JP2007510845A - ディーゼル・エンジン車両の排気ラインに組み込まれた汚染除去手段の再生を支援するシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の排気ラインに組み込まれた汚染制御手段を再生させるための外部システムに関する。該システムにおいて、前記汚染制御手段（１）は、酸化触媒形成手段（２）と関連付けられ、エンジン（４）は、少なくとも１回の燃料のシリンダへの後噴射によって再生手法を実行する、共通燃料供給マニフォールドを有する手段（７）と関連付けられる。該システムは、エンジンの減速段階を検出する手段（９）と、触媒形成手段の下流の温度を測定する手段（１１）と、温度値に基づいて、減速段階期間に後噴射される燃料の最大量を決定する手段（８）と、噴射された燃料量が最大量に達するとすぐに後噴射を次第に減少させる手段（７、８）とを備えることを特徴とする。

Description

本発明は、酸化触媒形成手段と関連付けられた汚染除去手段であって、ディーゼル・エンジン自動車の排気ラインに組み込まれた汚染除去手段の再生を支援するシステムに関する。より詳細には、本発明は、エンジンが、燃料をエンジンのシリンダに供給する共通マニフォールドを備える手段と関連付けられ、且つ、一定トルクにおいて、少なくとも１回の後噴射を用いて燃料をシリンダに噴射することにより再生手法を実現するようになされたシステムに関連する。

例えばパティキュレートフィルターなどの汚染除去手段が再生される際に、運転者の足が車両のアクセルから上げられる（通常動作において燃料が噴射されない）時間期間、及び、エンジンのアイドリングの（排気温度が非常に低い）時間期間は、排気温度、即ち排気ライン及び排気ラインに組み込まれた部品の温度の低下をもたらすために、問題がある。

エンジンサイクル中のこれらの期間における１回又はそれ以上の後噴射の利用は、エンジンへの後噴射の燃焼によって生産される炭化水素（ＨＣ）の触媒変換に依存することにより、排気ラインの温度低下を抑制するために役立つ。

しかしながら、そのような手法は、触媒形成手段による発熱反応に依存し、例えばＣＯ／ＨＣ酸化機能を有する酸化触媒又はＮＯｘトラップを備える該手段が活性化されていることが前提とされる。

アクセルペダルから足が上げられた後にエンジンがアイドルに戻る時間期間には、メイン噴射又はパイロット噴射は行われない。そのため、１回又は複数回のそれぞれの後噴射は、シリンダ内で燃焼しない。燃料が、触媒形成手段によって変換されるＨＣの形で気化されるに過ぎないからである。

従って、１回又は複数回のそれぞれの後噴射によってもたらされたＨＣの触媒燃焼の発熱する性質に関わらず、酸化触媒形成手段の入り口の温度は非常に低いため、触媒形成手段の前面は次第に冷却して、その変換活動は次第に停止する。

そのため、エンジンがアイドリングである期間に、１回又はそれ以上の後噴射の利用にも関わらず、触媒形成手段への入り口の温度は比較的低い。アイドリング中の後噴射の手法は、また、エンジンへの後噴射の燃焼によって作り出されたＨＣの触媒変換に依存する。この触媒による発熱反応にも関わらず、触媒形成手段の前面は次第に冷却し、その変換活動は次第に停止する。

そのため、長期に渡るアイドリング期間に、触媒形成手段が全てのＨＣを変換するために十分にアクティブではない可能性がある。そのために、触媒形成手段の下流においてＨＣが急増し、又は、青い煙及び／又は排気臭さえ生じ得る。

更に、後噴射の利用は、潤滑油が燃料によって希釈されることによる潤滑油の潤滑性能の劣化、特に、粘性の低下を引き起こすが、粘性は、低くなり過ぎるとエンジンを損傷する可能性がある。

従って、本発明の目的は、これらの問題を解決することである。
このため、本発明は、酸化触媒形成手段と関連付けられた汚染除去手段であって、ディーゼル・エンジン自動車の排気ラインに組み込まれた汚染除去手段の再生支援を提供するシステムを提供する。該システムにおいて、エンジンは、エンジンのシリンダに燃料を供給するための共通マニフォールド手段と関連付けられ、一定トルクにおいて、少なくとも１回の後噴射においてシリンダに燃料を噴射することにより、再生手法を実現するようになされる。該システムは、
・再生要求即ち後噴射の要求を検出する手段、
・エンジンがアイドリングである期間を検出する手段、
・触媒形成手段の下流の温度を取得する手段、
・前記温度に基づいて、エンジンのアイドリング期間に噴射される燃料の最大量を決定する手段、及び
・噴射された燃料の量が予め決定された最大量に達するとすぐに、１回又は複数回のそれぞれの後噴射を次第に減少させる減少手段
を備えることを特徴とする。

他の特徴によれば、
・減少手段は、較正可能な傾きにおいて１回又は複数回のそれぞれの後噴射を減少させるようになされ、
・汚染除去手段はパティキュレートフィルターを備え、
・汚染除去手段はＮＯｘトラップを備え、
・燃料は、汚染除去手段の再生を促進するために添加剤を含み、該添加剤は、それに混合したパティキュレートとともに汚染除去手段に堆積され、
・燃料は、ＮＯｘトラップを形成する添加剤を含み、
・エンジンはターボチャージャーと関連付けられる。

本発明は、純粋に例として提示され、添付の図面を参照する以下の詳細な説明を読むことにより、一層よく理解され得る。
図１は、この図において包括的な参照番号１を与えられる汚染除去手段の再生支援を提供するシステムの全体構造を示し、該システムは、包括的な参照番号２を与えられる酸化触媒形成手段と関連付けられ、自動車のディーゼル・エンジン４の排気ライン３に組み込まれる。

エンジンは、ターボチャージャーと関連付けられてもよく、この場合、ターボチャージャーのタービン部５は、排気ラインとも関連付けられ、ターボチャージャーのコンプレッサ部６は、エンジンの上流に配置される。

更に、エンジンは、また、エンジンのシリンダに燃料を供給するための共通マニフォールドを形成する手段７と関連付けられ、一定トルクにおいて、少なくとも１回の後噴射動作において、従来の方法でシリンダに燃料を噴射することにより再生手法を実現するようになされる。

これらの手段は、包括的な参照番号８を与えられるパイロット・ユニットによって制御され、該制御ユニットは、例えば汚染除去手段の監視装置によって発行され、後噴射に対する要求を構成する再生要求ｒｅｑ．ＲＧを検出するようになされる。制御ユニット８は、また、エンジンがアイドリングである期間を検出する手段９に接続される。これらの手段は、任意の適切な構造をとり得る。

更に、パイロット・ユニット８は、また、触媒形成手段２の下流の温度を取得する手段に接続され、この取得手段には、包括的な参照番号１１が付けられる。これらの手段は、任意の適切な温度センサを含む。

従って、再生要求即ち後噴射要求を検出すると、制御ユニット８は、また、図２のステップ１２で示される通り、エンジンがアイドリング状態にあることを検出するかもしれない。

ユニット８は、その後、ステップ１３の期間に触媒形成手段２の下流の温度を取得し、ステップ１４において、決定されたこの温度に基づいて、エンジンのアイドリング期間に後噴射において噴射される燃料の最大量を決定するようになされる。

次に、ステップ１５及び１６において、ユニット８は、後噴射期間に噴射された燃料量を監視し、前記の噴射された燃料量が予め決められた最大量に達する瞬間を検知する。
ステップ１７で示される通り、エンジンがアイドリングである期間に、噴射された燃料量が予め決定された燃料量に達すると、パイロット・ユニットは、例えば、ステップ１８において、較正可能な割合において１回又は複数回のそれぞれの後噴射を次第に減少させるようになされる。

そのようなシステムは、パティキュレートフィルター又はＮＯｘトラップによって形成される汚染除去手段とともに動作可能であり、汚染除去手段の再生を促進するために、それに混合したパティキュレートと共に汚染除去手段に堆積する添加剤が、汚染除去手段にトラップされる煤煙の燃焼温度を下げるために、従来の方法で燃料に混合可能であることにも注意すべきである。

従来の方法において、上記の添加剤は、添加剤を含む燃料がエンジン内で燃焼した後も、パティキュレート中に残存する。ＮＯｘトラップを形成する添加剤の利用を企図することも可能である。

従って、そのような構造により、アイドリング期間に後噴射可能な燃料量が、最大量によって制限されることが理解できる。この最大量は、再生期間におけるアイドリング期間に空になる供給量の形で存在する。この供給量は、該期間の終わりに再初期化される。

従って、本システムは、排気ラインの温度レベルが望ましくない場合に、アイドリング期間に後噴射される燃料量を制限することを可能にする。汚染除去手段の再生の観点からは最も効果的であるとは言えない、この期間に後噴射される燃料の全体量を制限することにより、効果的な後噴射の時間が最適化され、燃料によるエンジン潤滑油の希釈が抑制される。

最後に、この方法は、また、酸化機能が急激に停止するリスクを抑制することを可能にする。急激な利用不能は、ＨＣの変換不足をもたらし、煙及び／又は匂いを引き起こす可能性がある、排気中でのＨＣの拡張をもたらす。

当然ながら、他の実施の形態も企図され得る。従って、例えば、汚染除去手段及び酸化触媒形成手段は、単一の部品、特に共通基板に統合されてもよい。例えば、酸化機能を組み込むパティキュレートフィルターが企図されてもよい。同様に、そのような酸化機能を組み込むＮＯｘトラップも企図され得るが、該ＮＯｘトラップは、添加剤を用いても用いなくてもよい。この酸化機能及び／又はＮＯｘトラップ機能は、例えば、燃料と混合された添加剤によって実現されてもよい。

図１は、再生支援を提供する本発明のシステムの全体構造を示すブロック図である。 図２は、本発明のシステムの動作を示すフローチャートである。

Claims (7)

1. 酸化触媒形成手段（２）と関連付けられ、自動車のディーゼル・エンジン（４）の排気ライン（３）に組み込まれた汚染除去手段（１）の再生支援を提供するシステムにおいて、前記エンジン（４）が、前記エンジンのシリンダに燃料を供給するための共通マニフォールド手段（７）と関連付けられ、且つ、一定トルクにおいて、少なくとも１回の後噴射において燃料をシリンダに噴射することにより再生手法を実現するようになされるシステムであって、該システムが、
   再生要求（ｒｅｑ．ＲＧ）即ち後噴射の要求を検出する検出手段（８）と、
   前記エンジンがアイドリングである期間を検出する検出手段（９）と、
   前記触媒形成手段（２）の下流の温度を取得する取得手段（１１）と、
   前記温度に基づいて、エンジンがアイドリングである期間に後噴射中に噴射される燃料の最大量を決定する決定手段（８）と、
   後噴射された燃料の量が、前記予め決定された最大量に達するとすぐに、１回又は複数回のそれぞれの後噴射を次第に減少させる減少手段（７、８）と、
   を備えることを特徴とするシステム。
2. 請求項１記載のシステムであって、前記減少手段（７、８）が、較正可能な傾きを適用して、１回又は複数回のそれぞれの後噴射を減少させる（１８）ようになされることを特徴とするシステム。
3. 請求項１又は２に記載のシステムであって、前記汚染除去手段（１）がパティキュレートフィルターを備えることを特徴とするシステム。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のシステムであって、前記汚染除去手段（１）がＮＯｘトラップを備えることを特徴とするシステム。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のシステムであって、前記燃料が、前記汚染除去手段（１）の再生を促進するために添加剤を含み、該添加剤が、それに混合したパティキュレートとともに前記汚染除去手段（１）に堆積されることを特徴とするシステム。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のシステムであって、前記燃料が、ＮＯｘトラップを形成する添加剤を含むことを特徴とするシステム。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載のシステムであって、前記エンジンがターボチャージャー（５、６）と関連付けられることを特徴とするシステム。

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