JPH10121950A - Exhaust emission control device for cylinder direct injection type internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for cylinder direct injection type internal combustion engine

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JPH10121950A
JPH10121950A JP8270357A JP27035796A JPH10121950A JP H10121950 A JPH10121950 A JP H10121950A JP 8270357 A JP8270357 A JP 8270357A JP 27035796 A JP27035796 A JP 27035796A JP H10121950 A JPH10121950 A JP H10121950A
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JP
Japan
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injection
fuel
cylinder
injected
sub
Prior art date
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Application number
JP8270357A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Kibe
一哉 木部
Shinya Hirota
信也 広田
Tatsuji Mizuno
達司 水野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent fuel from mixing with lubricating oil by injection fuel even at an expansion stroke or an exhaust stroke while injecting fuel from fuel injection means at an intake stroke or a compression stroke, and controlling an injection range of a second injection fuel for prevent fuel from arriving to a wall surface in a cylinder. SOLUTION: In the case where an injector 1 is driving-controlled, a timing signal for showing a start timing of fuel injection (main injection) is outputted from an injection timing means 29. A start timing of the main injection is set to, for example, near a top dead center of compression. A timing signal for showing a start timing of fuel injection (auxiliary injection) is outputted from an injection timing means 30. The start timing of auxiliary injection is set at a final period of an expansion stroke or an initial period of an exhaust stroke. A total auxiliary injection rate is decided by an injection control means 32, and then, injection pressure is controlled by an injection range control means 31 when the total auxiliary injection rate is injected. Fuel is thus controlled so as to prevent fuel from arriving to a wall surface of a cylinder 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直接噴射式を
採用するディーゼル機関の排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine employing a direct injection type in a cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ディーゼル機関から排出される排
気ガスに含まれるCO、HC、NOX等の排出濃度が規
制されるようになってきた。特に、ディーゼル機関で
は、空気過剰域にて燃焼が行われるため、燃焼室内に形
成される混合気の平均空燃比はリーン状態となり、三元
触媒によるNOXの浄化が困難である。
2. Description of the Related Art In recent years, the emission concentration of CO, HC, NOX and the like contained in exhaust gas discharged from a diesel engine has been regulated. In particular, in a diesel engine, since combustion is performed in an excess air region, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber is in a lean state, and it is difficult to purify NOX by the three-way catalyst.

【0003】このため、ディーゼル機関では、排気ガス
の空燃比がリーンであるときに排気ガス中のNOXを吸
収する能力をもつリーンNOX触媒を排気系に設けてい
る。但し、リーンNOX触媒のNOX吸収能力には限界が
あるため、リーンNOX触媒のNOX吸収能力が飽和する
前にリーンNOX触媒からNOXを放出させるとともに、
放出されたNOXを浄化する必要がある。
For this reason, in a diesel engine, a lean NOX catalyst having an ability to absorb NOX in exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean is provided in the exhaust system. However, since the NOX absorption capacity of the lean NOX catalyst is limited, NOX is released from the lean NOX catalyst before the NOX absorption capacity of the lean NOX catalyst is saturated.
It is necessary to purify the released NOX.

【0004】このようなシステムとして、実開平3−6
8516号公報に記載されたディーゼル機関の排気浄化
システムが知られている。このディーゼル機関の排気浄
化システムは、排気系にリーンNOX触媒を備えたディ
ーゼル機関において、排気行程の初期に気筒内へ燃料を
噴射して、排気ガス中の未燃HC濃度を高めている。
As such a system, Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-6
An exhaust gas purification system for a diesel engine described in Japanese Patent No. 8516 is known. In an exhaust purification system for a diesel engine, in a diesel engine having a lean NOx catalyst in an exhaust system, fuel is injected into a cylinder at an early stage of an exhaust stroke to increase the concentration of unburned HC in exhaust gas.

【0005】この場合、リーンNOX触媒にはHC濃度
の高い排気ガスが流れることになり、その結果、リーン
NOX触媒に流れる排気ガス中の酸素濃度が低下してリ
ーンNOX触媒からNOXが放出されるとともに、放出さ
れたNOXが排気ガス中のHCにより還元及び浄化され
る。
[0005] In this case, exhaust gas having a high HC concentration flows through the lean NOX catalyst, and as a result, the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the lean NOX catalyst decreases, and NOX is released from the lean NOX catalyst. At the same time, the released NOX is reduced and purified by HC in the exhaust gas.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の技術では、排気行程で噴射される燃料が筒内の壁面
に付着して、内燃機関の潤滑油に混入する場合がある。
潤滑油に燃料が混入すると、潤滑油の粘性が低下して潤
滑機能が低下する。
However, in the above-mentioned prior art, the fuel injected in the exhaust stroke sometimes adheres to the inner wall of the cylinder and mixes with the lubricating oil of the internal combustion engine.
When fuel is mixed into the lubricating oil, the viscosity of the lubricating oil decreases, and the lubricating function decreases.

【0007】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、燃料が筒内の壁面に付着することを防止し、
燃料が潤滑油に混入することなく、リーンNOX触媒の
NOX浄化を行える筒内直接噴射式内燃機関の排気浄化
装置を提供することを課題とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above problems, and prevents fuel from adhering to a wall surface in a cylinder.
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification apparatus for a direct injection type internal combustion engine that can purify NOx of a lean NOx catalyst without mixing fuel into lubricating oil.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下のような手段を採用した。すなわち、
本発明にかかる筒内直接噴射式内燃機関の排気浄化装置
は、リーンNOX触媒を排気系に備える筒内直接噴射式
内燃機関の排気浄化装置であり、筒内に燃料を噴射する
燃料噴射手段と、吸気行程あるいは圧縮行程で前記燃料
噴射手段から燃料を噴射させる第1の噴射タイミング手
段と、膨張行程あるいは排気行程で前記燃料噴射手段か
ら燃料を噴射させる第2の噴射タイミング手段と、前記
燃料噴射手段を制御して前記第2の噴射タイミング手段
によって噴射させられる燃料の噴射範囲が前記筒内の壁
面へ到達しないようにする噴射範囲制御手段とを備え
る。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is,
An exhaust gas purification device for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention is an exhaust gas purification device for a direct injection type internal combustion engine equipped with a lean NOX catalyst in an exhaust system, and includes a fuel injection unit for injecting fuel into a cylinder. First injection timing means for injecting fuel from the fuel injection means in an intake stroke or a compression stroke, second injection timing means for injecting fuel from the fuel injection means in an expansion stroke or an exhaust stroke, and Injection range control means for controlling the means so that the injection range of the fuel injected by the second injection timing means does not reach the wall surface in the cylinder.

【0009】本発明にかかる筒内直接噴射式内燃機関の
排気浄化装置では、内燃機関が吸気行程あるいは圧縮行
程にあるとき、第1の噴射タイミング手段が燃料噴射手
段から燃料を噴射させる。この燃料噴射は、燃焼を目的
とする燃料噴射であり、これにより噴射された燃料は筒
内で圧縮された空気とともに燃焼する。
In the exhaust purification system for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention, when the internal combustion engine is in an intake stroke or a compression stroke, the first injection timing means injects fuel from the fuel injection means. This fuel injection is a fuel injection for the purpose of combustion, and the injected fuel burns together with the air compressed in the cylinder.

【0010】次に、内燃機関が膨張行程あるいは排気行
程にあるとき、第2の噴射タイミング手段が燃料噴射手
段から燃料を噴射させる。この燃料噴射は、リーンNO
X触媒に吸収されたNOXを放出させるための燃料噴射で
あり、この燃料噴射によって噴射された燃料は、筒内の
既燃ガスとともに排出される。そして、燃料とともに排
出された既燃ガスは、排気ガスとなって排気系のリーン
NOX触媒へ流れる。
Next, when the internal combustion engine is in the expansion stroke or the exhaust stroke, the second injection timing means injects fuel from the fuel injection means. This fuel injection has a lean NO
This is fuel injection for releasing NOX absorbed by the X catalyst, and the fuel injected by this fuel injection is discharged together with the burned gas in the cylinder. Then, the burned gas discharged together with the fuel becomes exhaust gas and flows to the lean NOx catalyst of the exhaust system.

【0011】第2の噴射タイミングで燃料噴射する場
合、噴射範囲制御手段は、燃料噴射手段を制御して、燃
料噴射手段から噴射される燃料の噴射範囲が筒内の壁面
にまで及ばないようにする。
When fuel is injected at the second injection timing, the injection range control means controls the fuel injection means so that the injection range of the fuel injected from the fuel injection means does not reach the inner wall surface of the cylinder. I do.

【0012】燃料噴射範囲の制御は、例えば、第2の噴
射タイミング手段によって一度に噴射すべき所定量の燃
料を、特定量ずつ複数回に分けて噴射させることで、前
記燃料噴射手段の噴射圧力を抑制して噴射範囲を狭くす
るように調整する。
The control of the fuel injection range is performed, for example, by injecting a predetermined amount of fuel to be injected at a time by the second injection timing means into a plurality of injections of a specific amount in a plurality of times. Is adjusted to reduce the injection range.

【0013】この結果、膨張行程あるいは排気行程で前
記燃料噴射手段から燃料を噴射させる際、燃料が筒内の
壁面に付着することがない。さらに、他の例として、燃
料噴射手段が前記筒の軸方向に沿って燃料を噴射する第
1の噴射部と、前記筒内に均一に燃料を噴射する第2の
噴射部とを有するようにし、前記噴射範囲制御手段は、
前記第1の噴射タイミング手段によって燃料が噴射され
るときは前記燃料噴射手段の前記第2の噴射部から燃料
を噴射させ、前記第2の噴射タイミング手段によって燃
料が噴射されるときは前記燃料噴射手段の前記第1の噴
射部から燃料を噴射させることで、燃料が筒内の壁面に
付着しないようにしてもよい。
As a result, when fuel is injected from the fuel injection means in the expansion stroke or the exhaust stroke, the fuel does not adhere to the inner wall surface of the cylinder. Further, as another example, the fuel injection means has a first injection unit for injecting fuel along the axial direction of the cylinder, and a second injection unit for uniformly injecting fuel into the cylinder. , The injection range control means,
When the fuel is injected by the first injection timing means, the fuel is injected from the second injection portion of the fuel injection means. When the fuel is injected by the second injection timing means, the fuel is injected. By injecting the fuel from the first injection unit of the means, the fuel may be prevented from adhering to the wall surface in the cylinder.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明にかかる筒内直接噴射式内
燃機関の排気浄化装置の実施の形態について図面に基づ
いて述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an exhaust gas purification apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明にかかる筒内直接噴射式内
燃機関の排気浄化装置の原理を説明する図である。図1
に示すように、筒内直接噴射式内燃機関の排気浄化装置
は、燃料噴射手段としてのインジェクタ1と、第1の噴
射タイミング手段29と、第2の噴射タイミング手段3
0と、噴射制御手段32と、噴射範囲制御手段31とを
備える。
FIG. 1 is a view for explaining the principle of an exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention. FIG.
As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine includes an injector 1 as a fuel injection unit, a first injection timing unit 29, and a second injection timing unit 3.
0, an injection control means 32, and an injection range control means 31.

【0016】以下、各構成を順次説明する。 〈インジェクタ〉インジェクタ1は、先端に複数の噴孔
100を有するインジェクタボディ101と、このイン
ジェクタボディ101内に移動可能に収容されたニード
ルバルブ102と、ニードルバルブ102を開閉駆動す
る電磁弁103とを備えている。このインジェクタ1
は、インジェクタボディ101の先端がディーゼル機関
のシリンダ2内に位置するように取り付けられ、噴孔1
00からシリンダ2内に直接燃料を噴射するようになっ
ている。
Hereinafter, each component will be sequentially described. <Injector> The injector 1 includes an injector body 101 having a plurality of injection holes 100 at the tip, a needle valve 102 movably housed in the injector body 101, and an electromagnetic valve 103 for opening and closing the needle valve 102. Have. This injector 1
Is mounted so that the tip of the injector body 101 is located in the cylinder 2 of the diesel engine,
From 00, fuel is directly injected into the cylinder 2.

【0017】前記インジェクタボディ101は、噴孔1
00に続いて、基端側へと順次配置した、小孔124・
連通孔104・液溜まり室105・バルブ貫通孔106
・スプリング室107・バルブピストン室108・圧力
制御室109・電磁弁室110を有している。
The injector body 101 has an injection hole 1
00, the small holes 124.
Communication hole 104, liquid storage chamber 105, valve through hole 106
It has a spring chamber 107, a valve piston chamber 108, a pressure control chamber 109, and an electromagnetic valve chamber 110.

【0018】また、インジェクタボディ101は、燃料
取り入れ口111を有し、この燃料取り入れ口111は
電磁弁室110を介して圧力制御室109に接続される
とともに、燃料通路112を介して液溜まり室105に
連通している。
Further, the injector body 101 has a fuel intake port 111 which is connected to a pressure control chamber 109 via an electromagnetic valve chamber 110 and a liquid reservoir chamber via a fuel passage 112. It communicates with 105.

【0019】そして、前記連通孔104は、前記小孔1
24よりも大きな内径を有し、小孔124との境界面を
弁座113としている。前記ニードルバルブ102は、
連通孔104・液溜まり室105・バルブ貫通孔106
・バルブピストン室108にかけて内装され、小孔12
4側の弁座113に接離し、連通孔104内においてそ
の内壁面との間に一定のクリアランスを有するバルブ軸
114と、このバルブ軸114に続き液溜まり室105
及びバルブ貫通孔106内に位置するとともにバルブ貫
通孔106に液密に且つ摺動自在に挿入されるバルブ主
部115と、バルブ主部115に連接されスプリング室
107内に摺動自在に嵌入されたバネ座116と、バネ
座116に連結しバルブピストン室108まで延出した
連結軸117と、連結軸117に連結しバルブピストン
室108内に液密に且つ摺動自在に内装されたピストン
118とを備える。
The communication hole 104 is provided in the small hole 1.
The valve seat 113 has an inner diameter larger than 24 and a boundary surface with the small hole 124. The needle valve 102
Communication hole 104, liquid storage chamber 105, valve through hole 106
-The interior is extended over the valve piston chamber 108, and the small holes 12
A valve shaft 114 which comes into contact with and separates from the valve seat 113 on the fourth side and has a fixed clearance between itself and the inner wall surface in the communication hole 104;
A valve main portion 115 which is located in the valve through hole 106 and is slidably inserted into the valve through hole 106 in a liquid-tight manner, and is slidably fitted into the spring chamber 107 connected to the valve main portion 115. A spring seat 116, a connection shaft 117 connected to the spring seat 116 and extending to the valve piston chamber 108, a piston 118 connected to the connection shaft 117 and housed in the valve piston chamber 108 in a liquid-tight and slidable manner. And

【0020】そして、スプリング室107内にバネ座1
16に当接してニードルバルブ102を先端方向へと付
勢するコイルスプリング119が内装されている。この
コイルスプリング119の付勢力により通常バルブ軸1
14の先端部123は弁座113に着座した状態とな
る。
Then, the spring seat 1 is placed in the spring chamber 107.
A coil spring 119 that abuts the needle valve 16 and biases the needle valve 102 toward the distal end is provided. The urging force of the coil spring 119 causes the normal valve shaft 1
14 is in a state of being seated on the valve seat 113.

【0021】次に、前記電磁弁室110に電磁弁103
が内装され、この電磁弁103は、軸方向に沿って進退
自在のロッド120と、このロッド120先端に接続さ
れ圧力制御室109内に位置する弁体121とを備え
る。
Next, the solenoid valve 103 is installed in the solenoid valve chamber 110.
The solenoid valve 103 includes a rod 120 that can move forward and backward along the axial direction, and a valve body 121 that is connected to the tip of the rod 120 and is located in the pressure control chamber 109.

【0022】前記弁体121は、圧力制御室109と電
磁弁室110との間に形成された弁座122と離座ある
いは着座する。ここで、電磁弁103に、噴射範囲制御
手段31から駆動電力が印加されないとき、電磁弁10
3に内蔵された図示しないスプリングによってロッド1
20が進出される。これにより、弁体121が弁座12
2から離座し、圧力制御室109に燃料供給圧が印加さ
れる。
The valve body 121 is separated from or seated on a valve seat 122 formed between the pressure control chamber 109 and the electromagnetic valve chamber 110. Here, when drive power is not applied from the injection range control means 31 to the solenoid valve 103, the solenoid valve 10
Rod 1 by a spring (not shown) built in
20 is advanced. As a result, the valve body 121 is
2 and the fuel supply pressure is applied to the pressure control chamber 109.

【0023】電磁弁103は、噴射範囲制御手段31か
らの駆動電力が印加されると、ロッド120を退行さ
せ、これにより、弁体121を弁座122に着座させ、
圧力制御室109への燃料供給圧を遮断する。
When the driving power from the injection range control means 31 is applied, the solenoid valve 103 causes the rod 120 to retreat, whereby the valve body 121 is seated on the valve seat 122,
The fuel supply pressure to the pressure control chamber 109 is shut off.

【0024】ここで、ディーゼル機関が停止状態にある
場合、インジェクタ1の燃料取り入れ口111に燃料が
供給されないので、ニードルバルブ102は、コイルス
プリング119の付勢力でバルブ軸114の先端部12
3を弁座113に着座させて小孔124(噴孔100)
を閉じる。
Here, when the diesel engine is in a stopped state, no fuel is supplied to the fuel intake port 111 of the injector 1, so that the needle valve 102 is driven by the urging force of the coil spring 119 so that the distal end 12
3 is seated on the valve seat 113 and the small hole 124 (injection hole 100)
Close.

【0025】ディーゼル機関が運転状態にあると燃料が
インジェクタ1へ供給されるが、このとき、インジェク
タ1が燃料噴射時期になければ噴射範囲制御手段31か
ら電磁弁103に駆動電力が印加されない。
When the diesel engine is in operation, fuel is supplied to the injector 1. At this time, if the injector 1 is not at the fuel injection timing, no drive power is applied from the injection range control means 31 to the solenoid valve 103.

【0026】この場合、電磁弁103が図示しないスプ
リングでロッド120を進出させ、弁体121を弁座1
22から離座させるので、圧力制御室109と電磁弁室
110とが連通し、燃料取り入れ口111に印加された
燃料供給圧が電磁弁室110を経て圧力制御室109に
印加される。そして、圧力制御室109に印加された燃
料供給圧が、ニードルバルブ102のピストン118を
押すことになる。
In this case, the solenoid valve 103 advances the rod 120 by a spring (not shown), and the valve body 121 is moved to the valve seat 1.
Since the pressure control chamber 109 and the electromagnetic valve chamber 110 communicate with each other, the fuel supply pressure applied to the fuel inlet 111 is applied to the pressure control chamber 109 via the electromagnetic valve chamber 110. Then, the fuel supply pressure applied to the pressure control chamber 109 pushes the piston 118 of the needle valve 102.

【0027】また、燃料取り入れ口111に印加された
燃料は、さらに燃料通路112を通って液溜まり室10
5に印加される。ここで、圧力制御室109内に印加さ
れた燃料供給圧がピストン118に加える力と、コイル
スプリング119がバネ座116を付勢する力との合力
は、液溜まり室105に印加された燃料供給圧がニード
ルバルブ102のバルブ主部115に加える力以上に設
定されており、この結果、ニードルバルブ102の先端
部123は小孔124(噴孔100)を閉じた状態とな
る。
Further, the fuel applied to the fuel inlet 111 further passes through the fuel passage 112 and the liquid accumulating chamber 10.
5 is applied. Here, the combined force of the force applied to the piston 118 by the fuel supply pressure applied to the pressure control chamber 109 and the force for urging the spring seat 116 by the coil spring 119 is determined by the fuel supply pressure applied to the liquid storage chamber 105. The pressure is set to be equal to or greater than the force applied to the valve main portion 115 of the needle valve 102. As a result, the distal end portion 123 of the needle valve 102 closes the small hole 124 (injection hole 100).

【0028】これに対し、インジェクタ1が燃料噴射時
期にある場合は、噴射範囲制御手段31から電磁弁10
3へ駆動電力が印加され、これにより、電磁弁103が
ロッド120を退行させ、弁体121を弁座122に着
座させる。
On the other hand, when the injector 1 is at the fuel injection timing, the injection range control means 31
The driving power is applied to the valve 3, whereby the solenoid valve 103 retreats the rod 120, and the valve body 121 is seated on the valve seat 122.

【0029】このとき、圧力制御室109に対する燃料
供給圧の印加が遮断されるとともに、ロッド120の退
行分だけ圧力制御室109の容積が増加するので、圧力
制御室109内の圧力は、容積の増加にともなって低下
する。
At this time, the application of the fuel supply pressure to the pressure control chamber 109 is cut off, and the volume of the pressure control chamber 109 increases by the retreat of the rod 120. It decreases with increase.

【0030】ここで、ニードルバルブ102のピストン
118に加わる力とコイルスプリング119がバネ座1
16を付勢する力との合力は、液溜まり室105に印加
された燃料供給圧がバルブ主部115に加える力よりも
小さく設定されているので、コイルスプリング119に
抗してニードルバルブ102が退行する。
Here, the force applied to the piston 118 of the needle valve 102 and the coil spring 119 correspond to the spring seat 1.
Since the resultant force with the force for urging the valve 16 is set smaller than the force applied to the valve main portion 115 by the fuel supply pressure applied to the liquid storage chamber 105, the needle valve 102 is opposed to the coil spring 119. Regress.

【0031】この結果、ニードルバルブ102の先端部
123が弁座113から離れることになり、これによ
り、連通孔104と小孔124が連通し、連通孔104
の燃料が小孔124に印加される。そして、小孔124
に印加された燃料は、噴孔100からシリンダ2内へ噴
射される。
As a result, the distal end 123 of the needle valve 102 is separated from the valve seat 113, whereby the communication hole 104 and the small hole 124 communicate with each other, and the communication hole 104
Is applied to the small hole 124. And the small hole 124
Is injected from the injection hole 100 into the cylinder 2.

【0032】以上説明したインジェクタ1の駆動制御を
行うのが、第1の噴射タイミング手段29、第2の噴射
タイミング手段30、噴射制御手段32、及び、噴射範
囲制御手段31であり、以下順次説明する。
The driving control of the injector 1 described above is performed by the first injection timing means 29, the second injection timing means 30, the injection control means 32, and the injection range control means 31. I do.

【0033】〈第1の噴射タイミング手段〉第1の噴射
タイミング手段29は、燃焼を目的とする燃料噴射(以
下、主噴射と記す)の開始時期を示すタイミング信号を
出力する。
<First Injection Timing Means> The first injection timing means 29 outputs a timing signal indicating the start timing of fuel injection for combustion (hereinafter, referred to as main injection).

【0034】主噴射の開始時期は、ディーゼル機関のク
ランクシャフトの位置によって決定され、例えば、圧縮
上死点の近傍である。 〈第2の噴射タイミング手段〉第2の噴射タイミング手
段30は、一定周期毎に起動される。起動された第2の
噴射タイミング手段30は、クランクシャフトの位置に
基づいて、ディーゼル機関の排気系に取り付けられたリ
ーンNOX触媒の浄化を目的とする燃料噴射(以下、副
噴射と記す)の開始時期を示すタイミング信号を出力す
る。
The start timing of the main injection is determined by the position of the crankshaft of the diesel engine, and is, for example, near the compression top dead center. <Second Injection Timing Means> The second injection timing means 30 is activated at regular intervals. The activated second injection timing means 30 starts fuel injection (hereinafter, referred to as sub-injection) for purifying a lean NOx catalyst attached to the exhaust system of the diesel engine based on the position of the crankshaft. A timing signal indicating a time is output.

【0035】前記一定周期は、NOX放出後のリーンN
OX触媒が飽和するまでにかかる時間より短い期間であ
る。ところで、副噴射の開始時期はディーゼル機関のク
ランクシャフトの位置によって決定されるが、リーンN
OX触媒に吸収されたNOXと燃料(HC)との反応性が
乏しいときに副噴射を行ってもリーンNOX触媒に吸収
されたNOXの放出及び還元が十分に行われない。そこ
で、NOXと燃料(HC)との反応性が高い時、すなわ
ち、シリンダ2内の既燃ガスの温度が高い時に副噴射を
行うことが条件になる。高温の既燃ガス中に燃料を噴射
すると、燃料(HC)が小さな分子に分解するとともに
一部の燃料(HC)がラジカルとなるため、燃料が活性
化されてNOXに対する強い反応性を示すからである。
The above-mentioned fixed period is determined by the lean N after the release of NOx.
This is a period shorter than the time required for the OX catalyst to be saturated. Incidentally, the start timing of the sub-injection is determined by the position of the crankshaft of the diesel engine.
Even when the sub-injection is performed when the reactivity between the NOx absorbed by the OX catalyst and the fuel (HC) is poor, the release and reduction of the NOX absorbed by the lean NOX catalyst are not sufficiently performed. Therefore, when the reactivity between NOx and fuel (HC) is high, that is, when the temperature of the burned gas in the cylinder 2 is high, the sub-injection must be performed. When fuel is injected into high-temperature burned gas, the fuel (HC) is broken down into small molecules and some of the fuel (HC) becomes radicals, which activates the fuel and shows strong reactivity to NOx. It is.

【0036】この既燃ガスの温度が高い時とは、主噴射
が完了し、主噴射によって噴射された燃料(混合気)が
燃焼した後の膨張行程であるが、膨張行程の初期、すな
わち、主噴射が完了した直後に副噴射が行われると、燃
料分子が熱分解によって脱水素反応を生じて黒煙(す
す)前駆物質を生成し、さらに黒煙(すす)前駆物質が
凝集・合体して黒煙(すす)を生成してしまう。
The time when the temperature of the burned gas is high is the expansion stroke after the main injection is completed and the fuel (air-fuel mixture) injected by the main injection is burned. When the sub-injection is performed immediately after the main injection is completed, the fuel molecules undergo a dehydrogenation reaction due to thermal decomposition to generate a black smoke (soot) precursor, and the black smoke (soot) precursor aggregates and coalesces. Produces black smoke (soot).

【0037】従って、副噴射の開始時期を示すタイミン
グ信号は、前記条件を満たす、膨張行程の後期あるいは
排気行程の初期、すなわち、膨張行程あるいは排気行程
の下死点近傍で出力されることが好ましい。
Therefore, it is preferable that the timing signal indicating the start timing of the sub-injection is output at the latter stage of the expansion stroke or at the beginning of the exhaust stroke, that is, near the bottom dead center of the expansion stroke or the exhaust stroke, which satisfies the above condition. .

【0038】〈噴射制御手段〉噴射制御手段32は、第
1の噴射タイミング手段29からのタイミング信号と第
2の噴射タイミング手段30からのタイミング信号とに
基づいてインジェクタ1を制御する。まず、主噴射の制
御について説明する。
<Injection control means> The injection control means 32 controls the injector 1 based on the timing signal from the first injection timing means 29 and the timing signal from the second injection timing means 30. First, the control of the main injection will be described.

【0039】噴射制御手段32は、第1の噴射タイミン
グ手段29からのタイミング信号が入力されたときに、
主噴射に必要な燃料量を決定する。主噴射に必要な燃料
量(主噴射量Imain)は、ディーゼル機関の吸入空気量
Qと機関回転数Nと主噴射量Imainとの関係を予め実験
によって求め、吸入空気量Qと機関回転数Nとの関数と
して表しておく。
When the timing signal is input from the first injection timing means 29, the injection control means 32
Determine the amount of fuel required for main injection. The amount of fuel required for the main injection (main injection amount Imain) is determined in advance by experiment on the relationship between the intake air amount Q of the diesel engine, the engine speed N, and the main injection amount Imain, and the intake air amount Q and the engine speed Nmain are obtained. As a function of

【0040】この場合、噴射制御手段32は、第1の噴
射タイミング手段29からのタイミング信号が入力され
た時点の吸入空気量Qと機関回転数Nとを前記関数に代
入することにより、主噴射量Imainを求める。
In this case, the injection control means 32 substitutes the intake air amount Q and the engine speed N at the time when the timing signal is inputted from the first injection timing means 29 into the above function, thereby obtaining the main injection. Determine the quantity Imain.

【0041】そして、噴射制御手段32は、求めた主噴
射量Imainを満たすために要する噴射時間(主噴射時間
tmain)を算出し、算出した主噴射時間tmainの間、イ
ンジェクタ1の電磁弁103に駆動電力を印加する。次
に、副噴射の制御について説明する。
Then, the injection control means 32 calculates the injection time (main injection time tmain) required to satisfy the obtained main injection amount Imain, and supplies the electromagnetic valve 103 of the injector 1 for the calculated main injection time tmain. Apply drive power. Next, the control of the sub injection will be described.

【0042】噴射制御手段32は、第2の噴射タイミン
グ手段30からのタイミング信号が入力されたときに、
副噴射に必要な燃料量(総副噴射量Isub)を決定す
る。総副噴射量Isubは、リーンNOX触媒に流入する排
気ガスの温度(入ガス温度Tin)と、リーンNOX触媒
から流出する排気ガスの温度(出ガス温度Tout)と、
ディーゼル機関の吸入空気量Qと、総副噴射量Isubと
の関係を予め実験によって求め、入ガス温度Tinと出ガ
ス温度Toutと吸入空気量Qとの関数として表してお
く。
When the timing signal is input from the second injection timing means 30, the injection control means 32
The amount of fuel required for sub-injection (total sub-injection amount Isub) is determined. The total sub-injection amount Isub is calculated based on the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NOX catalyst (inlet gas temperature Tin), the temperature of the exhaust gas flowing out of the lean NOX catalyst (outgoing gas temperature Tout),
The relationship between the intake air amount Q of the diesel engine and the total sub-injection amount Isub is obtained by an experiment in advance, and is expressed as a function of the inlet gas temperature Tin, the outlet gas temperature Tout, and the intake air amount Q.

【0043】この場合、噴射制御手段32は、第2の噴
射タイミング手段30からのタイミング信号が入力され
た時点の入ガス温度Tinと出ガス温度Toutと吸入空気
量Qとを前記関数に代入することにより、総副噴射量I
subを求める。
In this case, the injection control means 32 substitutes the input gas temperature Tin, the output gas temperature Tout, and the intake air amount Q at the time when the timing signal is input from the second injection timing means 30 into the function. As a result, the total sub-injection amount I
Find sub.

【0044】〈噴射範囲制御手段〉噴射制御手段32に
より、総副噴射量Isubが決定されると、副噴射の制御
は、噴射範囲制御手段31へと移される。
<Injection Range Control Unit> When the total sub-injection amount Isub is determined by the injection control unit 32, the control of the sub-injection is transferred to the injection range control unit 31.

【0045】噴射範囲制御手段31は、総副噴射量Isu
bをインジェクタ1から噴射させる際、噴射圧力を制御
することで、燃料がシリンダ2の壁面へ到達しないよう
にする。インジェクタ1から噴射された燃料の到達範囲
は、インジェクタ1の噴射圧力に応じて広くなるからで
ある。
The injection range control means 31 calculates the total sub-injection amount Isu
When b is injected from the injector 1, the injection pressure is controlled so that the fuel does not reach the wall surface of the cylinder 2. This is because the reach of the fuel injected from the injector 1 becomes wider in accordance with the injection pressure of the injector 1.

【0046】すなわち、噴射された燃料がシリンダ2の
壁面まで到達するときの噴射圧力Pa(以下、副噴射圧
力Paと記す)を予め実験により求め、この副噴射圧力
Pa未満の噴射圧力で副噴射を行う。本実施の形態で
は、インジェクタ1の特性を利用して噴射圧力(噴射範
囲)を制御する。
That is, the injection pressure Pa (hereinafter, referred to as the sub-injection pressure Pa) when the injected fuel reaches the wall surface of the cylinder 2 is previously determined by an experiment, and the sub-injection pressure is set at an injection pressure less than the sub-injection pressure Pa. I do. In the present embodiment, the injection pressure (injection range) is controlled using the characteristics of the injector 1.

【0047】既に説明したように、インジェクタ1は、
ニードルバルブ102に加わる、圧力制御室109内の
圧力と、コイルスプリング119の付勢力と、液溜まり
室105内の圧力との力関係で動作するので、機械的動
作の遅れから小孔124が開孔し始めてから全開になる
までに多少の時間がかかる。
As already explained, the injector 1
It operates based on the force relationship between the pressure in the pressure control chamber 109, the urging force of the coil spring 119, and the pressure in the liquid pool chamber 105 applied to the needle valve 102, so that the small hole 124 is opened due to mechanical operation delay. It takes some time from the start of drilling to the full opening.

【0048】従って、小孔124が開孔し始めてから全
開になるまでの期間t1では、噴孔100から噴射され
る燃料の噴射圧力は、小孔124の開孔の度合いに応じ
て大きくなる。
Therefore, in a period t1 from the start of the opening of the small holes 124 to the full opening thereof, the injection pressure of the fuel injected from the injection holes 100 increases according to the degree of opening of the small holes 124.

【0049】例えば、噴射時間t3の燃料噴射を行う場
合、通常であれば、噴射時間t3の間、電磁弁103に
駆動電力が供給される。このとき、電磁弁103への駆
動電力の供給開始時点から期間t1(t1<t3)の間
は、インジェクタ1の機械的動作(小孔124の開孔動
作)に費やされるため、インジェクタ1から噴射される
燃料の噴射圧力は、図2の(a)に示すように、小孔1
24の開孔の度合いに応じて上昇する。
For example, when performing the fuel injection for the injection time t3, the driving power is normally supplied to the solenoid valve 103 during the injection time t3. At this time, during the period t1 (t1 <t3) from the start of the supply of the driving power to the solenoid valve 103, the mechanical operation of the injector 1 (the opening operation of the small hole 124) is spent, so the injection from the injector 1 is performed. As shown in FIG. 2 (a), the injection pressure of the fuel
24, depending on the degree of opening.

【0050】電磁弁103への駆動電力の供給開始時点
から期間t1が経過すると、小孔124が全開状態とな
り、燃料の噴射圧力は最大値Pmaxになり、その後最大
値Pmaxを維持する。
When the period t1 has elapsed from the start of the supply of the driving power to the solenoid valve 103, the small hole 124 is fully opened, the fuel injection pressure reaches the maximum value Pmax, and thereafter maintains the maximum value Pmax.

【0051】ここで、噴射開始(電磁弁103への駆動
電力の供給開始時点)から噴射圧力が最大値Pmaxにな
るまでの期間t1に着目すると、この期間t1に噴射圧
力が取りうる値は、0〜Pmaxとなる。
Here, focusing on a period t1 from the start of the injection (at the start of the supply of the driving power to the solenoid valve 103) until the injection pressure reaches the maximum value Pmax, the possible value of the injection pressure during this period t1 is as follows. 0 to Pmax.

【0052】また、最大値Pmaxは、主噴射を想定した
値であり、この最大値Pmaxで噴射された燃料が到達す
る範囲(第1の噴射範囲A)は、図1に示すように、シ
リンダ2の壁面にまで及ぶ。従って、噴射圧力が期間t
1の間に取りうる値(0〜Pmax)には、副噴射圧力Pa
が含まれることになる。
The maximum value Pmax is a value assuming main injection, and the range in which fuel injected at the maximum value Pmax reaches (first injection range A) is, as shown in FIG. It extends to two walls. Therefore, when the injection pressure is in the period t
The value (0 to Pmax) that can be taken between 1 is the sub-injection pressure Pa
Will be included.

【0053】本実施の形態では、噴射開始から噴射圧力
が副噴射圧力Paになるまでに要する時間(基準副噴射
時間tsub=t2)を予め求めておき、噴射範囲制御手
段31によって、この基準副噴射時間t2未満の噴射
(基準副噴射)が行われるようにした。
In the present embodiment, the time required from the start of the injection to the time when the injection pressure reaches the sub-injection pressure Pa (reference sub-injection time tsub = t2) is determined in advance, and the injection range control means 31 uses this reference sub-injection time. The injection (reference sub-injection) shorter than the injection time t2 is performed.

【0054】但し、上記基準副噴射時間t2は極短時間
であるため、この基準副噴射時間t2未満の間にインジ
ェクタ1が噴射する燃料量(基準副噴射量isub)は少
量である。このため、総副噴射量Isubを1回の基準副
噴射で満たすのは困難である。
However, since the reference sub-injection time t2 is extremely short, the fuel amount (reference sub-injection amount isub) injected by the injector 1 during a period shorter than the reference sub-injection time t2 is small. For this reason, it is difficult to satisfy the total sub-injection amount Isub by one reference sub-injection.

【0055】そこで、本実施の形態では、基準副噴射を
複数回繰り返すことにより、総副噴射量Isubを補うよ
うにした。ここで、副噴射の回数を決定する方法につい
て述べる。
Therefore, in the present embodiment, the total sub-injection amount Isub is supplemented by repeating the reference sub-injection a plurality of times. Here, a method of determining the number of sub injections will be described.

【0056】先ず、噴射範囲制御手段31は、基準副噴
射時間t2の間にインジェクタ1が噴射する基準副噴射
量isubを算出する。続いて、噴射範囲制御手段31
は、先に求めた総副噴射量Isubを基準副噴射量isubで
除算して、基準副噴射の回数Ninjと余りの燃料量i’s
ubとを求める。余りの燃料量i’subは、噴射時間t4
に換算される。
First, the injection range control means 31 calculates a reference sub-injection amount isub to be injected by the injector 1 during the reference sub-injection time t2. Subsequently, the injection range control means 31
Is obtained by dividing the previously calculated total sub-injection amount Isub by the reference sub-injection amount isub to obtain the number of reference sub-injections Ninj and the remaining fuel amount
Ask for ub. The surplus fuel amount i'sub is determined by the injection time t4
Is converted to

【0057】そして、噴射範囲制御手段31は、図2の
(b)に示すように、基準副噴射時間t2未満の間、イ
ンジェクタ1の電磁弁103へ駆動電力を供給する動作
をNinj回繰り返し、さらに時間t4の間電磁弁103
へ駆動電力を供給する動作を行う。
Then, as shown in FIG. 2B, the injection range control means 31 repeats the operation of supplying drive power to the solenoid valve 103 of the injector 1 Ninj times during a period shorter than the reference sub-injection time t2, Further, during time t4, the solenoid valve 103
The operation of supplying the driving power to is performed.

【0058】この結果、図1に示すように、副噴射で噴
射された燃料(基準副噴射で噴射された燃料)が到達す
る範囲(第2の噴射範囲B)は、シリンダ2の壁面にま
で及ばないことになる。
As a result, as shown in FIG. 1, the range in which the fuel injected by the sub-injection (the fuel injected by the reference sub-injection) reaches (the second injection range B) extends to the wall surface of the cylinder 2. Would not be as good.

【0059】なお、前記第1の噴射タイミング手段2
9、第2の噴射タイミング手段30、噴射制御手段3
2、及び、噴射範囲制御手段31は、エンジン制御用の
マイクロコンピュータ上に観念的に実現される手段であ
る。よって、観点を変えれば、第1、第2の噴射タイミ
ング手段、あるいは、燃料噴射範囲制御は噴射制御手段
に含まれるとみてもよい。 〈実施例〉以下、上述の原理をディーゼル機関に適用し
た一実施例について図3〜図8に基づいて説明する。
The first injection timing means 2
9, second injection timing means 30, injection control means 3
2. The injection range control means 31 is a means that is conceptually realized on a microcomputer for controlling the engine. Therefore, from a different viewpoint, the first and second injection timing units or the fuel injection range control may be considered to be included in the injection control unit. <Embodiment> An embodiment in which the above-described principle is applied to a diesel engine will be described below with reference to FIGS.

【0060】図3は、上述の原理を適用したディーゼル
機関の構成を示す図である。このディーゼル機関は、4
気筒のディーゼルエンジン本体200を備えている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a diesel engine to which the above principle is applied. This diesel engine is 4
A cylinder diesel engine body 200 is provided.

【0061】ディーゼルエンジン本体200の各シリン
ダには、インジェクタ1が取り付けられる。これらイン
ジェクタ1のそれぞれは、連通路4を介してコモンレー
ル室3と連通しており、このコモンレール室3は、燃料
通路24を介して燃料ポンプ26と連結される。
The injector 1 is attached to each cylinder of the diesel engine main body 200. Each of these injectors 1 communicates with a common rail chamber 3 via a communication passage 4, and the common rail chamber 3 is connected to a fuel pump 26 via a fuel passage 24.

【0062】前記燃料ポンプ26は、燃料タンク25内
の燃料を吸い上げ、吸い上げた燃料を加圧して燃料通路
24に送り、燃料通路24に送られた燃料は、燃料通路
24の途中に設けられたプレッシャーレギュレータ28
によって所定圧に調圧されてコモンレール室3に供給さ
れる。
The fuel pump 26 sucks up the fuel in the fuel tank 25, pressurizes the sucked-up fuel and sends it to the fuel passage 24, and the fuel sent to the fuel passage 24 is provided in the middle of the fuel passage 24. Pressure regulator 28
The pressure is adjusted to a predetermined pressure and supplied to the common rail chamber 3.

【0063】前記コモンレール室3には、コモンレール
室3内に畜圧された燃料の圧力Pcを検出するコモンレ
ール圧センサ5が取り付けられ、このコモンレール圧セ
ンサ5から出力された信号がECU23に入力されるよ
うになっている。
A common rail pressure sensor 5 for detecting the pressure Pc of the fuel stored in the common rail chamber 3 is attached to the common rail chamber 3, and a signal output from the common rail pressure sensor 5 is input to the ECU 23. It has become.

【0064】また、前記ディーゼルエンジン本体200
の各シリンダは、エキゾーストマニホールド(排気多枝
管)6を介してターボチャージャー7のタービンハウジ
ング7aと連結されるとともに、吸気枝管13を介して
サージタンク14と連結される。
The diesel engine body 200
Are connected to the turbine housing 7a of the turbocharger 7 through an exhaust manifold (exhaust manifold branch) 6, and are connected to a surge tank 14 through an intake branch 13.

【0065】前記ターボチャージャー7のタービンハウ
ジング7aは、第1のエキゾーストパイプ8を介してリ
ーンNOX触媒9と連結される。このリーンNOX触媒9
は、例えば、アルミナを担体とし、この担体上にカリウ
ムK、ナトリウムNa、セシウムCs等のアルカリ金
属、バリウムBa、カルシウムCa等のアルカリ土類、
ランタンLa、イットリウムY等の希土類から選ばれた
少なくとも1つと、白金Pt等の貴金属とが担時された
構成である。
The turbine housing 7 a of the turbocharger 7 is connected to a lean NOx catalyst 9 via a first exhaust pipe 8. This lean NOx catalyst 9
Is, for example, alumina as a carrier, potassium K, sodium Na, alkali metal such as cesium Cs, barium Ba, alkaline earth such as calcium Ca on the carrier,
In this configuration, at least one selected from rare earth elements such as lanthanum La and yttrium Y and a noble metal such as platinum Pt are supported.

【0066】ここで、ディーゼルエンジン本体200の
各シリンダ内の燃焼室およびリーンNOX触媒9上流の
第1のエキゾーストパイプ8内に供給された空気と燃料
(炭化水素:HC)との比をリーンNOX触媒9へ流入
する排気ガスの空燃比と称した場合、前記リーンNOX
触媒9は、リーンNOX触媒9に流入する排気ガスの空
燃比がリーンであると排気ガス中のNOXを吸収し、流
入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したNO
Xを放出する作用を有する。
Here, the ratio of the air supplied to the combustion chamber in each cylinder of the diesel engine main body 200 and the first exhaust pipe 8 upstream of the lean NOX catalyst 9 to the fuel (hydrocarbon: HC) is determined as lean NOX. When referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 9, the lean NOX
The catalyst 9 absorbs NOX in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the lean NOX catalyst 9 is lean, and absorbs the NOX when the oxygen concentration in the flowing exhaust gas decreases.
It has the effect of releasing X.

【0067】尚、ディーゼルエンジン本体200とリー
ンNOX触媒9とを連結する排気系において、この排気
系を流れる排気ガスに燃料(HC)あるいは空気を供給
する機構が備えられていなければ、リーンNOX触媒9
に流入する排気ガスの空燃比は、ディーゼルエンジン本
体200の各シリンダ内の燃焼室で形成される混合気の
平均空燃比に一致する。
If the exhaust system connecting the diesel engine body 200 and the lean NOX catalyst 9 is not provided with a mechanism for supplying fuel (HC) or air to the exhaust gas flowing through the exhaust system, the lean NOX catalyst 9
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the cylinder matches the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber in each cylinder of the diesel engine main body 200.

【0068】この場合、リーンNOX触媒9は、前記各
燃焼室内で形成される混合気の平均空燃比がリーンであ
れば排気ガス中のNOXを吸収し、前記各燃焼室内で形
成される混合気中の平均酸素濃度が低下すると吸収した
NOXを放出することになる。
In this case, the lean NOX catalyst 9 absorbs NOX in the exhaust gas if the average air-fuel ratio of the mixture formed in each combustion chamber is lean, and the mixture formed in each combustion chamber. When the average oxygen concentration in the inside decreases, the absorbed NOX is released.

【0069】このように構成されたリーンNOX触媒9
の入口部分にはリーンNOX触媒9に流れ込む排気ガス
の温度(入ガス温度Tin)を検出する入ガス温センサ1
1が取り付けられ、リーンNOX触媒9の出口部分には
リーンNOX触媒9から流出する排気ガスの温度(出ガ
ス温度Tout)を検出する出ガス温センサ12が取り付
けられる。これらセンサ11、12から出力される信号
(Tin、Tout)は、ECU23に入力される。
The lean NOx catalyst 9 constructed as described above
Gas temperature sensor 1 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst 9 (input gas temperature Tin)
An outlet gas temperature sensor 12 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing out of the lean NOX catalyst 9 (outlet temperature Tout) is attached to the outlet of the lean NOX catalyst 9. The signals (Tin, Tout) output from the sensors 11 and 12 are input to the ECU 23.

【0070】前記リーンNOX触媒9の出口側は、第2
のエキゾーストパイプ10を介して図示しないマフラー
と連結され、リーンNOX触媒9から流出した排気ガス
がエキゾーストパイプ10を通って前記マフラへ流れる
ようになっている。
The outlet side of the lean NOX catalyst 9 is connected to the second
The exhaust gas flowing out of the lean NOX catalyst 9 flows through the exhaust pipe 10 to the muffler through an exhaust pipe 10.

【0071】前記ディーゼルエンジン本体200に吸気
枝管13を介して接続されたサージタンク14は、第1
のインテークパイプ15を介してインタークーラ16と
連結されるとともに、排気ガス再循環(EGR)用の還
流通路20を介して前記エキゾーストマニホールド6と
連結される。この還流通路20の途中には、還流通路2
0を開閉するEGRバルブ21が取り付けられる。
The surge tank 14 connected to the diesel engine main body 200 via the intake branch pipe 13 has a first
Is connected to an intercooler 16 via an intake pipe 15 and to the exhaust manifold 6 via a recirculation passage 20 for exhaust gas recirculation (EGR). In the middle of the return passage 20, the return passage 2
An EGR valve 21 that opens and closes 0 is attached.

【0072】前記インタクーラ16は、第2のインテー
クパイプ17を介して、ターボチャージャー7のコンプ
レッサーハウジング7bと連結され、このコンプレッサ
ーハウジング7bは、第3のインテークパイプ18を介
してエアフローメータ(AFM)19と連結される。
The intercooler 16 is connected to a compressor housing 7b of the turbocharger 7 via a second intake pipe 17, and the compressor housing 7b is connected to an air flow meter (AFM) 19 via a third intake pipe 18. Is linked to

【0073】前記エアフローメータ(AFM)19は、
空気取り入れ口27から吸入された空気量を示す電気信
号を出力し、出力された電気信号はECU23に入力さ
れる。
The air flow meter (AFM) 19
An electric signal indicating the amount of air taken in from the air intake 27 is output, and the output electric signal is input to the ECU 23.

【0074】さらに、前記ディーゼルエンジン本体20
0には、図示しないクランクシャフトが一定角度回転す
る毎に電気信号を出力するクランク角センサ22が取り
付けられ、このクランク角センサ22から出力された電
気信号がECU23に入力されるようになっている。
Further, the diesel engine body 20
At 0, a crank angle sensor 22 that outputs an electric signal every time a crankshaft (not shown) rotates by a predetermined angle is attached, and the electric signal output from the crank angle sensor 22 is input to the ECU 23. .

【0075】前記ECU23は、上記のエアフローメー
タ(AFM)19、入ガス温センサ11、出ガス温セン
サ12、コモンレール圧センサ5、及び、クランク角セ
ンサ22からの信号に基づいて前述の第1の噴射タイミ
ング手段、第2の噴射タイミング手段、噴射制御手段、
及び、噴射範囲制御手段を実現する。 (ECU23の内部構成)ECU23は、ディジタルコ
ンピュータからなり、双方向性バス23eによって相互
に接続されたROM(Read Only Memory)23b、RA
M(Ramdom Access Memory)23c、CPU(Central
Processing Unit)23a、出力ポート23d、及び、
入力ポート23kを備える。
Based on signals from the air flow meter (AFM) 19, the incoming gas temperature sensor 11, the outgoing gas temperature sensor 12, the common rail pressure sensor 5, and the crank angle sensor 22, the ECU 23 performs the first Injection timing means, second injection timing means, injection control means,
In addition, an injection range control unit is realized. (Internal Configuration of ECU 23) The ECU 23 is formed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 23b and RA by a bidirectional bus 23e.
M (Ramdom Access Memory) 23c, CPU (Central
Processing Unit) 23a, output port 23d, and
It has an input port 23k.

【0076】さらに、入力ポート23kにはA/Dコン
バータ23fが接続され、出力ポート23dには4つの
駆動回路23g,23h,23i、23jが接続され
る。前記ROM23bは、CPU23aが実行すべきア
プリケーションプログラムと、主噴射用の第1の制御マ
ップと、主噴射用の第2の制御マップと、副噴射用の第
1の制御マップと、副噴射用の第2の制御マップと、副
噴射用の第3の制御マップとを記憶する。
Further, an A / D converter 23f is connected to the input port 23k, and four drive circuits 23g, 23h, 23i and 23j are connected to the output port 23d. The ROM 23b stores an application program to be executed by the CPU 23a, a first control map for main injection, a second control map for main injection, a first control map for sub-injection, and a control map for sub-injection. A second control map and a third control map for sub-injection are stored.

【0077】主噴射用の第1の制御マップは、ディーゼ
ルエンジン本体200の吸入空気量Qと機関回転数Nと
主噴射量Imainとの関係を示すマップであり、吸入空気
量Qと機関回転数Nとが特定されると、主噴射量Imain
が決定されるようになっている。
The first control map for main injection is a map showing the relationship between the intake air amount Q of the diesel engine body 200, the engine speed N, and the main injection amount Imain. When N is specified, the main injection amount Imain
Is to be determined.

【0078】主噴射用の第2の制御マップは、コモンレ
ール圧Pcと主噴射量Imainと主噴射時間tmainとの関
係を示すマップであり、コモンレール圧Pcと主噴射量
Imainとが特定されると、主噴射時間tmainが決定され
るようになっている。
The second control map for the main injection is a map showing the relationship between the common rail pressure Pc, the main injection amount Imain, and the main injection time tmain. When the common rail pressure Pc and the main injection amount Imain are specified. , The main injection time tmain is determined.

【0079】副噴射用の第1の制御マップは、ディーゼ
ルエンジン本体200の吸入空気量Qと、入ガス温度T
inと、出ガス温度Toutと、総副噴射量Isubとの関係を
示すマップであり、吸入空気量Qと入ガス温Tinと出ガ
ス温Toutが特定されると総副噴射量Isubが決定される
ようになっている。
The first control map for sub-injection includes the intake air amount Q of the diesel engine body 200 and the input gas temperature T
FIG. 4 is a map showing a relationship between in, an outgassing temperature Tout, and a total sub-injection amount Isub. When the intake air amount Q, the input gas temperature Tin, and the outgassing temperature Tout are specified, the total sub-injection amount Isub is determined. It has become so.

【0080】副噴射用の第2の制御マップは、コモンレ
ール圧Pcと基準副噴射時間tsubとの関係を示すマッ
プであり、コモンレール圧Pcが特定されると、基準副
噴射時間t2が決定されるようになっている。
The second control map for sub-injection is a map showing the relationship between the common rail pressure Pc and the reference sub-injection time tsub. When the common rail pressure Pc is specified, the reference sub-injection time t2 is determined. It has become.

【0081】副噴射用の第3の制御マップは、コモンレ
ール圧Pcと基準副噴射時間tsubと基準副噴射量isub
との関係を示すマップであり、コモンレール圧Pcと基
準副噴射時間tsubとが決定されると、基準副噴射量is
ubが決定されるようになっている。
The third control map for sub-injection includes a common rail pressure Pc, a reference sub-injection time tsub, and a reference sub-injection amount isub.
Is a map showing the relationship between the reference sub injection amount is and the reference sub injection amount is determined when the common rail pressure Pc and the reference sub injection time tsub are determined.
ub is to be determined.

【0082】前記CPU23aは、ROM23bのアプ
リケーションプログラムに従って動作し、前記ROM2
3bの制御マップを参照して前記インジェクタ1に対す
る制御信号を出力する。
The CPU 23a operates according to the application program in the ROM 23b,
A control signal for the injector 1 is output with reference to the control map 3b.

【0083】前記RAM23cは、エアフローメータ
(AFM)19によって検出された吸入空気量Q、入ガ
ス温センサ11によって検出された入ガス温度Tin、出
ガス温センサ12によって検出された出ガス温度Tou
t、コモンレール圧センサ5によって検出されたコモン
レール圧Pc、クランク角センサ22からのクランク位
置信号、及び、CPU23aの演算結果等を記憶する。
CPU23aの演算結果は、例えば、クランク角センサ
22のクランク位置信号に基づいて算出される機関回転
数Nである。これらRAM23cに記憶されたデータ
は、クランク角センサ22からの電気信号が入力された
時点で更新される。
The RAM 23c stores an intake air amount Q detected by an air flow meter (AFM) 19, an input gas temperature Tin detected by the input gas temperature sensor 11, and an output gas temperature Tou detected by the output gas temperature sensor 12.
t, a common rail pressure Pc detected by the common rail pressure sensor 5, a crank position signal from the crank angle sensor 22, a calculation result of the CPU 23a, and the like.
The calculation result of the CPU 23a is, for example, an engine speed N calculated based on a crank position signal of the crank angle sensor 22. The data stored in the RAM 23c is updated when an electric signal from the crank angle sensor 22 is input.

【0084】前記入力ポート23kは、A/Dコンバー
タ23fを介して、前記エアフローメータ(AFM)1
9、入ガス温センサ11、及び、出ガス温センサ12と
接続される。この場合、エアフローメータ(AFM)1
9、入ガス温センサ11、及び、出ガス温センサ12の
からのアナログ電気信号は、A/Dコンバータ23fに
よってデジタル電気信号に変換されて入力ポート23k
に入力される。
The input port 23k is connected to the air flow meter (AFM) 1 through an A / D converter 23f.
9, connected to the incoming gas temperature sensor 11 and the outgoing gas temperature sensor 12. In this case, the air flow meter (AFM) 1
9, analog electric signals from the input gas temperature sensor 11 and the output gas temperature sensor 12 are converted into digital electric signals by the A / D converter 23f, and are converted into the input electric ports 23k.
Is input to

【0085】さらに、入力ポート23kは、コモンレー
ル圧センサ5及びクランク角センサ22と接続され、こ
れらコモンレール圧センサ5及びクランク角センサ22
からのデジタル電気信号を入力する。
The input port 23k is connected to the common rail pressure sensor 5 and the crank angle sensor 22.
Input digital electric signal from.

【0086】前記出力ポート23dに接続された、4つ
の駆動回路23g,23h,23i、23jは、それぞ
れ、ディーゼルエンジン本体200の各シリンダに取り
付けられたインジェクタ1と一対一で接続され、CPU
23aからの制御信号に従って各インジェクタ1へ駆動
電力を供給する。 〈実施例の作用〉以下、本実施の形態の作用について述
べる。
The four drive circuits 23g, 23h, 23i and 23j connected to the output port 23d are respectively connected one-to-one with the injectors 1 mounted on the respective cylinders of the diesel engine main body 200.
Drive power is supplied to each injector 1 according to a control signal from 23a. <Operation of Embodiment> The operation of the present embodiment will be described below.

【0087】ECU23のCPU23aは、クランク角
センサ22からの電気信号が入力される毎に図5に示す
燃料噴射処理ルーチンを実行する。燃料噴射処理ルーチ
ンにおいて、CPU23aは、RAM23cに記憶され
たクランク位置信号を参照して、燃料噴射時期にあるシ
リンダ、すなわち、クランクシャフトの位置が圧縮行程
の上死点近傍にあるシリンダを判別する(S501)。
The CPU 23a of the ECU 23 executes a fuel injection processing routine shown in FIG. 5 every time an electric signal is input from the crank angle sensor 22. In the fuel injection processing routine, the CPU 23a refers to the crank position signal stored in the RAM 23c to determine the cylinder at the fuel injection timing, that is, the cylinder whose crankshaft position is near the top dead center of the compression stroke ( S501).

【0088】続いて、CPU23aは、RAM23cに
記憶された吸入空気量Qと機関回転数Nとコモンレール
圧Pcを読み出す(S502)。そして、CPU23a
は、ROM23bの主噴射用の第1の制御マップへアク
セスし、前記S502で読み出された吸入空気量Qと機
関回転数Nとに対応する主噴射量Imainを読み出す(S
503)。
Subsequently, the CPU 23a reads the intake air amount Q, the engine speed N and the common rail pressure Pc stored in the RAM 23c (S502). And the CPU 23a
Accesses the first control map for main injection in the ROM 23b and reads the main injection amount Imain corresponding to the intake air amount Q and the engine speed N read in S502 (S
503).

【0089】次に、CPU23aは、主噴射用の第2の
制御マップへアクセスし、前記S502で読み出された
コモンレール圧Pcと前記S503で読み出された前記
主噴射量Imainに対応する主噴射時間tmainを読み出す
(S504)。
Next, the CPU 23a accesses the second control map for main injection, and determines the main injection pressure corresponding to the common rail pressure Pc read in S502 and the main injection amount Imain read in S503. The time tmain is read (S504).

【0090】CPU23aは、前記S501で判別され
たシリンダのインジェクタ1に対応する駆動回路23
g,23h,23i、23jへ主噴射時間tmainを与え
る。このとき、駆動回路23は、主噴射時間tmainの
間、前記インジェクタ1へ駆動電力を供給する(S50
5)。これにより、前記インジェクタ1は、前記主噴射
時間tmainの間、燃料を噴射し続けることになる。
The CPU 23a operates the drive circuit 23 corresponding to the injector 1 of the cylinder determined in S501.
The main injection time tmain is given to g, 23h, 23i and 23j. At this time, the drive circuit 23 supplies drive power to the injector 1 during the main injection time tmain (S50).
5). Thus, the injector 1 continues to inject fuel during the main injection time tmain.

【0091】前記インジェクタ1から噴射された燃料の
噴射範囲は、図7に示すように、シリンダ2の壁面2a
にまで及び、燃焼室内に均一に広がる。次に、CPU2
3aは、前回の副噴射処理が終了してから一定周期が経
過したか否かを判別する(S506)。
The injection range of the fuel injected from the injector 1 is, as shown in FIG.
And spread evenly in the combustion chamber. Next, CPU2
3a determines whether or not a certain period has elapsed since the previous sub-injection process was completed (S506).

【0092】前記S506で一定周期が経過しているこ
とが判定されると、CPU23aは副噴射処理を実行す
る(S507)。一方、前記S506で一定周期が経過
していないことが判定されると、CPU23aは燃料噴
射処理ルーチンを終了する。
If it is determined in S506 that the predetermined period has elapsed, the CPU 23a executes a sub-injection process (S507). On the other hand, if it is determined in S506 that the predetermined period has not elapsed, the CPU 23a ends the fuel injection processing routine.

【0093】ここで、前記S507に示した副噴射処理
について図6に沿って説明する。図6は、CPU23a
によって実行される副噴射処理ルーチンである。CPU
23aは、RAM23cにアクセスして、入ガス温度T
in、出ガス温度Tout、及び、吸入空気量Qを読み出す
(S601)。
Here, the sub-injection processing shown in S507 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the CPU 23a
Is a sub-injection processing routine executed by the subroutine. CPU
23a accesses the RAM 23c to find the incoming gas temperature T
In, the outgassing temperature Tout, and the intake air amount Q are read (S601).

【0094】そして、CPU23aは、ROM23bに
記憶されている副噴射用の第1の制御マップへアクセス
し、前記S601で読み出された入ガス温度Tinと出ガ
ス温度Toutと吸入空気量Qに対応する総副噴射量Isub
を読み出す(S602)。
Then, the CPU 23a accesses the first control map for sub-injection stored in the ROM 23b, and corresponds to the input gas temperature Tin, the output gas temperature Tout and the intake air amount Q read out in S601. Total sub injection amount Isub
Is read (S602).

【0095】また、CPU23aは、RAM23cにア
クセスして、コモンレール圧Pcを読み出す(S60
3)。続いて、CPU23aは、ROM23bに記憶さ
れている副噴射用の第2の制御マップへアクセスし、前
記S603で読み出されたコモンレール圧Pcに対応す
る基準副噴射時間tsubを読み出す(S604)。
The CPU 23a accesses the RAM 23c and reads out the common rail pressure Pc (S60).
3). Subsequently, the CPU 23a accesses the second control map for sub-injection stored in the ROM 23b, and reads out the reference sub-injection time tsub corresponding to the common rail pressure Pc read out in S603 (S604).

【0096】さらに、CPU23aは、ROM23bに
記憶されている副噴射用の第3の制御マップへアクセス
し、前記S603で読み出されたコモンレール圧Pcと
前記S604で読み出された基準副噴射時間tsubとに
対応する基準副噴射量isubを読み出す(S605)。
Further, the CPU 23a accesses the third control map for sub-injection stored in the ROM 23b, and reads the common rail pressure Pc read out in S603 and the reference sub-injection time tsub read out in S604. Is read out (S605).

【0097】続いて、CPU23aは、前記S602で
読み出された総副噴射量Isubを、前記S605で読み
出された基準副噴射量isubで除算して、基準副噴射の
回数Ninjと、余りの燃料量i’subとを算出する(S6
06)。
Subsequently, the CPU 23a divides the total sub-injection amount Isub read out in S602 by the reference sub-injection amount isub read out in S605 to obtain the number Ninj of reference sub-injections and the remainder The fuel amount i'sub is calculated (S6
06).

【0098】余りの燃料量i’subは、噴射時間t’sub
に換算される(S607)。ここで、CPU23aは、
RAM23cに記憶されているクランク位置信号を参照
して、クランクシャフトの位置が膨張行程もしくは排気
行程の下死点近傍にあるシリンダを判別する(S60
8)。
The remaining fuel amount i′sub is determined by the injection time t′sub
(S607). Here, the CPU 23a
Referring to the crank position signal stored in the RAM 23c, the cylinder whose crankshaft position is near the bottom dead center of the expansion stroke or the exhaust stroke is determined (S60).
8).

【0099】CPU23aは、前記S608で判別され
たシリンダのインジェクタ1に対応する駆動回路23
g,23h,23i、23jに対して、基準副噴射時間
tsubをNinj回繰り返し与えた後に、噴射時間t’sub
を与える(S609)。この場合、駆動回路23g,2
3h,23i、23jは、インジェクタ1へ基準副噴射
時間tsubの間駆動電力を供給する動作をNinj回繰り返
した後に、インジェクタ1へ噴射時間t’subの間駆動
電力を供給する。
The CPU 23a operates the drive circuit 23 corresponding to the injector 1 of the cylinder determined in S608.
After the reference sub-injection time tsub is repeatedly given Ninj times to g, 23h, 23i, and 23j, the injection time t′sub
(S609). In this case, the driving circuits 23g, 2g
3h, 23i, and 23j supply the driving power to the injector 1 for the injection time t'sub after repeating the operation of supplying the driving power to the injector 1 for the reference sub-injection time tsub Ninj times.

【0100】この結果、前記インジェクタ1は、前記基
準副噴射時間tsubの間燃料を噴射する動作をNinj回繰
り返したのちに、前記噴射時間t’subの間燃料を噴射
する。
As a result, the injector 1 repeats the operation of injecting the fuel for the reference sub-injection time tsub Ninj times, and then injects the fuel for the injection time t'sub.

【0101】前記基準副噴射時間tsubの間にインジェ
クタ1から噴射された燃料の噴射範囲は、図8に示すよ
うに、シリンダ2の壁面2aにまで及ばない。さらに、
前記噴射時間t’subは前記基準副噴射時間tsubよりも
短いので、前記噴射時間t’subの間にインジェクタ1
から噴射された燃料の噴射範囲がシリンダ2の壁面2a
にまで及ぶこともない。以上説明した実施の形態によれ
ば、リーンNOX触媒9の浄化を目的とする副噴射を行
った場合に、副噴射によって噴射された燃料がシリンダ
2の壁面2aに付着することを抑制することができ、デ
ィーゼルエンジン本体200の潤滑油に燃料が混入する
のを防止し、潤滑油の粘性低下を抑えることができる。 《他の実施の形態》本発明にかかる筒内直接噴射式内燃
機関の排気浄化装置の他の実施の形態について図9から
図13に基づいて説明する。ここでは、前述の実施の形
態と異なる構成についてのみ説明するものとし、前述の
実施の形態と同様の構成についての説明は省略する。
The injection range of the fuel injected from the injector 1 during the reference sub injection time tsub does not reach the wall surface 2a of the cylinder 2 as shown in FIG. further,
Since the injection time t'sub is shorter than the reference sub-injection time tsub, during the injection time t'sub, the injector 1
The injection range of the fuel injected from the cylinder 2 is the wall surface 2a of the cylinder 2.
It does not even extend to. According to the embodiment described above, when the sub-injection for purifying the lean NOx catalyst 9 is performed, it is possible to suppress the fuel injected by the sub-injection from adhering to the wall surface 2a of the cylinder 2. As a result, it is possible to prevent fuel from being mixed into the lubricating oil of the diesel engine main body 200 and suppress a decrease in the viscosity of the lubricating oil. << Other Embodiments >> Another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the description of the same configuration as the above-described embodiment will be omitted.

【0102】図9はインジェクタ1の先端部分の断面
図、図10はニードルバルブ102の先端部分の斜視
図、図11はインジェクタボディ101の先端部分の斜
視図である。
FIG. 9 is a sectional view of the tip of the injector 1, FIG. 10 is a perspective view of the tip of the needle valve 102, and FIG. 11 is a perspective view of the tip of the injector body 101.

【0103】インジェクタボディ101の先端には、イ
ンジェクタボディ101を軸方向に沿って貫通する貫通
孔100aが形成される。そして、インジェクタボディ
101は、貫通孔100aに続いて、基端側へと順次配
置した、先端側小外径孔100b・基端側大外径孔10
0c・バルブ貫通孔106を備える。ここで、基端側大
外径孔100cの内径がバルブ貫通孔106の内径より
も小径であるため、基端側大外径孔100cとバルブ貫
通孔106との段差により弁座150が形成される。
At the tip of the injector body 101, a through hole 100a penetrating the injector body 101 along the axial direction is formed. The injector body 101 is provided with a distal small outer diameter hole 100b and a proximal large outer diameter hole 10b that are sequentially arranged on the proximal side following the through hole 100a.
0c ・ A valve through hole 106 is provided. Here, since the inner diameter of the proximal-side large outer diameter hole 100c is smaller than the inner diameter of the valve through-hole 106, the valve seat 150 is formed by the step between the proximal-side large outer diameter hole 100c and the valve through-hole 106. You.

【0104】前記先端側小外径孔100bの周方向に沿
った複数箇所には、インジェクタボディ101を貫通す
る噴孔100が形成される。また、前記基端側大外径孔
100cは、燃料通路112を介して前記燃料取り入れ
口111と連通している。
Injection holes 100 penetrating the injector body 101 are formed at a plurality of locations along the circumferential direction of the small outer diameter hole 100b on the distal end side. Further, the base end side large outer diameter hole 100 c communicates with the fuel intake port 111 via a fuel passage 112.

【0105】これに対応して、前記ニードルバルブ10
2は、貫通孔100a内に液密に且つ摺動自在に挿入さ
れるバルブ先端部125と、このバルブ先端部125に
続き前記先端側小外径孔100b及び基端側大外径孔1
00c内に位置するとともに前記先端側小外径孔100
bに液密に且つ摺動自在に挿入されるバルブ軸114
と、このバルブ軸114に続きバルブ貫通孔106内に
液密に且つ摺動自在に挿入されるバルブ主部115とを
備える。
In response, the needle valve 10
Reference numeral 2 denotes a valve distal end 125 which is slidably inserted into the through hole 100a in a liquid-tight manner, and following the valve distal end 125, the distal-side small outer diameter hole 100b and the proximal-side large outer diameter hole 1
00c and at the tip side small outer diameter hole 100
valve shaft 114 inserted in a liquid-tight and slidable manner
And a valve main portion 115 that is slidably and liquid-tightly inserted into the valve through hole 106 following the valve shaft 114.

【0106】また、前記バルブ軸114の周方向に沿っ
た複数箇所には、バルブ軸114を貫通する燃料取り入
れ口114aが形成される。この燃料取り入れ口114
aは、バルブ先端部125の先端から軸方向に沿って形
成される燃料噴射口125aと連通し、燃料取り入れ口
114aに供給された燃料が前記燃料噴射口125aか
ら噴射されるようになっている。以上述べたように構成
されたインジェクタ1は、前述の実施の形態で説明した
コイルスプリング119の付勢力により通常バルブ主部
115を弁座150に着座させた状態にある。このと
き、バルブ軸114の一部が先端側小外径孔100b内
に位置し、燃料取り入れ口114aが先端側小外径孔1
00bの内壁面によって閉塞された状態となる。また、
基端側大外径孔100cと噴孔100との間は、先端側
小外径孔100b及びバルブ軸114によって遮断され
た状態となる。
Further, at a plurality of locations along the circumferential direction of the valve shaft 114, fuel intake ports 114a penetrating the valve shaft 114 are formed. This fuel intake 114
a communicates with a fuel injection port 125a formed along the axial direction from the tip of the valve tip 125, so that the fuel supplied to the fuel intake port 114a is injected from the fuel injection port 125a. . The injector 1 configured as described above is in a state where the normal valve main portion 115 is seated on the valve seat 150 by the urging force of the coil spring 119 described in the above embodiment. At this time, a part of the valve shaft 114 is located in the distal-side small outer diameter hole 100b, and the fuel intake port 114a is located in the distal-side small outer diameter hole 1
00b is closed by the inner wall surface. Also,
The space between the proximal-side large outer diameter hole 100c and the injection hole 100 is blocked by the distal-side small outer diameter hole 100b and the valve shaft 114.

【0107】この結果、基端側大外径孔100cに供給
された燃料が燃料取り入れ口114a及び噴孔100に
印加されず、インジェクタ1が燃料を噴射しないことに
なる。
As a result, the fuel supplied to the base end side large outer diameter hole 100c is not applied to the fuel intake port 114a and the injection hole 100, and the injector 1 does not inject the fuel.

【0108】次に、基端側大外径部100cに印加され
た燃料供給圧がバルブ主部115に加える力がコイルス
プリング119の付勢力に抗してニードルバルブ102
を退行させると、その退行過程において、先ず、図12
に示すように、バルブ軸114の燃料取り入れ口114
aが基端側大外径孔100c内に位置するとともに、バ
ルブ軸114の一部が先端側小外径孔100b内に位置
する。このとき、基端側大外径孔100cと燃料取り入
れ口114aとが連通するとともに、基端側大外径孔1
00cと噴孔100との間が遮断された状態になる。そ
して、燃料通路112から基端側大外径孔100cに供
給された燃料が前記燃料取り入れ口114aに流れ込
み、燃料噴射口125aから軸方向に沿って噴射され
る。
Next, the force applied to the valve main portion 115 by the fuel supply pressure applied to the large-diameter portion 100c on the proximal end side of the needle valve 102 against the urging force of the coil spring 119 is applied.
Is regressed. In the regression process, first, FIG.
As shown in FIG.
a is located in the proximal-side large outer diameter hole 100c, and a part of the valve shaft 114 is located in the distal-side small outer diameter hole 100b. At this time, the base end side large outer diameter hole 100c communicates with the fuel intake port 114a, and the base end side large outer diameter hole 1c
00c and the injection hole 100 are shut off. Then, the fuel supplied from the fuel passage 112 to the base end side large outer diameter hole 100c flows into the fuel intake port 114a, and is injected from the fuel injection port 125a in the axial direction.

【0109】この結果、インジェクタ1は、燃料噴射口
125aのみから燃料を噴射することになる。この状態
は、バルブ軸114全体が基端側大外径孔100c内ま
で退行し、基端側大外径孔100cと先端側小外径孔1
00bが連通するまで続く。
As a result, the injector 1 injects fuel only from the fuel injection port 125a. In this state, the entire valve shaft 114 retreats to the inside of the proximal-side large outside diameter hole 100c, and the proximal-side large outside diameter hole 100c and the distal side small outside diameter hole 1
Continue until 00b is communicated.

【0110】このようにして噴射された燃料は、シリン
ダ2内を軸方向に広がるのでシリンダ2の壁面2aまで
到達しない。この点から、前記燃料噴射口125aは、
本発明にかかる第1の噴射部と言える。
The fuel thus injected does not reach the wall surface 2a of the cylinder 2 because it spreads in the cylinder 2 in the axial direction. From this point, the fuel injection port 125a is
It can be said that this is the first injection unit according to the present invention.

【0111】続いて、バルブ軸114全体が基端側大外
径孔100c内まで退行すると、図13に示すように、
基端側大外径孔100cと先端側小外径孔100bが連
通し、基端側大外径孔100cに供給された燃料が先端
側小外径孔100bへ流れ込む。そして、先端側小外径
孔100bに流れ込んだ燃料は、噴孔100を通ってイ
ンジェクタ1外へ噴射される。
Subsequently, when the entire valve shaft 114 retreats into the large-diameter hole 100c on the proximal side, as shown in FIG.
The proximal-side large outer diameter hole 100c communicates with the distal-side small outer diameter hole 100b, and the fuel supplied to the proximal-side large outer diameter hole 100c flows into the distal-side small outer diameter hole 100b. Then, the fuel that has flowed into the front-end-side small outer diameter hole 100b is injected outside the injector 1 through the injection hole 100.

【0112】このようにして噴孔100から噴射された
燃料は、シリンダ2内に均一に広がり、シリンダ2の壁
面にまで及ぶ。この点から、前記噴孔100は、本発明
の第2の噴射部と言える。
The fuel injected from the injection hole 100 in this way spreads uniformly in the cylinder 2 and reaches the wall surface of the cylinder 2. From this point, the injection hole 100 can be said to be the second injection portion of the present invention.

【0113】以上述べたインジェクタ1を用いて副噴射
を行う場合、ニードルバルブ102が退行し始めてから
(電磁弁103への電力供給が開始されてから)、基端
側大外径孔100cと先端側小外径孔100bとが連通
するまでにかかる時間(バルブ軸114全体が基端側大
外径孔100c内まで退行するのに要する時間)tを求
め、この時間tを前述の実施の形態で説明した基準副噴
射時間tsubの代わりに使用すればよい。
In the case of performing the sub-injection using the injector 1 described above, after the needle valve 102 starts to retreat (after the power supply to the solenoid valve 103 is started), the proximal large-diameter hole 100c and the distal end The time t required for the communication with the small outer diameter hole 100b (time required for the entire valve shaft 114 to retreat into the large outer diameter hole 100c on the proximal end) is determined, and this time t is determined by the above-described embodiment. May be used instead of the reference sub-injection time tsub described in the above.

【0114】[0114]

【発明の効果】本発明の筒内直接噴射式内燃機関の排気
浄化装置では、リーンNOX触媒に吸収されたNOXの浄
化を目的とする燃料噴射を行った場合に、噴射された燃
料の噴射範囲が筒内の壁面にまで及ばないので、燃料が
壁面に付着することがない。
According to the exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine of the present invention, when the fuel injection for purifying the NOX absorbed by the lean NOX catalyst is performed, the injection range of the injected fuel is determined. Does not reach the inner wall of the cylinder, so that the fuel does not adhere to the wall.

【0115】従って、本発明によれば、噴射された燃料
が内燃機関の潤滑油に混入せず、潤滑油の粘性低下を防
止することができる。
Therefore, according to the present invention, the injected fuel does not mix with the lubricating oil of the internal combustion engine, and the viscosity of the lubricating oil can be prevented from lowering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる筒内直接噴射式内燃機関の排気
浄化装置の原理を説明する図
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of an exhaust gas purification apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention.

【図2】インジェクタの燃料噴射特性を示すタイミング
チャート図
FIG. 2 is a timing chart showing fuel injection characteristics of an injector.

【図3】筒内直接噴射式内燃機関の排気浄化装置を適用
するディーゼルエンジンの構成を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a diesel engine to which an exhaust purification device for a direct injection type internal combustion engine is applied.

【図4】ECU23の内部構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of an ECU 23.

【図5】CPU23aが実行する燃料噴射処理ルーチン
を示すフローチャート図
FIG. 5 is a flowchart showing a fuel injection processing routine executed by a CPU 23a.

【図6】CPU23aが実行する副噴射処理ルーチンを
示すフローチャート図
FIG. 6 is a flowchart showing a sub-injection processing routine executed by a CPU 23a.

【図7】主噴射による燃料噴射の様子を示す図FIG. 7 is a diagram showing a state of fuel injection by main injection.

【図8】副噴射による燃料噴射の様子を示す図FIG. 8 is a diagram showing a state of fuel injection by sub-injection.

【図9】他の実施の形態にかかるインジェクタ1の先端
部分の断面図
FIG. 9 is a sectional view of a tip portion of an injector 1 according to another embodiment.

【図10】他の実施の形態にかかるニードルバルブ102
の先端部分の斜視図
FIG. 10 shows a needle valve 102 according to another embodiment.
Perspective view of the tip

【図11】他の実施の形態にかかるインジェクタボディ1
01の先端部分の斜視図
FIG. 11 shows an injector body 1 according to another embodiment.
01 perspective view

【図12】副噴射時のインジェクタ1を示す断面図FIG. 12 is a sectional view showing the injector 1 at the time of sub injection.

【図13】主噴射時のインジェクタ1を示す断面図FIG. 13 is a sectional view showing the injector 1 at the time of main injection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・インジェクタ 101・・・インジェクタボディ 100・・・噴孔 100a・・貫通孔 100b・・先端側小外径孔 100c・・基端側大外径孔 125・・・バルブ先端部 125a・・燃料噴射口 2・・・シリンダ 2a・・・壁面 5・・・コモンレール圧センサ 11・・・入ガス温センサ 12・・・出ガス温センサ 19・・・エアフローメータ(AFM) 22・・・クランク角センサ 23・・・ECU 23a・・・CPU 23b・・・ROM 23c・・・RAM 23g・・・駆動回路 23h・・・駆動回路 23i・・・駆動回路 23j・・・駆動回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Injector 101 ... Injector body 100 ... Injection hole 100a ... Through-hole 100b ... Tip-side small outer diameter hole 100c ... Base end-side large outer diameter hole 125 ... Valve tip part 125a・ Fuel injection port 2 ・ ・ ・ Cylinder 2a ・ ・ ・ Wall surface 5 ・ ・ ・ Common rail pressure sensor 11 ・ ・ ・ Inlet gas temperature sensor 12 ・ ・ ・ Outlet gas temperature sensor 19 ・ ・ ・ Air flow meter (AFM) 22 ・ ・ ・Crank angle sensor 23 ECU 23a CPU 23b ROM 23c RAM 23g Drive circuit 23h Drive circuit 23i Drive circuit 23j Drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/40 ZAB F02D 41/40 ZABD F02M 45/08 ZAB F02M 45/08 ZABB 61/14 310 61/14 310Z 61/18 360 61/18 360J ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/40 ZAB F02D 41/40 ZABD F02M 45/08 ZAB F02M 45/08 ZABB 61/14 310 61/14 310Z 61/18 360 61/18 360J

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リーンNOX触媒を排気系に備える筒内
直接噴射式内燃機関の排気浄化装置であり、 筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、 吸気行程あるいは圧縮行程で前記燃料噴射手段から燃料
を噴射させる第1の噴射タイミング手段と、 膨張行程あるいは排気行程で前記燃料噴射手段から燃料
を噴射させる第2の噴射タイミング手段と、 前記燃料噴射手段を制御して、前記第2の噴射タイミン
グ手段によって噴射させられる燃料の噴射範囲が前記筒
内の壁面へ到達しないようにする噴射範囲制御手段と、 を備えることを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関の排
気浄化装置。
1. An exhaust purification system for a direct injection type internal combustion engine having a lean NOX catalyst in an exhaust system, comprising: a fuel injection unit for injecting fuel into a cylinder; and a fuel injection unit for performing an intake stroke or a compression stroke. A first injection timing means for injecting fuel, a second injection timing means for injecting fuel from the fuel injection means in an expansion stroke or an exhaust stroke, and a second injection timing for controlling the fuel injection means. An injection range control means for preventing an injection range of the fuel injected by the means from reaching a wall surface in the cylinder.
【請求項2】 前記噴射範囲制御手段は、前記第2の噴
射タイミング手段によって一度に噴射すべき所定量の燃
料を、特定量ずつ複数回に分けて噴射させることを特徴
とする請求項1記載の筒内直接噴射式内燃機関の排気浄
化装置。
2. The injection range control means injects a predetermined amount of fuel to be injected at a time by the second injection timing means in a plurality of times by a specified amount. Exhaust purification system for in-cylinder direct injection internal combustion engine.
【請求項3】 前記燃料噴射手段は、前記筒の軸方向に
沿って燃料を噴射する第1の噴射部と、前記筒内に均一
に燃料を噴射する第2の噴射部とを有し、 前記噴射範囲制御手段は、前記第1の噴射タイミング手
段によって燃料が噴射されるとき、前記燃料噴射手段の
前記第2の噴射部から燃料を噴射させ、前記第2の噴射
タイミング手段によって燃料が噴射されるとき、前記燃
料噴射手段の前記第1の噴射部から燃料を噴射させるこ
とを特徴とする請求項1記載の筒内直接噴射式内燃機関
の排気浄化装置。
3. The fuel injection unit has a first injection unit that injects fuel along an axial direction of the cylinder, and a second injection unit that injects fuel uniformly into the cylinder. When the fuel is injected by the first injection timing means, the injection range control means causes fuel to be injected from the second injection part of the fuel injection means, and the fuel is injected by the second injection timing means. The exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to claim 1, wherein when the fuel injection is performed, fuel is injected from the first injection unit of the fuel injection means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001033060A1 (en) * 1999-10-29 2001-05-10 Yanmar Diesel Engine Co., Ltd. Direct injection type diesel engine
CN114215632A (en) * 2021-12-16 2022-03-22 潍柴动力股份有限公司 Three-way catalyst cheating diagnosis method and related device

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