JP6741162B2 - 内燃機関の排気中の窒素酸化物の排出量を制御するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、特にディーゼルエンジンのような内燃機関の燃焼ガスからの窒素酸化物排出量を制御するための方法に関する。

内燃機関、特に、法的な制約がますます厳しくなっている自動車の内燃機関の排気中の汚染排出物を減らすことは、戦略上重要な課題である。

これを実行するには、通常、内燃機関からの燃焼ガスの後処理システムを用いて、このガス中に排出された様々な種類の汚染物質（例えば一酸化炭素ＣＯ、未燃炭化水素ＨＣ、窒素酸化物ＮＯ_x、すす等）を処理する。

より具体的に述べると、健康や環境にとって有害な窒素酸化物分子（基本的に一酸化窒素ＮＯ及び二酸化窒素ＮＯ₂）の大気中への放出を制限するため、多くのエンジンには、ＮＯ_xトラップや、入ってきた窒素酸化物を無害な分子（窒素Ｎ₂と水Ｈ₂Ｏ）に還元するための窒素酸化物の選択的還元触媒が備え付けられている。

添付の図１は、そのような後処理システムの利点を示している。この図は、Ｘ軸に時間ｔを、Ｙ軸の左側の目盛に窒素酸化物のモル濃度を、Ｙ軸の右側の目盛に、例えばディーゼルエンジンのような内燃機関を用いた自動車の速度Ｖを示す。

曲線１０００は、標準的な新欧州ドライビングサイクル（ＮＥＤＣ：Ｎｅｗ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ）の一部における自動車の典型的な速度プロファイルを表す。曲線２０００は、自動車の排気ボックスの出口、すなわち窒素酸化物の後処理システム（ＮＯ_xトラップ及び／又はＳＣＲ触媒コンバータ）の下流における、窒素酸化物濃度［ＮＯ_x］_tpの瞬時変化を表す。

ＮＥＤＣ期間中の窒素酸化物濃度プロファイル［ＮＯ_x］_tp（図１にはその一部が示されている）から、ＮＥＤＣにおいてエンジンが生成する窒素酸化物の全質量が得られる。更に具体的に述べると、全質量は、このサイクル期間全体にわたって、排気ガスの流量に、１又は複数の後処理システムの出口におけるガス中に存在する窒素酸化物の濃度をかけた時間積分である。ＮＥＤＣの走行距離１キロ当たりのこの質量の平均値は法律によって規定されている。例えば、規格「ユーロ６ｂ（Ｅｕｒｏ ６ｂ）」は、このＮＯ_xの平均量を８０ｇ／ｋｍに制限している。サイクル全体は走行距離１１キロメートルである。

後処理システムが存在しない場合、エンジンの燃焼に関する技術的な限界を考慮すると、排気ボックスの出口における窒素酸化物の濃度［ＮＯ_x］_tpはエンジンの出口における窒素酸化物の濃度［ＮＯ_x］_eoと等しくなり、サイクル中に排出される窒素酸化物の全質量は規格で許可されるよりも著しく大きくなる。

高レベルの処理効率ε、すなわち高い窒素酸化物還元率、例えば最適な運転条件下で９０％の値に到達できる効率を有する少なくとも１つの後処理システムを用いた場合、自動車の排気ボックスの出口における窒素酸化物濃度［ＮＯ_x］_tpは、以下の数式１に従い、エンジンが処理できなかった比較的小さい部分のみになるので、規格を満たすことができる。

［数１］
［ＮＯ_x］_tp＝（１−ε）×［ＮＯ_x］_eo

従って、ＮＥＤＣを構成するエンジンの様々な運転点において、第１にエンジンの燃焼ガス中のＮＯ_x放出を調整すること、第２にこの燃焼ガス用に後処理システムの処理効率を調整して排気ボックスの出口における窒素酸化物の最大平均量を規格に適合させることは、各製造業者の責任である。

一般的に、エンジンのＮＯ_x排出量は、少なくともエンジン速度Ｎ、負荷Ｃ、及び、例えば水温Ｔ_eauのようなエンジン運転温度を表す値を含むエンジン運転点を表すパラメータセットの関数として、濃度値［ＮＯ_x］_eoに設定することが知られている。この設定は、エンジン試験台での較正段階中に実行され、次いで自動車のプロセッサにロードされる。設定には以下が含まれる。
− エンジンの空気経路のパラメータ、すなわち、燃焼室において必要な空気の質量Ｍ_airと燃焼ガスの質量Ｍ_gbrを設定すること、及び
− 燃料経路のパラメータ、すなわち燃料質量Ｍ_fと、燃料が（１回、又は２回以上）噴射されるクランク軸角度θ_fを設定すること。

特に、吸気口で再循環させる排気ガスの割合を（低圧及び／又は高圧で）大きくすることが、エンジンの燃焼ガス中に排出される窒素酸化物を低減するのに役立つことが知られている。

また、後処理システムの処理効率εを、エンジンの運転点及びそれに対応する窒素酸化物排出量［ＮＯ_x］_eoの関数として調整することも知られている。

例えばＮＯ_xトラップでは、トラップ内に蓄積される窒素酸化物の質量を制限するようにパージの頻度及び／又は持続時間を調整することができ、効率は、蓄積された質量の関数である。トラップが比較的冷たい場合、効率が高くなる温度にトラップを加熱することができる。

また、例えば窒素酸化物の選択的還元触媒では、触媒コンバータに注入され、効率を決定する所与の質量値になるように蓄積するアンモニア質量を永続的に調整する還元剤（Ａｄｂｌｕｅ（登録商標））の流量を調整することができる。蓄積された質量が触媒コンバータの最大アンモニア蓄積容量（ＡＳＣ：ａｍｍｏｎｉａ ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ）に近い場合に効率が最大になることが知られている。

しかしながら、ＮＥＤＣに含まれるエンジンの各運転点は通常、公称設定値と称される単一の設定値を有し、エンジンの運転点を表す同じパラメータ（負荷、エンジン速度、水温等）が現れるたびに、この設定値が自動車で再現される。エンジンの運転点が異なると、窒素酸化物の排出量は同一でない。これは図１の曲線２０００の大きな変動によって示されている。更に、この規格化されたサイクルの外側では、自動車の普段の使用中に定期的に現れるエンジンの他の運転点（市街地、道路、及び高速道路のサイクル）も通常は単一の公称設定値を有し、窒素酸化物の量は増大したり低減したりするので平均窒素酸化物量は一定していない。

自動車製造業者は、実際の自動車運転サイクルと、そのような実際の運転サイクルに関連したエンジン運転点発生のモデル化の広範な統計的知識を用いて、エンジンの様々な運転点にいくつかの公称設定値を選択することができる。これらの公称設定値は、高い計算確率で、所与の実際の運転サイクルの１キロメートル当たりの平均窒素酸化物量を既定の限度内に収めるものである。既定の限度は、例えば、適合係数（ＦＣ：ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）閾値として知られているサイクルの法的規制値の倍数である。

しかしながら、これは統計的手法であるので、特定の実際のサイクルにおいては、特に極端な使用条件（例えばエンジン負荷又は過渡現象に関して特に過酷なサイクル）では、そのような閾値を超えないと保証することはできない。

本発明は、既知の窒素酸化物処理方法に伴う欠点、更に具体的には、所与の運転サイクルにおける許容量を制御するためのそのような方法の不適切さを克服することを提案する。

これを実行するため、本発明は、充分に長い所与の自動車の移動において、自動車が排出する走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量を固定の所定閾値未満に維持することを目的とする方法を提案する。「充分に長い」とは、その移動中に後処理システムが適正な運転温度に到達できることを意味するものとする（例えば、ＮＯ_xトラップでは約１７０℃、窒素酸化物の選択的還元触媒では２００℃）。

本発明は、内燃機関の燃焼ガス中に排出される窒素酸化物のための少なくとも１つの後処理システムに関連付けられた内燃機関が搭載された自動車の排気ボックスの出口における窒素酸化物の排出量を制御するための方法を提案する。自動車の移動の開始から停止時までに自動車が放出する走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量を決定するための少なくとも１つの段階を含むこの方法において、方法は、移動の開始から自動車が停止するまでの間に、固定基本距離を走行するステップごとに、
− 走行したばかりの固定基本距離において放出された走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量に等しい短期適合係数と、移動の開始時からの走行距離における走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量に等しい長期適合係数と、を計算する段階と、
− 長期適合係数を閾値と比較する段階と、
− 長期適合係数が閾値よりも大きい場合、
（ｉ）少なくとも内燃機関のトルク、内燃機関の速度、及び内燃機関の水温を含む、内燃機関の運転点を表すパラメータセットを決定し、
（ｉｉ）次の距離ステップで決定される短期適合係数が厳密に閾値よりも小さくなることを保証する、自動車の排気ボックスの出口における窒素酸化物の濃度を与えるように、内燃機関及び／又は後処理システムを設定する、段階と、
を含むことを特徴とする。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して与えられる非限定的な実施形態の記載に記載される。

ＮＥＤＣの一部における、内燃機関が搭載された自動車の窒素酸化物排出量を示す。 本発明に従った方法を実施するように設計された動力化デバイスを示す。 本発明の一実施形態に従った方法の様々な段階を示すフローチャートである。

図１については、すでに説明したので、追加の解説は必要ない。

図２は、本発明に従った方法を実施するように設計された動力化デバイスを示す。このデバイスは、例えば自動車のディーゼルエンジンのような内燃機関１であり、この場合は直列４気筒過給機関である。エンジン１は、吸気回路２によって空気が供給され、燃料噴射コモンレール４に搭載された複数のインジェクタ３によって、例えばディーゼルのような燃料が供給される。

吸気回路２は、上流方向から下流方向に向かって、すなわち空気流の方向に、吸気ライン５、エンジン１のターボチャージャ７のコンプレッサ６、コンプレッサ−吸気マニホルド接続ライン８、及び分配部又は吸気マニホルド９を備えている。当然、吸気回路２は、例えば空気フィルタや過給吸気冷却器等、ここに図示しない他の構成要素も含むことができる。

エンジン１には、排気ガスのための排気回路１０又は排気ライン１０も備え付けられている。排気回路１０又は排気ライン１０は、上流から下流に向かって、すなわちガス流の方向に、排気マニホルド１１、ターボチャージャ７のタービン１２、例えば酸化触媒コンバータ１３及び／又は粒子状物質フィルタ１３のような第１の後処理システム１３、第１のシステム−流量計接続ライン１４、排気ガス流量値Ｑ_echを測定するように設計された流量計１５、例えばＮＯ_xトラップ１６のような第２の後処理システム１６、この場合は窒素酸化物の選択的還元触媒１７（ＳＣＲ触媒コンバータとも称される）である第３の後処理システム１７、及び排気ボックス１８を備えている。当然、本発明の全体的な性質に悪影響を及ぼすことなく他の構成も可能である。例えば排気回路は、エンジンにより放出された窒素酸化物を処理するため、ＮＯ_xトラップ１６の代わりにＳＣＲ触媒コンバータ１７を有することも可能である。例えば、ＮＯ_xトラップ１６を単一の金属包装（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）内で酸化触媒コンバータ１３に関連付けたり、又はＳＣＲ触媒コンバータ１７を単一の金属包装内で粒子フィルタに関連付けたりすることができる。

ＮＯ_xトラップ１６は、上流に搭載された温度センサ１９に関連付けることができる。ＳＣＲ触媒コンバータも、上流に搭載された温度センサ２０に関連付けることができる。これらは特に、温度が閾値未満である場合に特定の対策を用いた処理効率の調整を可能とする。

エンジン１の燃焼ガス中に排出される窒素酸化物をＳＣＲ触媒コンバータ１７において還元するため、例えばＳＣＲ触媒コンバータ１７の上流に位置決めされたミキサ２１のような注入デバイス２１によって、タンク２２からＳＣＲ触媒コンバータ１７に尿素系還元剤（Ａｄｂｌｕｅ（登録商標））を供給する。調整弁２３を用いて、注入される還元剤の流量Ｑ_NH3,SCR,inを連続的に調整する。

本発明に従った方法を実施するため、排気回路１０は、外部環境に放出される、すなわち排気ボックス１８の出口におけるガス内の窒素酸化物濃度［ＮＯ_x］_tpを測定するための手段２４も有する。これは窒素酸化物センサ２４であると好ましい。

例えば流量計１５を用いて求められた排気ガス流量Ｑ_echに、センサ２４で測定された窒素酸化物濃度［ＮＯ_x］_tpをかけることで、エンジン１の現在の運転点で大気中に放出される窒素酸化物の流量を決定する。

排気回路１０は、高圧排気ガス再循環又はＥＧＲ ＨＰ回路２５とも称される、高圧吸気口での排気ガスの部分再循環の回路も含む。これは、この場合は排気マニホルド１１とタービン１２との間にある、タービン１２の上流の排気回路１０のポイントを起点とするライン２５である。このラインの他方の端部は、コンプレッサ−吸気マニホルド接続ライン８におけるコンプレッサ６の下流のポイントに至る。ＥＧＵ ＨＰ回路２５は、ＥＧＲ ＨＰ弁２６としても知られる高分圧排気ガス再循環弁２６が備え付けられている。この弁２６は、吸気口で再循環される高圧ガスの割合を規制するように設定することができる。

この場合、排気回路１０は、ＥＧＰ ＢＰ回路２７とも称される、低圧吸気口２７での排気ガスの部分再循環の回路も有する。これは、タービン１２の下流の排気回路のポイントを起点とするライン２７である。このポイントは、この場合、限定ではないが、第１の後処理システム１３の出口における第１のシステム−流量計接続ライン１４のポイントである。このラインの他方の端部は、吸気ライン５におけるコンプレッサ６の上流のポイントに至る。ＥＧＰ ＢＰ回路２７は、ＥＧＲ ＢＰバルブ２８としても知られる低分圧排気ガス再循環弁２８が備え付けられている。この弁２８は、吸気口で再循環される低圧ガスの割合を規制するように設定することができる。

動力化デバイスは、例えば電子プロセッサのような制御手段（図示せず）も含む。この制御手段は、動力化デバイス、特にエンジン１のＮＯ_xトラップ１６及びＳＣＲ触媒コンバータ１７の運転パラメータを、特に、自動車の運転者によるアクセルペダルの踏み込みに対応したトルク設定点Ｃ、エンジンの速度Ｎ、及び水温値Ｔ_eauの関数として調整するように設計されている。既知のように、プロセッサは、吸気量、吸気口で再循環される高圧及び低圧の排気ガスの割合、エンジンにおける燃料噴射、並びにＳＣＲ触媒コンバータ１７の上流で注入される還元剤の流量Ｑ_NH3,SCR,inを調整する。プロセッサは、例えばリッチな混合物（ｒｉｃｈ ｍｉｘ）のパージを実行させる窒素酸化物質量閾値を調整することによって、ＮＯ_xトラップ１６のパージの頻度及び／又は持続時間も適合させることができる。

図３は、本発明に従った方法の非限定的な実施形態の様々な段階を示す。

方法は、２つの適合係数を求める前ステップを含む。

短期適合係数ＦＣ_stは、自動車の移動の固定基本距離ΔＤにおいて自動車が排出した（すなわち排気ボックス１８の出口における）窒素酸化物の質量を表す値に等しく、例えば以下の数式２を用いて定義される。

［数２］
ＦＣ_st＝（∫_ΔtＱ_ech×［ＮＯ_x］_tp×ｄｔ）／ΔＤ

ここで、Ｑ_echは、例えば流量計１５を用いて測定された排気ガス流量であり、
［ＮＯ_x］_tpは、例えば窒素酸化物センサ２４によって測定された排気ボックスの出口における排気ガス中の窒素酸化物濃度であり、
Δｔは、自動車が固定基本距離ΔＤを走行するのに要する時間に等しい積分時間である。積分時間（すなわち、この時間が経過した後に積分計算を終了する）を求めるには、例えば、（図示しないセンサによって測定された）自動車の速度Ｖの時間積分を計算すればよい。この計算は、この速度の時間積分が前述の距離ΔＤに等しい値に到達すると終了する。基本距離ΔＤとは異なり、この時間Δｔは通常は固定でなく、運転のタイプによって異なる。

長期適合係数ＦＣ_ltは、自動車の始動後に自動車が走行した距離Ｄにおいて自動車が排出した（排気ボックス１８の出口における）窒素酸化物の質量を表す値に等しく、例えば以下の数式３を用いて定義される。

［数３］
ＦＣ_lt＝（∫_tＱ_ech×［ＮＯ_x］_tp×ｄｔ）／Ｄ

ここで、Ｑ_echは、例えば流量計１５を用いて測定された排気ガス流量であり、
［ＮＯ_x］_tpは、例えば窒素酸化物センサ２４によって測定された排気ボックスの出口における排気ガス中の窒素酸化物濃度であり、
ｔは、自動車が前述の距離Ｄを走行するのに要する時間に等しい積分時間である。この場合、距離Ｄ及び時間ｔは方法の各計算ステップで繰り返し計算される。この計算は、基本距離値ΔＤに以前の距離値を加算すること、及び、以前の計算ステップの基本距離ΔＤに対応する積分時間Δｔに以前の時間ｔを加算することによって行われる。

繰り返すと、本発明に従った方法は、充分に長い所与の自動車の移動において、自動車が排出する走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量を固定の所定閾値未満に維持することを目的としている。言い換えると、この方法は、いかなる移動においても、エンジンの運転点を表すパラメータの漸進的な変化にかかわらず、長期適合係数ＦＣ_ltを所定の適合係数閾値ＦＣ未満に維持することを目的としている。しかしながら、例えばＮＯ_xトラップ１６では約１７０℃、又はＳＣＲ触媒コンバータ１７では約２００℃である運転温度よりも低い低温では、後処理システム１６、１７の効率εが低いので、この方法は充分に長い移動に対してのみ使用できる。充分に長いとは、関連する温度センサ１９、２０によって測定されたシステム１６、１７の温度が少なくとも対象の運転温度に達するのに充分な時間があることを意味する。

方法は初期化段階１００で開始する。この段階１００では、エンジンを始動させ、自動車の移動を開始する。短期適合係数ＦＣ_st、長期適合係数ＦＣ_lt、及び移動開始後の走行距離Ｄは、ゼロ値である。例えば、トルク設定点値Ｃ₀（例えば自動車のアクセルペダルの踏み込みによって生じる）、エンジン速度値Ｎ₀、及び水温値Ｔ_eau,0のような、エンジンの運転点を表すパラメータセットを求める。エンジンを公称設定値（空気量Ｑ_air及び再循環ガス量Ｑ_EGRの値、燃料流量Ｑ_f、及びクランク軸注入角度θ_f）に設定し、後処理システム１６、１７を公称効率値に設定する。これらの設定値は公称窒素酸化物濃度値［ＮＯ_x］_tp,nomに対応する。これらの設定値は通常、絶対窒素酸化物排出量を最小限に抑えるわけではなく、様々な汚染物質の排出量（特に、すす粒子排出量）や燃料消費量等も考慮に入れた妥協案であり、窒素酸化物排出量を法的な適合性閾値に制限するため、更に、市街地や非市街地での使用時の外部温度範囲、標高、運転条件に関するあらゆる一般的な自動車使用条件のもとで前述の排出量を制限するためのものである。

方法のこれ以降の段階は、自動車が更に基本距離ΔＤを走行するステップごとに繰り返し実行される。方法は、自動車の移動の終了時、すなわち運転者がエンジンを停止した時に終了する。エンジンに自動起動停止システムが備え付けられている場合、このシステムによって行われる停止、すなわち運転者によって自発的に行われたのではない停止では、この方法は中断しない。

方法は続いて、上記で詳しく述べた短期適合係数ＦＣ_st及び長期適合係数ＦＣ_ltを計算するための段階２００に進む。

方法は続いて、長期適合係数ＦＣ_ltを適合係数閾値ＦＣと比較するための段階３００に進む。長期適合係数ＦＣ_ltの方が閾値よりも大きい場合、方法は段階４００に進み、エンジンの運転点を表すパラメータ（トルク設定点Ｃ、エンジン速度Ｎ、水温Ｔ_eau）のその後の値を求める。また、エンジン１及び／又は後処理システム１６、１７を公称設定値以外の値に設定する。現在のパラメータのこれらの値はエンジンの運転点を表す。

更に具体的に述べると、この設定（従って窒素酸化物濃度［ＮＯ_x］_tp）は、次の基本距離Δｄにおいて短期適合係数ＦＣ_stが厳密に適合係数閾値ｆｃ未満となるように調整される。例えば図３に示した実施形態を参照すると、限定ではないが、短期適合係数ＦＣ_stは、例えば９０％（すなわち０．９）のような厳密に１未満の適合係数閾値ＦＣの固定割合Ｋ₁とすることができる。

既知のように、吸気口で再循環される低圧排気ガス及び／又は高圧排気ガスの割合を増大させることができる。ＳＣＲ触媒コンバータ１７に注入される還元剤の流量等も変更することができる。

上記と反対の場合、すなわち長期適合係数Ｆ_ltが適合係数閾値ｆｃ未満である場合は、方法は段階５００に進み、エンジン１及び後処理システム１６、１７を公称設定値のままとする。言い換えると、排出される窒素酸化物の量は適合係数閾値ＦＣの関数として制御されない。

段階４００又は５００の後、方法は段階２００に戻り、これを自動車の移動が終了するまで繰り返す。前述のことから、各段階４００の後に自動車が放出する１キロメートル当たり窒素酸化物平均量はエンジン移動の最大許容平均量未満となり、これは結果として段階２００後のステップで計算される次の長期適合係数ＦＣ_ltの値を低下させることが理解できる。それでもやはり、この長期適合係数は自動車の移動開始からの移動の全履歴を考慮に入れているので、長期適合係数の値は計算ステップごとに比較的ゆっくり変化し、この長期適合係数ＦＣ_ltを閾値ＦＣ未満にするにはステップ４００を何度か連続的に繰り返し実行する必要があり得る。閾値ＦＣ未満になったら、短期適合係数ＦＣ_stが制御されない、より制約の小さい公称設定値を使用できることが段階５００からわかる。運転点の公称設定値によって極めて大きい窒素酸化物排出量が生じる場合、長期適合係数ＦＣ_ltは閾値ＦＣよりもわずかに大きくなり得る。この場合、方法は段階２００で再開するが、長期適合係数ＦＣ_ltはあらゆる場合において閾値ＦＣの近くに、すなわち閾値ＦＣよりもわずかに小さいか又はわずかに大きい値に維持される。

長期適合係数ＦＣ_ltが意図的に適合係数閾値ＦＣ未満に維持され、閾値ＦＣの近くにない、図３には示されていない方法の変形も可能である。

第１の変形では、段階３００の閾値ＦＣを、閾値ＦＣに対して充分なマージンを有する第２の適合係数閾値ＦＣ’で置き換えることができる。閾値ＦＣ’は、上限の実際のターゲットであり、更に具体的には、適合係数ＦＣよりも小さい係数ＦＣ’である。例えば、適用されるマージンは、短期適合係数ＦＣ_stに可能な最大値に等しく、全てのエンジン運転点の公称設定値において計算することができる。

第２の変形では、段階５００の公称設定値を、短期適合係数ＦＣ_stが適合係数閾値ＦＣに等しくなるような窒素酸化物設定値［ＮＯ_x］_tpにおける設定値で置き換えることができる。この結果、長期適合係数ＦＣ_ltは、閾値に又は閾値未満に低下した後、閾値の値で又は閾値の値よりわずかに小さい値で安定化する。

第３の変形では、自動車が走行する固定基本距離ΔＤのスライディングウィンドウに対して方法の段階が実行される。更に具体的に述べると、固定基本距離ΔＤは、例えば、各々が基本距離ΔＤの４分の１に等しい４つの基本サブ距離Δｄのような、同一値から成る複数（ｎ）の連続した基本サブ距離Δｄに分割される。方法のステップ２００及び５００は、走行した距離ΔＤごとにではなく走行したサブ距離Δｄごとに、すなわちｎ倍の回数実行されて、上述したものと同様に、すなわち走行したばかりの基本距離ΔＤについて短期適合係数ＦＣ_stを計算する。言い換えると、段階２００では、新たな基本サブ距離Δｄを走行するたびに、プロセッサの異なるメモリにおいて新たな短期適合係数値ＦＣ_stが計算され、段階２００で計算された長期適合係数ＦＣ_ltの方が適合係数閾値ＦＣよりも大きい場合、段階４００では、サブ距離Δｄを走行するたびにエンジン１及び／又は後処理システム１６、１７の設定が調整される。

このような実施形態の利点は、計算アルゴリズムの挙動が著しく円滑になることである。これは、新たな設定値の決定のそれぞれ（新たなサブ距離Δｄを走行した後、すなわち、図３を参照して記載した第１の実施形態よりもｎ倍頻繁に、例えば４倍頻繁に行われる）が直前の決定に相関付けられているので、２つの異なる設定の間を行ったり来たりする切り換えが少なくなるからである。

本発明に従った方法の他の実施形態も実行可能であることが好ましい。

例えば、適合係数ＦＣ_ltがターゲット閾値ＦＣよりも著しく大きい場合、以下のことによって適合係数ＦＣ_ltをいっそう迅速に閾値ＦＣにすることができる。すなわち、短期適合係数ＦＣ_stが閾値ＦＣの第１の割合Ｋ₁に等しい段階４００と、その後の、長期適合係数ＦＣ_ltがいまだに閾値よりも大きいと判定される段階３００の後に、短期適合係数ＦＣ_stが第１の割合Ｋ₁よりも小さい閾値ＦＣの第２の割合Ｋ₂に等しい段階４００と同様の少なくとも１つの第２の設定段階を方法に組み込めばよい。

例えば、第１の割合Ｋ₁が９０％に等しい場合、第２の割合Ｋ₂は８０％に等しくすることができる。次いで調整レバーを活性化して、異なる割合Ｋ₁及びＫ₂を取得することができる。好ましくは、第１の段階（ＦＣ_ltをＫ₁×ＦＣに収束させる）では、例えば排気ガスの再循環を増大させることにより、公称設定値に対してエンジンからの窒素酸化物排出量［ＮＯ_x］_eoを低減させることを重視する。第２の段階（ＦＣ_ltをＫ₂×ＦＣに収束させる）では、例えば加熱を追加することや還元剤の注入を変更すること等によって、公称設定値に対してクリーニングシステム１６、１７の処理効率を向上させる。第２の段階の対策は第１の段階で実行された対策に追加して行われ得る。この第２の段階の代替案は、エンジンのパワーを制限して、窒素酸化物の最大放出量に対応するエンジンの高速かつ高負荷の運転を防止することを含み得る。言い換えると、アクセルペダルの大きい踏み込みによって運転者から高トルク要求Ｃがあるとしても、プロセッサは、エンジンの運転点に対応したトルクパラメータを所定の最大値に制限する。

公称設定値に少なくとも２つの異なる設定値が与えられる後者の例では、図３に示した段階５００の実行に対する変形も可能である。例えば、短期適合係数ＦＣ_stが閾値ＦＣの第２の割合Ｋ₂と等しい第２の設定を適用した後に、段階３００によって長期適合係数ＦＣ_ltが閾値ＦＣ未満に低下したことが判定された場合、段階５００における設定では、短期適合係数ＦＣ_stを閾値ＦＣの第１の割合Ｋ₁に等しくして、窒素酸化物の放出量を更に制限することができる。当然、当業者は、本明細書に明示的に述べた変形のいくつかを組み合わせること、又は本発明の範囲から外れることなくこれを適合させることができる。

Claims (10)

1. 内燃機関（１）の燃焼ガス中に排出される窒素酸化物のための少なくとも１つの後処理システム（１６、１７）に関連付けられた前記内燃機関（１）が搭載された自動車の排気ボックス（１８）の出口における前記窒素酸化物の排出量を制御するための方法であって、前記自動車の移動の開始から停止時までに前記自動車が放出する走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量（ＦＣ_lt）を決定するための少なくとも１つの段階を含む方法において、
   前記方法は、前記移動の開始から前記自動車が停止するまでの間に、固定基本距離（ΔＤ）を走行するステップごとに、
   − 走行したばかりの前記固定基本距離（ΔＤ）において放出された走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量に等しい短期適合係数（ＦＣ_st）と、前記移動の開始時からの走行距離（Ｄ）における走行距離１キロメートル当たりの窒素酸化物の平均量に等しい長期適合係数（ＦＣ_lt）と、を計算する段階（２００）と、
   − 前記長期適合係数（ＦＣ_lt）を閾値（ＦＣ、ＦＣ’）と比較する段階（３００）と、
   − 前記長期適合係数（ＦＣ_lt）が前記閾値（ＦＣ、ＦＣ’）よりも大きい場合、
   （ｉ）少なくとも前記内燃機関のトルク（Ｃ）、前記内燃機関の速度（Ｎ）、及び前記内燃機関の水温（Ｔ_eau）を含む、前記内燃機関の運転点を表すパラメータセットを決定し、
   （ｉｉ）次のステップで決定される前記短期適合係数（ＦＣ_st）が厳密に前記閾値（ＦＣ、ＦＣ’）よりも小さくなることを保証する、前記自動車の前記排気ボックスの出口における窒素酸化物の濃度［ＮＯ_x］_tpを与えるように、前記内燃機関（１）及び／又は前記後処理システム（１６、１７）を設定する、段階（４００）と、
   を含む方法。
2. 前記次のステップで決定される前記短期適合係数（ＦＣ_st）は、厳密に１未満である前記閾値（ＦＣ、ＦＣ’）の固定の所定の割合（Ｋ₁）に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記設定することは、前記内燃機関の吸気口で再循環される高圧排気ガス及び／又は低圧排気ガスの量を増大させることを含むことを特徴とする、請求項１又は２のうち１項に記載の方法。
4. 前記設定することは、前記後処理システム（１６、１７）の温度を上げることを含むことを特徴とする、請求項１から３のうち１項に記載の方法。
5. 前記設定することは、前記内燃機関（１）に関連付けられたＮＯ_xトラップ（１６）のパージの頻度及び／又は持続時間を増大させることを含むことを特徴とする、請求項１から４のうち１項に記載の方法。
6. 前記設定することは、前記内燃機関（１）に関連付けられた窒素酸化物のための選択的還元触媒（１７）に注入される還元剤の流量を増大させることを含むことを特徴とする、請求項１から５のうち１項に記載の方法。
7. 前記設定することは前記内燃機関のパワーを制限することを含むことを特徴とする、請求項１から６のうち１項に記載の方法。
8. 前記方法は前記固定基本距離（ΔＤ）の基本サブ距離（Δｄ）ごとに繰り返し実施されることを特徴とする、請求項１から７のうち１項に記載の方法。
9. 前記方法は、前記長期適合係数（ＦＣ_lt）が前記閾値（ＦＣ、ＦＣ’）よりも小さい場合、
   （ｉ）少なくとも前記トルク（Ｃ）、前記内燃機関の速度（Ｎ）、及び前記水温（Ｔ_eau）を含む、前記内燃機関の運転点を表すパラメータセットを決定し、
   （ｉｉ）前記パラメータの関数として、前記内燃機関（１）及び前記後処理システム（１６、１７）を、ターゲットの短期適合係数（ＦＣ_st）とは独立した窒素酸化物の公称濃度［ＮＯ_x］_tp,nomに対応した公称設定モードに設定する、段階（５００）も含むことを特徴とする、請求項１から８のうち１項に記載の方法。
10. 前記方法は、前記長期適合係数（ＦＣ_lt）が前記閾値（ＦＣ、ＦＣ’）よりも小さい場合、
    （ｉ）少なくとも前記トルク（Ｃ）、前記内燃機関の速度（Ｎ）、及び前記水温（Ｔ_eau）を含む、前記内燃機関の運転点を表すパラメータセットを決定し、
    （ｉｉ）次のステップで決定される前記短期適合係数（ＦＣ_st）が前記閾値（ＦＣ、ＦＣ’）に等しくなることを保証する窒素酸化物の濃度［ＮＯ_x］_tpを与えるように前記内燃機関（１）及び／又は前記後処理システム（１６、１７）を設定する段階（５００）も含むことを特徴とする、請求項１から８のうち１項に記載の方法。

Images