JPH05503974A - デイーゼル粒子捕捉再生システムの制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ディーゼル粒子捕捉再生システムの制御システム（技術分野） 本発明はディーゼルエンジンのような内燃機関の排気システムに使用され得、大 気に放出される粒子を捕捉する捕捉システムに関する。

（背景技術） 最近までディーゼルエンジンから放出される汚染物を規制する政府の規制法は存 在しなかった。この汚染物は微粒子で、燃焼されない炭化水素、ススおよび硫化 物である。目に見えない上に、これら微粒子は健康に害を及ぼす。従って排気シ ステム内の捕捉器でこれら微粒子を捕捉し、燃焼して捕捉器を再生し清掃する方 法が提案されている。微粒子を燃焼するため、捕捉器内の温度を上昇させる必要 がある。捕捉器の再生システムについては、例えば米国特許第４．６７７、８２ ３号に開示されている。この特許では、補助バーナを使用して、捕捉器内の温度 を上昇し微粒子を確実に完全燃焼させている。一方この種の補助バーナは燃料の 付加、捕捉器への燃料の供給、燃焼を維持するための燃料を噴射して構成をとる 必要があるなど欠点を有している。

別の微粒子捕捉再生システムが米国特許第４．８３５．９６３号に開示されてい る。このシステムでは排気システムの背圧弁が閉鎖されてエンジンの背圧が上昇 され、これにより排気ガスの温度が捕捉器の微粒子を燃焼するに充分な所定のレ ベルまで上昇される。一方捕捉器内の微粒子を燃焼するため所定の温度にするこ とにより、別の問題も生じている。例えばエンジンは正常なエンジン動作条件下 で充分な酸素を排気ガスシステムに与え、微粒子を好適に燃焼し且つ損傷を与え るような燃焼を促進すべ（多くの酸素を供給する空／燃比で迅速に動作させる必 要がある。空／燃比はエンジンの作動条件あるいは他の要素に応じて大幅に変化 するため、仮に確実に燃焼させるに充分に高い温度を単に設定しても、確実な完 全燃焼には不充分な酸素が与えられ勝ちであり、微粒子の燃焼が不充分になる。

またある場合には過度の酸素が与えられ、急速な再生いわば“暴走”が行われて しまい、微粒子捕捉器が損傷あるいは破壊される危惧がある。

（発明の開示） 従って本発明によれば背圧弁を作動させ、エンジンの空、／燃比を好適なレベル に維持し、好適な量の酸素を追加して微粒子を最適に燃焼させる方法が提案され る。所定の空／燃比を採用して背圧弁のコントローラが駆動され、背圧弁が連続 的に調整されて所定の空／燃比と実際の空／燃比との間の誤差を零にし、最適の 微粒子燃焼状態が形成される。この所定の空／燃比を用いることにより得られる 温度は、エンジンの動作条件が変化するため相当に大幅な範囲にわたり変動する が、所定の空／燃比に維持され、排気ガスの温度がエンジン部材を損傷させない 程度の低いレベルに維持される。また温度は低速反応装置である熱電対により検 出する必要がある。

本発明は空／燃比を制御することにより温度検出に基づ〈従来の制御よりより迅 速に実行される。

ここで本発明における所定の空／′燃比の調整に採用する温度は、ターボチャー ジャの上流のエンジン排気マニホルド内の温度である。この温度はエンジンの排 気で最高温部分であり、この温度に基づいて制御することによりエンジン部材へ の損傷が確実に避けられる。従って空／燃比制御が高性能に行われ、所定値にで きる限り近い空／燃比に維持され、一方温度制御は低い性能でも行われ得、空／ 燃此の所定値は所定の時間内の所定の量だけ制御温度になるように制御される。

更、アクセルを踏むことによって高い動力が要求されたときは、微粒子捕捉器の 再生が瞬間的に無視され、要求された動力が与えられる。

空／燃比に基づく再生を制御する別の利点は“暴走”的な再生が防止されること にある。過剰の酸素に対する制御が行われていないシステムの場合、捕捉器内の 微粒子の燃焼が極めて迅速に生じ、捕捉器を急速に破壊するような温度が発生さ れる。本発明のシステムはエンジンの動作環境の大半に亙り空／燃比を正確に制 御し、好適な量の酸素を確実に与えて暴走的な再生状態あるいは損傷温度を確実 に防止する。

本発明の他の利点は添付図面に沿い以下の説明が進むに応じ明らかになろう。

（図面の簡単な説明） 第１図は本発明による制御システムの全体の簡略構成図、第２図は第１図に示す 制御システムの部分詳細図、第３図および第４図は第１図および第２図に示す制 御システムに採用され得る制御論理図、第５図は低動力条件下で再生が停止され る再生カットオフ領域を示すトルク（％）とエンジン速度の関係を示すグラフ、 第６図は第１図および第２図に示すシステムによる微粒子捕捉再生システムを有 するエンジンに使用される代表的なディーゼルエンジン制御装置の特性図、第７ 図は代表的なディーゼルエンジンの燃料量と指示された平均有効圧（ｌ１ａＥＰ ）との関係を示すグラフ、第８図は代表的なディーゼルエンジンのラック位置と 燃料量との関係をしめずグラフである。

（発明を実施するための最良の形態） 図面を参照するに、ディーゼルエンジンのような燃焼エンジンＩＯには吸気マニ ホルド１２および排気マニホルド１４が包有される。燃焼エンジン１０は自然に 吸気され得るが、燃焼エンジン１０にはターボチャージャ１６が装備されること が好ましい１゜ターボチャージャ１６のコンプレッサ１８は周知のエアフィルタ Ｉ９により濾過された外気を圧縮し、この圧縮空気を吸気マニホルド１２内に送 る。コンプレッサ１８はターボチャージャ１６の周知のタービン部２０により駆 動され、タービン部２０は排気マニホルド１４からの排気ガスを用いてコンプレ ッサ１８内に配置されたコンプレッサホイール（図示せず）を回転し、コンプレ ッサホイール自体はタービン部２０内のタービンホイール（図示せず）と共に共 通のシャフト（図示せず）に装着されている４、タービンホイールに対し流動す る排気ガスによりシャフトが相対的に高速度で回転され、これに伴いコンプレッ サホイールが作動され、周知のようにエアフィルタ１９を経て導入された外気が 圧縮される。

タービン部２０を通過する排気ガスは、エンジン排気システム２２内に放出され る。エンジン排気システム２２内には周知の構成の粒子捕捉器２４が配置されて いる。粒子捕捉器２４は極めて高温に対する耐熱材料で作られた実質的にフィル タであり、燃焼エンジン１０から放出されエンジン排気システム２２を通過する 排気ガス内に含まれた微粒子を捕捉する。粒子捕捉器２４は燃焼エンジンＩＯに より発生される排気ガスに含まれる微粒子を捕捉するよう構成されており、且つ 粒子捕捉器２４は定期的に再生し排気の背圧を制限しエンジン効率を保持するよ うに設けられている。本発明によれば粒子捕捉器２４は定期的に排気ガスの条件 を変え、粒子捕捉器２４内に捕捉された微粒子の燃焼維持に充分な過剰酸素およ び好適な温度を与えることにより再生される。好適な温度および充分な過剰酸素 はエンジン排気システム２２内の背圧弁２６を作動し、燃焼エンジンＩＯの空／ 燃比を調整することにより達成できる。

背圧弁２６の動作によって燃焼エンジン１０の背圧が変化せしめられ、燃焼エン ジンＩＯの動作時の空／燃比が変更される。

第１図に簡略に示すように、背圧弁２６はエンジン排気システム２２内に装着さ れる簡単な螺形弁である。作動器２８はマイクロプロセッサ３０から発生される 電気信号に応動して、背圧弁２６の位置が調整され、エンジン排気システム２２ を通過する排気ガス量が変化されて燃焼エンジンＩＯの背圧が変更される。

マイクロプロセッサ３０は作動器２８へ送る信号を発生し、エンジン速度センサ ３２および温度センサ３４からの信号を入力する。

温度センサ３４からの信号は排気マニホルド１４内の排気ガスの温度を示してい る。

酸素センサ３６を用いて実際の空／燃比を計算可能である。

一方好適な酸素センサは相対的に高価である。従って以下に説明するように、別 のエンジンパラメータから空／燃比を計算することが好ましい。エンジンから発 生されるトルクも計算によりめて再生の停止時が決定される（以下に第５図を併 照して説明する）。これらのパラメータを計算するため、入口マニホルドの温度 及び圧力はそれぞれセンサ３５．３７により測定され、燃料ラック位置はセンサ ３９により検出され、絞り位置は自動車の運転者により制御される絞り位置セン サ４゜から測定される。

エンジンブレーキ力とエンジン速度（ＩＩＰＭ）との関数であるエンジントルク を計算する必要があることは理解されよう。

これらの計算はマイクロプロセッサ３０により行われる。エンジンブレーキ力は 以下の式により与えられる。

ＢＨＰ＝　Ｂｌ！ＥＰ☆ＤＩＳＰ☆ＲＰＭ／　７９２．０００　ＣＩ　）ここに 、 ＢＭＥＰはブレーキ平均有効圧（ＰＳＩ）　、ＤＩＳＰはエンジン容量（ＩＮ’ ）である。また以下の式が満足される。

ＢＭＥＰ＝　ＩＭＥＰ−ＦＭＥＰ−ＰＭＥＰ　（２）ここに、ＩＭＥＰは圧縮あ るいは膨張行程中のガスの指示平均有効圧あるいは平均有効圧（Ｐｓｉ）、ＦＭ ＥＰは摩擦に打ち勝つに必要な平均有効圧（ＰＳＩ）、ＰＭＥＰはほぼ排気およ び吸気マニホルド圧（７）差（ＰＡ−ＰＢ）、　（Ｐｓｉ）、ＰＡは吸気マニホ ルド圧（ＰＳＩＡ）、ＰＢは排気マニホルド圧（ＰＳＩＡ）である。ＦＭＥＰは 以下の式で近似される。

ＦＭＥＰ＝　１５＋　０．００００５４９☆（ＰＳ）”　（３）ここに、ＰＳは ピストン速度（ｆＬ　／　５ｉｎ）であり、ＰＳ＝２☆ＳＴｌ？０［Ｅ☆ＲＰＩ ／　１２ここに、５ＴＲＯＫＥはピストン行程（ＩＮ）である。

これらの式から以下の式が得られる。

ＢＥＩＰ＝ＩＩＩＥＰ−（ＰＡ−ＰＢ）　−（１５＋０．０ＯＯ０５４９☆■夏 ＥＰ、　ＲＰｉｌ及びＷＦ間の関係はテストデータがら作られる。

ＢＩＩＰを計算するに必要なパラメータはＲＰＩｌ、　ＷＦ、　ＰＡおよびＰＢ である。ＩＭＥＰは第７図から得られ、マトリックス状にコンピュータに記憶さ れる。

トルクは以下の式から決定される。

Ｔ＝　５２５２☆ＢＨＰ／ＲｐＨ，ＦＴ−ＬＢ　（６）実際の空／燃比を決定す るため、空気量と燃料量との両方を計算する必要がある。空気量は以下の式から 計算される。

ここにＷ＾は空気量（Ｌｂ／夏ｉｎ）、ρは吸気マトリックスの空気密度（Ｌｂ ／　Ｆｔ”）、ηは容量効率、ＲＰＭはエンジン回転（ＲＰＩＩ）、ＤＩＳＰは エンジン容量（ｉｎ’）であり、ρは以下の式で計算される。

ρ＝１４４　ＰＡ／　（５３，３Ｔ） ここに、ＰＡは吸気マニホルド圧（ＰＳＩＡ）、Ｔは吸気マニホルド温度（ＤＥ Ｃ，Ｒ）であり、ηはエンジンのテストデータから発生されるルックアップテー ブルまたはアレイから決定される。

これは主にエンジン回転ＲＰＭとＰＡ／ＰＲ比との関数である。燃料量は燃料供 給ラック位置およびＲＰＩＩを検出し、次に第８図に示すような校正曲線を用い て計算される。ラック位置あるいはその等価ソレノイドオン−タイムが電子エン ジン制御装置で得られ、ＲＰＩＩはすべてのエンジンで得られるから、燃料量信 号は微粒子システムに対する実質的に“自由な”情報になる。計算された空気量 およびこれにより得られた燃料量情報を用い以下の式から空／燃比が計算される 。

さて第２図を参照するに、マイクロプロセッサ３ｏが各種入力信号を処理し制御 信号を発生し作動器２８へ送り粒子捕捉器２４の再生を制御する方法を以下に詳 述する。温度センサ３４で発生された信号は入力部４２を経て加算器４４へ送ら れ、そこで温度センサ３４で検出された実際の温度と入力ライン４６を経て加算 器４４へ送られた所定温度と比較される。入力ライン４６を経て送られる設定温 度は捕捉器の再生を充分に可能な程度に高く、且つエンジン部材あるいはターボ チャージャの温度が過度にならない程度に低い値にされる。温度が低すぎると、 捕捉器は再生できない。更に好適な温度範囲内でも、温度が高すぎると、ターボ チャージャあるいはエンジン部材が損傷される。従って温度センサ３４はシステ ムの最高温部に°、即ち燃焼エンジン１０から直接ガスが放出される排気マニホ ルド１４内に置かれる。

加算器４４は設定温度と温度センサ３４により検出された実際の温度との差に等 しい誤差信号を発生する。この誤差信号は空燃比制御論理回路４８（以下に詳述 する）内に送られる。再生始動／停止論理回路５０は空燃比制御論理回路の入力 部をなしている。空燃比制御論理回路４８への別の入力部として低電力遮断論理 回路５２が設けられる。低電力遮断論理回路５２についても以下に詳述する。空 燃比制御論理回路４８は加算器４４、再生始動／停止論理回路５０および低電力 遮断論理回路５２からの入力に応動して空／燃比コマンドを発生し入力５６を経 て加算器５４へ送られる。出力部５６上の空／燃比コマンド値は燃焼エンジン１ ０が走行され排気ガス内に充分な過剰酸素が与えられて粒子捕捉器２４内を微粒 子の燃焼が維持され得る程度に高（し、一方再生温度を粒子捕捉器２４内に発生 させ暴走的な再生により粒子捕捉器２４が破壊されない程度に低くする必要があ る。実測の空／燃比は入力部５８を経て加算器５４へ送られ、上述の如く他のエ ンジンパラメータから計算される。加算器５４の出力はコントローラ６０を経て 伝達される。コントローラ６０は周知の比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラあ るいは比例若しくは遅れ／進みコントローラである。コントローラ６０は加算器 ５４から出力される誤差信号を処理し加算器６２を経て弁構成補償回路網６４内 へ送る。弁構成補償回路網６４は例えばマイクロプロセッサ３０のメモリ内に記 憶される値であり、加算器６２から入力した信号を背圧弁２６の特性に応じた調 整された信号に変換し、制御ループ利得を線形化する。弁構成補償回路網６４内 の補償技術は古く当業者には周知であるので、ここには詳述しない。加算器６２ の別の入力部６６は以下に詳述するように、エンジンパラメータおよび絞り位置 センサ４ｏによって発生される、絞り位置から計算される如きエンジントルク入 力信号に応答して発生される。

更に第３図を参照するに、空燃比制御論理回路４８内の論理を詳述する。空燃比 制御論理回路４８は再生始動／停止論理回路５０からの信号に応動し第３図に示 すプログラムの実行をブロック６８から開始する。第３図には示していないが、 コントローラはプログラムの実行中、ある時間に低電力遮断論理回路５２からの 信号あるいは再生始動／停止論理回路５ｏがらの信号に応動して、ある時間再生 を停止する。空燃比制御論理回路４８がブロック６８で開始コマンドを入力した 後、プログラムに準じてブロック７０で現在の実行プログラムが再生で実行され た最初であるか否かが調べられる。最初であれば、プログラムが決定ブロック７ ２に分岐され、酸素センサ３６により測定された現在の空／燃比が値３０の空／ 燃比より小さいか否かが決定される。現在の空／燃比が３０より小さければ、加 算器５４へ伝達される空／燃比コマンドはブロック７４で現在の空／燃比に等し く設定される。現在の空／燃比が３０より小さくなければ、加算器５４へ伝達さ れる空／燃比コマンドはブロック７６で３０に等しく設定される。従って最初の 空／燃比コマンドを約３０に設定すると、次第に再生が開始される。この設定値 がら空／燃比は所定の燃焼温度にめられるような１８または２゜のレベルまて緩 徐に下げられ得る。到達温度により熱勾配が最小にされ、捕捉器内の損傷が徐々 に防止されることになる。

ブロック７２、現在の空／燃比７４．７６により最初に設定される空／燃比は温 度センサ３４により検出される温度の関数として上昇あるいは減少されて最適な 再生状態が得られる。

現在の実行が最初でないとプログラムに準じて決定されると、加算器４４に対す るプログラムがブロック７８で実行され、入力ライン４６の固定設定温度と温度 センサにより測定される実際の温度との間の誤差を決定する誤差信号が、少な（ とも所定の時間ＴＳＴＥＰの間（秒）０より小さくなったか否かが調べられる。

温度誤差信号が少なくとも最小時間の間０より小さければ、加算器５４へ伝達さ れる空／燃比コマンドは第３図のブロック８０で１増分だけ増加される。所定の 増分が変数＾ＦＳＴＥＰとして示される。

温度誤差信号が少なくとも所定の時間の間０より小さくなければ、ブロック８２ におけるプログラムにより誤差信号が所定の時間ＴＳＴＥＰの間０より大きかっ たが否かが調べられる。

誤差信号が所定の時間ＴＳＴＥＰの間０より大きかった場合には、加算器５４へ 伝達される空／燃比コマンドがブロック８４で増分ＡＦＳＴＥＰだけ減少される 。空／燃比コマンドは値１８以下を命令しないように構成される。

温度誤差信号が先行ＴＳＴＥＰ時間中Ｏを通過した場合、加算器５４へ伝達され る空／燃比コマンドは増加もしなければ減少もしない。

次に第４図に示すような再生始動／停止論理回路５ｏにおいては、再生始動／停 止論理回路５０により第４図に簡略に示されるプログラムが連続的に実行される 。このプログラムはブロック８４から開始され、ブロック８６で変数５ＴＡＴＥ を５ＴＡＴＥ　Ｏに設定する。次いでこのブロックは５ＴＡＴＥ　５ＥＬＥＣＴ 決定ブロツク８８へ進む。５ＴＡＴＥは０に設定されているので、プログラムに より第４図のフローチャートの左側の５ＴＡＴＥ　Ｏブロック９０へ分岐する。

次ぎにプログラムにより微粒子捕捉器が作動状態にあるか否かをブロック９２で 決定する。捕捉器の設置位置若しくは種類により、幾つかの方法の内の１つを用 いて捕捉器が作動状態にあるか否かを決定可能である。この好適な方法はエンジ ンにより消費される燃料量を監視する。所定のボンド量の燃料が消費されると、 捕捉器は作動状態にあるとみなされ、プログラムはブロック９４へ分岐して５Ｔ ＡＴＥを１に設定する。捕捉器がまた作動状態にないときは、プログラムはブロ ック９６へ進み、再び５ＴＡＴＥ　５ＥＬＥＣＴ決定ブロツク８８へ分岐する。

捕捉器が作動状態にあるか否かを決定する別の構成としては例えば、センサによ る捕捉器間の圧力降下を測定し、この圧力降下を所定の最大圧力降下とを比較し この実際の圧力降下がこの許容最大レベルに達すると上記の再生を開始する機構 が採用され得る。

再生は自動車の駆動に影響を与えるので、自動車のトライバは再生が開始される 前に警告を受ける。５ＴＡＴＥがブロック９４で５ＴＡＴＥ　１に設定されると 、プログラムはブロック９８の５ＴＡＴＥ　１へ進む。警告モートでは、アンバ ーライトが３０秒間自動車のダツシュボードで作動される。３０秒の警告期間の 終期に、再生が開始されアンバーライトがオフされ、グリーンライトがオンされ る。ブロック１０２に示すように、所定の警告期間がテストされ、警告期間の終 期にブロック１０４で５ＴＡＴＥが２に設定される。プログラムは５ＴＡＴＥ　 ５ＥＬＥＣＴ決定ブロツク８８へ再び分岐する。５ＴＡＴＥが２に設定されてい なければ、プログラムは５ＴＡＴＥ　１のブロック９８へ再び分岐される。一方 ブロック１０４で５ＴＡＴＥが２に設定されていれば、プログラムは５ＴＡＴＥ ２のブロック１０６へ分岐する。空燃比制御論理回路４８に信号を与えることに より第３図のプログラムの実行が開始されてブロック１０８で再生が開始される 。決定ブロック１１０は捕捉器が清掃されたか否かを決定する。多様の方法で捕 捉器が清掃され得るが、好適な方法は再生時間の短縮を図り、一定時間内で捕捉 器を再生させることにある。捕捉器が清掃されたか否かを決定する別の方法とし ては例えば粒子捕捉器２４での圧力降下を測定する圧力降下センサ４１（第１図 参照）をモニタすることにより捕捉器での圧力降下をモニタする方法があり、圧 力降下が満足するレベルまで減少されたとき捕捉器が清掃されたとみなされる。

捕捉器が清掃されると、ブロック１１２で５ＴＡＴＥはＯにリセットされ、再生 が空燃比制御論理回路４８を経てコマンドを送ることにより背圧弁が全開され終 了される。

次いで第５図を参照するに、自動車が例えばエンジンからの動力条件が低い時の エンジンアイドル状態あるいは極めて極めて交通の激しい状態のような低動力状 態で連続的に作動されているとき、この低動力状態での再生は相対的に不充分で あるから、このような低動力状態での捕捉器の再生を停止することが望ましい。

従って自動車が第５図に示されるカットオフ領域で作動されているとき、即ちエ ンジンが最大トルクの２０％以下を発生しており、最大エンジン回転数の約６０ ％以下の速度を生じているときは、低電力遮断論理回路５２が空燃比制御論理回 路４８に信号を与え、自動車が所定の時間以上第５図のカットオフ領域で作動し ている場合再生を停止する。

自動車が所定時間を越える間第５図の低動力力ットオフ領域から外れて作動して いるときは、低電力遮断論理回路５２により再び捕捉器の再生が許容される。ト ルクはエンジンパラメータから計算され、入力部１１４を経て低電力遮断論理回 路５２へ送られ、エンジン速度が第１図のエンジン速度センサ３２により測定さ れ、入力部１１６を経て低電力遮断論理回路５２へ送られる。第５図に示すデー タは当業者には周知の方法でアクセスされるルックアップテーブルに記憶された 値を介しマイクロプロセッサの低電力遮断論理回路５２内にディジタル的に記憶 可能である。低動力力ットオフを定義するトルクおよび速度の値はエンジンの種 類により変わる。トルクを採用する代わりに燃料量（ポンプ行程当たりのボンド 若しくは容量（ＣＣ））を測定して再生停止のカットオフ領域を決定できる。

上述したように、トライバは捕捉器の再生開始前に警告を受けるが、システムは 潜在的な危険事態を避けるためドライバからの動力増加要求に正確に応動する必 要がある。第６図を参照するに、燃焼エンノンＩＯを制御する調整器の特性がグ ラフで示される。この場合絞り位置およびエンジンのトルク出力が既知であれば 、指令されたエンジン速度が計算される。

第６図にグラフで示すデータは第２図で分速スケジューラ１１８の絞り位置に記 憶される。絞り位置は絞り位置センサ４０により検出され、入力部１２０を経て 分速スケジューラ１１８へ送られ、エンジンのトルク出力はエンジンパラメータ から計算され、入力部１２２を経て分速スケジューラ１１８へ送られる。第６図 に示すデータは周知の補間法によるテーブルに記憶される値の間を所定に補間し たルックアップテーブルのようなものを介して好適な方法で分速スケジューラ１ １８内にディジタル的に記憶可能である。これにより指令されたエンジン速度が 加算器！２６の入力部１２４へ送られる。エンジン速度センサ３２により測定さ れた実際のエンジン速度は入力部１２８を経て加算器１２６へ送られる。指令さ れたエンジン速度と実際のエンジン速度との差は周知のコントローラ１３０へ送 られ、コントローラ１３０は比例／積分／微分（ＰＩＤ）コントローラ、進み／ 遅れコントローラ、比例コントローラあるいはラッシュアウト（ｗａｓｈｏｕｔ ）関数にし得る。コントローラ１３０は加算器６２の入力６６へ送られる指令さ れた回転数に対し出力信号を発生する。従って空／燃比コントローラ６０の出力 は絞り無効コントローラ１３０の出力により無効にされる。エンジンに動力が要 求されなくなり、ドライバが絞りを解放することによって指令されたエンジン速 度を減少したとき、再生が制御されつ＼コントローラ６０により遂行される。コ ントローラ１３０が空／燃比コントローラ６０を無効にする実際の期間は通常短 く、行程の再生に殆どマイナス作用を与えない。上述の構成により得られる制御 の特徴は燃料入力が増加したとき背圧弁を迅速に開口し、燃料量の増加が停止す ると空／燃比制御位置へ再びより迅速に復帰させることにある。これにより負荷 の増加若しくは加速要求に対するエンジンの反応が高められる。弁を開放するこ とによりガス量若しくは空気量が増加され、ターボチャージャは迅速に加速され 、最大エンジントルクがより迅速に得られることになる。

ＦＩＧ、５ 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成４年８月７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関の空／燃比を測定する工程と、充分な過剰空気を有する空／燃比に 相当する空／燃比の指令値を示す信号を発生する工程と、測定された空／燃比と 空／燃比の指令値との差を示す誤差信号を発生する工程と、誤差信号の関数とし てエンジンの空／燃比を制御する工程とを包有してなる内燃機関の排気システム の排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 ２．排気システムにはシステムを経て流れる排気ガスを調整しエンジンの空／燃 比を制御する弁が包有され、エンジンの空／燃比を制御する工程には誤差信号に 応動して背圧弁を作動しエンジンの背圧を制御して空／燃比を制御する工程が包 有されてなる請求項１記載の排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 ３．更にエンジンの排気ガスの温度を測定する工程と、排気ガスの温度を用いて 空／燃比の指定値を変更する工程とを包有してなる請求項２記載の排気ガス粒子 捕捉器を再生する方法。 ４、エンジンには排気マニホルドとマニホルドに連結される排気ガス入口部を有 したターボチャージャと粒子捕捉器に連結される排気ガス出口部とが包有され、 排気ガスの温度を測定する工程がマニホルド内の排気ガスの温度を測定すること により実施されてなる請求項３記載の排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 ５．エンジンには排気ガスマニホルドが包有され、排気ガスシステムはマニホル ドに連結され、排気ガスの温度を測定する工程がマニホルド内の排気ガスの温度 を測定することにより実施されてなる請求項３記載の排気ガス粒子捕捉器を再生 する方法。 ６．更に排気ガス温度の測定値を所定の基準温度と比較する工程と、排気ガス温 度の測定値と基準信号との差に等しい温度誤差信号を計算する工程と、温度誤差 信号の関数として空／燃比の指令値を増減する工程とを包有してなる請求項３記 載の排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 ７．更に温度信号が所定レベルを越えるとき所定の大きさだけ空／燃比の指令値 を増加する工程と、温度信号が所定値より小さいとき所定の大きさだけ空／燃比 の指令値を減少する工程とを包有してなる請求項６記載の排気ガス粒子捕捉器を 再生する方法。 ８．更に所定長さの連続時間を測定する工程と、この時間より大きくない所定量 だけ空／燃比の指令値を増減する工程とを包有してなる請求項７記載の排気ガス 粒子捕捉器を再生する方法。 ９．更に空／燃比の測定値が所定レベルより大きいとき所定レベルに等しく、空 ／燃比の指令値の初期レベルを設定する工程と、空／燃比の測定値が所定レベル より小さいとき捕捉器の再生が開始されると空／燃比の指令値の初期レベルを空 ／燃比の測定値に等しく設定する工程とを包有してなる請求項６記載の排気ガス 粒子捕捉器を再生する方法。 １０．更に空／燃比の測定値が所定レベルより大きいとき所定レベルに等しく空 ／燃比の指令値の初期レベルを設定する工程と、空／燃比の測定値が所定レベル より小さいとき捕捉器の再生が開始されると空／燃比の指令値の初期レベルを空 ／燃比の測定値に等しく設定する工程とを包有してなる請求項３記載の排気ガス 粒子捕捉器を再生する方法。 １１．更に内燃機関の動力出力、燃料量をモニタする工程と、内燃機関が低動力 状態下で作動されるとき捕捉器の再生を停止する工程とを包有してなる請求項３ 記載の排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 １２．更にエンジンのトルク出力およびエンジン速度をモニタする工程と、トル ク出力およびエンジン速度が所定の低動力カットオフ範囲内にあるとき粒子捕捉 器の再生を停止する工程とを包有してなる請求項１１記載の排気ガス粒子捕捉器 を再生する方法。 １３．捕捉器の再生を停止する工程はトルク出力、燃料量およびエンジン速度が 低動力カットオフ範囲内に所定の期間の後に実施され、トルク出力およびエンジ ン速度が少なくとも所定の期間に相当する期間、低動力カットオフ範囲から外れ るているとき再び再生を行つてなる請求項１２記載の排気ガス粒子捕捉器を再生 する方法。 １４．更にドライバがエンジン動力の増加を要求するか否かを決定する工程と、 動力増加の要求があると再生を無効にする工程とを包有してなる請求項３記載の 排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 １５．エンジンが高動力要求条件下で動作されているか否かを決定する工程には 絞り位置およびエンジントルク、燃料量を測定する工程と、絞り位置およびエン ジントルク、燃料量を用いて指令エンジン速度を決定する工程と、指令エンジン 速度を実際のエンジン速度と比較する工程と、指令エンジン速度及び実際のエン ジン速度が違いに所定の関係にあるとき空／燃比制御を無効にする工程とが包有 されてなる請求項１４記載の排気ガス粒子捕捉器を再生する方法。 １６．内燃機関の排気システムには排気システムを通る排気ガス流を調整してエ ンジンの背圧を調整する背圧弁が包有され、エンジンの空／燃比の指令値を決定 して充分な過剰酸素を与え捕捉器の再生を行う工程と、排気ガスの温度の関数と して空／燃比の指令値を変更する工程と、背圧弁を作動しエンジンの背圧を変更 して指令空／燃比を得る工程とを包有してなる内燃機関の排気システムの排気ガ ス粒子捕捉器を再生する方法。 １７．更に空／燃比の測定値が所定レベルを越すとき所定レベルに等しく空／燃 比の指令値の初期レベルを設定する工程と、空／燃比の測定値が所定レベルより 小さいとき捕捉器の再生が開始されると空／燃比の指令値の初期レベルを空／燃 比の測定値に等しく設定する工程とを包有してなる請求項１６記載の排気ガス粒 子捕捉器を再生する方法。 １８．更に粒子捕捉器が再生を要求するときを決定する工程と、内燃機関の動力 出力をモニタする工程と、エンジンが低動力条件下で動作されるとき捕捉器の再 生を停止する工程とを包有してなる請求項１６記載の排気ガス粒子捕捉器を再生 する方法。 １９．更にエンジンのトルク出力、燃料量およびエンジン速度をモニタする工程 と、トルク出力や燃料量およびエンジン速度が所定の低動力カットオフ範囲内に あるとき粒子捕捉器の再生を停止する工程とを包有してなる請求項１８記載の排 気ガス粒子捕捉器を再生する方法。