JP2002371900A - 内燃機関における燃料噴射制御方法 - Google Patents
内燃機関における燃料噴射制御方法Info
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Abstract
トネンションなどの発生を防止する内燃機関における燃
料噴射制御方法を提供する。 【解決手段】電子制御蓄圧式燃料噴射装置20を制御し
て主噴射後にポスト噴射を行うとともに、内燃機関の排
気系3に設置した排気浄化手段5の作動排ガス温度の確
保、及び還元剤供給を行なう内燃機関である。上記ポス
ト噴射の時期は、排気行程後半に設定される。
Description
料噴射装置を制御して主噴射後にポスト噴射を行ない、
内燃機関の排気系に設置した排気浄化手段の作動排ガス
温度確保、及び還元剤供給を行なう内燃機関における燃
料噴射制御方法に関する。
子状物質(以下、PMと称する)、及びNOx、CO、
HCは、年々、規制が強化されており、エンジンの改良
のみでは規制値に対応できなくなってきている。
いては、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、
DPFと称する)で捕集して排出PM量を低減し、NO
x、CO、HCについては、酸化触媒や、NOx浄化触
媒を使用して浄化する技術が採用されようとしている。
DPFや触媒の作動排ガス温度を確保するために、換言
すれば、排ガス温度の上昇、及び触媒への還元剤供給の
ために、ポスト噴射、即ち、主噴射終了後に、再び、燃
料を噴射して排気管内に燃料を追加し、排ガス温度の上
昇、或いは、還元剤の増量を計ることが行なわれてい
る。また、燃料噴射弁を排気管に設置し、燃料を燃料噴
射弁から排気管内に、直接、噴射させる場合もある。
保のために、即ち、排ガス温度の上昇や、触媒への還元
剤供給のために、主噴射後にポスト噴射を行なう場合、
ポスト噴射は、上死点後、可なり遅れた時期に噴射する
ようになる。
下方に下がってしまい、燃料噴射ノズルから噴射された
燃料がピストン上面の燃焼室から外れて直接シリンダー
に当たってしまう。更に、上死点後、可なり遅れた時期
では、ピストンの位置が可なり下方に下降しているた
め、シリンダー内の内圧が可なり下がっている。シリン
ダー内の圧力が低い時に燃料噴射ノズルから燃料を噴射
すると、噴射された燃料の貫通力が高く、噴射燃料が直
接シリンダーに当たる量が更に増加する。
る軽油によってシリンダー表面のオイルが洗い流される
ために、潤滑不良が発生し、シリンダーの異常摩耗など
の耐久性に問題が生ずる。また、シリンダーに付着した
軽油がオイル内に混入し(オイルダイリュウション)、
オイルを軽油によって希釈してしまい、オイル量の異常
増加、及び潤滑性不良を起こし、エンジンの耐久性低下
の原因となる。
と、シリンダー内で燃料が燃焼するために、トルク増加
が生じてしまう。ポスト噴射は、上記のように、排ガス
温度上昇、HC添加が目的であるから、トルク増加が生
ずると、更に複雑な燃料噴射制御が必要となる。
直接燃料噴射弁を設置して、触媒への還元剤供給と、排
気温度上昇用の燃料を添加するシステムも考案されてい
るが、排気管に直接燃料噴射弁を設置するシステムで
は、構造が複雑になるとともに、加熱された排気管上に
燃料噴射弁を設置するために、耐久性や火災などが問題
となる。
前に噴射して未燃燃料の増加を計ることが提案されてい
る(特開平8−42326号公報)。
10°〜0°)のポスト噴射では、排気弁が殆ど閉じて
いる状態なので、この時期には、シリンダー内のガス流
動が殆どない。また、上死点付近では、ピストン速度も
零に等しいので、ガス流動が期待できない。特に、シリ
ンダー内から排気弁を通過して排気ポート内へのガス流
動は無いに等しい。
気ポートへ流出できず、燃焼室内に留まって残存してし
まう。特に、排気上死点では、シリンダー内圧力が大気
圧力付近であり、更に、ピストンが燃料噴射弁に最接近
しているので、燃料噴射弁から燃料が噴射された途端
に、燃焼室の壁面に付着してしまう。従って、未燃燃料
のHCを増やす効果は期待できない。
持ち越され、その燃焼行程の極めて早い時期に過早着火
し、デトネンションなどの異常燃焼を生じ、ピストン、
シリンダーヘッドなどの溶損などの問題を起こし、最悪
の場合、運転不能となる。
問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、トルク変動、燃料によるオイル希釈、及びデトネ
ンションなどが発生しない内燃機関における燃料噴射制
御方法を提供することにある。
め、本発明は、次のように構成されている。
後にポスト噴射を行ない、内燃機関の排気系に設置した
排気浄化手段の作動排ガス温度確保、及び還元剤供給を
行なう内燃機関において、ポスト噴射の時期を、排気行
程後半に設定することを特徴とする内燃機関における燃
料噴射制御方法である。
前45°〜20°に設定することを特徴とする(1)記
載の内燃機関における燃料噴射制御方法である。
を用いて説明する。
の排気マニホルド2には、排気管3が接続されている。
排気管3は、その途中にパティキュレート捕集器4を備
えている。この捕集器4の中には、酸化触媒を塗布した
パティキュレートフィルタ(以下、DPFという)5が
収容されている。
ライト製の多孔質の隔壁6によって仕切られた多角形断
面を有し、これらの隔壁6により互いに平行に形成され
た貫通孔7の入口側8と出口側9とが目封じ材10によ
り交互に封止されている。このDPF5は、その入口側
から導入された排ガスaが多孔質の隔壁6を通過する際
に、含有するパティキュレート(以下、PMという)が
濾過され、PMの減少した清浄な排ガスが出口側9から
排出されるようになっている。また、このDPF5に
は、酸化触媒である白金(Pt)及びセリア(Ce
2 O)が担持されている。
下、ECUという)であり、このECU30には、エン
ジン回転数b、アクセル開度c、捕集器4の入口に設け
た排ガス温度センサ11から出力されるDPF入口の排
ガス温度d、及びDPF5の前後に設けた2つの圧力セ
ンサ12,12から出力されるDPF入口側とDPF出
口側との差圧eが入力されるようになっている。なお、
図中、13は消音器、14はバッテリー、15は燃料タ
ンクを示している。
に、クランク角センサー16から出力される信号が入力
される。クランク角センサー16は、フライホイール1
9の近傍に設けられる。ポスト噴射時期は、排気行程の
後半、即ち、排気上死点前45°〜20°に設定されて
いる。
筒毎にコモンレール式の電子制御蓄圧式燃料噴射弁20
を備えている。電子制御蓄圧式燃料噴射弁20は、燃料
噴射弁本体21の頂部に電磁弁22を備え、電磁弁22
に付随するソレノイド(図示せず)が励磁されると、針
弁(図示せず)が燃料の油圧によって押し上げられて燃
料噴射孔(図示せず)から燃料が噴射され、ソレノイド
の励磁が消去されると、図示しないリターンスプリング
及び燃料の油圧によって上記針弁(図示せず)が弁座に
着座するようになっている。図中、17はレール圧セン
サ、18は高圧ポンプ、25はコモンレールを示してい
る。
説明する。
2,12によって検出されるDPF5の入口側と出口側
との差圧eが所定圧以上となり、且つ、DPF入口の温
度センサ11が所定値以下の排ガス温度dを検出する
と、ECU30は、DPF差圧センサ12、及びDPF
入口排ガス温度センサ11の各検出出力に基づいて主噴
射後にポスト噴射を実施し、排ガス温度上昇、及び酸化
触媒へ還元剤(HC)を供給する。このポスト噴射時期
は、排気行程後半、即ち、排気上死点前45°〜20°
CA間に行なわれる。
排気ポートに十分なガス流動がある時期に電子制御蓄圧
式燃料噴射弁20から燃料がポスト噴射されるために、
シリンダーの内壁へのポスト噴射燃料の付着も極めて減
少する。その結果、オイルダイリュウションを生ずるこ
とも無くなる。また、ポスト噴射に起因するトルク変動
も少なくなる。
ナ製のハニカム担体にPtを担持したモノリス触媒を挙
げたが、ハニカム担体としては、コージェライト、ベリ
リア、ムライト、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素
などのセラミックスを用いてもよく、また、モノリス触
媒ではなく、ペレット触媒でもよい。また、ハニカム担
体にPt、Pd、Ir、Rh、Co、Cu、Ni、Cr
などの活性金属を担持してもよい。
のHC濃度(還元剤濃度)(%)及びオイルダイリュウ
ションとの関係を示す図であるが、この図4から、ポス
ト噴射時期を排気上死点前45°〜20°に設定する
と、排気ポート中のHC濃度が3%台に上昇する一方、
オイルダイリュウションが急激に低下することが分か
る。
ポスト噴射を行なった場合には、排気ポート中のHCが
0.7%以下に落ちる。
噴射時期を、排気行程後半に設定することにより、オイ
ルダイリュウション、及びトルク変動が無く、更に、残
留燃料の異常燃焼に起因するエンジン溶損を未然に防止
することが可能になった。
制御系の概略図である。
(還元剤濃度)(%)及びオイルダイリュウションとの
関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 電子制御蓄圧式燃料噴射装置を制御して
主噴射後にポスト噴射を行ない、内燃機関の排気系に設
置した排気浄化手段の作動排ガス温度確保、及び還元剤
供給を行なう内燃機関において、ポスト噴射の時期を、
排気行程後半に設定することを特徴とする内燃機関にお
ける燃料噴射制御方法。 - 【請求項2】 ポスト噴射の時期を、排気上死点前45
°〜20°に設定することを特徴とする請求項1記載の
内燃機関における燃料噴射制御方法。
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---|---|---|---|
JP2001184665A JP2002371900A (ja) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | 内燃機関における燃料噴射制御方法 |
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- 2001-06-19 JP JP2001184665A patent/JP2002371900A/ja active Pending
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