JP4486091B2 - 自動車のディーゼルエンジンの排気ライン内に組み込まれた汚染除去手段の再生における補助を提供するシステム - Google Patents

Description

本発明は酸化触媒を形成する手段と協働し、自動車のディーゼルエンジンの排気ライン内に組み込まれた汚染除去手段の再生における補助（assistance）を提供するシステムに関する。特に、本発明は、エンジンがエンジンのシリンダに燃料を供給するための共通のマニホルド手段と協働し、少なくとも１つの後噴射作動（post injection operation）においてシリンダ内へ燃料を噴射することにより、一定のトルクで、再生手順を履行するようにされたシステムに関する。

例えば粒子フィルタのような汚染除去手段の再生中、運転手がアクセルペダルから足を持ち上げている期間（通常作動における燃料の無噴射）及びエンジンがアイドリングしている期間（極めて低い排気温度）は問題となる。何故なら、これらの期間が排気温度、即ち、排気ライン内及びこれに組み込まれた素子内の温度を低下させるからである。

エンジンの運転においてこのような期間中に１又はそれ以上の後噴射作動を使用することにより、エンジン内での後噴射物の燃焼により生じる炭化水素（ＨＣ）の触媒変換に依存して、排気ラインの温度の低下の程度を制限することができる。しかし、このような手順は、触媒形成手段により生じる外熱反応に依存し、例えば酸化触媒又はＣＯ／ＨＣ酸化機能を備えるＮＯｘトラップ（trap;捕獲器）を有するこの手段が、作動されるものと考えられる。

エンジンがアイドリング状態に戻る期間中、運転手がアクセルから足を持ち上げてしまった後は、主噴射もいかなるパイロット噴射も存在せず、それ故、各後噴射物はシリンダ内で燃焼しない。その理由は、燃料が触媒形成手段により変換されるＨＣの形として蒸発するだけだからである。従って、酸化触媒形成手段への入口における温度は極めて低く、各後噴射から来るＨＣの燃焼により生じる外熱触媒反応にも拘らず、触媒形成手段の前面が徐々に冷却し、その変換能力が徐々に失われる。

アイドリング状態へ戻る長い期間中、触媒形成手段がすべてのＨＣを変換するのに十分なほど活動できなくなることがあり、これは、触媒形成手段の下流側でＨＣピークを生じさせたり、青色発煙及び（又は）排気悪臭を生じさせたりする。更に、後噴射を使用すると、潤滑油が燃料により希釈されて、その潤滑特性が悪化することがあり、また、特に粘度が低下し、粘度が低くなり過ぎると、エンジンを損傷させることがある。従って、本発明の目的はこれらの問題を解決することである。

この目的のため、本発明は酸化触媒の触媒形成手段と協働し、自動車のディーゼルエンジンの排気ライン内に組み込まれた汚染除去手段の再生を補助するためのシステムにして、エンジンがエンジンのシリンダに燃料を供給するための共通のマニホルド手段と協働し、少なくとも１つの後噴射作動においてシリンダ内へ燃料を噴射することにより、一定のトルクで、再生手順を履行するようになっているシステムを提供し、その特徴とするところは、システムが、再生要求従って後噴射の要求を検出するための検出手段と；車両のアクセル上から足が持ち上がった状態を検出するための検出手段と；触媒形成手段の下流側の温度を取得するための温度取得手段と；アクセル上から足が持ち上がった状態に続いてアイドリングに戻る期間中に、温度に基づいて、後噴射作動において噴射すべき燃料の最大量を決定するための手段と；噴射された燃料の量が所定の最大量に到達してしまった直後に、各後噴射作動を直ちに中断させるための手段と；を有することである。

他の特徴によれば、
汚染除去手段は粒子フィルタを有し；
汚染除去手段はＮＯｘトラップを有し；
燃料は、その再生を容易にするために、混合された粒子と一緒に、汚染除去手段上に付着する添加剤を含み；
燃料はＮＯｘトラップを形成する添加剤を含み；
エンジンはターボチャージャと協働する。本発明は、添付図面を参照して行う単なる例としての以下の説明を読むことにより、良好に理解できる。

図１は酸化触媒の触媒形成手段２と協働し、自動車のディーゼルエンジン４の排気ライン３内に組み込まれた汚染除去手段１の再生を補助するシステムの一般的な構造を示す。エンジンはターボチャージャに関連することができ、この場合、そのタービン部分５は同様に排気ラインと協働し、ターボチャージャのコンプレッサ部分６はエンジンの上流側に位置する。エンジンはまたエンジンのシリンダへ燃料を供給する共通のマニホルドを形成する手段７と協働し、一定のトルクで、普通の方法で少なくとも１つの後噴射においてシリンダ内へ燃料を噴射することにより再生手順を履行するのに適する。

これらの手段は、パイロットユニット８により制御され、このパイロットユニットは例えば汚染除去手段従って後噴射作動の管理者により送られた再生要求ｒｅｑ．Ｒｇを検出するようになっており、車両のアクセルから足が持ち上がってしまった状態を検出する手段９に接続される。これらの手段は任意の適当な構造体とすることができる。パイロットユニット８はまた触媒形成手段２の下流側の温度を取得するための手段に接続され、この取得手段はその全体を符号１１で示す。この手段は任意の適当な温度センサで構成される。

再生、従って後噴射の要求が検出されたとき、次いで、パイロットユニット８は、図２にステップ１２で示すように、車両のアクセルから足が持ち上がっている期間を検出することができる。次いで、ユニット８は、ステップ１３中に、触媒形成手段の下流側の温度を取得し、ステップ１４中に、アクセルから足を持ち上げてしまった後のアイドリングの間に後噴射作動において噴射すべき燃料の最大量を、この温度に基づき決定するようになっている。

次いで、ステップ１５、１６において、ユニット８は後噴射作動中に噴射される燃料の量を監視し、噴射された燃料のこの量が最大の所定量に到達する瞬間を検出する。噴射された燃料の量がアイドリングへの帰還の期間中に最大の所定量に一旦達すると、ステップ１７で示すようにアクセル上の足が持ち上げられてしまった後に、ステップ１８で示すように、パイロットユニット８は後噴射を直ちに中止するようになっている。

また、このようなシステムは、粒子フィルタ又はＮＯｘトラップにより形成される汚染除去手段と一緒に作動できること、および、普通の方法で燃料に添加剤を混合することも可能であることに気づくべきであり、この添加剤は、その上に捕獲された煤が燃焼する温度を減少させる目的で、その再生を容易にするために、この添加剤と混合された粒子と一緒に、汚染除去手段上に付着するようになっている。普通の方法で、添加剤は、添加剤を含む燃料がエンジン内で燃焼を受けた後に、粒子内に存在する。

また、ＮＯｘトラップを形成する添加剤の使用を想定することもできる。従って、このような構造により、足をアクセルから持ち上げてしまった後にアイドリングへ戻る期間中に後噴射において流通させることのできる燃料の量が最大値に制限されることを理解できよう。この最大量は、再生が生じている間に、足の持ち上げ期間中に空になるリザーバの形として存在する。リザーバは期間の終期に再初期化される。

従って、システムは、排気ライン内の温度レベルが最も望ましくない場合に、足の持ち上げの期間中に後噴射される燃料の量を制限することを可能にする。いずれにしても汚染除去手段の再生の点から最も有効ではない、この期間中に後噴射される燃料の総量を制限することにより、後噴射時間の有効な割合が最適化され、エンジンの潤滑油が燃料により希釈される度合いが制限される。

最後に、これはまた、ＨＣ変換の不足、従って、発煙及び（又は）悪臭を発生させることのある排気内のＨＣの吹き出しを招くような、酸化機能が突然不全になるいかなる危険性をも制限することを可能にする。当然、他の実施の形態を想定できる。従って、例えば、汚染除去手段及び酸化触媒形成手段は単一の共通の素子として、特に共通の基体上で一体化することができる。

例として、酸化機能を組み込んだ粒子フィルタの使用を想定できる。同様に、添加剤を伴う又は伴わない、このような酸化機能を組み込んだＮＯｘトラップも想定できる。このような酸化及び（又は）ＮＯｘ捕獲機能は、例えば、燃料と混合された添加剤により、履行することができる。

再生を補助するための本発明のシステムの一般的な構造を示すブロック線図である。 その作動を示すフローチャートである。

Claims (6)

1. 酸化触媒の触媒形成手段（２）と協働し、自動車のディーゼルエンジン（４）の排気ライン（３）内に組み込まれた汚染除去手段（１）の再生を補助するためのシステムであって、
   前記エンジン（４）がエンジンのシリンダに燃料を供給するための共通のマニホルド手段（７）と協働し、少なくとも１つの後噴射作動においてシリンダ内へ燃料を噴射することにより、一定のトルクで、再生手順を履行するようにされ、
   再生要求（ｒｅｑ．ＲＧ）を検出するための検出手段（８）と；
   車両のアクセル上から足が持ち上がった状態を検出するための検出手段（９）と；
   前記触媒形成手段（２）の下流側の温度を取得するための温度取得手段（１１）と；
   アクセル上から足が持ち上がった状態に続いてアイドリングに戻る期間中に、温度に基づいて、後噴射作動において噴射すべき燃料の最大量を決定するための手段（８）と；
   噴射された燃料の量が所定の最大量に到達した直後に、各後噴射作動を直ちに中断させるための手段（７、８）と；を含むことを特徴とするシステム。
2. 前記汚染除去手段（１）が粒子フィルタを含むことを特徴とする請求項１のシステム。
3. 前記汚染除去手段（１）がＮＯｘトラップを有することを特徴とする請求項１又は２のシステム。
4. 前記燃料が前記汚染除去手段（１）の再生を容易にするために燃料に混合された粒子と一緒に汚染除去手段（１）上に付着する添加剤を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のシステム。
5. 前記燃料がＮＯｘトラップを形成する添加剤を含むことを特徴とする請求項１乃至３にいずれかのシステム。
6. 前記エンジンがターボチャージャ（５、６）と協働することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のシステム。

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