JPH08232743A - 排気ガス中のＮＯｘ 低減装置 - Google Patents
排気ガス中のＮＯｘ 低減装置Info
- Publication number
- JPH08232743A JPH08232743A JP7038813A JP3881395A JPH08232743A JP H08232743 A JPH08232743 A JP H08232743A JP 7038813 A JP7038813 A JP 7038813A JP 3881395 A JP3881395 A JP 3881395A JP H08232743 A JPH08232743 A JP H08232743A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- sensor
- engine
- cylinder
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 85
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- -1 olefin compound Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関の後噴射制御によって低級オレフィ
ンを多量に発生させることのできる排気ガス中のＮＯx
低減装置を提供する。 【構成】 排気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付けた
内燃機関において、内燃機関１に少なくとも機関回転速
度センサ24、機関負荷センサ25、クランク角センサ26、
筒内圧力センサ23の各センサを取り付け、後噴射開始時
期、後噴射量ＱAFT を演算し、主噴射による燃料の燃焼
後の筒内温度が６５０℃〜８００℃の温度範囲に達する
クランク角CAに達すると燃料噴射ノズル３から気筒内に
後噴射させるコンピュータ制御による制御装置４を取り
付けた。
ンを多量に発生させることのできる排気ガス中のＮＯx
低減装置を提供する。 【構成】 排気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付けた
内燃機関において、内燃機関１に少なくとも機関回転速
度センサ24、機関負荷センサ25、クランク角センサ26、
筒内圧力センサ23の各センサを取り付け、後噴射開始時
期、後噴射量ＱAFT を演算し、主噴射による燃料の燃焼
後の筒内温度が６５０℃〜８００℃の温度範囲に達する
クランク角CAに達すると燃料噴射ノズル３から気筒内に
後噴射させるコンピュータ制御による制御装置４を取り
付けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス中のＮＯx 低
減装置に関し、更に詳細には、内燃機関の排気ガス中の
ＮＯx 含有量を低減させる装置に関するものである。
減装置に関し、更に詳細には、内燃機関の排気ガス中の
ＮＯx 含有量を低減させる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関において燃料が燃焼する際にＮ
Ｏx が発生し、このＮＯx を還元除去するためにＮＯx
接触還元装置を排気管に介装すること、前記ＮＯx 還元
触媒を活性化するには排気ガス中に少量の炭化水素（以
下ＨＣと略記する）を添加すること、及びＨＣ源として
燃料を使用することは、既に知られている。
Ｏx が発生し、このＮＯx を還元除去するためにＮＯx
接触還元装置を排気管に介装すること、前記ＮＯx 還元
触媒を活性化するには排気ガス中に少量の炭化水素（以
下ＨＣと略記する）を添加すること、及びＨＣ源として
燃料を使用することは、既に知られている。
【０００３】ＮＯx 還元触媒を活性化するために燃料を
排気ガス中に添加する手段として、例えば特開平５−１
５６９９３号公報に記載された方法は、燃料噴射ポンプ
のスピルタイミングを制御する電磁弁を取り付け、コン
ピュータからなる制御装置に、主噴射パターンと、後噴
射パターン、即ち主噴射量の０．３〜３％の範囲の燃料
を、排気弁開弁前の略４０度から排気弁が開くまでのク
ランク角範囲に設定される後噴射パターン、とを予め入
力し、機関回転速度、付加、燃料噴射圧、排気ガス温
度、及び酸素濃度に応じて電磁弁を開閉し、主噴射と後
噴射とを行わせるようにしたものである。
排気ガス中に添加する手段として、例えば特開平５−１
５６９９３号公報に記載された方法は、燃料噴射ポンプ
のスピルタイミングを制御する電磁弁を取り付け、コン
ピュータからなる制御装置に、主噴射パターンと、後噴
射パターン、即ち主噴射量の０．３〜３％の範囲の燃料
を、排気弁開弁前の略４０度から排気弁が開くまでのク
ランク角範囲に設定される後噴射パターン、とを予め入
力し、機関回転速度、付加、燃料噴射圧、排気ガス温
度、及び酸素濃度に応じて電磁弁を開閉し、主噴射と後
噴射とを行わせるようにしたものである。
【０００４】ところで特開平６−１１７２２５号公報の
記載によれば、ディーゼルエンジンの場合、使用する燃
料である軽油は、カーボン数（以下カーボン数をＣで表
す）が８より大きい分子サイズの炭化水素を多量に含ん
でいるのに対し、ＮＯx 還元触媒の活性化に役立つＨＣ
は、Ｃ８以下の比較的小さい分子サイズのＨＣが好まし
く、そのため、目標ＨＣ濃度、後噴射量、燃料噴射圧、
後噴射期間、後噴射開始時期などの条件を、機関回転速
度、機関負荷などから、運転状況に合わせて決定し、電
磁弁によって噴射を制御する電子制御式燃料噴射弁を制
御するようにしたものである。
記載によれば、ディーゼルエンジンの場合、使用する燃
料である軽油は、カーボン数（以下カーボン数をＣで表
す）が８より大きい分子サイズの炭化水素を多量に含ん
でいるのに対し、ＮＯx 還元触媒の活性化に役立つＨＣ
は、Ｃ８以下の比較的小さい分子サイズのＨＣが好まし
く、そのため、目標ＨＣ濃度、後噴射量、燃料噴射圧、
後噴射期間、後噴射開始時期などの条件を、機関回転速
度、機関負荷などから、運転状況に合わせて決定し、電
磁弁によって噴射を制御する電子制御式燃料噴射弁を制
御するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記ＮＯx 還
元触媒は、図６に示すとおり、ＨＣの種類（以下ＨＣ種
という）によりＮＯx 還元能が異なり、オレフィン系化
合物が高い活性を示し、パラフィン系化合物も一定の活
性を示すが、その他のＨＣ種の活性は前者より遙に劣る
こと、オレフィン系化合物がＮＯx 還元能を示すいずれ
の触媒に対しても活性化能力が高いことが知られてい
る。
元触媒は、図６に示すとおり、ＨＣの種類（以下ＨＣ種
という）によりＮＯx 還元能が異なり、オレフィン系化
合物が高い活性を示し、パラフィン系化合物も一定の活
性を示すが、その他のＨＣ種の活性は前者より遙に劣る
こと、オレフィン系化合物がＮＯx 還元能を示すいずれ
の触媒に対しても活性化能力が高いことが知られてい
る。
【０００６】本発明者の研究によれば、ほぼ７００℃〜
８００℃の範囲の温度で軽油を熱分解すると、活性の高
い低級オレフィン系化合物の生成量が増加することが分
かった。これに対し、図７に示すとおり、高速回転速度
領域では８００℃〜７００℃の範囲を与えるクランク角
の範囲は比較的広いが、８００℃以上の温度では分解に
より生じたＨＣが燃焼してしまい、発生量が急激に減少
するおそれがあり、後噴射する温度が低下しすぎると急
激な温度低下のため十分な低級オレフィンの発生を期待
しにくい。また、低速回転速度領域では前記適温を与え
るクランク角の幅が狭く、前記と同様に最適後噴射が困
難である。
８００℃の範囲の温度で軽油を熱分解すると、活性の高
い低級オレフィン系化合物の生成量が増加することが分
かった。これに対し、図７に示すとおり、高速回転速度
領域では８００℃〜７００℃の範囲を与えるクランク角
の範囲は比較的広いが、８００℃以上の温度では分解に
より生じたＨＣが燃焼してしまい、発生量が急激に減少
するおそれがあり、後噴射する温度が低下しすぎると急
激な温度低下のため十分な低級オレフィンの発生を期待
しにくい。また、低速回転速度領域では前記適温を与え
るクランク角の幅が狭く、前記と同様に最適後噴射が困
難である。
【０００７】したがって、前記各公報に記載された後噴
射制御手段では、筒内温度条件に合わせて後噴射時期を
決定していないため、確実にＮＯx を還元除去すること
を保証できないという問題がある。本発明は、以上の問
題に着目してなされたものであり、低級オレフィンをよ
り多く発生させる筒内温度を検出して後噴射を行うこと
のできる排気ガス中のＮＯx 低減装置を提供することを
目的としている。
射制御手段では、筒内温度条件に合わせて後噴射時期を
決定していないため、確実にＮＯx を還元除去すること
を保証できないという問題がある。本発明は、以上の問
題に着目してなされたものであり、低級オレフィンをよ
り多く発生させる筒内温度を検出して後噴射を行うこと
のできる排気ガス中のＮＯx 低減装置を提供することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の排気ガス中のＮＯx 低減装置の構成は、排
気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付けた内燃機関にお
いて、少なくとも機関回転速度センサ、機関負荷セン
サ、クランク角センサ、筒内温度センサの各センサを取
り付け、主噴射による燃料の燃焼後の筒内温度が６５０
℃〜８００℃の温度範囲に達すると、機関回転速度セン
サ及び機関負荷センサの検出値によって算出した後噴射
開始時期、後噴射量に基づき、燃料噴射ノズルから気筒
内に燃料を噴射させるコンピュータ制御による制御装置
を取り付けたものである。
めの本発明の排気ガス中のＮＯx 低減装置の構成は、排
気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付けた内燃機関にお
いて、少なくとも機関回転速度センサ、機関負荷セン
サ、クランク角センサ、筒内温度センサの各センサを取
り付け、主噴射による燃料の燃焼後の筒内温度が６５０
℃〜８００℃の温度範囲に達すると、機関回転速度セン
サ及び機関負荷センサの検出値によって算出した後噴射
開始時期、後噴射量に基づき、燃料噴射ノズルから気筒
内に燃料を噴射させるコンピュータ制御による制御装置
を取り付けたものである。
【０００９】本発明に使用しうる燃料噴射ノズルは、噴
射時期を任意に制御できる１つのコモンレール式燃料噴
射ノズルなどで主・後噴射の両方を行わせてもよく、ま
た主噴射と後噴射とを別々の噴射ノズルで行わせるよう
にしてもよい。前記後噴射量の演算は、機関回転速度及
び機関負荷を変数とした関数から算出することができる
が、予め機関回転速度及び機関負荷を変数とするマップ
を制御装置に記憶させておくことにより、演算速度を向
上させることができる。
射時期を任意に制御できる１つのコモンレール式燃料噴
射ノズルなどで主・後噴射の両方を行わせてもよく、ま
た主噴射と後噴射とを別々の噴射ノズルで行わせるよう
にしてもよい。前記後噴射量の演算は、機関回転速度及
び機関負荷を変数とした関数から算出することができる
が、予め機関回転速度及び機関負荷を変数とするマップ
を制御装置に記憶させておくことにより、演算速度を向
上させることができる。
【００１０】燃料の熱分解温度としては６５０〜８００
℃が最も好ましいが、８００℃以上は、ＨＣが燃焼する
ため好ましくない。また６５０℃以下では好ましいＨＣ
の生成割合が急速に低下する。したがって、後噴射開始
温度としては、前記６５０〜８００℃の範囲で後噴射す
るが、好ましくは温度が安定する７００〜７７０℃の温
度に筒内温度が達したときに後噴射を開始するように制
御する。
℃が最も好ましいが、８００℃以上は、ＨＣが燃焼する
ため好ましくない。また６５０℃以下では好ましいＨＣ
の生成割合が急速に低下する。したがって、後噴射開始
温度としては、前記６５０〜８００℃の範囲で後噴射す
るが、好ましくは温度が安定する７００〜７７０℃の温
度に筒内温度が達したときに後噴射を開始するように制
御する。
【００１１】前記筒内温度を直接検出するセンサ、例え
ば輻射温度センサなどを使用すると検出装置が複雑にな
る。したがって、筒内圧力と筒内温度とは相関している
ことを利用し、筒内圧力センサを気筒に取り付け、コン
ピュータ制御による制御装置により、筒内温度が６５０
℃〜８００℃、好ましくは７００〜７７０℃の温度範囲
に達するクランク角を筒内圧力から算出し、算出された
クランク角に達すると後噴射させるようにすることがで
きる。
ば輻射温度センサなどを使用すると検出装置が複雑にな
る。したがって、筒内圧力と筒内温度とは相関している
ことを利用し、筒内圧力センサを気筒に取り付け、コン
ピュータ制御による制御装置により、筒内温度が６５０
℃〜８００℃、好ましくは７００〜７７０℃の温度範囲
に達するクランク角を筒内圧力から算出し、算出された
クランク角に達すると後噴射させるようにすることがで
きる。
【００１２】前記筒内圧力センサは、特に限定しない
が、ピエゾ式圧力センサを用いることができる。筒内圧
力から筒内温度を推定する基本計算式は、Ｐ×Ｖ＝Ｇ×
ｎ×Ｔ、但しＰは筒内圧力、Ｖは燃焼質容積、Ｇは燃焼
ガス重量（＝Ｇａ＋Ｇｆ）、Ｇａは空気重量、Ｇｆは燃
料重量、ｎは定数、Ｔは筒内温度であり、内燃機関の種
類により以下に示す式から算出することができる。
が、ピエゾ式圧力センサを用いることができる。筒内圧
力から筒内温度を推定する基本計算式は、Ｐ×Ｖ＝Ｇ×
ｎ×Ｔ、但しＰは筒内圧力、Ｖは燃焼質容積、Ｇは燃焼
ガス重量（＝Ｇａ＋Ｇｆ）、Ｇａは空気重量、Ｇｆは燃
料重量、ｎは定数、Ｔは筒内温度であり、内燃機関の種
類により以下に示す式から算出することができる。
【００１３】ガソリンエンジンの場合の計算式： 但し、θはクランク角、（θ）は前記Ｔ、Ｐ、Ｖがそれ
ぞれクランク角θの関数であることを表し、Ｒはガス定
数（２９．２７）である。
ぞれクランク角θの関数であることを表し、Ｒはガス定
数（２９．２７）である。
【００１４】ディーゼルエンジンの場合の計算式： 但し、Ｇ（θ）は体積効率のマップ値又は圧力センサ、
エアフローセンサ又は吸気管センサ検出値、Ｒ（θ）は
２９．２７−（０．１４／λ（θ））で与えられる値、
λ（θ）は空気過剰率である。Ｒ（θ）の実数は２９．
０〜２０．２７の範囲の値である。
エアフローセンサ又は吸気管センサ検出値、Ｒ（θ）は
２９．２７−（０．１４／λ（θ））で与えられる値、
λ（θ）は空気過剰率である。Ｒ（θ）の実数は２９．
０〜２０．２７の範囲の値である。
【００１５】以上式１及び式２の演算をコンピュータに
より演算した場合、１００μ秒程度の演算速度を有する
専用回路を用いた場合には、機関回転速度が３０００ｒ
ｐｍのとき、制御遅れはクランク角で約２°であるのに
対し、主噴射用回路では、前記演算に５００μ秒程度が
必要である。したがって機関回転速度が３０００ｒｐｍ
のとき制御遅れはクランク角で約１０°となり、噴射タ
イミングを推定によって行う必要が生じる。
より演算した場合、１００μ秒程度の演算速度を有する
専用回路を用いた場合には、機関回転速度が３０００ｒ
ｐｍのとき、制御遅れはクランク角で約２°であるのに
対し、主噴射用回路では、前記演算に５００μ秒程度が
必要である。したがって機関回転速度が３０００ｒｐｍ
のとき制御遅れはクランク角で約１０°となり、噴射タ
イミングを推定によって行う必要が生じる。
【００１６】そこで本発明の排気ガス中のＮＯx 低減装
置は、筒内圧力から筒内温度を演算速度が機関の回転速
度に対応できない場合には、前記筒内圧力センサから筒
内温度の変化割合を算出し、筒内温度が６５０℃〜８０
０℃、好ましくは７００〜７７０℃に温度範囲に達する
クランク角を推定し、推定されたクランク角に達すると
燃料噴射ノズルから気筒内に燃料を後噴射する構成によ
って実施することができる。このようにした場合には、
演算回路に通常回路を使用して精度よく後噴射を制御す
ることができる。本発明の排気ガス中のＮＯx 低減装置
は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど各種内
燃機関に適用することができる。
置は、筒内圧力から筒内温度を演算速度が機関の回転速
度に対応できない場合には、前記筒内圧力センサから筒
内温度の変化割合を算出し、筒内温度が６５０℃〜８０
０℃、好ましくは７００〜７７０℃に温度範囲に達する
クランク角を推定し、推定されたクランク角に達すると
燃料噴射ノズルから気筒内に燃料を後噴射する構成によ
って実施することができる。このようにした場合には、
演算回路に通常回路を使用して精度よく後噴射を制御す
ることができる。本発明の排気ガス中のＮＯx 低減装置
は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど各種内
燃機関に適用することができる。
【００１７】
【作用】主噴射後の筒内温度が６５０〜８００℃となる
と筒内に燃料の必要量を後噴射する前記手段は、触媒活
性に有利なＨＣ種である低級オレフィンをより多く発生
させ、効果的なＮＯx の還元除去を行わせることができ
る。また、６５０〜８００℃となる筒内温度を筒内温度
から算出する前記手段は、より簡単な装置構成により本
発明を実施することを可能にし、前記筒内温度に達する
クランク角を筒内圧力から推定する前記手段は、演算回
路を専用回路とせず主噴射用回路により演算させること
が可能となり、更に装置構成を簡単にすることができ
る。
と筒内に燃料の必要量を後噴射する前記手段は、触媒活
性に有利なＨＣ種である低級オレフィンをより多く発生
させ、効果的なＮＯx の還元除去を行わせることができ
る。また、６５０〜８００℃となる筒内温度を筒内温度
から算出する前記手段は、より簡単な装置構成により本
発明を実施することを可能にし、前記筒内温度に達する
クランク角を筒内圧力から推定する前記手段は、演算回
路を専用回路とせず主噴射用回路により演算させること
が可能となり、更に装置構成を簡単にすることができ
る。
【００１８】
【実施例】以下添付の図面により、一実施例により本発
明を具体的に説明する。本実施例の排気ガス中のＮＯx
低減装置は、図１に示すとおり、内燃機関１によって発
生した排気ガス中のＮＯx を、ＮＯx 接触還元装置２に
より効果的に低減させる従来のＮＯx 低減装置におい
て、電子制御噴射ノズル３の行う後噴射制御をコンピュ
ータによる制御装置（以下単に制御装置という）４によ
って制御するように構成したものである。なお本実施例
に使用した内燃機関１は４気筒であるが、図１には１気
筒のみ図示し、他は省略した。
明を具体的に説明する。本実施例の排気ガス中のＮＯx
低減装置は、図１に示すとおり、内燃機関１によって発
生した排気ガス中のＮＯx を、ＮＯx 接触還元装置２に
より効果的に低減させる従来のＮＯx 低減装置におい
て、電子制御噴射ノズル３の行う後噴射制御をコンピュ
ータによる制御装置（以下単に制御装置という）４によ
って制御するように構成したものである。なお本実施例
に使用した内燃機関１は４気筒であるが、図１には１気
筒のみ図示し、他は省略した。
【００１９】前記電子制御噴射ノズル３から噴射する燃
料は、燃料タンク５からフィードポンプ６によって汲み
上げ、高圧ポンプ７によって加圧し、コモンレール８に
供給する。前記高圧ポンプ７の吐出圧は、コモンレール
８に圧力センサ９によって検出し、高圧ポンプ７の吐出
口に取り付けた３方弁からなる電磁弁10を制御して行
う。
料は、燃料タンク５からフィードポンプ６によって汲み
上げ、高圧ポンプ７によって加圧し、コモンレール８に
供給する。前記高圧ポンプ７の吐出圧は、コモンレール
８に圧力センサ９によって検出し、高圧ポンプ７の吐出
口に取り付けた３方弁からなる電磁弁10を制御して行
う。
【００２０】内燃機関１の吸気は、吸気通路11からシリ
ンダヘッド12の吸気ポート13を通じ、シリンダボディ14
の燃焼室15に供給する。燃焼室15において発生した燃焼
ガスは、シリンダヘッド12の排気ポート16から排気通路
17を通じ、ＮＯx 接触還元装置２に供給し、ＮＯx ガス
を還元し大気中に放出する。なお、図１に示す符号18は
燃料の還流通路、19はシリンダ20に嵌入されたピスト
ン、21は吸気弁、22は排気弁である。
ンダヘッド12の吸気ポート13を通じ、シリンダボディ14
の燃焼室15に供給する。燃焼室15において発生した燃焼
ガスは、シリンダヘッド12の排気ポート16から排気通路
17を通じ、ＮＯx 接触還元装置２に供給し、ＮＯx ガス
を還元し大気中に放出する。なお、図１に示す符号18は
燃料の還流通路、19はシリンダ20に嵌入されたピスト
ン、21は吸気弁、22は排気弁である。
【００２１】そして前記燃焼室15には圧電式の筒内圧力
センサ23を取り付け、燃焼室15の内圧ＰB を制御装置４
に入力している。更に制御装置４には、前記の他、内燃
機関１の回転速度センサ24、負荷センサ（例えばアクセ
ル開度センサ）25、クランク角センサ26及びＮＯx 接触
還元装置２の入口温度、即ち排気温度ＴEXH を検出する
温度センサ27の各センサの検出信号を入力している。
センサ23を取り付け、燃焼室15の内圧ＰB を制御装置４
に入力している。更に制御装置４には、前記の他、内燃
機関１の回転速度センサ24、負荷センサ（例えばアクセ
ル開度センサ）25、クランク角センサ26及びＮＯx 接触
還元装置２の入口温度、即ち排気温度ＴEXH を検出する
温度センサ27の各センサの検出信号を入力している。
【００２２】次に図２に示すフローチャートによって、
制御装置４の制御動作を説明する。プログラムがスター
トするとステップ１において排気温度ＴEXH が読み込
み、ステップ２において排気温度ＴEXH が触媒活性温度
Ｔ0 より高いか否かを判別し、否定的結果が得られると
再度ステップ１を実行し、肯定的結果が得られるとステ
ップ３に移行する。
制御装置４の制御動作を説明する。プログラムがスター
トするとステップ１において排気温度ＴEXH が読み込
み、ステップ２において排気温度ＴEXH が触媒活性温度
Ｔ0 より高いか否かを判別し、否定的結果が得られると
再度ステップ１を実行し、肯定的結果が得られるとステ
ップ３に移行する。
【００２３】ステップ３において機関の回転速度Ｎe 及
び負荷（アクセル開度）ＶA が読み込み、ステップ４に
おいて制御装置４のＲＯＭに予め記憶されたマップから
回転速度Ｎe 及び負荷ＶA に対応する後噴射量ＱAFT を
読み込み、ステップ５において、電子制御噴射ノズル３
の駆動パルス幅Ｑ（θ）を、後噴射量ＱAFT 及び回転速
度Ｎe から算出する。
び負荷（アクセル開度）ＶA が読み込み、ステップ４に
おいて制御装置４のＲＯＭに予め記憶されたマップから
回転速度Ｎe 及び負荷ＶA に対応する後噴射量ＱAFT を
読み込み、ステップ５において、電子制御噴射ノズル３
の駆動パルス幅Ｑ（θ）を、後噴射量ＱAFT 及び回転速
度Ｎe から算出する。
【００２４】次いでステップ６において筒内圧ＰB 及び
クランク角CAを読み込み、ステップ７において、前記式
１又は２により燃焼温度Ｔ（θ）を算出し、ステップ８
において燃焼温度Ｔ（θ）が９００℃以下であるか否か
を判別し、否定的結果が得られると再びステップ６を実
行し、肯定的結果が得られるとステップ９において、ス
テップ６において読み込んだクランク角CA900 を制御装
置４のメモリーに一時的に入力し、ステップ10に移行す
る。
クランク角CAを読み込み、ステップ７において、前記式
１又は２により燃焼温度Ｔ（θ）を算出し、ステップ８
において燃焼温度Ｔ（θ）が９００℃以下であるか否か
を判別し、否定的結果が得られると再びステップ６を実
行し、肯定的結果が得られるとステップ９において、ス
テップ６において読み込んだクランク角CA900 を制御装
置４のメモリーに一時的に入力し、ステップ10に移行す
る。
【００２５】ステップ10において、燃焼温度Ｔ（θ）が
８００℃以下であるか否かが判別され、否定的結果が得
られると再びステップ６を実行し、肯定的結果が得られ
るとステップ11において、ステップ６において読み込ん
だクランク角CA800 を制御装置４のメモリーに一時的に
入力し、ステップ12に移行する。。ステップ12におい
て、前記メモリーに記憶されているクランク角CA900 及
びクランク角CA800 の差（ΔCA）を算出し、ステップ13
において燃焼温度Ｔ（θ）が７００℃となるクランク角
CA（θ）（＝CA800 ＋ΔCA）を算出し、ステップ14にお
いてクランク角CAを読み込み、ステップ15に移行する。
８００℃以下であるか否かが判別され、否定的結果が得
られると再びステップ６を実行し、肯定的結果が得られ
るとステップ11において、ステップ６において読み込ん
だクランク角CA800 を制御装置４のメモリーに一時的に
入力し、ステップ12に移行する。。ステップ12におい
て、前記メモリーに記憶されているクランク角CA900 及
びクランク角CA800 の差（ΔCA）を算出し、ステップ13
において燃焼温度Ｔ（θ）が７００℃となるクランク角
CA（θ）（＝CA800 ＋ΔCA）を算出し、ステップ14にお
いてクランク角CAを読み込み、ステップ15に移行する。
【００２６】ステップ15において、ステップ14において
読み込んだクランク角CAがステップステップ13において
算出したクランク角CA（θ）以下であるか否かが判別さ
れ、否定的結果が得られると再びステップ14が実行さ
れ、肯定的結果が得られると、ステップ16においてステ
ップ６で算出したパルス幅の電磁弁10を開弁させる通電
パルスを電子制御噴射ノズル３に与え、スタートに戻
る。
読み込んだクランク角CAがステップステップ13において
算出したクランク角CA（θ）以下であるか否かが判別さ
れ、否定的結果が得られると再びステップ14が実行さ
れ、肯定的結果が得られると、ステップ16においてステ
ップ６で算出したパルス幅の電磁弁10を開弁させる通電
パルスを電子制御噴射ノズル３に与え、スタートに戻
る。
【００２７】以上説明した装置を使用し、回転速度２６
００ｒｐｍに固定し、機関負荷４０％〜８８％に変化さ
せ、後噴射量１を１．１７リッター／時、筒内温度Ｔ
（θ）を７００℃にセットし、後噴射時期をATDCを３０
°〜３３０°の範囲内で変化させたときの排気ガス中の
エチレン生成濃度を、機関負荷量をパラメータとしてグ
ラフにした場合の結果を図３に示す。図３の横軸脇に示
した矢印は後噴射時期である。
００ｒｐｍに固定し、機関負荷４０％〜８８％に変化さ
せ、後噴射量１を１．１７リッター／時、筒内温度Ｔ
（θ）を７００℃にセットし、後噴射時期をATDCを３０
°〜３３０°の範囲内で変化させたときの排気ガス中の
エチレン生成濃度を、機関負荷量をパラメータとしてグ
ラフにした場合の結果を図３に示す。図３の横軸脇に示
した矢印は後噴射時期である。
【００２８】図３から明らかなように、負荷量が８８％
のときには、３００ｐｐｍという高い濃度が観測され、
本実施例の装置の制御が極めて高い制御精度をもってＮ
Ｏx還元触媒の活性化が可能であり、６０％以下と機関
負荷が低くＮＯx 生成量が低いときのエチレン生成濃度
は低く、有効な燃料消費を示していることが分かる。な
お、ガス濃度の測定は、ＮＯx 接触還元装置２の上流側
排気ガス通路17入口から２ｍの位置で行った。
のときには、３００ｐｐｍという高い濃度が観測され、
本実施例の装置の制御が極めて高い制御精度をもってＮ
Ｏx還元触媒の活性化が可能であり、６０％以下と機関
負荷が低くＮＯx 生成量が低いときのエチレン生成濃度
は低く、有効な燃料消費を示していることが分かる。な
お、ガス濃度の測定は、ＮＯx 接触還元装置２の上流側
排気ガス通路17入口から２ｍの位置で行った。
【００２９】ＮＯx 還元触媒としてゼオライト系触媒を
使用し、本実施例の後噴射時の筒内温度前後の温度にお
ける排気ガス中のＮＯx 低減結果の説明を図４によっ
て、また軽油噴射温度とＣＨ種発生濃度との関係を図５
によって説明する。図４の触媒中心温度を横軸にとり、
後噴射時の筒内温度をパラメータとしてＮＯx 浄化率を
表したものである。筒内温度が７１４℃のときに後噴射
した本実施例の場合は、他の筒内温度条件の場合より浄
化率が高く、しかも機関の運転状態に関係なく常に一定
の筒内温度で後噴射するように制御するので、高い浄化
率水準を常に維持することができることを示している。
使用し、本実施例の後噴射時の筒内温度前後の温度にお
ける排気ガス中のＮＯx 低減結果の説明を図４によっ
て、また軽油噴射温度とＣＨ種発生濃度との関係を図５
によって説明する。図４の触媒中心温度を横軸にとり、
後噴射時の筒内温度をパラメータとしてＮＯx 浄化率を
表したものである。筒内温度が７１４℃のときに後噴射
した本実施例の場合は、他の筒内温度条件の場合より浄
化率が高く、しかも機関の運転状態に関係なく常に一定
の筒内温度で後噴射するように制御するので、高い浄化
率水準を常に維持することができることを示している。
【００３０】図５は軽油噴射位置温度と各ＣＨ種の発生
濃度を示したものであり、活性化性能の高いエチレン、
プロピレンの濃度が、６５０℃〜８００℃超の範囲、特
に７００〜７７０℃の範囲で高くなること、８００℃を
越えると前記ＣＨ種の濃度が急速に低下することを示し
ている。したがって、後噴射温度としては８００℃以
下、好ましくは７７０℃以下とすることが好ましいこと
が分かる。
濃度を示したものであり、活性化性能の高いエチレン、
プロピレンの濃度が、６５０℃〜８００℃超の範囲、特
に７００〜７７０℃の範囲で高くなること、８００℃を
越えると前記ＣＨ種の濃度が急速に低下することを示し
ている。したがって、後噴射温度としては８００℃以
下、好ましくは７７０℃以下とすることが好ましいこと
が分かる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＮＯx 低減
装置は、次の効果を奏することができる。即ち、主噴射
後の筒内温度が６５０〜８００℃であるときに、筒内に
ＮＯx 接触還元触媒を活性化用の燃料の必要量を後噴射
するようにしたので、燃料を触媒活性に有利な低級オレ
フィンをより多く発生させ、効果的なＮＯx の還元除去
を行うことができる。
装置は、次の効果を奏することができる。即ち、主噴射
後の筒内温度が６５０〜８００℃であるときに、筒内に
ＮＯx 接触還元触媒を活性化用の燃料の必要量を後噴射
するようにしたので、燃料を触媒活性に有利な低級オレ
フィンをより多く発生させ、効果的なＮＯx の還元除去
を行うことができる。
【００３２】また本発明のＮＯx 低減装置を、筒内圧力
から筒内温度を換算し、６５０〜８００℃となるクラン
ク角を算出し、このクランク角に達すると後噴射を行う
構成としたことにより、より簡単な構成で燃料後噴射タ
イミングに合わせて後噴射を行わせることができる。更
に、本発明のＮＯx 低減装置を、筒内圧力から筒内温度
を換算し、６５０〜８００℃となるクランク角を算出
し、筒内圧力の変化から算出されたクランク角に達する
タイミングを推定し後噴射を行わせるように構成したこ
とにより、前記より更に簡単な構成で燃料後噴射タイミ
ングに合わせて後噴射を行わせることができる。
から筒内温度を換算し、６５０〜８００℃となるクラン
ク角を算出し、このクランク角に達すると後噴射を行う
構成としたことにより、より簡単な構成で燃料後噴射タ
イミングに合わせて後噴射を行わせることができる。更
に、本発明のＮＯx 低減装置を、筒内圧力から筒内温度
を換算し、６５０〜８００℃となるクランク角を算出
し、筒内圧力の変化から算出されたクランク角に達する
タイミングを推定し後噴射を行わせるように構成したこ
とにより、前記より更に簡単な構成で燃料後噴射タイミ
ングに合わせて後噴射を行わせることができる。
【図１】本発明の実施例による排気ガス中のＮＯx 低減
装置を構成する各装置の繋がりを説明する図である。
装置を構成する各装置の繋がりを説明する図である。
【図２】図１に示す排気ガス中のＮＯx 低減装置の制御
装置の動作を説明するフローチャートである。
装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図１に示す装置を使用し、後噴射時期を種々変
化させた際のエチレン生成濃度を排気温度及び負荷をパ
ラメータとして示したグラフ図である。
化させた際のエチレン生成濃度を排気温度及び負荷をパ
ラメータとして示したグラフ図である。
【図４】図１に示す装置によりゼオライト系触媒を使用
した場合の触媒温度と排気ガス中のＮＯx 低減結果との
関係を示すグラフ図である。
した場合の触媒温度と排気ガス中のＮＯx 低減結果との
関係を示すグラフ図である。
【図５】軽油噴射時の温度とＣＨ種発生濃度との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図６】公知データによる、ＮＯx 還元触媒活性化に使
用するＨＣ種とＮＯx 除去率とを示すグラフ図である。
用するＨＣ種とＮＯx 除去率とを示すグラフ図である。
【図７】内燃機関のクランク角に対する筒内温度変化
を、機関回転速度をパラメータとして示したグラフ図で
ある。
を、機関回転速度をパラメータとして示したグラフ図で
ある。
１ 内燃機関 ２ ＮＯx 接触還元
装置 ３ 電子制御噴射ノズル ４ 制御装置 23 筒内圧力センサ 24 回転速度センサ 25 負荷センサ 26 クランク角セン
サ 27 温度センサ
装置 ３ 電子制御噴射ノズル ４ 制御装置 23 筒内圧力センサ 24 回転速度センサ 25 負荷センサ 26 クランク角セン
サ 27 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｓ
Claims (3)
- 【請求項１】 排気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付
けた内燃機関において、少なくとも機関回転速度セン
サ、機関負荷センサ、クランク角センサ、筒内温度セン
サの各センサを取り付け、主噴射による燃料の燃焼後の
筒内温度が６５０℃〜８００℃の温度範囲に達すると、
機関回転速度センサ及び機関負荷センサの検出値によっ
て算出した後噴射開始時期、後噴射量に基づき、燃料噴
射ノズルから気筒内に燃料を噴射させるコンピュータ制
御による制御装置を取り付けた排気ガス中のＮＯx 低減
装置。 - 【請求項２】 排気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付
けた内燃機関において、内燃機関に少なくとも機関回転
速度センサ、機関負荷センサ、クランク角センサ、筒内
圧力センサの各センサを取り付け、主噴射による燃料の
燃焼後の筒内温度が６５０℃〜８００℃の温度範囲に達
するクランク角を算出し、このクランク角に達すると、
機関回転速度センサ及び機関負荷センサの検出値によっ
て算出した後噴射開始時期、後噴射量に基づき、燃料噴
射ノズルから気筒内に燃料を噴射させるコンピュータ制
御による制御装置を取り付けた排気ガス中のＮＯx 低減
装置。 - 【請求項３】 排気通路にＮＯx 接触還元装置を取り付
けた内燃機関において、内燃機関に少なくとも機関回転
速度センサ、機関負荷センサ、クランク角センサ、筒内
圧力センサの各センサを取り付け、主噴射による燃料の
燃焼後の筒内圧力の変化から、筒内温度が６５０℃〜８
００℃の温度範囲に達するクランク角を推定し、機関回
転速度センサ及び機関負荷センサの検出値によって算出
した後噴射開始時期、後噴射量に基づき、燃料噴射ノズ
ルから気筒内に燃料を後噴射させるコンピュータ制御に
よる制御装置を取り付けた排気ガス中のＮＯx 低減装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038813A JPH08232743A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 排気ガス中のＮＯｘ 低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038813A JPH08232743A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 排気ガス中のＮＯｘ 低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08232743A true JPH08232743A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=12535722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7038813A Pending JPH08232743A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 排気ガス中のＮＯｘ 低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08232743A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5983630A (en) * | 1997-07-01 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injecting device for an engine |
| WO2007126131A1 (en) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine |
| JP2009121418A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| WO2011132322A1 (ja) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP2020204321A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル リミテッド | 内燃機関、及び粒子状物質排出のための方法 |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP7038813A patent/JPH08232743A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5983630A (en) * | 1997-07-01 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injecting device for an engine |
| WO2007126131A1 (en) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine |
| JP2009121418A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| WO2011132322A1 (ja) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN102791980A (zh) * | 2010-04-22 | 2012-11-21 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
| JP2020204321A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル リミテッド | 内燃機関、及び粒子状物質排出のための方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4828754B2 (ja) | 内燃機関を運転するための方法 | |
| CN101512120B (zh) | 喷雾引导直喷式火花点火发动机的燃烧控制方法及装置 | |
| CN102797569A (zh) | 发动机瞬态操作期间对利用生物柴油的稀NOx捕集器再生的自适应控制 | |
| US10309328B2 (en) | Exhaust emission control system of engine | |
| JP6025606B2 (ja) | 燃料セタン価推定方法及び装置 | |
| EP1965060B1 (en) | Exhaust emission control device and method for internal combustion engine | |
| EP1387071B1 (en) | Engine exhaust gas purification apparatus | |
| US5129228A (en) | Electronic engine control system | |
| JP2005030332A (ja) | 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 | |
| US20030221665A1 (en) | Idle speed control apparatus and method for internal combustion engine | |
| US10443521B2 (en) | Exhaust emission control system of engine | |
| JPH08232743A (ja) | 排気ガス中のＮＯｘ 低減装置 | |
| GB2185595A (en) | Method of correcting air-fuel ratio for atmospheric pressure in internal combustion engines | |
| JP4030334B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射装置 | |
| JP4122870B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
| JP2006090230A (ja) | 筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置 | |
| JP4407442B2 (ja) | 筒内噴射式エンジンの燃圧制御装置 | |
| KR101091632B1 (ko) | Ｌｎｔ 촉매장치의 공연비 제어방법 | |
| JP2007016746A (ja) | 可変気筒エンジンの燃料噴射制御装置 | |
| US8190349B2 (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP5206652B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP4551895B2 (ja) | 粒子フィルタの再生管理方法及び再生管理装置並びに内燃エンジン | |
| WO2002055858A1 (fr) | Dispositif de commande de moteur a combustion interne comprenant des moyens de diagnostic associes a l'injecteur de carburant | |
| JP4232373B2 (ja) | エンジンの排気浄化装置 | |
| JP2021102933A (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050411 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060207 |