JP2018150937A - Method for increasing temperature in at least part of internal combustion engine system, and vehicle with the system - Google Patents

Method for increasing temperature in at least part of internal combustion engine system, and vehicle with the system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine system and a control method for an internal combustion engine system, which rapidly increase temperature in an exhaust gas aftertreatment system to a working temperature and/or maintain the increased temperature in a working temperature range for a long time period.SOLUTION: A method is for increasing temperature in an internal combustion engine system 100 in a critical temperature operation state such as a low temperature start state and comprises a step of determining whether the internal combustion engine system 100 operates in a critical temperature state, and a step of, when the internal combustion engine system 100 operates in the critical temperature state, exerting control to make a first cylinder group 2a inoperative by not feeding fuel to a cylinder of the first cylinder group 2a and exerting control to make a second cylinder group 2b operative by feeding fuel to a cylinder of the second cylinder group 2b, thereby increasing temperature in the internal combustion engine system 100.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃エンジンシステムにおける温度を上昇させるための方法、ならびにこのようなシステムを備える車両に関する。   The present invention relates to a method for increasing the temperature in an internal combustion engine system and to a vehicle comprising such a system.

車両の内燃エンジン、特に大型車両用ディーゼルエンジンにおける現在および将来の排ガスレベルの場合、排ガスおよび燃料消費全体にとって排ガスの後処理が重要になっている。また、車両のドライバビリティおよび信頼性も、これらの排ガス基準を満たすのに用いられる様々な方法に影響を受けている。   In the case of current and future exhaust gas levels in vehicle internal combustion engines, particularly heavy duty diesel engines, exhaust gas aftertreatment is important for overall exhaust gas and fuel consumption. Vehicle drivability and reliability are also affected by the various methods used to meet these emissions standards.

公知の方法の1つとして、通常触媒または粒子フィルタの形態を取るいわゆる排ガス後処理システムを用いるものがある。これらの触媒後処理システムは、好適な温度範囲、たとえば250℃から450℃で作動し、車両の通常運転状態で、この温度範囲は容易に維持される。   One known method uses a so-called exhaust gas aftertreatment system, usually in the form of a catalyst or particle filter. These catalyst aftertreatment systems operate in a suitable temperature range, for example 250 ° C. to 450 ° C., and this temperature range is easily maintained during normal driving conditions of the vehicle.

しかし、エンジン低温始動時、あるいはあるエンジン動作モード時、実際の温度は低すぎるために前記温度範囲に維持できない。   However, when the engine is cold started or during an engine operation mode, the actual temperature is too low to be maintained in the temperature range.

こうして、排ガス後処理システム22を有する内燃エンジンシステムを作動させるための最も困難な課題の1つは、排出要件を満たすように、臨界温度動作状態で排ガス後処理システム内の温度を動作温度まで上昇させ、その上昇させた温度を維持することである。   Thus, one of the most difficult challenges for operating an internal combustion engine system having an exhaust gas aftertreatment system 22 is to raise the temperature in the exhaust gas aftertreatment system to the operating temperature in a critical temperature operating state so as to meet the emission requirements. And maintain the elevated temperature.

低温始動状態に加えて、エンジン停止後に車両が始動すると、実際の排ガス温度が低すぎて前記温度範囲に維持できないという内燃エンジンの臨界温度エンジン動作状態がその他にもいくつか存在する。これらの臨界温度動作状態を以後「低負荷エンジン動作モード、アイドルエンジン動作モード、またはモータリングエンジン動作モード」と呼び、以下の段落でさらに詳細に説明する。   In addition to the cold start condition, there are some other critical temperature engine operating conditions of the internal combustion engine where the actual exhaust gas temperature is too low to be maintained in the temperature range when the vehicle is started after the engine is stopped. These critical temperature operating states are hereinafter referred to as “low load engine operating mode, idle engine operating mode, or motoring engine operating mode” and are described in further detail in the following paragraphs.

「アイドルエンジン動作状態」は、エンジンがアイドル速度で作動している場合のすべてのエンジン動作モードを表す。アイドル速度とは、エンジンが動力伝達系路から分離して、内燃エンジンのアクセルが解放されるとき、エンジンが作動する場合の回転速度である。通常、回転速度は、エンジンのクランク軸の毎分回転数すなわちrpm単位で計測される。アイドル速度にあると、エンジンは適度にスムーズに作動し、エンジン付属機器(送水ポンプ、オルタネータおよび、装備されていればパワーステアリングなどのその他の付属装置)を操作するのに十分な動力を、ただし車両を動かすといった重作業を実行するのには通常十分でない動力を生成する。トラックや乗用車などの車両の場合、アイドル速度は通常600rpm以上1,000rpm以下である。アクセルを解放した場合でも、エンジン動作を継続するために一定量の燃料が内燃エンジン内に噴射される。   “Idle engine operating state” represents all engine operating modes when the engine is operating at idle speed. The idle speed is a rotational speed when the engine is operated when the engine is separated from the power transmission system and the accelerator of the internal combustion engine is released. Usually, the rotational speed is measured in revolutions per minute of the engine crankshaft, that is, in rpm. At idle speed, the engine runs reasonably smoothly and has enough power to operate the engine accessories (water pump, alternator, and other accessories such as power steering, if equipped), It generates power that is not usually sufficient to perform heavy tasks such as moving the vehicle. In the case of vehicles such as trucks and passenger cars, the idle speed is usually 600 rpm or more and 1,000 rpm or less. Even when the accelerator is released, a certain amount of fuel is injected into the internal combustion engine to continue engine operation.

エンジンが多数の付属装置、特に空調を操作する場合、アイドル速度を上げて、エンジンが確実にスムーズに作動し、その付属装置を操作するのに十分な動力を確実に生成するようにしなければならない。したがって、ほとんどのエンジンは、気化器内または燃料噴射系に、より大きな動力が必要になるとアイドル速度を上昇させる自動調節機能が設けられている。   If the engine operates a large number of accessories, especially air conditioning, the idle speed must be increased to ensure that the engine runs smoothly and generates enough power to operate the accessories. . Therefore, most engines are provided with an automatic adjustment function in the carburetor or the fuel injection system that increases the idle speed when more power is required.

「低負荷エンジン動作モードまたはモータリングエンジン動作モード」は、エンジンがある回転速度(rpm)を上回る速度で作動しているが、エンジン内にまったく燃料が噴射されない場合のエンジン動作モードとして定義される。モータリングエンジン動作モードの一例として、エンジンの回転速度が落ちているとき、すなわち通常はエンジンに駆動される車両が坂を惰性で進んでいる場合のモータリングエンジン動作モードが挙げられる。そのモード中、アクセルは解放されているが、エンジンが動力伝達系路と結合したまま、変速機主軸の駆動力でエンジン動作は継続している。   “Low load engine operating mode or motoring engine operating mode” is defined as the engine operating mode when the engine is operating at a speed above a certain rotational speed (rpm) but no fuel is injected into the engine. . As an example of the motoring engine operation mode, there is a motoring engine operation mode when the rotational speed of the engine is decreasing, that is, when the vehicle driven by the engine normally travels on a slope. During that mode, the accelerator is released, but the engine operation continues with the driving force of the transmission main shaft while the engine is coupled to the power transmission path.

上記のようなエンジン動作モード中、エンジンは原則として周囲温度の新鮮な空気を排気システムに送り込んでおり、これによって排ガス後処理システムが非制御(で好ましくない形)で「空冷」されてしまうという問題が生じる。   During the engine operating mode as described above, the engine in principle feeds fresh air at ambient temperature into the exhaust system, which causes the exhaust gas aftertreatment system to be “air cooled” in an uncontrolled (unfavorable form). Problems arise.

これは、触媒排ガス後処理システム内の温度が急激に低下して250℃を下回るため、もはや効果的な排ガス後処理を行うことができないことを意味する。   This means that the exhaust gas aftertreatment can no longer be carried out effectively because the temperature in the catalyst exhaust gas aftertreatment system rapidly drops below 250 ° C.

したがって、排ガス規制要件が増加した結果、内燃エンジン効率の低下がしばしば引き起こされる。したがって、エンジン効率および車両の燃料消費全体に悪影響を及ぼすことのない効率的な排ガス規制を可能にする方法を提供することが重要となる。   Therefore, a reduction in internal combustion engine efficiency is often caused as a result of increased exhaust gas regulation requirements. It is therefore important to provide a method that allows efficient exhaust gas regulation without adversely affecting engine efficiency and overall vehicle fuel consumption.

効率的な内燃エンジンに所要の低排出をもたらすための別の取り組み方法は、いわゆる「部分予混合燃焼(PPC)」を用いるものである。PPCは、簡単に言えば、低セタン価の燃料、たとえばナフサまたは灯油などで圧縮着火(ディーゼル)エンジンを作動させるものと説明できる。低セタン価燃料は、中間負荷または高負荷では効果的に働くが、低負荷エンジン動作モードおよび/またはモータリングエンジン動作モードではその燃焼性が許容範囲に届かない。したがって、PPCもまた、特に低温始動中、アイドル運転状態、および低負荷運転状態にあるとき臨界温度動作状態を誘発するとみなすことができ、このとき、エンジンから炭化水素化合物(HC)および一酸化炭素(CO)が過度に排出されるという問題が生じる。   Another approach to providing the required low emissions for an efficient internal combustion engine is to use so-called “partial premixed combustion (PPC)”. In short, PPC can be described as operating a compression ignition (diesel) engine with a low cetane number fuel, such as naphtha or kerosene. Low cetane number fuel works effectively at medium or high loads, but its flammability does not reach an acceptable range in low load and / or motoring engine operating modes. Thus, PPC can also be considered to induce critical temperature operating conditions, especially during cold start, idle operating conditions, and low load operating conditions, where the hydrocarbon compounds (HC) and carbon monoxide from the engine There arises a problem that (CO) is excessively discharged.

上述の通り、HCおよびCO排出は、排ガス後処理システムが作動中であれば問題ではない。しかし、触媒温度が250℃を下回ると、変換効率が許容できないレベルまで低下する。その結果、低負荷時あるいはアイドルエンジン動作モードまたはモータリングエンジン動作モード中であっても排ガス後処理システムの温度を250℃より高い温度に保ち、および/または排ガス後処理システムの温度を急速に上昇させなければならない。   As mentioned above, HC and CO emissions are not a problem as long as the exhaust gas aftertreatment system is in operation. However, if the catalyst temperature is below 250 ° C., the conversion efficiency decreases to an unacceptable level. As a result, the temperature of the exhaust gas aftertreatment system is maintained at a temperature higher than 250 ° C. and / or the temperature of the exhaust gas aftertreatment system is rapidly increased even at low loads or during idle engine operation mode or motoring engine operation mode. I have to let it.

したがって、本発明の目的は、排ガス後処理システム内の温度を動作温度まで急速に上昇させ、および/またはその上昇させた温度を長期間にわたり動作温度範囲内に維持するような内燃エンジンシステムおよび内燃エンジンシステムの制御方法を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine system and an internal combustion engine that rapidly increases the temperature in the exhaust gas aftertreatment system to the operating temperature and / or maintains the increased temperature within the operating temperature range for a long period of time. It is to provide a method for controlling an engine system.

上記課題は、請求項1に記載の内燃エンジンシステムと、請求項18、22および28に記載の内燃エンジンシステム制御方法と、請求項32に記載の車両により解決される。   The above problem is solved by the internal combustion engine system according to claim 1, the internal combustion engine system control method according to claims 18, 22 and 28, and the vehicle according to claim 32.

発明の第1の態様によれば、課題は、複数の気筒、少なくとも空気を気筒ブロックに与えるためのガス吸入マニホルド、排ガスを前記気筒ブロックから排出するための排ガスマニホルドを有する気筒ブロックを備える内燃エンジンシステムによって解決される。排ガスマニホルドが少なくとも、主排ガス出口と、ウェイストゲート排ガス出口とを備え、主排ガス出口が、排ガスを主排ガス後処理システムに導くための主排ガス管に接続され、ウェイストゲート排ガス出口がウェイストゲート排ガス管に接続される。発明の特徴として、ウェイストゲート排ガス管は、前記主排ガス後処理システムの上流で前記主排ガス管に再接続され、ウェイストゲート排ガス管内を流れる排ガスに触媒処理を行うための少なくとも1つのウェイストゲート後処理部、好ましくはディーゼル酸化触媒などの酸化触媒を備える。主排ガス後処理システムが、酸化触媒と、微粒子フィルタと、および選択触媒反応器の少なくとも1つを備えればよい。   According to a first aspect of the invention, an object is to provide an internal combustion engine comprising a plurality of cylinders, a cylinder block having a gas intake manifold for supplying at least air to the cylinder block, and an exhaust gas manifold for discharging exhaust gas from the cylinder block. Solved by the system. The exhaust gas manifold has at least a main exhaust gas outlet and a waste gate exhaust gas outlet, the main exhaust gas outlet is connected to a main exhaust gas pipe for guiding the exhaust gas to the main exhaust gas aftertreatment system, and the waste gate exhaust gas outlet is a waste gate exhaust gas pipe Connected to. As a feature of the invention, a wastegate exhaust pipe is reconnected to the main exhaust pipe upstream of the main exhaust gas aftertreatment system and at least one wastegate posttreatment for performing catalyst treatment on the exhaust gas flowing in the wastegate exhaust pipe Part, preferably an oxidation catalyst such as a diesel oxidation catalyst. The main exhaust gas aftertreatment system may include at least one of an oxidation catalyst, a particulate filter, and a selective catalytic reactor.

ウェイストゲート排ガス後処理部、特にディーゼル酸化触媒(DOC)やその他の好適な排ガス後処理部は、排ガス流内のO(酸素)を用いて、CO(一酸化炭素)をCO(二酸化炭素)に、HC(炭化水素)をHO(水)とCOに変換する。この変換処理は発熱処理なので、排ガス全体の温度を上昇させるのに十分な熱が生成され、その結果、主排ガス管の再結合部の下方に配列された主排ガス後処理システムとウェイストゲート排ガス管の温度は、その動作温度、好ましくは250℃に保たれるかその動作温度にされる。また、その温度は、ウェイストゲート排ガス管内を流れる排ガス量によって制御してもよく、この排ガス量はウェイストゲート排ガス出口弁および/またはウェイストゲート排ガス管の直径で制御するようにしてもよい。 Wastegate exhaust gas aftertreatment, especially diesel oxidation catalyst (DOC) and other suitable exhaust gas aftertreatment, uses O 2 (oxygen) in the exhaust gas stream to convert CO (carbon monoxide) to CO 2 (carbon dioxide). ) To convert HC (hydrocarbon) into H 2 O (water) and CO 2 . Since this conversion process is an exothermic process, sufficient heat is generated to raise the temperature of the entire exhaust gas, and as a result, the main exhaust gas aftertreatment system and the wastegate exhaust pipe arranged below the recombining part of the main exhaust pipe. Is maintained at or brought to its operating temperature, preferably 250 ° C. The temperature may be controlled by the amount of exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe, and the amount of exhaust gas may be controlled by the diameter of the wastegate exhaust outlet valve and / or the wastegate exhaust pipe.

ウェイストゲート排ガス後処理部はさらに、主酸化触媒で発熱触媒反応を開始するのに十分な熱を伴う排ガスを生成するよう適合される。ウェイストゲート酸化触媒および/または主酸化触媒で発熱触媒反応を開始するために、ある量の炭化水素源を与える不燃燃料が必要である。   The wastegate exhaust gas aftertreatment is further adapted to produce exhaust gas with sufficient heat to initiate an exothermic catalytic reaction with the main oxidation catalyst. In order to initiate an exothermic catalytic reaction with a wastegate oxidation catalyst and / or a main oxidation catalyst, an incombustible fuel that provides a certain amount of hydrocarbon source is required.

さらに別の好ましい実施形態によれば、ウェイストゲート酸化触媒および主酸化触媒が、同一部であるように構成してもよい、好ましくは、一体化した酸化触媒が、ウェイストゲート排ガス管に接続する第1の入口と、主排ガス管に接続する第2の入口とを備える。これによって、第1の入口が第2の入口の上流に配置されるのが好ましい。   According to still another preferred embodiment, the waste gate oxidation catalyst and the main oxidation catalyst may be configured to be the same part. Preferably, the integrated oxidation catalyst is connected to the waste gate exhaust pipe. 1 inlet and a second inlet connected to the main exhaust pipe. Thereby, the first inlet is preferably arranged upstream of the second inlet.

さらに別の好ましい実施形態によれば、不燃燃料は、ウェイストゲート排ガス管内またはウェイストゲート排ガス管に配置される燃料噴射器によって与えられるのがよい。   According to yet another preferred embodiment, the non-combustible fuel may be provided by a fuel injector located in the wastegate exhaust pipe or in the wastegate exhaust pipe.

上記に加えてあるいは上記に代わるものとして、不燃燃料をいわゆる後で行われる後噴射によって与えればよく、この噴射では、燃料が着火しないように燃焼ストロークの終わりに、燃料が気筒ブロックの少なくとも1つの気筒内に噴射される。かなり後のタイミングでの噴射を行うという方策は、オイル希釈問題を生むことが知られているので、慎重に運用しなければならない。しかし、ウェイストゲート後処理部を開始するためにこの方法を用いるのには時間がかからず、オイル希釈問題は生じない。詳細は後述するが、PPC燃焼中、PPC燃料の高揮発性により、この問題は生じない。PPCでは、オイル希釈を理由としてかなり後のタイミングで後噴射を利用することに制限を設ける必要がない。   In addition to or in lieu of the above, non-combustible fuel may be provided by so-called post-injection afterwards, in which the fuel is at the end of the combustion stroke so that the fuel does not ignite at least one of the cylinder blocks. It is injected into the cylinder. The strategy of injecting at a fairly late timing is known to cause oil dilution problems and must be used with caution. However, it takes less time to use this method to start the wastegate post-processing section and there is no oil dilution problem. Although details will be described later, this problem does not occur during the PPC combustion due to the high volatility of the PPC fuel. In PPC, there is no need to place a limit on using post-injection at a considerably later timing because of oil dilution.

かなり後の後噴射にはさらに次のような利点がある。かなり後の後噴射を適正なタイミングで行うことで、燃料は気筒内で前処理され、噴射燃料の炭化水素がこれによって、より軽い炭化水素、COおよびH2(水素)に変換される。酸化触媒において、軽い炭化水素は、噴射燃料の炭化水素より着火し易い。さらに、ウェイストゲート後処理部で、内燃エンジンが十分なCOを与えるよう制御されている場合、ウェイストゲート後処理部は約150℃になったら着火してもよい。最大限のCOを生成するために、空燃比ラムダを制御して、ウェイストゲート排ガス管内に対応する状態、好ましくはわずかに濃厚な状態を与えるようにしてもよい。   The later post-injection has the following further advantages. By performing the later post-injection at the right time, the fuel is pre-treated in the cylinder, and the hydrocarbons of the injected fuel are thereby converted to lighter hydrocarbons, CO and H2 (hydrogen). In the oxidation catalyst, light hydrocarbons are easier to ignite than hydrocarbons in the injected fuel. Furthermore, when the internal combustion engine is controlled to provide sufficient CO in the wastegate post-processing unit, the wastegate post-processing unit may ignite when the temperature reaches about 150 ° C. In order to produce maximum CO, the air / fuel ratio lambda may be controlled to provide a corresponding state, preferably a slightly richer state, in the wastegate exhaust pipe.

ラムダ(λ)とは、所与の混合気について、実際の空燃比と化学量論的空燃比の比である。それゆえ、一般的な燃料の組成は季節毎に変化し、現代の多くの車両では様々な燃料が扱われるので、ラムダは燃料混合気の変動に左右されない。化学量論的混合気は利用可能な燃料を完全燃焼するのに十分な空気を含有しているだけである。ラムダ1.0とは、化学量論的混合気を表し、濃厚混合気は1.0未満、希薄混合気は1.0より大きい。   Lambda (λ) is the ratio of the actual air / fuel ratio to the stoichiometric air / fuel ratio for a given mixture. Therefore, the general fuel composition changes from season to season, and many modern vehicles handle a variety of fuels, so lambda is not affected by variations in the fuel mixture. The stoichiometric mixture only contains enough air to completely burn the available fuel. Lambda 1.0 represents a stoichiometric mixture, a rich mixture is less than 1.0 and a lean mixture is greater than 1.0.

ウェイストゲート酸化触媒が着火するとすぐに、そのかなり後の後噴射を終了して、濃厚状態で内燃エンジンを作動することができる。濃厚燃焼状態によって、主酸化触媒において動作を開始するために十分な熱と不燃燃料が与えられる。さらに、濃厚燃焼では、着火を容易にするために燃料を前処理してもよい。かなり後の後噴射同様、ラムダはHCに対するCOおよびH2の生成量を最大限にするのに適切である。少なくとも1つの主排ガス後処理部の着火を支援するために、ウェイストゲート後処理部が着火した直後であれば、この方策は適切である。主排ガス後処理部が着火すると、典型的には、ウェイストゲート排ガス管内の状態は、主排ガス後処理部を急速に加熱するために少なくともわずかに濃厚であればよい。内燃エンジンの冷温始動のための好ましいステップについては、あとで詳細に説明する。   As soon as the wastegate oxidation catalyst is ignited, the post-injection can be terminated considerably later and the internal combustion engine can be operated in a rich state. The rich combustion condition provides sufficient heat and non-combustible fuel to begin operation in the main oxidation catalyst. Further, in rich combustion, the fuel may be pretreated to facilitate ignition. Like much later post-injection, lambda is adequate to maximize CO and H2 production relative to HC. In order to support the ignition of at least one main exhaust gas aftertreatment unit, this measure is appropriate if it is immediately after the wastegate aftertreatment unit has ignited. When the main exhaust gas aftertreatment section ignites, typically, the state in the wastegate exhaust pipe need only be at least slightly rich in order to rapidly heat the main exhaust gas aftertreatment section. The preferred steps for cold start of the internal combustion engine will be described in detail later.

モータリングエンジン動作状態中、主排ガス後処理部で触媒反応を再び開始するのに十分な熱を瞬間的に与えることにより、空冷排ガス後処理システムに対するいわゆる「口火」としてウェイストゲート排ガス管およびウェイストゲート排ガス後処理部を用いてもよい。主排ガス後処理システムを再始動する場合にもまた、上記および以下でより詳細に説明する方法が使われることがある。   Waste motor exhaust pipe and waste gate as a so-called “flame” to the air-cooled exhaust gas aftertreatment system by momentarily applying enough heat to start the catalytic reaction again in the main exhaust gas aftertreatment section during motoring engine operation An exhaust gas aftertreatment unit may be used. The method described in more detail above and below may also be used when restarting the main exhaust aftertreatment system.

別の実施形態によれば、ターボチャージャは主排ガス出口にまたはその近辺に配置される。その場合、本発明のウェイストゲート排ガス管がターボチャージャのバイパスとして機能する。ターボチャージャにバイパスを設けることにより、次のような効果が得られる。ターボチャージャにバイパスを設けることによって、主排ガス管での加熱が上昇する。ターボチャージャは熱慣性が大きいので、アイドルまたはモータリングエンジン動作モード中、排ガスを冷却してしまう、あるいは冷温始動から加熱するために排ガスからの大量の熱エネルギーを消費するためである。ターボチャージャにバイパスを設けることによって、主排ガス後処理システムに未冷却の排ガスが与えられる。低圧タービンは通常非常に大きく重いので、2段階ターボチャージャを用いることにより冷却現象が増加する。   According to another embodiment, the turbocharger is located at or near the main exhaust outlet. In that case, the wastegate exhaust pipe of the present invention functions as a bypass of the turbocharger. By providing a bypass in the turbocharger, the following effects can be obtained. By providing a bypass in the turbocharger, heating in the main exhaust pipe is increased. This is because the turbocharger has a high thermal inertia, and therefore cools the exhaust gas during the idle or motoring engine operation mode, or consumes a large amount of thermal energy from the exhaust gas to heat from a cold start. By providing a bypass in the turbocharger, uncooled exhaust gas is provided to the main exhaust gas aftertreatment system. Low pressure turbines are usually very large and heavy, so the cooling phenomenon is increased by using a two-stage turbocharger.

温度問題が発生するのはある臨界温度状態時だけなので、ウェイストゲート排ガス管がさらに、ウェイストゲート排ガス管内を流れる排ガス量を制御するように適合される弁を備えることが好ましい。その結果、中間負荷または高負荷エンジン動作モード中、ウェイストゲート排ガス管が閉止する。   Since temperature problems only occur at certain critical temperature conditions, it is preferred that the wastegate exhaust pipe further comprises a valve adapted to control the amount of exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe. As a result, the wastegate exhaust pipe is closed during the intermediate load or high load engine operation mode.

別の好ましい実施形態によれば、ウェイストゲート燃料噴射器を、ウェイストゲート排ガス管内の排ガス温度を上昇させるためのバーナー用に用いてもよい。ウェイストゲート排ガス管内の排ガス温度はこれによって十分高くなり、第1の排ガス管およびウェイストゲート排ガス管内を流れる排ガスの温度全体を上昇させることができる。   According to another preferred embodiment, a wastegate fuel injector may be used for the burner for raising the exhaust gas temperature in the wastegate exhaust pipe. As a result, the exhaust gas temperature in the wastegate exhaust pipe becomes sufficiently high, and the overall temperature of the exhaust gas flowing through the first exhaust pipe and the wastegate exhaust pipe can be raised.

別の好ましい実施形態によれば、排ガスパルスのパルスエネルギーを捕獲するために、燃料噴射器および/または少なくとも1つの排ガス後処理部が、排ガスマニホルドに近接配置される。パルスエネルギーにより、排ガスと噴射燃料の混合が促進される。   According to another preferred embodiment, a fuel injector and / or at least one exhaust aftertreatment are arranged in close proximity to the exhaust manifold to capture the pulse energy of the exhaust pulse. The mixing of the exhaust gas and the injected fuel is promoted by the pulse energy.

別の好ましい実施形態によれば、気筒ブロックの複数の気筒が、少なくとも、第1の気筒グループおよび第2の気筒グループ内に配置される。好ましくは、各気筒グループが吸気スロットルを備え、各吸気スロットルが分離可能に動作可能である。任意で、吸入マニホルドが、第1の気筒グループに割り当てられる第1の吸入マニホルド部と、第2の気筒グループに割り当てられる第2の吸入マニホルド部を備える。この配置によって、臨界温度動作状態中、第1の気筒グループに燃料を与えないことで不作動の気筒グループを構成し、第2の気筒グループに燃料を与えることで作動中の気筒グループを構成するように、内燃エンジンを制御することが可能となる。特に、不作動の気筒が送り出すガス容量が全体として減少することによって周囲温度の新鮮な空気の量も減少するために、主排ガス後処理システムの温度を動作温度範囲に維持するのに十分な高温排ガスを作動中の第2の気筒グループが生成する。   According to another preferred embodiment, the plurality of cylinders of the cylinder block are arranged at least in the first cylinder group and the second cylinder group. Preferably, each cylinder group includes an intake throttle, and each intake throttle can operate in a separable manner. Optionally, the intake manifold comprises a first intake manifold portion assigned to the first cylinder group and a second intake manifold portion assigned to the second cylinder group. With this arrangement, an inoperative cylinder group is formed by not supplying fuel to the first cylinder group during a critical temperature operation state, and an operating cylinder group is formed by supplying fuel to the second cylinder group. As described above, the internal combustion engine can be controlled. Especially high enough to maintain the temperature of the main exhaust aftertreatment system in the operating temperature range, since the overall volume of gas delivered by the inactive cylinders is reduced, which also reduces the amount of fresh air at ambient temperature. A second cylinder group operating the exhaust gas is generated.

別の好ましい実施形態によれば、排ガスマニホルドが、排ガスマニホルド内で、第1の気筒グループから好ましくは第1の排ガス出口までの第1の排ガス流と、第2の気筒グループから好ましくは第2の排ガス出口までの第2の排ガス流とを与えるように適合される。第1の気筒グループからの排ガスと第2の気筒グループからの排ガスは混合せず、それぞれの排ガス出口に導かれるので、作動中の第2の気筒グループからの高温排ガスだけがウェイストゲート排ガス管に向かうまで、ウェイストゲート排ガス管内の温度がさらに上昇する。特に低負荷エンジン動作モード中の作動中の気筒グループからの排ガス温度は、すべての気筒が与える動力がこの時点では作動中の気筒グループのみによる動力であるので、すべての気筒が低負荷で作動中の場合に比べてはるかに高くなる。このことは、作動中の気筒グループ内の負荷を低負荷から中間負荷または高負荷にまで増大させる必要があり、それによって作動中の気筒グループの温度が上昇する。   According to another preferred embodiment, an exhaust manifold is disposed in the exhaust manifold, the first exhaust gas flow from the first cylinder group to the first exhaust gas outlet, preferably from the second cylinder group, and preferably from the second cylinder group. And a second exhaust gas stream to the exhaust gas outlet. Since the exhaust gas from the first cylinder group and the exhaust gas from the second cylinder group are not mixed and are led to the respective exhaust gas outlets, only the high-temperature exhaust gas from the second cylinder group in operation enters the wastegate exhaust pipe. Until it goes, the temperature in the wastegate exhaust pipe further increases. In particular, the exhaust gas temperature from the active cylinder group in the low-load engine operation mode is that all cylinders are operating at low load because the power given by all cylinders is only from the active cylinder group at this time. Much higher than in the case of. This requires that the load in the active cylinder group be increased from a low load to an intermediate load or a high load, thereby increasing the temperature of the active cylinder group.

別の好ましい実施形態によれば、排ガス流の分離を排ガスマニホルドに分離要素を設けることによって達成するようにしてもよい。したがって、排ガスマニホルドが、第1の排ガス出口に割り当てられる第1の排ガスマニホルド部と、第2の排ガス出口に割り当てられる第2の排ガスマニホルド部とを設けるように適合される。   According to another preferred embodiment, separation of the exhaust gas stream may be achieved by providing a separation element in the exhaust gas manifold. Accordingly, the exhaust gas manifold is adapted to provide a first exhaust gas manifold portion assigned to the first exhaust gas outlet and a second exhaust gas manifold portion assigned to the second exhaust gas outlet.

別の好ましい実施形態によれば、排ガスマニホルドはさらに、第3の排ガス管を通る第3の排ガス流を与えるように適合され、第3の排ガス管が、第2の排ガスマニホルド部に割り当てられる。さらに、第3の排ガス管が、少なくとも1つのターボチャージャ部に排ガスを与えるように適合される。好ましくは、第1と第3の排ガス管が、同一のターボチャージャ部に排ガスを与えるように適合され、好ましくは、ターボチャージャ部が2つの入口を有するタービンを備える。2つの入口を有するタービンを用いることにより、車両内部の全体の構成要素が削減され、これによって重量全体が減少し、燃料消費の削減および車両積載可能性の増加につながる。加えて、ターボチャージャの構成要素は通常小型であればあるほど効率が低くなるので、2つの入口を有するタービンはタービン効率を向上させる。   According to another preferred embodiment, the exhaust gas manifold is further adapted to provide a third exhaust gas flow through the third exhaust gas pipe, the third exhaust gas pipe being assigned to the second exhaust gas manifold section. Furthermore, the third exhaust pipe is adapted to supply exhaust gas to the at least one turbocharger section. Preferably, the first and third exhaust pipes are adapted to supply exhaust gas to the same turbocharger section, preferably the turbocharger section comprises a turbine having two inlets. By using a turbine with two inlets, the overall components inside the vehicle are reduced, thereby reducing the overall weight, leading to reduced fuel consumption and increased vehicle loadability. In addition, turbines with two inlets improve turbine efficiency because turbocharger components are usually less efficient the smaller they are.

別の好ましい実施形態によれば、内燃エンジンシステムはさらに、排ガスの少なくとも一部を内燃エンジンのガス吸入口側に再循環させるための排ガス再循環(EGR)システムを備え、好ましくは、排ガス管が、排ガスマニホルドから直接分岐する、または、ターボチャージャ部の下流および好ましくは主排ガス後処理システムの少なくとも1つの部の上流で、最も好ましくは主排ガス後処理システムの中の少なくとも1つの部の上流で、特に選択触媒反応器の上流であるが、好ましくはフィルタを通過した排ガスを再循環させるための微粒子フィルタ部の下流で、主排ガス管および/または第3の排ガス管から分岐する。   According to another preferred embodiment, the internal combustion engine system further comprises an exhaust gas recirculation (EGR) system for recirculating at least part of the exhaust gas to the gas inlet side of the internal combustion engine, preferably the exhaust pipe is Branch off directly from the exhaust manifold, or downstream of the turbocharger section and preferably upstream of at least one part of the main exhaust aftertreatment system, most preferably upstream of at least one part of the main exhaust aftertreatment system In particular, upstream from the selective catalyst reactor, but preferably downstream from the particulate filter section for recirculating the exhaust gas that has passed through the filter, it branches off from the main exhaust gas pipe and / or the third exhaust gas pipe.

EGRは、内燃エンジンの排ガス、特に排ガス内の酸化窒素量を減少させるという効果がある。好ましくは、排ガスの再循環後の伏流を冷却した後、EGRエンジンのガス吸入口側に送り、混合気をEGRエンジンの気筒内に導入する前に、ここで到来する空気と混合する。再高温排ガスを再循環することでEGRエンジンのガス吸入口側でのガス温度がEGRエンジンに損傷を与えるレベルまで上昇するので、循環排ガスの冷却はEGRエンジンにとって必須である。さらに、たとえばエンジン負荷およびEGRエンジンを通る全質量流のエンジン動作モードなどに応じた10%から90%の広範囲に渡る排ガス量の再循環は、十分なNOx低減を生み出すために必要である。   EGR has an effect of reducing the amount of exhaust gas from an internal combustion engine, particularly the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas. Preferably, after the sub-flow after the exhaust gas recirculation is cooled, it is sent to the gas inlet side of the EGR engine, and the air-fuel mixture is mixed with the incoming air before being introduced into the cylinder of the EGR engine. Since the gas temperature on the gas inlet side of the EGR engine rises to a level that damages the EGR engine by recirculating the re-hot exhaust gas, cooling of the circulating exhaust gas is essential for the EGR engine. In addition, exhaust gas recirculation over a wide range of 10% to 90%, depending on, for example, engine load and total mass flow engine operating mode through the EGR engine, is necessary to produce sufficient NOx reduction.

別の好ましい実施形態によれば、内燃エンジンシステムはさらに、排ガス再循環ダクトを備え、排ガス再循環ダクトが、不作動の第1の気筒グループに割り当てられる主排ガスマニホルド部から分岐し、吸入マニホルドに、好ましくは作動中の第2の気筒グループに割り当てられる第2の吸入マニホルド部に排ガスを再循環するよう適合される。この配置により、不作動の気筒グループからの排ガス、これは考慮中の状況下ではおそらく空気であるが、この排ガスを不作動の気筒グループの排ガスマニホルドから強制的に作動中の気筒グループの吸入マニホルドに送り込み、エンジンの流れる空気の全体量を非常に減少させる。臨界温度エンジン動作モード中の空冷効果はこれによりさらに低下する。   According to another preferred embodiment, the internal combustion engine system further comprises an exhaust gas recirculation duct, wherein the exhaust gas recirculation duct branches off from the main exhaust manifold part assigned to the inoperative first cylinder group and is connected to the intake manifold. , Preferably adapted to recirculate the exhaust gas to a second intake manifold section assigned to the active second cylinder group. With this arrangement, the exhaust gas from the deactivated cylinder group, which is probably air under the circumstances under consideration, is forced into the intake manifold of the active cylinder group from the exhaust manifold of the deactivated cylinder group. The total amount of air flowing through the engine is greatly reduced. The air cooling effect during the critical temperature engine operating mode is thereby further reduced.

別の好ましい実施形態によれば、内燃エンジンシステムは、少ない着火しにくい燃料、特に38より低いセタン価などの低セタン価の燃料によって作動されるよう適合され、および/または、10:1から30:1までの範囲、好ましくは13:1から25:1までの範囲、最も好ましくは15:1から18:1までの範囲内にある圧縮比で燃料に着火するよう適合される。上述の通り、エンジンを着火しにくい燃料で作動させる、いわゆる部分予混合燃焼(PPC)もまた、特に低負荷またはアイドルエンジン動作モードにあるとき臨界温度運転状態を誘発する。内燃エンジンシステムの上記の発明性を有する特徴によれば、気筒内の温度および/または排ガスの上昇が可能となり、PPCエンジンについても利用できる。   According to another preferred embodiment, the internal combustion engine system is adapted to be operated with less ignitable fuel, in particular low cetane number fuel such as cetane number lower than 38 and / or 10: 1 to 30 Is adapted to ignite the fuel at a compression ratio in the range of up to 1, preferably in the range of 13: 1 to 25: 1, most preferably in the range of 15: 1 to 18: 1. As mentioned above, so-called partial premixed combustion (PPC), which operates the engine with a fuel that is difficult to ignite, also induces critical temperature operating conditions, especially when in a low load or idle engine operating mode. According to the above-described inventive feature of the internal combustion engine system, the temperature in the cylinder and / or the exhaust gas can be increased, and it can be used for a PPC engine.

本発明の別の態様は、内燃エンジンシステムの制御方法に関し、内燃エンジンシステムを着火しにくい燃料で作動させる、ならびに/または低温始動状態、および/または低負荷エンジン動作モード、および/またはアイドルエンジン動作モード、および/またはモータリングエンジン動作モードなどの臨界温度動作状態中、内燃エンジンシステムの少なくとも一部内の温度を上昇させる。上述の通り、内燃エンジンシステムは、複数の気筒、少なくとも空気を第1と第2の気筒グループに与えるためのガス吸入マニホルド、排ガスを気筒ブロックから主排ガス後処理システムに排出するための排ガスマニホルドを有する気筒ブロックを備え、気筒ブロックの複数の気筒が、少なくとも、第1の気筒グループおよび第2の気筒グループ内に配置される。   Another aspect of the present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine system, wherein the internal combustion engine system is operated with a fuel that is difficult to ignite, and / or cold start conditions, and / or low load engine operating modes, and / or idle engine operation. During critical temperature operating conditions, such as modes and / or motoring engine operating modes, the temperature within at least a portion of the internal combustion engine system is increased. As described above, the internal combustion engine system includes a plurality of cylinders, a gas intake manifold for supplying at least air to the first and second cylinder groups, and an exhaust gas manifold for discharging exhaust gas from the cylinder block to the main exhaust gas aftertreatment system. The plurality of cylinders of the cylinder block are arranged at least in the first cylinder group and the second cylinder group.

本発明の第1の態様によれば、方法の好ましい実施形態は、内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動しているかどうかを判定するステップと、内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動している場合、第1の気筒グループの気筒に燃料を与えないことで第1の気筒グループを不作動にするよう制御して、第2の気筒グループの気筒に燃料を与えることで第2の気筒グループを作動するように制御するステップとを含む。   According to a first aspect of the invention, a preferred embodiment of the method comprises the steps of determining whether the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state, and when the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state. The first cylinder group is controlled so as not to operate by not supplying fuel to the cylinders of the first cylinder group, and the second cylinder group is operated by supplying fuel to the cylinders of the second cylinder group. Controlling to do.

臨界温度動作モード中に、周囲温度の新鮮な空気をすべての気筒に送り込むことによって、動作温度より低い内燃エンジン全体を冷却するのではなく、気筒の一部にのみ新鮮な空気を送り込む。これにより、新鮮な空気の量が減少するという効果がある。また、気筒の残りの部分を燃料で作動させることにより高温排ガスが生じるが、これは過度に燃料消費を増大させない。気筒は等分するのが好ましいが、等分でなくてもよい。   By sending fresh air at ambient temperature to all cylinders during the critical temperature mode of operation, fresh air is sent to only a portion of the cylinders, rather than cooling the entire internal combustion engine below the operating temperature. This has the effect of reducing the amount of fresh air. Also, operating the remaining portion of the cylinder with fuel produces hot exhaust gas, which does not increase fuel consumption excessively. The cylinders are preferably equally divided, but may not be equally divided.

本発明にかかる方法の好ましい実施例によれば、内燃エンジンシステムの各気筒がさらに、吸入マニホルドに対応する気筒を開くための少なくとも1つの吸気弁と、排ガスマニホルドに対応する気筒を開くための少なくとも1つの排気弁とを備え、方法はさらに、少なくとも1つの気筒の排気弁を制御して、吸気弁が開くのと同時に排気弁を少なくとも部分的に開くようにすることで少なくとも1つの気筒内の温度を上昇させることにより、所定量の排ガスを気筒内にリブリージングするステップを含む。   According to a preferred embodiment of the method according to the invention, each cylinder of the internal combustion engine system further comprises at least one intake valve for opening a cylinder corresponding to the intake manifold and at least for opening a cylinder corresponding to the exhaust manifold. And the method further includes controlling the exhaust valve of the at least one cylinder to at least partially open the exhaust valve at the same time as the intake valve opens. Rebreathing a predetermined amount of exhaust gas into the cylinder by raising the temperature.

排ガスをリブリージングすることで、空気質量流を減少させ、排ガス系統の温度が上昇するという効果がある。また、燃料損失も低い。   By rebreathing the exhaust gas, there is an effect that the air mass flow is reduced and the temperature of the exhaust gas system rises. Also, fuel loss is low.

好ましくは、排ガスをリブリージングするステップは、すべての気筒上ではなく、不作動の第1の気筒グループ上で実行され、不作動の第1の気筒グループ内、従って排ガスの温度が上昇する。リブリージング機構は、たとえば、内燃エンジンが別個の排気カムを持つ場合であれば、追加のカムローブおよび/またはカム移相器によって得られる。   Preferably, the step of rebreathing the exhaust gas is performed not on all cylinders but on the deactivated first cylinder group, so that the temperature of the exhaust gas within the deactivated first cylinder group is increased accordingly. The rebreathing mechanism is obtained, for example, by an additional cam lobe and / or cam phase shifter if the internal combustion engine has a separate exhaust cam.

別の好ましい実施形態によれば、内燃エンジンシステムの少なくとも1つの気筒または少なくとも1つの気筒グループはさらに、少なくとも1つの気筒または少なくとも1つの気筒グループ内への吸入ガス量を制御するための吸気スロットルを備え、方法はさらに、不作動の第1の気筒グループ内への吸入ガス量を、好ましくはほぼゼロまたはゼロに減少させるステップを含む。これによって、エンジンのスロットル調節を過度に行うことがなくなり、新鮮な空気の吸入量がかなり減少する。排ガスリブリージングを行うことなくエンジンのスロットル調節を過度に行うと圧力が低下して、汚水槽からオイルを気筒燃焼チャンバ内に吸入する。   According to another preferred embodiment, the at least one cylinder or the at least one cylinder group of the internal combustion engine system further comprises an intake throttle for controlling the amount of intake gas into the at least one cylinder or the at least one cylinder group. The method further comprises reducing the amount of intake gas into the deactivated first cylinder group, preferably to approximately zero or zero. This eliminates excessive engine throttle adjustment and significantly reduces the intake of fresh air. Excessive engine throttle adjustment without exhaust gas rebreathing reduces the pressure and draws oil from the sewage tank into the cylinder combustion chamber.

本発明の別の態様は、内燃エンジンシステムを着火しにくい燃料で作動させる、ならびに/または低温始動状態、および/または低負荷エンジン動作モード、および/またはアイドルエンジン動作モード、および/またはモータリングエンジン動作モードなどの臨界温度動作状態中、内燃エンジンシステム内の温度を上昇させる方法であって、内燃エンジンシステムが、複数の気筒、少なくとも空気を気筒ブロックに与えるためのガス吸入マニホルド、排ガスを気筒ブロックから排出するための排ガスマニホルドを有する気筒ブロックを備える方法に関する。排ガスマニホルドが少なくとも、主排ガス出口と、ウェイストゲート排ガス出口とを備え、主排ガス出口が、排ガスを主排ガス後処理システムに導くための主排ガス管に接続され、ウェイストゲート排ガス出口がウェイストゲート排ガス管に接続され、ウェイストゲート排ガス管は、主排ガス後処理システムの上流で主排ガス管に再接続され、ウェイストゲート排ガス管内を流れる排ガスに触媒処理を行うための少なくとも1つのウェイストゲート後処理部、好ましくはディーゼル酸化触媒などの酸化触媒を備える。発明的な特徴として、方法は内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動しているかどうかを判定するステップと、内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動している場合、ウェイストゲート排ガス管を開き、少なくとも1つのウェイストゲート後処理部を作動させるステップとを含む。   Another aspect of the present invention is to operate an internal combustion engine system with a non-ignitable fuel and / or cold start, and / or low load engine operating mode, and / or idle engine operating mode, and / or motoring engine. A method for increasing the temperature in an internal combustion engine system during a critical temperature operating state such as an operation mode, wherein the internal combustion engine system includes a plurality of cylinders, a gas intake manifold for supplying at least air to the cylinder block, and an exhaust gas cylinder block The invention relates to a method comprising a cylinder block having an exhaust gas manifold for exhausting from a cylinder. The exhaust gas manifold has at least a main exhaust gas outlet and a waste gate exhaust gas outlet, the main exhaust gas outlet is connected to a main exhaust gas pipe for guiding the exhaust gas to the main exhaust gas aftertreatment system, and the waste gate exhaust gas outlet is a waste gate exhaust gas pipe The wastegate exhaust pipe is reconnected to the main exhaust pipe upstream of the main exhaust gas aftertreatment system and preferably at least one wastegate posttreatment section for performing catalyst treatment on the exhaust gas flowing in the wastegate exhaust pipe, preferably Comprises an oxidation catalyst such as a diesel oxidation catalyst. As an inventive feature, the method determines whether the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state, and if the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state, opens the wastegate exhaust pipe and at least 1 Operating two wastegate post-processing units.

上述の通り、ウェイストゲート排ガス後処理部、特にディーゼル酸化触媒(DOC)やその他の好適な排ガス後処理部は、排ガス流内のO(酸素)を用いて、CO(一酸化炭素)をCO(二酸化炭素)に、HC(炭化水素)をHO(水)とCOに変換する。この変換処理は発熱処理なので、排ガス全体の温度を上昇させるのに十分な熱が生成され、その結果、主排ガス管の再結合部の下方に配列された主排ガス後処理システムとウェイストゲート排ガス管の温度は、その動作温度、好ましくは250℃に保たれるかその動作温度にされる。 As described above, the wastegate exhaust gas aftertreatment unit, particularly a diesel oxidation catalyst (DOC) or other suitable exhaust gas aftertreatment unit, uses O 2 (oxygen) in the exhaust gas stream to convert CO (carbon monoxide) to CO. HC (hydrocarbon) is converted to H 2 O (water) and CO 2 into 2 (carbon dioxide). Since this conversion process is an exothermic process, sufficient heat is generated to raise the temperature of the entire exhaust gas, and as a result, the main exhaust gas aftertreatment system and the wastegate exhaust pipe arranged below the recombining part of the main exhaust pipe. Is maintained at or brought to its operating temperature, preferably 250 ° C.

また、上述の通り、ウェイストゲート排ガス管が、主排ガス管内に配置されるターボチャージャのタービンまたは少なくともターボチャージャ部のバイパスとなる。ウェイストゲート排ガス管を流れる排ガスは、ターボチャージャを加熱するのに用いられないので、排ガスの熱全体が増加する。また、燃料噴射器または、いわゆる大幅に後で行われる後噴射を、排ガス後処理部の炭化水素源として用いてもよい。   Further, as described above, the wastegate exhaust pipe serves as a bypass of the turbocharger turbine or at least the turbocharger section disposed in the main exhaust pipe. Since the exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe is not used to heat the turbocharger, the total heat of the exhaust gas increases. Further, a fuel injector or so-called post-injection performed substantially later may be used as a hydrocarbon source in the exhaust gas aftertreatment section.

好ましくは、主排ガス出口が、第1の気筒グループに割り当てられ、ウェイストゲート排ガス出口と任意の第3の排ガス出口とが第2の気筒グループに割り当てられ、主排ガス出口と任意の第3の排ガス出口が第1の排ガス管に接続され、ウェイストゲート排ガス出口がウェイストゲート排ガス管に接続される。   Preferably, the main exhaust gas outlet is assigned to the first cylinder group, the wastegate exhaust gas outlet and the optional third exhaust gas outlet are allocated to the second cylinder group, and the main exhaust gas outlet and the optional third exhaust gas are assigned. The outlet is connected to the first exhaust gas pipe, and the waste gate exhaust gas outlet is connected to the waste gate exhaust gas pipe.

本発明の方法のさらに好ましい実施形態によれば、上記リブリージングの少なくとも1つのステップと、ウェイストゲート排ガス管によってターボチャージャにバイパスを設けることの少なくとも1つのステップが行われる。これによって、内燃エンジンシステムを流れる低温空気量が最小となり、したがって排ガス内の温度が上昇する。   According to a further preferred embodiment of the method of the invention, at least one step of said rebreathing and at least one step of providing a bypass in the turbocharger by a wastegate exhaust pipe are performed. This minimizes the amount of cold air flowing through the internal combustion engine system, thus increasing the temperature in the exhaust gas.

好ましくは、排ガスリブリージングは、不作動の気筒からなる第1の気筒グループ上で行われる。これにより、排ガスがウェイストゲート排ガス管に再び送り込まれるのが回避されるという効果がある。   Preferably, the exhaust gas rebreathing is performed on a first cylinder group consisting of inactive cylinders. Thereby, there is an effect that the exhaust gas is prevented from being sent again into the waste gate exhaust pipe.

別の好ましい実施形態によれば、各気筒はさらに、少なくとも燃料を気筒内に噴射するための気筒用燃料噴射器を備え、少なくとも1つの気筒の、好ましくは第2の気筒グループの少なくとも1つの気筒の気筒用燃料噴射器が、燃料ストローク毎に少なくとも2回燃料を噴射するよう制御され、好ましくは、2回目の噴射が、1回目の噴射よりかなり後に、好ましくは1回目の噴射より少なくとも10クランク角度だけ後に、最も好ましくは前記1回目の噴射より少なくとも20クランク角度だけ後に行われる。   According to another preferred embodiment, each cylinder further comprises a cylinder fuel injector for injecting at least fuel into the cylinder, and at least one cylinder of at least one cylinder, preferably of the second cylinder group. The cylinder fuel injector is controlled to inject fuel at least twice per fuel stroke, preferably the second injection is well after the first injection, preferably at least 10 cranks from the first injection. After an angle, most preferably at least 20 crank angles after the first injection.

このいわゆる大幅に後で行われる後噴射は、1回で全体量の燃料を噴射するのではなく、燃料量を少なくとも2回の噴射に分割して、2回目の噴射は1回目の噴射より非常に遅れて行われるので、排ガス温度を上昇させるという効果がある。しかし、2回目の噴射が遅すぎると、燃料が着火しないという結果になるので注意しなければならない。これは、空燃比調節のために必要であり、本明細書ではかなり後で行われる後噴射と読んでいる。上記を参照されたい。2回目の噴射を行うと、温度を急速かつ短時間に上昇させることで排ガスの温度が上昇するので、燃料損失が許容範囲になる。   This so-called significantly later post-injection does not inject the entire amount of fuel at one time, but divides the fuel amount into at least two injections, and the second injection is much more effective than the first injection. Since the process is delayed, the exhaust gas temperature is increased. However, it should be noted that if the second injection is too late, the fuel will not ignite. This is necessary for air-fuel ratio adjustment, and is read herein as post-injection which takes place considerably later. See above. When the second injection is performed, the temperature of the exhaust gas is raised by raising the temperature rapidly and in a short time, so that the fuel loss falls within an allowable range.

上記のかなり後で行われる後噴射を、COとH2を生成して、低温度、好ましくは約150℃で酸化触媒を着火させるために行ってもよい。   The post-injection performed considerably later may be performed to produce CO and H2 to ignite the oxidation catalyst at a low temperature, preferably about 150 ° C.

好ましい実施形態によれば、本発明の低温始動処理(すなわち、長時間のアイドルエンジン動作モード後に実行される処理)は、以下のようなステップを含む。
1.後で行われる後噴射で第2の気筒グループを作動させること。
2.ウェイストゲート排ガス管内の排ガス温度またはウェイストゲート排ガス後処理部での温度が略150℃に達したとき、好ましくは排ガス内のCOおよびH2含有量を最大にするための好適な空燃比を用いてCOおよびH2を生成するために、かなり後で行われる後噴射で、第2の気筒グループを作動させること。
3.ウェイストゲート排ガス管の排ガス内におけるCOおよびH2の存在により、ウェイストゲート排ガス後処理部の動作(着火)を略150℃で開始すること。
4.かなり後で行われる後噴射を終了し、ウェイストゲート燃料噴射器の動作を開始すること。
5.これによって、COおよびH2の存在により略150℃で主排ガス後処理システムの動作を開始するために、ウェイストゲート排ガス管内の状態を化学量論的混合気に近い状態に維持すること。
6.主排ガス後処理システムの着火後、不燃燃料を主酸化触媒に与えるために、ウェイストゲート排ガス管を少なくとも僅かに濃厚な、好ましくは濃厚状態にするようウェイストゲート燃料噴射器での燃料量を増加させ、その結果、主排ガス後処理システムを急速に加熱すること。
7.任意で、必要に応じて十分な動力を与えるために第1の気筒グループを作動させること。
According to a preferred embodiment, the cold start process of the present invention (that is, the process executed after the long idle engine operation mode) includes the following steps.
1. Activating the second cylinder group with a post-injection performed later.
2. When the exhaust gas temperature in the wastegate exhaust gas pipe or the temperature in the wastegate exhaust gas aftertreatment section reaches approximately 150 ° C., it is preferable to use a suitable air-fuel ratio to maximize the CO and H2 content in the exhaust gas. And actuating the second group of cylinders with a post-injection that takes place considerably later to produce H2.
3. The operation (ignition) of the wastegate exhaust gas aftertreatment section is started at about 150 ° C. due to the presence of CO and H2 in the exhaust gas of the wastegate exhaust pipe.
4). End post-injection, which takes place considerably later, and start operation of the wastegate fuel injector.
5. This maintains the state in the wastegate exhaust pipe close to the stoichiometric mixture in order to start operation of the main exhaust aftertreatment system at approximately 150 ° C. due to the presence of CO and H2.
6). After ignition of the main exhaust gas aftertreatment system, the amount of fuel in the wastegate fuel injector is increased so that the wastegate exhaust pipe is at least slightly rich, preferably rich, in order to provide non-combustible fuel to the main oxidation catalyst. As a result, the main exhaust aftertreatment system is heated rapidly.
7). Optionally, actuate the first group of cylinders to provide sufficient power as needed.

さらなる好ましい実施形態によれば、第1の気筒グループが少なくとも1つの第1の吸気スロットルを備え、第2の気筒グループが少なくとも1つの第2の吸気スロットルを備え、各吸気スロットルが分離可能に動作可能であり、方法はさらに、臨界温度状態中、第1の気筒グループの第1の吸気スロットルおよび第2の気筒グループの第2の吸気スロットルを制御して、第2の気筒グループの第2の気筒より強く、第1の気筒グループの第1の気筒をスロットルで調節するステップを含む。   According to a further preferred embodiment, the first cylinder group comprises at least one first intake throttle and the second cylinder group comprises at least one second intake throttle, each intake throttle operating in a separable manner And the method further controls the first intake throttle of the first cylinder group and the second intake throttle of the second cylinder group during the critical temperature condition to provide a second cylinder group second Adjusting the first cylinder of the first cylinder group with a throttle, stronger than the cylinder.

空気取り入れ、特に不作動の気筒からなる第1の気筒グループへの空気取り入れをスロットルで調節することによって、気筒内に送り込まれる新鮮な空気の全体量を減少させる。排ガスリブリージング方法の少なくとも1つのステップを吸気スロットル調節のステップと組み合わせれば、流量制御を強力に行い、内燃エンジンシステム内の新鮮な空気量を大幅に減少するので、特に効果的である。排ガス温度はこれにより上昇する。   By adjusting the intake of air, in particular the intake of air into the first cylinder group consisting of inactive cylinders, with the throttle, the total amount of fresh air fed into the cylinder is reduced. Combining at least one step of the exhaust gas rebreathing method with the step of adjusting the intake throttle is particularly effective because it provides powerful flow control and greatly reduces the amount of fresh air in the internal combustion engine system. As a result, the exhaust gas temperature rises.

別の好ましい実施形態によれば、本発明の方法はさらに、排ガスの少なくとも一部を内燃エンジンのガス吸入口側に再循環させるステップを含み、内燃エンジンシステムはさらに、排ガスの少なくとも一部を内燃エンジンのガス吸入口側に再循環させるための排ガス再循環(EGR)システムを備え、好ましくは、排ガスが、ターボチャージャ部の下流および好ましくは主排ガス後処理システムの上流で、主排ガス管および/または第3の排ガス管から分岐する、または、排ガスマニホルドから直接分岐する。   According to another preferred embodiment, the method according to the invention further comprises the step of recirculating at least part of the exhaust gas to the gas inlet side of the internal combustion engine, the internal combustion engine system further comprising at least part of the exhaust gas in the internal combustion engine. An exhaust gas recirculation (EGR) system for recirculation on the gas inlet side of the engine, preferably the exhaust gas is downstream of the turbocharger section and preferably upstream of the main exhaust gas aftertreatment system and Alternatively, it branches off from the third exhaust pipe or directly from the exhaust manifold.

臨界温度状態中に、排ガスの少なくとも一部を再循環させることにより、新鮮な空気の取り入れが減少するので、排ガス温度が上昇する。温かい排ガスが気筒およびその結果として排ガス内にも流れ、内燃エンジンシステム、特に排ガス後処理システムが冷却することが回避される。   By recirculating at least a portion of the exhaust gas during the critical temperature state, the intake of fresh air is reduced, thus increasing the exhaust gas temperature. Warm exhaust gas also flows into the cylinder and consequently into the exhaust gas, avoiding cooling of the internal combustion engine system, in particular the exhaust gas aftertreatment system.

さらなる態様によれば、本発明は、内燃エンジンシステムを着火しにくい燃料で作動させる、ならびに/または低温始動状態、および/または低負荷エンジン動作モード、および/またはアイドルエンジン動作モード、および/またはモータリングエンジン動作モードなどの臨界温度動作状態中、内燃エンジンシステム内の温度を上昇させる方法であって、内燃エンジンが、複数の気筒、少なくとも空気を第1の気筒グループに与えるために第1の気筒グループに割り当てられる第1のガス吸入マニホルド部、少なくとも空気を第2の気筒グループに与えるために第2の気筒グループに割り当てられる第2のガス吸入マニホルド部、排ガスを第1の気筒グループから排出するための第1の排ガスマニホルド部、排ガスを第2の気筒グループから排出するための第2の排ガスマニホルド部、内燃エンジンシステムの第1の排ガスマニホルド部と第2の排ガスマニホルド部とを接続する排ガス再循環ダクトを有する気筒ブロックを備え、気筒ブロックの複数の気筒が、少なくとも、第1の気筒グループおよび第2の気筒グループ内に配置されてなる方法に関する。方法は、内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動しているかどうかを判定するステップと、内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動している場合、第1の気筒グループから第2の気筒グループに排ガスを再循環させるステップとを含む。   According to a further aspect, the present invention operates an internal combustion engine system with a non-ignitable fuel and / or cold start, and / or low load engine operating mode, and / or idle engine operating mode, and / or motor. A method of raising the temperature in an internal combustion engine system during a critical temperature operating state, such as a ring engine operating mode, wherein the internal combustion engine provides a plurality of cylinders, at least a first cylinder for providing air to a first cylinder group A first gas intake manifold section assigned to the group, at least a second gas intake manifold section assigned to the second cylinder group for supplying air to the second cylinder group, exhaust gas is discharged from the first cylinder group The first exhaust manifold part for the exhaust gas to the second cylinder group A cylinder block having a second exhaust gas manifold section for exhausting, an exhaust gas recirculation duct connecting the first exhaust gas manifold section and the second exhaust gas manifold section of the internal combustion engine system, and a plurality of cylinder blocks Further, the present invention relates to a method that is arranged at least in the first cylinder group and the second cylinder group. The method includes determining whether the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state and, if the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state, exhausting gas from the first cylinder group to the second cylinder group. Recirculating.

好ましくは、内燃エンジンシステムが臨界温度状態で作動している場合、第1の気筒グループの気筒に燃料を与えないことで第1の気筒グループを不作動にするよう制御して、第2の気筒グループの気筒に燃料を与えることで第2の気筒グループを作動するように制御するステップをさらに含む。   Preferably, when the internal combustion engine system is operating at a critical temperature state, the second cylinder is controlled so as not to operate the first cylinder group by not supplying fuel to the cylinders of the first cylinder group. The method further includes controlling to operate the second cylinder group by supplying fuel to the cylinders of the group.

不作動の(第1の)気筒グループの排ガスマニホルドから作動中の(第2の)気筒グループのガス吸入マニホルドに排ガスを再循環させるので、不作動の第1のマニホルド部から作動中の第2のマニホルド部に空気が強制的に送られる。また、作動中のガス吸入マニホルド上流で空気取り入れをスロットルで調節するので、強制的に送り込まれる空気量が増加する。その結果、新鮮な空気がまず不作動の気筒グループに送られ、次に作動中の気筒グループに送られ、これによって内燃エンジンを2回通過する。したがって、内燃エンジン内を流れる空気の全体量が大幅に減少する。   Since the exhaust gas is recirculated from the exhaust gas manifold of the inactive (first) cylinder group to the gas intake manifold of the active (second) cylinder group, the second operating from the inactive first manifold section. Air is forcibly sent to the manifold section. In addition, since the air intake is adjusted by the throttle upstream of the operating gas intake manifold, the amount of forced air increases. As a result, fresh air is first sent to the deactivated cylinder group and then to the activated cylinder group, thereby passing the internal combustion engine twice. Therefore, the total amount of air flowing in the internal combustion engine is greatly reduced.

この方法は、排ガスリブリージングを、排ガス温度を上昇させるために行う必要がないという点で効果的である。また、再利用される空気が必ずしも再循環する排ガスと混合しないので、以下で述べるような好ましくない分布による振動をともなうEGRによって生じた煤が蓄積するという問題が回避される。   This method is effective in that it is not necessary to perform exhaust gas rebreathing in order to increase the exhaust gas temperature. In addition, since the reused air is not necessarily mixed with the recirculated exhaust gas, the problem of accumulation of soot generated by EGR accompanied by vibration due to an unfavorable distribution as described below is avoided.

さらに、上記のエンジン動作モード方法を用いることによって、前処理した燃料を与える別の方法が提供される。この場合、燃料は不作動の第1の気筒グループ内に後噴射され、噴射タイミングが適正であれば、前処理した燃料はその後着火特性を向上させた状態で作動中の気筒グループに入る。   Furthermore, another method of providing pretreated fuel is provided by using the engine mode of operation method described above. In this case, the fuel is post-injected into the inoperative first cylinder group, and if the injection timing is appropriate, the pre-processed fuel then enters the operating cylinder group with improved ignition characteristics.

さらなる好ましい実施形態によれば、前処理された燃料を利用する上述の方法を、排ガスを作動中の気筒グループに再循環させる方法と組み合わせた排ガスリブリージングを用いることによって、達成しても良い。排ガスリブリージングが不作動の気筒グループで行われ、作動中の気筒グループでは行われず、いずれの気筒グループについても一般的な排ガスマニホルドと一般的なガス取り入れマニホルドが設けられていると仮定すれば、作動中の気筒グループからの排ガスが、排ガスマニホルドからの不作動の気筒グループによってリブリージングしてもよい。かなり後で行われる後噴射を適正なタイミングで行うことによって、前処理された燃料が与えられ、この燃料が着火性を向上させた燃料として作動中の気筒グループのガス取り入れマニホルドに与えられる。   According to a further preferred embodiment, the above-described method utilizing pretreated fuel may be achieved by using exhaust gas rebreathing combined with a method of recirculating exhaust gas to an operating cylinder group. Assuming that exhaust gas rebreathing takes place in the inactive cylinder group, not in the active cylinder group, and that there is a general exhaust manifold and a general gas intake manifold for any cylinder group, Exhaust gas from an operating cylinder group may be rebreathed by an inactive cylinder group from the exhaust manifold. By performing the post-injection, which is performed at a later time, at the proper timing, a pre-processed fuel is provided, which is provided to the gas intake manifold of the operating cylinder group as a fuel with improved ignitability.

いうまでもなく、別の実施形態によれば、この方法を上記のバイパス方法および/またはリブリージング方法のステップと組み合わせてもよい。特に、バイパス方法と空気の再利用方法を組み合わせることによって、低温始動時の熱慣性を減少することになる。   Of course, according to another embodiment, the method may be combined with the steps of the bypass method and / or the rebreathing method described above. In particular, by combining the bypass method and the air recycling method, the thermal inertia during cold start is reduced.

方法のステップおよび/またはシステムの特徴の考えうる組み合わせについて、上記ですべて詳細に言及しているわけではないが、発明性を逸脱しない範囲であらゆる好適な形で特徴とステップを組み合わせてもよいことは当業者には自明である。   Although not all of the above are described in detail with respect to possible combinations of method steps and / or system features, the features and steps may be combined in any suitable manner without departing from the invention. Is obvious to those skilled in the art.

さらに別の好ましい実施形態と効果については、請求項、図面および発明の説明で定義する。   Further preferred embodiments and effects are defined in the claims, drawings and description of the invention.

以下の本発明にかかるシステムと方法の好ましい実施形態を添付の図面を参照して説明する。図面の説明は、本発明の原理を単純化したものとみなされ、請求項の範囲を制限する意図はない。   Preferred embodiments of the system and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The description of the drawings is regarded as a simplification of the principles of the invention and is not intended to limit the scope of the claims.

本発明の内燃エンジンシステムの好ましい実施形態を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of an internal combustion engine system of the present invention. 弁制御機構の好ましい実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows preferable embodiment of a valve control mechanism. 弁制御機構の好ましい実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows preferable embodiment of a valve control mechanism. 弁制御機構の好ましい実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows preferable embodiment of a valve control mechanism. 弁制御機構の好ましい実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows preferable embodiment of a valve control mechanism. 図2の弁機構に関する温度図である。It is a temperature diagram regarding the valve mechanism of FIG. 弁制御機構の好ましい実施形態を示すグラフである。It is a graph which shows preferable embodiment of a valve control mechanism. 弁制御機構の好ましい実施形態を示すグラフである。It is a graph which shows preferable embodiment of a valve control mechanism. さらに別の好ましい弁機構に関する温度図である。FIG. 6 is a temperature diagram for yet another preferred valve mechanism.

以下の説明において、同一のまたは類似した機能要素を同一の参照番号で示している。   In the following description, the same or similar functional elements are denoted by the same reference numerals.

図1の概略図では、内燃エンジンを備える(図示しない)車両、たとえばトラック、バスまたはその他の車両で用いられる内燃エンジン100を示す。エンジンシステム100は、たとえば6個のピストン気筒4を有する気筒ブロック2を含む内燃エンジン1を備える。さらに、内燃エンジン1は、ガス吸入口側6に吸入マニホルド8を有し、排ガス出口側10に排ガスマニホルド12を有する。排ガスは、第1のタービン16と第2のタービン18を備えるターボチャージャ14に導かれ、主排ガス管20を通って前方の排ガス後処理システム22まで送られる。   The schematic diagram of FIG. 1 shows an internal combustion engine 100 for use in a vehicle (not shown) with an internal combustion engine, such as a truck, bus or other vehicle. The engine system 100 includes an internal combustion engine 1 including a cylinder block 2 having, for example, six piston cylinders 4. Furthermore, the internal combustion engine 1 has an intake manifold 8 on the gas intake side 6 and an exhaust manifold 12 on the exhaust outlet side 10. The exhaust gas is guided to a turbocharger 14 including a first turbine 16 and a second turbine 18, and is sent to a front exhaust gas aftertreatment system 22 through a main exhaust gas pipe 20.

通常、排ガス後処理システム22は、たとえばディーゼル酸化触媒24、微粒子フィルタ26、選択触媒反応器(SCR)28など複数の排ガス後処理部を備える。   Normally, the exhaust gas aftertreatment system 22 includes a plurality of exhaust gas aftertreatment units such as a diesel oxidation catalyst 24, a particulate filter 26, and a selective catalyst reactor (SCR) 28, for example.

SCR部26は、触媒を用いて酸化窒素を窒素と水に変換するための手段である。これらの反応の最適温度範囲は典型的には、約摂氏250°以上約摂氏450°以下である。エンジンの通常(運転)動作モード中、この最適温度範囲を容易に維持することが可能である。   The SCR unit 26 is a means for converting nitric oxide into nitrogen and water using a catalyst. The optimum temperature range for these reactions is typically from about 250 degrees Celsius to about 450 degrees Celsius. This optimum temperature range can be easily maintained during the normal (driving) mode of operation of the engine.

しかしながら、内燃エンジン1のアイドルエンジン動作モードまたはモータリングエンジン動作モード中、排ガス温度は低下する。(アイドルエンジン動作モード中のように)燃焼が非常に減少するか、(モータリングエンジン動作モード中のように)燃焼がまったく生じない場合であっても、周囲温度の新鮮な空気が気筒ブロック2の吸入マニホルド6に送られるからである。これは、内燃エンジン1が単に新鮮で低温な空気を排ガス側8に送り込み、前方の排ガス後処理システム22内に送り込むことを意味する。この低温空気によって、排ガス後処理システム22の温度が急激に低下して最適動作温度を下回り、その結果、排ガス浄化が不十分になるか全く行われなくなるので、所要の排ガスレベルに到達することができない。   However, the exhaust gas temperature decreases during the idle engine operation mode or the motoring engine operation mode of the internal combustion engine 1. Even if the combustion is greatly reduced (as in the idle engine mode of operation) or no combustion occurs (as in the motoring engine mode of operation), fresh air at ambient temperature will cause the cylinder block 2 This is because it is sent to the intake manifold 6. This means that the internal combustion engine 1 simply sends fresh and cold air to the exhaust gas side 8 and into the exhaust aftertreatment system 22 ahead. This low-temperature air causes the temperature of the exhaust gas aftertreatment system 22 to drop sharply below the optimum operating temperature, resulting in insufficient or no exhaust gas purification, so that the required exhaust gas level can be reached. Can not.

排ガス後処理システム22の中を流れる排ガスの温度を上昇させるために、次のような複数の可能性を提示するが、これらは単独または組み合わせて、内燃エンジンシステム100の少なくとも一部における温度を上昇させればよい。   In order to increase the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas aftertreatment system 22, several possibilities are presented, which alone or in combination increase the temperature in at least a portion of the internal combustion engine system 100. You can do it.

図1において、複数の様々な取り組みを組み合わせるとしても、その組み合わせは好ましい実施形態にすぎず、本発明の保護範囲を制限するものではないことを再度明確に述べておくことにする。   In FIG. 1, it will be clearly stated again that even if a plurality of various approaches are combined, the combination is only a preferred embodiment and does not limit the protection scope of the present invention.

本発明によれば、排ガス後処理システム22内での温度低下を防ぐための第1の取り組みは、ウェイストゲート排ガス管30を追加することによってなされる。ウェイストゲート排ガス管30は排ガスマニホルド12から分岐しているのが好ましく、ウェイストゲート排ガス管30を開閉する、またはウェイストゲート排ガス管30内を流れる排ガス量を制御するための弁32と、燃料を排ガス内に噴射するための燃料噴射器34と、噴射した燃料を用いて発熱反応を誘発するためのディーゼル酸化触媒(DOC)36を備えればよい。   According to the present invention, a first effort to prevent a temperature drop in the exhaust gas aftertreatment system 22 is made by adding a wastegate exhaust pipe 30. The wastegate exhaust pipe 30 is preferably branched from the exhaust manifold 12, and a valve 32 for opening and closing the wastegate exhaust pipe 30 or controlling the amount of exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe 30, and the fuel as exhaust gas. A fuel injector 34 for injecting the fuel into the inside and a diesel oxidation catalyst (DOC) 36 for inducing an exothermic reaction using the injected fuel may be provided.

別個のウェイストゲート酸化触媒36を設ける代わりに、主酸化装置24の少なくとも一部を用いることも可能である。そのために、主酸化触媒24は少なくとも2つの入口、1つはウェイストゲート排ガス管30用入口、もう1つは主排ガス管20用入口を有していればよい。その場合、ウェイストゲート排ガス管30用入口は、主排ガス管20用入口の上流に配置されるのが好ましい。   Instead of providing a separate waste gate oxidation catalyst 36, at least a portion of the main oxidizer 24 can be used. For this purpose, the main oxidation catalyst 24 may have at least two inlets, one for the wastegate exhaust pipe 30 and one for the main exhaust pipe 20. In that case, the waste gate exhaust pipe inlet 30 is preferably arranged upstream of the main exhaust pipe 20 inlet.

図1に示す実施形態において、ウェイストゲート排ガス管30は、ターボチャージャ14の下流で主排ガス管20に接続され、これによってターボチャージャ14のバイパスが設けられる。ターボチャージャ14にバイパスを設けることにより、次のような効果が得られる。着火しにくい燃料で内燃エンジン1を作動させる場合、ならびに/または低温始動状態、および/または低負荷エンジン動作モード、および/またはアイドルエンジン動作モード、および/またはモータリングエンジン動作モードなどの臨界温度状態中、ターボチャージャ14には予熱が与えられているため、排ガスが冷却されない。ターボチャージャ14には重要な熱慣性があるので、この処理で多くの熱エネルギーが失われることになる。   In the embodiment shown in FIG. 1, the wastegate exhaust pipe 30 is connected to the main exhaust pipe 20 downstream of the turbocharger 14, thereby providing a bypass for the turbocharger 14. By providing a bypass in the turbocharger 14, the following effects can be obtained. When operating the internal combustion engine 1 with a fuel that is difficult to ignite and / or critical temperature conditions such as cold start conditions and / or low load engine operating modes and / or idle engine operating modes and / or motoring engine operating modes Since the turbocharger 14 is preheated, the exhaust gas is not cooled. Since the turbocharger 14 has significant thermal inertia, a large amount of thermal energy is lost in this process.

ウェイストゲート排ガス管30は以下のように機能する。臨界温度状態が検出されるとすぐに、弁32が開き、排ガスマニホルド12からの事前に決定可能な量の排ガスをウェイストゲート排ガス管30内に流すことができる。さらに、燃料噴射器34が操作され、事前に決定可能な量の燃料がウェイストゲート排ガス管30を流れる排ガス内に噴射される。燃料噴射器34および/または弁32は、排ガスマニホルド12に近接配置されているのが好ましい。このように配置すると、排ガスには(シリンダの運動によって引き起こされた)振動が残っており、この振動で排ガスと噴射された燃料を混合するための優れた混合特性が得られるという効果がある。次に、燃料/ガス混合気を小型のDOC部36に導き、DOC部36において、排ガス流内の酸素Oを用いて、一酸化炭素COを二酸化炭素COに変換し、噴射された燃料によって与えられた炭化水素HCを水HOとCOに変換する。いずれの反応も発熱反応であって、結果的にウェイストゲート排ガス管30内を流れる排ガスの温度を上昇させる。 The wastegate exhaust pipe 30 functions as follows. As soon as a critical temperature condition is detected, the valve 32 opens and a predeterminable amount of exhaust gas from the exhaust manifold 12 can flow into the wastegate exhaust pipe 30. Further, the fuel injector 34 is operated, and a predeterminable amount of fuel is injected into the exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe 30. The fuel injector 34 and / or valve 32 is preferably located proximate to the exhaust manifold 12. With this arrangement, the exhaust gas remains vibrated (caused by the movement of the cylinder), and this vibration has the effect of obtaining excellent mixing characteristics for mixing the exhaust gas and the injected fuel. Next, the fuel / gas mixture is guided to a small DOC unit 36, which converts carbon monoxide CO into carbon dioxide CO 2 using oxygen O 2 in the exhaust gas stream, and injected fuel. The hydrocarbon HC given by is converted to water H 2 O and CO 2 . Both reactions are exothermic reactions, and as a result, the temperature of the exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe 30 is increased.

ウェイストゲート排ガス管30内を流れる排ガスの温度は、ターボチャージャ14の下流で主排ガス管20内を流れる低温排ガスと再結合する。ウェイストゲート排ガス管30からの高温排ガスによって十分な熱エネルギーが与えられ、排ガス後処理部24、26および/または28の少なくとも1つの温度が動作温度範囲に入る程度に全排ガス温度を上昇させる。この時点の排ガス温度は、主ディーゼル酸化触媒24の動作温度より高い温度を含むことが好ましい。DOC24によってもたらされた熱エネルギーが、今度は、選択触媒反応器28で生じる反応のために十分な熱を与える。   The temperature of the exhaust gas flowing in the waste gate exhaust pipe 30 is recombined with the low temperature exhaust gas flowing in the main exhaust pipe 20 downstream of the turbocharger 14. Sufficient thermal energy is provided by the high-temperature exhaust gas from the wastegate exhaust pipe 30 to raise the total exhaust gas temperature to such an extent that the temperature of at least one of the exhaust gas aftertreatment units 24, 26 and / or 28 falls within the operating temperature range. The exhaust gas temperature at this time preferably includes a temperature higher than the operating temperature of the main diesel oxidation catalyst 24. The thermal energy provided by the DOC 24 in turn provides sufficient heat for the reaction occurring in the selective catalytic reactor 28.

上記に代えてあるいは上記に追加して、臨界温度状態中に気筒4の一部のみを作動させることによって、排ガス温度を上昇させるようにしてもよい。臨界温度状態は低負荷またはアイドルエンジン動作モードでしばしば起こり、このとき気筒4に噴射される燃料がまったくないかまたは十分に噴射されないので、気筒ブロック2の気筒を第1の気筒グループ2aと第2の気筒グループ2bに「分割する」ことを本発明の発明者は提案している。図1に示す実施形態において、気筒は3個の気筒と3個の気筒に等しく分割される。しかし、気筒の総数は6個以外でもよく、あるいは気筒区分は気筒の数が等しくならない気筒区分であってもよい。   Instead of the above or in addition to the above, the exhaust gas temperature may be raised by operating only a part of the cylinder 4 during the critical temperature state. A critical temperature condition often occurs in low load or idle engine operating modes, where no or no fuel is injected into the cylinder 4 so that the cylinders in the cylinder block 2 are connected to the first cylinder group 2a and the second cylinder group 2a. The inventor of the present invention proposes to "divide" the cylinder group 2b. In the embodiment shown in FIG. 1, the cylinder is equally divided into three cylinders and three cylinders. However, the total number of cylinders may be other than six, or the cylinder division may be a cylinder division in which the number of cylinders is not equal.

第1の気筒グループ2aの気筒4aは作動しないよう制御されるが、これは、気筒4a内にまったく燃料を噴射しないことを意味する。対照的に、第2の気筒グループ2bの気筒4bは作動するよう制御される。つまり、低負荷モードでエンジンを作動させるのに必要な負荷を与えるのは第2の気筒グループ2bのみということになる。そのことは、第2の気筒グループ2bからの排ガスの温度は、第1の気筒グループ2aからの排ガスの温度よりもかなり高いことを意味し、さらに、全排ガスの温度全体を上昇させることになる。   The cylinders 4a of the first cylinder group 2a are controlled not to operate, which means that no fuel is injected into the cylinders 4a. In contrast, the cylinders 4b of the second cylinder group 2b are controlled to operate. That is, only the second cylinder group 2b gives the load necessary to operate the engine in the low load mode. This means that the temperature of the exhaust gas from the second cylinder group 2b is considerably higher than the temperature of the exhaust gas from the first cylinder group 2a, and further raises the overall temperature of all exhaust gases. .

吸入マニホルド8も同様に、第1の部分8aと第2の部分8bに分割することが好ましく、これによって、2つの部分は、気筒に流入する空気量を制御するための(図示しない)別個の吸気スロットルを備える。温度上昇効果を高めるために、第1の吸気スロットルは不作動の第1の気筒グループ2aへの空気取り入れ量をほぼゼロまたはゼロまでに減少させるのがよい。気筒の通過を許可される低温空気は少量にすぎないので、排ガス温度を上昇する。   The intake manifold 8 is likewise preferably divided into a first part 8a and a second part 8b, so that the two parts are separate (not shown) for controlling the amount of air flowing into the cylinder. Equipped with an intake throttle. In order to enhance the temperature rise effect, the first intake throttle may reduce the amount of air taken into the inactive first cylinder group 2a to substantially zero or zero. Since only a small amount of low-temperature air is allowed to pass through the cylinder, the exhaust gas temperature is raised.

また、温度上昇効果をさらに高めるために、排ガスマニホルド12を、不作動の気筒からなる第1の気筒グループ2aに割り当てられる第1の部分12aと、作動中の気筒4bからなる第2の気筒グループ2bに割り当てられる第2の部分12bとに分割することも効果的である。ウェイストゲート排ガス管30は、第2の排ガスマニホルド部分12bから分岐するよう配置するのが好ましい。こうすることによって、高温の排ガスがDOC36に与えられ、ウェイストゲート排ガス管30内を流れる排ガスをさらに加熱する。こうすることにより、第1の排ガス管20内を流れる排ガスの主要部分が不作動の気筒4によって与えられる場合であっても、第1の排ガス管20内を流れる排ガスもまた所望の温度まで加熱可能な程度に、ウェイストゲート排ガス管30内の排ガスが加熱される。   In order to further enhance the temperature rise effect, the exhaust gas manifold 12 is divided into a first portion 12a assigned to the first cylinder group 2a consisting of inactive cylinders, and a second cylinder group consisting of the operating cylinders 4b. It is also effective to divide into the second part 12b assigned to 2b. The wastegate exhaust pipe 30 is preferably arranged so as to branch from the second exhaust manifold portion 12b. By doing so, high-temperature exhaust gas is given to the DOC 36, and the exhaust gas flowing through the waste gate exhaust pipe 30 is further heated. By doing so, even if the main part of the exhaust gas flowing in the first exhaust gas pipe 20 is provided by the inactive cylinder 4, the exhaust gas flowing in the first exhaust gas pipe 20 is also heated to a desired temperature. The exhaust gas in the waste gate exhaust pipe 30 is heated as much as possible.

第2の排ガスマニホルド部分12bは、第2の排ガスマニホルド部分12bをターボチャージャ14に接続するようにも適合される排ガス出口を備えるのが好ましい。ターボチャージャ14のタービン16は、第1の気筒グループ2aと第2の気筒グループ2bからの排ガスを同一のターボチャージャ14に供給できるように2つの入口を有するタービンであることが好ましい。もちろん、別個のターボチャージャを各気筒グループについて用いることも可能であるが、この場合、通常避けなければならない車両全体の重量および車両部品の総数の増加を招く。   The second exhaust manifold portion 12b preferably comprises an exhaust outlet that is also adapted to connect the second exhaust manifold portion 12b to the turbocharger 14. The turbine 16 of the turbocharger 14 is preferably a turbine having two inlets so that exhaust gases from the first cylinder group 2a and the second cylinder group 2b can be supplied to the same turbocharger 14. Of course, separate turbochargers can be used for each cylinder group, but this leads to an increase in the overall weight of the vehicle and the total number of vehicle parts that usually must be avoided.

温度上昇のための上記のような可能性に加え、排ガスを内燃エンジン1のガス吸入口側6に再循環させることにより、気筒への空気取り入れ量を減少させることも可能である。これは、排ガスマニホルド12、好ましくは不作動の気筒グループ2aに割り当てられる排ガスマニホルド部12aで分岐するような排ガス再循環(EGR)管40を用いて行えばよい。排ガス再循環管40は他方の側でさらに、吸入マニホルド8、好ましくは作動中の気筒グループ2bに割り当てられる吸入マニホルド部8bに接続される。   In addition to the above-described possibility for increasing the temperature, the amount of air taken into the cylinder can be reduced by recirculating the exhaust gas to the gas inlet side 6 of the internal combustion engine 1. This may be done using an exhaust gas recirculation (EGR) pipe 40 that branches off at the exhaust gas manifold 12, preferably an exhaust gas manifold section 12a assigned to the deactivated cylinder group 2a. The exhaust gas recirculation pipe 40 is further connected on the other side to a suction manifold 8, preferably a suction manifold section 8b assigned to the active cylinder group 2b.

臨界温度状態中、このような配置により、新鮮な空気を不作動の第1の気筒グループ2a内に導き、その後作動中の第2の気筒グループ2bまで導くことが可能となる。その結果、第2の気筒グループ2bのための新鮮な周囲空気の取り入れ量がほぼゼロになるよう制御される。これによって、空気取り入れ量全体が非常に減少し、作動中の第2の気筒グループの気筒4b内の温度をさらに上昇させ、その後、排ガス温度をさらに上昇させればよい。   During the critical temperature state, such an arrangement allows fresh air to be led into the deactivated first cylinder group 2a and then to the activated second cylinder group 2b. As a result, the amount of fresh ambient air intake for the second cylinder group 2b is controlled to be substantially zero. As a result, the entire air intake amount is greatly reduced, the temperature in the cylinder 4b of the second cylinder group in operation is further increased, and then the exhaust gas temperature is further increased.

上記に加えてあるいは上記に代わるものとして、EGR管40または別のEGR管を、ターボチャージャ14の下流、またはそのさらに下流、たとえば排ガス後処理システム22の要素間または要素の下流で、第1の排ガス管20から分岐するようにしてもよい。EGR管が排ガス後処理システム22の要素間で分岐する場合、浄化後の排ガスを再循環させるため微粒子フィルタ26の下流で、しかし内燃エンジン1内のアンモニアなどの不要な成分を回避するため選択触媒還元部28の上流でEGR管を分岐するのが好ましい。   In addition to or in lieu of the above, the EGR pipe 40 or another EGR pipe may be connected downstream of the turbocharger 14 or further downstream thereof, for example between elements of the exhaust gas aftertreatment system 22 or downstream of the elements. You may make it branch from the exhaust gas pipe 20. FIG. When the EGR pipe branches between elements of the exhaust gas aftertreatment system 22, a selective catalyst is used downstream of the particulate filter 26 to recirculate the exhaust gas after purification, but to avoid unnecessary components such as ammonia in the internal combustion engine 1. It is preferable to branch the EGR pipe upstream of the reducing unit 28.

排ガス温度をさらに上昇させるために、内燃エンジン1をいわゆる後噴射によって操作されるよう制御してもよい。つまり、好ましくは作動中のシリンダ4bへの噴射が、1回の噴射から少なくとも2回の噴射へと分割され、これによって気筒内に噴射される燃料の全体量が一定になる。たとえば、一度におよそ30ミリグラム(mg)を噴射する代わりに、先ずおよそ20mgの燃料を噴射して、かなり後に残りのおよそ10mgの燃料を噴射する。クランク角度(CAD)に関して、「かなり後」とは、最初の噴射から少なくとも10CAD、好ましくは少なくとも20CAD後を意味し、これは通常TDCに近い。先行する噴射タイミングの方策を、非常に早い段階の噴射に用いる場合、ここで言及している、後で行われる後噴射はTDC(上死点)後の少なくとも10CAD、好ましくはTDC後の20CADより大きな角度に位置付けしなければならない。   In order to further increase the exhaust gas temperature, the internal combustion engine 1 may be controlled to be operated by so-called post-injection. That is, the injection into the cylinder 4b that is in operation is preferably divided from one injection into at least two injections, so that the total amount of fuel injected into the cylinder is constant. For example, instead of injecting approximately 30 milligrams (mg) at a time, approximately 20 mg of fuel is injected first, and the remaining approximately 10 mg of fuel is injected considerably later. With respect to crank angle (CAD), “substantially after” means at least 10 CAD, preferably at least 20 CAD after the first injection, which is usually close to TDC. If the preceding injection timing strategy is used for very early stage injection, the later post-injection referred to here is at least 10 CAD after TDC (top dead center), preferably more than 20 CAD after TDC. Must be positioned at a large angle.

さらに、未燃燃料を排ガスに与える(濃厚エンジン作動状態にする)いわゆる「大幅に後で行われる後噴射」を用いてもよい。このエンジン作動状態により、CO量を増加させ、このことが、酸化触媒36と24の着火温度をそれぞれ低下させる。本発明の内燃エンジンを作動させるための好ましい方法は以下のようなステップを含む。
1.後で行われる後噴射で第2の気筒グループを作動させること。
2.ウェイストゲート排ガス管30内の排ガス温度またはウェイストゲート排ガス管30での温度が略150℃に達したとき、好ましくは排ガス内のCOおよびH2含有量を最大にするための好適な空燃比を用いてCOおよびH2を生成するために、大幅に後で行われる後噴射で、第2の気筒グループを作動させること。
3.ウェイストゲート排ガス管の排ガス内におけるCOおよびH2の存在により、ウェイストゲート排ガス後処理部の動作(着火)を略150℃で開始すること。
4.大幅に後で行われる後噴射を終了し、ウェイストゲート燃料噴射器の動作を開始すること。
5.これによって、COおよびH2の存在により約150℃で主排ガス後処理システムの動作を開始するために、ウェイストゲート排ガス管内の状態を化学量論的混合気に近い状態に維持すること。
6.主排ガス後処理システムの着火後、不燃燃料を主酸化触媒に与えるために、ウェイストゲート排ガス管を少なくとも僅かに濃厚な、好ましくは濃厚状態にするようウェイストゲート燃料噴射器での燃料量を増加させ、その結果、主排ガス後処理システムを急速に加熱すること。
7.任意で、必要に応じて十分な動力を与えるために第1の気筒グループを作動させること。
Furthermore, a so-called “subsequent post-injection” which gives unburned fuel to the exhaust gas (to bring the engine into a rich engine operating state) may be used. This engine operating state increases the amount of CO, which lowers the ignition temperature of the oxidation catalysts 36 and 24, respectively. A preferred method for operating the internal combustion engine of the present invention includes the following steps.
1. Activating the second cylinder group with a post-injection performed later.
2. When the exhaust gas temperature in the wastegate exhaust pipe 30 or the temperature in the wastegate exhaust pipe 30 reaches approximately 150 ° C., preferably using a suitable air-fuel ratio to maximize the CO and H2 content in the exhaust gas. Actuating the second group of cylinders with a post-injection that takes place significantly later to produce CO and H2.
3. The operation (ignition) of the wastegate exhaust gas aftertreatment section is started at about 150 ° C. due to the presence of CO and H2 in the exhaust gas of the wastegate exhaust pipe.
4). End post-injection, which takes place significantly later, and start the operation of the wastegate fuel injector.
5. This keeps the state in the wastegate exhaust pipe close to the stoichiometric mixture in order to start operation of the main exhaust aftertreatment system at about 150 ° C. due to the presence of CO and H2.
6). After ignition of the main exhaust gas aftertreatment system, the amount of fuel in the wastegate fuel injector is increased so that the wastegate exhaust pipe is at least slightly rich, preferably rich, in order to provide non-combustible fuel to the main oxidation catalyst. As a result, the main exhaust aftertreatment system is heated rapidly.
7). Optionally, actuate the first group of cylinders to provide sufficient power as needed.

以下、上記の方法を用いた排ガス温度上昇について簡単に説明する。   Hereinafter, the exhaust gas temperature rise using the above method will be briefly described.

1. ウェイストゲート排ガス管(ウェイストゲート燃焼)
上記のように、排ガス流を制御するためのウェイストゲート排ガス管30を排ガスマニホルド12に追加する。上記の実施形態において、ウェイストゲート排ガス管30は作動中の気筒4bに接続され、エネルギーを保存するために、排ガスをタービン16と18を通るように導く。これに加えて、小型のDOC36とともに燃料噴射器34をウェイストゲート排ガス管30内に配置して、主DOC24を着火するために余剰エネルギーを加える。パルスエネルギーを捕獲することによって排ガスパルスを維持するために、燃料噴射器34とDOC36を排ガスマニホルド12に近接配置しなければならない。このパルスは、燃料噴射器34が噴射した燃料を混合する際の助けとなる。
1. Wastegate exhaust pipe (Wastegate combustion)
As described above, the wastegate exhaust pipe 30 for controlling the exhaust gas flow is added to the exhaust gas manifold 12. In the above embodiment, the wastegate exhaust pipe 30 is connected to the active cylinder 4b and guides the exhaust gas through the turbines 16 and 18 to conserve energy. In addition, the fuel injector 34 is disposed in the waste gate exhaust pipe 30 together with the small DOC 36, and surplus energy is applied to ignite the main DOC 24. In order to maintain the exhaust gas pulse by capturing the pulse energy, the fuel injector 34 and the DOC 36 must be placed in close proximity to the exhaust manifold 12. This pulse assists in mixing the fuel injected by the fuel injector 34.

エンジンが始動するとすぐに(低温始動状態)、ウェイストゲート排ガス管30を制御して排ガス流全体の約10%がウェイストゲート排ガス管30を経由するように弁32を開く。この10%は小型のDOC36が燃料噴射器34によって噴射された燃料を着火できる程度の高温にされている。これに必要な温度は略250℃である。このような温度にするために、燃料を作動中の気筒4bに噴射しなければならない。小型のDOC36が余剰燃料を着火した後、ウェイストゲート排ガス管30から送られる排ガスは十分温かいので、その後得られる混合ガスの温度が主DOC24の動作を継続させるのに必要な温度である300℃近くになる。   As soon as the engine starts (low temperature start state), the wastegate exhaust pipe 30 is controlled to open the valve 32 so that about 10% of the total exhaust gas flow passes through the wastegate exhaust pipe 30. The 10% of the temperature is high enough that the small DOC 36 can ignite the fuel injected by the fuel injector 34. The temperature required for this is approximately 250 ° C. In order to achieve such a temperature, the fuel must be injected into the cylinder 4b in operation. After the small DOC 36 ignites the surplus fuel, the exhaust gas sent from the wastegate exhaust pipe 30 is sufficiently warm, so that the temperature of the mixed gas obtained thereafter is close to 300 ° C., which is the temperature necessary to continue the operation of the main DOC 24. become.

ウェイストゲート排ガス管30の直径は30ミリメートル(mm)であることが好ましい。ウェイストゲート排ガス管30を通るガス流は、排ガスマニホルド12上でスロットルまたは弁32によって制御される。燃料噴射器36に噴射される燃料の量は単位サイクル当たり30mg(30mg/cycle)でよい。主DOC24が十分温められるとすぐに、ウェイストゲート排ガス管30が閉じて、すべての排ガスはターボチャージャ14を通過する。この方法は、エンジンの低温始動時と、たとえば長い坂道を下っているときなどの車両が低負荷で運転されている時のいずれの場合でも用いることができる。   The diameter of the waste gate exhaust pipe 30 is preferably 30 millimeters (mm). The gas flow through the wastegate exhaust pipe 30 is controlled by a throttle or valve 32 on the exhaust manifold 12. The amount of fuel injected into the fuel injector 36 may be 30 mg (30 mg / cycle) per unit cycle. As soon as the main DOC 24 is sufficiently warmed, the wastegate exhaust pipe 30 closes and all exhaust gas passes through the turbocharger 14. This method can be used both when the engine is cold started and when the vehicle is operating at a low load, such as when going down a long hill.

35mgの燃料を噴射して、作動中の気筒4bおよび40mg/cycleの燃料をさらに噴射する燃料噴射34についてシミュレーションを実施した。この結果、小型のDOC36が燃料噴射34によって噴射された燃料を着火できるように、ウェイストゲート排ガス管20の温度は所要温度である250℃に達した。その後、ウェイストゲート排ガス管20の全体温度は270℃に達した。この温度がまだ十分高くない場合には、より大量の高温排ガスをウェイストゲート排ガス管30に通過させるようにしてもよい。ウェイストゲート排ガス管30を通過する排ガスの総流量を11%から20%に変化させることで、主排ガス管20の温度が290℃まで上昇した。   A simulation was carried out for the cylinder 4b in operation and a fuel injection 34 which injects further 40 mg / cycle of fuel by injecting 35 mg of fuel. As a result, the temperature of the waste gate exhaust pipe 20 reached the required temperature of 250 ° C. so that the small DOC 36 can ignite the fuel injected by the fuel injection 34. Thereafter, the overall temperature of the wastegate exhaust pipe 20 reached 270 ° C. If this temperature is not yet high enough, a larger amount of high temperature exhaust gas may be passed through the wastegate exhaust pipe 30. By changing the total flow rate of the exhaust gas passing through the wastegate exhaust gas pipe 30 from 11% to 20%, the temperature of the main exhaust gas pipe 20 increased to 290 ° C.

このことは、適正量の燃料を燃料噴射器34から噴射し、十分なガスをウェイストゲートに通過させるだけで、適正温度に達することができることを示している。燃料を排ガスに噴射する過程で仕事は失われるが、ガスは、主DOC24をその動作温度まで急速に加熱するのに十分な温度となる。   This indicates that the proper temperature can be reached simply by injecting the proper amount of fuel from the fuel injector 34 and passing sufficient gas through the wastegate. Although work is lost in the process of injecting fuel into the exhaust gas, the gas is at a temperature sufficient to heat the main DOC 24 rapidly to its operating temperature.

表1は、600rpm、作動中の気筒に燃料35mg、ウェイストゲート排ガス管を通過する流量20%、燃料噴射器36から40mg/cycleという条件下でのデータを示している。   Table 1 shows data under the conditions of 600 rpm, 35 mg of fuel in the operating cylinder, a flow rate of 20% passing through the wastegate exhaust pipe, and 40 mg / cycle from the fuel injector 36.

Figure 2018150937
Figure 2018150937

2. 排ガスリブリージングおよび吸気スロットル
上述の通り、第2の方策は、「バンプ(bump)」と呼ばれる排ガスリブリージング機構を用いて、(図示しない)吸気弁が開いた状態で(図示しない)排気弁を持上げることによりいくらかの排ガスを気筒4内に再び送り込むことである。これにより、エンジンの質量流が低下し、システム内の温度が上昇する。上述の通り、この方法は、燃料消費を最小限に抑えるために気筒の一部で実行してもよい。気筒4bの一部にのみ燃料を噴射するとき、燃料が噴射されない不作動の気筒4aのスロットルを用いて、さらに排ガス温度を上昇させることもできる。そのスロットルは、不作動の気筒4bに内燃エンジン1を通って低温空気を送り込むことを防いでいるからである。さまざまなバンプを用いてもよい。「バンプ0」と呼ばれる弁持上げプロファイルでは、排気弁が開き、吸気弁の持上げ距離が最大となる。「バンプ1」、「バンプ2」および「バンプ3」と呼ばれる弁持上げプロファイルでは、持上げられた吸気弁の端部に近づくように排気弁を再開放する。
2. Exhaust Gas Rebreathing and Intake Throttle As described above, the second strategy is to use an exhaust gas rebreathing mechanism called “bump” to open the exhaust valve (not shown) with the intake valve open (not shown). By lifting it up, some exhaust gas is sent back into the cylinder 4. This reduces the engine mass flow and increases the temperature in the system. As described above, this method may be performed on a portion of the cylinder to minimize fuel consumption. When the fuel is injected only into a part of the cylinder 4b, the exhaust gas temperature can be further increased by using the throttle of the cylinder 4a that is not operated so that the fuel is not injected. This is because the throttle prevents low-temperature air from being sent through the internal combustion engine 1 to the inactive cylinder 4b. Various bumps may be used. In the valve lifting profile called “Bump 0”, the exhaust valve opens and the intake valve lifting distance is maximized. In the valve lifting profiles called “bump 1”, “bump 2” and “bump 3”, the exhaust valve is reopened so as to approach the end of the lifted intake valve.

図2は、「バンプ0」(図2a)、「バンプ1」(図2b)、「バンプ2」(図2c)および「バンプ3」(図2d)についてのそれぞれの弁持上げ距離のグラフを示している。ただしx軸が弁持上げ距離、y軸がクランク角を示す。図2aで明らかなように、「バンプ」では、吸気弁を開く途中で排気弁が再開放され、(図2bの)「バンプ1」については、右に一段階移動しており、(図2dの)「バンプ3」まで同様に移動する。グラフ42は排気弁の持上げ距離を表し、グラフ44は吸気弁の持上げ距離を表す。   FIG. 2 shows respective valve lift distance graphs for “Bump 0” (FIG. 2a), “Bump 1” (FIG. 2b), “Bump 2” (FIG. 2c) and “Bump 3” (FIG. 2d). ing. However, the x-axis indicates the valve lifting distance, and the y-axis indicates the crank angle. As is apparent from FIG. 2a, in the “bump”, the exhaust valve is reopened while the intake valve is being opened, and “bump 1” (in FIG. 2b) has moved one step to the right (FIG. 2d). ) Move to “Bump 3” in the same way. A graph 42 represents the lift distance of the exhaust valve, and a graph 44 represents the lift distance of the intake valve.

排ガス温度に関する排ガスリブリージングについての結果をまとめたものを表2に示し、それをグラフ化したものが図3である。   Table 2 shows a summary of the results of exhaust gas rebreathing related to the exhaust gas temperature, and FIG. 3 is a graph of the results.

Figure 2018150937
Figure 2018150937

図3は、x軸が弁持上げ距離、y軸がクランク角の図である。   FIG. 3 is a diagram in which the x-axis is the valve lifting distance and the y-axis is the crank angle.

3個の作動中の気筒4bでの持上げ距離の短いものを用いることによって、上記結果をさらに改善することができる。3個の不作動の気筒の持上げ距離プロファイルは上記と同様であり、図4に示される。ここで、図4aは、左側の図でありより小さなバンプを示している。図4bは、既に用いたバンプの右側を示す図である。ウェイストゲート排ガス管についての結果を下の表3に示す。   The above results can be further improved by using a short lifting distance in the three operating cylinders 4b. The lifting distance profiles of the three inactive cylinders are the same as described above and are shown in FIG. Here, FIG. 4a is a diagram on the left side, showing smaller bumps. FIG. 4b shows the right side of the bumps already used. The results for the wastegate exhaust pipe are shown in Table 3 below.

Figure 2018150937
Figure 2018150937

大きなバンプは過度にシステム内での流れを減速するので、大きなバンプと比較して、小さなバンプほど、排ガス温度が上昇する。   Large bumps excessively slow down the flow in the system, so the exhaust gas temperature rises with smaller bumps compared to larger bumps.

排ガスリブリージングは不作動の気筒を通る低温空気の流量を最小にするための方法というだけではない。排ガスリブリージングを、吸気管上のスロットルから不作動の気筒4aにまで用いてもよい。スロットルは質量流に対して大きな影響を与えるようにしてもよい。圧力がわずか1kPA低下しただけで、質量流は5g/sから1g/sに変化すると思われる。エンジンのアイドル負荷時、バンプのサイズも重要であった。上記の表から明らかなように、作動中の気筒4b上で弁をわずか1ミリメートル(mm)持上げるだけで結果に大きな影響を与えた。   Exhaust gas rebreathing is not only a method for minimizing the flow of cold air through an inactive cylinder. Exhaust gas rebreathing may be used from the throttle on the intake pipe to the inactive cylinder 4a. The throttle may have a great influence on the mass flow. It appears that the mass flow changes from 5 g / s to 1 g / s with only a 1 kPA pressure drop. The bump size was also important when the engine was idle. As can be seen from the above table, lifting the valve by only 1 millimeter (mm) on the cylinder 4b in operation had a significant effect on the results.

3. ウェイストゲート排ガス管と排ガスリブリージングの組み合わせ
ウェイストゲート排ガス管30によりバンプは排ガスをシステム100内に再び送り込むことができるので、上述の方法を組み合わせる場合、注意が必要である。これは、噴射のない不作動の気筒4aでは排ガスリブリージングを行い、噴射のある作動中の気筒4bでは弁の持上げを行うことで回避してもよい。こうすることにより、不作動の気筒グループ2a内の気筒4aを通る低温空気の流れが最小になるが、作動中の気筒4bではその流れが正しい方向に送り込まれる。
3. Combination of wastegate exhaust pipe and exhaust gas rebreathing The wastegate exhaust pipe 30 allows bumps to re-feed exhaust gas into the system 100, so care must be taken when combining the above methods. This may be avoided by performing exhaust gas rebreathing in the inactive cylinder 4a without injection and lifting the valve in the operating cylinder 4b with injection. This minimizes the flow of low-temperature air through the cylinders 4a in the inactive cylinder group 2a, but the flow is sent in the correct direction in the cylinders 4b that are operating.

仮にウェイストゲート排ガス管30の質量流が13%で、作動中の気筒4bに30mg/cycleで噴射がなされたとすれば、ウェイストゲート排ガス管の入口温度は、小型のDOC36が燃料噴射器34によって噴射される燃料を着火するのに十分な240℃になった。そうでない場合、作動中の気筒4bにより多くの燃料を噴射すれば温度が高くなる。燃料噴射器34から20mg/cycleで噴射をさらに行うことによって、主排ガス管20内の温度は300℃になった。これは、排ガスリブリージングによって、不作動の気筒4a内を流れる低温空気の流れを止めたためである。結果をまとめたものを下の表4に示す。   If the mass flow of the wastegate exhaust pipe 30 is 13% and injection is performed at 30 mg / cycle into the cylinder 4b in operation, the inlet temperature of the wastegate exhaust pipe is injected by a small DOC 36 by the fuel injector 34. Was enough to ignite the fuel to be ignited. Otherwise, the temperature rises if more fuel is injected into the cylinder 4b in operation. By further performing injection at 20 mg / cycle from the fuel injector 34, the temperature in the main exhaust pipe 20 became 300 ° C. This is because the flow of the low-temperature air flowing through the inactive cylinder 4a is stopped by the exhaust gas rebreathing. A summary of the results is shown in Table 4 below.

Figure 2018150937
Figure 2018150937

表4から明らかなように、排ガスリブリージング機構によって、気筒内を通る質量流が大幅に低下する。上記実施形態の場合、不作動の気筒4a内を流れる質量流は、作動中の気筒4b内を流れる質量流の1/10である。   As is clear from Table 4, the exhaust gas rebreathing mechanism significantly reduces the mass flow through the cylinder. In the case of the above embodiment, the mass flow flowing in the inactive cylinder 4a is 1/10 of the mass flow flowing in the operating cylinder 4b.

排ガスリブリージングは、噴射のない3個の不作動の気筒4aについて実行しただけである。これによって不作動の気筒グループ2a内を通る流れが減少し、これによって作動中の気筒グループ2bからの温かい排ガスが冷却されることを防止した。燃料噴射器34によって噴射される燃料量を調節することで、その結果得られる主排ガス管20内の温度をさらに調節してもよい。   Exhaust gas rebreathing was only performed for the three inactive cylinders 4a without injection. This reduces the flow through the deactivated cylinder group 2a, thereby preventing the warm exhaust gas from the activated cylinder group 2b from being cooled. By adjusting the amount of fuel injected by the fuel injector 34, the resulting temperature in the main exhaust pipe 20 may be further adjusted.

排ガスリブリージング機構だけの影響を検討するために、ウェイストゲート排ガス管30を閉じると、以下の結果が得られた。   When the wastegate exhaust pipe 30 was closed in order to examine the influence of only the exhaust gas rebreathing mechanism, the following results were obtained.

Figure 2018150937
Figure 2018150937

この場合、全質量流は少ないものの、作動中および不作動の気筒グループ4a、4b内を通る質量流はより大きくなる。これは、ウェイストゲート排ガス管30が閉じているためである。このように、リブリージング機構だけでも、排ガス温度をかなり上昇させることができた。   In this case, although the total mass flow is small, the mass flow passing through the operating and inactive cylinder groups 4a and 4b is larger. This is because the wastegate exhaust pipe 30 is closed. As described above, the exhaust gas temperature could be considerably increased only by the rebreathing mechanism.

4. 後で行う後噴射
上記の後で行う後噴射の結果、後噴射を行わない排ガスリブリージング機構と比較して、排ガス温度は約25℃上昇した。図5は、作動中の気筒4bについての対応する温度曲線を示しており、x軸がクランク角、y軸が温度である。結果をまとめたものを下の表6に示す。
4). Post-injection performed later As a result of the post-injection performed after the above, the exhaust gas temperature increased by about 25 ° C. as compared with the exhaust gas rebreathing mechanism in which post-injection was not performed. FIG. 5 shows the corresponding temperature curve for the cylinder 4b in operation, where the x-axis is the crank angle and the y-axis is the temperature. A summary of the results is shown in Table 6 below.

Figure 2018150937
Figure 2018150937

明らかなように、弁の動力は0.8kW失われているので、排ガス管内の温度を上昇させるためにここでもなんらかの動力が失われる。上の表にある485Kは主排ガス管内の全体の温度であり、作動中の気筒の外部温度は620Kである。これをウェイストゲート排ガス管方法と組み合わせると、燃料噴射器34からの燃料を着火するのに必要な温度である530Kより高い温度が達成できるであろう。   Obviously, since 0.8 kW of power is lost in the valve, some power is again lost here to raise the temperature in the exhaust pipe. 485K in the above table is the overall temperature in the main exhaust pipe, and the external temperature of the cylinder in operation is 620K. When combined with the wastegate exhaust pipe method, a temperature higher than 530K, which is the temperature required to ignite the fuel from the fuel injector 34, could be achieved.

上述の通り、上記の方法を、部分予混合燃焼(PPC)エンジンについて用いてもよい。PPC燃焼は、中間負荷または高負荷では効果的に働くことが証明されている。PPCは、簡単に言えば、質の低いガソリンでディーゼルエンジンを作動させるものと説明できるので、低温始動時、アイドル時、および低負荷時、エンジンからHCおよびCOが過度に排出されるという問題が生じるのは当然である。   As described above, the above method may be used for a partially premixed combustion (PPC) engine. PPC combustion has proven to work effectively at medium or high loads. In simple terms, PPC can be described as operating a diesel engine with low quality gasoline, which has the problem of excessive emissions of HC and CO from the engine during cold start, idle, and low loads. Of course it will occur.

上述の排ガスリブリージング機構は、この状態を改善することが証明されている。この機構によって気筒温度が上昇し、COおよびHC排出量が減少する。さらに、HCおよびCO排出は、排ガス後処理システムが作動中であれば問題ではない。しかし、触媒温度が250℃を下回ると、変換効率が許容できないレベルまで低下する。その結果、低負荷エンジン動作モード中に排ガス後処理システムの温度を250℃より高い温度に保たなければならない。   The exhaust gas rebreathing mechanism described above has been proven to improve this situation. This mechanism raises the cylinder temperature and reduces CO and HC emissions. Furthermore, HC and CO emissions are not a problem if the exhaust gas aftertreatment system is in operation. However, if the catalyst temperature is below 250 ° C., the conversion efficiency decreases to an unacceptable level. As a result, the temperature of the exhaust gas aftertreatment system must be kept above 250 ° C. during the low load engine operating mode.

本発明によれば、低負荷時、PPCエンジンの気筒は、不作動の第1の気筒グループ2aと作動中の第2の気筒グループ2bに分割されるよう制御される。さらにあるいはそれに代わるものとして、吸入マニホルド8も、各気筒グループ2aと2bについて別個のスロットルを持つことができるように2つの部分8aと8bに分割される。ノズルを過熱するまたは過度なスロットル調節をすることなく、不作動の気筒4a内を通る空気流をできるだけ減少させるために、PPCエンジンをその後以下のステップのうち少なくとも1つを実行するように作動する。
−全気筒において排ガスリブリージングを有効にすること。
−燃焼温度を上昇させるために作動中の気筒4bをわずかにスロットルで調節すること。
−不作動の気筒4a内に送り込まれる低温空気を減らすために、作動中の気筒4bよりも不作動の気筒4aのスロットル調節をきつくすること。
According to the present invention, at the time of low load, the cylinders of the PPC engine are controlled to be divided into the inactive first cylinder group 2a and the active second cylinder group 2b. Additionally or alternatively, the intake manifold 8 is also divided into two parts 8a and 8b so that each cylinder group 2a and 2b can have a separate throttle. In order to reduce the air flow through the deactivated cylinder 4a as much as possible without overheating the nozzle or excessive throttle adjustment, the PPC engine is then operated to perform at least one of the following steps: .
-Enable exhaust gas rebreathing in all cylinders.
-Slightly throttle the cylinder 4b in operation to raise the combustion temperature.
-Throttle adjustment of the deactivated cylinder 4a is tighter than the activated cylinder 4b in order to reduce the low-temperature air fed into the deactivated cylinder 4a.

この方策の結果、(作動中の気筒グループにおいて)PPC問題が生じるゾーンから移動するのに十分負荷が増加し、作動中の気筒グループで温度が上昇し、PPCの低負荷問題解決に役立つ。また、この方策は、作動中の気筒グループ4bからの排ガス温度の上昇および/または不作動の気筒グループ4aでの空気加熱により、COおよびHC酸化について触媒を活性化するための排ガス温度の上昇の一助となる。   As a result of this measure, the load increases enough to move from the zone where the PPC problem occurs (in the active cylinder group) and the temperature rises in the active cylinder group, which helps solve the low load problem of PPC. This measure also increases the exhaust gas temperature for activating the catalyst for CO and HC oxidation by increasing the exhaust gas temperature from the operating cylinder group 4b and / or heating the air in the inactive cylinder group 4a. It will help.

既に述べた通り、排ガスパルスは負荷が低いほど急速に減少する。1つの気筒グループでの負荷を増やすことにより、タービンを通る流れの中によりよいパルスを増やすことが可能となる。これによって、約10から25%の低負荷範囲内でターボチャージャの熱回収が改善する。負荷が25%を超えると、これは作動中の気筒での50%負荷に相当するので、気筒グループを分割するという取り組みは実行できないと思われる。   As already mentioned, the exhaust gas pulse decreases rapidly as the load decreases. By increasing the load on one cylinder group, it is possible to increase the number of better pulses in the flow through the turbine. This improves the heat recovery of the turbocharger within a low load range of about 10 to 25%. If the load exceeds 25%, this corresponds to a 50% load on the active cylinder, so the effort to divide the cylinder group would not be feasible.

総括すれば、本発明の方法および/または本発明の内燃エンジンシステムの異なる態様であっても、PPC、低温始動、低負荷、アイドルおよび/またはモータリングエンジン動作モードなどの臨界温度エンジン動作状態中に排ガス温度を上昇させることが可能である。気筒自体の内部温度と排ガス温度のいずれかまたは両方の温度は、臨界温度エンジン動作状態中に大幅に上昇するので、排ガス後処理システムの温度が急速に動作温度にまで上昇し、その動作温度を長期間維持することが可能となろう。   In summary, different aspects of the method and / or the internal combustion engine system of the present invention may be used during critical temperature engine operating conditions such as PPC, cold start, low load, idle and / or motoring engine operating modes. It is possible to raise the exhaust gas temperature. The internal temperature of the cylinder itself and / or the exhaust gas temperature will rise significantly during the critical temperature engine operating conditions, so that the temperature of the exhaust gas aftertreatment system will quickly rise to the operating temperature and reduce its operating temperature. It will be possible to maintain for a long time.

100 内燃エンジンシステム
1 内燃エンジン
2 気筒ブロック
2a 不作動の気筒グループ
2b 作動中の気筒グループ
4 気筒
4a 不作動の気筒
4b 作動中の気筒
6 ガス吸入口
8 吸入マニホルド
8a 不作動の吸入マニホルド部
8b 作動中の吸入マニホルド部
10 排ガス出口側
12 排ガスマニホルド
12a 不作動の排ガスマニホルド部
12b 作動中の排ガスマニホルド部
14 ターボチャージャ
16 第1のタービン
18 第2のタービン
20 第1の/主排ガス管
22 排ガス後処理システム
24 主ディーゼル酸化触媒
26 微粒子フィルタ
28 選択触媒反応器
30 ウェイストゲート排ガス管
32 弁
34 燃料噴射器
36 小型のディーゼル酸化触媒
40 EGR管
42 排気弁持上げ距離
44 吸気弁持上げ距離
100 Internal Combustion Engine System 1 Internal Combustion Engine 2 Cylinder Block 2a Inactive Cylinder Group 2b Active Cylinder Group 4 Cylinder 4a Inactive Cylinder 4b Active Cylinder 6 Gas Inlet 8 Intake Manifold 8a Inactive Intake Manifold 8b Operated Intake manifold section 10 Exhaust outlet side 12 Exhaust manifold 12a Inactive exhaust manifold section 12b Exhaust exhaust manifold section 14 Turbocharger 16 First turbine 18 Second turbine 20 First / main exhaust pipe 22 After exhaust Treatment System 24 Main Diesel Oxidation Catalyst 26 Particulate Filter 28 Selective Catalytic Reactor 30 Wastegate Exhaust Pipe 32 Valve 34 Fuel Injector 36 Small Diesel Oxidation Catalyst 40 EGR Pipe 42 Exhaust Valve Lifting Distance 44 Intake Valve Lifting Distance

Claims (5)

排ガス後処理システム(22)を有する内燃エンジンシステム(100)の内燃エンジンを、低セタン価の着火しにくい燃料で作動させる状態、または低温始動状態、あるいはエンジン動作モードが低負荷エンジン動作モード、またはアイドルエンジン動作モード、またはエンジンがある回転速度を上回る速度で作動しているが、エンジン内にまったく燃料が噴射されないようなモータリングエンジン動作モード、の少なくとも何れか一つの前記状態またはエンジン動作モードであって、前記排ガス後処理システム(22)の動作温度が維持できないような臨界温度エンジン動作状態中に、前記排ガス後処理システム(22)の温度を上昇させる方法であって、
前記内燃エンジンシステムが、複数の気筒(4)、少なくとも空気を第1の気筒グループ(2a)および第2の気筒グループ(2b)に与えるためのガス吸入マニホルド(8,8a,8b)、排ガスを気筒ブロック(2)から主排ガス後処理システムに排出するための排ガスマニホルド(12,12a,12b)を有する前記気筒ブロック(2)を備え、
前記排ガスマニホルド(12,12a,12b)が少なくとも、主排ガス出口と、ウェイストゲート排ガス出口とを備え、前記主排ガス出口が、前記第1の気筒グループ(2a)に割り当てられ、前記ウェイストゲート排ガス出口が、前記第2の気筒グループ(2b)に割り当てられ、
前記主排ガス出口が、排ガスを前記排ガス後処理システム(22)に導くための主排ガス管(20)に接続され、前記ウェイストゲート排ガス出口がウェイストゲート排ガス管(30)に接続され、
前記ウェイストゲート排ガス管(30)は、前記排ガス後処理システム(22)の上流で前記主排ガス管(20)に再接続され、前記ウェイストゲート排ガス管(30)内を流れる排ガスに触媒処理を行うための少なくとも1つのウェイストゲート後処理部(36)を備え、
前記方法は、
‐前記内燃エンジンシステム(100)が前記臨界温度エンジン状態で作動しているかどうかを判定するステップと、
‐前記内燃エンジンシステム(100)が前記臨界温度エンジン状態で作動している場合、前記ウェイストゲート排ガス管(30)を開き、前記少なくとも1つのウェイストゲート後処理部(36)を作動させるステップとを含み、前記臨界温度エンジン状態中に前記ウェイストゲート排ガス管(30)内を流れる排ガス内に燃料を噴射するために、燃料噴射器(34)が、前記ウェイストゲート排ガス管(30)内に配置され、前記燃料噴射器(34)が前記ウェイストゲート後処理部(36)の上流に配置される、方法。
A state in which the internal combustion engine of the internal combustion engine system (100) having the exhaust gas aftertreatment system (22) is operated with a low cetane number non-ignitable fuel, or a cold start state, or the engine operating mode is a low load engine operating mode, or In at least one of the above states or engine operating modes, an idle engine operating mode or a motoring engine operating mode in which the engine is operating at a speed above a certain rotational speed but no fuel is injected into the engine. A method of increasing the temperature of the exhaust gas aftertreatment system (22) during a critical temperature engine operating state where the operating temperature of the exhaust gas aftertreatment system (22) cannot be maintained,
The internal combustion engine system includes a plurality of cylinders (4), a gas intake manifold (8, 8a, 8b) for supplying at least air to the first cylinder group (2a) and the second cylinder group (2b), and exhaust gas. The cylinder block (2) having an exhaust gas manifold (12, 12a, 12b) for discharging from the cylinder block (2) to the main exhaust gas aftertreatment system;
The exhaust gas manifold (12, 12a, 12b) includes at least a main exhaust gas outlet and a waste gate exhaust gas outlet, and the main exhaust gas outlet is assigned to the first cylinder group (2a), and the waste gate exhaust gas outlet Is assigned to the second cylinder group (2b),
The main exhaust gas outlet is connected to a main exhaust gas pipe (20) for guiding exhaust gas to the exhaust gas aftertreatment system (22), the waste gate exhaust gas outlet is connected to a waste gate exhaust gas pipe (30);
The wastegate exhaust pipe (30) is reconnected to the main exhaust pipe (20) upstream of the exhaust gas aftertreatment system (22), and performs catalytic treatment on the exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe (30). At least one wastegate post-processing section (36) for
The method
Determining whether the internal combustion engine system (100) is operating in the critical temperature engine state;
Opening the wastegate exhaust pipe (30) and operating the at least one wastegate aftertreatment (36) when the internal combustion engine system (100) is operating in the critical temperature engine state; Including a fuel injector (34) disposed within the wastegate exhaust pipe (30) for injecting fuel into the exhaust gas flowing through the wastegate exhaust pipe (30) during the critical temperature engine condition. The fuel injector (34) is arranged upstream of the wastegate aftertreatment (36).
各気筒(4)はさらに、少なくとも燃料を前記気筒(4)内に噴射するための気筒用燃料噴射器を備え、
前記第2の気筒グループ(2b)の少なくとも1つの気筒の前記気筒用燃料噴射器が、燃料ストローク毎に少なくとも2回燃料を噴射するよう制御され、
2回目の噴射が、1回目の噴射より少なくとも20クランク角度だけ後に行われる、請求項1に記載の方法。
Each cylinder (4) further comprises a cylinder fuel injector for injecting at least fuel into the cylinder (4),
The cylinder fuel injectors of at least one cylinder of the second cylinder group (2b) are controlled to inject fuel at least twice per fuel stroke;
The method of claim 1, wherein the second injection is performed at least 20 crank angles after the first injection.
前記第1の気筒グループ(2a)が少なくとも1つの第1の吸気スロットルを備え、前記第2の気筒グループ(2b)が少なくとも1つの第2の吸気スロットルを備え、各吸気スロットルが個別に動作可能であり、
前記方法はさらに、前記臨界温度エンジン状態中、前記第1の気筒グループ(2a)の前記第1の吸気スロットルおよび前記第2の気筒グループ(2b)の前記第2の吸気スロットルを制御して、前記第2の気筒グループ(2b)の第2の吸気スロットルより、前記第1の気筒グループ(2a)の第1の吸気スロットルを強く絞り調節するステップを含む、請求項1または2に記載の方法。
The first cylinder group (2a) includes at least one first intake throttle, the second cylinder group (2b) includes at least one second intake throttle, and each intake throttle can be operated individually. And
The method further controls the first intake throttle of the first cylinder group (2a) and the second intake throttle of the second cylinder group (2b) during the critical temperature engine state, 3. The method according to claim 1, comprising the step of adjusting the first intake throttle of the first cylinder group (2 a) more strongly than the second intake throttle of the second cylinder group (2 b). .
前記排ガスの少なくとも一部を前記内燃エンジンの前記ガス吸入口側に再循環させるステップをさらに含み、
前記内燃エンジンシステム(100)はさらに、前記排ガスの少なくとも一部を前記内燃エンジン(1)の前記ガス吸入口側に再循環させるための排ガス再循環(EGR)管(40)を備え、
前記排ガスが、ターボチャージャ部(14)の下流または前記排ガス後処理システム(22)の上流で、前記主排ガス管(20)から分岐する、または、前記排ガスマニホルド(12,12a,12b)から直接分岐する、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。
Recirculating at least a portion of the exhaust gas to the gas inlet side of the internal combustion engine;
The internal combustion engine system (100) further includes an exhaust gas recirculation (EGR) pipe (40) for recirculating at least part of the exhaust gas to the gas inlet side of the internal combustion engine (1).
The exhaust gas branches from the main exhaust pipe (20) downstream of the turbocharger section (14) or upstream of the exhaust gas aftertreatment system (22), or directly from the exhaust manifold (12, 12a, 12b). The method according to claim 1, which branches.
請求項1乃至4のいずれかに記載の方法を実行する内燃エンジンシステムを備える、車両。   A vehicle comprising an internal combustion engine system for performing the method according to claim 1.
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