JP4717826B2 - 車両ディーゼル・エンジンの排気ラインに統合された汚染除去手段の再生を支援する装置 - Google Patents

車両ディーゼル・エンジンの排気ラインに統合された汚染除去手段の再生を支援する装置 Download PDF

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Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化触媒手段と協働しかつ自動車ディーゼル・エンジンの排気ラインに統合された汚染除去手段の再生（regeneration）を支援する装置に関する。更に詳しくは、本発明は、エンジンのシリンダに燃料を供給するマニフォルド又はコモンレール手段と協働し、かつ、少なくとも１つの後噴射動作においてシリンダに燃料を後噴射するとによって一定トルクで再生計画を実施するのに適する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば粒子フィルタ等の汚染除去手段の再生期間中に、車両加速ペダルが上昇されつつある（正常運転における燃料噴射がない）期間中の段階、及びエンジンがアイドリングする（排気温度が非常に低い）期間中の段階は、それらの段階が排気の温度を低下させる、即ち、排気ライン及びそれに統合された要素の温度を低下させるので、問題がある。
【０００３】
エンジンの寿命におけるこのような段階中の１又はそれを超える後噴射（post-injections）の使用は、エンジン内の後噴射の燃焼によって発生された炭化水素（ＨＣ）の触媒転化に依存して、排気ライン中の温度低下を制限するように作用させ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それにも拘わらず、このような計画は、放熱方式で反応する触媒手段に依存する。その場合、前記触媒手段は、例えば、酸化触媒又はＣＯ及びＨＣを酸化する機能を有するＮＯｘトラップを含み、活性状態にあると仮定される。エンジンがアイドリングに戻りつつある段階中は、加速ペダルが上昇された結果として、主噴射もパイロット噴射もないので、各後噴射はシリンダ内で燃えない。何故なら、後噴射は、触媒手段によって転化されるＨＣの形体で燃料を単に蒸発するように働くからである。
【０００５】
酸化触媒手段の入口における温度はかくして非常に低く、後噴射から生じたＨＣの燃焼によって発生される触媒反応の発熱にも拘わらず、酸化触媒手段の前面が次第に冷却するので、その転化作用は次第に不活性化される。エンジンがアイドリングする段階中、１又はそれを超える後噴射の使用にも拘わらず、酸化触媒手段の入口における温度は比較的に低くなる。アイドリング中の後噴射の計画は、エンジン内の後噴射の燃焼によって発生されたＨＣの触媒転化にも依存する。触媒反応の発熱特性にも拘わらず、酸化触媒手段の前面は次第に冷却し、その転化活動は次第に不活性化される。
【０００６】
延長されたアイドリングの段階中では、従って酸化触媒手段がもはやすべてのＨＣを転化するのに十分な活動段階ではないことが起こる。その場合、酸化触媒手段から下流でＨＣのピークを誘引し、青い煙及び／又は排気臭気さえも誘引する。更に、後噴射の使用は、潤滑油を希釈する燃料を誘引し、それによって、その潤滑特性を低下させ、特に潤滑油の粘性を低下させ、そして、粘性が過剰に低下したならば、それはエンジンの故障を招く。本発明の目的は、それらの問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、酸化触媒手段と協働し且つ自動車ディーゼル・エンジンの排気ラインに統合された汚染除去手段の再生を支援する支援装置を提供する。エンジンは、そのシリンダに燃料を供給するコモンレール（common rail）手段と協働し、且つ少なくとも１つの後噴射においてシリンダに燃料を噴射することによって、再生計画を一定トルクで実施するのに適合される。
【０００８】
支援装置は、再生要求、従って後噴射要求を検出する検出手段と、エンジンがアイドリングをしている段階を検出する検出器手段と、酸化触媒手段の下流の温度を取得する取得手段と、前記温度に応答してアイドリング段階中に後噴射適用の最大持続時間を決定する決定手段と、並びに後噴射利用持続時間が予め定められた最大適用持続時間に到達するや否や、全又は各後噴射を漸進的に減少する減少手段とを備える。
【０００９】
別の特徴によれば、減少手段は調整可能な勾配において後噴射を減少するのに適しており、汚染除去手段が粒子フィルタを備え、汚染除去手段はＮＯｘトラップを備え、燃料は粒子と一緒に沈積されるべき添加剤を含み、添加剤は汚染除去手段の再生を容易にするために染防止手段で混合され、燃料はＮＯｘトラップを形成する添加剤を含み、エンジンがターボ過給機と協働する。本発明は、例示として純粋に与えられかつ添付図面を参照して下記の記載を読むときによりよく理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、汚染除去手段を再生する際に支援を与える装置の全体構造を示す。汚染除去手段は、図において全体的に参照番号１で示される。汚染除去手段１は、酸化触媒手段２と協働し、かつ、自動車ディーゼル・エンジン４の排気ライン３に統合される。エンジンはターボ過給機と協働してもよいが、その場合には、そのタービン部分５が排気ラインと協働し、他方、ターボ過給機のコンプレッサ部分６がエンジンから上流に配置される。
【００１１】
更に、エンジン４は、そのシリンダに燃料を供給するコモンレール手段７と協働し、かつ、少なくとも１つの後噴射動作において慣用の仕方でシリンダに燃料を噴射することによって一定トルクで再生計画を実施するのに適する。これらの手段は、例えば、汚染除去手段の監視プログラムによって配送される再生要求ｒｅｑ．ＲＧを検出するのに適するパイロット・ユニット８によって制御される。その要求は、後噴射要求を構成する。パイロット・ユニットは、エンジンがアイドリングをする期間中の段階を検出する検出手段９に接続される。これらの手段は、任意の適切な構造を有していてもよい。
【００１２】
更に、パイロット・ユニット８は、酸化触媒手段２から下流の温度を取得する手段にも接続される。これらの取得手段は全体的に参照番号１１で示される。これらの取得手段は、適切な温度センサを備える。これは、再生要求、従って後噴射要求を検出したさいにパイロット・ユニット８が図２の工程１２で表されているように、エンジンがアイドリング段階にあることを検出することを可能にする。
【００１３】
ユニット８は、工程１３において酸化触媒手段から下流の温度を取得し、そして、工程１４において前記温度に基づいてアイドリング段階中後噴射を加えるための最大持続時間を決定するのに適する。ユニット８は、次いで工程１５及び１６において後噴射使用の持続時間を監視し、かつ、使用持続時間が適用の所定最大持続時間に達したときの時点を検出するように作用する。
【００１４】
工程１７で表されているように、エンジンがアイドリング段階にある間に、使用持続時間が適用の所定最大持続時間に達するや否や、パイロット・ユニットが勾配１８、例えば、調整されうる勾配の適用の際に後噴射を漸進的に減少するのに適する。装置が粒子フィルタ、ＮＯｘトラップによって構成された汚染除去手段と共に動作できること、また、汚染除去手段の再生を容易にするために混合される粒子と共に沈積する添加剤が、汚染除去手段に捕捉された油煙の燃焼温度を低減するために慣用の仕方で燃料と混合されうることに注目されたい。
【００１５】
慣用の仕方で、添加剤含有燃料がエンジン内で燃焼された後に、添加剤は粒子内に存在する。ＮＯｘトラップを形成する添加剤を用いることを想定することもできる。従って、このような構造によって後噴射適用の最大持続時間がアイドリング段階に対して確立されることを理解されたい。この最大持続時間が、再生段階と組合せてアイドリング段階中に空のタイマ、即ち、カウントダウン及び／又は減少するタイマの形体で表されうる。カウンタは、この段階の終了時点で再開始される。
【００１６】
この装置は、排気の温度レベルが最も良好でないアイドリング段階中に後噴射をされた燃料の量を制限するように働く。この段階中にこのようにして後噴射をされた燃料の全量を制限することによって（いずれにしても、汚染除去手段を再生する観点から最も有効でない）、有効な後噴射時間の割合が最適化され、また、エンジン潤滑油が燃料によって希釈される程度が制限される。
【００１７】
最後に、これは活性化を突然停止する酸化機能の危険性を制限することを可能にする。その危険性は、ＨＣ転化の欠乏を誘引し、従って煙及び／又は臭気を発生することもある排気からのＨＣ吹出しを導く。当然の帰結として、その他の実施例も想定されうる。
【００１８】
従って、例えば、汚染除去手段及び酸化触媒手段は単一の要素に、特に共通の基板上に統合されてもよい。例示として、酸化機能を統合する粒子フィルタが想定されうる。
同様に、このような酸化機能を統合したＮＯｘトラップが、添加剤が使用されてもされなくても、想定されうる。酸化機能及び／又はＮＯｘトラップ機能は、例えば、燃料と混合された添加剤によって実施されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の再生支援装置の全体構造を示すブロック図である。
【図２】再生支援装置の動作を示すフロー・チャートである。

Claims (6)

  1. 酸化触媒手段（２）と協働し且つ自動車ディーゼル・エンジン（４）の排気ライン（３）に統合された汚染除去手段（１）の再生を支援する支援装置であって、
    前記エンジン（４）は、該エンジンのシリンダに燃料を供給するコモンレール手段（７）と協働し、且つ少なくとも１つの後噴射においてシリンダに燃料を噴射することによって再生計画を一定トルクで実施するのに適合され、
    前記支援装置は、
    再生要求（ｒｅｑ．ＲＧ）、従って後噴射要求を検出する検出器手段（８）と、
    前記エンジンのアイドリング段階を検出する検出器手段（９）と、
    前記酸化触媒手段（２）の下流の温度を取得する取得手段（１１）と、
    前記温度に応答しアイドリング段階中の後噴射の最大持続時間を決定する決定手段（８）と、
    後噴射持続時間が予め定められた最大持続時間に到達すると直ちに後噴射を減少する減少手段（７、８）と、を含み、
    前記減少手段（７、８）は、調整可能な勾配において後噴射を減少することによりＨＣ転化の欠乏を制限する支援装置。
  2. 前記汚染除去手段（１）が粒子フィルタを含む、請求項１に記載の支援装置。
  3. 前記汚染除去手段（１）がＮＯｘトラップを含む、請求項１又は２に記載の支援装置。
  4. 前記燃料は粒子と一緒に沈積されるべき添加剤を含み、該添加剤は該粒子に前記汚染除去手段（１）の再生を容易にするために該汚染除去手段において混合される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支援装置。
  5. 前記燃料がＮＯｘトラップを形成する添加剤を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支援装置。
  6. 前記エンジンがターボ過給機（５、６）と協働する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支援装置。
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