(57)【要約】      （修正有）【課題】  レールインジェクションシステムを有するディーゼルエンジンのデノックス（Denox）触媒を活性化する方法を提供する。【解決手段】排気ガスの酸化窒素を減少するためのデノックス触媒に特徴を有するエンジンに適した導入方法が開示される。主インジェクション段階に加えて、本発明の方法は、エンジンの排気ストロークの間に優先して行われる後インジェクション段階を有し、これによって、導入されたディーゼル燃料は燃焼に寄与しないか、又は非常に制限された範囲に対してのみにしか寄与しないが、デノックス触媒に直接に供給されその効率を増加させる。本発明の方法は、後インジェクションが全体としてインジェクションシステムを制御する中央ユニットにより制御及び最適化されることによってインジェクションシステムの変更を必要としない。【選択図】図２
2006329205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主インジェクション段階を具備するレールインジェクションシステムに特徴を有するディーゼルエンジンのデノックス触媒を活性化する方法であって、該方法が、該エンジンの排気ストロークの少なくとも一部で補助的な後インジェクション段階を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記後インジェクション段階がエンジンシリンダーへの燃料の導入を具備することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項1又は２に記載の方法であって、前記後インジェクション段階が連続サイクルのエンジンシリンダーで交互に行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の方法であって、該方法が記憶されたサイクルシーケンスに従って前記後インジェクション段階を制御するステップを具備することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の方法であって、該方法が、エンジンの状態をモニターすること、及び、予め決められた条件が検出されたときに前記後インジェクション段階を可能にすることを設けたことを特徴する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記エンジンの状熊がエンジンスピード及び負荷を包含することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の方法であって、該方法が、エンジンの状態を検出すること、及び、前記エンジンの状態の関数として検出される燃料の量を計算することを設けたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ディーゼルエンジンの触媒の効率を上げる方法技術分野 本発明は、レールインジェクションシステムを有するディーゼルエンジンのデノックス（Denox）触媒を活性化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、環境を保全するために多くの努力がなされており、内燃機関の排ガスをコントロールするために多数の国で厳しい制限が導入されている。
【０００３】
特に、ディーゼルエンジンに関して、主要な問題は、非常に低含量の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）とは対照的な、排ガス中の酸化窒素類（ＮＯx）及び粒子の存在よると考えられる。
【０００４】
特に酸化窒素類は、現在、オゾン層のいわゆる「ホール」の形成に寄与し、これを増加させることによって、及び日光の存在下でヒト（眼及び皮膚）の種々の病気及び種々のタイプの物質に対するダメージを引き起こす攻撃性の産物を形成することによって重大な汚染源となると信じられている。
【０００５】
従って、種々の酸化窒素減少システムの研究がなされており、その１つ（ＥＧＲシステム）では、燃焼ガスを再循環するが、より厳密な将来の要求を満たすには不十分である。また、還元効果を有し、酸化窒素類と他の排ガス成分との反応を補助するいわゆるデノックス触媒、例えばゼオライトに対して研究が行われている。しかし、このような触媒は、それ自身では中程度の効果を有するのみであり、従って実際に酸化窒素を効果的に還元するには追加のステップを設けなければならない。特に、還元反応の効率は、ゼオライトの触媒的な酸化窒素還元作用に直接に関与する炭化水素の存在下で顕著に改善されることが見出されている。
【０００６】
また、ディーゼル燃料が炭化水素を最もよく形成するものの一つであることが見出されているので、ディーゼル燃料をデノックス触媒（これは排ガスと混合され、触媒反応を補助する。）から上流に向けて導入することによる解決が考案されている。
【０００７】
これは、実際にデノックス触媒の効率を改善するが、上記の解決では、導入アセンブリーに適合させるため、及び、燃料タンクに排ガスシステムを接続するため並びにかなりのコストと「特別な」セットアップを含めた特別な導入コントロール要素に排ガスシステムを接続するために、排ガスシステムに設計変更が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、現在研究されているデノックス触媒の効率を改善する直接の方法を提供することにある。更に、該方法は装置が簡便であり、排ガスシステムに全く変更を必要としない。
【０００９】
本発明に従えば、主インジェクション段階を具備するレールインジェクションシステムに特徴を有するディーゼルエンジンのデノックス触媒を活性化する方法であって、該方法がエンジンの排ガスストロークの少なくとも一部の間に補助的な後インジェクション段階を含有することを特徴とする方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に関連したタイプのディーゼルエンジンレールインジェクションシステム１を略図で示したものである。システム１では、本発明に直接関連する部分のみが示されており、燃料管を実線で示し、コントロール及び測定された所定量のシグナルを供給する電線を波線で示した。
【００１１】
システム１は以下のものを含有する。
【００１２】
− 燃料（ディーゼル燃料）タンク２；
− 低圧の管４によってタンク２に接続された高圧供給ポンプ３；
− 高圧のライン７伝いにある圧力調節器６；
− 圧力調節器６とタンク２の間の低圧の燃料回帰管８；
− 管７に接続され、インジェクターに接続するための１以上の要素を提供する高圧燃料レール９；
− レール９に接続された多数のインジェクター１０（エンジン１２の各シリンダー１１に対して１つ）；
− 種々のセンサーからのシグナル、記憶されたマップ、及び実行される制御手段に基づいてシステムの要素を管理するためのパワーコントロールユニット（中央制御ユニット）１６；
− エンジン１２の排気マニホルド（図示せず）に接続された燃焼産物排気管１７；
− 排気管１７伝いにあり、酸化触媒として機能する下流区分を提供できるデノックス触媒１８；
− 吸気マニホルド１９；
− レール９上の圧力センサー２０；
− エンジンの出力シャフト２３上のエンジンスピード及びストロークのセンサー２２；及び − カムシャフト（図示せず）上のサイクルセンサー２４。
【００１３】
圧力調節器６、インジェクター１０、圧力センサー２０、エンジンスピード及びストロークのセンサー２２、及びサイクルセンサー２４は電気的データ及び制御変換ラインを経て中央ユニットに接続される。
【００１４】
本発明に従えば、中央ユニット１６により通常の方法で制御される主インジェクション段階に加えて、インジェクションシステム１には、排気ストローク中に後インジェクション燃料も提供され、排気ガス中に炭化水素を導入し、これによりデノックス触媒１８を活性化する。
【００１５】
補助的な後インジェクション段階（これは排気ストローク中に優先して行われる。）のタイミングは、図２に概略図として示されている。この図において、グラフの最初は、各シリンダーの種々のストロークでの圧力を示す。グラフの第二段階は、主インジェクション（３０）及び後インジェクション（３１）段階の位置を示し、ＴＤＣはトップデッドセンターを示し、ＢＤＣはボトムデッドセンター、ＩＮＤは誘導ストローク、ＣＯＭＰは圧縮ストローク、ＥＸＰは伸張ストローク、及びＥＸは排気ストロークを示す。
【００１６】
後インジェクション段階を効果的にする条件及び排気ストローク中に導入される燃料（ディーゼル燃料）の量はエンジンのスピード及び負荷の関数として中央ユニットにより決定され、使用される触媒のタイプにも依存する。導入される燃料の量に関連して、中央ユニット１６では、エンジンスピード及び負荷に基づいて、排気ガス内の酸化窒素のおおよその量が決定され、デノックス触媒の機能を効率よくするための最適な燃料量が換算される。
【００１７】
後インジェクション段階のタイミングも、エンジンスピード及び負荷の関数として中央ユニット１６で決定され、インジェクション及び排気システムの他の操作条件も考慮されてデザインされうる。例えば、粒子フィルター（図示せず）が設けられている場合、後インジェクションは、排気ストロークの直前で行われ、これによって導入された炭化水素の一部が燃焼され、排気ガスの温度が上昇し、これにより粒子フィルターが自動的に再生されうる。この場合、後インジェクション段階のタイミングは、燃料の燃焼に要求される粒子フィルターを再生する必要性及び未燃焼の燃料に要求されるデノックス触媒の効率を上げる必要性の間での比較考量を基準にする。
【００１８】
最終的に、デノックス触媒１８が酸化触媒として機能する下流区分に存在し、何れの残余の炭化水素も大気に排出されることなく触媒燃焼によって除去される。この他には、デノックス触媒１８の下流に別の酸化触媒を設けることができる。
【００１９】
本発明の一態様に従えば、各サイクルでシリンダー全てにおいて行われるのとは対照的に、後インジェクションは一連のサイクルで一のシリンダーから他のシリンダーまで交替され、全てのシリンダーに存在するのと同じ条件を有するシステムで取り扱う量よりも少量の後インジェクションが可能となる。
【００２０】
また、エンジン１２の操作条件に依存して、後インジェクションはあらかじめ決められた量の連続又は非連続サイクルで行われうる。
【００２１】
通常、シリンダーの交替、連続サイクルでの後インジェクションを可能にするシーケンス、及び後インジェクションが行われるサイクルの数（全持続期間）は、中央ユニット１６内、又はこれに付随した記憶装置にエンジン条件の関数として記憶される。
【００２２】
本発明の利点は以下の通りである。特に、要求される排気システムに特別な装置又は変更を施さず、簡単に受け入れられるソフトウェアー制御によって、及び適切なインジェクター制御シグナルを発生させることによって、現在研究されているデノックス触媒の効率を大きく改善する。このように、本発明は、電気的レールインジェクションシステムコントロールユニットを存在させて容易且つ安価に実行することができ、提案された炭化水素導入システムの実用的な手段を提供する。
【００２３】
しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、明細書内に開示され例示された方法を変更することができる。特に、すでに説明したように、後インジェクション段階は示した例と比較してわずかに早められるか、又は遅延され、最適な操作条件が保証される。
【００２４】
更に、他の有害な排気ガス成分を減少するための、粒子フィルター及び／又は酸化触媒のような追加の装置又は基準を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の好ましい、制限を意味しない熊様を添付図面を参照して例に従って説明する。添付図面において、
【図１】図１は、公知のディーゼルエンジンのインジェクションシステムのブロックダイアグラムを示す。
【図２】図２は、本発明に従ったエンジンストロークに関連した圧力及びインジェクションのグラフを示す。
【図１】
2006329205.tif 000003
【図２】
2006329205.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主インジェクション段階と補助的な後インジェクション段階とを具備するレールインジェクションシステムを有するディーゼルエンジンのデノックス触媒を活性化する方法であって、前記補助的な後インジェクション段階が、エンジンの排気ストロークの直前と、トップデッドセンターとの間の範囲でおこなわれる方法において、
エンジンの状態をモニタし、検出された予め決められた状態に基づいて後インジェクション段階のタイミングをコントロールする方法であって、
粒子フィルターが設けられており、後インジェクションが排気ストロークの直前で行なわれることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、後インジェクションが排気ストロークの直前で行なわれることにより導入された炭化水素の一部が燃焼され、排気ガスの温度が上昇し、これにより粒子フィルターが自動的に再生されることを特徴とする方法。
【請求項３】
後インジェクション段階のタイミングは、燃料の燃焼に要求される粒子フィルターを再生する必要性及び未燃焼の燃料に要求されるデノックス触媒の効率を上げる必要性の間での比較考量を基準にすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方法であって、前記後インジェクション段階がエンジンシリンダーへの燃料の導入を具備することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方法であって、前記後インジェクション段階が連続サイクル中の異なるエンジンシリンダーにおいて順番に交替させて行われることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の方法であって、該方法が記憶されたサイクルシーケンスに従って、前記後インジェクション段階を、選択されたエンジンサイクル中で制御するステップを具備することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記エンジンの状熊がエンジンスピード及び負荷を包含することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の方法であって、該方法が、エンジンの状態を検出すること、及び、前記エンジンの状態の関数として検出される燃料の量を計算することを設けたことを特徴とする方法。
【外国語明細書】
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