JP2002541373A - ディーゼルエンジンの排ガス微粒子フィルタの再生装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排ガス微粒子フィルタの再生装置

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Abstract

(57)【要約】 自動車のディーゼルエンジンの排ガス管２内に一定化された微粒子フィルタ４の再生支援装置８であって、ユーザが要求するエンジントルクを何ら修正することなく、その内部の排ガスの温度を上昇させ、フィルタ４に対する再生を容易にし得るようにシリンダの膨張段階中、そのエンジン１の少なくとも幾つかのシリンダ内に燃料を噴射する手段５を備える装置において、噴射手段５が、膨張段階中の時点にて分配された較正量にて数回の燃料噴射を為し得るようにされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来技術】
本発明は、特に自動車のエンジンの排気管内に内蔵させた微粒子フィルタの再
生を容易にする装置に関する。装置の製造者及び自動車の製造者の最も顕著な関
心事は、そのエンジンの作動に起因する汚染を減少させることである。このこと
は、特に、ディーゼルエンジンの場合に当てはまる。これまで、そのエンジンの
汚染程度を減少させようとして色々な解決策が考案されている。
【０００２】 このため、例えば、現在の技術において、これらディーゼルエンジンの排気管
内に微粒子フィルタを内蔵させることが既に提案されている。このため、これら
のフィルタは、これらエンジンの排ガス中に含まれる微粒子又はススを捕集し且
つそれらをフィルタ再生段階にて燃焼させる設計とされている。これらのフィル
タの再生を容易にする色々な手段が既に、従来技術にて開発されている。
【０００３】 今日、ススに対する自然の再生温度は約５５０乃至６００℃であることが公知
である。今日、これらの温度は、これらのエンジンを極めて高負荷状態下にて作
動させるときにのみ実現することができる。軽負荷状態下にて再生を一層容易に
するため、これらの微粒子フィルタは、フィルタの上流に配置された酸化触媒変
換器と組み合わせることができる。
【０００４】 従来技術は、また、これらフィルタの再生を容易にする他の装置も開発してい
る。これらの装置は、フィルタの再生を容易にし得るように排ガスの温度を上昇
させるべくシリンダが膨張行程にあるとき、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射
する手段を備えている。これら装置の開発は、共通のレール噴射装置（ｃｏｍｍ
ｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ）としても公知である、
エンジンのシリンダに燃料を共通に供給する非常用装置と関係している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、これらの装置は、特に、供給されたエンジントルクに対しこの
後噴射が与える大きい影響に関する限り、一定の欠点を呈する。かかる後噴射の
結果、エンジントルクに比較的顕著な変動が生じ、この変動は、車の運転容易性
に対応する有害な作用を及ぼす。このため、本発明の目的は、これらの問題点を
解決することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明の主題は、特に、自動車のエンジンの排気管内に内蔵
させた微粒子フィルタの再生を容易にする装置であって、フィルタの再生を容易
にすべく内部のガスの温度を上昇させ得るように、シリンダがその膨張行程にあ
る間に、そのエンジンの少なくとも幾つかのシリンダ内に燃料を噴射する手段を
備える型式を有し、噴射装置が、膨張行程中の時間に亙って分配される計測供給
量にて多数回のショットの燃料を噴射する設計とされることと、エンジンがター
ボコンプレッサと関係付けられることと、装置がエンジンに入る空気の量を減少
させ得るように、ターボコンプレッサの増幅圧力を調節する手段を備えることと
を特徴とする装置である。
【０００７】
【発明の実施の態様】
単に一例として掲げた以下の説明、及び添付図面を参照することにより、本発
明は、一層良く理解されよう。特に、自動車ディーゼルエンジンの排気管内に内
蔵させた微粒子フィルタの再生を容易にする装置は、実際に、図1に見ることが
できる。この図面において、エンジンは全体的な参照番号１で示してあり、その
排ガスは全体的な参照番号２で示した排気管に沿って流れるようにされる。 この排気管は、全体的な参照番号３で示したターボコンプレッサと関係させ又
は関係させなくてもよく、また、このため、ガスはこのターボコンプレッサを通
り、より具体的には、そのタービン部分を通って流れる。
【０００８】 その後、ガスはこの図１にて全体的な参照番号４で示した微粒子フィルタを通
って流れるようにされる。 エンジンは、また、この図面において全体的な参照番号５で示した燃料供給装
置とも関係させてある。この供給装置は、例えば、共通レール型式のエンジンの
全てのシリンダに共通に供給する装置を備え、この装置は、エンジンの各シリン
ダに対し、この図面にて全体的な参照番号６で示したような、例えば、電気作動
型の噴射装置を備えている。 これら噴射装置は、全体的な参照番号７で示した中央データ処理装置を介して
制御される。
【０００９】 また、全体的な参照番号４で示した微粒子フィルタは、この図面において、全
体的な参照番号８で示した酸化触媒変換器と関係させ、その再生を容易にするこ
ともでき、また、この変換器は排気管内でこのフィルタの上流に配置されている
。 本発明によれば、燃料噴射手段は、少なくとも幾つかのシリンダの膨張行程中
の時間に亙って分配される較正された量にて燃料を数回ショットにて噴射する設
計とされている。 このため、このことは、フィルタの再生を容易にし得るように排ガスの温度を
上昇させ、また、特に、図２、図３及び図４に図示するように、エンジンにより
供給されるトルクに知覚し得る程の影響を与えることなくこれを行うことを可能
にする。
【００１０】 具体的には、図２は、再生を容易にせずにエンジンが作動し、燃料は、２つの
段階、すなわち、その後の主噴射Ｉ２に対する準備としていわゆるパイロット噴
射Ｉ１にて噴射される段階を示す。 フィルタの再生を容易にする作動段階中、目的は、エンジントルクを変化させ
ずに可能な限り長く燃焼を継続し、排気弁が開放したとき、燃焼チャンバ内のガ
スの温度をより高温度にし、ススの温度を上昇させ且つ微粒子フィルタ内でのそ
の燃焼を開始させることである。
【００１１】 これを行うため、また、図３に図示するように、例えば、３つの段階すなわち
、第一のいわゆるパイロット噴射Ｉ´１（噴射Ｉ１と同一）、第三の噴射Ｉ´３
にとって有利な熱運動状態を発生させ且つユーザが必要とするトルクの一部を提
供する第二の噴射Ｉ´２、第三の噴射Ｉ´３にてシリンダの少なくとも幾つかに
較正された量にて燃料を噴射することができる。 噴射Ｉ´２中に噴射された燃料の量は、噴射Ｉ２中に噴射された量よりも少量
又は極めてより少量であり、噴射Ｉ´２のタイミングは噴射Ｉ２のタイミングと
同一又はそのタイミングよりも遅い。
【００１２】 噴射Ｉ´３は残りのトルクを発生させ、車の運転者が必要とするトルクを作動
させることを許容し、また、燃焼を膨張段階までも遅く続行することにより排ガ
スの温度を上昇させ、また、その設定状態に依存して、未燃焼炭化水素を発生さ
せ、この未燃焼炭化水素は、微粒子フィルタの上流に配置された触媒変換器８内
での触媒作用燃焼によりそのガスの温度を更に上昇させよう。
【００１３】 このため、エンジントルクを変化させることなく、必要とされる熱レベルを発
生させるため（図４）、噴射Ｉ´３の間に噴射された燃料の量は、エンジンが軽
負荷状態にある場合の作動点に対する噴射Ｉ´２の間に噴射された量よりも極め
て多量であり、中間的負荷に対するその後の噴射量以上又はその量に等しく、ま
た、エンジンが重負荷状態にて作動する作動点に対するその後の噴射よりも少な
い。噴射Ｉ´３は、作動点に依存して１５°乃至１５０°のクランク角となる角
度変化に伴って噴射Ｉ´２の後に行われる。
【００１４】 この実施例において、膨張行程中、後噴射として２回の噴射が連続的に行われ
ることが理解されよう。 勿論、より多数回の噴射が考えられ、例えば、噴射Ｉ´３は、それ自体、追加
的なエンジントルクを発生させる目的にて２つの補助的噴射に分けることができ
、触媒変換器８により燃焼されるであろうガス及び炭化水素の温度を上昇させる
。この解決策は、１回の噴射Ｉ´３だけの場合よりも運転状態を一層良く制御す
ることを可能にする。
【００１５】 しかしながら、エンジントルクを変化させないようにするためには、図示する
ように、エンジンがターボコンプレッサと関係するとき、この多数回の噴射に加
えて、１つの特定的な増幅圧力の設定点をこのターボコンプレッサに付与し、排
気中の熱レベルの上昇の結果としてターボコンプレッサが受け取るエネルギの増
大を補償し得るようにすることも必要である。
【００１６】 このため、この新たな設定点は、エンジンに入る空気の流量を減少させ、この
ことは、排ガスの可燃性物の濃度を増し、従って、その温度を上昇させる効果が
ある。 この場合、この設定点は、例えば、中央データ処理装置７によって図１に全体
的な参照番号３で示したターボコンプレッサに供給することができる。 このため、本発明による再生を容易にする装置は、エンジントルクを変更せず
にススを燃焼させるのに必要な熱レベルを発生することを可能にすることが理解
できる。
【００１７】 これらの熱レベルは、このエンジンの少なくとも幾つかのシリンダの膨張行程
中、燃料を多数回連続的に噴射することによりエンジン内の燃焼時間を長くする
ことにより同一のトルクに対して実現される。これらの噴射は、触媒変換器内の
これら多数回の噴射に起因し且つエンジンと関係したターボコンプレッサの増幅
圧力を調節するために特定の設定点に起因する触媒燃焼炭化水素と関係付けるこ
とが可能である。
【００１８】 このことは、車の運転容易性を損なうことなく、すなわち、エンジンにより当
然に実現される通常のレベルのススを燃焼させることを許容しない軽負荷又は中
間的負荷のとき、急激な加速度又は減速度を生じさせることなく、微粒子フィル
タを再生することを可能にする。 かかる装置の色々な実施の形態も実現可能であることは、勿論、言うまでもな
いことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従いフィルタの再生を容易にする装置の構造を示すブロック図である
。
【図２】 図１の装置の作動状態を示す図である。
【図３】 図２と同様の装置の作動状態を示す図である。
【図４】 図１の装置の作動状態を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｔ ３Ｇ３０１ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２Ｇ ４Ｄ０５８ Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｈ 41/02 ３８０ 41/02 ３８０Ｄ 41/04 ３８０ 41/04 ３８０Ｍ 41/38 41/38 Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｒ ３０１Ｗ // Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ (72)発明者 ル・タレ，パルトリッス フランス国エフ−78500 サルトルーヴィ ル，リュー・モリエール 35 Ｆターム(参考） 3G005 DA02 EA16 FA02 HA05 HA06 3G084 AA01 AA03 BA07 BA13 BA15 DA10 DA11 3G090 AA01 BA01 EA02 EA04 EA05 3G091 AA02 AA10 AA18 AA28 AB02 AB13 BA14 BA15 BA19 BA31 CB02 CB03 CB08 DA01 DA02 DA04 DB10 FB10 FC02 HA15 HB06 3G092 AA02 AA06 AA13 AA18 AB03 BB01 BB06 DB03 FA05 FA18 3G301 HA02 HA04 HA11 HA18 JA04 JA24 LA00 MA19 MA26 4D058 JB02 JB22 MA44 SA08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に自動車のエンジンの排気管内（２）に内蔵させた微粒子
    フィルタ（４）の再生を援助にする装置であって、 フィルタの再生を容易にすべく内部のガスの温度を上昇させ得るように、シリ
    ンダがその膨張行程にある間に、そのエンジン（１）の少なくとも幾つかのシリ
    ンダ内に燃料を噴射する手段（５）を備え、 噴射する手段（５）は膨張行程中の時間に亙って分配される計測供給量にて多
    数回ショット（Ｉ´２、Ｉ´３）の燃料を噴射する設計とされ、エンジンがター
    ボコンプレッサ（３）と関係付けられ、装置がエンジンに入る空気の量を減少さ
    せ得るように、ターボコンプレッサの増幅圧力を調節する手段（７）を備えるこ
    とを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置であって、酸化触媒変換器（８）が微
    粒子フィルタの上流に配置される装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２の装置であって、エンジン（１）がその全て
    のシリンダに対し燃料を共通に供給する手段（５、６）と関係付けられることを
    特徴とする装置。
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