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JP4811205B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

内燃機関の排気ガスを浄化するため、PM(Particulate Matter)を捕集するDPF(Diesel Particulate Filter)や、NOxを吸蔵するNOx触媒、あるいはPMとNOxを同時に低減するDPNR(Diesel Particulate-NOx-Reduction system)などの排気処理装置を排気通路に設置することが行われている。それらの排気処理装置は、定期的に再生処理を必要とする。再生処理を行う際には、未燃燃料を含む排気ガスを排気処理装置に供給する必要がある。そこで、排気系に燃料添加弁を設置し、再生処理の際、その燃料添加弁から排気ガス中に燃料を噴射することが行われている。   DPF (Diesel Particulate Filter) that collects PM (Particulate Matter), NOx catalyst that stores NOx, or DPNR (Diesel Particulate-NOx-Reduction) that simultaneously reduces PM and NOx to purify exhaust gas from internal combustion engines Exhaust treatment devices such as system) are installed in the exhaust passage. These exhaust treatment devices require a regeneration process periodically. When performing the regeneration treatment, it is necessary to supply exhaust gas containing unburned fuel to the exhaust treatment device. Therefore, a fuel addition valve is installed in the exhaust system, and fuel is injected into the exhaust gas from the fuel addition valve during the regeneration process.

特開2001−280125号公報JP 2001-280125 A 実開平6−28218号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-28218 特開2003−278531号公報JP 2003-278531 A 特開2006−22788号公報JP 2006-22788 A 特開2005−16491号公報JP 2005-16491 A

燃料添加弁を備えた内燃機関において、排気ガス流量の少ない運転状態(低中回転域など)では、噴射された燃料の貫徹力に比して排気ガス流れが弱いので、噴射された燃料が壁面に付着し易くなったり、噴射された燃料が微粒化しにくかったりする。燃料が壁面に付着したり、微粒化が不足したりすると、より多くの燃料を燃料添加弁から噴射しなければならなくなり、燃費が悪化するという問題がある。   In an internal combustion engine equipped with a fuel addition valve, in an operating state where the exhaust gas flow rate is low (such as in a low-medium rotation range), the exhaust gas flow is weaker than the penetration force of the injected fuel. Or the injected fuel is difficult to atomize. If the fuel adheres to the wall surface or the atomization is insufficient, there is a problem that more fuel must be injected from the fuel addition valve, resulting in a deterioration in fuel consumption.

このような問題を解決するべく、特開2001−280125号公報には、燃料添加弁に近接する排気弁の開弁期間中に燃料添加弁から燃料を噴射するようにする装置が開示されている。しかしながら、近接する排気弁の開弁期間中に燃料添加弁から燃料を噴射するようにした場合であっても、排気ガス流量の少ないでは、燃料の壁面付着や微粒化不足を十分に解消できないのが実情である。   In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-280125 discloses an apparatus for injecting fuel from a fuel addition valve during an opening period of an exhaust valve adjacent to the fuel addition valve. . However, even when fuel is injected from the fuel addition valve during the opening period of the adjacent exhaust valve, if the exhaust gas flow rate is small, the fuel wall adhesion and insufficient atomization cannot be solved sufficiently. Is the actual situation.

また、排気ガスに晒されている燃料添加弁のノズル部には、排気ガス中のすすやHCなどが混ざり合ったものが堆積するという現象が生ずる。この堆積物(以下「デポジット」という)によってノズル部の噴射孔が塞がれると、燃料添加弁から燃料を噴射できなくなるという問題がある。   In addition, a phenomenon occurs in which a mixture of soot and HC in the exhaust gas accumulates on the nozzle portion of the fuel addition valve exposed to the exhaust gas. If the injection hole of the nozzle portion is blocked by this deposit (hereinafter referred to as “deposit”), there is a problem that fuel cannot be injected from the fuel addition valve.

このような問題に対して、排気処理装置の再生時以外にも燃料添加弁から定期的に燃料を噴射するようにし、燃料噴射の機会を増やすことで、デポジットの堆積を防止する技術が知られている。しかしながら、この場合には、その分だけ燃料消費量が多くなり、燃費が悪化するという問題が生ずる。   In order to solve such a problem, a technique is known in which deposits are prevented by periodically injecting fuel from the fuel addition valve other than at the time of regeneration of the exhaust treatment device, and increasing opportunities for fuel injection. ing. However, in this case, there is a problem that the amount of fuel consumption increases and the fuel consumption deteriorates accordingly.

また、実開平6−28218号公報には、デポジットを除去するため、燃料添加弁のノズル部の周辺にエアーを噴射する装置を設置する技術が開示されている。しかしながら、この場合には、エアー噴射装置を設置するために製造コストが増大するという問題が生ずる。   Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-28218 discloses a technique of installing a device for injecting air around a nozzle portion of a fuel addition valve in order to remove deposits. However, in this case, there is a problem that the manufacturing cost increases because the air injection device is installed.

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、燃料添加弁から噴射する燃料量を節減することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that can reduce the amount of fuel injected from the fuel addition valve.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の少なくとも一つの気筒に対して設置され、排気弁の下流側の排気通路内に燃料を噴射する燃料添加弁と、
前記燃料添加弁が設置された添加弁設置気筒が備える複数の排気弁のうち、前記燃料添加弁のノズル部に当たり易い排気ガス流を作る添加弁側排気弁の開弁特性と、前記燃料添加弁のノズル部に当たりにくい排気ガス流を作る非添加弁側排気弁の開弁特性とを異なる特性にすることのできる可変動弁機構と、
前記内燃機関の運転状態および/または前記燃料添加弁からの燃料噴射状態に応じて前記可変動弁機構を制御することにより、前記燃料添加弁のノズル部へ当たる排気ガス流の強さを制御する排気ガス流制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an exhaust purification device for an internal combustion engine,
A fuel addition valve that is installed for at least one cylinder of the internal combustion engine and injects fuel into an exhaust passage downstream of the exhaust valve;
Among the plurality of exhaust valves provided in the addition valve-installed cylinder in which the fuel addition valve is installed, the opening characteristic of the addition valve side exhaust valve that creates an exhaust gas flow that easily hits the nozzle portion of the fuel addition valve, and the fuel addition valve A variable valve mechanism that can make the opening characteristic of the non-addition valve side exhaust valve that makes the exhaust gas flow difficult to hit the nozzle part of
By controlling the variable valve mechanism according to the operating state of the internal combustion engine and / or the state of fuel injection from the fuel addition valve, the strength of the exhaust gas flow hitting the nozzle portion of the fuel addition valve is controlled. Exhaust gas flow control means;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記排気ガス流制御手段は、前記燃料添加弁からの燃料噴射時に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より多くなるように、前記可変動弁機構を制御する燃料拡散促進手段を含むことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The exhaust gas flow control means is configured so that the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is greater than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when fuel is injected from the fuel addition valve. It includes a fuel diffusion promoting means for controlling the variable valve mechanism.

また、第3の発明は、第2の発明において、
前記燃料拡散促進手段は、排気ガス量が少ない運転状態であるほど、前記添加弁設置気筒から排出される全排気ガスのうちで前記添加弁側排気弁を通過する割合が多くなるように、前記可変動弁機構を制御することを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
The fuel diffusion accelerating means is configured to increase the ratio of passing through the addition valve side exhaust valve out of the total exhaust gas discharged from the addition valve installation cylinder as the exhaust gas amount is in an operation state with a small amount. The variable valve mechanism is controlled.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記排気ガス流制御手段は、前記内燃機関の減速時に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より多くなるように、前記可変動弁機構を制御するデポジット除去手段を含むことを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The exhaust gas flow control means is configured so that the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is larger than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when the internal combustion engine is decelerated. It includes deposit removing means for controlling the valve mechanism.

また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記排気ガス流制御手段は、前記燃料添加弁からの燃料非噴射時に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より少なくなるように前記可変動弁機構を制御するデポジット堆積抑制手段を含むことを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The exhaust gas flow control means is configured so that the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is smaller than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when fuel is not injected from the fuel addition valve. It includes deposit accumulation suppressing means for controlling the variable valve mechanism.

また、第6の発明は、第5の発明において、
前記デポジット堆積抑制手段は、機関回転数および機関負荷が所定値より低い場合に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より少なくなるように、前記可変動弁機構を制御することを特徴とする。
The sixth invention is the fifth invention, wherein
When the engine speed and the engine load are lower than predetermined values, the deposit accumulation suppression means has an exhaust gas amount that passes through the addition valve side exhaust valve that is smaller than an exhaust gas amount that passes through the non-addition valve side exhaust valve. Thus, the variable valve mechanism is controlled.

第1の発明によれば、排気弁の下流側の排気通路内に燃料を噴射する燃料添加弁が設置された添加弁設置気筒が備える複数の排気弁のうち、燃料添加弁のノズル部に当たり易い排気ガス流を作る添加弁側排気弁の開弁特性と、燃料添加弁のノズル部に当たりにくい排気ガス流を作る非添加弁側排気弁の開弁特性とを、可変動弁機構によって、異なる特性にすることができる。そして、内燃機関の運転状態および/または燃料添加弁からの燃料噴射状態に応じて、その可変動弁機構を制御することにより、燃料添加弁のノズル部へ当たる排気ガス流の強さを制御することができる。このため、第1の発明によれば、燃料添加弁のノズル部へ当たる排気ガス流の強さを状況に応じて好適に制御することができる。その結果、噴射された燃料の拡散促進や、デポジットの堆積防止を図ることができ、ひいては、燃料添加弁から噴射する燃料を節減することができる。   According to the first invention, it is easy to hit the nozzle portion of the fuel addition valve among the plurality of exhaust valves provided in the addition valve installation cylinder in which the fuel addition valve for injecting fuel is installed in the exhaust passage on the downstream side of the exhaust valve. The valve opening characteristics of the addition valve side exhaust valve that creates the exhaust gas flow and the valve opening characteristics of the non-addition valve side exhaust valve that creates an exhaust gas flow that does not easily hit the nozzle of the fuel addition valve differ depending on the variable valve mechanism. Can be. Then, by controlling the variable valve mechanism according to the operating state of the internal combustion engine and / or the fuel injection state from the fuel addition valve, the intensity of the exhaust gas flow hitting the nozzle portion of the fuel addition valve is controlled. be able to. For this reason, according to 1st invention, the intensity | strength of the exhaust gas flow which hits the nozzle part of a fuel addition valve can be controlled suitably according to a condition. As a result, it is possible to promote the diffusion of the injected fuel and to prevent the deposit from being deposited, and to save the fuel injected from the fuel addition valve.

第2の発明によれば、燃料添加弁からの燃料噴射時に、添加弁側排気弁を通過する排気ガス量を、非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より多くすることができる。これにより、燃料添加弁からの燃料噴射時に、燃料添加弁のノズル部に当たる排気ガス流を強くすることができる。よって、排気ガス流量の少ない低中回転域などの運転状態であっても、燃料添加弁から噴射された燃料が通路壁面に付着するのを防止することができ、また、噴射された燃料の微粒化(拡散)を促進することができる。このため、燃料添加弁から噴射された燃料を高効率で利用することができるので、燃料添加弁から噴射する燃料を節減することができる。   According to the second invention, the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve can be made larger than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve during fuel injection from the fuel addition valve. Thereby, the exhaust gas flow which hits the nozzle part of a fuel addition valve at the time of the fuel injection from a fuel addition valve can be strengthened. Therefore, it is possible to prevent the fuel injected from the fuel addition valve from adhering to the wall of the passage even in an operation state such as a low / medium rotation range where the exhaust gas flow rate is small. (Diffusion) can be promoted. For this reason, since the fuel injected from the fuel addition valve can be utilized with high efficiency, the fuel injected from the fuel addition valve can be reduced.

第3の発明によれば、燃料添加弁からの燃料噴射時に、排気ガス量が少ない運転状態であるほど、添加弁設置気筒から排出される全排気ガスのうちで添加弁側排気弁を通過する割合が多くなるようにすることができる。これにより、排気ガス量が少ない低中回転域などの運転状態であっても、燃料添加弁のノズル部に当たる排気ガス流をより確実に強くすることができる。よって、燃料添加弁から噴射された燃料が通路壁面に付着するのをより確実に防止することができ、また、噴射された燃料の微粒化(拡散)を更に促進することができる。また、第3の発明によれば、排気ガス量が多い運転状態であるほど、非添加弁側排気弁を通過する排気ガスの割合を多くすることができる。このため、排気ガス量が多いときでも、排気ガスを円滑に排気ポートへ排出することができるので、排気損失の低減が図れる。また、排気ガス量が多いときでも、内部EGR量(残留ガス量)が多くなり過ぎることを回避することができ、吸入空気量不足を招くことがないので、スモークの増加を確実に防止することができる。   According to the third invention, during the fuel injection from the fuel addition valve, the smaller the exhaust gas amount is, the more exhaust gas discharged from the addition valve installation cylinder passes through the addition valve side exhaust valve. The ratio can be increased. As a result, the exhaust gas flow that hits the nozzle portion of the fuel addition valve can be more reliably strengthened even in an operating state such as a low-medium rotation region where the amount of exhaust gas is small. Therefore, the fuel injected from the fuel addition valve can be more reliably prevented from adhering to the passage wall surface, and atomization (diffusion) of the injected fuel can be further promoted. Further, according to the third aspect of the invention, the proportion of the exhaust gas that passes through the non-addition valve side exhaust valve can be increased as the exhaust gas amount increases. For this reason, even when the amount of exhaust gas is large, the exhaust gas can be discharged smoothly to the exhaust port, so that exhaust loss can be reduced. Further, even when the amount of exhaust gas is large, it is possible to avoid an excessive increase in internal EGR amount (residual gas amount), and it is possible to reliably prevent an increase in smoke since there is no shortage of intake air amount. Can do.

第4の発明によれば、内燃機関の減速時に、添加弁側排気弁を通過する排気ガス量を、非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より多くすることができる。これにより、減速時に、燃料添加弁のノズル部に強い排気ガス流を当てることができるので、付着しているデポジットを吹き飛ばすことができる。よって、燃料添加弁の噴射孔が詰まるのを防止するためだけに実施される燃料噴射が不要となるか、またはその頻度を削減することができる。このため、燃費を改善することができる。また、このような制御を減速時に実施するので、内燃機関の燃焼に影響を及ぼすこと(例えば内部EGR量の増大)がなく、内燃機関の運転に悪影響が出ることもない。   According to the fourth invention, when the internal combustion engine is decelerated, the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve can be made larger than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve. Accordingly, a strong exhaust gas flow can be applied to the nozzle portion of the fuel addition valve during deceleration, so that the deposited deposit can be blown off. Therefore, the fuel injection performed only for preventing the injection hole of the fuel addition valve from being clogged becomes unnecessary or the frequency thereof can be reduced. For this reason, fuel consumption can be improved. Further, since such control is performed at the time of deceleration, there is no influence on the combustion of the internal combustion engine (for example, increase in the amount of internal EGR), and there is no adverse effect on the operation of the internal combustion engine.

第5の発明によれば、燃料添加弁からの燃料非噴射時に、添加弁側排気弁を通過する排気ガス量を、非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より少なくすることができる。これにより、燃料添加弁のノズル部に排気ガス流が当たる機会を減らすことができるので、燃料添加弁にデポジットが堆積することを効果的に抑制することができる。その結果、燃料添加弁の噴射孔がデポジットによって詰まるのを防止するためだけに実施される燃料噴射が不要となるか、またはその頻度を削減することができる。このため、燃費を改善することができる。   According to the fifth aspect, the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve can be made smaller than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when fuel is not injected from the fuel addition valve. As a result, the chance of the exhaust gas flow hitting the nozzle portion of the fuel addition valve can be reduced, so that deposits can be effectively suppressed from depositing on the fuel addition valve. As a result, the fuel injection performed only to prevent the injection hole of the fuel addition valve from being clogged with deposits becomes unnecessary or the frequency thereof can be reduced. For this reason, fuel consumption can be improved.

第6の発明によれば、燃料添加弁からの燃料非噴射時に、機関回転数および機関負荷が所定値より低い場合に、添加弁側排気弁を通過する排気ガス量を、非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より少なくすることができる。これにより、デポジットの堆積し易い運転域において燃料添加弁のノズル部に排気ガス流が当たることを抑制することができる。よって、燃料添加弁にデポジットが堆積することをより効果的に抑制することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, when the engine speed and the engine load are lower than the predetermined values when fuel is not injected from the fuel addition valve, the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is reduced to the non-addition valve side exhaust. The amount of exhaust gas passing through the valve can be reduced. As a result, it is possible to suppress the exhaust gas flow from hitting the nozzle portion of the fuel addition valve in an operating region where deposits are likely to accumulate. Therefore, deposits can be more effectively suppressed from depositing on the fuel addition valve.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、4サイクルのディーゼル機関10を備えている。ディーゼル機関10は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。本実施形態のディーゼル機関10は、直列4気筒型であるが、本発明におけるディーゼル機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a four-cycle diesel engine 10. It is assumed that the diesel engine 10 is mounted on a vehicle and used as a power source. Although the diesel engine 10 of the present embodiment is an in-line four-cylinder type, the number of cylinders and the cylinder arrangement of the diesel engine in the present invention are not limited to this.

以下、本実施形態では、本発明をディーゼル機関(圧縮着火内燃機関)の制御に適用した場合について説明するが、本発明は、ディーゼル機関の制御に限定されるものではなく、ガソリン機関(火花点火内燃機関)その他の各種の内燃機関の制御に適用することが可能である。   Hereinafter, although this embodiment demonstrates the case where this invention is applied to control of a diesel engine (compression ignition internal combustion engine), this invention is not limited to control of a diesel engine, A gasoline engine (spark ignition) Internal combustion engine) It can be applied to control of various other internal combustion engines.

ディーゼル機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ12が設置されている。各気筒のインジェクタ12は、共通のコモンレール14に接続されている。コモンレール14内には、サプライポンプ16によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、コモンレール14内から、各インジェクタ12へ、燃料が供給される。   Each cylinder of the diesel engine 10 is provided with an injector 12 that injects fuel directly into the cylinder. The injectors 12 of each cylinder are connected to a common common rail 14. In the common rail 14, high-pressure fuel pressurized by the supply pump 16 is stored. Then, fuel is supplied from the common rail 14 to each injector 12.

インジェクタ12は、1サイクル中に複数回、任意のタイミングで燃料を筒内に噴射することができるものであってもよい。すなわち、1サイクル中に、主たる燃料噴射であるメイン噴射のほかに、メイン噴射に先立つパイロット噴射などを実施するようにしてもよい。   The injector 12 may be capable of injecting fuel into the cylinder at an arbitrary timing a plurality of times during one cycle. That is, during one cycle, in addition to the main injection that is the main fuel injection, a pilot injection prior to the main injection may be performed.

本実施形態のディーゼル機関10には、ターボ過給機24が設置されている。すなわち、ディーゼル機関10の各気筒の排気ポート22から排出された排気ガスは、排気マニホールド20にて合流し、ターボ過給機24のタービンに流入するようになっている。   A turbocharger 24 is installed in the diesel engine 10 of the present embodiment. That is, the exhaust gas discharged from the exhaust port 22 of each cylinder of the diesel engine 10 joins at the exhaust manifold 20 and flows into the turbine of the turbocharger 24.

ターボ過給機24より下流側の排気通路18には、排気ガスを浄化するための排気処理装置として、触媒(触媒付きフィルター)26が設けられている。本実施形態では、触媒26は、NOx吸蔵還元型触媒としての機能と、PM(Particulate Matter)を捕集する機能との双方を備えているものとする。   A catalyst (filter with catalyst) 26 is provided in the exhaust passage 18 downstream of the turbocharger 24 as an exhaust treatment device for purifying exhaust gas. In the present embodiment, the catalyst 26 has both a function as a NOx storage reduction catalyst and a function of collecting PM (Particulate Matter).

ディーゼル機関10の吸気通路28の入口付近には、エアクリーナ30が設けられている。エアクリーナ30を通って吸入された空気は、ターボ過給機24のコンプレッサで圧縮された後、インタークーラ32で冷却される。インタークーラ32を通過した吸入空気は、吸気マニホールド34により、各気筒の吸気ポート35に分配される。   An air cleaner 30 is provided near the inlet of the intake passage 28 of the diesel engine 10. The air sucked through the air cleaner 30 is compressed by the compressor of the turbocharger 24 and then cooled by the intercooler 32. The intake air that has passed through the intercooler 32 is distributed to the intake port 35 of each cylinder by the intake manifold 34.

吸気通路28の、インタークーラ32と吸気マニホールド34との間には、吸気絞り弁36が設置されている。また、吸気通路28の、エアクリーナ30の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ38が設置されている。   An intake throttle valve 36 is installed between the intercooler 32 and the intake manifold 34 in the intake passage 28. Further, an air flow meter 38 for detecting the amount of intake air is installed in the vicinity of the intake passage 28 downstream of the air cleaner 30.

吸気通路28の吸気マニホールド34の近傍には、外部EGR通路40の一端が接続されている。外部EGR通路40の他端は、排気通路18の排気マニホールド20近傍に接続されている。本システムでは、この外部EGR通路40を通して、排気ガス(既燃ガス)の一部を吸気通路28に還流させること、つまり外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。   One end of an external EGR passage 40 is connected to the intake passage 28 in the vicinity of the intake manifold 34. The other end of the external EGR passage 40 is connected to the vicinity of the exhaust manifold 20 of the exhaust passage 18. In this system, a part of the exhaust gas (burned gas) can be recirculated to the intake passage 28 through the external EGR passage 40, that is, external EGR (Exhaust Gas Recirculation) can be performed.

外部EGR通路40の途中には、外部EGRガスを冷却するためのEGRクーラ42が設けられている。外部EGR通路40におけるEGRクーラ42の下流には、EGR弁44が設けられている。このEGR弁44の開度を変えることにより、外部EGR通路40を通る排気ガス量、すなわち外部EGR量を調整することができる。   In the middle of the external EGR passage 40, an EGR cooler 42 for cooling the external EGR gas is provided. An EGR valve 44 is provided downstream of the EGR cooler 42 in the external EGR passage 40. By changing the opening degree of the EGR valve 44, the amount of exhaust gas passing through the external EGR passage 40, that is, the amount of external EGR can be adjusted.

また、本システムにおいて、外部EGR量は、EGR弁44の開度だけでなく、吸気絞り弁36の開度によっても調整することができる。吸気絞り弁36の開度を小さくして吸気を絞ると、吸気圧が小さくなるので、背圧(排気圧)との差圧が大きくなる。つまり、外部EGR通路40の前後の差圧が大きくなる。このため、外部EGR量を多くすることができる。   In this system, the external EGR amount can be adjusted not only by the opening degree of the EGR valve 44 but also by the opening degree of the intake throttle valve 36. When the opening of the intake throttle valve 36 is reduced to throttle the intake air, the intake pressure decreases, so the differential pressure from the back pressure (exhaust pressure) increases. That is, the differential pressure before and after the external EGR passage 40 increases. For this reason, the amount of external EGR can be increased.

ディーゼル機関10の一つの気筒(図1中で左端の気筒)の排気ポート22の近傍には、排気ガス中に燃料を噴射(添加)する燃料添加弁46が設置されている。以下、燃料添加弁46が設置されている気筒を「添加弁設置気筒」という。   A fuel addition valve 46 for injecting (adding) fuel into the exhaust gas is installed in the vicinity of the exhaust port 22 of one cylinder (the leftmost cylinder in FIG. 1) of the diesel engine 10. Hereinafter, the cylinder in which the fuel addition valve 46 is installed is referred to as an “addition valve installation cylinder”.

そして、本実施形態のシステムは、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ48と、ECU(Electronic Control Unit)50とを更に備えている。ECU50には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ECU50は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関10の運転状態を制御する。   The system of this embodiment further includes an accelerator opening sensor 48 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) and an ECU (Electronic Control Unit) 50. The ECU 50 is connected to the various sensors and actuators described above. The ECU 50 controls the operating state of the diesel engine 10 by operating each actuator according to a predetermined program based on the output of each sensor.

図2は、ディーゼル機関10の添加弁設置気筒付近の模式的な平面図である。図2に示すように、ディーゼル機関10には、一気筒当たり、吸気弁52および排気弁56が2個ずつ設けられている。その二つの排気弁56の各々に対応して、排気ポート22も独立して形成されている。そして、燃料添加弁46は、そのノズル部が添加弁設置気筒の一方の排気ポート22内に臨むように配置されている。以下、添加弁設置気筒の二つの排気弁56および排気ポート22を区別して述べる必要のある場合には、燃料添加弁46が設置されている方の排気弁56および排気ポート22を「添加弁側排気弁56a」および「添加弁側排気ポート22a」と呼び、燃料添加弁が設置されていない方の排気弁56および排気ポート22を「非添加弁側排気弁56b」および「非添加弁側排気ポート22b」と呼ぶことにする。   FIG. 2 is a schematic plan view of the vicinity of the addition valve installed cylinder of the diesel engine 10. As shown in FIG. 2, the diesel engine 10 is provided with two intake valves 52 and two exhaust valves 56 for each cylinder. Corresponding to each of the two exhaust valves 56, the exhaust port 22 is also formed independently. The fuel addition valve 46 is arranged such that its nozzle portion faces one exhaust port 22 of the addition valve installation cylinder. Hereinafter, when it is necessary to distinguish between the two exhaust valves 56 and the exhaust port 22 of the addition valve installed cylinder, the exhaust valve 56 and the exhaust port 22 on which the fuel addition valve 46 is installed are referred to as “addition valve side”. The “exhaust valve 56a” and the “addition valve side exhaust port 22a” are referred to as “exhaust valve 56a” and “nonaddition valve side exhaust”. It will be referred to as “port 22b”.

このような添加弁設置気筒において、添加弁側排気弁56aを出た排気ガス流は、添加弁側排気ポート22aを通過するので、燃料添加弁46のノズル部に当たり易い。これに対し、非添加弁側排気弁56bを出た排気ガス流は、非添加弁側排気ポート22bを通過するので、燃料添加弁46のノズル部に当たりにくい。   In such an addition valve installed cylinder, the exhaust gas flow exiting the addition valve side exhaust valve 56a passes through the addition valve side exhaust port 22a, and therefore easily hits the nozzle portion of the fuel addition valve 46. On the other hand, the exhaust gas flow exiting the non-addition valve side exhaust valve 56b passes through the non-addition valve side exhaust port 22b, and therefore does not easily hit the nozzle portion of the fuel addition valve 46.

図3は、図1に示すシステムにおけるディーゼル機関10の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼル機関10について更に説明する。図3に示すように、ディーゼル機関10のクランク軸60の近傍には、クランク軸60の回転角度を検出するクランク角センサ62が取り付けられている。このクランク角センサ62は、ECU50に接続されている。クランク角センサ62によれば、機関回転速度を検出することができる。   FIG. 3 is a view showing a cross section of one cylinder of the diesel engine 10 in the system shown in FIG. Hereinafter, the diesel engine 10 will be further described. As shown in FIG. 3, a crank angle sensor 62 that detects the rotation angle of the crankshaft 60 is attached in the vicinity of the crankshaft 60 of the diesel engine 10. The crank angle sensor 62 is connected to the ECU 50. The crank angle sensor 62 can detect the engine speed.

また、ディーゼル機関10には、吸気弁52のバルブタイミングを可変とする吸気可変動弁機構54と、排気弁56のバルブタイミングを可変とする排気可変動弁機構58とが備えられている。吸気可変動弁機構54および排気可変動弁機構58は、それぞれ、ECU50に接続されている。   Further, the diesel engine 10 is provided with an intake variable valve mechanism 54 that varies the valve timing of the intake valve 52 and an exhaust variable valve mechanism 58 that varies the valve timing of the exhaust valve 56. The intake variable valve mechanism 54 and the exhaust variable valve mechanism 58 are each connected to the ECU 50.

本実施形態の排気可変動弁機構58は、添加弁設置気筒の二つの排気弁56を共に駆動する両弁駆動状態と、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態とに切り換え可能なものであるとする。なお、排気可変動弁機構58は、そのような動作を添加弁設置気筒についてのみ実施するように構成されたものでも、全気筒共通に実施するように構成されたものでも、何れでもよい。   The exhaust variable valve mechanism 58 of the present embodiment pauses the dual valve drive state in which the two exhaust valves 56 of the addition valve installed cylinder are driven together, and the non-addition valve side exhaust valve 56b in the closed state, and adds the exhaust valve side exhaust. It is assumed that it is possible to switch to a one-valve drive state in which only the valve 56a is driven. The exhaust variable valve mechanism 58 may be configured to perform such an operation only for the cylinder with the addition valve, or may be configured to be performed in common for all cylinders.

排気可変動弁機構58の具体的な構造は、特に限定されず、いかなる機構によって上記の機能を実現するものでもよい。例えば、両弁駆動状態と片弁駆動状態とを、油圧などを利用して機械的に切り換える機構や、添加弁側排気弁56aと非添加弁側排気弁56bとを別々の電磁駆動弁で構成する機構などを採用することができる。   The specific structure of the variable exhaust valve mechanism 58 is not particularly limited, and the above function may be realized by any mechanism. For example, a mechanism for mechanically switching between the double-valve drive state and the single-valve drive state using hydraulic pressure or the like, and the addition valve side exhaust valve 56a and the non-addition valve side exhaust valve 56b are configured by separate electromagnetically driven valves. It is possible to employ a mechanism for

吸気可変動弁機構54は、吸気弁52の開弁位相、作用角、およびリフト量の少なくとも一つを変化させることができる。なお、本発明における内燃機関は、吸気可変動弁機構54を備えないもの、すなわち、通常の吸気弁動弁機構で吸気弁52を駆動するものであってもよい。   The intake variable valve mechanism 54 can change at least one of the valve opening phase, the operating angle, and the lift amount of the intake valve 52. The internal combustion engine in the present invention may be one that does not include the intake variable valve mechanism 54, that is, one that drives the intake valve 52 with a normal intake valve mechanism.

本システムでは、前述したように、排気ガス中のPMを触媒26によって捕集することができる。PMが触媒26に蓄積すると、触媒26の通気抵抗が増大する。このため、本システムでは、触媒26に捕集されたPMを燃焼させて除去するPM再生制御を定期的に実施する。PM再生制御では、燃料添加弁46から燃料を噴射することにより、排気ガス中に燃料を添加する。排気ガス中に添加された燃料は、触媒26において反応(燃焼)し、触媒26の温度を例えば600℃程度まで上昇させる。これにより、触媒26のPMを燃焼させることができる。   In this system, as described above, PM in the exhaust gas can be collected by the catalyst 26. When PM accumulates in the catalyst 26, the ventilation resistance of the catalyst 26 increases. For this reason, in this system, PM regeneration control for burning and removing PM collected by the catalyst 26 is periodically performed. In PM regeneration control, fuel is added to the exhaust gas by injecting fuel from the fuel addition valve 46. The fuel added to the exhaust gas reacts (combusts) in the catalyst 26 and raises the temperature of the catalyst 26 to about 600 ° C., for example. Thereby, PM of the catalyst 26 can be burned.

[実施の形態1の特徴]
一般に、排気ガス中に燃料を添加する燃料添加弁を備えた内燃機関においては、排気ガス流量の少ない低中回転域などの運転状態では、噴射された燃料の貫徹力に比して燃料添加弁付近の排気ガス流が弱くなるため、噴射された燃料が通路壁面に付着し易くなったり、噴射された燃料が微粒化しにくかったりする。燃料が壁面に付着したり、微粒化が不足したりすると、より多くの燃料を燃料添加弁から噴射しなければならなくなり、燃費が悪化するという問題がある。また、壁面に付着した燃料が事後的に蒸発することで、排気空燃比が乱れるという問題もある。
[Features of Embodiment 1]
In general, in an internal combustion engine equipped with a fuel addition valve for adding fuel to exhaust gas, the fuel addition valve is compared with the penetration force of the injected fuel in an operating state such as a low and middle rotation region where the exhaust gas flow rate is small. Since the vicinity of the exhaust gas flow becomes weak, the injected fuel is likely to adhere to the wall surface of the passage, or the injected fuel is difficult to atomize. If the fuel adheres to the wall surface or the atomization is insufficient, there is a problem that more fuel must be injected from the fuel addition valve, resulting in a deterioration in fuel consumption. There is also a problem that the exhaust air-fuel ratio is disturbed by the subsequent evaporation of the fuel adhering to the wall surface.

そこで、本実施形態では、燃料添加弁46から燃料を噴射する際には、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動することとした。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガスは、その全部が添加弁側排気ポート22aに集中して流れるため、燃料添加弁46のノズル部に当たる排気ガス流を強くすることができる。よって、排気ガス流量の少ない低中回転域などの運転状態であっても、燃料添加弁46から噴射された燃料が壁面に付着するのを防止することができ、また、噴射された燃料の微粒化(拡散)を促進することができる。   Therefore, in this embodiment, when fuel is injected from the fuel addition valve 46, the non-addition valve side exhaust valve 56b is stopped in a closed state, and only the addition valve side exhaust valve 56a is driven. Thus, all of the exhaust gas discharged from the addition valve installed cylinder flows in a concentrated manner to the addition valve side exhaust port 22a, so that the exhaust gas flow that hits the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be strengthened. Therefore, it is possible to prevent the fuel injected from the fuel addition valve 46 from adhering to the wall surface even in an operating state such as a low / medium rotation range where the exhaust gas flow rate is small. (Diffusion) can be promoted.

[実施の形態1における具体的処理]
図4は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図4に示すルーチンによれば、まず、触媒26の詰まり具合が、PM再生制御を実施すべき程度に達しているか否か(以下単に「触媒26の詰まりの有無」という)が判断される(ステップ100)。触媒26の詰まりの有無は、例えば、差圧センサ(図示せず)によって検出される触媒26の上流側と下流側との差圧や、前回のPM再生制御以降の走行距離などに基づいて判断することができる。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. According to the routine shown in FIG. 4, it is first determined whether or not the degree of clogging of the catalyst 26 has reached the level at which PM regeneration control should be performed (hereinafter simply referred to as “presence / absence of clogging of the catalyst 26”). Step 100). The presence or absence of clogging of the catalyst 26 is determined based on, for example, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the catalyst 26 detected by a differential pressure sensor (not shown), the travel distance after the previous PM regeneration control, and the like. can do.

上記ステップ100において、触媒26の詰まりが有ると判断された場合には、PM再生制御を実施する必要がある。そこで、この場合には、まず、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態となるように、排気可変動弁機構58を制御する(ステップ102)。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガスの全部が、添加弁側排気ポート22aに集中して流れる状態となる。続いて、燃料添加弁46から燃料が噴射され、排気ガス中に燃料が添加される(ステップ104)。これにより、排気ガス中の未燃燃料が触媒26で反応して触媒26が高温になり、触媒26に蓄積したPMを燃焼させて除去することができる。   If it is determined in step 100 that the catalyst 26 is clogged, it is necessary to perform PM regeneration control. Therefore, in this case, first, the exhaust variable valve mechanism 58 is controlled so that the non-addition valve side exhaust valve 56b is closed in a closed state and a one-valve drive state in which only the addition valve side exhaust valve 56a is driven. (Step 102). As a result, all of the exhaust gas discharged from the addition valve installed cylinder is concentrated in the addition valve side exhaust port 22a. Subsequently, fuel is injected from the fuel addition valve 46, and fuel is added to the exhaust gas (step 104). As a result, the unburned fuel in the exhaust gas reacts with the catalyst 26, the temperature of the catalyst 26 becomes high, and the PM accumulated in the catalyst 26 can be burned and removed.

以上説明したように、本実施形態によれば、燃料添加弁46からの燃料噴射時に、添加弁設置気筒から排出される排気ガスの全部を添加弁側排気ポート22aに集中して流すことにより、燃料添加弁46のノズル部に当たる排気ガス流を強くすることができる。よって、排気ガス流量の少ない低中回転域などの運転状態であっても、燃料添加弁46から噴射された燃料が通路壁面に付着するのを防止することができ、また、噴射された燃料の微粒化(拡散)を促進することができる。このため、燃料添加弁46から噴射された燃料を高効率でPM再生に利用することができるので、燃料添加弁46から噴射する燃料を節減することができる。また、通路壁面への燃料付着を防止することができるので、壁面に付着した燃料が事後的に蒸発することで排気空燃比が乱れるような事態を回避することができる。   As described above, according to the present embodiment, when fuel is injected from the fuel addition valve 46, all exhaust gas discharged from the addition valve installation cylinder is caused to flow in a concentrated manner to the addition valve side exhaust port 22a. The exhaust gas flow hitting the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be strengthened. Therefore, it is possible to prevent the fuel injected from the fuel addition valve 46 from adhering to the wall of the passage even in an operating state such as a low / medium rotation range where the exhaust gas flow rate is small. Atomization (diffusion) can be promoted. For this reason, since the fuel injected from the fuel addition valve 46 can be used for PM regeneration with high efficiency, the fuel injected from the fuel addition valve 46 can be saved. In addition, since it is possible to prevent fuel from adhering to the wall surface of the passage, it is possible to avoid a situation in which the exhaust air-fuel ratio is disturbed by the subsequent evaporation of the fuel adhering to the wall surface.

なお、上述した実施の形態1では、PM再生制御の場合について説明したが、リッチスパイク制御やS再生制御の際にも、燃料添加弁46から燃料を噴射することが行われる。リッチスパイク制御は、触媒26に吸蔵されたNOxを、排気ガス中の未燃燃料を還元剤として、Nに還元浄化して離脱させるための制御である。S再生制御は、触媒26にSOx(硫黄酸化物)が吸着することで生ずる硫黄被毒を回復させるための制御である。本発明は、このリッチスパイク制御やS再生制御を実行する際にも適用することができる。 In the first embodiment described above, the case of PM regeneration control has been described. However, fuel is injected from the fuel addition valve 46 also during rich spike control and S regeneration control. The rich spike control is control for reducing and removing NOx occluded in the catalyst 26 by reducing and purifying it to N 2 using unburned fuel in the exhaust gas as a reducing agent. The S regeneration control is control for recovering sulfur poisoning caused by SOx (sulfur oxide) adsorbed on the catalyst 26. The present invention can also be applied when executing this rich spike control or S regeneration control.

また、図2に示す構成では、添加弁側排気ポート22aと非添加弁側排気ポート22bとが隔壁22cを介してシリンダヘッドの端面付近まで分離されているが、この隔壁22cがこれより短いもの、あるいはほとんど無いものであっても、添加弁側排気弁56aと非添加弁側排気弁56bとの開弁特性を異ならせることで、燃料添加弁46のノズル部に当たる排気ガス流の強さは変化する。よって、本発明は、隔壁22cが図2に示す構成より短い場合や、ほとんど無い場合であっても、適用することが可能である。   Further, in the configuration shown in FIG. 2, the addition valve side exhaust port 22a and the non-addition valve side exhaust port 22b are separated to the vicinity of the end face of the cylinder head via the partition wall 22c, but the partition wall 22c is shorter than this. Even if there is almost nothing, the strength of the exhaust gas flow hitting the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be increased by making the opening characteristics of the addition valve side exhaust valve 56a and the non-addition valve side exhaust valve 56b different. Change. Therefore, the present invention can be applied even when the partition 22c is shorter than the configuration shown in FIG.

また、上述した実施の形態1においては、排気可変動弁機構56が前記第1の発明における「可変動弁機構」に相当している。また、ECU50が、図4に示すルーチンの処理を実行することにより前記第1の発明における「排気ガス流制御手段」が、上記ステップ102および104の処理を実行することにより前記第2の発明における「燃料拡散促進手段」が、それぞれ実現されている。   Further, in the first embodiment described above, the exhaust variable valve mechanism 56 corresponds to the “variable valve mechanism” in the first invention. Further, when the ECU 50 executes the processing of the routine shown in FIG. 4, the “exhaust gas flow control means” in the first invention executes the processing of steps 102 and 104 described above. "Fuel diffusion promoting means" has been realized.

実施の形態2.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のシステムは、図1乃至図3に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図5に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. The description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do. The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 5 described later using the hardware configuration shown in FIGS.

本実施形態の排気可変動弁機構58は、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させる機能に加えて、非添加弁側排気弁56bのみのリフト量および作用角の一方または両方(以下、便宜的に単に「リフト量」と表記する。)を連続的または段階的に変化させる機能を有しているものとする。   The variable exhaust valve mechanism 58 of the present embodiment has one or both of the lift amount and the operating angle (hereinafter referred to as the non-addition valve side exhaust valve 56b) in addition to the function of stopping the non-addition valve side exhaust valve 56b in the closed state. For the sake of convenience, it is simply expressed as “lift amount”).

[実施の形態2における具体的処理]
図5は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。以下、図5において、図4に示すステップと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. Hereinafter, in FIG. 5, the same steps as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図5に示すルーチンによれば、まず、触媒26の詰まりの有無が判断され(ステップ100)、触媒26の詰まりが有ると判断された場合には、以下のようにしてPM再生制御が実施される。まず、現在の機関回転数が、予め区分けされた低回転域、中回転域、高回転域の何れにあるかが判別される(ステップ106)。   According to the routine shown in FIG. 5, first, it is determined whether or not the catalyst 26 is clogged (step 100). If it is determined that the catalyst 26 is clogged, PM regeneration control is performed as follows. The First, it is determined whether the current engine speed is in a low rotation range, a medium rotation range, or a high rotation range, which is divided in advance (step 106).

上記ステップ106で、低回転域にあると判別された場合には、排気ガス量が少ないと判断できる。この場合には、実施の形態1と同様に、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される(ステップ108)。   If it is determined in step 106 that the engine is in the low rotation range, it can be determined that the amount of exhaust gas is small. In this case, similarly to the first embodiment, the non-addition valve side exhaust valve 56b is closed in a closed state, and the variable exhaust valve is operated so as to be in a one-valve drive state in which only the addition valve side exhaust valve 56a is driven. The mechanism 58 is controlled (step 108).

一方、上記ステップ106で、中回転域にあると判別された場合には、排気ガス量が中程度であると判断できる。この場合には、添加弁設置気筒から排出される排気ガスの一部を非添加弁側排気ポート22bに流しても、燃料添加弁46のノズル部に当たる排気ガス流は十分に強くなると判断できる。そこで、この場合には、添加弁側排気弁56aを通常のリフト(大リフト)で駆動しつつ、非添加弁側排気弁56bを低リフトで駆動する状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガスの一部は、非添加弁側排気ポート22bに流れる状態となる。   On the other hand, if it is determined in step 106 that the engine is in the middle rotation range, it can be determined that the amount of exhaust gas is medium. In this case, even if a part of the exhaust gas discharged from the addition valve installed cylinder flows to the non-addition valve side exhaust port 22b, it can be determined that the exhaust gas flow that hits the nozzle portion of the fuel addition valve 46 is sufficiently strong. Therefore, in this case, the variable exhaust valve operating mechanism is configured such that the non-addition valve side exhaust valve 56b is driven with a low lift while the addition valve side exhaust valve 56a is driven with a normal lift (large lift). 58 is controlled. As a result, a part of the exhaust gas discharged from the addition valve installed cylinder is in a state of flowing to the non-addition valve side exhaust port 22b.

また、上記ステップ106で、高回転域にあると判別された場合には、排気ガス量が多いと判断できる。この場合には、添加弁設置気筒から排出される排気ガスのうち、上記中回転域よりも多くの割合を非添加弁側排気ポート22bに流しても、燃料添加弁46のノズル部に当たる排気ガス流は十分に強くなると判断できる。そこで、この場合には、添加弁側排気弁56aを通常のリフトで駆動しつつ、非添加弁側排気弁56bを中リフトで駆動する状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガスのうち、中回転域より多くの割合が、非添加弁側排気ポート22bに流れる状態となる。   If it is determined in step 106 that the engine is in the high rotation range, it can be determined that the amount of exhaust gas is large. In this case, the exhaust gas that hits the nozzle portion of the fuel addition valve 46 even if a larger proportion of the exhaust gas discharged from the addition valve installed cylinder than the middle rotation range flows to the non-addition valve side exhaust port 22b. It can be judged that the current is strong enough. Therefore, in this case, the variable exhaust valve mechanism 58 is controlled so that the non-addition valve side exhaust valve 56b is driven with a medium lift while the addition valve side exhaust valve 56a is driven with a normal lift. The As a result, a larger proportion of the exhaust gas discharged from the addition valve-installed cylinder than in the middle rotation region flows into the non-addition valve side exhaust port 22b.

上述したステップ108,110または112の処理に続いて、燃料添加弁46から燃料が噴射され、排気ガス中に燃料が添加される(ステップ104)。   Following the processing of step 108, 110 or 112 described above, fuel is injected from the fuel addition valve 46, and fuel is added to the exhaust gas (step 104).

以上説明した本実施形態の処理によれば、燃料添加弁46からの燃料噴射時、低、中、高回転域の何れにおいても、非添加弁側排気ポート22bを通常のリフト(大リフト)で駆動する場合に比して、燃料添加弁46のノズル部に当たる排気ガス流を強くすることができる。このため、実施の形態1と同様に、燃料添加弁46から噴射された燃料が通路壁面に付着するのを防止することができ、また、噴射された燃料の微粒化(拡散)を促進することができる。   According to the process of the present embodiment described above, the non-addition valve side exhaust port 22b can be operated with a normal lift (large lift) at any of the low, middle and high rotation speeds when fuel is injected from the fuel addition valve 46. Compared with the case of driving, the flow of exhaust gas hitting the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be strengthened. For this reason, as in the first embodiment, the fuel injected from the fuel addition valve 46 can be prevented from adhering to the wall of the passage, and atomization (diffusion) of the injected fuel can be promoted. Can do.

更に、本実施形態によれば、機関回転数が高いほど、つまり排気ガス量が多いほど、非添加弁側排気弁56bを通過させる排気ガスの割合を多くすることができる。このため、排気ガス量が多いときでも、排気ガスを円滑に排気ポート22へ排出することができるので、排気損失の低減が図れる。また、排気ガス量が多いときでも、内部EGR量(残留ガス量)が多くなり過ぎることを回避することができ、吸入空気量不足を招くことがないので、スモークの増加を確実に防止することができる。   Furthermore, according to this embodiment, the higher the engine speed, that is, the greater the amount of exhaust gas, the greater the proportion of exhaust gas that passes through the non-addition valve side exhaust valve 56b. For this reason, even when the amount of exhaust gas is large, the exhaust gas can be discharged smoothly to the exhaust port 22, so that exhaust loss can be reduced. Further, even when the amount of exhaust gas is large, it is possible to avoid an excessive increase in internal EGR amount (residual gas amount), and it is possible to reliably prevent an increase in smoke since there is no shortage of intake air amount. Can do.

なお、図5に示すルーチンでは、非添加弁側排気弁56bのリフト量を機関回転数に応じて3段階に変化させているが、機関回転数に応じて連続的に変化させるようにしてもよい。また、図5に示すルーチンでは、高回転域で非添加弁側排気弁56bのリフト量を中リフトにしているが、高回転域で非添加弁側排気弁56bを大リフトにしても添加弁側排気ポート22aの排気ガス流が十分に強い場合には、高回転域で添加弁側排気弁56aおよび非添加弁側排気弁56bのリフト量を共に大リフトにしてもよい。   In the routine shown in FIG. 5, the lift amount of the non-addition valve side exhaust valve 56b is changed in three stages according to the engine speed, but it may be changed continuously according to the engine speed. Good. In the routine shown in FIG. 5, the lift amount of the non-addition valve side exhaust valve 56b is set to a medium lift in the high rotation range. When the exhaust gas flow in the side exhaust port 22a is sufficiently strong, both the lift amount of the addition valve side exhaust valve 56a and the non-addition valve side exhaust valve 56b may be set to a large lift in the high speed range.

また、上述した実施の形態2においては、ECU50が、図5に示すルーチンの処理を実行することにより前記第3の発明における「燃料拡散促進手段」が実現されている。   In the second embodiment described above, the “fuel diffusion promoting means” according to the third aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the routine shown in FIG.

実施の形態3.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のシステムは、図1乃至図3に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図6に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. The description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do. The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 6 to be described later using the hardware configuration shown in FIGS.

本実施形態の排気可変動弁機構58は、実施の形態1と同様に、添加弁設置気筒の二つの排気弁56を共に駆動する両弁駆動状態と、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態とに切り換え可能なものであるとする。   As in the first embodiment, the variable exhaust valve mechanism 58 of the present embodiment is in a double-valve drive state in which the two exhaust valves 56 of the addition valve installed cylinder are driven together, and the non-addition valve side exhaust valve 56b is in a closed state. , And can be switched to a one-valve drive state in which only the addition valve side exhaust valve 56a is driven.

[実施の形態3の特徴]
本実施形態では、ディーゼル機関10の減速時、すなわち機関回転数が所定値より高く、且つアクセルがOFFされているときに、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態となるように排気可変動弁機構58を制御することとした。これにより、減速時、添加弁設置気筒から排出される排気ガス(空気)の全部が添加弁側排気ポート22aに集中して流れるため、燃料添加弁46のノズル部に強い排気ガス流を当てることができる。この強い排気ガス流により、燃料添加弁46のノズル部に付着しているデポジットを吹き飛ばすことができ、デポジットの堆積による噴射孔の詰まりを防止することができる。
[Features of Embodiment 3]
In the present embodiment, when the diesel engine 10 is decelerated, that is, when the engine speed is higher than a predetermined value and the accelerator is OFF, the non-addition valve side exhaust valve 56b is closed in a closed state, and the addition valve side exhaust is exhausted. The variable exhaust valve mechanism 58 is controlled so as to be in a one-valve drive state in which only the valve 56a is driven. Thereby, at the time of deceleration, all exhaust gas (air) discharged from the addition valve installed cylinder flows in a concentrated manner to the addition valve side exhaust port 22a, so that a strong exhaust gas flow is applied to the nozzle portion of the fuel addition valve 46. Can do. With this strong exhaust gas flow, deposits adhering to the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be blown off, and clogging of the injection holes due to deposit accumulation can be prevented.

[実施の形態3における具体的処理]
図6は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図6に示すルーチンによれば、まず、ディーゼル機関10が減速状態にあるか否かが判別される(ステップ114)。具体的には、機関回転数が所定値より高く、且つアクセルがOFFされている場合には、減速状態であると判別される。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. According to the routine shown in FIG. 6, it is first determined whether or not the diesel engine 10 is in a decelerating state (step 114). Specifically, when the engine speed is higher than a predetermined value and the accelerator is OFF, it is determined that the vehicle is in a deceleration state.

上記ステップ114で減速状態であると判別された場合には、次に、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される(ステップ116)。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガス(空気)の全部が、添加弁側排気ポート22aに集中して流れる状態となる。その結果、燃料添加弁46のノズル部に強い排気ガス流が当たるので、燃料添加弁46のノズル部に付着しているデポジットを吹き飛ばすことができる。   If it is determined in step 114 that the vehicle is decelerating, the non-addition valve-side exhaust valve 56b is then closed in a closed state, and a one-valve drive state in which only the addition valve-side exhaust valve 56a is driven is set. Then, the exhaust variable valve mechanism 58 is controlled (step 116). As a result, all of the exhaust gas (air) discharged from the addition valve-installed cylinder is concentrated in the addition valve side exhaust port 22a. As a result, a strong exhaust gas flow strikes the nozzle portion of the fuel addition valve 46, so that deposits attached to the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be blown away.

以上説明したように、本実施形態によれば、ディーゼル機関10の減速時に、燃料添加弁46のノズル部に付着しているデポジットを吹き飛ばすことができる。よって、燃料添加弁46の噴射孔が詰まるのを防止するためだけに実施される燃料噴射が不要となるか、またはその頻度を削減することができる。このため、燃費を改善することができる。   As described above, according to the present embodiment, the deposit attached to the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be blown off when the diesel engine 10 is decelerated. Therefore, the fuel injection performed only to prevent the injection hole of the fuel addition valve 46 from being clogged becomes unnecessary or the frequency thereof can be reduced. For this reason, fuel consumption can be improved.

また、デポジットを吹き飛ばすための片弁駆動状態を減速時に実施するので、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させることがディーゼル機関10の燃焼に影響を及ぼすこと(例えば内部EGR量の増大)がないので、ディーゼル機関10の運転に悪影響が出ることもない。   In addition, since the one-valve drive state for blowing off the deposit is performed at the time of deceleration, the non-addition valve-side exhaust valve 56b being in the closed state affects the combustion of the diesel engine 10 (for example, an increase in the amount of internal EGR) ) Does not adversely affect the operation of the diesel engine 10.

また、減速時には、通常、インジェクタ12からの燃料噴射は停止されるので、ディーゼル機関10からは、デポジットの原因となるHCやすすを含まない純粋な空気が排気ガスとして排出されることになる。本実施形態によれば、この空気流によってデポジットを吹き飛ばすことができ、その間にデポジットが堆積することはないので、より高いデポジット除去効果が得られる。   Further, since fuel injection from the injector 12 is normally stopped during deceleration, pure air that does not contain HC and soot that causes deposits is discharged as exhaust gas from the diesel engine 10. According to the present embodiment, the deposit can be blown off by this air flow, and no deposit is deposited during that time, so that a higher deposit removing effect can be obtained.

なお、本実施形態では、減速時に非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させるようにしているが、非添加弁側排気弁56bを添加弁側排気弁56aより小さいリフト量で駆動するようにしてもよい。すなわち、減速時に、添加弁側排気弁56aを通過する排気ガス量が、非添加弁側排気弁56bを通過する排気ガス量より多くなるようにすれば、本実施形態の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the non-addition valve side exhaust valve 56b is closed in a closed state during deceleration, but the non-addition valve side exhaust valve 56b is driven with a lift amount smaller than the addition valve side exhaust valve 56a. It may be. That is, the effect of this embodiment can be obtained if the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve 56a is greater than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve 56b during deceleration. .

また、本実施形態では、減速時にインジェクタ12からの燃料噴射を必ずしも完全に停止しなくてもよい。   In the present embodiment, the fuel injection from the injector 12 does not necessarily have to be completely stopped during deceleration.

また、上述した実施の形態3においては、ECU50が、図6に示すルーチンの処理を実行することにより前記第4の発明における「デポジット除去手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “deposit removal means” according to the fourth aspect of the present invention is implemented by the ECU 50 executing the routine shown in FIG.

実施の形態4.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態3との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のシステムは、図1乃至図3に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The description will focus on the differences from the third embodiment described above, and the same matters will be simplified or described. Omitted. The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 7 described later using the hardware configuration shown in FIGS.

本実施形態の排気可変動弁機構58は、実施の形態1と同様に、添加弁設置気筒の二つの排気弁56を共に駆動する両弁駆動状態と、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態とに切り換え可能なものであるとする。   As in the first embodiment, the variable exhaust valve mechanism 58 of the present embodiment is in a double-valve drive state in which the two exhaust valves 56 of the addition valve installed cylinder are driven together, and the non-addition valve side exhaust valve 56b is in a closed state. , And can be switched to a one-valve drive state in which only the addition valve side exhaust valve 56a is driven.

[実施の形態4の特徴]
本実施形態では、減速時に、触媒26の詰まりが有る場合、すなわちPM再生制御の実施が必要な状態である場合には、片弁駆動状態とした上で燃料添加弁46から燃料を噴射して、PM再生制御を実施することとした。一方、減速時に、触媒26が詰まりが無い場合には、実施の形態3と同様に、片弁駆動状態とすることで、燃料添加弁46のデポジットを吹き飛ばすこととした。
[Features of Embodiment 4]
In this embodiment, when the catalyst 26 is clogged at the time of deceleration, that is, when it is necessary to perform PM regeneration control, fuel is injected from the fuel addition valve 46 after the one-valve drive state is set. PM regeneration control is to be carried out. On the other hand, when the catalyst 26 is not clogged during deceleration, the deposit of the fuel addition valve 46 is blown off by setting the one-valve drive state as in the third embodiment.

[実施の形態4における具体的処理]
図7は、本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図7に示すルーチンによれば、まず、触媒26の詰まりの有無が判別される(ステップ118)。そして、詰まりが無いと判別された場合には、次に、減速状態であるか否かが判別され(ステップ120)、減速状態であると判別された場合には、実施の形態3と同様に、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される(ステップ122)。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガス(空気)の全部が、添加弁側排気ポート22aに集中して流れる状態となる。その結果、燃料添加弁46のノズル部に強い排気ガス流が当たるので、燃料添加弁46のノズル部に付着しているデポジットを吹き飛ばすことができる。すなわち、実施の形態3と同様の効果が得られる。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment. According to the routine shown in FIG. 7, first, it is determined whether or not the catalyst 26 is clogged (step 118). If it is determined that there is no clogging, it is then determined whether or not the vehicle is in a deceleration state (step 120). If it is determined that the vehicle is in a deceleration state, the same as in the third embodiment. Then, the exhaust variable valve mechanism 58 is controlled so that the non-addition valve-side exhaust valve 56b is closed in a closed state and the one-valve drive state in which only the addition valve-side exhaust valve 56a is driven (step 122). As a result, all of the exhaust gas (air) discharged from the addition valve-installed cylinder is concentrated in the addition valve side exhaust port 22a. As a result, a strong exhaust gas flow strikes the nozzle portion of the fuel addition valve 46, so that deposits attached to the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be blown away. That is, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

一方、上記ステップ118において、触媒26の詰まりが有ると判別された場合には、次に、減速状態であるか否かが判別され(ステップ124)、減速状態であると判別された場合には、非添加弁側排気弁56bを閉状態で休止させ、添加弁側排気弁56aのみを駆動する片弁駆動状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される(ステップ126)。これにより、添加弁設置気筒から排出される排気ガス(空気)の全部が、添加弁側排気ポート22aに集中して流れる状態となる。この状態で、燃料添加弁46から燃料が噴射され(ステップ128)、PM再生制御が実施される。このように、強い排気ガス流が燃料添加弁46のノズル部に当たっている状態で燃料が噴射されるので、噴射された燃料が通路壁面に付着するのを防止することができ、また、噴射された燃料の微粒化(拡散)を促進することができる。すなわち、実施の形態1と同様の効果が得られる。   On the other hand, if it is determined in step 118 that the catalyst 26 is clogged, it is next determined whether or not the vehicle is in a decelerating state (step 124). Then, the exhaust variable valve operating mechanism 58 is controlled so that the non-addition valve side exhaust valve 56b is closed in a closed state and a one-valve drive state in which only the addition valve side exhaust valve 56a is driven (step 126). As a result, all of the exhaust gas (air) discharged from the addition valve-installed cylinder is concentrated in the addition valve side exhaust port 22a. In this state, fuel is injected from the fuel addition valve 46 (step 128), and PM regeneration control is performed. In this way, since the fuel is injected in a state where a strong exhaust gas flow hits the nozzle portion of the fuel addition valve 46, it is possible to prevent the injected fuel from adhering to the wall surface of the passage. Fuel atomization (diffusion) can be promoted. That is, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

上述した実施の形態4においては、ECU50が、上記ステップ120および122の処理を実行することにより前記第4の発明における「デポジット除去手段」が、上記ステップ126および128の処理を実行することにより前記第2の発明における「燃料拡散促進手段」が、それぞれ実現されている。   In the above-described fourth embodiment, the ECU 50 executes the processes of steps 120 and 122 so that the “deposit removing means” in the fourth invention executes the processes of steps 126 and 128. The “fuel diffusion promoting means” in the second invention is realized.

実施の形態5.
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態5について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のシステムは、図1乃至図3に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. The description will focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do. The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 8 to be described later using the hardware configuration shown in FIGS. 1 to 3.

本実施形態の排気可変動弁機構58は、添加弁設置気筒の二つの排気弁56を共に駆動する両弁駆動状態と、添加弁側排気弁56aを閉状態で休止させ、非添加弁側排気弁56bのみを駆動する片弁駆動状態とに切り換え可能なものであるとする。   The exhaust variable valve mechanism 58 of the present embodiment is configured so that the two exhaust valves 56 of the addition valve installed cylinders are driven together, the addition valve side exhaust valve 56a is closed, and the non-addition valve side exhaust is stopped. It is assumed that it is possible to switch to a one-valve drive state in which only the valve 56b is driven.

[実施の形態5の特徴]
一般に、ディーゼル機関10の低回転域では、空気量が少ないために、排気ガス中のHCが増加する。デポジットが堆積する上で、HCは接着剤のような役目を果たす。このため、低回転域では、燃料添加弁46にデポジットが堆積し易い。また、空気量が少ない低回転域では、燃料添加弁46に当たる排気ガス流も弱いので、堆積したデポジットが吹き飛びにくい。このようなことから、一般に、燃料添加弁46のデポジットは、特に低回転域で蓄積し易いと言える。
[Features of Embodiment 5]
In general, in the low speed range of the diesel engine 10, the amount of air is small, so HC in the exhaust gas increases. HC acts like an adhesive in depositing. For this reason, deposits are likely to accumulate on the fuel addition valve 46 in the low rotation range. Further, in the low rotation range where the amount of air is small, the exhaust gas flow hitting the fuel addition valve 46 is also weak, so that the deposited deposit is difficult to blow off. Therefore, in general, it can be said that the deposit of the fuel addition valve 46 tends to accumulate particularly in the low rotation range.

そこで、本実施形態では、低回転低中負荷域にあるときには、添加弁側排気弁56aを閉状態で休止させ、非添加弁側排気弁56bのみを駆動する片弁駆動状態となるように排気可変動弁機構58を制御することとした。これにより、低回転低中負荷域では、添加弁設置気筒から排出される排気ガスの全部を非添加弁側排気ポート22bに流すことができる。これにより、HCを多く含んだ排気ガスが燃料添加弁46のノズル部に当たる機会を減らすことができるので、燃料添加弁46にデポジットが堆積するのを抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, when the engine is in the low-rotation low-medium load region, the addition valve side exhaust valve 56a is stopped in the closed state, and the exhaust is performed so that the one-valve drive state in which only the non-addition valve side exhaust valve 56b is driven. The variable valve mechanism 58 was controlled. Thereby, in the low-rotation low-medium load region, all of the exhaust gas discharged from the addition valve installation cylinder can flow to the non-addition valve side exhaust port 22b. As a result, the chance of exhaust gas containing a large amount of HC hitting the nozzle portion of the fuel addition valve 46 can be reduced, so that deposits can be prevented from depositing on the fuel addition valve 46.

また、低回転低中負荷域で添加弁側排気弁56aを閉状態で休止させることにより、内部EGR量を増加させることができるので、エミッション(NOx排出量)を低減する効果も得られる。   Moreover, since the internal EGR amount can be increased by resting the addition valve side exhaust valve 56a in the closed state in the low-rotation low-medium load region, an effect of reducing the emission (NOx emission amount) can also be obtained.

なお、低回転高負荷域では、添加弁側排気弁56aを閉状態で休止させると、内部EGR量の増大に伴う空気量の減少に起因して、すすが出易くなる。このため、低回転高負荷域では、上記の制御は行わないこととした。   In addition, in the low rotation high load region, when the addition valve side exhaust valve 56a is stopped in the closed state, soot is easily generated due to the decrease in the air amount accompanying the increase in the internal EGR amount. Therefore, the above control is not performed in the low rotation and high load range.

[実施の形態5における具体的処理]
図8は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図8に示すルーチンによれば、まず、低回転低中負荷域にあるか否かが判別される(ステップ130)。具体的には、機関回転数および機関負荷がそれぞれ予め設定された所定値より低い場合に、低回転低中負荷域にあると判別される。
[Specific Processing in Embodiment 5]
FIG. 8 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. According to the routine shown in FIG. 8, it is first determined whether or not the engine is in the low rotation / low / medium load range (step 130). Specifically, when the engine speed and the engine load are each lower than a predetermined value set in advance, it is determined that the engine is in the low rotation / low / medium load region.

上記ステップ130で低回転低中負荷域にあると判別された場合には、次に、添加弁側排気弁56aを閉状態で休止させ、非添加弁側排気弁56bのみを駆動する片弁駆動状態となるように、排気可変動弁機構58が制御される(ステップ130)。これにより、添加弁側排気ポート22aに排気ガスが流れない状態となるので、燃料添加弁46のノズル部にデポジットが堆積するのを防止することができる。   If it is determined in step 130 that the engine is in the low rotation / low / medium load range, then the addition valve side exhaust valve 56a is closed in a closed state, and only the non-addition valve side exhaust valve 56b is driven. The exhaust variable valve mechanism 58 is controlled so as to be in the state (step 130). As a result, the exhaust gas does not flow to the addition valve side exhaust port 22a, so that deposits can be prevented from being deposited on the nozzle portion of the fuel addition valve 46.

以上説明したように、図8に示すルーチンの処理によれば、デポジットの堆積し易い低回転低中負荷域において燃料添加弁46に排気ガス流が当たらないようにすることができるので、燃料添加弁46にデポジットが堆積することを効果的に抑制することができる。その結果、燃料添加弁46の噴射孔がデポジットによって詰まるのを防止するためだけに実施される燃料噴射が不要となるか、またはその頻度を削減することができる。このため、燃費を改善することができる。   As described above, according to the routine processing shown in FIG. 8, it is possible to prevent the exhaust gas flow from hitting the fuel addition valve 46 in the low rotation / low / medium load range where deposits are likely to accumulate. Accumulation of deposits on the valve 46 can be effectively suppressed. As a result, fuel injection that is performed only to prevent the injection hole of the fuel addition valve 46 from being clogged with deposits is unnecessary, or the frequency thereof can be reduced. For this reason, fuel consumption can be improved.

なお、上述した実施の形態5では、添加弁側排気弁56aの閉状態での休止を低回転低中負荷域で実行するようにしているが、他の運転域においても実行できる場合には、実行してもよい。   In addition, in Embodiment 5 described above, the stop in the closed state of the addition valve side exhaust valve 56a is executed in the low rotation low and middle load range, but when it can be executed in other operation ranges, May be executed.

また、添加弁側排気弁56aを閉状態で休止することに代えて、添加弁側排気弁56aのリフト量を非添加弁側排気弁56bのリフト量より小さくするようにしてもよい。この場合でも、両排気弁56が等リフトである場合と比べ、燃料添加弁46に当たる排気ガス量を少なくすることができるので、デポジットの堆積抑制効果が得られる。   Further, instead of pausing the addition valve side exhaust valve 56a in the closed state, the lift amount of the addition valve side exhaust valve 56a may be made smaller than the lift amount of the non-addition valve side exhaust valve 56b. Even in this case, the amount of exhaust gas hitting the fuel addition valve 46 can be reduced as compared with the case where both the exhaust valves 56 are equally lifted, so that the deposit accumulation suppressing effect can be obtained.

また、上述した実施の形態5においては、ECU50が、図8に示すルーチンの処理を実行することにより前記第5および第6の発明における「デポジット堆積抑制手段」が実現されている。   In the fifth embodiment described above, the “deposit accumulation suppressing means” in the fifth and sixth aspects of the present invention is realized by the ECU 50 executing the routine shown in FIG.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態におけるディーゼル機関の添加弁設置気筒付近の模式的な平面図である。It is a typical top view near the addition valve installation cylinder of the diesel engine in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるディーゼル機関の一つの気筒の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of one cylinder of the diesel engine in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ディーゼル機関
12 インジェクタ
14 コモンレール
18 排気通路
19 排気温センサ
20 排気マニホールド
22 排気ポート
22a 添加弁側排気ポート
22b 非添加弁側排気ポート
22c 隔壁
24 ターボ過給機
26 触媒
28 吸気通路
34 吸気マニホールド
35 吸気ポート
36 吸気絞り弁
38 エアフローメータ
40 外部EGR通路
44 EGR弁
46 燃料添加弁
48 アクセル開度センサ
50 ECU
52 吸気弁
54 吸気可変動弁機構
56 排気弁
56a 添加弁側排気弁
56b 非添加弁側排気弁
58 排気可変動弁機構
62 クランク角センサ
64 ピストン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diesel engine 12 Injector 14 Common rail 18 Exhaust passage 19 Exhaust temperature sensor 20 Exhaust manifold 22 Exhaust port 22a Addition valve side exhaust port 22b Non-addition valve side exhaust port 22c Partition 24 Turbocharger 26 Catalyst 28 Intake passage 34 Intake manifold 35 Intake Port 36 Inlet throttle valve 38 Air flow meter 40 External EGR passage 44 EGR valve 46 Fuel addition valve 48 Accelerator opening sensor 50 ECU
52 Intake valve 54 Intake variable valve mechanism 56 Exhaust valve 56a Addition valve side exhaust valve 56b Non-addition valve side exhaust valve 58 Exhaust variable valve mechanism 62 Crank angle sensor 64 Piston

Claims (6)

内燃機関の少なくとも一つの気筒に対して設置され、排気弁の下流側の排気通路内に燃料を噴射する燃料添加弁と、
前記燃料添加弁が設置された添加弁設置気筒が備える複数の排気弁のうち、前記燃料添加弁のノズル部に当たる排気ガス流を作る添加弁側排気弁の開弁特性と、前記添加弁側排気弁が作る排気ガス流と比べて前記ノズル部から遠い位置に排気ガス流を作る非添加弁側排気弁の開弁特性とを異なる特性にすることのできる可変動弁機構と、
前記内燃機関の運転状態および/または前記燃料添加弁からの燃料噴射状態に応じて前記可変動弁機構を制御することにより、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量と前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量との割合を制御する排気ガス流制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A fuel addition valve that is installed for at least one cylinder of the internal combustion engine and injects fuel into an exhaust passage downstream of the exhaust valve;
Among the plurality of exhaust valves provided in the addition valve installation cylinder in which the fuel addition valve is installed, the valve opening characteristic of the addition valve side exhaust valve that creates an exhaust gas flow corresponding to the nozzle portion of the fuel addition valve, and the addition valve side exhaust A variable valve mechanism capable of making the valve opening characteristic of the non-addition valve side exhaust valve that creates an exhaust gas flow far away from the nozzle portion compared to the exhaust gas flow created by the valve, and a different characteristic;
By controlling the variable valve mechanism according to the operating state of the internal combustion engine and / or the fuel injection state from the fuel addition valve, the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve and the non-addition valve side Exhaust gas flow control means for controlling the ratio of the amount of exhaust gas passing through the exhaust valve ;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
前記排気ガス流制御手段は、前記燃料添加弁からの燃料噴射時に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より多くなるように、前記可変動弁機構を制御する燃料拡散促進手段を含むことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。   The exhaust gas flow control means is configured so that the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is greater than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when fuel is injected from the fuel addition valve. 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising fuel diffusion promoting means for controlling the variable valve mechanism. 前記燃料拡散促進手段は、排気ガス量が少ない運転状態であるほど、前記添加弁設置気筒から排出される全排気ガスのうちで前記添加弁側排気弁を通過する割合が多くなるように、前記可変動弁機構を制御することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。   The fuel diffusion accelerating means is configured to increase the ratio of passing through the addition valve side exhaust valve out of the total exhaust gas discharged from the addition valve installation cylinder as the exhaust gas amount is in an operation state with a small amount. 3. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the variable valve mechanism is controlled. 前記排気ガス流制御手段は、前記内燃機関の減速時に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より多くなるように、前記可変動弁機構を制御するデポジット除去手段を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の排気浄化装置。   The exhaust gas flow control means is configured so that the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is larger than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when the internal combustion engine is decelerated. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising deposit removing means for controlling the valve mechanism. 前記排気ガス流制御手段は、前記燃料添加弁からの燃料非噴射時に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より少なくなるように前記可変動弁機構を制御するデポジット堆積抑制手段を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の内燃機関の排気浄化装置。   The exhaust gas flow control means is configured so that the amount of exhaust gas passing through the addition valve side exhaust valve is smaller than the amount of exhaust gas passing through the non-addition valve side exhaust valve when fuel is not injected from the fuel addition valve. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising deposit accumulation suppressing means for controlling the variable valve mechanism. 前記デポジット堆積抑制手段は、機関回転数および機関負荷が所定値より低い場合に、前記添加弁側排気弁を通過する排気ガス量が前記非添加弁側排気弁を通過する排気ガス量より少なくなるように、前記可変動弁機構を制御することを特徴とする請求項5記載の内燃機関の排気浄化装置。   When the engine speed and the engine load are lower than predetermined values, the deposit accumulation suppression means has an exhaust gas amount that passes through the addition valve side exhaust valve that is smaller than an exhaust gas amount that passes through the non-addition valve side exhaust valve. 6. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the variable valve mechanism is controlled as described above.
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