JP6759896B2 - Fuel injection method and fuel injection device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射方法及び燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection method and a fuel injection device.

従来、ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置として、ＤＰＦ及びＮＯｘ触媒装置を備えたものが知られている（特許文献１）。特許文献１に記載のものは、排気通路のＤＰＦよりも上流側に添加弁を設け、サプライポンプからの燃料を、ＤＰＦよりも上流側の排気通路に噴射するようにしている。 Conventionally, as an exhaust gas aftertreatment device for a diesel engine, a device provided with a DPF and a NOx catalyst device is known (Patent Document 1). In the one described in Patent Document 1, an addition valve is provided on the upstream side of the DPF of the exhaust passage so that the fuel from the supply pump is injected into the exhaust passage on the upstream side of the DPF.

特開２００９−２７０４７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-270471

特許文献１に記載のものは、サプライポンプがエンジンで駆動されるため、エンジンの始動直後等、エンジンが低回転で運転している場合に、添加弁から噴射される燃料の圧力が低くなり、排気通路に安定して燃料を噴射することができない可能性がある。 In the case described in Patent Document 1, since the supply pump is driven by the engine, the pressure of the fuel injected from the add-on valve becomes low when the engine is operated at a low speed such as immediately after the engine is started. It may not be possible to inject fuel stably into the exhaust passage.

本発明の目的は、排気通路に安定して燃料を噴射することができる燃料噴射方法及び燃料噴射装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fuel injection method and a fuel injection device capable of stably injecting fuel into an exhaust passage.

本発明に係る燃料噴射方法は、燃料タンクの燃料をエンジンで駆動される低圧ポンプにより高圧ポンプに供給する低圧燃料供給経路上に設けられ、前記低圧ポンプから供給された低圧燃料を排気管内に噴射する排気管噴射部と、前記高圧ポンプから供給された高圧燃料をエンジン筒内に噴射する筒内噴射部と、を備える燃料噴射装置における燃料噴射方法であって、前記低圧燃料の圧力に関連するパラメータが閾値以上の場合、排気管噴射を行うように前記排気管噴射部を制御する一方、前記パラメータが閾値未満の場合、筒内噴射を行うように前記筒内噴射部を制御し、前記パラメータは、前記エンジンの回転数であり、前記閾値は、外気温または燃料の種類に応じて設定される値である。 The fuel injection method according to the present invention is provided on a low pressure fuel supply path for supplying fuel in a fuel tank to a high pressure pump by a low pressure pump driven by an engine, and injects the low pressure fuel supplied from the low pressure pump into an exhaust pipe. A fuel injection method in a fuel injection device including an exhaust pipe injection unit for injecting a high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump into an engine cylinder, and is related to the pressure of the low-pressure fuel. If the parameter is above the threshold, while controlling the exhaust pipe injection unit to perform the exhaust pipe injection, if the parameter is below the threshold value, controls the in-cylinder injection unit so as to perform in-cylinder injection, said parameter Is the number of revolutions of the engine, and the threshold value is a value set according to the outside temperature or the type of fuel .

また、本発明に係る燃料噴射装置は、燃料タンクの燃料をエンジンで駆動される低圧ポンプにより高圧ポンプに供給する低圧燃料供給経路上に設けられ、前記低圧ポンプから供給された低圧燃料を排気管内に噴射する排気管噴射部と、前記高圧ポンプから供給された高圧燃料をエンジン筒内に噴射する筒内噴射部と、前記低圧燃料の圧力に関連するパラメータが閾値以上の場合、排気管噴射を行うように前記排気管噴射部を制御する一方、前記パラメータが閾値未満の場合、筒内噴射を行うように前記筒内噴射部を制御する制御部と、を備え、前記パラメータは、前記エンジンの回転数であり、前記閾値は、外気温または燃料の種類に応じて設定される値である。 Further, the fuel injection device according to the present invention is provided on the low pressure fuel supply path for supplying the fuel of the fuel tank to the high pressure pump by the low pressure pump driven by the engine, and the low pressure fuel supplied from the low pressure pump is supplied in the exhaust pipe. When the parameter related to the pressure of the low pressure fuel is equal to or more than the threshold value, the exhaust pipe injection unit is injected into the engine cylinder, and the high pressure fuel supplied from the high pressure pump is injected into the engine cylinder. while controlling the exhaust pipe injection unit so as to perform, if the parameter is less than the threshold, e Bei a control unit that controls the in-cylinder injection unit so as to perform in-cylinder injection, the said parameter is the engine The threshold value is a value set according to the outside temperature or the type of fuel .

本発明によれば、排気通路に安定して燃料を噴射することができる。 According to the present invention, fuel can be stably injected into the exhaust passage.

第１の実施の形態における燃料噴射装置を示す図The figure which shows the fuel injection apparatus in 1st Embodiment 第１の実施の形態における燃料噴射方法を示すフローチャートA flowchart showing a fuel injection method according to the first embodiment. 第２の実施の形態における燃料噴射装置を示す図The figure which shows the fuel-injection apparatus in the 2nd Embodiment 排気管内圧力と必要な噴射量が確保できる圧力との関係を示す図The figure which shows the relationship between the pressure in the exhaust pipe and the pressure which can secure the required injection amount. 第２の実施の形態における燃料噴射方法を示すフローチャートA flowchart showing a fuel injection method according to the second embodiment. 第３の実施の形態における燃料噴射装置を示す図The figure which shows the fuel injection apparatus in 3rd Embodiment エンジン回転数と圧力の関係を示す図Diagram showing the relationship between engine speed and pressure 第３の実施の形態における燃料噴射方法を示すフローチャートA flowchart showing a fuel injection method according to a third embodiment. 第４の実施の形態における燃料噴射装置を示す図The figure which shows the fuel injection apparatus in 4th Embodiment 燃料の種類によるエンジン回転数と圧力の相違を示す図Diagram showing the difference in engine speed and pressure depending on the type of fuel 第４の実施の形態における燃料噴射方法を示すフローチャートA flowchart showing a fuel injection method according to a fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本発明はこの実施の形態により限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is an example, and the present invention is not limited to this embodiment.

（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、第１の実施の形態における燃料噴射装置について説明する。図１に示すように、燃料噴射装置１は、燃料供給部位１０と、燃料加圧部位２０とを備えている。 (First Embodiment)
First, the fuel injection device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the fuel injection device 1 includes a fuel supply portion 10 and a fuel pressurization portion 20.

燃料供給部位１０は、燃料タンク１１に貯留した燃料Ｆを、エンジンにより駆動される低圧ポンプ１２により、第１低圧流路Ｌ１、燃料フィルタ１３、第２低圧流路Ｌ２を経由して、高圧ポンプ２１に供給する部位であり、燃料タンク１１から、高圧ポンプ２１の入口までの部位である。 The fuel supply portion 10 uses the low-pressure pump 12 driven by the engine to pump the fuel F stored in the fuel tank 11 via the first low-pressure flow path L1, the fuel filter 13, and the second low-pressure flow path L2. It is a portion to be supplied to 21, and is a portion from the fuel tank 11 to the inlet of the high-pressure pump 21.

低圧ポンプ１２から高圧ポンプ２１に供給される燃料Ｆの圧力は比較的低く、例えば１ＭＰａ程度である。燃料タンク１１と低圧ポンプ１２の間には、燃料フィルタ１３の交換、ガス欠によるエンスト等で、燃料配管にエアが混入してしまい、燃料吸い上げが困難となった場合に使用するプライミングポンプ１４が設けられている。 The pressure of the fuel F supplied from the low-pressure pump 12 to the high-pressure pump 21 is relatively low, for example, about 1 MPa. Between the fuel tank 11 and the low-pressure pump 12, there is a priming pump 14 that is used when air is mixed into the fuel piping due to replacement of the fuel filter 13 or engine stall due to lack of gas, making it difficult to suck up fuel. It is provided.

燃料フィルタ１３と高圧ポンプ２１の間の第２低圧流路Ｌ２には、高圧ポンプ２１へ流入する燃料Ｆの流量を調整するサクションバルブ１５が設けられている。また、低圧ポンプ１２を通過する燃料Ｆの流量を調整すべく、プライミングポンプ１４と低圧ポンプ１２の間から、燃料Ｆの一部を低圧ポンプ１２を迂回して燃料フィルタ１３に供給する流路１６が設けられている。なお、流路１６には、逆止弁が設けられている。 The second low-pressure flow path L2 between the fuel filter 13 and the high-pressure pump 21 is provided with a suction valve 15 for adjusting the flow rate of the fuel F flowing into the high-pressure pump 21. Further, in order to adjust the flow rate of the fuel F passing through the low pressure pump 12, a flow path 16 for supplying a part of the fuel F from between the priming pump 14 and the low pressure pump 12 to the fuel filter 13 by bypassing the low pressure pump 12. Is provided. A check valve is provided in the flow path 16.

また、高圧ポンプ２１へ供給する燃料Ｆの流量を調整すべく、サクションバルブ１５に流入する直前の燃料Ｆの一部を低圧ポンプ１２の上流側に戻す流路１７が設けられている。なお、流路１７には、逆止弁が設けられている。 Further, in order to adjust the flow rate of the fuel F supplied to the high pressure pump 21, a flow path 17 is provided to return a part of the fuel F immediately before flowing into the suction valve 15 to the upstream side of the low pressure pump 12. A check valve is provided in the flow path 17.

また、第１低圧流路Ｌ１から分岐して、低圧ポンプ１２を通過した燃料Ｆの一部を、逆止弁を経由して低圧ポンプ１２の上流側に戻す流路１８が設けられている。この流路１８は、流路１７と合流している。燃料フィルタ１３には、エア抜き弁を経由してエアとともに排出された燃料Ｆを燃料タンク１１に戻す流路１９が接続されている。 Further, a flow path 18 is provided which branches from the first low pressure flow path L1 and returns a part of the fuel F which has passed through the low pressure pump 12 to the upstream side of the low pressure pump 12 via a check valve. The flow path 18 merges with the flow path 17. A flow path 19 for returning the fuel F discharged together with the air to the fuel tank 11 via the air bleeding valve is connected to the fuel filter 13.

燃料加圧部位２０は、コモンレール式であり、低圧ポンプ１２から供給された燃料Ｆを高圧ポンプ２１で加圧し、燃料Ｆを蓄圧するコモンレール２２を経由して、気筒５０内に設けた燃料噴射弁２３に供給する部位である。燃料噴射弁２３は、各気筒５０にそれぞれ設けられる。 The fuel pressurizing portion 20 is a common rail type, and a fuel injection valve provided in the cylinder 50 via a common rail 22 that pressurizes the fuel F supplied from the low pressure pump 12 by the high pressure pump 21 and accumulates the fuel F. It is a part to be supplied to 23. The fuel injection valve 23 is provided in each cylinder 50.

高圧ポンプ２１で加圧され、コモンレール２２に蓄圧される燃料Ｆの圧力は比較的高く、例えば２００ＭＰａ程度である。コモンレール２２には、コモンレール２２に蓄圧した燃料Ｆの一部を燃料タンク１１に戻す流路２４が設けられている。 The pressure of the fuel F pressurized by the high-pressure pump 21 and accumulated in the common rail 22 is relatively high, for example, about 200 MPa. The common rail 22 is provided with a flow path 24 for returning a part of the fuel F accumulated in the common rail 22 to the fuel tank 11.

流路２４は、燃料噴射弁２３からの噴射に使用されなかった燃料Ｆを燃料タンク１１に戻す流路２５と合流して、燃料タンク１１に接続する流路２６に接続している。流路２６には、下流にて、上述の流路１９も合流している。 The flow path 24 joins the flow path 25 for returning the fuel F, which has not been used for injection from the fuel injection valve 23, to the fuel tank 11, and is connected to the flow path 26 connected to the fuel tank 11. The above-mentioned flow path 19 also joins the flow path 26 downstream.

燃料供給部位１０における、燃料フィルタ１３とサクションバルブ１５の間の第２低圧流路Ｌ２には、エンジンの排気管６０に燃料Ｆを噴射する排気管用燃料噴射弁４が設けられている。なお、排気管６０における排気管用燃料噴射弁４よりも下流には、ＤＯＣ、ＤＰＦ、尿素ＳＣＲ、ＬＮＴ等から構成される排ガス後処理装置６１が設けられている。また、第２低圧流路Ｌ２には、排気管用燃料噴射弁４から噴射される燃料Ｆの圧力を検出する圧力センサ３０が設けられている。 The second low-pressure flow path L2 between the fuel filter 13 and the suction valve 15 at the fuel supply portion 10 is provided with an exhaust pipe fuel injection valve 4 for injecting fuel F into the exhaust pipe 60 of the engine. An exhaust gas aftertreatment device 61 composed of DOC, DPF, urea SCR, LNT, etc. is provided downstream of the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe in the exhaust pipe 60. Further, the second low pressure flow path L2 is provided with a pressure sensor 30 for detecting the pressure of the fuel F injected from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe.

燃料噴射装置１は、ＤＰＦ再生時に、燃料噴射弁２３及び排気管用燃料噴射弁４のいずれから燃料Ｆを噴射するかを判断する制御装置４０を備えている。ＤＰＦ再生に際しては、排気管６０内に燃料Ｆを噴射するほうが、燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射するのに比べ、燃料Ｆによるオイル希釈がない等の利点がある。 The fuel injection device 1 includes a control device 40 that determines whether to inject fuel F from the fuel injection valve 23 or the exhaust pipe fuel injection valve 4 at the time of DPF regeneration. In the DPF regeneration, injecting the fuel F into the exhaust pipe 60 has an advantage that the fuel F is not diluted by the fuel F as compared with injecting the fuel F into the cylinder 50 in the expansion stroke of combustion.

一方、エンジン始動直後等、エンジンで駆動される低圧ポンプ１２の吐出圧が低い場合には、排気管用燃料噴射弁４から噴射される燃料Ｆの圧力が、必要な噴射量が確保できる程度に上昇していないことがある。 On the other hand, when the discharge pressure of the low-pressure pump 12 driven by the engine is low, such as immediately after starting the engine, the pressure of the fuel F injected from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe rises to the extent that the required injection amount can be secured. I may not have done it.

このような状態で排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射すると、噴射量が不足して、ＤＰＦ再生に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、制御装置４０は、圧力センサ３０が検出した燃料Ｆの圧力が、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる圧力以上である場合、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させる。 If the fuel F is injected into the exhaust pipe 60 from the exhaust pipe fuel injection valve 4 in such a state, the injection amount may be insufficient and the DPF regeneration may be adversely affected. Therefore, when the pressure of the fuel F detected by the pressure sensor 30 is equal to or higher than the pressure at which the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4, the control device 40 enters the exhaust pipe 60 from the exhaust pipe fuel injection valve 4. Is injected with fuel F.

また、制御装置４０は、圧力センサ３０が検出した燃料Ｆの圧力が、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる圧力に満たない場合、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射させる。 Further, in the control device 40, when the pressure of the fuel F detected by the pressure sensor 30 is less than the pressure at which the required injection amount can be secured from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe, the cylinder is in the expansion stroke of combustion from the fuel injection valve 23. Fuel F is injected into 50.

次に、第１の実施の形態における燃料噴射方法について、図２のフローチャートを参照して説明する。図２に示す制御フローは、エンジンの運転中、所定の制御周期で繰り返される。 Next, the fuel injection method according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control flow shown in FIG. 2 is repeated at a predetermined control cycle during the operation of the engine.

まず、ステップＳ１で、制御装置４０は、圧力センサ３０から燃料Ｆの圧力を受け取る。 First, in step S1, the control device 40 receives the pressure of the fuel F from the pressure sensor 30.

ステップＳ２で、制御装置４０は、燃料Ｆの圧力が第１の閾値以上か否かを判断する。ここで、第１の閾値は、燃料Ｆの圧力が第１の閾値以上であれば、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる値として、予め実験等により決定されたものである。 In step S2, the control device 40 determines whether or not the pressure of the fuel F is equal to or higher than the first threshold value. Here, the first threshold value is determined in advance by experiments or the like as a value that can secure the required injection amount from the exhaust pipe fuel injection valve 4 if the pressure of the fuel F is equal to or higher than the first threshold value. ..

燃料Ｆの圧力が第１の閾値以上である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できると判断し、ステップＳ３で、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the pressure of the fuel F is equal to or higher than the first threshold value, the control device 40 determines that the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4, and in step S3, the exhaust pipe fuel injection valve 4 to the exhaust pipe Fuel F is injected into 60.

燃料Ｆの圧力が第１の閾値以上でない、すなわち、燃料Ｆの圧力が第１の閾値未満である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させたのでは必要な噴射量が確保できないと判断し、ステップＳ４に進む。そして、ステップＳ４で、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the pressure of the fuel F is not equal to or higher than the first threshold value, that is, when the pressure of the fuel F is less than the first threshold value, the control device 40 causes the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe to inject the fuel F into the exhaust pipe 60. It is determined that the required injection amount cannot be secured, and the process proceeds to step S4. Then, in step S4, the fuel F is injected into the cylinder 50 from the fuel injection valve 23 in the expansion stroke of combustion.

以上説明したように、第１の実施の形態では、圧力センサ３０が検出した燃料Ｆの圧力が第１の閾値以上の場合、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射する。一方、圧力センサ３０が検出した燃料Ｆの圧力が第１の閾値未満の場合、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射する。したがって、排気管６０内に、安定して燃料Ｆを噴射することができる。 As described above, in the first embodiment, when the pressure of the fuel F detected by the pressure sensor 30 is equal to or higher than the first threshold value, the fuel F is injected from the exhaust pipe fuel injection valve 4 into the exhaust pipe 60. .. On the other hand, when the pressure of the fuel F detected by the pressure sensor 30 is less than the first threshold value, the fuel F is injected from the fuel injection valve 23 into the cylinder 50 in the expansion stroke of combustion. Therefore, the fuel F can be stably injected into the exhaust pipe 60.

（第２の実施の形態）
図３を参照して、第２の実施の形態における燃料噴射装置１０１について説明する。第１の実施の形態における燃料噴射装置１との違いは、排気管６０における排ガス後処理装置６１よりも下流側に排気スロットル６２を設けるとともに、排気管用燃料噴射弁４に近接して排気スロットル６２より上流側の排気管６０内の圧力を検出する排気圧力センサ６３を設けた点である。 (Second Embodiment)
The fuel injection device 101 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the fuel injection device 1 in the first embodiment is that the exhaust throttle 62 is provided on the downstream side of the exhaust gas aftertreatment device 61 in the exhaust pipe 60, and the exhaust throttle 62 is close to the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe. This is a point where an exhaust pressure sensor 63 for detecting the pressure in the exhaust pipe 60 on the upstream side is provided.

排気圧力センサ６３は、制御装置４０と電気的に接続されており、制御装置４０には、排気圧力センサ６３が検出した排気管６０内の圧力が入力される。排気スロットル６２も、制御装置４０と電気的に接続されており、排気スロットル６２は、制御装置４０により開閉が制御される。 The exhaust pressure sensor 63 is electrically connected to the control device 40, and the pressure in the exhaust pipe 60 detected by the exhaust pressure sensor 63 is input to the control device 40. The exhaust throttle 62 is also electrically connected to the control device 40, and the opening and closing of the exhaust throttle 62 is controlled by the control device 40.

排気スロットル６２が閉じると、排気スロットル６２より上流側の排気管６０内の圧力が上昇する。このとき、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量を確保するには、排気スロットル６２が開いている時よりも、より高い圧力が必要となる。 When the exhaust throttle 62 is closed, the pressure in the exhaust pipe 60 on the upstream side of the exhaust throttle 62 rises. At this time, in order to secure the required injection amount from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe, a higher pressure is required than when the exhaust throttle 62 is open.

具体的には、必要な噴射量が確保できる圧力は、図４に示すように、排気管６０内の圧力の上昇とともに上昇する。そこで、第２の実施の形態では、排気管噴射と筒内噴射とを切り替える際の判断に用いる燃料Ｆの圧力の閾値を、排気管６０内の圧力に応じて可変とした。 Specifically, as shown in FIG. 4, the pressure at which the required injection amount can be secured increases as the pressure in the exhaust pipe 60 increases. Therefore, in the second embodiment, the threshold value of the pressure of the fuel F used for determining when switching between the exhaust pipe injection and the in-cylinder injection is made variable according to the pressure in the exhaust pipe 60.

次に、第２の実施の形態における燃料噴射方法について、図５のフローチャートを参照して説明する。図５に示す制御フローは、エンジンの運転中、所定の制御周期で繰り返される。 Next, the fuel injection method according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control flow shown in FIG. 5 is repeated at a predetermined control cycle during the operation of the engine.

まず、ステップＳ１１で、制御装置４０は、圧力センサ３０から燃料Ｆの圧力を受け取るとともに、排気圧力センサ６３から排気管６０内の圧力を受け取る。 First, in step S11, the control device 40 receives the pressure of the fuel F from the pressure sensor 30 and the pressure in the exhaust pipe 60 from the exhaust pressure sensor 63.

続くステップＳ１２−１で、制御装置４０は、予め求めておいた排気管６０内の圧力と必要な噴射量が確保できる燃料Ｆの圧力との関係（図４を参照。）から、排気圧力センサ６３で検出した排気管６０内圧力における燃料Ｆの閾値（以下、「第２の閾値」という。）を決定する。 In the following step S12-1, the control device 40 determines the exhaust pressure sensor from the relationship between the pressure in the exhaust pipe 60 and the pressure of the fuel F that can secure the required injection amount (see FIG. 4). The threshold value of the fuel F (hereinafter, referred to as “second threshold value”) at the pressure inside the exhaust pipe 60 detected in 63 is determined.

ステップＳ１２−１に続くステップＳ１２−２で、制御装置４０は、燃料Ｆの圧力が第２の閾値以上か否かを判断する。 In step S12-2 following step S12-1, the control device 40 determines whether or not the pressure of the fuel F is equal to or higher than the second threshold value.

燃料Ｆの圧力が第２の閾値以上である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できると判断し、ステップＳ１３で、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the pressure of the fuel F is equal to or higher than the second threshold value, the control device 40 determines that the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4, and in step S13, the exhaust pipe fuel injection valve 4 to the exhaust pipe Fuel F is injected into 60.

燃料Ｆの圧力が第２の閾値以上でない、すなわち、燃料Ｆの圧力が第２の閾値未満である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させたのでは必要な噴射量が確保できないと判断し、ステップＳ１４に進む。そして、ステップＳ１４で、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the pressure of the fuel F is not equal to or higher than the second threshold value, that is, the pressure of the fuel F is less than the second threshold value, the control device 40 causes the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe to inject the fuel F into the exhaust pipe 60. It is determined that the required injection amount cannot be secured, and the process proceeds to step S14. Then, in step S14, the fuel F is injected into the cylinder 50 from the fuel injection valve 23 in the expansion stroke of combustion.

以上説明したように、第２の実施の形態では、排気管噴射と筒内噴射とを切り替える際の判断に用いる燃料Ｆの圧力の閾値を、排気管６０内圧力に応じて可変とした。したがって、排気スロットル６２が閉じられることにより、排気管６０内圧力が上昇した場合でも、排気管６０内に、安定して燃料Ｆを噴射することができる。 As described above, in the second embodiment, the threshold value of the pressure of the fuel F used for determining when switching between the exhaust pipe injection and the in-cylinder injection is made variable according to the pressure inside the exhaust pipe 60. Therefore, by closing the exhaust throttle 62, the fuel F can be stably injected into the exhaust pipe 60 even when the pressure inside the exhaust pipe 60 rises.

なお、第２の実施の形態では、排気管６０内の圧力と、必要な噴射量が確保できる燃料Ｆの圧力との関係をグラフ化しているが、これに限定されない。例えば、排気管６０内の圧力と、必要な噴射量が確保できる燃料Ｆの圧力との関係を、マップ化又は数式化しておくようにしてもよい。 In the second embodiment, the relationship between the pressure in the exhaust pipe 60 and the pressure of the fuel F in which the required injection amount can be secured is graphed, but the relationship is not limited to this. For example, the relationship between the pressure in the exhaust pipe 60 and the pressure of the fuel F that can secure the required injection amount may be mapped or mathematically expressed.

（第３の実施の形態）
図６を参照して、第３の実施の形態における燃料噴射装置２０１について説明する。第１の実施の形態における燃料噴射装置１との違いは、排気管噴射と筒内噴射とを切り替える際の判断に用いるパラメータとして、圧力センサ３０で検出した燃料Ｆの圧力を用いるのに代えて、エンジン回転数センサ７０で検出したエンジン回転数を用いるようにした点である。 (Third Embodiment)
The fuel injection device 201 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the fuel injection device 1 in the first embodiment is that instead of using the pressure of the fuel F detected by the pressure sensor 30 as a parameter used for determining when switching between the exhaust pipe injection and the in-cylinder injection. The point is that the engine speed detected by the engine speed sensor 70 is used.

エンジン回転数センサ７０は、制御装置４０と電気的に接続されており、制御装置４０には、エンジン回転数センサ７０が検出したエンジン回転数が入力される。上述のとおり、低圧ポンプ１２は、エンジンで駆動されるものであるため、エンジン回転数と、低圧ポンプ１２の吐出圧との間には図７に示す相関関係がある。 The engine speed sensor 70 is electrically connected to the control device 40, and the engine speed detected by the engine speed sensor 70 is input to the control device 40. As described above, since the low-pressure pump 12 is driven by the engine, there is a correlation shown in FIG. 7 between the engine speed and the discharge pressure of the low-pressure pump 12.

そこで、第３の実施の形態では、エンジン回転数センサ７０が検出したエンジン回転数が、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる圧力に相当するエンジン回転数以上である場合、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させるようにした。 Therefore, in the third embodiment, when the engine rotation speed detected by the engine rotation speed sensor 70 is equal to or higher than the engine rotation speed corresponding to the pressure that can secure the required injection amount from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe, the exhaust gas is exhausted. Fuel F is injected into the exhaust pipe 60 from the pipe fuel injection valve 4.

次に、第３の実施の形態における燃料噴射方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。図８に示す制御フローは、エンジンの運転中、所定の制御周期で繰り返される。 Next, the fuel injection method according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control flow shown in FIG. 8 is repeated at a predetermined control cycle during the operation of the engine.

まず、ステップＳ２１で、制御装置４０は、エンジン回転数センサ７０からエンジン回転数を受け取る。 First, in step S21, the control device 40 receives the engine speed from the engine speed sensor 70.

ステップＳ２２で、制御装置４０は、エンジン回転数が閾値（以下、「第３の閾値」という。）以上か否かを判断する。ここで、第３の閾値は、予め求めておいたエンジン回転数と燃料Ｆの圧力の関係から、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる圧力に相当する値として決定されたものである。 In step S22, the control device 40 determines whether or not the engine speed is equal to or higher than a threshold value (hereinafter, referred to as "third threshold value"). Here, the third threshold value is determined as a value corresponding to the pressure at which the required injection amount can be secured from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe from the relationship between the engine speed and the pressure of the fuel F obtained in advance. Is.

エンジン回転数が第３の閾値以上である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できると判断し、ステップＳ２３で、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the engine speed is equal to or higher than the third threshold value, the control device 40 determines that the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4, and in step S23, the exhaust pipe fuel injection valve 4 to the exhaust pipe 60. Fuel F is injected inside.

エンジン回転数が第３の閾値以上でない、すなわち、燃料Ｆの圧力が閾値未満である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させたのでは必要な噴射量が確保できないと判断し、ステップＳ２４に進む。そして、ステップＳ２４で、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the engine speed is not equal to or higher than the third threshold value, that is, when the pressure of the fuel F is less than the threshold value, it is necessary for the control device 40 to inject the fuel F into the exhaust pipe 60 from the exhaust pipe fuel injection valve 4. It is determined that a large injection amount cannot be secured, and the process proceeds to step S24. Then, in step S24, the fuel F is injected from the fuel injection valve 23 into the cylinder 50 in the expansion stroke of combustion.

以上説明したように、第３の実施の形態では、エンジン回転数センサ７０が検出したエンジン回転数が第３の閾値以上の場合、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射する。一方、エンジン回転数センサ７０が検出したエンジン回転数が第３の閾値未満の場合、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射する。したがって、安価な回転数センサを利用して、排気管６０内に、安定して燃料Ｆを噴射することができる。 As described above, in the third embodiment, when the engine speed detected by the engine speed sensor 70 is equal to or higher than the third threshold value, the fuel F is injected from the exhaust pipe fuel injection valve 4 into the exhaust pipe 60. To do. On the other hand, when the engine speed detected by the engine speed sensor 70 is less than the third threshold value, the fuel F is injected from the fuel injection valve 23 into the cylinder 50 in the expansion stroke of combustion. Therefore, the fuel F can be stably injected into the exhaust pipe 60 by using an inexpensive rotation speed sensor.

（第４の実施の形態）
図９を参照して、第４の実施の形態における燃料噴射装置３０１について説明する。第３の実施の形態における燃料噴射装置２０１との違いは、外気温を検出する温度センサ８０をさらに設けた点である。 (Fourth Embodiment)
The fuel injection device 301 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the fuel injection device 201 in the third embodiment is that a temperature sensor 80 for detecting the outside air temperature is further provided.

第３の実施の形態のように、燃料Ｆの圧力とエンジン回転数との相関関係を利用して、エンジン回転数をパラメータとして排気管噴射と筒内噴射の切り替えを行う場合、燃料Ｆの種類が問題になる場合がある。 When switching between exhaust pipe injection and in-cylinder injection using the engine speed as a parameter by utilizing the correlation between the pressure of the fuel F and the engine speed as in the third embodiment, the type of fuel F May be a problem.

ディーゼルエンジンに用いられる燃料である軽油は、地域、季節によって粘度特性が異なる複数種類のものが用いられる。例えば、冬期に−１５℃になる寒冷地では、冬期の間、温暖な地域に比べ、粘度が低い燃料が用いられる。 Light oil, which is a fuel used in diesel engines, uses a plurality of types having different viscosity characteristics depending on the region and season. For example, in cold regions where the temperature reaches -15 ° C in winter, fuels with lower viscosity are used during winter than in warm regions.

粘度が低い燃料を用いた場合、図１０に示すように、通常の燃料を用いた場合に比べ、エンジンで駆動される低圧ポンプ１２のポンプ部での漏れが増加し、同じエンジン回転数でも燃料Ｆの圧力が低くなる。 When a fuel having a low viscosity is used, as shown in FIG. 10, leakage in the pump portion of the low pressure pump 12 driven by the engine increases as compared with the case where a normal fuel is used, and the fuel is used even at the same engine speed. The pressure of F becomes low.

そこで、第４の実施の形態では、排気管噴射と筒内噴射とを切り替える際の判断に用いるエンジン回転数の閾値を、燃料の種類に応じて可変とした。特に、第４の実施の形態では、外気温を検出することで、燃料の種類を推定する構成とした。 Therefore, in the fourth embodiment, the threshold value of the engine speed used for determining when switching between the exhaust pipe injection and the in-cylinder injection is made variable according to the type of fuel. In particular, in the fourth embodiment, the type of fuel is estimated by detecting the outside air temperature.

次に、第４の実施の形態における燃料噴射方法について、図１１のフローチャートを参照して説明する。図１１に示す制御フローは、エンジンの運転中、所定の制御周期で繰り返される。 Next, the fuel injection method according to the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control flow shown in FIG. 11 is repeated at a predetermined control cycle during the operation of the engine.

まず、ステップＳ４１で、制御装置４０は、エンジン回転数センサ７０からエンジン回転数を受け取るとともに、温度センサ８０から外気温を受け取る。 First, in step S41, the control device 40 receives the engine speed from the engine speed sensor 70 and the outside air temperature from the temperature sensor 80.

ステップＳ４２で、制御装置４０は、外気温が閾値（以下、「第４の閾値」という。）以上か否かを判断する。ここで、第４の閾値は、燃料タンク１１に貯留されている燃料Ｆが通常の燃料、寒冷地用の粘度の低い燃料のいずれであるかを判断するために予め設定された値である。 In step S42, the control device 40 determines whether or not the outside air temperature is equal to or higher than a threshold value (hereinafter, referred to as “fourth threshold value”). Here, the fourth threshold value is a preset value for determining whether the fuel F stored in the fuel tank 11 is a normal fuel or a fuel having a low viscosity for cold regions.

外気温が第４の閾値以上である場合、制御装置４０は、燃料タンク１１に貯留されている燃料Ｆが通常の燃料であると判断し、ステップＳ４３で、エンジン回転数が閾値（以下、「第５の閾値」という。）以上か否かを判断する。 When the outside air temperature is equal to or higher than the fourth threshold value, the control device 40 determines that the fuel F stored in the fuel tank 11 is a normal fuel, and in step S43, the engine speed is set to the threshold value (hereinafter, "" It is called "fifth threshold".) It is determined whether or not it is equal to or higher than that.

ここで、第５の閾値は、予め求めておいた通常の燃料におけるエンジン回転数と燃料Ｆの圧力の関係から、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる圧力に相当する値として決定されたものである。 Here, the fifth threshold value is set as a value corresponding to the pressure at which the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4 from the relationship between the engine speed and the pressure of the fuel F in the normal fuel obtained in advance. It has been decided.

エンジン回転数が第５の閾値以上である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できると判断し、ステップＳ４４で、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the engine speed is equal to or higher than the fifth threshold value, the control device 40 determines that the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4, and in step S44, the exhaust pipe fuel injection valve 4 to the exhaust pipe 60. Fuel F is injected inside.

エンジン回転数が第５の閾値以上でない、すなわち、燃料Ｆの圧力が第５の閾値未満である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させたのでは必要な噴射量が確保できないと判断し、ステップＳ４５に進む。そして、ステップＳ４５で、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the engine speed is not equal to or higher than the fifth threshold value, that is, when the pressure of the fuel F is less than the fifth threshold value, the control device 40 injects the fuel F into the exhaust pipe 60 from the exhaust pipe fuel injection valve 4. It is determined that the required injection amount cannot be secured, and the process proceeds to step S45. Then, in step S45, the fuel F is injected from the fuel injection valve 23 into the cylinder 50 in the expansion stroke of combustion.

ステップＳ４２で、外気温が第４の閾値以上でない、すなわち、第４の閾値未満である場合、制御装置４０は、燃料タンク１１に貯留されている燃料Ｆが寒冷地用の粘度の低い燃料であると判断し、ステップＳ４６に進む。そして、ステップＳ４６で、エンジン回転数が閾値（以下、「第６の閾値」という。）以上か否かを判断する。 In step S42, when the outside air temperature is not equal to or higher than the fourth threshold value, that is, less than or equal to the fourth threshold value, the control device 40 uses the fuel F stored in the fuel tank 11 as a low-viscosity fuel for cold regions. It is determined that there is, and the process proceeds to step S46. Then, in step S46, it is determined whether or not the engine speed is equal to or higher than the threshold value (hereinafter, referred to as "sixth threshold value").

ここで、第６の閾値は、予め求めておいた寒冷地用の粘度の低い燃料におけるエンジン回転数と燃料Ｆの圧力の関係から、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できる圧力に相当する値として決定されたものである。 Here, the sixth threshold value is the pressure at which the required injection amount can be secured from the fuel injection valve 4 for the exhaust pipe from the relationship between the engine speed and the pressure of the fuel F in the fuel having a low viscosity for cold regions, which has been obtained in advance. It is determined as a value corresponding to.

エンジン回転数が第６の閾値以上である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から必要な噴射量が確保できると判断し、ステップＳ４７で、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the engine speed is equal to or higher than the sixth threshold value, the control device 40 determines that the required injection amount can be secured from the exhaust pipe fuel injection valve 4, and in step S47, the exhaust pipe fuel injection valve 4 to the exhaust pipe 60. Fuel F is injected inside.

エンジン回転数が第６の閾値以上でない、すなわち、燃料Ｆの圧力が第６の閾値未満である場合、制御装置４０は、排気管用燃料噴射弁４から排気管６０内に燃料Ｆを噴射させたのでは必要な噴射量が確保できないと判断し、ステップＳ４８に進む。そして、ステップＳ４８で、燃料噴射弁２３から燃焼の膨脹行程で気筒５０内に燃料Ｆを噴射させる。 When the engine speed is not equal to or higher than the sixth threshold value, that is, when the pressure of the fuel F is less than the sixth threshold value, the control device 40 injects the fuel F into the exhaust pipe 60 from the exhaust pipe fuel injection valve 4. It is determined that the required injection amount cannot be secured, and the process proceeds to step S48. Then, in step S48, the fuel F is injected into the cylinder 50 from the fuel injection valve 23 in the expansion stroke of combustion.

以上説明したように、第４の実施の形態では、排気管噴射と筒内噴射とを切り替える際の判断に用いるエンジン回転数の閾値を、外気温に応じて可変とした。したがって、燃料の種類が変更された場合でも、排気管６０内に、安定して燃料Ｆを噴射することができる。 As described above, in the fourth embodiment, the threshold value of the engine speed used for determining when switching between the exhaust pipe injection and the in-cylinder injection is made variable according to the outside air temperature. Therefore, even if the type of fuel is changed, the fuel F can be stably injected into the exhaust pipe 60.

第４の実施の形態では、燃料の種類を外気温から推定する態様としたが、これに限定されない。例えば、燃料の種類を入力可能な入力部を設け、該入力部から手動又は自動で燃料の種類を入力し、制御装置４０が、入力された燃料の種類に応じて、エンジン回転数の閾値を変更するようにしてもよい。 In the fourth embodiment, the type of fuel is estimated from the outside air temperature, but the present invention is not limited to this. For example, an input unit capable of inputting a fuel type is provided, the fuel type is manually or automatically input from the input unit, and the control device 40 sets a threshold value of the engine speed according to the input fuel type. You may change it.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. is there.

上記の各実施の形態では、ＤＰＦ再生時に燃料を噴射する態様について説明したが、これに限定されない。例えば、ＬＮＴ等の触媒に対して燃料を噴射する場合にも、各実施の形態の燃料噴射方法及び燃料噴射装置を用いることができる。 In each of the above embodiments, the mode of injecting fuel during DPF regeneration has been described, but the present invention is not limited to this. For example, when fuel is injected into a catalyst such as LNT, the fuel injection method and fuel injection device of each embodiment can be used.

本発明に係る燃料噴射方法及び燃料噴射装置は、ＤＰＦ再生時の排気管への燃料噴射に好適に用いられる。 The fuel injection method and fuel injection device according to the present invention are suitably used for fuel injection to the exhaust pipe during DPF regeneration.

１、１０１、２０１、３０１ 燃料噴射装置
４ 排気管用燃料噴射弁
１０ 燃料供給部位
１１ 燃料タンク
１２ 低圧ポンプ
１３ 燃料フィルタ
１４ プライミングポンプ
１５ サクションバルブ
１６、１７、１８、１９、２４、２５、２６ 流路
Ｌ１ 第１低圧流路
Ｌ２ 第２低圧流路
Ｆ 燃料
２０ 燃料加圧部位
２１ 高圧ポンプ
２２ コモンレール
２３ 燃料噴射弁
３０ 圧力センサ
４０ 制御装置
５０ 気筒
６０ 排気管
６１ 排ガス後処理装置
６２ 排気スロットル
６３ 排気圧力センサ
７０ エンジン回転数センサ
８０ 温度センサ 1, 101, 201, 301 Fuel injection device 4 Fuel injection valve for exhaust pipe 10 Fuel supply part 11 Fuel tank 12 Low pressure pump 13 Fuel filter 14 Priming pump 15 Suction valve 16, 17, 18, 19, 24, 25, 26 Flow path L1 1st low pressure flow path L2 2nd low pressure flow path F Fuel 20 Fuel pressurization part 21 High pressure pump 22 Common rail 23 Fuel injection valve 30 Pressure sensor 40 Control device 50 Cylinder 60 Exhaust pipe 61 Exhaust gas aftertreatment device 62 Exhaust throttle 63 Exhaust pressure Sensor 70 Engine speed sensor 80 Temperature sensor

Claims (2)

燃料タンクの燃料をエンジンで駆動される低圧ポンプにより高圧ポンプに供給する低圧燃料供給経路上に設けられ、前記低圧ポンプから供給された低圧燃料を排気管内に噴射する排気管噴射部と、
前記高圧ポンプから供給された高圧燃料をエンジン筒内に噴射する筒内噴射部と、を備える燃料噴射装置における燃料噴射方法であって、
前記低圧燃料の圧力に関連するパラメータが閾値以上の場合、排気管噴射を行うように前記排気管噴射部を制御する一方、前記パラメータが閾値未満の場合、筒内噴射を行うように前記筒内噴射部を制御し、
前記パラメータは、前記エンジンの回転数であり、
前記閾値は、外気温または燃料の種類に応じて設定される値である、
燃料噴射方法。 An exhaust pipe injection section provided on a low-pressure fuel supply path for supplying fuel in a fuel tank to a high-pressure pump by a low-pressure pump driven by an engine, and injecting low-pressure fuel supplied from the low-pressure pump into an exhaust pipe.
A fuel injection method in a fuel injection device including an in-cylinder injection unit that injects high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump into the engine cylinder.
When the parameter related to the pressure of the low-pressure fuel is equal to or higher than the threshold value, the exhaust pipe injection section is controlled so as to inject the exhaust pipe, while when the parameter is less than the threshold value, the in-cylinder injection is performed. Control the injection part ,
The parameter is the number of revolutions of the engine.
The threshold value is a value set according to the outside air temperature or the type of fuel.
Fuel injection method. 燃料タンクの燃料をエンジンで駆動される低圧ポンプにより高圧ポンプに供給する低圧燃料供給経路上に設けられ、前記低圧ポンプから供給された低圧燃料を排気管内に噴射する排気管噴射部と、
前記高圧ポンプから供給された高圧燃料をエンジン筒内に噴射する筒内噴射部と、
前記低圧燃料の圧力に関連するパラメータが閾値以上の場合、排気管噴射を行うように前記排気管噴射部を制御する一方、前記パラメータが閾値未満の場合、筒内噴射を行うように前記筒内噴射部を制御する制御部と、
を備え、
前記パラメータは、前記エンジンの回転数であり、
前記閾値は、外気温または燃料の種類に応じて設定される値である、
燃料噴射装置。 An exhaust pipe injection section provided on a low-pressure fuel supply path for supplying fuel in a fuel tank to a high-pressure pump by a low-pressure pump driven by an engine, and injecting low-pressure fuel supplied from the low-pressure pump into an exhaust pipe.
An in-cylinder injection unit that injects high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump into the engine cylinder,
When the parameter related to the pressure of the low-pressure fuel is equal to or higher than the threshold value, the exhaust pipe injection section is controlled so as to inject the exhaust pipe, while when the parameter is less than the threshold value, the in-cylinder injection is performed. A control unit that controls the injection unit and
Bei to give a,
The parameter is the number of revolutions of the engine.
The threshold value is a value set according to the outside air temperature or the type of fuel.
Fuel injection device.
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