(57)【要約】  エンジン排気マニホールド（４２）から出る排気ガスの温度を有意に高めることなく、排気マニホールド（４２）とＮＯｘ吸着触媒（４８）との間にディーゼル酸化触媒（４６）を用いて、エンジン作動の特定の状態（２４、２８、５２）の制御を介してＮＯｘ吸着触媒（４８）に入る排気ガス温度を適切な脱硫温度にまで上昇させることによるＮ〇ｘ吸着触媒（４８）を脱硫する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ吸着触媒（４８）の上流側に配置されたディーゼル酸化触媒（４６）を含むディーゼルエンジン（２０）の排気システム（４０）において前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）を脱硫する方法であって、
ａ）前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）を脱硫するには低過ぎる温度範囲から前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）を脱硫するのに有効な脱硫温度範囲に前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を高めるようにエンジン作動の特定の状態を制御する段階と、
ｂ）前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を前記脱硫温度範囲内に維持するようにエンジン作動の前記状態の制御を継続する段階と、を含み、
前記段階ａ）及び前記段階ｂ）が、前記吸気システム（２６）を通過する空気流を選択的に制限する吸気スロットル（２４）とメイン噴射後に行われる後燃料供給量との両方を閉ループ制御することによって、理論空燃比よりも僅かにリッチな所望の空燃比でエンジン（２０）を作動させるようにエンジン燃料供給量と前記エンジン（２０）の吸気システム（２６）を通過する質量空気流量との間の関係を制御する段階を総合的に含み、
前記段階ｂ）が更に、前記エンジン（２０）を通って再循環されるエンジン排気ガスの量を閉ループ制御することによって、前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を前記脱硫温度範囲内に維持する段階を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記段階ａ）及び前記段階ｂ）は、前記ディーゼル酸化触媒（４６）を通る排気ガスの温度を前記ディーゼル酸化触媒（４６）の通過の間に最終的には少なくとも摂氏２００度だけ高めるようにエンジン作動の前記特定の状態を制御する段階を総合的に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階ａ）及び前記段階ｂ）が、前記ディーゼル酸化触媒（４６）に入る排気ガスの最大温度を約摂氏４５０度までに制限するようにエンジン作動の前記特定の状態を制御する段階を総合的に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記段階ａ）及び前記段階ｂ）が、エンジン速度を示すデータとエンジン負荷を示すデータとを処理して、前記吸気スロットル（２４）を閉ループ制御するための所望の空燃比のデータ値と、前記後燃料供給量を閉ループ制御するための所望の空燃比のデータ値と、前記エンジン（２０）を通過して再循環しているエンジン排気ガスの量を閉ループ制御するための前記脱硫温度範囲内の温度のデータ値とを設定する段階を総合的に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ディーゼルエンジン（２０）であって、
ＮＯｘ吸着触媒（４８）の上流側に配置されたディーゼル酸化触媒（４６）を含む排気システム（４０）と、
ａ）前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）を脱硫するには低過ぎる温度範囲から前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）を脱硫するのに有効な脱硫温度範囲にまで前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を高めるようにエンジン（２０）作動の特定の状態を制御する段階と、ｂ）前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を前記脱硫温度範囲内に維持するようにエンジン（２０）作動の前記状態の制御を継続する段階と、によって前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）の脱硫を制御するための制御システム（２２）と、を備え、
前記制御システム（２２）は、データを処理するためのプロセッサと前記特定の制御パラメータの１つについてのデータ値の生成に有用なデータ値を収容するマップとを含み、前記マップ内のこうした各データ値がエンジン速度及びエンジン負荷を示すデータ値のそれぞれのセットに相関付けられ、前記プロセッサは、実エンジン速度を示すデータ値及び実エンジン負荷を示すデータ値を処理して、前記１つの制御パラメータについてのデータの生成に有用な対応するデータ値を前記マップから選択し、前記プロセッサは、前記マップから選択された前記データ値を前記１つの制御パラメータについてのデータ値を生成する更なる処理に使用し、
前記制御システム（２２）は、前記１つの制御パラメータについての前記データ値の生成に有用なデータ値を収容する更なるマップを含み、前記更なるマップ内のこのような各データ値がエンジン速度及びエンジン負荷を示すデータ値のそれぞれのセットに相関付けられており、
前記プロセッサは、コマンド入力として前記更なるマップから選択されたデータ値と、フィードバック入力として前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータの実データ値に関するデータ値とを処理して誤差データ値を生成し、前記プロセッサはまた、前記１つの制御パラメータについてのデータ値を生成する更なる処理において前記誤差データ値を使用する、
ことを特徴とするエンジン（２０）。
【請求項６】
前記制御システム（２２）は、前記ディーゼル酸化触媒（４６）を通過する排気ガスの温度を前記ディーゼル酸化触媒（４６）の通過の間に最終的には少なくとも摂氏２００度だけ高めるようにエンジン作動の前記特定の状態を制御するのに有効である、
請求項５に記載のエンジン（２０）。
【請求項７】
前記制御システム（２２）は、前記ディーゼル酸化触媒（４６）に入る排気ガスの最大温度を約摂氏４５０度までに制限するようにエンジン作動の前記特定の状態を制御するのに有効である、
請求項５に記載のエンジン（２０）
【請求項８】
前記エンジン（２０）が更に吸気システム（２６）を備え、前記制御システム（２２）が、前記エンジン（２０）を理論空燃比よりも僅かにリッチな所望の空燃比で作動させるようにエンジン燃料供給量と前記吸気システム（２６）を通過する質量空気流量との間の関係を制御するのに有効である、
請求項５に記載のエンジン（２０）。
【請求項９】
前記制御システム（２２）が、主燃料噴射後に行われる後燃料供給量を制御することによって前記エンジン（２０）を理論空燃比よりも僅かにリッチな所望の空燃比で作動させるようにエンジン燃料供給量と前記吸気システム（２６）を通過する質量空気流量との間の関係を制御するのに有効である、
請求項８に記載のエンジン（２０）。
【請求項１０】
前記吸気システム（２６）が、前記吸気システム（２６）を通過する空気流を選択的に制限する吸気スロットル（２４）を含み、前記制御システム（２２）が、前記吸気スロットル（２４）を制御することによって前記エンジン（２０）を理論空燃比よりも僅かにリッチな所望の空燃比で作動させるようにエンジン燃料供給量と前記吸気システム（２６）を通過する質量空気流量との間の関係を制御するのに有効である、
請求項９に記載のエンジン（２０）。
【請求項１１】
前記制御システム（２２）は、前記吸気スロットル（２４）及び前記後燃料供給量の両方を閉ループ制御することによって前記エンジン（２０）を理論空燃比よりも僅かにリッチな所望の空燃比で作動させ、前記エンジン（２０）を通過して再循環しているエンジン排気ガスの量を閉ループ制御することによって前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を前記脱硫温度範囲内に維持するように、エンジン燃料供給量と前記吸気システム（２６）を通過する質量空気流量との間の関係を制御するのに有効である、
請求項１０に記載のエンジン（２０）。
【請求項１２】
前記プロセッサは、エンジン速度を示すデータとエンジン負荷を示すデータとを処理して、前記吸気スロットル（２４）を閉ループ制御するための所望の空燃比についてのデータ値と、前記後燃料供給量を閉ループ制御するための所望の空燃比についてのデータ値と、前記エンジン（２０）を通過して再循環しているエンジン排気ガスの量を閉ループ制御するための前記脱硫温度範囲内の温度についてのデータ値とを設定する、
請求項５に記載のエンジン（２０）。
【請求項１３】
前記制御システム（２２）は、前記エンジン（２０）を通過して再循環されている排気ガスの量を閉ループ制御することによって前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を前記脱硫温度範囲内に維持するのに有効である、
ことを特徴とする請求項８に記載のエンジン（２０）。
【請求項１４】
前記排気システム（４０）において前記ディーゼル酸化触媒（４６）に対して上流側の位置関係にあるタービン（４４）を備えた、エンジン（２０）をターボ過給するためのターボチャージャ（３６）を更に含む、
請求項５に記載のエンジン（２０）。
【請求項１５】
前記制御システム（２２）は、前記ＮＯｘ吸着触媒（４８）の脱硫が行われている間前記ターボチャージャタービン（４４）を通過する排気ガスの最高温度を約摂氏４５０度までに制限するのに有効である、
請求項１４に記載のエンジン（２０）。
【請求項１６】
前記プロセッサが前記誤差データ値をＰＩＤ制御機能によって処理し、次いで前記ＰＩＤ制御機能による前記誤差データ値の処理で得られたデータ値と前記最初に言及したマップから選択された前記データ値とを代数的に加算して、前記１つの制御パラメータについてのデータ値を得ると共に、前記１つの制御パラメータについての前記データ値を前記ＰＩＤ制御機能へのフィードバックとして使用する、
請求項５に記載のエンジン（２０）。
【請求項１７】
前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータが、前記吸気システム（２６）を通過する質量空気流量を含み、前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータの実データに関連するデータ値が、前記エンジン（２０）が作動している空燃比を示す、
請求項１６に記載のエンジン（２０）。
【請求項１８】
前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータが、主燃料噴射後に行われる後燃料供給量を含み、前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータの実データに関連するデータ値が、前記エンジン（２０）が作動している空燃比を示す、
請求項１６に記載のエンジン（２０）。
【請求項１９】
前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータが、前記エンジン（２０）を通過して再循環しているエンジン排気ガスの量を含み、前記１つの制御パラメータによって制御されるパラメータの実データに関連するデータ値が、前記ディーゼル酸化触媒（４６）を出る排気ガスの温度を示す、
請求項１６に記載のエンジン（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には排気システムを通過する排気ガスを処理するＮＯｘ吸着触媒を有するディーゼルエンジンに関する。より詳細には、本発明はＮＯｘ吸着触媒に蓄積した硫黄を除去するためのエンジンシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＯｘ吸着触媒を備えたディーゼルエンジン排気システムは、エンジンから排気システムを通過するエンジン排気ガス内の窒素酸化物（ＮＯｘ）のかなりの量を吸着することができる。ＮＯｘ吸着触媒により、大気に入るＮＯｘの量が低下し、捕らえたＮＯｘがスモッグになる可能性の一因となるのを阻止できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ディーゼルエンジンで駆動される自動車の排気システムに、ＮＯｘ吸着触媒が設けられている場合、ＮＯｘ吸着触媒を、時々、再生し、捕捉されたＮＯｘを除去し、触媒を引き続き有効にすることができることが望ましい。再生は通常、支配的な状態が適切であるときだけ行われる。再生による生成物は、大気中に自然に存在する非汚染物質である。
【０００４】
天然に算出する石油は通常、硫黄化合物ＳＯ2及びＳＯ3のような幾らかの量及び形態で硫黄を含有する。このような石油の精製で得られたディーゼル燃料には、硫黄がある程度残存している。硫黄はＮＯｘ吸着触媒を被毒させる性質があるので、ＮＯｘ吸着触媒内に蓄積した硫黄は、触媒を被毒し始める前に除去する必要がある。超低硫黄ディーゼル燃料（硫黄が１５ｐｐｍ未満の燃料）でさえも、ＮＯｘ吸着触媒内に集積し、最終的には被毒を始める程十分に高いレベルの硫黄を含有する。吸着ＮＯｘを除去するためのＮＯｘ吸着触媒の再生は通常、硫黄をも除去するのには有効ではなく、従って、脱硫は通常専用の処理手順によって行われる。
【０００５】
米国特許第６，１６４，０６４号明細書では、ＮＯｘ貯蔵触媒を脱硫するためのプロセスが記載されている。このプロセスは、蓄積硫黄を燃焼させるのには十分であるがＮＯｘ吸着触媒に損傷を与えるほどには高くない温度まで排気温度を上昇させる方法でエンジンを作動させることによって行われる。
【０００６】
通常、ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べて比較的リーン且つ比較的低温で作動する。ＮＯｘ吸着触媒を脱硫するのに必要なレベルまで排気温度を上昇させる方法でディーゼルエンジンを作動させることは、普通のディーゼルエンジンの作動にとっては例外的なことである。更に、エンジンがターボチャージ付きである場合、ターボチャージャに関連する仕様が、ターボチャージを通過する排気に関する上限温度を規定している場合がある。
【０００７】
米国特許６，１６４，０６４号明細書に記載されたものに対して、エンジン排気マニホールドから出る排気ガスの温度を高めることなくＮＯｘの脱硫を行うことができるエンジン、システム、及び方法は、特にターボチャージ式ディーゼルエンジンにおける顕著な改善になると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エンジン排気マニホールドから出る排気ガスの温度を有意に高めることなくＮＯｘ吸着触媒を脱硫するためのエンジン、システム、及び方法に関する。１つの実施例において、エンジン排気マニホールドを出る排気ガスの温度は、約５０℃だけ高くなった。
【０００９】
本発明の原理は、排気マニホールドとＮＯｘ吸着触媒との間でディーゼル酸化触媒を使用することを含む。ＮＯｘ吸着触媒が脱硫されることになる場合、エンジン作動に関連する特定のパラメータは、排気マニホールドからの排気ガスの温度をＮＯｘ吸着触媒を脱硫するのに適切な温度にまで上昇させるためにＤＯＣを利用する方式で制御される。この制御は、場合によってはＮＯｘ吸着触媒の損傷をし始めるレベルまで脱硫温度を上昇させるのを回避する方式で進められる。脱硫の処理手順の終りには、この脱硫ストラテジーは、これらのパラメータの制御を中止する。
【００１０】
開示された実施形態において制御されるパラメータは、エンジン内への質量空気流量、エンジン燃料供給量、及び排気ガス再循環（ＥＧＲ）を含む。
【００１１】
ターボチャージ式ディーゼルエンジンにおいて、ターボチャージャのタービンは、排気マニホールドとディーゼル酸化触媒との間に配置され、これにより、脱硫の間にディーゼル酸化触媒によって発生する高温にタービンが曝されることが回避される。
【００１２】
関連するエンジン作動パラメータの制御が、既存のエンジン制御システムによって行われるので、ＮＯｘ吸着触媒とディーゼル酸化触媒の両方を有するエンジンにおいて制御システムにおける適切なデータプログラミング及び処理手続きによって、本発明を実行することができる。
【００１３】
従って、本発明の１つの一般的な態様は、ＮＯｘ吸着触媒の上流側に配置されたディーゼル酸化触媒を含むディーゼルエンジンの排気システムにおいてＮＯｘ吸着触媒を脱硫する方法に関する。本方法は、ａ）ＮＯｘ吸着触媒を脱硫するには低過ぎる温度範囲からＮＯｘ吸着触媒を脱硫するのに有効な脱硫温度範囲にまでディーゼル酸化触媒を出る排気ガスの温度を高めるようにエンジン作動の特定の状態を制御する段階と、ｂ）ディーゼル酸化触媒を出る排気ガスの温度を上記の脱硫温度範囲内に維持するようにエンジン作動の前記状態の制御を継続する段階とを含む。
【００１４】
別の一般的な態様は、ＮＯｘ吸着触媒に対して上流側の位置関係にあるディーゼル酸化触媒を含むディーゼルエンジンの排気システムにおいて、ＮＯｘ吸着触媒を脱硫する制御システムに関する。制御システムは、特定のデータを処理して、ここで説明された方法を実施するためエンジン作動の特定の状態を制御するプロセッサを備える。
【００１５】
更に別の一般的な態様は、説明された方法を実施するためのこうした制御システムを有するエンジンに関する。
【００１６】
１つの別の態様は、ＮＯｘ吸着触媒の上流側に配置されたターボチャージャのタービンを有する排気システムと、エンジン作動に関連する特定の作動パラメータについてのデータ値を反復的に処理する制御システムとを備えたディーゼルエンジンに関する。制御システムは、ＮＯｘ吸着触媒に入る排気ガスの温度をＮＯｘ吸着触媒を脱硫するには低過ぎる温度範囲からＮＯｘ触媒を脱硫するのに有効な脱硫温度範囲にまで高め、ＮＯｘ吸着触媒に入る排気ガスの温度を脱硫温度範囲内に維持するのに有効な特定の制御パラメータについてのデータ値を生成すると共に、ターボチャージャ・タービンを通過する排気ガスの温度は、ＮＯｘ吸着触媒の脱硫を生じさせるには低過ぎる範囲内に保たれる。
【００１７】
本発明の上記の特徴並びに別の特徴及び利点は、本発明を実施するために現時点で企図される最良の形態を表す本発明の現在好ましい実施形態の以下の開示で理解されるであろう。本明細書は以下に簡略的に説明される図面を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、自動車を駆動するディーゼルエンジン２０の一例の概略図である。エンジン２０は、プロセッサベースのエンジン制御システム２２を有し、このシステムは、様々な発生源からのデータを処理してエンジン作動の種々の態様を制御するための様々な制御データを生成する１又は２以上のプロセッサを備える。制御システム２２によって処理されるデータには、センサなどの外部発生源に由来するもの、及び／又は内部的で発生するものがある。
【００１９】
制御システム２２は、エンジン内への質量空気流量、エンジン燃料供給、及び排気ガス再循環（ＥＧＲ）を含む、エンジン作動の様々な態様を制御する。
【００２０】
吸入質量空気流量は、エンジン吸入システム２６において吸入スロットル２４を調節することによって制御することができる。
【００２１】
エンジン燃料供給は、エンジン燃焼室３０すなわちエンジンシリンダ内に燃料を噴射する電気駆動燃料噴射器２８の作動に関連するパラメータを調整することによって制御することができる。
【００２２】
エンジン吸気システム２６は更に、図のようにエンジン吸気マニホールド３８の上流側に、インタークーラー３２及びターボチャージャ３６のコンプレッサ３４を直列に備える。
【００２３】
エンジン２０はまた、排気システム４０を備え、これを介してエンジンシリンダ３０内部の燃焼で生成された排気ガスがエンジンから大気に出ることができる。排気システムは、エンジンサイクル中の適切なときに開閉する１又は２以上のそれぞれの排気バルブを介して各シリンダから出る排気ガスを輸送する排気マニホールド４２を備える。
【００２４】
ターボチャージャ３６は更に、排気システム４０と連動し、シャフトを介してコンプレッサ３４に結合されたタービン４４を備える。制御システム２２がブーストを要求すると、タービン４４への高温排気ガスの作用により、エンジンサイクル中の適切なときに開閉する１又は２以上のそれぞれの吸気バルブを介してシリンダ３０に入る給気にコンプレッサがブーストを与えることでターボ過給が行われる。
【００２５】
排気システム４０は更に、タービン４４の下流側にディーゼル酸化触媒４６を、ディーゼル酸化触媒４６の下流側にＮＯｘ吸着触媒４８を備えている。この２つの触媒は、排気ガスが排気管５０を通って大気に入る前に排気ガスを処理する。
【００２６】
ディーゼル酸化触媒４６は、流入する排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）をＣＯ２とＨ2Ｏに酸化する機能を果たす。ＮＯｘ吸着触媒４８は、窒素酸化物を吸着する機能を果たす。
【００２７】
排気ガス再循環（ＥＧＲ）は、排気システム４０から吸気システム２６に再循環される排気ガスの量を調節するＥＧＲバルブ５２を制御する制御システム２２によって行われる。或いは、排気ガス再循環は、エンジンが可変バルブタイミング（ＶＶＴ）システムを装備している場合には、バルブタイミング制御によるｉＥＧＲとしてエンジン内部で行うことができる。
【００２８】
図２のフローチャートでは、本発明の脱硫ストラテジーが、空燃比（Ａ／Ｆ）制御及び排気温度制御を伴うことを示している。要約すると、本ストラテジーの実行が適切である場合、本ストラテジーは、ＮＯｘ吸着触媒４８の脱硫を生じさせるには低過ぎる温度範囲からＮＯｘ吸着触媒を脱硫するのに有効な脱硫温度範囲にまでディーゼル酸化触媒４６を出る排気ガスの温度を高めるようエンジン作動の特定の状態を制御することによって開始する。本ストラテジーは、処理手順が触媒４８から硫黄化合物を実質的に全て除去したため、或いは何らかの他の理由により処理手順の中止が適切とすることに起因して本ストラテジーの実行が終了するまで、ディーゼル酸化触媒４６を出る排気ガスの温度を脱硫温度範囲内に維持するようにエンジン作動のこうした状態の制御を継続する。
【００２９】
本ストラテジーは、エンジン速度Ｎを示すデータ及びエンジン負荷ＭＦＤＥＳを示すデータを処理する制御システム２２を備える。ディーゼルエンジンにおいては、対応する燃料噴射器２８によって各シリンダ３０内に噴射される燃料の量（ＭＦＤＥＳ）が、エンジン負荷を示すものと考えられる。エンジン負荷を示す他のデータ供給源が制御システム２２への代替の等価なデータ入力を提供する構成でもよい。
【００３０】
本発明の原理は、ＮＯｘ吸着触媒を損傷させ始める可能性があるレベルまで脱硫温度を高めることなく、排気マニホールド４２から出る排気ガスの温度をＮＯｘ吸着触媒を脱硫するのに適切な温度にまで上昇させるようにディーゼル酸化触媒４６を利用することを含む。排気ガス温度を上昇させるようにディーゼル酸化触媒４６を使用することにより、排気マニホールド４２を出る排気ガスの温度は、他の場合よりも比較的低温に保持することができ、エンジン作動及びターボチャージャ作動に対する明確な利点となる。シリンダ内燃焼プロセスは、ターボチャージャのタービンに入る排気ガスの温度が特定のターボチャージャの最高温度限界を越えないように該温度を制限する形で制御する必要がある。空気及び燃料の適切な制御で、ディーゼル酸化触媒の触媒作用は、排気ガス温度を触媒の最高温度限界を超えることなくＮＯｘ吸着触媒の脱硫に適切な温度にまで更に上昇させる。
【００３１】
本ストラテジーは、開示された実施形態においてＩＴＨ＿ＤＴＹ、ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔ、及びＥＧＲ＿ＤＴＹである特定のパラメータのデータ値を生成する。ＩＴＨ＿ＤＴＹは、吸気スロットル２４を動作させるソレノイドに印加されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティサイクルを設定する。ＩＴＨ＿ＤＴＹのデータ値は、吸気スロットル２４が吸気システム２６を通る空気流を制限する程度を設定する。ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔは、燃料噴射器がメイン燃料噴射（ＭＦＤＥＳ）を供給した後の後燃料パルスとして各燃料噴射器２８が噴射する燃料の量を設定する。ＥＧＲ＿ＤＴＹは、ソレノイドを作動させるＰＷＭ信号のデューティサイクルを設定してＥＧＲバルブ５２が開く程度を設定することによって、エンジン２０内で再循環する排気ガスの量を設定する。
【００３２】
ＩＴＨ＿ＤＴＹのデータ値を生成するストラテジーの一部は、２つのマップ又はルックアップテーブル６０、６２を含む。マップ６０は、ＩＴＨ＿ＤＴＹのデータ値を生成するのに有用なデータ値を収容する。マップ６０内のこうした各データ値は、ＭＦＤＥＳ及びＮについてのデータ値のそれぞれのセットと相関付けられる。マップ内のＭＦＤＥＳの各データ値は、エンジン負荷のある範囲の対応する部分スパンを表し、Ｎについての各データ値はエンジン速度のある範囲の対応する部分スパンを表す。ＭＦＤＥＳ及びＮの実データ値の何れかの所与の組み合わせでは、ＭＦＤＥＳの実データ値はマップ６０内のＭＦＤＥＳの部分スパンのうちの１つの範囲にあり、Ｎの実データ値は、マップ内のＮの部分スパンのうちの１つの範囲に入ることになり、２つのそれぞれの部分スパンに相関するマップ内のデータ値をマップ６０のデータ出力として供給する。
【００３３】
同様に、マップ６２は、Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ１パラメータのデータ値を生成するのに有用なデータ値を収容する。マップ６２内のＤｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ１の各データ値は、ＭＦＤＥＳ及びＮのデータ値のそれぞれのセットに相関付けられる。マップ内のＭＦＤＥＳの各データ値は、エンジン負荷のある範囲の対応する部分スパンを表し、Ｎの各データ値はエンジン速度のある範囲の対応する部分スパンを表す。ＭＦＤＥＳ及びＮの実データ値のあらゆる所与の組み合わせでは、ＭＦＤＥＳの実データ値は、マップ６２内のＭＦＤＥＳの部分スパンのうちの１つの範囲にあり、Ｎの実データ値は、マップ内のＮの部分スパンのうちの１つの範囲に入ることになり、２つのそれぞれの部分スパンに相関するＤｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ１のデータ値をマップ６２のデータ出力として供給する。
【００３４】
Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ１は、脱硫ストラテジーが実行されるときにエンジン２０が作動すべき所望のＡ／Ｆを表すパラメータである。Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ１のデータ値は、代数加算機能６４への１つの入力を形成する。加算機能６４への他の入力は、エンジン２０が作動中の実Ａ／Ｆについてのデータ値であり、このデータ値は、排気システム４０内の好適なロケーションでのラムダセンサ（図１には具体的には示されていない）からなどのあらゆる好適な方法で得ることができる。実Ａ／Ｆは、実質量空気流量に明確に関連付けられ、従って、吸気スロットル２４のフィードバック制御の適切なパラメータである。
【００３５】
マップ６２からのデータ値は、加算機能６４へのコマンド入力を形成し、Ａ／Ｆのデータ値は、フィードバック入力を形成する。代数加算機能６４は、２つの入力の差を有効に取って誤差データ値をもたらし、このデータ値は更に処理されて、ＩＴＨ＿ＤＴＹのデータ値を生成する。
【００３６】
制御システム２２のプロセッサは、加算機能６４からの誤差データ値をＰＩＤ制御機能６６によって処理し、次いで、ＰＩＤ制御機能６６による誤差データ値の処理で得られたデータ値とマップ６０からのデータ値とを加算する加算機能６８を適用して、ＩＴＨ＿ＤＴＹのデータ値を得る。ＩＴＨ＿ＤＴＹのデータ値はまた、ＰＩＤ制御機能６６へのフィードバック入力を形成する。最小最大制限機能７０は、吸気スロットル２４を制御するために最終的に使用されるＩＴＨ＿ＤＴＹのデータが、定義された最大値よりも大きくなく定義された最小値よりも小さくないことを保証する。
【００３７】
ＩＴＨ＿ＤＴＹについてのデータ値を生成する制御ストラテジーは、フィードフォワードとフィードバック制御原理の組み合わせを使用する。マップ６０からのデータ値は、本質的に、マップ６０からのデータ値を変化させるエンジン速度及び／又はエンジン負荷における変化に対して迅速に応答することを目的としたフィードフォワードコマンドである。実Ａ／Ｆのデータ値のフィードバックは主フィードバックループを形成し、加算機能６８のデータ値出力のデータ値のＰＩＤ制御機能６６へのフィードバックは副フィードバックループを形成する。
【００３８】
ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔのデータ値を生成するストラテジーの一部は、２つのマップ又はルックアップテーブル７２、７４を含む。マップ７２は、ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔのデータ値を生成するのに有用なデータ値を収容する。マップ７２内のこのような各データ値は、ＭＦＤＥＳ及びＮのデータ値のそれぞれのセットに相関付けられている。マップ内のＭＦＤＥＳの各データ値は、エンジン負荷のある範囲の対応する部分スパンを表し、Ｎの各データ値はエンジン速度のある範囲の対応する部分スパンを表す。ＭＦＤＥＳ及びＮの実データ値のあらゆる所与の組み合わせでは、ＭＦＤＥＳの実データ値は、マップ７２内のＭＦＤＥＳの部分スパンのうちの１つの範囲にあり、Ｎの実データ値は、マップ内のＮの部分スパンのうちの１つの範囲に入ることになり、２つのそれぞれの部分スパンに相関するマップ内のデータ値をマップ７２のデータ出力として供給する。
【００３９】
同様に、マップ７４は、Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ２パラメータのデータ値を生成するのに有用なデータ値を収容する。マップ７４内のＤｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ２の各データ値は、ＭＦＤＥＳ及びＮのデータ値のそれぞれのセットに相関付けられる。マップ内のＭＦＤＥＳの各データ値は、エンジン負荷のある範囲の対応する部分スパンを表し、Ｎの各データ値はエンジン速度のある範囲の対応する部分スパンを表す。ＭＦＤＥＳ及びＮの実データ値のあらゆる所与の組み合わせでは、ＭＦＤＥＳの実データ値は、マップ７４内のＭＦＤＥＳの部分スパンのうちの１つの範囲にあり、Ｎの実データ値は、マップ内のＮの部分スパンのうちの１つの範囲に入ることになり、２つのそれぞれの部分スパンに相関するＤｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ２についてのデータ値をマップ７４のデータ出力として供給する。
【００４０】
Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ２は、Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ１と同様に、脱硫ストラテジーが実行されるときにエンジン２０が作動すべき所望のＡ／Ｆを表すパラメータである。Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ａ／Ｆ２のデータ値は、代数加算機能７６への１つの入力を形成する。加算機能７６への他の入力は、エンジン２０が作動中の実Ａ／Ｆについてのデータ値であり、このデータ値はあらゆる好適な方法で取ることができる。実Ａ／Ｆは、実エンジン燃料供給量に明確に関連付けられ、従って、後燃料供給量のフィードバック制御の適切なパラメータである。
【００４１】
マップ７４からのデータ値は、加算機能７６へのコマンド入力を形成し、Ａ／Ｆのデータ値は、フィードバック入力を形成する。代数加算機能７６は、２つの入力の差を有効に取って誤差データ値をもたらし、このデータ値は更に処理されてＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔのデータ値を生成する。
【００４２】
制御システム２２のプロセッサは、加算機能７６からの誤差データ値をＰＩＤ制御機能７８によって処理し、次いで、ＰＩＤ制御機能７８による誤差データ値の処理で得られたデータ値とマップ７２からのデータ値とを加算する加算機能８０を適用して、ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔのデータ値を得る。ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔのデータ値はまた、ＰＩＤ制御機能７８へのフィードバック入力を形成する。
【００４３】
ＩＴＨ＿ＤＴＹについてのデータ値を生成する制御ストラテジーと同様に、ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔについてのデータ値を生成する制御ストラテジーは、フィードフォワードとフィードバック制御原理の組み合わせを使用する。総合的に、ＩＴＨ＿ＤＥＳを介した吸気スロットル２４の制御によるエンジン２０内への質量空気流量の制御と、ＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔを介した燃料噴射器２８の制御による後燃料供給量の制御とは、実Ａ／Ｆを制御するのに有効であり、上述のように主ループフィードバックに好適な実Ａ／Ｆのデータを利用する。
【００４４】
ＥＧＲ＿ＤＴＹのデータ値を生成するストラテジーの一部は、２つのマップ又はルックアップテーブル８２、８４を含む。マップ８２は、ＥＧＲ＿ＤＴＹのデータ値を生成するのに有用なデータ値を収容する。マップ８２内のこのような各データ値は、ＭＦＤＥＳ及びＮのデータ値のそれぞれのセットに相関付けられている。マップ内のＭＦＤＥＳの各データ値は、エンジン負荷のある範囲の対応する部分スパンを表し、Ｎの各データ値はエンジン速度のある範囲の対応する部分スパンを表す。ＭＦＤＥＳ及びＮの実データ値のあらゆる所与の組み合わせでは、ＭＦＤＥＳの実データ値は、マップ８２内のＭＦＤＥＳの部分スパンのうちの１つの範囲にあり、Ｎの実データ値は、マップ内のＮの部分スパンのうちの１つの範囲に入ることになり、２つのそれぞれの部分スパンに相関するマップ内のデータ値をマップ８２のデータ出力として供給する。
【００４５】
同様に、マップ８４は、Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅパラメータのデータ値を生成するのに有用なデータ値を収容する。マップ８４内のＤｅｓｉｒｅｄ＿Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅの各データ値は、ＭＦＤＥＳ及びＮのデータ値のそれぞれのセットに相関付けられる。マップ内のＭＦＤＥＳの各データ値は、エンジン負荷のある範囲の対応する部分スパンを表し、Ｎの各データ値はエンジン速度のある範囲の対応する部分スパンを表す。ＭＦＤＥＳ及びＮの実データ値のあらゆる所与の組み合わせでは、ＭＦＤＥＳの実データ値は、マップ８４内のＭＦＤＥＳの部分スパンのうちの１つの範囲にあり、Ｎの実データ値は、マップ内のＮの部分スパンのうちの１つの範囲に入ることになり、２つのそれぞれの部分スパンに相関するＤｅｓｉｒｅｄ＿Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅについてのデータ値をマップ８４のデータ出力として供給する。
【００４６】
Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅは、脱硫ストラテジーが実行されるときにディーゼル酸化触媒４６を出る排気ガスの所望の温度を表すパラメータである。Ｄｅｓｉｒｅｄ＿Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅのデータ値は、代数加算機能８６への１つの入力を形成する。加算機能８６への他の入力は、ディーゼル酸化触媒４６の出口での実排気ガス温度（ＤＯＣ＿ｏｕｔ＿Ｔ）のデータ値であり、このデータは当該ロケーションでの温度プローブからなどのあらゆる好適な方法で得ることができる。
【００４７】
マップ８４からのデータ値は、加算機能８６へのコマンド入力を形成し、ＤＯＣ＿ｏｕｔ＿Ｔのデータ値は、フィードバック入力を形成する。代数加算機能８６は、２つの入力の差を有効に取って誤差データ値をもたらし、このデータ値は更に処理されて、ＥＧＲ＿ＤＴＹのデータ値を生成する。
【００４８】
制御システム２２のプロセッサは、加算機能８６からの誤差データ値をＰＩＤ制御機能８８によって処理し、次いでＰＩＤ制御機能８８による処理で得られたデータ値とマップ８２からのデータ値とを加算する加算機能９０を適用して、ＥＧＲ＿ＤＴＹのデータ値を得る。ＥＧＲ＿ＤＴＹのデータ値はまた、ＰＩＤ制御機能８８へのフィードバック入力を形成する。最小最大制限機能９０は、吸気スロットル２４を制御するために最終的に使用されるＩＴＨ＿ＤＴＹのデータが、定義された最大値よりも大きくなくまた定義された最小値よりも小さくないことを保証する。ＩＴＨ＿ＤＴＹ及びＶＦＤＥＳ＿ｐｏｓｔのデータ値を生成する制御ストラテジーと同様に、ＥＧＲ＿ＤＴＹのデータ値を生成する制御ストラテジーは、フィードフォワード制御原理とフィードバック制御原理の組み合わせを使用する。
【００４９】
既知のＮＯｘ吸着触媒からの硫黄成分の効果的な除去は、温度が約６５０℃から約７５０℃の範囲のときに行うことができる。１つのディーゼルエンジンにおける効果的な脱硫は、実質的に１５００ｒｐｍ（毎分回転数）の速度及び実質的に２１０フィードポンドトルクの負荷でのエンジンの運転によって行われた。脱硫処理手順の開始の前のエンジンのリーン運転状態で、空気流量及び燃料供給量が、Ａ／Ｆを理論空燃比よりも僅かにリッチな実質的に約１３にまで低減するように制御され、次いで、この比が維持された。排気ガス中の酸素（Ｏ2）含量もまたＥＧＲ制御によって低減された。
【００５０】
結果として、ディーゼル酸化触媒の有効性は、通過する排気ガスの追加の加熱を発生させ、ディーゼル酸化触媒を出る排気ガスの温度をＮＯｘ吸着触媒を脱硫するための範囲に達する程十分高い温度にまで上昇させた。ＥＧＲ制御を介した酸素含量の制御は、上限と下限の間の適正な範囲内に脱硫温度を維持するようにディーゼル酸化触媒を出る排気ガスの温度を制御する際に重要である。ディーゼル酸化触媒を出る排気ガスが約６５０℃に達し、その温度で実質的に維持される場合には、その排気ガスはＮＯｘ吸着触媒内部の６５０℃−７５０℃の範囲内の温度を生成するのに有効である。これは、エンジン排気マニホールドから出る排気ガスのあらゆる同様の温度上昇も生じることなく行われる。例えば、温度上昇は通常約５０℃である。
【００５１】
この実施例は、図３−図５に示される波形で描かれている。ディーゼル酸化触媒を出る排気ガスの温度が約６５０℃に達する（２００℃を越える上昇）と、その温度が説明のストラテジーによって実質的に維持される。ディーゼル酸化触媒の入口での温度の上昇は有意に小さく（約５０℃）、実質的に４５０℃を超えない。
【００５２】
本発明の現在の好ましい実施形態を図示し説明してきたが、本発明の原理は、添付の請求項の範囲内に含まれる全ての実施形態に適用される点を理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の原理に関する例示的なディーゼルエンジンの一部の一般的な概略図である。
【図２】図１のエンジン制御システムにおける本発明のストラテジーの例示的な実装ソフトウェアストラテジー流れ図である。
【図３】本発明に従った脱硫処理手順の一実施例に関する特定のパラメータの時間波形を示すグラフ・プロットである。
【図４】別のグラフ・プロットである。
【図５】更に別のグラフ・プロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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