JP2008519194A - 内燃エンジンに付属する排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置およびその装置を具備するエンジン - Google Patents

内燃エンジンに付属する排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置およびその装置を具備するエンジン Download PDF

Info

Publication number
JP2008519194A
JP2008519194A JP2007538483A JP2007538483A JP2008519194A JP 2008519194 A JP2008519194 A JP 2008519194A JP 2007538483 A JP2007538483 A JP 2007538483A JP 2007538483 A JP2007538483 A JP 2007538483A JP 2008519194 A JP2008519194 A JP 2008519194A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalytic converter
converter
engine
control device
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007538483A
Other languages
English (en)
Inventor
ブヌワ テュオー
エレン ビアレ
Original Assignee
ルノー・エス・アー・エス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ルノー・エス・アー・エス filed Critical ルノー・エス・アー・エス
Publication of JP2008519194A publication Critical patent/JP2008519194A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36Arrangements for supply of additional fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/007Storing data relevant to operation of exhaust systems for later retrieval and analysis, e.g. to research exhaust system malfunctions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02Catalytic activity of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本発明は内燃エンジン(10)に付属する排気路にある触媒式コンバータ(30、31)の動作状態を制御するための装置に関し、前記装置は、コンバータの上流の温度を求めるための手段(24、25)と、触媒式コンバータの上流の排気ガス温度が正常な動作状態にあるコンバータの燃焼温度に一致した時点で、燃料をエンジンの排気路に付加するための手段と、前記燃料付加の結果として触媒式コンバータ内で発生する反応によって放出される熱量を制御するための手段とを具備する。本発明においては、前記付加手段は、制御対象の触媒式コンバータの上流の排気路に設置された専用の燃料供給(20)を具備する。

Description

本発明は、一般に、内燃エンジン、例えば、動力車両の内燃エンジン、そして、特に、高効率で動作する内燃エンジン、特に、ディーゼルまたはガソリンエンジンの排気ガスの処理に関する。
本発明は、さらに特に、内燃エンジンの排気路に設置された触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置であって、前記触媒式コンバータを制御し、常にその機能を適当に発揮させることができるように設計されている装置に関する。
また、本発明は、動力車両の内燃エンジンであって、排気路に少なくとも1つの触媒式コンバータと、該触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置とが設置されている内燃エンジンに関する。
内燃エンジンは、酸化窒素(NOx)、未燃焼炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)のような汚染物質を含有する排気ガスを発生し、その汚染物質は、大気中に放出される前に処理されなければならない。
このように、動力車両は、しばしば、エンジンの排気路に付与された、一酸化炭素(CO)と未燃焼炭化水素(HC)の還元性物質を酸化するための触媒式コンバータを装備している。
そのような触媒式コンバータは酸化触媒、触媒化された微粒子フィルタ、または酸化窒素(NOx)トラップであろう。
ある動力車は、その排気路に直列に設置された複数の異なった触媒式コンバータを具備する。
少なくとも1つの触媒式コンバータの満足な動作を制御するために、動力車には、また、一般に、触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置が付与され、その装置は、一方ではコンバータの満足な動作を制御し、他方では機能不全を車両の運転者に示す能力を持っている。
機能不全の中で、触媒式コンバータの劣化は、未燃焼炭化水素と一酸化炭素の変効率低下の原因となり、その劣化は、他の原因の中で、コンバータ中の汚染物質処理の活性面積の減少によるものであり、それは、そこで起こる酸化反応の燃焼温度が、変換効率が50%以上になるような温度にまで上昇する結果をもたらす。
触媒式コンバータの満足な動作を制御するために、本出願人に所属する文献FR2833994は、触媒式コンバータの上流の温度を求める手段と、エンジンの1つまたは複数のシリンダに、膨張過程において、触媒式コンバータの上流の温度が正常な動作状態にある触媒式コンバータの燃焼温度に一致した時点で、燃料を注入させる手段と、この燃料後注入の結果として触媒式コンバータ内で放出される熱量を制御する手段とを具備する装置を記述している。
このような制御装置は、比較的効率的なのであるが、いくつかの欠点を持っている。
第1に、装置は、膨張過程におけるエンジンのシリンダへの燃料後注入を用いていて、このことは、ピストンが下に降りて燃料の噴流がシリンダ筒の壁に接したときに、エンジン・オイル中へ燃料が溶け込んで燃料の希釈を生じやすく、好ましくない。
さらに、エンジンのシリンダへの燃料後注入は、ある量の、触媒式コンバータによって処理されないCHの発生の原因となる。このことは、認可段階において、未燃焼炭化水素に関して、深刻な不利益をもたらす。
最後に、エンジンのシリンダへの燃料後注入を用いるということのために、このような制御装置は、燃焼室の出口に一番近いところに位置する触媒式コンバータの動作のみを制御するのに役立つだけである。このように、エンジンが、少なくとも2つの触媒式コンバータを排気路に直列の形で具備している場合に、燃焼室から遠い、第2の触媒式コンバータは、このような制御装置によって制御できない。
特許出願FR2833994
上記の欠点を取り除くために、本発明は、内燃エンジンの排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置を提案し、その装置は、触媒式コンバータの上流の温度を求める手段と、触媒式コンバータの上流の排気ガス温度が正常な動作状態にある触媒式コンバータの燃焼温度に一致した時点で、排気路に燃料を付加する手段と、この燃料後付加の結果として触媒式コンバータ内で発生した反応によって放出される熱量を制御する手段とを具備する装置であり、前記燃料を付加する手段は、専用の燃料供給システムを制御対象の触媒式コンバータの上流の排気路を具備していることを特徴とする。
本発明による制御装置の、これに限られない有利な他の特徴は以下の通りである:
- 専用の燃料供給システムは噴射システムであり;
- 専用の燃料供給システムは気化システムであり;
- 特定のシステムが付与されていて、そのシステムは、動力車両の走行状態に無関係に、触媒式コンバータの上流の排気ガス温度を触媒式コンバータの燃焼温度にまで高めるために、少なくとも1つのエンジン・シリンダの中へ燃料を注入する、特定の燃料注入システムであり、それは前記専用の燃料供給システムと関連づけられ;
- 燃料を動力車両の燃料タンクから前記専用の燃料供給システムへ直接供給する手段が付与され;
- 触媒式コンバータの上流のガス温度を求める手段が前記ガス温度を測定する手段を具備し;
- 触媒式コンバータの上流のガス温度を求める手段が、エンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータを測定する手段と、触媒式コンバータの上流のガス温度をエンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータの関数として求めるのに適する排気ガスの熱モデルとを具備し;
- 触媒式コンバータにおいて発生する反応によって放出される熱量を制御する手段が、触媒式コンバータ下流の排気ガス温度を測定する手段と、コンバータ下流の排気ガス温度を機能不全検知のための閾値と比較する手段とを具備し;
- 本制御装置は、エンジンの動作を制御するため、および、触媒式コンバータの動作の動作を制御するためのコンピュータを具備し、前記コンピュータは、前記比較手段と、記憶手段とを具備し、その記憶手段には、それぞれがエンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータの1つずつに関連する閾値の一組と、触媒式コンバータにおける排気ガス流量の関数としての触媒式コンバータの燃焼温度の数値の一組とが記憶され、測定された動作パラメータに応じて記憶手段から閾値が抽出され、比較手段に供給される。
本発明は、さらに、少なくとも1つの触媒式コンバータと、前記触媒式コンバータの動作状態を制御するための、上記のように範囲を限定された装置とが装備された排気路を具備する、動力車両用の内燃エンジンにも関する。
添付された図面に従い、これに限定するものではない例として提供される以下の記述は、本発明が包含するものと、本発明がいかに実行されるかを明らかに示すであろう。
添付された図面において:
- 図1は、排気路に本発明に係る制御装置を伴う触媒式コンバータを具備する内燃エンジンの第1の実施例の模式図であり;
- 図2は、排気路に本発明に係る制御装置を伴う触媒式コンバータを具備する内燃エンジンの第2の実施例の模式図であり;
- 図3は、排気路に本発明に係る制御装置を伴う触媒式コンバータを具備する内燃エンジンの第3の実施例の模式図であり;
- 図4Aは、本発明に係る制御装置の専用供給システムの第1の実施例の模式図であり;
- 図4Bは、本発明に係る制御装置の専用供給システムの第2の実施例の模式図であり;
- 図5は、コンバータ入り口の温度の関数としての一酸化炭素CO変換効率の変化を説明する曲線を示す図であり;
- 図6は、コンバータ入り口の温度の関数としての未燃焼炭化水素HC変換効率の変化を、新しいコンバータと古いコンバータとについて説明する曲線を示す図であり;
- 図7は、内燃エンジンの触媒式コンバータの動作状態を制御するために、本発明に係る制御装置によって実行される方法を説明する曲線を示す図であり;そして
- 図8は、本発明に係る制御装置の動作アルゴリズムである。
第1に、本発明の種々の実施例における同一の、あるいは類似の要素は、1つの図から次の図へ移る際に、可能なときは、同じ符号を付し、毎回は説明されないことは注意されるべきであろう。
図1から3までに、内燃エンジン10、ここでは動力車両のディーゼルエンジン、の3つの交代可能な一般的構成が模式的に示されている。
このエンジン10は、シリンダが装備された燃焼室11を具備する。燃焼室11のシリンダは、吸気マニフォールド(図示されず)を伴った冷却器18によって冷却空気を供給され、冷却器18は、入り口の空気フィルタ12とそれに続く流量計13と、ターボチャージングによって空気をエンジンに供給するターボチャージャ14とにつながる通路Cによって空気を供給される。
排気マニフォールド(図示されず)は、燃焼によって発生する排気ガスを回収し、ターボチャージャ14を経由して、排気路Eを通して外部へ放出する。
排気ガス回帰循環路Rは、排気ガスの部分を回収し、燃焼によって生成した窒素酸化物の量を制限するために吸気マニフォールドに再注入し、同時に排気中に煙が生成するのを防止する。
図1から3までに、さらに特異的に示されたように、上流に、バイパス15から供給を受ける冷却器16を持つ回帰循環路Rは本質的に、回帰循環された排気ガスの流れを調節するためのバルブ17を具備する。
排気路Eについては、この排気路は、並列接続された2つの触媒式コンバータを具備し、このことは、例えば、触媒30に、微粒子フィルタまたはNOxトラップ31が接続することである。
明らかに、微粒子フィルタまたはNOxトラップは、触媒の前に置かれてもよい。
触媒30は、本質的に、還元性化合物、すなわち一酸化炭素(CO)と未燃焼炭化水素(HC)とを酸化することによって、排気ガスの後処理を行う。微粒子フィルタまたはNOxトラップ31は、微粒子とNOxの後処理を行う。
触媒30は本技術の熟練者の視野内における通常の構造を有し、ここで詳細には記載されない。
それは、本質的にモノリシック構造を持ち、貴金属を例とする触媒相を含浸させた管構造を持ち、排気ガスと大きな接触面積を持っている。
触媒30のモノリシック形状の部分は、ここでは、微粒子フィルタまたはNOxトラップ31と統合され、排気ガスの、一酸化炭素(CO)と未燃焼炭化水素(HC)の酸化による後処理と、微粒子とNOxの後処理との結合を形成していることは注意されるべきであろう。
最後に、エンジン10は、それに搭載され、エンジン10の動作、特に、動作パラメータの調節、および、少なくともコンバータ30、31のうちの1つの動作を本質的に制御するコンピュータ27と連携している。
エンジン10の動作を制御するために、コンピュータ27はエンジンの主要な接続され、その接続は点線で示されている。
触媒式コンバータ30、31の満足な動作を制御するために、コンピュータ27は、前もって学習によって得たデータ、特に、機能不全を検知するための閾値、そしてまた、適用可能であれば、触媒式コンバータの下流温度の関数として制御されるべき触媒式コンバータの上流温度の数値に一致するデータが記憶されている記憶手段と、触媒式コンバータへの後注入で起こる化学反応によって放出される熱量を、閾値との比較によって制御するためのソフトウェア手段とを具備する。
さらに特に、エンジン10は、コンバータ30、31のうちの1つの動作を制御するため装置として、それぞれに対応する触媒式コンバータ30、31の上流の温度を求めるための手段24、25と、触媒式コンバータ30、31の上流の排気ガスの温度が正常な動作状態にあるコンバータの燃焼温度に一致した時点で、エンジンの排気路Eに燃料を付加するための手段と、この燃料付加の結果として、触媒式コンバータ30、31内で発生する化学反応によって放出される熱量を制御するための手段25、26とを具備する。
この制御装置の本質的特徴によれば、前記付加手段は、専用の燃料供給システム20を具備し、それは、燃焼室11の下流、エンジン10の排気路Eの中、制御される触媒式コンバータ30、31の上流に設置される。
図1に示された例によれば、この専用の燃料供給システム20は、ちょうど、制御される触媒式コンバータ30の上流に設置される。
図2に示された例によれば、この専用の燃料供給システム20は、ちょうど、制御される微粒子フィルタまたはNOxトラップ31の上流に設置される。
図3に示された例によれば、この専用の燃料供給システム20は、触媒30を制御するためにターボチャージャ14の上流に設置される。
専用の燃料供給システム20はコンピュータ27の接続され、それによって制御される。
好ましくは、燃料を動力車両の燃料タンクから直接、前記専用の燃料供給システム20へ供給手段が設置される。このような手段は、燃料を、路A経由で、専用の燃料供給システム20へ送るポンプを具備する。
図4Aに、さらに特定して示された制御装置の実施例によれば、専用の燃料供給システムは、コンピュータ27によって直接制御された噴射システム20である。
図4Bに示された制御装置の他の実施例によれば、専用の燃料供給システムは、気化システム20であり、それは、排気路Eに埋め込まれた気化室22を具備し、この気化室22は、コンピュータ27によって制御される前記ポンプ28から燃料供給を受ける燃料加熱システム21に接続される。
さらに、図1ないし3に示された例によれば、関連する触媒式コンバータ30、31の上流のガス温度を求めるための手段は前記温度を測定するための手段を具備する。
ここに、コンバータ30の上流の排気ガス温度を測定するためにセンサ24が設置され、コンバータ30の下流であってコンバータ31の上流の排気ガス温度を測定するためにセンサ25が設置され、コンバータ31の下流の排気ガス温度を測定するためにセンサ26が設置される。
センサ24、25、26はコンピュータ27の接続される。
コンバータ30の上流の温度は、数学的モデルと、エンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータとを用いて、または、後注入フェーズ以外のときの、関連するコンバータの下流の温度から推定可能であるので、センサ24は随意的構成要素であることが注意されるであろう。
センサ24、25、26による温度測定結果は、コンピュータ27の、未燃焼の炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)による変換効率の低下を検知するように制御されている計算手段によって、コンバータ30、31の燃焼温度上昇算定するために処理される。
実際に、モノリスの入り口温度の関数として制御されている触媒式コンバータ30、31のCO変換効率の変化を、新しいコンバータ(曲線A)と古いコンバータ(曲線B)とに対して示している図5に見られるように、コンバータの劣化は、比較的大きいコンバータの燃焼温度上昇、すなわち、変換効率が50%に等しくなる温度までの温度上昇を伴っていることが判る。
同様に、モノリスの入り口温度の関数としての、未燃焼の炭化水素HC変換効率の変化を、それぞれ、新しいコンバータ(曲線C)と古いコンバータ(曲線D)とに対して示している図6に見られるように、コンバータの劣化もまた、比較的大きいコンバータの燃焼温度上昇を伴っていることが判る。
しかしながら、高い温度において、変換効率の低下は無視しうる。
このように、制御されるコンバータ30、31の満足な動作を制御するために、コンピュータはコンバータの燃焼温度を制御し、そして/または、正常なコンバータの燃焼温度に一致する動作温度のために、コンバータ内で起こる化学酸化反応によって放出される熱量を制御する。
触媒式コンバータ30、31内で発生する反応によって放出される熱量を制御するための手段は、前記コンバータの下流の排気ガス温度を測定するための手段、ここではセンサ25、26と、関連する触媒式コンバータの下流のガス温度を、機能不全を検知するための閾値と比較するために、コンピュータ27に備えられた比較手段とを具備する。
さらに、好ましくは、本発明によれば、特定のシステム(図示せず)が、触媒式コンバータの上流の排気ガス温度を、動力車両の走行状態に関係無く、そのコンバータの燃焼温度にまで高めるために、燃料を少なくとも1つのエンジン・シリンダ内に噴射するために設置され、この特定の燃料噴射システムは前記専用の燃料供給システム20と連携している。
さらに特に図7および8を参照して、触媒式コンバータ30、31のうちの1つ、例えばコンバータ30(この方法は他のコンバータ31に対しても同一であるとの理解をもって)の動作を制御する方法を記述する。
コンピュータ27がコンバータ30から診断の要求を受け取ったとき、それはコンバータ30の上流の排気ガス温度を測定するためにセンサ24を用い、その温度が、与えられた運転条件の一組に対して、コンバータ30の燃焼温度に等しいことをチェックする。
もしも、測定された温度がコンバータ30の燃焼温度に達していなければ、コンピュータは、この温度をこの燃焼温度にまで高めるために、特定の、エンジンの燃焼室に燃料を噴射するシステムを活性化する。
コンピュータ27は、それから、予め定められた量の燃料を噴射または気化させてコンバータ30の上流の排気路Eに注入し、触媒式コンバータ30を励起する。この目的のために、コンピュータ27は、ポンプ28(図4Aを見よ)から燃料の供給をうける噴射器20、または、燃料加熱システム21(図4Bを見よ)を経由して気化器22に燃料を供給するポンプ28を制御する。
図7は、時間の関数としての、新しいコンバータの上流の温度の変化(曲線E)と下流の温度の変化(曲線F)、および、古いコンバータの上流の温度の変化(曲線G)と下流の温度の変化(曲線H)を示す。
これらの曲線は、後注入の結果としてのコンバータ内での化学酸化反応によって放出される熱量Q1は、新しいコンバータに対しては、古いコンバータ内の化学酸化反応によって放出される熱量Q2に比べて、もっと高いことを示す。
同様に、これらの曲線は、新しいコンバータの、後注入によって占められる燃焼時間は、古いコンバータの、後注入によって占められる燃焼時間よりももっと短いことを示す。
このように、触媒式コンバータ30を励起した後、コンピュータ27は、コンバータ30の燃焼時間と、コンバータ30内で起こった反応によって放出される熱量とを、例えば、これより低い値であればコンバータは不完全であると考えられる閾値と比較して、分析する。
コンピュータ27は、コンバータの下流の温度と上流の温度との間の差を算出し、それから、このように算出した値を、触媒の劣化を反映する機能不全を検知するための閾値と比較する。もしも機能不全が検知されたならば、そのことは動力車両のダッシュボード上に光を点ずることによって運転者に示され、そうでなければ、コンピュータ27は排気路への後注入のための専用システム20を切る。
コンバータの満足な動作を制御するために用いられる閾値は、劣化し、その変換能力が許容限界にあるコンバータから放出される熱量に一致する。
同様に、コンピュータ27は、試験されるコンバータ30の温度上昇時間を算出し、それを許容限界にあるコンバータの温度上昇時間閾値と比較する。温度上昇時間が与えられた閾値よりも短ければコンバータは正常であると考えられ、温度上昇時間がこの閾値よりも高ければコンバータの機能不全が検知される。このような機能不全は、それから、動力車両のダッシュボード上のランプを点光することによって運転者に示される。機能不全が検知されないときは、コンピュータ27はは排気路への後注入のための専用システム20を切る。
図8にアルゴリズムで示したように、熱量と燃焼時間の試験は、関連するコンバータの診断を改善するために、コンピュータ27と関連づけられることができる。
この接続において、好ましくは、コンピュータ27は、エンジンの特定の動作パラメータを伴った閾値の一組を、メモリに記憶された形で、具備することが注意されるであろう。
このように、コンバータの動作状態を制御するために、コンピュータ27は、特に、エンジン・スピード、空気取り入れ回路における圧力などのエンジンの動作パラメータを取得し、それらは、エンジンに装備されたセンサから供給され、コンピュータは、それらによってエンジンの動作状態を知り、メモリから1つまたは複数の対応する閾値を取り出し、最低レベルの熱量または許される燃焼時間をエンジンの動作パラメータに適合させる。
コンピュータ27は、さらに、メモリに記憶された形で、マッピングを具備し、それには、炭化水素が試験されるコンバータへ到着する時点を最適化するための、一組の、エンジンの動作パラメータの関数としての燃料流速の値および後注入のフェーズが記憶されていることもまた注意されるべきであろう。
同様に、燃料噴射の流量は、過剰な熱の放出によるコンバータの損傷を避けるために、明確に限定された範囲内にある。
後注入が要求される時点を定めるために、コンピュータはコンバータの上流の排気ガス温度の値を取得し、つぎに、この温度を新しいコンバータの燃焼温度と比較する。一度、この温度が燃焼温度に達すれば、それは後注入の原因となる。この観点から、コンバータの上流のガス温度を高めるための、エンジン・シリンダへの特定の噴射システムの使用は随意的なものであって、コンピュータは、単に、この温度を、それが目標の燃焼温度に達するまで、単に、モニタしていればよいことは、注意されるべきである。
さらに、コンバータ30の上流の温度を測定するためのセンサ24も随意的構成要素である。
このセンサが無い場合は、コンバータ30の動作状態を制御するために後注入が活動化される時点を定めるために、コンピュータ27は、メモリに記憶された形で、コンバータの上流温度の値を、下流温度の関数として、また、エンジンの動作状態の関数として具備するであろう。
コンピュータ27は、また、排気ガスの熱的モデルを具備していて、それによって、エンジンおよび/またはコンバータの動作パラメータから上流の温度を算出するであろう。
本発明は、記述され、示された実施例にいささかも限定されず、本技術の熟練者は、その専門知識に基づいて、いかなる代案も提供することができるであろう。
排気路に本発明に係る制御装置を伴う触媒式コンバータを具備する内燃エンジンの第1の実施例の模式図である。 排気路に本発明に係る制御装置を伴う触媒式コンバータを具備する内燃エンジンの第2の実施例の模式図である。 排気路に本発明に係る制御装置を伴う触媒式コンバータを具備する内燃エンジンの第3の実施例の模式図である。 Fig.4Aは、本発明に係る制御装置の専用供給システムの第1の実施例の模式図であり、Fig.4Bは、本発明に係る制御装置の専用供給システムの第2の実施例の模式図である。 コンバータ入り口の温度の関数としての一酸化炭素CO変換効率の変化を説明する曲線を示す図である。 コンバータ入り口の温度の関数としての未燃焼炭化水素HC変換効率の変化を、新しいコンバータと古いコンバータとについて説明する曲線を示す図である。 内燃エンジンの触媒式コンバータの動作状態を制御するために、本発明に係る制御装置によって実行される方法を説明する曲線を示す図である。 本発明に係る制御装置の動作アルゴリズムである。

Claims (10)

  1. 内燃エンジン(10)の排気路(E)にある触媒式コンバータ(30、31)の動作状態を制御するための装置であって、コンバータ(30、31)の上流の温度を求めるための手段(24、25)と、触媒式コンバータの上流の排気ガス温度が正常な動作状態にあるコンバータの燃焼温度に一致した時点で燃料をエンジンの排気路に付加するための手段と、前記燃料の付加の結果として触媒式コンバータ内で発生する反応によって放出される熱量を制御するための手段(25、26、27)とを具備し、前記付加手段は制御対象の触媒式コンバータの上流のエンジンの排気路に設置された専用の燃料供給システム(20)を具備することを特徴とする制御装置。
  2. 請求項1に記載の制御装置において、専用の燃料供給システムは噴射システム(20)であることを特徴とする制御装置。
  3. 請求項1に記載の制御装置において、専用の燃料供給システムは気化システム(20)であることを特徴とする制御装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載の制御装置において、触媒式コンバータの上流の排気ガス温度を、動力車両の走行状態とは無関係に、該触媒式コンバータの前記燃焼温度にまで高めることを目的として少なくとも1つのエンジン・シリンダの中へ燃料を注入するために、特定のシステムが付与され、前記特定の燃料注入システムは前記専用の燃料供給システムと関連づけられていることを特徴とする制御装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれかに記載の制御装置において、動力車両の燃料タンクから燃料を直接前記専用の供給システムへ供給するために、手段(28)が付与されていることを特徴とする制御装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載の制御装置において、触媒式コンバータの上流のガス温度を求める手段が、前記ガス温度を測定するための手段(24、25)を具備することを特徴とする制御装置。
  7. 請求項1ないし5のいずれかに記載の制御装置において、触媒式コンバータの上流のガス温度を求めるための手段が、エンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータを測定する手段と、エンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータの関数としての触媒式コンバータの上流のガス温度を求めるのに適した排気ガスの熱的モデルとを具備することを特徴とする制御装置。
  8. 請求項1ないし3のいずれかに記載の制御装置において、触媒式コンバータ内で発生する反応によって放出される熱量を制御するための手段は、前記コンバータの下流の排気ガス温度を測定するための手段(25、26)と、触媒式コンバータの下流のガス温度を機能不全を検知するための閾値と比較するための手段とを具備することを特徴とする制御装置。
  9. 請求項8に記載の制御装置において、該制御装置は、エンジンの動作を制御するため、および、コンバータの動作を制御するためのコンピュータ(27)を具備し、前記コンピュータは、前記比較手段と、それぞれがエンジンおよび/または触媒式コンバータの動作パラメータの1つずつに関連する閾値の一組と、触媒式コンバータの燃焼温度を前記コンバータ中の排気ガス流速の関数としたときの数値の一組とが記憶されている記憶手段とを具備し、比較手段に供給される閾値は、測定された動作パラメータに応じて記憶手段から抽出されることを特徴とする制御装置。
  10. 少なくとも1つの触媒式コンバータ(30、31)が装備された排気路(E)と、請求項1ないし9のいずれかに記載の、前記触媒式コンバータの動作状態を制御するための制御装置とを具備する、動力車両用の内燃エンジン(10)。
JP2007538483A 2004-11-02 2005-10-25 内燃エンジンに付属する排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置およびその装置を具備するエンジン Withdrawn JP2008519194A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0411640A FR2877392A1 (fr) 2004-11-02 2004-11-02 Dispositif de controle de l'etat de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comprenant un tel dispositif
PCT/FR2005/050899 WO2006048572A1 (fr) 2004-11-02 2005-10-25 Dispositif de controle de l'etat de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comprenant un tel dispositif

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008519194A true JP2008519194A (ja) 2008-06-05

Family

ID=34950617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007538483A Withdrawn JP2008519194A (ja) 2004-11-02 2005-10-25 内燃エンジンに付属する排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置およびその装置を具備するエンジン

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090070003A1 (ja)
EP (1) EP1809878A1 (ja)
JP (1) JP2008519194A (ja)
FR (1) FR2877392A1 (ja)
WO (1) WO2006048572A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2900966B1 (fr) * 2006-05-10 2008-07-11 Renault Sas Systeme et procede de controle de l'etat de fonctionnement d'un dispositif catalytique comprenant deux elements catalytiques d'oxydation disposes en serie dans la ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2910535B1 (fr) * 2006-12-21 2009-09-04 Renault Sas Moteur a combustion interne pour vehicule automobile comprenant un dispositif de filtrage et procede de controle correspondant
WO2008097139A1 (en) * 2007-02-05 2008-08-14 Volvo Lastvagnar Ab Exhaust purification system with a diesel particulate filter and a method of cleaning said filter
FR2917782A3 (fr) * 2007-06-22 2008-12-26 Renault Sas Procede et dispositif d'estimation de la temperature en amont d'un catalyseur d'oxydation en fonction de la en amont d'une turbine
FR2918113B1 (fr) * 2007-06-27 2009-09-18 Renault Sas Procede de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne.
DE102010045029A1 (de) 2010-09-10 2011-04-21 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
EP3404226B1 (en) * 2016-08-04 2020-01-22 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Catalyst deterioration detecting system and catalyst deterioration detecting method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4828820A (ja) * 1971-08-17 1973-04-17
JPS5225884B2 (ja) * 1971-12-29 1977-07-11
US5133184A (en) * 1990-02-10 1992-07-28 Volkswagen Ag Method and apparatus for monitoring the conversion ratio of a catalytic converter
EP0736136B1 (de) * 1993-12-21 1997-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur überprüfung der konvertierungsfähigkeit eines katalysators
DE19855338A1 (de) * 1998-12-01 2000-06-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Einbringen eines Reduktionsmittels in einen Abgasrohrabschnitt einer Brennkraftmaschine
JP3558017B2 (ja) * 2000-07-21 2004-08-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
FR2833994B1 (fr) * 2001-12-24 2004-02-27 Renault Procede et dispositif de controle de l'etat de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne
DE10207986A1 (de) * 2002-02-25 2003-09-04 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
WO2005012716A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-10 Siemens Vdo Automotive Inc. Integrated vapor control valve and sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US20090070003A1 (en) 2009-03-12
FR2877392A1 (fr) 2006-05-05
EP1809878A1 (fr) 2007-07-25
WO2006048572A1 (fr) 2006-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102159068B1 (ko) 내연기관의 배기가스 후처리 방법 및 장치
JP4122849B2 (ja) 触媒劣化検出装置
JP4475271B2 (ja) NOxセンサの異常診断装置及び異常診断方法
US8307699B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for NOx sensor
JP4709220B2 (ja) パティキュレートフィルタの再生方法
JP5714919B2 (ja) 窒素酸化物の量を予測する方法およびこれを用いた排気装置
US20080264037A1 (en) Apparatus for deterioration diagnosis of an oxidizing catalyst
US8534045B2 (en) After-treatment de-contamination system
US20100132334A1 (en) Method and device for monitoring the regeneration of a pollution-removal system
JP5324924B2 (ja) 触媒作用を付与した煤フィルターを備えてなる排気機構
EP1866529B1 (en) Device for detecting state of thermal degradation of exhaust purifying catalyst
JP2008519194A (ja) 内燃エンジンに付属する排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置およびその装置を具備するエンジン
JP4499160B2 (ja) 酸化触媒を診断する方法、装置およびコンピュータプログラム製品
JP5632223B2 (ja) エンジン装置の排気ガス再循環システム
JP5404600B2 (ja) 内燃機関の排気管の触媒コンバータの作動状態を制御する方法及び装置
US8745972B2 (en) Exhaust purification system of internal combustion engine
JP4419150B2 (ja) NOx触媒の異常診断装置及び異常診断方法
JP5312049B2 (ja) 微粒子フィルタの再生に使用される燃料噴射システム内の燃料噴射器をパージする方法及び装置
US8584445B2 (en) Method and system for controlling an electrically heated particulate filter
JP3646635B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4357241B2 (ja) 排気浄化装置
JP2005163652A (ja) 排気浄化装置
JP4539466B2 (ja) 内燃機関の排気浄化システム
US20100139252A1 (en) Method and device for purging an injector in a fuel injector system of use in the regeneration of a particulate filter
JP2007255310A (ja) 排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090106