(57)【要約】【課題】車内の乗員が不快や迷惑を感じることなく、且つ、自動車の運転性に与える影響を最小限にすることが出来る、エンジンシステムおよび同システムにおける排ガス処理装置再生方法を提供する。【解決手段】エンジンシステム（１）内の排ガス処理装置（８）の再生方法、及び、少なくとも１本のシリンダ（２）を有する内燃エンジンを備えたエンジンシステム（１）が提供される。エンジンシステム（１）は、燃料噴射手段（１１）及び排気ガス処理装置（８）を更に有する。再生方法は、シリンダ（２）の少なくとも一つにおける燃焼を抑制する工程、及び、燃料抑制されたシリンダ（２）の少なくとも一つに燃料を供給するように燃料噴射手段（１１）を制御する工程を含む、燃料噴射により排ガス処理装置の再生を実行する工程を備える。【選択図】図２
2008157243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本のシリンダ及び燃料噴射手段を備えた内燃エンジンを有するエンジンシステム内の排ガス処理装置を再生する方法において、
燃料噴射抑制を示す状態の少なくとも一つが存在するかを判断する工程、
上記状態が存在すると判断されたときに、上記シリンダの少なくとも１本において燃焼を抑制する工程、及び、
上記燃焼抑制されたシリンダの少なくとも１本に燃料が供給可能となるよう上記燃料噴射手段を制御する工程、
を有する方法。
【請求項２】
上記燃焼を抑制する工程は、上記シリンダの点火手段を制御することによって燃焼を抑制する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記燃料噴射抑制を示す状態の存在を判断する工程が、
エンジンの要求トルクに対応する又は関連する制御パラメータ値を判定する工程、及び、
判定された制御パラメータ値を制御パラメータ閾値と比較する工程を有し、
上記燃料噴射抑制を示す状態の判断が、判定された制御パラメータ値と制御パラメータ閾値との間の比較に応じて行われる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
上記再生の間に上記排ガス処理装置の温度を測定する工程、及び、
上記排ガス処理装置の温度が所定の温度限界値を上回ったと判断された場合に上記再生を終了する工程、を有する、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
上記排ガス処理装置の再生の間にエンジンの要求トルクに対応する、又は、それに関連する制御パラメータ値を判定する工程、
上記制御パラメータ値が所定の閾値を上回ったかどうかを判断する工程、及び、
上記制御パラメータ値が所定の閾値を上回ったと判断された場合に上記再生を終了する工程、を有する、
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
上記内燃エンジンが少なくとも二つのシリンダを有し、
上記排ガス処理装置の温度を測定する工程を更に備え、
燃焼を抑制しながら燃料の供給を可能とされるシリンダの数が、上記排ガス処理装置の温度に応じて制御される、
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
上記排ガス処理装置の温度を測定する工程を更に備え、
燃焼が抑制された上記シリンダの少なくとも一つに供給される燃料の量が、上記排ガス処理装置の温度に応じて制御される、
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
上記排ガス処理装置の再生の間に、上記排ガス処理装置の内部の燃焼を制御すべく空気流制御手段を制御する工程を有する、
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
上記排ガス処理装置内の燃焼を制御する工程が、上記排ガス処理装置内で最も高い温度の場所又は領域を制御する工程を有すつ、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１本のシリンダ、燃料噴射手段、及び、上記燃料噴射手段を制御するエンジン制御ユニットを備えた内燃エンジンを有するエンジンシステムにおいて、
上記エンジン制御ユニットが、
燃料噴射抑制を示す状態の少なくとも一つが存在すると判断したときに、燃料噴射により上記排ガス処理装置の再生を制御するように構成され、更に、
上記排ガス処理装置の再生の間、上記シリンダの少なくとも１本において燃焼を抑制し、そして、
上記排ガス処理装置の再生の間、上記燃焼抑制されたシリンダの少なくとも一つに燃料が供給されるよう上記燃料噴射手段を制御する、
エンジンシステム。
【請求項１１】
上記エンジンが上記シリンダの夫々に点火手段を有し、
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置の再生の間、燃料供給されるシリンダ内の燃焼を抑制すべく点火を抑制するように上記点火手段を制御する、
請求項１０に記載のエンジンシステム。
【請求項１２】
上記エンジン制御ユニットが、上記燃料噴射の抑制を示す状態の存在を判定するため、エンジンの要求トルクに対応する又は関連する制御パラメータ値を判定し、そして、上記判定された制御パラメータ値を制御パラメータ閾値と比較するように構成され、
上記燃料噴射抑制を示す制御パラメータの存在の判定が、判定された制御パラメータ値と上記制御パラメータ閾値との間の比較に応じて行われるように構成された、
請求項１０または１１に記載のエンジンシステム。
【請求項１３】
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置の再生の間、上記排ガス処理装置の温度を測定し、そして、上記排ガス処理装置の温度が所定の温度限界値を上回っていると判定された場合、上記排ガス処理装置の再生を終了するように構成された、
請求項１０乃至１２のいずれか一つに記載のエンジンシステム。
【請求項１４】
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置の再生の間、上記エンジンの要求トルクに対応する又は関連する制御パラメータ値を判定し、
上記制御パラメータ値が所定の閾値を上回っているかどうか判定し、そして、
上記制御パラメータ値が上記所定の閾値を上回っていると判定された場合、上記排ガス処理装置の再生を終了するように構成された、
請求項１０乃至１３のいずれか一つに記載のエンジンシステム。
【請求項１５】
上記内燃エンジンが少なくとも２本のシリンダを有し、
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置の温度を測定し、そして、
上記排ガス処理装置の温度に応じて、燃焼を抑制しながら燃料供給されるシリンダの数を制御するように構成された、
請求項１０乃至１４のいずれか一つに記載のエンジンシステム。
【請求項１６】
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置の温度を測定し、そして、上記排ガス処理装置の温度に応じて、燃焼抑制されるシリンダの少なくとも１本に供給される燃料の量を制御するように構成された、
請求項１０乃至１５のいずれか一つに記載のエンジンシステム。
【請求項１７】
上記エンジンが上記エンジン制御ユニットによって制御可能な空気流制御手段を備え、
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置の再生の間、上記排ガス処理装置内の燃焼を制御するために上記空気流制御手段を制御するように構成された、
請求項１０乃至１６のいずれか一つに記載のエンジンシステム。
【請求項１８】
上記エンジン制御ユニットが、上記排ガス処理装置内の温度が最も高い位置或いは領域を制御するべく、上記空気流制御手段を制御するように構成された、
請求項１７に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１本のシリンダおよび燃料噴射手段を有する内燃エンジンを備えたエンジンシステムにおける排ガス処理装置の再生方法に関する。また、本発明は、少なくとも１本のシリンダおよび燃料噴射手段を有する内燃エンジンと、燃料噴射手段を制御するためのエンジン制御ユニットとを備えたエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の自動車には、触媒コンバータとして知られている排ガス処理装置が装備されている。触媒コンバータは、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害ガスを、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）等の物質に変換する。触媒コンバータに関する公知の問題としては、例えば物理的または化学的な吸着によってコンバータの内部表面に特定の物質が残留し、コンバータ性能が低下してしまうことが挙げられる。このような好ましくない吸着は、触媒コンバータ被毒として知られている。例えば、自動車の内燃エンジンの燃料は、供給される国または地域に拠ることが一般的であるが、ガソリンまたはディーゼルのいずれであっても比較的多量の硫黄を含有している。硫黄は、触媒排ガス処理装置の動作に悪影響を及ぼす。エンジンの燃焼プロセスにおいて、硫黄は硫黄酸化物（ＳＯｘ）となり、触媒コンバータの内部表面に強固に吸着されて排ガス処理能力を低下させる。このプロセスは、多くの場合、硫黄被毒と呼ばれている。硫黄の吸着は、低負荷運転時において特に顕著である。
【特許文献１】米国特許第６１６１３７７号明細書
【特許文献２】米国特許第６９０１７４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この問題の解決法として、数々の触媒コンバータ再生手段が提案されている。触媒コンバータは、高温に暴露することによって硫黄被毒状態から回復できることが知られている。
【０００４】
例えば特許文献１には、排ガス中に二次空気を導入し、リッチ混合気をシリンダに供給することによって触媒コンバータを加熱する方法が提案されている。しかしながらこの方法には、二次空気を導入するために、エアポンプ等の構成要素を新たに追加しなければならないというデメリットがある。エアポンプは、エンジンシステムの複雑化やコスト増を招くだけでなく、ノイズを生じる原因にもなるので、ポンプを装備した自動車の運転者および同乗者は違和感を感じる。さらに、排ガス圧が高いため、エアポンプに過度の負荷がかかってしまう。また、前記特許文献１によれば、空気はエンジンの下流側、つまり触媒コンバータの比較的近傍に噴射されるので、触媒コンバータ到達時の燃料および空気は完全に混合されていない可能性が高い。このため、触媒再生方法の効率が低下し、そして、触媒コンバータに損傷をきたすおそれがある燃料濃縮を生じる可能性がある。
【０００５】
また、特許文献２には、触媒コンバータを加熱するにあたり、エンジンシリンダにリッチ混合気を供給し、且つ、エンジンサイクルの実行中に点火を相対的に遅らせるように点火タイミングを調節する方法が開示されている。これは、触媒コンバータを加熱するために、エンジンシリンダ下流側の排ガス導管内で燃焼を継続させるのを可能とするという発想に基づくものである。しかしながら、この解決方法では、それが実行されるエンジン内に振動を生じさせ、運転性に悪影響を及ぼす虞がある。加えて、この解決方法は燃料消費量を増大させ、そして、エンジンの利用可能なトルクを低減する。また、触媒コンバータを加熱するためのエネルギーは熱として伝達されるので、エンジンと触媒コンバータとの間で相当のエネルギー損失、つまり温度低下が生じる。触媒コンバータがエンジンから比較的離れた位置にある場合、そのエネルギー損失は、この方法では効果が全く得られないか、またはほとんど得られない程度に大きくなるおそれがある。また、排気ターボ過給機を装備したエンジンシステムの場合、この点火遅延による再生方法ではエネルギー損失がさらに大きくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、排ガス処理装置の効率を最適化することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、内燃エンジンを備えたエンジンシステムの排ガス処理装置の再生効率を向上させることである。
【０００８】
加えて、車内のいずれの乗員にも不快や違和感を感じさせることのない排ガス処理装置の再生を提供することも本発明の目的である。
【０００９】
本発明の更なる別の目的は、排ガス処理装置の再生の、自動車の運転性に与える影響を最小とすることである。
【００１０】
エンジンシステムの複雑性の増加を可能な限り小さくした排ガス処理装置の再生を提供することである。
【００１１】
これらの目的は、第一に、少なくとも１本のシリンダにおいて燃焼を抑制する工程、及び、シリンダの少なくとも１本に燃料が供給されることを可能にすべく燃料噴射手段を制御する工程を備えた、排ガス処理装置の再生方法によって達成される。
【００１２】
燃焼を抑制した状態で燃料噴射を行うことにより、１または複数のシリンダ内で燃料と空気とを完全に混合させることができる。１または複数のシリンダを通過した後の長い輸送経路において、空気および燃料は、触媒コンバータに到達する前にさらに混合される。したがって、燃料および空気は触媒コンバータの水平方向全体にわたって均一に分散され、この混合物を燃焼させることによって排ガス処理装置を加熱することができる。この結果、非常に効果的な再生を行うことができる。また、この再生方法によって触媒コンバータにダメージを与える危険性は、最小限に抑えられる。この完璧な再生処理は、エンジンシステムにその他の構成要素を追加することなく、燃料噴射手段を用いるだけで行うことができる。
【００１３】
また、この再生方法は、そのエンジンシステムが設けられる車両内の運転者及び乗員に違和感を与えることなく実行可能である。加えて、本発明はそれが使用される車両内に如何なる振動も、もたらさない。より一般的には、本発明の使用は、車両のNVH（noise, vibration and harshness）性能の悪化を一切もたらさない。さらに、触媒コンバータを加熱するためのエネルギーは、空気／燃料混合物として化学的に伝達され、触媒コンバータで熱エネルギーに変換されるので、エンジンと触媒コンバータとの間のエネルギー損失は基本的に生じない。したがって、本発明によれば、触媒コンバータがエンジンから比較的離れた位置にある場合、及び／又は、エンジンシステムが排気ターボ過給機を備えている場合であっても、非常に効果的な再生方法が提供される。
【００１４】
本発明の方法において、排ガス処理装置を加熱するために燃焼を抑制した状態で燃料噴射を行うことは、排ガス処理装置の温度が比較的低く、硫黄吸着が特に顕著である低負荷条件において有利である。
【００１５】
燃焼を抑制する工程は、シリンダの点火手段を制御して燃焼を抑制する工程を有するのが好ましい。したがって、この方法は火花点火エンジンに適用され、そこにおいて１または複数のシリンダの少なくとも１回の動作サイクル中に点火が抑制され、その間にシリンダに燃料が供給される。これにより、空気／燃料混合物は後燃焼される。つまり、この混合物は１または複数のシリンダおよび排気マニホルドを通過した後、排ガス処理装置で燃焼される。
【００１６】
点火抑制の代替またはそれに追加するものとして、燃焼を抑制する工程は、燃料が供給される少なくとも１本のシリンダの少なくとも１つの排気弁を制御して、シリンダ内圧の増加を低減または解消する工程を含んでいてもよい。これにより、シリンダの圧縮工程でピストンを下死点から上死点に移動させる際の排気弁の開放を、当該技術分野においてそれ自体公知であるバルブ制御システムを用いて行うことができる。
【００１７】
燃料噴射による排ガス処理装置の再生は、燃料噴射の抑制を示す状態の少なくとも一つの存在が判定された場合に実行されるのが好ましい。それにより、例えば、この方法が使用される車両の運転者によってアクセルペダルが放されることによって生じるエンジンの燃料カットモードの間に、再生が実行される。これは、他のエンジン動作に一切干渉しないタイミングで再生を行うことを可能とする。
【００１８】
車両において、燃料カットが通常行われる状況で燃料噴射による排ガス処理装置の再生を実行することは、運転者及び乗員に違和感を与えることなく実行可能な、簡素で効果的な再生を提供する。さらに、燃料噴射による排ガス処理装置の再生は、車両運転の間に出力トルク要求を損なわない。換言すれば、エンジンの利用可能なトルクに影響を与えない。
【００１９】
燃料噴射抑制を示す状態の少なくとも一つの存在が種々の方法によって判定されることに留意されたい。例えば、その状態とは、燃料噴射制御パラメータが燃料噴射無しに対応するとき、アクセルペダル設定信号がアクセルペダルの解放に対応するとき、或いは、要求トルクパラメータが要求トルク零（又は負）に対応するときに、相当し得る。概して、燃料噴射制御に関連する如何なるパラメータも、燃料噴射抑制を示す状態を判定する為に使用可能である。さらに、その状態は、例えば解放されたアクセルペダルの信号を燃料噴射抑制を示す状態として使用する場合のように、燃料カット期間が開始する前に判定される場合もあれば、例えば燃料噴射制御パラメータが燃料噴射無しに対応する場合のように、燃料カット期間が開始した後に判定される場合もある。
【００２０】
例えば、もし車両の要求トルクが閾値である、或いは、閾値を下回るならば、そこにおいて燃料噴射が抑制される燃料カットモードが続く。従って、実施形態の一つに従うと、燃料噴射抑制を示す状態の存在を判定する工程は、エンジンの要求トルクに対応する、或いは、関連する制御パラメータの値を判定する工程、及び、判定された制御パラメータ値を制御パラメータ閾値と比較する工程を有し、燃料噴射抑制を示す状態の存在の判定が、判定された制御パラメータと制御パラメータ閾値との間の比較に基づく。好ましくは、もし要求トルクが要求トルク閾値を上回るならば、燃料噴射手段が、燃料噴射を抑制しないように制御されることが判定される。例えば本方法が使用される車両の運転者によるアクセルペダルの解放によってもたらされる零或いは負の要求トルクの後には、その中において燃料噴射が抑制される燃料カットモードが続くのが通常である。したがって、実施形態の一つにおいて、要求トルク閾値は零である。
【００２１】
本方法は、燃料噴射による排ガス処理装置の再生の間に排ガス処理装置の温度を測定する工程、及び、排ガス処理装置の温度が所定の温度限界値を上回ったときに燃料噴射による排ガス処理装置の再生を終了する工程を含むのが好ましい。それにより、触媒コンバータを損傷させる危険性をもたらすのに十分高い温度を、効果的に避けることが出来る。過度に高い触媒コンバータ温度を避けることは、触媒コンバータの過早時効を防止するのに重要な事項の一つであることに留意されたい。
【００２２】
本方法は、燃料噴射による排ガス処理装置の再生の間に、エンジンの要求トルクに対応する、或いは、それに関連する制御パラメータ値を判定する工程、その制御パラメータ値が所定の閾値を上回っているかどうか判断する工程、及び、もし制御パラメータ値が所定の閾値を上回っているならば燃料噴射による排ガス処理装置の再生を終了する工程、を有するのが好ましい。それにより、例えばエンジンが要求されたトルクを伝達するのを可能とするために点火を再度可能とすることにより、燃料噴射による排ガス処理装置の再生が迅速に終了され得る。これは、アクセルペダル操作に基づくトルク要求に迅速に応答することを可能にする。
【００２３】
本発明は、１本以上のシリンダまたは全てのシリンダに連通する吸気ダクトに燃料を噴射する燃料噴射手段を備えたエンジン、または各シリンダに対して燃料噴射を個別に制御することができるエンジンに適用可能である。後者の場合、エンジンが少なくとも２本以上のシリンダを備えていれば、本発明の方法は、排ガス処理装置の温度を測定する工程をさらに備え、前記シリンダのうち燃焼抑制された状態で燃料が供給されるシリンダの数は、排ガス処理装置の温度に応じて決定されることが好ましい。
【００２４】
したがって、シリンダ内で点火が抑制されているところに、排ガス処理装置の温度に応じて、１つ或いは１つより多い数の点火抑制されたシリンダ内に燃料が噴射可能である。例として、再生の間、排ガス処理装置の温度の低下が必要とされるならば、点火が抑制されながら燃料噴射されるシリンダの数は低減され、逆の場合も同様である。このように、排ガス処理装置の温度の監視および制御をとても有利に行うことができ、排ガス処理装置を損傷させる危険性を与えることなく、迅速かつ強力に再生を行うことができる。
【００２５】
実施形態の一つにおいて、本発明の方法は、排ガス処理装置の温度を測定する工程を備え、少なくとも１本の燃焼抑制されたシリンダに供給される燃料の量は、排ガス処理装置の温度に応じて調節される。例えば、再生動作中に排ガス処理装置の温度を下げるには、点火が抑制された状態で噴射される燃料の量を減らせばよく、逆の場合もまた同様である。燃料噴射量を調節することにより、排ガス処理装置温度の監視および制御を有利に行うことができる。この調節は、それだけで行ってもよいし、燃焼抑制した状態で燃料供給されるシリンダの数の制御と組み合わせて行ってもよい。したがって、燃焼抑制した状態で燃料供給されるシリンダの数を制御することによって温度を粗調整してもよく、各シリンダへの燃料噴射量を調節することによって温度を微調整してもよい。これにより、迅速かつ正確に排ガス処理装置の温度調整を行うことができる。
【００２６】
本発明の方法は、空気流制御手段を制御することによって、燃料噴射による排ガス処理装置の再生の間に排ガス処理装置での燃焼を制御する工程を備えていることが好ましい。例えば噴射される燃料の流量に応じて空気流を調節することにより、再生動作中に燃焼性の空気／燃料混合物を触媒コンバータに確実に供給することができる。また、排ガス処理装置での燃焼を制御する工程は、排ガス処理装置の最も高温となる箇所または範囲を制御する工程を含んでいてもよい。したがって、下記に説明するように、空気流制御手段は、例えばスロットル弁であってもよく、触媒コンバータの長手方向における温度分布を調節するために用いることができる。再生処理中に最も高温となる箇所を変更することにより、より完璧な再生を行うことができる。これは、触媒コンバータの全体において十分に温度を上昇させることにより、硫黄堆積物を確実に除去することができるためである。また、このような方法によって最も高温となる箇所を変更することにより、高温暴露によって触媒コンバータに損傷を与える可能性を低くすることができる。特に、触媒コンバータの上流端において過度の温度上昇が生じる可能性を低くすることができるため、触媒コンバータの損傷を効果的に防止することができる。
【００２７】
上記の目的は、請求項１０〜１８のいずれかに記載のエンジンシステムによっても達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、内燃エンジンを備えた自動車エンジンシステム１の部分概略図である。エンジンは、往復ピストン３を有するシリンダ２を少なくとも一つ有する。各シリンダ２と吸気ダクト４との連通は、少なくとも１つの吸気弁５により制御され、各シリンダ２と排気ダクト６との連通は、少なくとも１つの排気弁７により制御される。シリンダ２の下流側には、触媒コンバータの形式である排ガス処理装置８が設けられている。
【００２９】
エンジンシステム１は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）９をさらに備えている。ＥＣＵ９は１つのユニットであってもよいし、論理的に相互接続された複数の物理装置であってもよい。ＥＣＵ９は、スロットル弁１０と、吸気ダクト４内に設けられた少なくとも１つの燃料噴射弁１１である燃料噴射手段１１とを備えた空気流制御手段を制御するようになっている。本実施形態では、エンジンが複数本のシリンダを有する場合、燃料噴射は、各シリンダに連通する吸気ダクト４の分岐箇所に設けられた燃料噴射器によってシリンダ毎に制御されてもよい（所謂、ポート噴射）。或いは、当該技術分野において公知であるように、各シリンダ２内に燃料噴射器を設けてもよい（所謂、直接噴射）。あるいは、１本以上のシリンダまたは全てのシリンダ用として、１つの燃料噴射器を、例えば１本以上のシリンダまたは全てのシリンダに連通する吸気ダクトの上流部分に設けてもよい。燃料噴射手段１１は、燃料ポンプ２１を介して燃料タンク２０の形式である燃料貯蔵手段に連通している。
【００３０】
ＥＣＵ９はまた、触媒コンバータ８の下流側に位置する下流側ガスセンサ１２からの信号と、シリンダ２および触媒コンバータ８間の排気ダクト６内に位置する上流側ガスセンサ１３からの信号とを受け取るようになっている。ＥＣＵ９は、下流側センサ１２および上流側センサ１３からの信号に基づき、触媒コンバータ８の上流および下流夫々の排ガス中の酸素含有量を測定する。当該技術分野において公知であるように、排ガス中の酸素含有量は、エンジンに供給される空気／燃料混合物のラムダ値を示すものである。
【００３１】
また、ＥＣＵ９は、吸気ダクト４内に設置された空気流センサ１４からの信号に基づき、エンジンの空気流を測定するように構成されている。空気流は、当該技術分野において公知であるように、吸気マニホルド圧、スロットル位置、エンジン速度、入口温度および大気圧等のパラメータに基づいて算出され得る。これらのパラメータ値の測定方法は、当該技術分野において公知であるため、ここでは説明を省略する。
【００３２】
ＥＣＵ９は、空気流、ラムダ値、周囲温度、エンジン負荷およびエンジン回転数等の少なくとも一部に基づき、触媒コンバータ８の温度を測定するようになっている。或いはＥＣＵ９は、シリンダ２と触媒コンバータ８との間の排気ダクト６内に位置する温度センサからの信号を受け取り、この信号に基づいて触媒コンバータ８の温度を測定するように構成されていてもよい。
【００３３】
さらに、シリンダの夫々に、点火プラグ１６を有する点火手段１６が設けられ、ＥＣＵ９によって制御可能とされる。
【００３４】
また、ＥＣＵは、本技術分野において知られているように、車両のアクセルペダル１７からの信号に基づいて要求トルク・パラメータの値を調整するようになっている。ＥＣＵ９は更に、アクセルペダル１７からの信号に基づき、要求トルクが所定の要求トルク閾値を下回っているかどうかを判定するようになっている。好ましい実施形態において、この要求トルク閾値は零又は負の要求トルクに対応するが、代替例として、小さな正の値の要求トルク閾値が好ましい場合がある。もし零又は負の要求トルクが存在するならば、アクセルペダルが解放されている、つまり押下されていないと判定可能である。ＥＣＵ９は、アクセルペダル１７が解放されていると判定された場合に、燃料噴射が抑制されるように燃料噴射手段１１を制御するように構成されている。
【００３５】
ＥＣＵ９は、例えば、本出願の第１出願日に提出され、ここに参考として引用される本出願人による欧州特許出願第06127159.9号明細書「内燃エンジンシステムおよび同システムの排ガス処理装置の状態測定方法（An internal combustion engine system and a method for determining a condition of an exhaust gas treatment device in such a system）」に記載されるように、下流側ガスセンサ１２からの信号の分析結果の少なくとも一部に基づき、触媒コンバータ８の硫黄被毒のレベルを測定し、触媒コンバータ８が硫黄被毒されているかどうかを判断する。
【００３６】
或いはＥＣＵ９は、その他の方法によって、触媒コンバータ８の硫黄被毒レベルを測定し、触媒コンバータ８が硫黄被毒されているかどうかを判断してもよい。例えば、硫黄被毒を確定する方法は、空気−燃料比、エンジンの運転条件、触媒温度、エンジン回転数および吸気圧に基づき、ＥＣＵ９において硫黄酸化物（ＳＯｘ）吸着カウンタを調節する工程を含むものであってもよい。
【００３７】
図２は、本発明の好ましい実施形態による方法を説明する図である。ＥＣＵ９は、ステップ２０１において、触媒コンバータの硫黄被毒レベルに関するデータが所定の硫黄被毒閾値を超えているかどうかを判断する。硫黄被毒レベルに関するデータが硫黄被毒閾値を超えていなければ、ステップ２０２において、燃焼抑制下での再生を行わないことが決定される。
【００３８】
硫黄被毒レベルに関連するデータが硫黄被毒閾値を上回っていると判断されたならば、ステップ２０５において、例えばアクセルペダル１７の解放の検出により、要求トルクが所定の閾値を下回っているかどうかを判断する。もし、要求トルクが所定の閾値を上回っていると判断されたならば、ステップ２０６において、再生動作が実行されないことが決定される。好ましい実施形態において、もし要求トルクが正値ならば、ステップ２０６において、再生動作が実行されないことが決定される。
【００３９】
もし要求トルクが所定の閾値と同じか、それを下回っていると判断されたならば、ここにおいて燃料噴射による排ガス処理装置の再生とも呼ばれる、点火手段１６による点火を抑制する工程と、燃料噴射を可能とする工程とを有する燃料噴射による再生がステップ２０７において実行される。それにより、空気及び燃料が１本又は複数のシリンダ２から排気ダクト６を通って運ばれる。比較的長い距離の輸送の間に、空気及び燃料は実質的に均一な混合気を供給すべく十分に混合され得る。その混合気は触媒コンバータ８に到達し、そこにおいて混合気は、硫黄堆積物を除去する為にコンバータ８の温度を上昇させるべく燃焼させられる。
【００４０】
燃料噴射による再生動作の間、触媒コンバータ８の温度がＥＣＵ９により、上述した方法によって監視される。ステップ２０８において、もし触媒コンバータ温度が所定温度限界値よりも高くまで上昇したと判断されたなら、ステップ２０９において、点火手段１６による点火を可能とすることにより燃料噴射による再生動作は終了する。
【００４１】
燃料噴射による再生動作の間、アクセルペダル１７の設定値はＥＣＵ９によって監視される。ステップ２１０において、例えばアクセルペダル操作によって要求トルクが所定の閾値を上回ったならば、点火手段１６による点火を可能とすることにより燃料噴射による再生動作は終了する。
【００４２】
燃料噴射による再生動作の間に、エンジン速度が最小エンジン速度限界を下回ったならば、エンジンの動作停止を避けるため、一つ又は複数のシリンダ内の点火を可能とすることにより、燃料噴射による再生動作は終了する。
【００４３】
上述したように、ＥＣＵ９は触媒コンバータの硫黄被毒レベルを判断するように構成されている。したがって、ＥＣＵ９は、硫黄被毒レベルが所定レベルに達したときに再生動作を終了するように構成され得る。それにより、図２を参照すると、ステップ２１１において、燃料噴射による再生動作の間、触媒コンバータの硫黄被毒レベルが判断される（例えば、再生完了に対応するレベルかどうかが判断される）。もし硫黄被毒レベルが所定レベルまで低減されているならば、ステップ２０９において、点火手段１６による点火を可能とすることにより、燃料噴射により再生動作は終了される。
【００４４】
また、ステップ２０９において、例えば触媒コンバータの温度が所定の温度限界値を上回ることによって、又は、要求トルクが必要とされる所定の限界値を上回ることによって再生動作が終了されるならば、再生中断時における被毒レベルが確定される場合がある。したがって、いったん状況が整えば、上記したように再生動作を適切に「継続」させることができる。
【００４５】
図３は、燃料噴射がシリンダ夫々に対して個別制御可能なエンジンシステムに適した、本発明の代替実施形態を示す図である。図３において、エンジンは番号１乃至４を付された４本のシリンダを有することを前提とする。本発明のこの代替実施形態は、２本又は、それ以上の、如何なる数のシリンダを備えた多気筒エンジンにも適用可能であることに留意されたい。図２に示す実施形態と同様に、ＥＣＵ９は、ステップ２０１で触媒コンバータの硫黄被毒レベルに関するデータが所定の硫黄被毒閾値を越えているかどうかを判断する。そして、この判断結果に基づき、ステップ２０２で燃焼抑制下での再生を行わないことを決定するか、または、ステップ２０５で要求トルクが要求トルク閾値を超えているかどうかを判断する。ステップ２０５における、要求トルクが要求トルク閾値を上回っているかどうかの判断に基づき、ステップ２０６で燃料噴射による再生を行わないことを決定するか、またはステップ２０７で全てのシリンダにおいて点火を抑制することにより燃料噴射による再生動作を開始するかを判断する。
【００４６】
触媒コンバータ８の温度Ｔｃａｔがステップ２２１において判断され、ステップ２２３において、その温度に基づいて、燃料が噴射されるシリンダの数が決定される。
【００４７】
もし触媒コンバータ温度Ｔｃａｔが第一温度閾値Ｔ１を下回るならば、全てのシリンダに燃料が噴射される。もし触媒コンバータ温度Ｔｃａｔが第一閾値Ｔ１を上回り、且つ、第二閾値Ｔ２を下回るならば、燃料は一つのシリンダ、この例においては１番シリンダを除いた全てのシリンダに燃料が噴射される。もしもし触媒コンバータ温度Ｔｃａｔが第二閾値Ｔ２を上回り、且つ、第三閾値Ｔ３を下回るならば、燃料は二つのシリンダ、この例においては１番シリンダと２番シリンダを除いた全てのシリンダに燃料が噴射される。もしも触媒コンバータ温度Ｔｃａｔが第三閾値Ｔ３を上回り、且つ、第四閾値Ｔ４を下回るならば、燃料は三つのシリンダ、この例においては１番シリンダ、２番シリンダ、及び、３番シリンダを除いた全てのシリンダに燃料が噴射される。もし触媒コンバータ温度Ｔｃａｔが第四閾値Ｔ４を上回るならば、いずれのシリンダにも燃料は噴射されない。点火が抑制されている間に燃料噴射されるシリンダの数を制御することにより、触媒コンバータ８の温度を粗調整することが出来る。
【００４８】
ステップ２２５において、点火抑制の間に燃料噴射されるシリンダの数に関わらず、各シリンダに噴射される燃料の量は、触媒コンバータ８の温度の微調整が出来るように制御される。
【００４９】
図２を参照にして記述した実施形態と同様に、ステップ２０１において、触媒コンバータの硫黄被毒レベルが判断される。ステップ２０１において、もし硫黄被毒レベルが所定レベルまで低減されていることが判断されたならば、ステップ２０２において、全てのシリンダの点火を可能とすることにより、燃料噴射により再生動作は終了される。
【００５０】
また、図２を参照にして記述した実施形態と同様に、燃料噴射による再生動作を終了する必要があるような要求トルクの変化があるかどうかを判断するため、燃焼が抑制された再生動作の間、要求トルクは連続的に監視される。
【００５１】
図１および図４を参照して説明する。本発明の方法は、スロットル弁１０を制御することにより、燃料噴射による排ガス処理装置再生中の触媒コンバータ８での燃焼を制御する工程を含む。噴射された燃料の流量に基づいてスロットルを制御することにより、可燃性の空気／燃料混合物が触媒コンバータに供給される。
【００５２】
図４を参照すると、ガスの流動方向が矢印Ｆで示され、スロットル弁１０は、再生動作中において、排ガス処理装置内部の最も高温となる箇所を制御するために用いられる。供給される空気流が比較的少量になるようにスロットル弁１０を制御することにより、空気／燃料混合物は触媒コンバータ８の比較的上流側の部分で燃焼する。その結果、触媒コンバータ内の温度分布は、図４の曲線Ｔ１で示すように、比較的上流側の部分で最も高くなる。また、供給される空気流が多くなるようにスロットル弁１０を制御することにより、空気／燃料混合物は触媒コンバータ８の比較的下流側の部分で燃焼する。
【００５３】
その結果、触媒コンバータ内の温度分布は、符号Ｔ２やＴ３で示すように、空気流に応じて、下流側で最も高くなる。言い換えれば、空気流量を増加させることにより、最も高温になる部分を下流側に移動させることができる。
【００５４】
このように、再生動作中に最も高温となる部分の位置を変更することにより、より完璧な再生を行うことができる。これは、触媒コンバータの全体において十分に温度を上昇させることにより、硫黄堆積物を確実に除去することができるためである。
【００５５】
スロットル弁１０の代替またはそれに追加するものとして、空気流制御手段は、１または複数の吸気弁５および１または複数の排気弁７の少なくとも一方を制御するための制御手段（図示せず）を備えていてもよい。この制御手段は、例えば可変バルブタイミング（ＶＶＴ）システムおよびカムプロファイル切り換え（ＣＰＳ）システムの少なくとも一方であってもよい。このような吸気弁および排気弁の少なくとも一方を制御する手段は、燃焼抑制下での排ガス処理装置再生中の触媒コンバータ８の燃焼状態を制御するスロットル弁１０の代替として、あるいはそれと組み合わせて用いることができる。
【００５６】
本発明は、排ガス処理装置の硫黄被毒に限らず、例えばリン等のその他の物質による汚染にも適用可能である。とりわけ、本発明は触媒の平均温度を高く保つことにより、長期にわたるリン被毒を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】自動車のエンジンシステムの部分概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明を適用した図１のエンジンシステムの排気通路の部分を、温度分布曲線と共に示した図である。
【符号の説明】
【００５８】
１.  エンジンシステム
２.  シリンダ  
３.  ピストン
６.  排気ダクト
８.  触媒コンバータ  
９． ＥＣＵ  
１１．  燃料噴射弁
１６．  点火プラグ
１７．  アクセルペダル
【図１】
2008157243.tif 000003
【図２】
2008157243.tif 000004
【図３】
2008157243.tif 000005
【図４】
2008157243.tif 000006