is, the fuel injection pressure. In addition to this, the control of the intake air amount by the operation of the intake throttle valve 14, the control of the exhaust gas recirculation amount by the operation of the EGR valve 24, the operation control (VGT control) of the turbocharger 25, Is to be performed.
[0041]
  (Fuel injection control)
  The ECU 35 is provided with a fuel injection amount map in which an optimum fuel injection amount Qb experimentally determined according to changes in the target torque and the rotational speed of the engine body 1 is electronically stored in a memory. ing. Based on the target torque obtained based on the output signal from the accelerator opening sensor 32 and the engine speed obtained based on the output signal from the crank angle sensor 9, the main injection amount Qb is calculated from the fuel injection amount map. Is read and the excitation time (valve opening time) of each injector 5 is determined based on the main injection amount Qb and the common rail pressure detected by the pressure sensor 6a. By this main fuel injection control, an amount of fuel corresponding to the target torque of the engine body 1 is supplied, and the engine body 1 is operated in a state where the average air-fuel ratio in the combustion chamber 4 is considerably lean (A / F ≧ 18). The
[0042]
  Further, during steady operation (when the change in the accelerator opening is small), when the NOx trap amount of the NOx trap catalyst 22b is equal to or greater than a predetermined value, λ = 1 is set to release NOx from the NOx trap catalyst 22b. In order to reduce and purify this, post-injection control for increasing the amount of reducing agent in the exhaust gas is executed. The post-injection is to inject an appropriate amount of fuel in the expansion stroke or the exhaust stroke after the main injection (main fuel injection).
[0043]
  A feature of the present invention resides in the post-injection control, and the reducing agent increase amount is increased or decreased every predetermined time.changeI try to let them.
[0044]
  The details of the control will be specifically described below based on the control flow shown in FIG. This control is executed at every predetermined crank angle.
[0045]
  First, in step S1 after the start, a crank angle signal, an airflow sensor output, an accelerator opening, a temperature sensor output, and the like are read. In the subsequent step S2, the NOx trap amount Nx of the NOx trap catalyst 22b is estimated. The NOx trap amount Nx can be estimated based on the engine speed or engine history from the previous NOx release control, or simply based on the engine operating time. Alternatively, it may be estimated by arranging a sensor for detecting the NOx concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 20 downstream of the NOx trap catalyst 22b.
[0046]
  In step S3, if it is determined that the NOx trap amount Nx exceeds the predetermined value Nxo, the process proceeds to step S4 to increment the timer T, and even if the NOx trap amount Nx does not exceed the predetermined value Nxo, step S5 is performed. When it is determined that the timer T is counting, the process proceeds to step S4 and increments it. The predetermined value Nxo is a NOx trap amount near a limit value at which the NOx trap in the NOx trap catalyst 22b is saturated.
[0047]
  If it is determined in the following step S6 that the timer T has not reached the predetermined value To, the routine proceeds to injection control for setting λ = 1 in step S9 and subsequent steps, and when the timer T has reached the predetermined value To, step S7 is performed. The routine proceeds to step S8 to set the timer T to zero, and then proceeds to step S8 to set the injection amount and the injection timing for operating the engine with the normal air-fuel ratio lean. When it is determined in step S5 that the timer T is not counting, the process proceeds to step S8. The predetermined value To corresponds to a time for performing NOx release control (for example, 2 to 5 seconds).
[0048]
  Step S8 will be described first. Here, the main injection amount Qb and the injection timing Ib are set according to the engine operating state. The main injection amount Qb is read from the fuel injection amount map based on the accelerator opening and the engine speed. The fuel injection amount map records the optimal injection amount Qb experimentally determined according to changes in the accelerator opening and the engine speed, and the main injection amount Qb increases as the accelerator opening increases. The higher the number of revolutions, the greater the setting. The main injection timing Ib is set near the top dead center of the compression stroke. For example, with the BTDC 5 ° CA (crank angle) as a reference, the main injection timing Ib is advanced as the injection amount Qb increases, and conversely as the injection amount Qb decreases. Further, based on the engine water temperature, when the water temperature is low, the main injection timing Ib is retarded by a predetermined amount and the warm-up operation is performed. Further, the post injection amount Qp is set to zero.
[0049]
  Next, the injection control for setting λ = 1 (the oxygen concentration in the exhaust gas is 0.5% or less) will be described. In step S9, the cylinder to which the post injection amount Qpλ is to be increased is determined. The post-injection amount Qpλ is increased for the cylinder in which the post-injection is first performed, and is performed at intervals of 25 post-injections counted from the cylinder. Therefore, the cylinders for which the post-injection amount Qpλ should be increased are the cylinders when the timer T = 1 and the timer T is 21, 41, 61,. Each cylinder when it becomes.
[0050]
  In the subsequent step S10, the main injection amount Qbλ and the injection timing Ibλ for setting λ = 1, the post-injection amount Qpλ and the injection timing Ibλ are set. The post-injection is performed after the main injection for all the cylinders, and the main injection amount Qbλ is the main injection amount Qb during a normal lean operation in order to avoid an excessive increase in engine output due to the effect of the post-injection. The post-injection amount Qpλ is set to, for example, 30 to 50% (for example, 40%) of the main injection amount Qbλ. The main injection timing Ibλ can be made the same as the injection timing Ib during lean operation. The post-injection timing Ibλ is set to 10-50 ° CA after the compression stroke top dead center (ATDC), for example, ATDC 15 ° CA.
[0051]
  In the following step S11, it is determined whether or not the cylinder is to be increased in the post-injection amount. If the cylinder is to be increased, the process proceeds to step S12, and the main injection amount Qbλ is decreased by Δα, and the post-injection amount Qpλ is determined. Increase by Δα. As Δα, 0.5 to 7%, for example, 5% of the main injection amount Qb is given. As a result, the post-injection amount Qpλ is increased once every 25 times. This is because HC as a reducing agent in the exhaust gas blows through the downstream side without being oxidized by the upstream oxidation catalyst 22a. This is to make it easier to reach the NOx trap catalyst 22b on the side. The decrease in the main injection amount Qbλ is to avoid an extra increase in engine output accompanying an increase in the post-injection amount Qpλ.
[0052]
  If it is determined in the subsequent step S13 that the timer T = 1, the routine proceeds to step S14, where the main injection amount Qbλ is further decreased by Δβ, and the post injection amount Qpλ is further increased by Δβ. As Δβ, several percent of the main injection amount Qb, for example, 5% is given. In this way, the initial post-injection amount Qpλ is increased because a large amount of NOx is released from the NOx trap catalyst 22b at the beginning of the shift to λ = 1 operation, so that HC as a reducing agent for reducing this is reduced. This is to avoid a shortage. The decrease in the main injection amount Qbλ is to avoid an extra increase in engine output accompanying an increase in the post-injection amount Qpλ. Thereby, the torque shock at the time of transition from lean to λ = 1 is alleviated.
[0053]
  Further, EGR feedback control is performed based on the output of the air flow sensor 11 so that the EGR amount is increased during the operation of λ = 1 as compared with the lean operation. This is because the fuel efficiency is worse in λ = 1 operation than in lean operation, but the pumping loss is reduced by increasing the EGR, and the fuel is vaporized and atomized by introducing a lot of high-temperature exhaust gas into the combustion chamber. This is to promote.
[0054]
  In the following step S15, Qbλ, Ibλ, Qpλ, and Ibλ set as described above are given as the main injection amount Qb, the main injection timing Ib, the post injection amount Qp, and the post injection timing Ib, and the process proceeds to step S16 and thereafter. When the injection amount and the injection timing for the normal lean operation are set in step S8, the process proceeds to step S16 and subsequent steps. That is, when the main injection timing Ib is reached, the main injection is executed (steps S16 and S17). When the post-injection should be performed for the cylinder that has performed the main injection (step S18), the post-injection timing Ip is reached. The injection is executed and the process returns (steps S19 and S20).
[0055]
  FIG. 4 is a time chart schematically showing the fuel injection timing. FIG. 4A shows the post-injection amount in step S12 when the post-injection amount is not increased while the post-injection amount is set in step S10. (C) in the figure is when the post-injection amount is increased in step S14. For each of the post-injection increases Δα and Δβ, there is no increase form as shown in FIGS. 7B and 7C, and as shown in FIG. It is good also as a form which performs post injection. In this case, the influence of the increase in the post-injection amount due to the second post-injection is less affected by the engine output, so that it is possible to omit the decrease in the main injection amount.
[0056]
  FIG. 5 is a time chart schematically showing the increase / decrease in the post-injection amount. The initial post-injection amount becomes the largest because Δα in step S12 and Δβ in step S14 are added at the beginning of the shift to λ = 1 operation. Thereafter, it increases by the addition of Δα in step S12 every 25 times.
[0057]
  FIG. 6 shows the exhaust gas flowing into the upstream side catalyst 22a when the post-injection is performed “every time” and “every 25 times” with the post-injection timing set to ATDC 90 ° CA in the middle rotation / medium load operation of the engine. 3 is a time chart of the HC concentration of gas (inlet HC) and the HC concentration of exhaust gas flowing out from the catalyst 22a (outlet HC).
[0058]
  Performing the post-injection “every time” means that when the main injection is performed for each cylinder in a predetermined order, the post-injection is performed for each main injection for each cylinder. Performing the post-injection “every 25 times” means that when the main injection is performed for each cylinder in a predetermined order, the post-injection is performed at intervals of once every 25 main injections. For example, when there are four cylinders A, B, C, and D and main injection is performed in this order, when the post-injection is first performed for the A cylinder, the subsequent B, C, D, A. This means that post-injection is not performed for each of the cylinders (thinning), and post-injection is performed for the next B cylinder. In the figure, the post-injection amount of “Every time A” is the same as the post-injection amount of “Every 25 times”, that is, the post-injection amount of “Every 25 times” is one time of “Every time A”. The post-injection amount is 25 times larger than that of “every time B”, and “every time A” has a larger post-injection amount, and “every time C” has a larger post-injection amount.
[0059]
  FIG. 7 shows the data when the injection timing is set to ATDC 45 ° CA only for “every 25 times”, together with the data of “every time A”, “every time B”, and “every time C”.
[0060]
  According to FIG. 6, there is a large difference in the amount of HC in the exhaust gas that is blown through without being oxidized by the upstream catalyst 22a between “every 25 times” and “every time A” where the total amount of the post-injection is the same. Absent. However, as shown in FIG. 7, when the post-injection timing of “every 25 times” is ATDC 45 ° CA, the outlet HC increases to a value close to “every time C” where the post-injection amount is large. From this, it can be seen that if the post-injection is “every 25 times” at ATDC 50 ° CA or less (advance side), HC in the exhaust gas easily blows through the upstream catalyst 22a without being oxidized.
[0061]
  FIG. 8 shows a case where the post-injection is performed “every time”, “every 5 times”, and “every 25 times” in an engine speed of 1500 rpm and medium load operation. The relationship between the injection timing and the HC concentration (pre-catalyst HC) of exhaust gas flowing into the upstream catalyst 22a 10 seconds after the start of post-injection and the HC concentration of exhaust gas flowing out from the catalyst 22a (post-catalyst HC) is shown. . FIG. 9 shows the same relationship 30 seconds after the start of post-injection, and FIG. 10 shows the same relationship 90 seconds after the start of post-injection. The exhaust gas temperature at the inlet of the upstream catalyst 22a is about 270 ° C. Further, the total amount of post-injection “every time”, “every 5 times”, and “every 25 times” is the same.
[0062]
  8 to 10, in the case of “every 25 times” post-injection, when the post-injection timing is less than ATDC 60 ° CA (advance side), the amount of blow-through HC passing through the upstream catalyst 22a without being oxidized. In particular, when the post-injection timing is set to ATDC 30 to 50 ° CA at “every 25 times”, it can be seen that the HC blow-off performance is good.
[0063]
  From the above experimental results of FIGS. 6 to 10, the post-injection is performed every time in the operation of λ = 1 as in the above-described embodiment, but thereafter the injection amount is increased every predetermined time (every 25 times in the above-mentioned embodiment). If the post-injection control is performed, the amount of HC that blows through the upstream catalyst 22a and reaches the downstream NOx trap catalyst 22b increases without increasing the total amount of post-injection. From this NOx trap catalyst 22b, It can be seen that it is advantageous to reduce and purify the released NOx efficiently, that is, without deteriorating the fuel consumption.
[0064]
  FIG. 11 shows the cases where the post-injection is performed “every time”, “every 5 times”, and “after every 25 times” in the medium load operation at the engine speed 1500 rpm. The relationship between the post-injection timing and the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 22a 10 seconds and 30 seconds after the start of post-injection is shown. The total amount of post-injection was set to about 4% of the total amount of main injection in all cases.
[0065]
  When the post-injection timing is advanced, the NOx concentration is low in each of “every time”, “every 5 times”, and “every 25 times”, but in “every 25 times”, the post-injection time is set to ATDC 30 to When the temperature is around 50 ° CA, the NOx concentration is significantly reduced. Therefore, as in the above-described embodiment, if post-injection control is performed such that the post-injection is performed every time in the operation of λ = 1, but thereafter the injection amount is increased every predetermined time (every 25 times in the above-described embodiment), NOx It can be seen that an effect of reducing the generation amount can be obtained.
[0066]
  FIG. 12 shows the post-injection timing and smoke (煤) amount when the post-injection is performed every time (the post-injection amount is 5% of the main injection amount) in the operation at 2000 rpm of the engine and Pe = 0.57 MPa (no EGR). Shows the relationship. According to FIG. 10, it can be seen that when the post-injection is performed, the smoke amount is reduced as compared with the case where there is no post-injection, and when the post-injection timing is advanced, it is advantageous for reducing the smoke.
[0067]
  In addition, although the said embodiment is related with a direct injection type diesel engine, this invention is applicable also to a direct injection type gasoline engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an exhaust emission control device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a catalytic converter.
FIG. 3 is a flowchart of fuel injection control.
FIG. 4 is a time chart schematically showing fuel injection timing.
FIG. 5 is a time chart schematically showing an increase / decrease in the post-injection amount.
FIG. 6 is a time chart of the HC concentration (inlet HC) of exhaust gas flowing into the upstream catalyst and the HC concentration (outlet HC) of exhaust gas flowing out from the catalyst.
FIG. 7 is a time chart of the HC concentration (inlet HC) of exhaust gas flowing into the upstream catalyst and the HC concentration (outlet HC) of exhaust gas flowing out from the catalyst.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the post injection timing and the upstream pre-catalyst HC concentration and the upstream post-catalyst HC concentration 10 seconds after the start of post injection.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the post-injection timing and the upstream pre-catalyst HC concentration and the upstream post-catalyst HC concentration 30 seconds after the start of post-injection.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the post-injection timing and the upstream pre-catalyst HC concentration and the upstream post-catalyst HC concentration 90 seconds after the start of post-injection.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the post-injection timing and the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 10 seconds and 30 seconds after the start of post-injection.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the post-injection timing and the smoke (soot) amount.
[Explanation of symbols]
  A Exhaust gas purification device
  1 Diesel engine
  2-cylinder
  4 Combustion chamber
  5 Injector (fuel injection valve)
  20 Exhaust passage
  22 Catalytic converter
  22a Upstream oxidation catalyst
  22b NOx trap catalyst downstream
  35 ECU (control unit)

Claims (4)

エンジンの燃焼室内を臨み該燃焼室内に燃料を噴射する噴射弁と、
前記燃焼室から延びる排気通路に配置され排気ガス中の酸素濃度が高いときに該排気ガス中のNOxを吸収し、前記酸素濃度の低下によってNOxを放出するとともにこれを還元するNOxトラップ触媒と、
前記NOxトラップ触媒からNOxを放出させるべく、前記噴射弁によって前記エンジンの圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射後の膨張行程又は排気行程の所定時期に該噴射弁から燃料を噴射する後噴射により排気ガス中の還元剤量を所定期間増大させる還元剤増量手段とを備えたエンジンの排気浄化装置において、
前記NOxトラップ触媒よりも上流側の前記排気通路に酸化触媒機能を有する酸化触媒が配置され、
前記還元剤増量手段は、前記後噴射の時期を圧縮行程上死点後の10〜50゜CAに設定し、前記還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するように前記後噴射を0.2秒〜2秒に1回の間隔で後噴射量が増大するよう制御し、
前記後噴射量の増大時には、該後噴射量の増大が行なわれる気筒に対して当該後噴射前に実行される前記主噴射の量が減じられることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
An injection valve that faces the combustion chamber of the engine and injects fuel into the combustion chamber;
A NOx trap catalyst that is disposed in an exhaust passage extending from the combustion chamber and absorbs NOx in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and releases and reduces NOx due to a decrease in the oxygen concentration;
In order to release NOx from the NOx trap catalyst, fuel is injected from the injection valve at a predetermined timing in the expansion stroke or exhaust stroke after the main injection in which fuel is injected by the injection valve in the vicinity of the top dead center of the compression stroke of the engine. In an engine exhaust purification device comprising a reducing agent increasing means for increasing a reducing agent amount in exhaust gas by a post injection for a predetermined period,
An oxidation catalyst having an oxidation catalyst function is disposed in the exhaust passage upstream of the NOx trap catalyst,
The reducing agent increasing means sets the timing of the post-injection to 10 to 50 ° CA after the top dead center of the compression stroke, and sets the post-injection to 0 so that the increasing amount of the reducing agent increases and decreases every predetermined time. .Control to increase the post-injection amount at intervals of once every 2 to 2 seconds,
An exhaust emission control device for an engine, characterized in that when the post-injection amount increases, the amount of the main injection that is executed before the post-injection is reduced for the cylinder in which the post-injection amount is increased .
請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記後噴射時期が圧縮行程上死点後の30〜50゜CAであることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1 ,
An exhaust emission control device for an engine, characterized in that the post-injection timing is 30 to 50 ° CA after the top dead center of the compression stroke.
請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記還元剤増量手段は、前記排気ガス中の還元剤量を増大させる所定期間の当初に還元剤の増大量が大きくなるように前記後噴射を制御することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1,
The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the reducing agent increasing means controls the post-injection so that an increasing amount of the reducing agent is increased at the beginning of a predetermined period of increasing the reducing agent amount in the exhaust gas.
エンジンの燃焼室内を臨み該燃焼室内に燃料を噴射する噴射弁と、An injection valve that faces the combustion chamber of the engine and injects fuel into the combustion chamber;
前記燃焼室から延びる排気通路に配置され排気ガス中の酸素濃度が高いときに該排気ガス中のNOxを吸収し、前記酸素濃度の低下によってNOxを放出するとともにこれを還元するNOxトラップ触媒と、  A NOx trap catalyst that is disposed in an exhaust passage extending from the combustion chamber and absorbs NOx in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and releases and reduces NOx due to a decrease in the oxygen concentration;
前記NOxトラップ触媒からNOxを放出させるべく、前記噴射弁によって前記エンジンの圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射後の膨張行程又は排気行程の所定時期に該噴射弁から燃料を噴射する後噴射により排気ガス中の還元剤量を所定期間増大させる還元剤増量手段とを備えたエンジンの排気浄化装置において、  In order to release NOx from the NOx trap catalyst, fuel is injected from the injection valve at a predetermined timing in the expansion stroke or exhaust stroke after the main injection in which fuel is injected by the injection valve in the vicinity of the top dead center of the compression stroke of the engine. In an engine exhaust purification device comprising a reducing agent increasing means for increasing a reducing agent amount in exhaust gas by a post injection for a predetermined period,
前記NOxトラップ触媒よりも上流側の前記排気通路に酸化触媒機能を有する酸化触媒が配置され、  An oxidation catalyst having an oxidation catalyst function is disposed in the exhaust passage upstream of the NOx trap catalyst,
前記還元剤増量手段は、前記還元剤の増大量が所定時間毎に増減変化するように前記後噴射を後噴射量が間欠的に増大するよう制御し、  The reducing agent increasing means controls the post-injection so that the post-injection amount increases intermittently so that the increasing amount of the reducing agent increases or decreases every predetermined time;
前記後噴射量の増大時には、該後噴射量の増大が行なわれる気筒に対して当該後噴射前に実行される前記主噴射の量が減じられることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。  An exhaust emission control device for an engine, characterized in that, when the post-injection amount increases, the amount of the main injection executed before the post-injection is reduced for the cylinder in which the post-injection amount is increased.
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