JP6447823B2 - Fuel supply device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気通路に燃料を添加する添加弁に燃料を供給する燃料供給装置に関する。   The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel to an addition valve that adds fuel to an exhaust passage of an internal combustion engine.

従来、内燃機関の排気通路に設けられたディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)の再生処理や、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxの還元処理などの目的で、排気通路に燃料を添加する添加弁を備えたシステムが知られている(例えば特許文献1参照)。この種のシステムでは、メカ式、又は電動のフィードポンプを用いて燃料を昇圧し、昇圧した燃料を添加弁に供給して燃料添加を実施している。特許文献1には、フィードポンプとしての燃料供給ポンプから燃料噴射弁(添加弁)に燃料が供給されるシステムが開示されている。   Conventionally, an addition valve for adding fuel to the exhaust passage for the purpose of regeneration processing of a diesel particulate filter (DPF) provided in the exhaust passage of the internal combustion engine or reduction processing of NOx stored in the NOx storage reduction catalyst has been provided. A system provided is known (see, for example, Patent Document 1). In this type of system, fuel is boosted using a mechanical or electric feed pump, and fuel is added by supplying the boosted fuel to an addition valve. Patent Document 1 discloses a system in which fuel is supplied from a fuel supply pump as a feed pump to a fuel injection valve (addition valve).

特開2010−203396号公報JP 2010-203396 A

ところで、内燃機関の運転状態や排気ガスの状態や後処理装置(DPF、NOx吸蔵還元触媒等)における処理内容に応じた最適な圧力で、添加弁の燃料添加を実施する必要がある。例えば、NOx吸蔵還元触媒の還元処理では、短時間でリッチ雰囲気にする必要があるために、高噴射圧で燃料添加を実施するのが好ましい。しかしながら、添加弁に供給する燃料をフィードポンプを用いて昇圧する従来手法では、昇圧出来る圧力に限りがあるため、広範囲の圧力域での燃料添加が難しいという課題がある。   By the way, it is necessary to add fuel to the addition valve at an optimum pressure according to the operation state of the internal combustion engine, the state of the exhaust gas, and the processing content in the aftertreatment device (DPF, NOx storage reduction catalyst, etc.). For example, in the reduction treatment of the NOx storage reduction catalyst, it is necessary to make a rich atmosphere in a short time, so it is preferable to add fuel at a high injection pressure. However, the conventional method of boosting the fuel supplied to the addition valve using a feed pump has a problem that it is difficult to add fuel in a wide pressure range because there is a limit to the pressure that can be boosted.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、広範囲の圧力域での燃料添加を実施できる、添加弁に燃料を供給する燃料供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel supply device that supplies fuel to an addition valve that can perform fuel addition in a wide pressure range.

(第1発明)
上記課題を解決するために、第1発明に係る燃料供給装置は、
内燃機関の筒内に燃料を噴射するインジェクタに供給する高圧燃料を蓄えるコモンレールから燃料が供給されて、その燃料を蓄えるリザーバーと、
前記リザーバーの燃料圧力を、前記コモンレールの燃料圧力より小さい所定の圧力レベルに調整する調整手段とを備え、
前記リザーバーの燃料を、前記内燃機関の排気通路に燃料を添加する添加弁に供給し、
前記調整手段は、
前記コモンレールに設けられて、開弁時に前記コモンレールの燃料を前記コモンレールの外に放出させる減圧弁と、
前記リザーバー内の圧力を検出するセンサと、
前記減圧弁の開閉を制御する制御手段とを備え、
前記リザーバーは、前記減圧弁から放出された燃料を蓄え、
前記制御手段は、前記センサの検出値が前記圧力レベルを満たしているか否かを判断する判断手段を備え、前記検出値が前記圧力レベル未満の場合には前記圧力レベルを満たすように前記減圧弁を開くことを特徴とする。
(第2発明)
第2発明に係る燃料供給装置は、
内燃機関の筒内に燃料を噴射するインジェクタに供給する高圧燃料を蓄えるコモンレールから燃料が供給されて、その燃料を蓄えるリザーバーと、
前記リザーバーの燃料圧力を、前記コモンレールの燃料圧力より小さい所定の圧力レベルに調整する調整手段とを備え、
前記リザーバーの燃料を、前記内燃機関の排気通路に燃料を添加する添加弁に供給し、
前記リザーバーは、前記リザーバー内の燃料に接する形で設けられて前記リザーバー内の燃料の圧力を受けて伸縮する伸縮部を有し、
前記伸縮部は、別々に設けられた前記リザーバーの入口及び出口よりも重力方向の上側に設けられることを特徴とする。
(First invention)
In order to solve the above problems, a fuel supply device according to a first aspect of the present invention provides:
A fuel is supplied from a common rail that stores high-pressure fuel supplied to an injector that injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine, and a reservoir that stores the fuel;
Adjusting means for adjusting the fuel pressure of the reservoir to a predetermined pressure level smaller than the fuel pressure of the common rail;
Supplying fuel in the reservoir to an addition valve for adding fuel to an exhaust passage of the internal combustion engine ;
The adjusting means includes
A pressure reducing valve provided on the common rail, for releasing the fuel of the common rail to the outside of the common rail when the valve is opened;
A sensor for detecting the pressure in the reservoir;
Control means for controlling opening and closing of the pressure reducing valve,
The reservoir stores fuel released from the pressure reducing valve,
The control means includes determination means for determining whether a detection value of the sensor satisfies the pressure level, and the pressure reducing valve so as to satisfy the pressure level when the detection value is less than the pressure level. It is characterized by opening .
(Second invention)
The fuel supply device according to the second invention is
A fuel is supplied from a common rail that stores high-pressure fuel supplied to an injector that injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine, and a reservoir that stores the fuel;
Adjusting means for adjusting the fuel pressure of the reservoir to a predetermined pressure level smaller than the fuel pressure of the common rail;
Supplying fuel in the reservoir to an addition valve for adding fuel to an exhaust passage of the internal combustion engine;
The reservoir is provided in contact with the fuel in the reservoir, and has an expansion / contraction part that expands and contracts under the pressure of the fuel in the reservoir,
The expansion / contraction part is provided above the inlet and outlet of the reservoir provided separately, in the gravity direction.

本発明によれば、リザーバーには、筒内噴射用の高圧燃料を蓄えるコモンレールからの燃料が供給されて、そのリザーバーの燃料が添加弁に供給される。つまり、リザーバーを介して、コモンレールの燃料を用いて燃料添加が行われる。これによって、ポンプで昇圧した燃料を用いる従来手法に比べて、より高い噴射圧での燃料添加が可能、つまり広範囲の圧力域での燃料添加を実施できる。また、コモンレールの燃料圧力は筒内噴射用に設定されており、排気通路に添加する燃料の圧力としてそのまま用いるのは好ましくないが、本発明では、リザーバーの燃料圧力を、コモンレールの燃料圧力より小さい所定の圧力レベルに調整する調整手段を備えているので、排気通路への燃料添加を適切な圧力で実施できる。   According to the present invention, the fuel from the common rail that stores the high-pressure fuel for in-cylinder injection is supplied to the reservoir, and the fuel in the reservoir is supplied to the addition valve. That is, fuel addition is performed using the common rail fuel through the reservoir. This makes it possible to add fuel at a higher injection pressure, that is, to add fuel in a wide pressure range as compared with the conventional method using fuel boosted by a pump. Further, the fuel pressure of the common rail is set for in-cylinder injection and is not preferably used as it is as the pressure of the fuel added to the exhaust passage. However, in the present invention, the fuel pressure of the reservoir is smaller than the fuel pressure of the common rail. Since the adjusting means for adjusting to a predetermined pressure level is provided, the fuel can be added to the exhaust passage at an appropriate pressure.

エンジンシステムの構成図である。It is a block diagram of an engine system. 減圧弁の内部構造を例示した図である。It is the figure which illustrated the internal structure of the pressure-reduction valve. ECUが実行するリザーバーの圧力制御及び添加弁の燃料添加制御のフローチャートである。3 is a flowchart of reservoir pressure control and addition valve fuel addition control executed by an ECU. 図3の処理に関連する各パラメータのタイミングチャートである。It is a timing chart of each parameter relevant to the processing of FIG. リザーバー内の燃料の体積弾性係数及び添加弁の噴射前後のリザーバー内の圧力差と、リザーバー容積との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the volume elastic modulus of the fuel in a reservoir, the pressure difference in the reservoir before and after injection of the addition valve, and the reservoir volume. リザーバー内に気体を封入した例を示した図である。It is the figure which showed the example which enclosed gas in the reservoir | reserver. リザーバー内にダンパー構造体を封入した例を示した図である。It is the figure which showed the example which enclosed the damper structure in the reservoir | reserver. リザーバー内のダンパー機能やエア混入率とリザーバー内の燃料の体積弾性係数との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the damper function in a reservoir, an air mixing rate, and the volume elastic modulus of the fuel in a reservoir.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の燃料供給装置が適用されたコモンレール式のエンジンシステム1の構成図を示している。エンジンシステム1は、車両に搭載されて、車両を駆動する内燃機関としての多気筒のディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)を備えて、そのエンジンの運転を制御したり、エンジンから排出される排気ガスを浄化したりするシステムである。先ず、エンジンシステム1の構成を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of a common rail engine system 1 to which a fuel supply device of the present invention is applied. The engine system 1 includes a multi-cylinder diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) that is mounted on a vehicle and drives the vehicle, and controls the operation of the engine or exhausts exhausted from the engine. This system purifies gas. First, the configuration of the engine system 1 will be described.

エンジンシステム1においては、エンジンの筒内に噴射する燃料が貯蔵される燃料タンク4と、その燃料タンク4から燃料を汲み上げる電動フィードポンプ5と、電動フィードポンプ5を駆動する電動ポンプ駆動ドライバ6とが設けられている。電動フィードポンプ5で汲み上げられた燃料は配管7を通ってサプライポンプ9に送られるようになっている。配管7の途中には燃料中の異物を除去する燃料フィルタ8が設けられている。配管7を通る燃料の圧力は例えば数100kPaである。   In the engine system 1, a fuel tank 4 that stores fuel to be injected into the cylinder of the engine, an electric feed pump 5 that pumps fuel from the fuel tank 4, and an electric pump drive driver 6 that drives the electric feed pump 5. Is provided. The fuel pumped up by the electric feed pump 5 is sent to the supply pump 9 through the pipe 7. A fuel filter 8 for removing foreign matters in the fuel is provided in the middle of the pipe 7. The pressure of the fuel passing through the pipe 7 is several hundred kPa, for example.

燃料フィルタ8とサプライポンプ9の間の配管7には、燃料の圧力を検出する燃圧センサ11が設けられている。ECU28は、燃圧センサ11により検出される圧力が所定圧力となるように電動フィードポンプ5の回転を制御する。なお、電動フィードポンプ5を一定回転で制御する場合には、燃圧センサ11は設けられていなくても良い。   A fuel pressure sensor 11 for detecting the pressure of the fuel is provided in the pipe 7 between the fuel filter 8 and the supply pump 9. The ECU 28 controls the rotation of the electric feed pump 5 so that the pressure detected by the fuel pressure sensor 11 becomes a predetermined pressure. In addition, when controlling the electric feed pump 5 by fixed rotation, the fuel pressure sensor 11 does not need to be provided.

また、本実施形態では、燃料タンク4の位置にフィードポンプ5を設けた例を示したが、そのフィードポンプ5に代えて、又は加えてサプライポンプ9内にフィードポンプが設けられたとしても良い。サプライポンプ9内にもフィードポンプが設けられるシステムにおいては、電動フィードポンプ5で汲み上げられた燃料の圧力が、サプライポンプ9内のフィードポンプで昇圧される。この場合、電動フィードポンプ5及びこれに接続される配管7は、サプライポンプ9内のフィードポンプ、コモンレール2の燃料に比べて低い圧力の低圧部として機能する。また、サプライポンプ9内のフィードポンプは、コモンレール2の燃料圧力に比べて低い圧力で燃料を昇圧する中圧部として機能する。また、コモンレール2は高圧力の燃料を蓄積保持する高圧部として機能する。   In the present embodiment, an example in which the feed pump 5 is provided at the position of the fuel tank 4 has been described. However, a feed pump may be provided in the supply pump 9 instead of or in addition to the feed pump 5. . In a system in which a feed pump is also provided in the supply pump 9, the pressure of the fuel pumped up by the electric feed pump 5 is increased by the feed pump in the supply pump 9. In this case, the electric feed pump 5 and the pipe 7 connected thereto function as a low pressure portion having a lower pressure than the feed pump in the supply pump 9 and the fuel in the common rail 2. Further, the feed pump in the supply pump 9 functions as an intermediate pressure unit that boosts the fuel at a pressure lower than the fuel pressure of the common rail 2. Further, the common rail 2 functions as a high-pressure portion that accumulates and holds high-pressure fuel.

燃料フィルタ8とサプライポンプ9の間の配管7には、タンクモジュール4、5に繋がったリターン配管10が分岐している。リターン配管10にはリリーフバルブ12が設けられている。そのリリーフバルブ12は、配管7からタンクモジュール4、5への方向には流体の流れを許容し、その逆方向への流れは禁止する逆止弁(チェック弁)である。配管7の燃料が所定圧力以上の場合にリリーフバルブ12が開弁して、配管7を流れる燃料の一部がリターン配管10を介してタンクモジュール4、5に戻るようになっている。   A return pipe 10 connected to the tank modules 4 and 5 is branched into a pipe 7 between the fuel filter 8 and the supply pump 9. The return pipe 10 is provided with a relief valve 12. The relief valve 12 is a check valve (check valve) that allows the flow of fluid in the direction from the pipe 7 to the tank modules 4 and 5 and prohibits the flow in the opposite direction. When the fuel in the pipe 7 is at a predetermined pressure or higher, the relief valve 12 is opened so that a part of the fuel flowing through the pipe 7 returns to the tank modules 4 and 5 via the return pipe 10.

燃料フィルタ8の下流にはサプライポンプ9が設けられている。サプライポンプ9は、公知の構造の可変吐出量高圧ポンプであり、電動フィードポンプ5から燃料フィルタ8を介して供給される燃料を、内蔵するフィードポンプでフィード圧まで加圧した後、吸入調整弁によって所定量をプランジャ室に吸入し、さらに加圧して吐出する。なお、サプライポンプ9は、フィードポンプを内蔵しないものであっても良い。サプライポンプ9はエンジンのクランクを動力源として駆動する。サプライポンプ9からは、例えば数十MPa〜数百MPaに加圧された高圧燃料が吐出される。また、サプライポンプ9にはリターン配管13が接続されている。サプライポンプ9では、供給された燃料の一部を用いて冷却が行われ、冷却に用いた燃料がリターン配管13を介してタンクモジュール4、5に戻るようになっている。   A supply pump 9 is provided downstream of the fuel filter 8. The supply pump 9 is a variable discharge high-pressure pump having a known structure. After the fuel supplied from the electric feed pump 5 through the fuel filter 8 is pressurized to the feed pressure by the built-in feed pump, the suction adjustment valve is used. To suck a predetermined amount into the plunger chamber, pressurize and discharge. The supply pump 9 may not include a feed pump. The supply pump 9 is driven using an engine crank as a power source. From the supply pump 9, high-pressure fuel pressurized to, for example, several tens of MPa to several hundreds of MPa is discharged. A return pipe 13 is connected to the supply pump 9. In the supply pump 9, cooling is performed by using a part of the supplied fuel, and the fuel used for cooling returns to the tank modules 4 and 5 via the return pipe 13.

サプライポンプ9から吐出された高圧燃料は、高圧配管14を介してコモンレール2に供給される。そのコモンレール2は、サプライポンプ9から供給された高圧燃料を、圧力を保持した状態で蓄積(蓄圧)する。コモンレール2に蓄圧された圧力は、インジェクタ3の燃料噴射圧に相当する。コモンレール2の一端側には、コモンレール2に蓄圧された燃料圧力(コモンレール圧)を検出する燃圧センサ15が設けられている。   The high pressure fuel discharged from the supply pump 9 is supplied to the common rail 2 via the high pressure pipe 14. The common rail 2 accumulates (accumulates pressure) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 9 while maintaining the pressure. The pressure accumulated in the common rail 2 corresponds to the fuel injection pressure of the injector 3. A fuel pressure sensor 15 that detects a fuel pressure (common rail pressure) accumulated in the common rail 2 is provided on one end side of the common rail 2.

コモンレール2の他端側にはコモンレール圧を低下させるための減圧弁17が設けられている。図2は、減圧弁17の内部構造を例示した図である。図2に示すように、減圧弁17は、例えばソレノイドにより駆動する電磁弁であり、詳しくは、ソレノイドとしてのコイル18と、コイル18の内側においてコイル18の軸方向に摺動可能に設けられた可動鉄心19と、可動鉄心19の一端側に設けられて可動鉄心19をコイル18の内側から突出させる方向に付勢するバネ20と、可動鉄心19の他端側に固定される形で設けられてコモンレール2内に形成されたリターン通路2bの開閉を行う開閉部21とを備える。   A pressure reducing valve 17 for reducing the common rail pressure is provided on the other end side of the common rail 2. FIG. 2 is a diagram illustrating the internal structure of the pressure reducing valve 17. As shown in FIG. 2, the pressure reducing valve 17 is an electromagnetic valve that is driven by, for example, a solenoid. Specifically, the pressure reducing valve 17 is provided so as to be slidable in the axial direction of the coil 18 inside the coil 18. A movable iron core 19, a spring 20 provided on one end side of the movable iron core 19 and energizing the movable iron core 19 in a direction in which the movable iron core 19 protrudes from the inside of the coil 18, and a fixed shape on the other end side of the movable iron core 19 And an opening / closing part 21 for opening / closing a return passage 2b formed in the common rail 2.

コイル18が通電されていない時には、バネ20により可動鉄心19がコイル18から突出する方向に付勢されることで、開閉部21はリターン通路2bを閉鎖(シール)、つまりコモンレール2の燃料蓄積空間2aとリターン通路2bとが遮断状態となる。コイル18が通電された時には、その通電により発生した電磁力により、可動鉄心19がバネ20の付勢力に打ち勝ってコイル18の内側に引き込まれる。この引き込みに伴い、開閉部21が、リターン通路2bを閉鎖(シール)する位置から離れて、燃料蓄積空間2aとリターン通路2bとが導通する。なお、燃料蓄積空間2aとリターン通路2bとは小径部2c(オリフィス)を介して接続される。その小径部2cは、減圧弁17内に設けられたとしても良いし、コモンレール2内に設けられたとしても良い。燃料蓄積空間2aとリターン通路2bとが導通すると、燃料蓄積空間2aに蓄積されていた燃料がリターン通路2bを介してコモンレール2の外に放出される。その放出により、コモンレール圧が下がる。これにより、車両走行状態に応じた噴射圧へ素早く減圧制御するとともに、コモンレール2内の燃料圧力が過大となった時に開弁して、燃料を一気に放出するプレッシャリミッタを兼ねている。   When the coil 18 is not energized, the movable iron core 19 is urged by the spring 20 in a direction protruding from the coil 18, whereby the opening / closing part 21 closes (seal) the return passage 2 b, that is, the fuel storage space of the common rail 2. 2a and the return passage 2b are cut off. When the coil 18 is energized, the movable iron core 19 overcomes the urging force of the spring 20 by the electromagnetic force generated by the energization and is drawn inside the coil 18. With this pull-in, the opening / closing part 21 moves away from the position where the return passage 2b is closed (sealed), and the fuel accumulation space 2a and the return passage 2b are electrically connected. The fuel storage space 2a and the return passage 2b are connected via a small diameter portion 2c (orifice). The small diameter portion 2 c may be provided in the pressure reducing valve 17 or may be provided in the common rail 2. When the fuel storage space 2a and the return passage 2b are conducted, the fuel stored in the fuel storage space 2a is discharged to the outside of the common rail 2 through the return passage 2b. The discharge reduces the common rail pressure. Thus, the pressure is quickly reduced to the injection pressure corresponding to the vehicle running state, and the valve is opened when the fuel pressure in the common rail 2 becomes excessive, and also serves as a pressure limiter that releases the fuel at once.

図1の説明に戻って、コモンレール2に蓄積された高圧燃料は、気筒ごとに設けられたインジェクタ3に供給される。すなわち、コモンレール2(燃料蓄積空間2a)と各インジェクタ3は、配管29により常時導通状態で接続されている。   Returning to the description of FIG. 1, the high-pressure fuel accumulated in the common rail 2 is supplied to an injector 3 provided for each cylinder. That is, the common rail 2 (fuel accumulation space 2a) and each injector 3 are always connected by the pipe 29 in a conductive state.

インジェクタ3は、気筒の上部を構成するシリンダヘッドにおいて先端部が筒内に露出する形で設けられ、先端部に形成された噴孔から筒内にコモンレール2から送られた燃料を噴射する装置である。インジェクタ3は、公知のピエゾ式又はソレノイド式の開閉弁構造を有する。詳しくは、インジェクタ3のハウジング内にはアクチュエータ(ピエゾアクチュエータ又はソレノイドアクチュエータ)が設けられ、ハウジングの先端側にはノズルボディが設けられる。ノズルボディ内には、ノズルボディの軸方向(上下方向)に摺動可能に設けられたニードルが設けられる。ノズルボディとニードルの間の空間には燃料が流通する流通路とされている。   The injector 3 is a device for injecting fuel sent from the common rail 2 into the cylinder from an injection hole formed in the cylinder tip that is provided in the cylinder head constituting the upper part of the cylinder so that the tip is exposed in the cylinder. is there. The injector 3 has a known piezo-type or solenoid-type on-off valve structure. Specifically, an actuator (piezo actuator or solenoid actuator) is provided in the housing of the injector 3, and a nozzle body is provided on the front end side of the housing. A needle that is slidable in the axial direction (vertical direction) of the nozzle body is provided in the nozzle body. The space between the nozzle body and the needle is a flow passage through which fuel flows.

アクチュエータの非通電時にはニードルは、ノズルボディの先端部を塞いでおり、この状態では燃料の噴射は行われない。アクチュエータが通電されると、ニードルの上側に設けられた弁が開いて、その弁を介して、ニードルの上側の燃料がリターン配管16(図1参照)に流れる。それに伴い、ニードル上側の圧力が下がって、ニードルが上方に移動する。その移動に伴い、ノズルボディの先端部が開いて、その先端部から燃料が噴射される。なお、リターン配管16に流れた燃料はタンクモジュール4、5に戻される。   When the actuator is not energized, the needle closes the tip of the nozzle body, and in this state, fuel is not injected. When the actuator is energized, a valve provided on the upper side of the needle opens, and fuel on the upper side of the needle flows into the return pipe 16 (see FIG. 1) via the valve. Along with this, the pressure on the upper side of the needle decreases, and the needle moves upward. Along with this movement, the tip of the nozzle body opens and fuel is injected from the tip. The fuel that has flowed into the return pipe 16 is returned to the tank modules 4 and 5.

減圧弁17の開弁時にコモンレール2から放出された燃料はリザーバー23に供給される。すなわち、コモンレール2内に形成されたリターン通路2b(図2参照)とリザーバー23の間は配管22で接続されている。リザーバー23には配管22と接続した入口23aが形成されており、その入口23aがリザーバー23内の空間に導通している。リザーバー23は、コモンレール2から放出された燃料を蓄える蓄圧部である。リザーバー23には、リザーバー23内の燃料圧力を所定の最大圧力以下に調整するチェックバルブ24(逆止弁)が設けられている。さらに、リザーバー23には、リザーバー23内の燃料圧力を検出する燃圧センサ26が設けられている。   The fuel released from the common rail 2 when the pressure reducing valve 17 is opened is supplied to the reservoir 23. That is, the return passage 2b (see FIG. 2) formed in the common rail 2 and the reservoir 23 are connected by the pipe 22. The reservoir 23 is formed with an inlet 23 a connected to the pipe 22, and the inlet 23 a is electrically connected to the space in the reservoir 23. The reservoir 23 is a pressure accumulator that stores fuel released from the common rail 2. The reservoir 23 is provided with a check valve 24 (check valve) that adjusts the fuel pressure in the reservoir 23 to a predetermined maximum pressure or less. Further, the reservoir 23 is provided with a fuel pressure sensor 26 that detects the fuel pressure in the reservoir 23.

チェックバルブ24は、リザーバー23の内側から外側の方向が流通を許容する順方向、外側から内側の方向が流通を禁止する逆方向となるように設けられる。チェックバルブ24は、リターン配管25を介してタンクモジュール4、5に繋がっている。チェックバルブ24が開弁する圧力、すなわちリザーバー23で蓄圧できる最大圧力は、コモンレール2の燃料圧力(数十MPa以上)より小さい圧力(例えば数MPa)に設定されている。リザーバー23内の圧力がチェックバルブ24の開弁圧力を超えた場合には、チェックバルブ24が開弁して、リザーバー23内の燃料の一部がチェックバルブ24を介してリザーバー23の外に放出される。その結果、リザーバー23内の圧力は所定の最大圧力以下に減圧される。リザーバー23から放出された燃料は、リターン配管25を介してタンクモジュール4、5に戻される。   The check valve 24 is provided so that the direction from the inner side to the outer side of the reservoir 23 is a forward direction in which circulation is permitted, and the direction from the outer side to the inner side is a reverse direction in which circulation is prohibited. The check valve 24 is connected to the tank modules 4 and 5 via a return pipe 25. The pressure at which the check valve 24 opens, that is, the maximum pressure that can be accumulated in the reservoir 23 is set to a pressure (for example, several MPa) smaller than the fuel pressure (several tens of MPa or more) of the common rail 2. When the pressure in the reservoir 23 exceeds the opening pressure of the check valve 24, the check valve 24 is opened, and a part of the fuel in the reservoir 23 is discharged out of the reservoir 23 through the check valve 24. Is done. As a result, the pressure in the reservoir 23 is reduced to a predetermined maximum pressure or less. The fuel released from the reservoir 23 is returned to the tank modules 4 and 5 via the return pipe 25.

エンジンの排気通路には、排気ガスを浄化する浄化部が設けられている。その浄化部は、排気ガス中のHCやCOを酸化浄化する酸化触媒、その酸化触媒の下流に設けられて排気ガス中のPMを捕集するDPF、及び酸化触媒の下流に設けられてリーン雰囲気においてNOxを吸蔵し、リッチ雰囲気において吸蔵されたNOxを還元浄化するNOx吸蔵還元触媒(LNT:Lean NOx Trap)を含む。なお、酸化触媒とDPFは一体型、つまり酸化触媒付きのDPFであっても良い。また、NOx吸蔵還元触媒に代えて、尿素により選択的にNOxを還元するSCR触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)が設けられたとしても良い。   A purification unit for purifying exhaust gas is provided in the exhaust passage of the engine. The purification unit includes an oxidation catalyst that oxidizes and purifies HC and CO in the exhaust gas, a DPF that is provided downstream of the oxidation catalyst and collects PM in the exhaust gas, and a lean atmosphere that is provided downstream of the oxidation catalyst. And NOx storage reduction catalyst (LNT: Lean NOx Trap) for reducing and purifying NOx stored in a rich atmosphere. The oxidation catalyst and the DPF may be an integrated type, that is, a DPF with an oxidation catalyst. Further, instead of the NOx storage reduction catalyst, an SCR catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction) that selectively reduces NOx with urea may be provided.

浄化部の上流の排気通路には、排気通路に燃料を添加する添加弁27が設けられている。添加弁27による燃料添加は、例えばDPFに捕集されたPMを燃焼除去してDPFを再生させる再生処理や、LNTに吸蔵されたNOxを還元させるためリッチ雰囲気にする還元処理のために実施される。添加弁27は、インジェクタ3と同様の構造を有し、すなわち、ニードルとそのニードルを駆動するアクチュエータとを有し、アクチュエータによりニードルが上方に移動して、その移動に伴いノズル先端から燃料を噴射する。   An addition valve 27 for adding fuel to the exhaust passage is provided in the exhaust passage upstream of the purification section. Fuel addition by the addition valve 27 is performed, for example, for a regeneration process in which PM collected in the DPF is burned and removed to regenerate the DPF, or a reduction process in which a rich atmosphere is created to reduce the NOx stored in the LNT. The The addition valve 27 has the same structure as the injector 3, that is, has a needle and an actuator that drives the needle, and the needle moves upward by the actuator, and fuel is injected from the tip of the nozzle along with the movement. To do.

添加弁27には、配管31を介してリザーバー23内の燃料が常時供給されるようになっている。すなわち、リザーバー23には、リザーバー23内の燃料を外に出すための出口23bが形成されており、その出口23bに配管31の一端が接続され、配管31の他端が添加弁27に接続されている。添加弁27、配管31、リザーバー23及び配管22内の燃料圧力は同一圧力(リザーバー23の圧力)となっている。   The fuel in the reservoir 23 is always supplied to the addition valve 27 via the pipe 31. That is, the reservoir 23 is formed with an outlet 23 b for letting out fuel in the reservoir 23. One end of the pipe 31 is connected to the outlet 23 b, and the other end of the pipe 31 is connected to the addition valve 27. ing. The fuel pressure in the addition valve 27, the piping 31, the reservoir 23, and the piping 22 is the same pressure (pressure in the reservoir 23).

エンジンシステム1にはECU28(Electronic Control Unit)が設けられている。そのECU28は、エンジンシステム1に設けられた各センサ(エンジン回転数センサ、アクセルペダルセンサなど)の検出値に基づいて、インジェクタ3による燃料噴射(燃料噴射量、噴射時期、噴射圧など)を制御する(エンジンの運転を制御する)。また、ECU28は、燃圧センサ11が検出する圧力が所定圧となるように、電動フィードポンプ5の回転を制御(電動ポンプドライバ6を制御)する。また、ECU28は、燃圧センサ15が検出するコモンレール圧が所定圧となるようにサプライポンプ9に吐出させる高圧燃料の吐出量を調整したり、減圧弁17を駆動してコモンレール圧を減圧したりする。   The engine system 1 is provided with an ECU 28 (Electronic Control Unit). The ECU 28 controls fuel injection (fuel injection amount, injection timing, injection pressure, etc.) by the injector 3 based on detection values of sensors (engine speed sensor, accelerator pedal sensor, etc.) provided in the engine system 1. Yes (controls engine operation). Further, the ECU 28 controls the rotation of the electric feed pump 5 (controls the electric pump driver 6) so that the pressure detected by the fuel pressure sensor 11 becomes a predetermined pressure. Further, the ECU 28 adjusts the discharge amount of high-pressure fuel discharged to the supply pump 9 so that the common rail pressure detected by the fuel pressure sensor 15 becomes a predetermined pressure, or drives the pressure reducing valve 17 to reduce the common rail pressure. .

さらに、ECU28は添加弁27による燃料添加を制御するとともに、その添加弁制御に関連して減圧弁17及びサプライポンプ9の駆動を制御することでリザーバー23の燃料圧力を制御する。以下、ECU28によるリザーバー23の圧力制御及び添加弁27の燃料添加制御を詳細に説明する。図3は、ECU28が実行する圧力制御及び燃料添加制御のフローチャートを示している。また、図4は、図3の処理に関連する各パラメータのタイミングチャートであり、上から、リザーバー23の圧力、添加弁27の駆動、サプライポンプ9の流量、減圧弁17の流量を示している。また、図4の時間軸上に示した(1)〜(5)は、図3の各処理に対応しており、具体的には、(1)はS1〜S5の処理に対応し、(2)はS6の処理に対応し、(3)はS6、S7の処理に対応し、(4)はS8の処理に対応し、(5)は図3の処理終了後に対応している。図3の処理は、例えばエンジンの始動と同時に開始し、以降、所定周期で繰り返し実行される。   Further, the ECU 28 controls fuel addition by the addition valve 27 and controls the fuel pressure in the reservoir 23 by controlling driving of the pressure reducing valve 17 and the supply pump 9 in relation to the addition valve control. Hereinafter, the pressure control of the reservoir 23 and the fuel addition control of the addition valve 27 by the ECU 28 will be described in detail. FIG. 3 shows a flowchart of pressure control and fuel addition control executed by the ECU 28. FIG. 4 is a timing chart of each parameter related to the processing of FIG. 3, and shows the pressure of the reservoir 23, the drive of the addition valve 27, the flow rate of the supply pump 9, and the flow rate of the pressure reducing valve 17 from the top. . Further, (1) to (5) shown on the time axis of FIG. 4 correspond to the respective processes of FIG. 3, and specifically, (1) corresponds to the processes of S1 to S5. 2) corresponds to the process of S6, (3) corresponds to the processes of S6 and S7, (4) corresponds to the process of S8, and (5) corresponds to the end of the process of FIG. The process shown in FIG. 3 is started at the same time as the engine is started, for example, and thereafter repeatedly executed at a predetermined cycle.

図3の処理を開始すると、ECU28は、先ず燃圧センサ26が検出するリザーバー23の圧力が所定圧力未満か否かを判断する(S1)。この所定圧力は、状況に応じて変化させても良いし、予め定められた一定値であっても良い。図4の最上段の図には、所定圧力のライン101及びチェックバルブ24の開弁圧力のライン102を図示している。S1の所定圧力は、チェックバルブ24の開弁圧力よりも低い値に設定される(図4参照)。   When the processing of FIG. 3 is started, the ECU 28 first determines whether or not the pressure of the reservoir 23 detected by the fuel pressure sensor 26 is less than a predetermined pressure (S1). This predetermined pressure may be changed according to the situation, or may be a predetermined constant value. 4 shows a line 101 for a predetermined pressure and a line 102 for the opening pressure of the check valve 24. The predetermined pressure of S1 is set to a value lower than the valve opening pressure of the check valve 24 (see FIG. 4).

S1の所定圧力を変化させる場合には、ECU28は、例えばエンジンの運転状態(例えばエンジン回転数、エンジン負荷(インジェクタ3の噴射量の指令値)など)、排気ガスの状態(排気温度、排気流量など)や、浄化部でどういう処理を行うかに基づいて、所定圧力を設定する。例えば、排気温度が低い時には、添加弁27から噴射された燃料が蒸発しにくいので、リザーバー23の最低圧力(所定圧力)を高くして添加弁27の噴射圧を高くすることで、燃料を蒸発しやすくできる。また、例えば、浄化部としてのLNTにおいてNOxの還元処理を行う場合には、短時間でリッチ雰囲気にする必要があるため、リザーバー23の最低圧力(所定圧力)を高くして添加弁27の噴射率(単位時間当たりの噴射量)を高くする。   When changing the predetermined pressure of S1, for example, the ECU 28 operates the engine (for example, the engine speed, engine load (injection amount command value of the injector 3), etc.), exhaust gas state (exhaust temperature, exhaust flow rate). And a predetermined pressure is set based on what kind of processing is performed in the purification unit. For example, since the fuel injected from the addition valve 27 is difficult to evaporate when the exhaust temperature is low, the fuel is evaporated by increasing the minimum pressure (predetermined pressure) of the reservoir 23 and increasing the injection pressure of the addition valve 27. It can be done easily. In addition, for example, when the NOx reduction process is performed in the LNT as the purification unit, it is necessary to make the atmosphere rich in a short time, so the minimum pressure (predetermined pressure) of the reservoir 23 is increased and the injection of the addition valve 27 is performed. Increase the rate (injection amount per unit time).

リザーバー23の圧力が所定圧力以上の場合には(S1:No)、リザーバー23の圧力の昇圧を行う必要が無いとして、S7に進む。これに対し、リザーバー23の圧力が所定圧力未満の場合には(S1:Yes)、S2〜S6の処理によりリザーバー23の圧力の昇圧を行う。なお、図4では、リザーバー23の圧力が所定圧力未満の例を示している。   When the pressure in the reservoir 23 is equal to or higher than the predetermined pressure (S1: No), it is not necessary to increase the pressure in the reservoir 23, and the process proceeds to S7. On the other hand, when the pressure in the reservoir 23 is less than the predetermined pressure (S1: Yes), the pressure in the reservoir 23 is increased by the processes in S2 to S6. FIG. 4 shows an example in which the pressure in the reservoir 23 is less than a predetermined pressure.

リザーバー23の圧力の昇圧においては、先ず、リザーバー23の目標圧力(添加弁27の目標噴射圧)を設定して、その目標圧力と、燃圧センサ26の検出値(リザーバー23の圧力)の圧力差ΔPを算出する(S2)。ここで、S1において状況に応じた所定圧力を設定した場合には、その所定圧力を、S2の目標圧力とする。S1の所定圧力を一定値とした場合には、S2では、例えばエンジンの運転状態、排気ガスの状態や、浄化部でどういう処理を行うかに基づいて目標圧力を設定する。なお、本実施形態では、状況に応じて目標圧力を変化させる例を説明しているが、目標圧力は予め定められた一定値であっても良い。   In increasing the pressure of the reservoir 23, first, the target pressure of the reservoir 23 (target injection pressure of the addition valve 27) is set, and the pressure difference between the target pressure and the detected value of the fuel pressure sensor 26 (pressure of the reservoir 23). ΔP is calculated (S2). Here, when a predetermined pressure corresponding to the situation is set in S1, the predetermined pressure is set as the target pressure in S2. When the predetermined pressure in S1 is a constant value, in S2, the target pressure is set based on, for example, the operating state of the engine, the state of exhaust gas, and what kind of processing is performed in the purification unit. In this embodiment, the example in which the target pressure is changed according to the situation has been described. However, the target pressure may be a predetermined constant value.

次に、圧力差ΔPと以下に示す式1とに基づいて、リザーバー23の圧力をS2で得られた圧力差ΔPだけ昇圧するのに必要な燃料の量(昇圧必要量)を算出する(S3)。式1は、圧力Pとひずみ(ΔV/V)との公知の関係式(P=E・ΔV/V)から得られる式である。式1において、ΔVはリザーバー23内の燃料の体積変化量、つまり昇圧必要量を示している。また、Vはリザーバー23内の燃料の容積を示し、Eはリザーバー23内の燃料の体積弾性係数を示している。ΔPはリザーバー23内の燃料の圧力変化量、つまりS2で得られた圧力差を示している。なお、体積弾性係数とは、物体に圧力を加えたとき、増加した圧力をそれに伴う体積減少の割合で割ったものであり、圧縮率の逆数である。
ΔV=V×ΔP/E ・・・(式1)
Next, based on the pressure difference ΔP and Equation 1 shown below, the amount of fuel required to increase the pressure in the reservoir 23 by the pressure difference ΔP obtained in S2 (the required pressure increase amount) is calculated (S3). ). Expression 1 is an expression obtained from a known relational expression (P = E · ΔV / V) between the pressure P and the strain (ΔV / V). In Expression 1, ΔV indicates the volume change amount of the fuel in the reservoir 23, that is, the boosting required amount. V indicates the volume of the fuel in the reservoir 23, and E indicates the volume elastic modulus of the fuel in the reservoir 23. ΔP indicates the pressure change amount of the fuel in the reservoir 23, that is, the pressure difference obtained in S2. The bulk modulus is obtained by dividing the increased pressure by the volume reduction ratio accompanying the pressure applied to the object, and is the reciprocal of the compressibility.
ΔV = V × ΔP / E (Formula 1)

式1は、リザーバー23内の圧力をΔPだけ増加したときに、燃料の体積がΔVだけ減少することを意味する。このことは、リザーバー23に燃料をΔVだけ供給して、その供給前の燃料の体積を強制的にΔVだけ減少させることで、圧力がΔPだけ上昇することを意味する。   Equation 1 means that when the pressure in the reservoir 23 is increased by ΔP, the fuel volume decreases by ΔV. This means that the pressure is increased by ΔP by supplying fuel to the reservoir 23 by ΔV and forcibly reducing the volume of the fuel before the supply by ΔV.

式1中の容積Vは、リザーバー23の容積として予め定められた値を用いれば良い。ΔPはS2で得られた値を用いれば良い。体積弾性係数は圧力が高いほど大きい値になる傾向がある。そこで、体積弾性係数とリザーバー23の圧力との関係を予め調べて、ECU28内のメモリに記憶してき、燃圧センサ26の検出値に対応する体積弾性係数Eをその関係から求める。なお、体積弾性係数Eは予め定められた一定値としても良い。   The volume V in Equation 1 may be a value determined in advance as the volume of the reservoir 23. ΔP may be the value obtained in S2. The bulk modulus tends to increase as the pressure increases. Therefore, the relationship between the bulk modulus and the pressure in the reservoir 23 is examined in advance and stored in the memory in the ECU 28, and the bulk modulus E corresponding to the detected value of the fuel pressure sensor 26 is obtained from the relationship. The bulk modulus E may be a predetermined constant value.

式1から昇圧必要量ΔVを求めた後、次に、昇圧必要量ΔVに基づいて、減圧弁17を介してコモンレール2から放出させる燃料の量(減圧流量)を算出する(S4)。ここでは、S3で得られた昇圧必要量ΔVをそのまま減圧流量として設定する。   After obtaining the pressure increase required amount ΔV from the equation 1, next, based on the pressure increase required amount ΔV, the amount of fuel to be discharged from the common rail 2 via the pressure reducing valve 17 (pressure reduction flow rate) is calculated (S4). Here, the required pressure increase ΔV obtained in S3 is set as the reduced pressure flow as it is.

次に、昇圧必要量ΔV(減圧流量)に基づいて、サプライポンプ9の燃料吐出量(ポンプ吐出量)を算出する(S5)。具体的には、インジェクタ3の噴射により定まる吐出量(インジェクタ3の噴射を補填する吐出量)に、昇圧必要量ΔVがコモンレール2から放出された際のコモンレール圧の減少分を打ち消す吐出量、つまり昇圧必要量ΔVを加えたポンプ吐出量を算出する。   Next, the fuel discharge amount (pump discharge amount) of the supply pump 9 is calculated based on the required pressure increase ΔV (pressure reduction flow rate) (S5). Specifically, the discharge amount that cancels the decrease in the common rail pressure when the required pressure increase ΔV is released from the common rail 2 to the discharge amount determined by the injection of the injector 3 (the discharge amount that compensates the injection of the injector 3), that is, The pump discharge amount is calculated by adding the required pressure increase ΔV.

次に、減圧弁17及びサプライポンプ9を駆動して、リザーバー23の圧力の昇圧を実施する(S6)。具体的には、コイル18(図2参照)の通電により減圧弁17を開弁して、S4で得られた減圧流量の分の燃料を、コモンレール2から放出(リリース)させる(図4の時間(2)における減圧弁流量の図参照)。このとき、コモンレール圧は、リザーバー23の圧力よりも高圧となっているので、コモンレール2からリザーバー23に向けて燃料を流すことができ、リザーバー23内に、減圧流量の分の燃料を導入することができる。この燃料の導入により、図4の(2)の時間で示すように、リザーバー23の圧力を所定圧力以上まで昇圧させることができる。また、仮にチェックバルブ24の開弁圧力を超えた場合(オーバーシュートした場合)には、即座にチェックバルブ24が開弁するので、図4の(2)の時間で示すように、リザーバー23の圧力をチェックバルブ24で規定される所定の最大圧力(チェックバルブ24の開弁圧力)以下に抑えることができる。   Next, the pressure reducing valve 17 and the supply pump 9 are driven to increase the pressure of the reservoir 23 (S6). Specifically, the pressure reducing valve 17 is opened by energization of the coil 18 (see FIG. 2), and the fuel corresponding to the pressure reducing flow rate obtained in S4 is released (released) from the common rail 2 (time in FIG. 4). (Refer to the figure of the pressure reducing valve flow rate in (2)). At this time, since the common rail pressure is higher than the pressure of the reservoir 23, fuel can flow from the common rail 2 toward the reservoir 23, and fuel corresponding to the reduced pressure flow rate is introduced into the reservoir 23. Can do. By introducing this fuel, the pressure of the reservoir 23 can be increased to a predetermined pressure or more as shown by the time of (2) in FIG. Also, if the valve opening pressure of the check valve 24 is exceeded (when overshooting), the check valve 24 immediately opens, so that as shown in the time (2) of FIG. The pressure can be suppressed below a predetermined maximum pressure defined by the check valve 24 (the valve opening pressure of the check valve 24).

なお、コモンレール圧に応じて、減圧弁17から放出される単位時間当たりの燃料量が変わってくる。そこで、コモンレール圧と、減圧弁17から放出される単位時間当たりの燃料量との関係をECU28内のメモリに記憶しておく。そして、S6では、その関係と現在のコモンレール圧とから、減圧弁17から放出される単位時間当たりの燃料量を求める。その単位時間当たりの燃料量と、S4で得られた減圧流量とから、減圧弁17の開弁時間を設定する。   Note that the amount of fuel discharged from the pressure reducing valve 17 per unit time varies depending on the common rail pressure. Therefore, the relationship between the common rail pressure and the fuel amount per unit time released from the pressure reducing valve 17 is stored in a memory in the ECU 28. In S6, the amount of fuel discharged from the pressure reducing valve 17 per unit time is obtained from the relationship and the current common rail pressure. The opening time of the pressure reducing valve 17 is set from the fuel amount per unit time and the pressure reducing flow rate obtained in S4.

また、S6では、S5で得られたポンプ吐出量の分の燃料をサプライポンプ9から吐出させる(図4の時間(2)におけるサプライポンプ流量の図参照)。これによって、コモンレール圧の減圧を抑えて、コモンレール圧を所定圧力に保持できる。   Further, in S6, the fuel corresponding to the pump discharge amount obtained in S5 is discharged from the supply pump 9 (see the supply pump flow rate at time (2) in FIG. 4). As a result, the common rail pressure can be kept at a predetermined pressure while suppressing the common rail pressure from being reduced.

なお、サプライポンプ9はエンジンのクランクを動力源としているが、エンジン回転数が低いときなど、1回の昇圧処理(S4〜S6の処理)ではリザーバー23の圧力を所望の圧力まで昇圧できない場合には、1回あたりの減圧流量や、ポンプ吐出量を小さくしてS4〜S6の処理を実行し、リザーバー23の圧力が所望の圧力に昇圧するまで、このS4〜S6の処理を繰り返しても良い。   The supply pump 9 uses the engine crank as a power source. However, when the pressure of the reservoir 23 cannot be increased to a desired pressure by a single pressure increase process (processes S4 to S6), such as when the engine speed is low. The process of S4 to S6 may be executed by reducing the reduced pressure flow rate per one time or the pump discharge amount, and the process of S4 to S6 may be repeated until the pressure of the reservoir 23 is increased to a desired pressure. .

また、S6では、燃圧センサ26の検出値をモニターしながら、その検出値に基づいて減圧弁17を駆動しても良い。この場合には、S3の昇圧必要量及びS4の減圧流量の算出を省略できる。同様に、S6では、燃圧センサ15の検出値をモニターしながら、その検出値に基づいてサプライポンプ9を駆動しても良い。この場合には、昇圧必要量の算出(S3の処理)及び昇圧必要量に応じたポンプ吐出量の算出(S6の処理)を省略できる。   In S6, the pressure reducing valve 17 may be driven based on the detected value while monitoring the detected value of the fuel pressure sensor 26. In this case, the calculation of the required pressure increase in S3 and the reduced flow rate in S4 can be omitted. Similarly, in S6, the supply pump 9 may be driven based on the detected value while monitoring the detected value of the fuel pressure sensor 15. In this case, it is possible to omit the calculation of the required pressure increase (the process of S3) and the calculation of the pump discharge amount according to the required pressure increase (the process of S6).

なお、S1〜S6の処理を実行するECU28、減圧弁17及びチェックバルブ24が本発明の調整手段に相当する。S1〜S6の処理を実行するECU28が本発明の制御手段に相当する。また、チェックバルブ24が本発明の減圧手段に相当する。また、図4のライン101、102間の圧力が本発明の所定の圧力レベルに相当する。   Note that the ECU 28, the pressure reducing valve 17, and the check valve 24 that execute the processes of S1 to S6 correspond to the adjusting means of the present invention. The ECU 28 that executes the processes of S1 to S6 corresponds to the control means of the present invention. Further, the check valve 24 corresponds to the decompression means of the present invention. Further, the pressure between the lines 101 and 102 in FIG. 4 corresponds to the predetermined pressure level of the present invention.

リザーバー23の圧力を昇圧した後、又は、リザーバー23の圧力がもともと所定圧力以上の場合(S1:No)には、次に、添加弁27の燃料添加の可否判定を行う(S7)。具体的には、例えば、DPFに捕集されたPMの量をDPFの前後差圧などから推定して、そのPM量が所定量に達した場合に、DPFの再生処理が必要であるとして燃料添加を「可」と判定する。これに対し、PM量が所定量未満の場合には、未だDPFの再生処理をする必要がないとして、燃料添加を「否」と判定する。また、例えば、LNTの前後のNOx量などからLNTのNOx浄化率を推定して、NOx浄化率が所定値以下に低下した場合には、LNTに吸蔵されたNOxの還元処理が必要であるとして燃料添加を「可」と判定する。これに対して、NOx浄化率が所定値を超えている場合には還元処理は未だ必要ではないとして、燃料添加を「否」と判定する。   After increasing the pressure of the reservoir 23, or when the pressure of the reservoir 23 is originally equal to or higher than the predetermined pressure (S1: No), next, it is determined whether or not the addition valve 27 can add fuel (S7). Specifically, for example, when the amount of PM collected in the DPF is estimated from the differential pressure before and after the DPF and the amount of PM reaches a predetermined amount, it is assumed that the regeneration process of the DPF is necessary. The addition is judged as “OK”. On the other hand, when the PM amount is less than the predetermined amount, it is determined that the fuel addition is “NO” because it is not necessary to perform the DPF regeneration process yet. Further, for example, when the NOx purification rate of the LNT is estimated from the NOx amounts before and after the LNT and the NOx purification rate falls below a predetermined value, it is necessary to reduce the NOx stored in the LNT. It is determined that fuel addition is possible. On the other hand, when the NOx purification rate exceeds the predetermined value, it is determined that the reduction process is not yet required, and the fuel addition is determined as “No”.

燃料添加を「否」と判定した場合には(S7:No)、図3の処理を終了する。燃料添加を「可」と判定した場合には(S7:Yes)、図4の時間(4)で示すように、添加弁27を駆動して、排気通路への燃料添加を実施する(S8)。これによって、DPFの再生処理やLNTの還元処理を実施できる。なお、添加弁27による燃料添加により、リザーバー23内の燃料の容積が減少することで、図4に示すように、リザーバー23の圧力は低下するが、次回の図3の処理により、図4のライン101、102の間の圧力に昇圧される。S8の処理の後、図3の処理を終了する。   When it is determined that the fuel addition is “NO” (S7: No), the process of FIG. 3 is terminated. When it is determined that fuel addition is “permitted” (S7: Yes), as shown by time (4) in FIG. 4, the addition valve 27 is driven to add fuel to the exhaust passage (S8). . Thus, DPF regeneration processing and LNT reduction processing can be performed. As the fuel volume in the reservoir 23 decreases due to the addition of fuel by the addition valve 27, the pressure in the reservoir 23 decreases as shown in FIG. 4, but the next processing in FIG. The pressure is increased to the pressure between the lines 101 and 102. After the process of S8, the process of FIG.

以上説明したように、本実施形態によれば、コモンレール2の減圧弁17から放出された燃料を、リザーバー23においてコモンレール圧とは異なる圧力レベルで蓄圧し、その蓄圧した燃料を添加弁27に供給する。よって、電動フィードポンプ5やサプライポンプ9に内蔵されたフィードポンプから添加弁に燃料を供給する構成に比べて、より高圧の燃料添加が可能となり、より広範囲の圧力域での燃料添加が可能となる。チェックバルブ24の開弁圧力をコモンレール圧に近い圧力まで上げることで、原理的には、リザーバー23にはコモンレール圧に近い圧力まで蓄圧が可能となる。また、減圧弁17の減圧流量を調整することで、リザーバー23の圧力を、チェックバルブ24の開弁圧力を上限として任意の圧力に保持できる。このように、広範囲の圧力域での燃料添加が可能となることで、例えば添加弁27の噴射圧をより高圧にできる。高圧にすることで、例えばLNTの還元処理では、短時間でリッチ雰囲気にすることができる。   As described above, according to the present embodiment, the fuel released from the pressure reducing valve 17 of the common rail 2 is accumulated in the reservoir 23 at a pressure level different from the common rail pressure, and the accumulated fuel is supplied to the addition valve 27. To do. Therefore, it is possible to add fuel at a higher pressure than the configuration in which fuel is supplied from the feed pump built in the electric feed pump 5 or the supply pump 9 to the addition valve, and fuel can be added in a wider pressure range. Become. By raising the valve opening pressure of the check valve 24 to a pressure close to the common rail pressure, in principle, the reservoir 23 can store pressure up to a pressure close to the common rail pressure. Further, by adjusting the pressure reducing flow rate of the pressure reducing valve 17, the pressure of the reservoir 23 can be maintained at an arbitrary pressure with the valve opening pressure of the check valve 24 being the upper limit. As described above, fuel can be added in a wide range of pressure, so that the injection pressure of the addition valve 27 can be increased, for example. By making the pressure high, for example, in the reduction treatment of LNT, a rich atmosphere can be obtained in a short time.

また、リザーバー23には、減圧弁17の駆動時のみに燃料が供給されるので、チェックバルブ24を介してリザーバー23からタンクモジュール4、5に戻す燃料の量を抑制でき、つまり、リザーバー23への無駄な燃料供給を抑制できる。また、リザーバー23にはチェックバルブ24が設けられているので、リザーバー23の圧力が高くなりすぎるのを防ぐことができる。   In addition, since the fuel is supplied to the reservoir 23 only when the pressure reducing valve 17 is driven, the amount of fuel returned from the reservoir 23 to the tank modules 4 and 5 via the check valve 24 can be suppressed, that is, to the reservoir 23. The wasteful fuel supply can be suppressed. Further, since the reservoir 23 is provided with the check valve 24, the pressure of the reservoir 23 can be prevented from becoming too high.

また、コモンレール2の圧力はエンジン回転数の影響が少ないので、エンジン回転数が低い時にも、リザーバー23には所望の圧力レベルに迅速に蓄圧でき、添加弁27には所望の圧力レベルの燃料を迅速に供給できる。これに対して、サプライポンプ9に内蔵されたフィードポンプを用いて、添加弁27の燃料を昇圧する構成では、エンジン回転数が低い時には添加弁27への高圧供給が難しい。   In addition, since the pressure of the common rail 2 is less affected by the engine speed, even when the engine speed is low, the reservoir 23 can quickly accumulate a desired pressure level, and the addition valve 27 can receive fuel at a desired pressure level. Can be supplied quickly. On the other hand, in the configuration in which the fuel in the addition valve 27 is boosted using a feed pump built in the supply pump 9, it is difficult to supply high pressure to the addition valve 27 when the engine speed is low.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。以下、本発明の変形例を説明する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible to the limit which does not deviate from description of a claim. Hereinafter, modifications of the present invention will be described.

(変形例1)
図1のエンジンシステム1においては、添加弁27の噴射量が大きいと、リザーバー23の圧力が大幅に低下し、リザーバー23の圧力の大幅な低下により添加弁27から噴射した燃料噴霧が悪化(燃料の液滴の径が大きくなってしまう)し、燃料噴霧の悪化による性能低下が懸念される。燃料噴霧の悪化を抑えるためには、添加弁27の噴射圧(噴射時のリザーバー23の圧力)は所定の最低圧力(例えば0.5MPa)以上とする必要がある。また、添加弁27の噴射時に、リザーバー23の圧力低下を抑えて所定の最低圧力を下回らないようにするように、リザーバー23の容積を設定する必要がある。リザーバー23の容積を大きくすれば、リザーバー23の圧力低下を抑えることができるが、車両に搭載することを考えると、リザーバー23の容積を大きくするのにも限度がある。
(Modification 1)
In the engine system 1 of FIG. 1, when the injection amount of the addition valve 27 is large, the pressure of the reservoir 23 is significantly reduced, and the fuel spray injected from the addition valve 27 is deteriorated due to the significant decrease of the pressure of the reservoir 23 (fuel The diameter of the liquid droplets becomes large), and there is a concern that the performance may deteriorate due to the deterioration of fuel spray. In order to suppress the deterioration of the fuel spray, the injection pressure of the addition valve 27 (the pressure of the reservoir 23 at the time of injection) needs to be equal to or higher than a predetermined minimum pressure (for example, 0.5 MPa). Further, it is necessary to set the volume of the reservoir 23 so that the pressure drop of the reservoir 23 is suppressed so as not to fall below a predetermined minimum pressure when the addition valve 27 is injected. If the volume of the reservoir 23 is increased, the pressure drop of the reservoir 23 can be suppressed, but there is a limit to increasing the volume of the reservoir 23 in consideration of being mounted on a vehicle.

そこで、ここでは、リザーバー23の容積が小さい場合でも、噴射時のリザーバー23の圧力低下を抑制することを考える。上記式1を、容積Vについての式に変形すると、以下の式2となる。式2において、ΔPは、図4のリザーバー圧力の図に示すように、噴射前後の圧力差を意味する。また、ΔVは、添加弁27の燃料噴射によるリザーバー23内の燃料の容積変化量(容積減少量)を意味する。Eはリザーバー23内の燃料の体積弾性係数を意味し、Vはリザーバー23の容積を意味する。
V=(E×ΔV)/ΔP ・・・(式2)
Therefore, here, it is considered to suppress the pressure drop of the reservoir 23 at the time of injection even when the volume of the reservoir 23 is small. When the above formula 1 is transformed into a formula for the volume V, the following formula 2 is obtained. In Equation 2, ΔP means the pressure difference before and after injection as shown in the reservoir pressure diagram of FIG. Further, ΔV means the volume change amount (volume reduction amount) of the fuel in the reservoir 23 due to the fuel injection of the addition valve 27. E means the bulk modulus of fuel in the reservoir 23, and V means the volume of the reservoir 23.
V = (E × ΔV) / ΔP (Expression 2)

式2より、リザーバー23の容積を小さくするためには、(1)体積弾性係数Eを小さくする、(2)容積変化量ΔV(添加弁27の噴射量)を少なくする、(3)圧力差ΔPを大きくする、の3手法が考えられる。そのうち、(2)の手法は、添加弁27の噴射量を少なくすると、DPFの再生やNOxの還元に支障をきたすので実施できない。以上より、図5に示すように、リザーバー23内の燃料の体積弾性係数Eが小さいほど、又は噴射前後の圧力差ΔPが大きいほど、噴射時に所定の最低圧力以上に保持するという設計要件を満たすリザーバー23の容積を小さくできる。圧力差ΔPに関しては、噴射開始時のリザーバー23の圧力を高くすることで、圧力差ΔPを小さくできる。   From Equation 2, in order to reduce the volume of the reservoir 23, (1) the volume elastic modulus E is reduced, (2) the volume change amount ΔV (the injection amount of the addition valve 27) is reduced, (3) the pressure difference Three methods of increasing ΔP are conceivable. Among them, the method (2) cannot be performed because if the injection amount of the addition valve 27 is decreased, the regeneration of the DPF and the reduction of NOx are hindered. As described above, as shown in FIG. 5, the smaller the volume elastic modulus E of the fuel in the reservoir 23 or the greater the pressure difference ΔP before and after the injection, the higher the design requirement that the predetermined minimum pressure is maintained during the injection. The volume of the reservoir 23 can be reduced. Regarding the pressure difference ΔP, the pressure difference ΔP can be reduced by increasing the pressure of the reservoir 23 at the start of injection.

以下、リザーバー23内の燃料の体積弾性係数を小さくする方法を説明する。体積弾性係数が大きい物体(固定、液体等)に対し体積弾性係数が小さい物体(気体、ゴム等の弾性体、ダンパー構造体など)を同じ空間に入れることで、体積弾性係数が大きい物体の体積弾性係数を大幅に低下させることができる。すなわち、図6や図7に示すように、リザーバー23内の空間(燃料中)に、燃料に接触する形で、燃料よりも体積弾性係数が小さい気体30やダンパー構造体32を封入することで、燃料の体積弾性係数を下げることができる。   Hereinafter, a method for reducing the bulk modulus of the fuel in the reservoir 23 will be described. By placing an object (elastic body such as gas or rubber, damper structure, etc.) with a small volume elastic modulus into an object with a large volume elastic modulus (fixed, liquid, etc.) in the same space, the volume of the object with a large volume elastic modulus The elastic modulus can be greatly reduced. That is, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, by enclosing a gas 30 or a damper structure 32 having a volumetric modulus smaller than that of the fuel in a space (in the fuel) in the reservoir 23 in contact with the fuel. The bulk modulus of fuel can be lowered.

図6の例において、添加弁27の噴射前では、気体30は、リザーバー23内の燃料の圧力を受けて、収縮した状態30aに変形している。添加弁27の噴射時では、噴射量の分だけリザーバー23内の燃料の容積が減少し、その減少に追従するように気体30は伸びた状態30b(膨張した状態)に変形する。この気体30の伸び変形により、噴射前後の燃料の容積変化に伴う圧力低下を抑えることができる。すなわち、気体30が伸びた状態30bとなることで、リザーバー23内の燃料が占める空間を噴射前に比べて小さくでき、空間が小さくなることで、燃料の圧力低下を抑えることができる。   In the example of FIG. 6, before the injection of the addition valve 27, the gas 30 is deformed into a contracted state 30 a due to the pressure of the fuel in the reservoir 23. At the time of injection of the addition valve 27, the volume of fuel in the reservoir 23 is reduced by the amount of injection, and the gas 30 is deformed into an expanded state 30b (expanded state) so as to follow the decrease. Due to the elongation deformation of the gas 30, it is possible to suppress a pressure drop due to a change in the volume of the fuel before and after the injection. That is, when the gas 30 is in the extended state 30b, the space occupied by the fuel in the reservoir 23 can be made smaller than before the injection, and the space can be reduced, so that a drop in fuel pressure can be suppressed.

気体30は、リザーバー23内に予め封入しておいても良いし、リザーバー23に燃料とともに空気を供給して、その空気をリザーバー23内に保持させて、その保持した空気を気体30としても良い。なお、リザーバー23への燃料供給に伴い空気がリザーバー23に混入することがあるので、その混入した空気をリザーバー23内に保持させても良いし、空気が混入しない場合又は混入量が少ない場合には、意図的に空気をリザーバー23に供給しても良い。   The gas 30 may be sealed in the reservoir 23 in advance, or air may be supplied to the reservoir 23 together with fuel so that the air is held in the reservoir 23 and the held air may be used as the gas 30. . Note that air may be mixed into the reservoir 23 as the fuel is supplied to the reservoir 23. Therefore, the mixed air may be held in the reservoir 23, or when the air is not mixed or when the mixing amount is small. May intentionally supply air to the reservoir 23.

リザーバー23に供給された空気をリザーバー23内に保持させるには、例えば図6に示すように、リザーバー23の出口23bを入口23aよりも重力方向の上側に設けるとともに、リザーバー23の上部(重力方向の上部)に、リザーバー23に供給された空気の保持スペースを設ける。その保持スペースより重力方向下側に出口23bを設ける。これによれば、燃料はリザーバー23内の下側から溜まっていくのに対し、空気は、燃料に比べて軽いので、燃料の上側に進行して、リザーバー23の上部の保持スペースに溜まる。出口23bは保持スペースより下側に設けられるので、保持スペースに溜まった空気は出口23bからリザーバー23外に流出しにくくできる。   In order to hold the air supplied to the reservoir 23 in the reservoir 23, for example, as shown in FIG. 6, the outlet 23 b of the reservoir 23 is provided above the inlet 23 a in the gravity direction, and the upper portion of the reservoir 23 (gravity direction). A holding space for the air supplied to the reservoir 23 is provided. An outlet 23b is provided below the holding space in the gravity direction. According to this, the fuel accumulates from the lower side in the reservoir 23, whereas the air is lighter than the fuel, and therefore proceeds to the upper side of the fuel and accumulates in the holding space above the reservoir 23. Since the outlet 23b is provided below the holding space, the air accumulated in the holding space can hardly flow out of the reservoir 23 from the outlet 23b.

なお、図6の例では、気体30は空気以外の気体であっても良いし、気体30の代わりに、ゴム等の弾性体をリザーバー23内に封入しても良い。   In the example of FIG. 6, the gas 30 may be a gas other than air, or an elastic body such as rubber may be enclosed in the reservoir 23 instead of the gas 30.

図7の例では、リザーバー23内に、バネ33及び可動板34とを有したダンパー構造体32が設けられる。可動板34は、リザーバー23の出口23bの上側の位置において、燃料が溜まる空間を閉塞するように上下に移動可能に設けられる。バネ33は、可動板34の背面側(燃料と反対側)において、可動板34を下方向に付勢する形で設けられる。   In the example of FIG. 7, a damper structure 32 having a spring 33 and a movable plate 34 is provided in the reservoir 23. The movable plate 34 is provided at a position above the outlet 23b of the reservoir 23 so as to be movable up and down so as to close the space in which the fuel is accumulated. The spring 33 is provided on the back side (opposite to the fuel) of the movable plate 34 so as to urge the movable plate 34 downward.

添加弁27の噴射前では、ダンパー構造体32は、リザーバー23内の燃料の圧力を受けて、バネ33が縮んだ状態となる。添加弁27の噴射時では、噴射量の分だけリザーバー23内の燃料の容積が減少し、その減少に追従するようにダンパー構造体32(バネ33)は伸びて、可動板34は下方向(燃料を圧縮する方向)に変位する。可動板34が燃料を圧縮する方向に変位することで、リザーバー23内の燃料が占める空間を噴射前に比べて小さくでき、空間が小さくなることで、燃料の圧力低下を抑えることができる。   Before the injection of the addition valve 27, the damper structure 32 receives the fuel pressure in the reservoir 23 and the spring 33 is contracted. At the time of injection of the addition valve 27, the volume of the fuel in the reservoir 23 decreases by the amount of injection, and the damper structure 32 (spring 33) extends to follow the decrease, and the movable plate 34 moves downward ( Displacement in the direction of fuel compression). When the movable plate 34 is displaced in the direction in which the fuel is compressed, the space occupied by the fuel in the reservoir 23 can be made smaller than before injection, and the space can be reduced, so that a drop in fuel pressure can be suppressed.

図8は、リザーバー23内に入れるダンパー機能(図7のダンパー構造体32のダンパー能力)やエア混入率(図6の気体30の量)により、リザーバー23内の燃料の体積弾性係数がどのように変化するかを示した図である。図8に示すように、ダンパー機能やエア混入率が大きいほど、燃料の体積弾性係数を小さくできる。燃料の体積弾性係数を小さくできることで、噴射前後のリザーバー23内の圧力低下を抑えることができ、またリザーバー23の容積を小さくできる(図5参照)。このように、気体30やダンパー構造体32は、リザーバー23内の燃料の圧力が大きい時には蓄圧し、燃料の圧力が低下した時には蓄圧エネルギーに基づいてリザーバー23内の容積を小さくするアキュムレータとして機能する。   FIG. 8 shows how the bulk elastic modulus of the fuel in the reservoir 23 depends on the damper function (the damper capacity of the damper structure 32 in FIG. 7) and the air mixing rate (the amount of the gas 30 in FIG. 6). It is the figure which showed whether it changes. As shown in FIG. 8, the larger the damper function and the air mixing rate, the smaller the bulk modulus of the fuel. Since the volume elastic modulus of the fuel can be reduced, the pressure drop in the reservoir 23 before and after injection can be suppressed, and the volume of the reservoir 23 can be reduced (see FIG. 5). As described above, the gas 30 and the damper structure 32 function as an accumulator that accumulates pressure when the fuel pressure in the reservoir 23 is large and reduces the volume in the reservoir 23 based on the accumulated energy when the fuel pressure decreases. .

図6の気体30や図7のダンパー構造体32(バネ33)の体積弾性係数は、燃料の体積弾性係数より小さければどのような値でも良いが、図5に示すように小さい値ほどリザーバー23の容積を小さくできる。なお、気体30、ダンパー構造体32が本発明の伸縮部に相当する。   The bulk modulus of elasticity of the gas 30 in FIG. 6 and the damper structure 32 (spring 33) in FIG. 7 may be any value as long as it is smaller than the bulk modulus of the fuel, but the smaller the value as shown in FIG. The volume of can be reduced. The gas 30 and the damper structure 32 correspond to the stretchable part of the present invention.

(その他変形例)
上記実施形態では、コモンレール2の減圧弁17の開閉及びリザーバー23のチェックバルブ24により、リザーバー23の圧力を調整していたがこれに限定されない。例えば、減圧弁17を介さずにコモンレール2とリザーバー23とを常時導通状態に接続しても良い。これによれば、コモンレール2からリザーバー23には常時燃料が供給されるが、リザーバー23にはチェックバルブ24が設けられるので、そのチェックバルブ24の開弁圧力以下にリザーバー23の圧力を保持できる。
(Other variations)
In the above embodiment, the pressure of the reservoir 23 is adjusted by opening / closing the pressure reducing valve 17 of the common rail 2 and the check valve 24 of the reservoir 23, but the present invention is not limited to this. For example, the common rail 2 and the reservoir 23 may be always connected to each other without using the pressure reducing valve 17. According to this, fuel is always supplied from the common rail 2 to the reservoir 23, but since the check valve 24 is provided in the reservoir 23, the pressure of the reservoir 23 can be maintained below the valve opening pressure of the check valve 24.

また、例えば、開弁圧力が固定のチェックバルブ24に代えて、コモンレール2の減圧弁17と同様の、ECUの制御により開閉弁可能な減圧弁をリザーバーに設け、その減圧弁により、リザーバーの圧力を調整しても良い。これによっても、リザーバーの圧力を任意の圧力にできる。リザーバーに減圧弁を設ける場合には、コモンレールとリザーバーとを常時導通状態に接続しても良い。また、コモンレールとリザーバーとを接続する配管に、配管内の圧力(リザーバーの圧力に相当)を調整するための減圧弁やチェックバルブを設けても良い。また、リザーバー内に、燃料蓄積空間の周壁の一部を構成するように可動壁を設けて、その可動壁の位置を制御して、燃料蓄積空間の容積を変更することで、リザーバーの圧力を調整しても良い。   For example, instead of the check valve 24 having a fixed valve opening pressure, a pressure reducing valve that can be opened and closed by ECU control is provided in the reservoir, similar to the pressure reducing valve 17 of the common rail 2, and the pressure of the reservoir is reduced by the pressure reducing valve. May be adjusted. This also makes it possible to set the pressure of the reservoir to an arbitrary pressure. When the pressure reducing valve is provided in the reservoir, the common rail and the reservoir may be always connected to each other. Moreover, a pressure reducing valve or a check valve for adjusting the pressure in the pipe (corresponding to the pressure of the reservoir) may be provided in the pipe connecting the common rail and the reservoir. Further, a movable wall is provided in the reservoir so as to constitute a part of the peripheral wall of the fuel accumulation space, and the position of the movable wall is controlled to change the volume of the fuel accumulation space, thereby reducing the pressure of the reservoir. You may adjust it.

2 コモンレール
3 インジェクタ
17 減圧弁
23 リザーバー
24 チェックバルブ
27 添加弁
28 ECU
2 Common rail 3 Injector 17 Pressure reducing valve 23 Reservoir 24 Check valve 27 Addition valve 28 ECU

Claims (11)

内燃機関の筒内に燃料を噴射するインジェクタ(3)に供給する高圧燃料を蓄えるコモンレール(2)から燃料が供給されて、その燃料を蓄えるリザーバー(23)と、
前記リザーバーの燃料圧力を、前記コモンレールの燃料圧力より小さい所定の圧力レベルに調整する調整手段(17、24、26、28、S1〜S6)とを備え、
前記リザーバーの燃料を、前記内燃機関の排気通路に燃料を添加する添加弁(27)に供給し、
前記調整手段は、
前記コモンレールに設けられて、開弁時に前記コモンレールの燃料を前記コモンレールの外に放出させる減圧弁(17)と、
前記リザーバー内の圧力を検出するセンサ(26)と、
前記減圧弁の開閉を制御する制御手段(28、S1〜S6)とを備え、
前記リザーバーは、前記減圧弁から放出された燃料を蓄え、
前記制御手段は、前記センサの検出値が前記圧力レベルを満たしているか否かを判断する判断手段(S1)を備え、前記検出値が前記圧力レベル未満の場合には前記圧力レベルを満たすように前記減圧弁を開くことを特徴とする燃料供給装置。
A reservoir (23) for storing fuel by supplying fuel from a common rail (2) for storing high-pressure fuel to be supplied to an injector (3) for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine;
Adjusting means (17, 24, 26, 28, S1 to S6) for adjusting the fuel pressure of the reservoir to a predetermined pressure level smaller than the fuel pressure of the common rail;
Supplying fuel in the reservoir to an addition valve (27) for adding fuel to an exhaust passage of the internal combustion engine ;
The adjusting means includes
A pressure reducing valve (17) provided on the common rail, for releasing the fuel of the common rail to the outside of the common rail when the valve is opened;
A sensor (26) for detecting the pressure in the reservoir;
Control means (28, S1 to S6) for controlling the opening and closing of the pressure reducing valve,
The reservoir stores fuel released from the pressure reducing valve,
The control means includes determination means (S1) for determining whether or not a detection value of the sensor satisfies the pressure level, and satisfies the pressure level when the detection value is less than the pressure level. A fuel supply device that opens the pressure reducing valve .
内燃機関の筒内に燃料を噴射するインジェクタ(3)に供給する高圧燃料を蓄えるコモンレール(2)から燃料が供給されて、その燃料を蓄えるリザーバー(23)と、  A reservoir (23) for storing fuel by supplying fuel from a common rail (2) for storing high-pressure fuel to be supplied to an injector (3) for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine;
前記リザーバーの燃料圧力を、前記コモンレールの燃料圧力より小さい所定の圧力レベルに調整する調整手段(17、24、26、28、S1〜S6)とを備え、  Adjusting means (17, 24, 26, 28, S1 to S6) for adjusting the fuel pressure of the reservoir to a predetermined pressure level smaller than the fuel pressure of the common rail;
前記リザーバーの燃料を、前記内燃機関の排気通路に燃料を添加する添加弁(27)に供給し、  Supplying fuel in the reservoir to an addition valve (27) for adding fuel to an exhaust passage of the internal combustion engine;
前記リザーバーは、前記リザーバー内の燃料に接する形で設けられて前記リザーバー内の燃料の圧力を受けて伸縮する伸縮部(30、32)を有し、  The reservoir is provided in contact with the fuel in the reservoir, and has an expansion / contraction portion (30, 32) that expands and contracts under the pressure of the fuel in the reservoir,
前記伸縮部は、別々に設けられた前記リザーバーの入口(23a)及び出口(23b)よりも重力方向の上側に設けられることを特徴とする燃料供給装置。  The fuel supply device according to claim 1, wherein the expansion / contraction part is provided above the inlet (23a) and the outlet (23b) of the reservoir provided separately.
前記調整手段は、  The adjusting means includes
前記コモンレールに設けられて、開弁時に前記コモンレールの燃料を前記コモンレールの外に放出させる減圧弁(17)と、  A pressure reducing valve (17) provided on the common rail, for releasing the fuel of the common rail to the outside of the common rail when the valve is opened;
前記リザーバー内の圧力を検出するセンサ(26)と、  A sensor (26) for detecting the pressure in the reservoir;
前記減圧弁の開閉を制御する制御手段(28、S1〜S6)とを備え、  Control means (28, S1 to S6) for controlling the opening and closing of the pressure reducing valve,
前記リザーバーは、前記減圧弁から放出された燃料を蓄え、  The reservoir stores fuel released from the pressure reducing valve,
前記制御手段は、前記センサの検出値が前記圧力レベルを満たしているか否かを判断する判断手段(S1)を備え、前記検出値が前記圧力レベル未満の場合には前記圧力レベルを満たすように前記減圧弁を開くことを特徴とする請求項2に記載の燃料供給装置。  The control means includes determination means (S1) for determining whether or not a detection value of the sensor satisfies the pressure level, and satisfies the pressure level when the detection value is less than the pressure level. The fuel supply device according to claim 2, wherein the pressure reducing valve is opened.
前記制御手段は状況に応じた前記圧力レベルを設定することを特徴とする請求項1又は3に記載の燃料供給装置。  The fuel supply apparatus according to claim 1 or 3, wherein the control means sets the pressure level according to a situation. 前記制御手段は、  The control means includes
前記圧力レベルと前記検出値との圧力差を算出する圧力差算出手段(S2)と、  Pressure difference calculating means (S2) for calculating a pressure difference between the pressure level and the detected value;
前記リザーバー内の圧力を前記圧力差だけ昇圧するのに必要な燃料の量である昇圧必要量を算出する必要量算出手段(S3)とを備え、  A required amount calculation means (S3) for calculating a required pressure increase amount that is an amount of fuel required to increase the pressure in the reservoir by the pressure difference;
前記制御手段(S4〜S6)は、前記検出値が前記圧力レベル未満の場合には前記昇圧必要量に基づいて前記減圧弁の開閉を制御することを特徴とする請求項1、3、4のいずれか1項に記載の燃料供給装置。  The said control means (S4-S6) controls opening and closing of the said pressure reduction valve based on the said pressure increase required amount, when the said detected value is less than the said pressure level. The fuel supply device according to any one of the above.
前記必要量算出手段は、前記リザーバー内の燃料の体積変化量をΔV、前記圧力差をΔP、前記リザーバー内の燃料の体積をV、前記リザーバー内の燃料の体積弾性係数をEとして以下の式により前記体積変化量ΔVを前記昇圧必要量として算出することを特徴とする請求項5に記載の燃料供給装置。  The required amount calculation means uses the following equation where ΔV is the volume change amount of the fuel in the reservoir, ΔP is the pressure difference, V is the volume of fuel in the reservoir, and E is the volume elastic modulus of the fuel in the reservoir. The fuel supply device according to claim 5, wherein the volume change amount ΔV is calculated as the required pressure increase amount.
ΔV=V×ΔP/E  ΔV = V × ΔP / E
前記調整手段は、前記リザーバーの燃料圧力を前記圧力レベルまで減圧する減圧手段(24)を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料供給装置。 The fuel supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein the adjusting means includes a pressure reducing means (24) for reducing the fuel pressure in the reservoir to the pressure level. 前記減圧手段は、前記リザーバーに設けられて、前記リザーバーの燃料圧力が前記圧力レベルを超えた場合に、前記リザーバーから燃料が放出されるよう開弁するバルブであることを特徴とする請求項7に記載の燃料供給装置。 8. The valve according to claim 7 , wherein the pressure reducing means is a valve provided in the reservoir and opened so that fuel is released from the reservoir when the fuel pressure in the reservoir exceeds the pressure level. The fuel supply device described in 1. 前記リザーバーは、前記リザーバー内の燃料に接する形で設けられて前記リザーバー内の燃料の圧力を受けて伸縮する伸縮部(30、32)を有したことを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。 2. The fuel according to claim 1 , wherein the reservoir includes an expansion / contraction portion (30, 32) provided in contact with the fuel in the reservoir and extending and contracting under the pressure of the fuel in the reservoir. Feeding device. 前記伸縮部は、別々に設けられた前記リザーバーの入口(23a)及び出口(23b)よりも重力方向の上側に設けられることを特徴とする請求項9に記載の燃料供給装置。  The fuel supply device according to claim 9, wherein the expansion / contraction part is provided above the inlet (23a) and the outlet (23b) of the reservoir provided separately. 前記伸縮部は気体(30)であることを特徴とする請求項2又は10に記載の燃料供給装置。  The fuel supply device according to claim 2 or 10, wherein the expansion and contraction part is a gas (30).
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