JP7440539B2 - 対向ピストンエンジンの排気触媒着火 - Google Patents
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Description
Claims (38)
- シリンダと、前記シリンダの第1の端部近くの吸気ポートと、前記シリンダの第2の端部近くの排気ポートと、質量空気流を前記吸気ポートに輸送するように構成された給気通路と、前記排気ポートから排気ガスを輸送するように構成された排気通路と、前記排気通路内の背圧弁と、前記排気通路内の触媒後処理装置と、を備え、前記触媒後処理装置が着火温度を有する触媒を含む、対向ピストンエンジンを動作させる方法であって、
前記対向ピストンエンジンの動作を開始する工程と、
前記シリンダ内で反対方向に移動するように配置された一対のピストンの端面間に形成された燃焼室において噴射された燃料の圧縮点火によって前記対向ピストンエンジンを動作させる工程と、
前記対向ピストンエンジンが動作している間に、前記触媒の温度を示す排気ガス状態を検知する工程と、
前記対向ピストンエンジンの動作状態にしたがって、前記排気ガス状態に応じて触媒着火手順を開始する工程と、
前記対向ピストンエンジンがアイドルしているときに、前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させ且つ前記背圧弁を閉じることによって、前記触媒着火手順を実行する工程と、
前記対向ピストンエンジンがチップイン過渡状態にあるときに、前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させ、前記噴射される燃料の量を増加させ、且つ前記噴射される燃料の噴射タイミングを早めることによって、前記触媒着火手順を実行する工程と、
前記対向ピストンエンジンがチップアウト過渡状態にあるときに、前記吸気ポートへの前記質量空気流を減少させ且つ前記噴射された燃料の噴射タイミングを遅らせることによって、前記触媒着火手順を実行する工程と、
前記排気ガス状態が、前記触媒の温度が前記触媒着火手順中に触媒着火閾値を超えることを示したときに、前記対向ピストンエンジンを通常運転状態に遷移させる工程と、を含む、方法。 - 前記排気ガス状態が排気ガス温度である、請求項1に記載の方法。
- 前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させる工程が、前記対向ピストンエンジンのターボチャージャおよびスーパーチャージャを調整することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記排気通路内のウェイストゲートを閉じることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記ターボチャージャのタービンの調整可能要素を閉じることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記スーパーチャージャを調整することが、前記スーパーチャージャの速度を増加させることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記スーパーチャージャの前記速度を増加させることが、スーパーチャージャ駆動装置の速度比を変更することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記排気ガス状態が排気ガスエンタルピーである、請求項1に記載の方法。
- 前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させる工程が、前記対向ピストンエンジンのターボチャージャおよびスーパーチャージャを調整することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記排気通路内のウェイストゲートを閉じることを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記ターボチャージャのタービンの調整可能要素を閉じることを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記スーパーチャージャを調整することが、前記スーパーチャージャの速度を増加させることを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記スーパーチャージャの前記速度を増加させることが、スーパーチャージャ駆動装置の速度比を変更することを含む、請求項12に記載の方法。
- 対向ピストンエンジンであって、
シリンダの第1の端部近くの吸気ポート、および、前記シリンダの第2の端部近くの排気ポートを有するシリンダと、
前記シリンダ内で反対方向に移動するように配置された一対のピストンと、
質量空気流を前記吸気ポートに輸送するように構成された給気通路と、
前記排気ポートから排気ガスを輸送するように構成された排気通路と、
前記排気通路内の背圧弁と、
前記排気通路内の触媒後処理装置であって、着火温度を有する触媒を含む触媒後処理装置と、を備え、
前記対向ピストンエンジンが、制御ユニットをさらに備え、
前記制御ユニットは、
前記対向ピストンエンジンの動作を開始し、
前記対向ピストンエンジンが前記一対のピストンの端面間に形成された燃焼室に噴射された燃料の圧縮点火によって動作している間に、前記触媒の温度を示す排気ガス状態を検知し、
前記対向ピストンエンジンの動作状態にしたがって、前記排気ガス状態に応じて触媒着火手順を開始し、
前記対向ピストンエンジンがアイドル動作状態にあるときに、前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させ且つ前記背圧弁を閉じることにより、前記触媒着火手順を実行し、
前記対向ピストンエンジンがチップイン過渡状態にあるときに、前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させ、前記噴射される燃料の量を増加させ、且つ前記噴射される燃料の噴射タイミングを早めることによって、前記触媒着火手順を実行し、
前記対向ピストンエンジンがチップアウト過渡状態にあるときに、前記吸気ポートへの前記質量空気流を減少させ且つ前記噴射された燃料の噴射タイミングを遅らせることによって、前記触媒着火手順を実行し、
前記排気ガス状態が、前記触媒の温度が前記触媒着火手順中に触媒着火閾値を超えることを示したときに、前記対向ピストンエンジンを通常運転状態に遷移させる、ようにプログラムされた、対向ピストンエンジン。 - 前記排気ガス状態が排気ガス温度である、請求項14に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させることが、前記対向ピストンエンジンのターボチャージャおよびスーパーチャージャを調整することを含む、請求項15に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記排気通路内のウェイストゲートを閉じることを含む、請求項16に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記ターボチャージャのタービンの調整可能要素を閉じることを含む、請求項16に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記スーパーチャージャを調整することが、前記スーパーチャージャの速度を増加させることを含む、請求項16に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記スーパーチャージャの前記速度を増加させることが、スーパーチャージャ駆動装置の速度比を変更することを含む、請求項19に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記排気ガス状態が排気ガスエンタルピーである、請求項14に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記吸気ポートへの前記質量空気流を増加させることが、前記対向ピストンエンジンのターボチャージャおよびスーパーチャージャを調整することを含む、請求項21に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記排気通路内のウェイストゲートを閉じることを含む、請求項22に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記ターボチャージャを調整することが、前記ターボチャージャのタービンの調整可能要素を閉じることを含む、請求項22に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記スーパーチャージャを調整することが、前記スーパーチャージャの速度を増加させることを含む、請求項22に記載の対向ピストンエンジン。
- 前記スーパーチャージャの前記速度を増加させることが、スーパーチャージャ駆動装置の速度比を変更することを含む、請求項25に記載の対向ピストンエンジン。
- 対向ピストンエンジン用の触媒着火装置であって、
前記対向ピストンエンジンのシリンダ内の空気と燃料との混合物の燃焼によって生成された排気ガスの流れを受け取るように構成された排気通路と、
ターボチャージャのタービンと直列に前記排気通路内に配置された触媒装置と、
前記触媒装置の触媒温度を示す前記排気ガスの排気ガス状態を検出するように構成された排気ガスセンサ装置と、
前記排気ガスセンサ装置に電気的に接続されたエンジン制御ユニットであって、
コールドスタート手順を実行して、前記対向ピストンエンジンをクランキングすることにより、燃料噴射式の圧縮点火モードの動作を開始し
前記コールドスタート手順中に安定した燃焼が達成されるかどうかを判定し、
前記安定した燃焼が達成された場合、前記排気ガス状態が、前記触媒の温度が前記触媒の着火温度よりも低いことを示しているかどうかを判定し、
前記触媒の温度が前記触媒の着火温度よりも低い場合、前記シリンダの吸気ポートへの加圧給気の流れを増加させ、前記排気ガス状態が、前記触媒の温度が着火温度を超えることを示すまで、前記排気通路内の前記排気ガスの流れを制限する、ようにプログラムされたエンジン制御ユニットと、を備える、対向ピストンエンジン用の触媒着火装置。 - 温度センサ装置をさらに備え、前記排気ガス状態が排気ガス温度であり、前記温度センサ装置が、前記触媒装置の上流側の前記排気通路内に配置された排気ガス温度センサを備える、請求項27に記載の対向ピストンエンジン用の触媒着火装置。
- 温度センサ装置をさらに備え、前記排気ガス状態が排気ガス温度であり、前記温度センサ装置が、ターボチャージャのタービン出口と前記触媒装置の入口との間の前記排気通路内に配置された排気ガス温度センサを備える、請求項27に記載の対向ピストンエンジン用の触媒着火装置。
- 前記対向ピストンエンジンの給気通路内に質量空気流センサ、および、温度センサ装置をさらに備え、前記排気ガス状態が排気ガスエンタルピーであり、前記温度センサ装置が、前記触媒装置の上流側の第1の排気ガス温度センサと前記触媒装置の下流側の第2の排気ガス温度センサとを備え、前記エンジンの制御が、前記対向ピストンエンジンの給気通路を通る空気の質量流量と、前記第1の排気ガス温度センサによって検出された第1の排気ガス温度と前記第2の排気ガス温度センサによって検出された第2の排気ガス温度との差分とに基づいて、前記排気ガスエンタルピーを計算するようにさらにプログラムされる、請求項27に記載の対向ピストンエンジン用の触媒着火装置。
- シリンダと、前記シリンダの第1の端部近くの吸気ポートと、前記シリンダの第2の端部近くの排気ポートと、前記吸気ポートに空気を圧送するように構成されたスーパーチャージャと、前記排気ポートからの排気を輸送するように構成された排気通路と、前記排気通路内のタービンおよび前記スーパーチャージャの上流側の圧縮機を備えたターボチャージャと、前記タービンの下流側にある前記排気通路内の背圧弁と、前記排気通路内の触媒後処理装置であって、着火温度を有する触媒を含む触媒後処理装置と、を備える、対向ピストンエンジンを動作させる方法であって、
前記対向ピストンエンジンをクランキングすることにより、前記シリンダ内で圧縮点火燃焼を開始する工程と、
前記圧縮点火燃焼が継続するにつれてクランキングが停止するときに、前記触媒後処理装置の触媒温度を上昇させる工程であって、
前記タービンおよび前記スーパーチャージャを調整して、前記吸気ポートへの質量空気流を増加させ、
前記背圧弁を閉じ、
前記触媒温度を示す排気ガス状態を判定し、
示された触媒温度が前記着火温度に近付くと、前記エンジンを通常動作状態に遷移させること、によって前記触媒後処理装置の触媒温度を上昇させる工程と、を含む、方法。 - 前記シリンダ内への質量空気流を増加させるように前記タービンおよび前記スーパーチャージャを調整することが、前記タービンのウェイストゲートを閉じることを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記シリンダ内への質量空気流を増加させるように前記タービンおよび前記スーパーチャージャを調整することが、前記タービンの調整可能要素を閉じることを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記シリンダ内への質量空気流を増加させるように前記タービンおよび前記スーパーチャージャを調整することが、前記タービンのアスペクト比を増加させることを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記シリンダ内への質量空気流を増加させるように前記タービンおよび前記スーパーチャージャを調整することが、前記スーパーチャージャの速度を増加させることを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記スーパーチャージャの前記速度を増加させることが、前記スーパーチャージャを前記エンジンのクランクシャフトに結合する駆動装置の速度比を変更することを含む、請求項35に記載の方法。
- 前記触媒温度を示す排気ガス状態を判定することが、前記触媒後処理装置の入口付近の前記排気通路内の排気ガス温度を検知することを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記触媒温度を示す排気ガス状態を判定することが、
前記触媒後処理装置の上流側の前記排気通路内の第1の排気ガス温度を検知することと、
前記触媒後処理装置の下流側の前記排気通路内の第2の排気ガス温度を検知することと、
前記第1の排気ガス温度および前記第2の排気ガス温度に基づいて前記触媒の温度を判定することと、
前記排気通路内の排気ガスの質量流量を示す排気質量流量値を判定することと、
前記触媒の温度および前記排気質量流量に基づいて、前記触媒後処理装置内の前記排気ガスのエンタルピーを判定することと、を含む、請求項31に記載の方法。
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