(57)【要約】  本発明は、エンジンの排気管路における反応物分配回路を管理するシステムに関し、前記回路が、タンク（１）と、噴射手段（３）と、反応物を調整する手段と、分配回路および反応物の状態を表すパラメータを測定できるセンサと、分配回路の状態および反応物の状態に基づいて、かつエンジン制御ユニット（５）によって測定されたエンジンパラメータに基づいて、計算ユニットによって駆動される調整手段および噴射手段を制御するアクチュエータとを具備しており、本システムは、計算ユニットが、エンジン制御ユニット（５）に統合されること、及び本システムが、タンク（１）の近傍に設けられて多重化ディジタルリンクによってエンジン制御ユニットに接続された、センサ（２）およびアクチュエータ（３、７、８、９）からのアナログ信号を処理するためのアナログ／ディジタルインターフェース（４）を含むことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気管路における反応物分配回路を制御するシステムであって、前記回路が、貯槽（１）と、噴射手段（３）と、反応物調整手段と、分配回路の状態および反応物の状態を表すパラメータを測定するのに適切なセンサと、前記分配回路の状態および反応物の状態と、エンジン制御モジュール（５）によって測定されたエンジンパラメータとの関数として制御ユニットによって制御される調整手段および噴射手段のための指令アクチュエータとを備えており、
制御ユニットが、エンジン制御モジュール（５）に統合されること、及び当該システムが、貯槽（１）の近傍に取り付けられて多重化ディジタル接続（６）によってエンジン制御モジュールに接続された、センサ（２）およびアクチュエータ（３、７、８、９）からのアナログ信号を処理するディジタル／アナログインターフェース（４）を備えることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記接続が、反応物分配回路に専用であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記多重化ディジタル接続がＣＡＮネットワークであることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記反応物がＮＯｘ還元剤であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
貯槽中の反応物用の少なくとも１つの温度センサを備えることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
反応物調整手段が加熱手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
エンジンルームに取り付けられたエンジンと、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の制御システムとを備えた自動車両であって、反応物貯槽が、当該車両のトランクの内側または近傍に取り付けられることを特徴とする自動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００７年８月３日出願の仏国特許出願第０７５６９３６号の優先権を主張するものであり、その内容（明細書、特許請求の範囲、および図面）は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、排気管路内の反応物分配装置用の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ディーゼルエンジンであるか、またはガソリンエンジンであるかを問わず、自動車エンジンの燃焼によって放出される汚染物質は、主として未燃焼の炭化水素ＨＣ、酸化窒素（一酸化窒素ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２、一般的にはＮＯｘ）、酸化炭素（一酸化炭素ＣＯ）、ならびに希薄燃焼式ディーゼルエンジンおよび直接噴射式ガソリンエンジンの場合は固体炭素質粒子である。
【０００４】
エンジンにおける直接噴射燃料システムおよび排気ガスの一部再導入は、燃焼室内でのいくつかの汚染物質の形成を低減する。しかし、ますます厳しくなる環境基準を満たすためには、排気ガス用の後処理システムが不可欠である。
【０００５】
これまで、市販車両では、内燃エンジンの排気ガス処理は、ガソリンエンジンには触媒コンバータおよびディーゼルエンジンには微粒子フィルタを使用することに限定されていた。触媒コンバータは、未燃焼の炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素の排出を低減するのに非常に効率的であり、微粒子フィルタは、炭素質粒子の排出物を蓄積して破壊するのに非常に効率的である。ＮＯｘの排出物を制御するために、ガソリンエンジンは、現在、いわゆる三元触媒を使用しているが、この種の触媒は、ディーゼルエンジンの場合のように空燃混合気が希薄であると、実質的に全ての効率を失う。
【０００６】
このために、、ディーゼルエンジン用に他の解決策が開発され、中でもＳＣＲ触媒（選択接触還元）と呼ばれる工程は、特定の触媒の存在下でかつ還元剤の作用により、ＮＯｘを窒素および水に選択的に還元するという原理を有する。
【０００７】
この方式では、還元は、希薄混合気で稼働するエンジンの排気ガスのような過剰な空気を含む環境の中で、典型的な還元剤としてアンモニアを用いて行われる。アンモニアは、専用の貯槽から始まる排気管路の中で噴射される尿素（尿素は、この貯槽の中に水性混合物の形態で蓄えられる）のような反応物の化学分解を通じて供給されうる。
【０００８】
適正な車両の自律性を保証するために、この貯槽は十分な容積、例えばおよそ２０リットルを有しなければならない。この貯槽をエンジンルームの中に位置決めすることも、または車両の室内空間の中に位置決めすることも望ましくないので、このユニットを車両の後部に（大半の車両ではエンジンが前部ボンネットの下に位置決めされるので）、すなわちトランクの中または下に搭載することが一般に推奨される。
【０００９】
この貯蔵ユニットは、車両の後部に位置決めされるので、エンジン制御モジュールから離れている。反応物の噴射には、貯蔵ユニットに関連する排気管路内の噴射装置を完全に制御すると同時に車両の運転状態を考慮することが必要であるが、これはエンジンの動作に専用の制御モジュールとのリンクを含意する。
【００１０】
多数の電気的構成要素が、すなわち、ポンプ、圧力センサ、電磁弁、流体水準センサ、温度センサ、噴射器、および加熱要素（尿素の場合、「Ａｄｂｌｕｅ」という商品名で市販される反応物は、−１１℃を下回る温度で凍結するため）が反応物の噴射制御に使用される。これらすべての構成要素は、エンジン制御モジュールによって提供された情報と関連して、ＳＣＲシステムの電子的制御モジュールによって制御される。このシステムは多数の電気接続を必要とし、さらには、このシステムの重要な要素は、車両内で可能な限り離して位置決めされる。
【００１１】
これらの取付けには、二種類の構造が提案されてきた。
【００１２】
第１の構想によれば、異なる排気ガス処理機能を実行するために、内燃エンジンの制御モジュールが使用され、これはＳＣＲシステムの制御に専用の電子的モジュールを使用することを回避する。この構想は、システムの異なる要素と交換された様々な入力および出力信号を統合するために、エンジン制御モジュールコネクタの有意なサイズの増大を含意する。エンジン制御モジュールは通常、自動車両のエンジンルームの中に位置決めされ、排気ガス処理用のＳＣＲシステムの手段は通常、自動車両の後部に位置決めされるので、この構造は、車両の前部と後部との間に走る数個の電気配線ハーネスを必要とし、それには、追加的な重量、有意なシステム費用（すなわち、電気配線ハーネスを開発して製造する費用）、および有意な組立て費用を必然的に伴う。
【００１３】
第２の可能な構造によれば、様々な排気ガス処理機能に対処するために、かつシステムの様々なセンサおよびアクチュエータを制御するために、専用の制御ユニットが使用される。この専用の制御ユニットは、反応物の噴射を制御するのに必要な情報をエンジンとの間で交換するために、エンジン制御モジュールに接続される。それゆえ、この構想は反応物の噴射に専用の制御ユニットを開発することを必要とし、それは、専用制御ユニットの開発費用の他に、制御ユニットおよび多数のケーブルを組み立てるための費用、並びに、場合によっては専用制御ユニット等の位置に対する容易なアクセスを実現するために、自動車両の車体、室内空間、または他の構成要素を改造するための費用を必然的に伴う。
【発明の概要】
【００１４】
本発明の目的は、単純な構想を提案することであり、その結果として、開発および組立て費用の点で最も廉価なものを提案することである。
【００１５】
本発明の目的は、エンジンの排気管路における反応物分配回路を制御するシステムを用いて達成され、回路は、貯槽と、噴射手段と、反応物調整手段と、分配回路の状態および反応物の状態を表すパラメータを測定するのに適切なセンサと、分配回路の状態の関数、反応物の状態の関数、およびエンジン制御モジュールによって測定されたエンジンパラメータの関数として制御ユニットによって制御された、調整手段および噴射手段に指令するためのアクチュエータとを備える。
【００１６】
本発明によれば、システム制御ユニットはエンジン制御モジュールに統合され、本システムは、反応物貯槽の近傍に取り付けられて多重化ディジタルリンクを介してエンジン制御モジュールに接続された、センサおよびアクチュエータのアナログ信号を処理するディジタル／アナログインターフェースを備える。
【００１７】
本発明による制御システムは、単一の制御ユニット、すなわちエンジン制御モジュールと、単一の伝送配線ハーネス、すなわち多重化ディジタルインターフェースとを使用する。分配回路のディジタル／アナログインターフェースは、エンジン制御モジュールによって制御されるスレーブの役割に限定される。この構造は、エンジン制御モジュールから遠隔に位置決めされた分配システムに特に有利である。
【００１８】
本発明の装置は、電子的インターフェースおよび機械的手段を構成する処理装置の異なる機能に専用の様々な手段を含む。電子的インターフェースは、機械的アクチュエータ用の信号をエンジン制御モジュール指令から受け取り、その結果として、これらのアクチュエータを制御するための電気信号を生成する。さらに、電子的インターフェースは、アナログ信号を異なるセンサから受け取り、かつ診断情報を異なるセンサおよびアクチュエータから受け取って、センサによって測定された値と、異なるセンサおよびアクチュエータの診断状態とを表すディジタル情報とをエンジン制御モジュールに送り返す。
【００１９】
本発明による処理装置の制御戦略は、エンジン制御モジュールのソフトウェアに統合された特定のソフトウェアによって有利に実施される。本発明の装置の電子的インターフェースは、エンジン制御モジュールによって制御されるスレーブの役割を実行するにすぎず、それは、第２の制御モジュールを取り付ける必要性を排除すると同時に、多くの電気配線ハーネスを排除することができる。
【００２０】
本発明の装置のこの構想により、排気ガスの処理に寄与する異なる要素間の接続が大幅に簡素化される。
【００２１】
さらには、本発明の装置の構想は、補助的な制御ユニットが存在しないことによって、かつ異なる電気的要素と機械的要素との間の補助的な電気配線の数を限定することによって、自動車両の様々な要素による排気ガス処理の統合を簡素化し、それは、他の構想に対して費用、重量、品質、および信頼性の観点で大幅な向上を表すものである。
【００２２】
異なる実施モードによれば、本発明はまた、単独でまたは任意の可能な技術的組合せで考慮される次の特徴、すなわち、
−  多重化リンクは反応物分配回路の専用であること、
−  多重化ディジタルリンクはＣＡＮネットワークであること、
−  分配システムは、貯槽中の反応物の温度用に少なくとも１つのセンサを備えること、および
−  反応物調整手段は、加熱手段を備えること
に関する。
【００２３】
また本発明の目的は、車両のトランクの内側または近傍に取り付けられた貯槽を有する、本発明による制御システムを含む自動車両において達成される。
【００２４】
本発明の他の特徴および利点は、単一の図面を参照して本発明による装置の実施モードについての以下に説明から明白になろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい実施態様様式による内燃エンジンの排気管路中に反応物を分配するための制御システムの原理を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
分配回路は、定量で排気ガスの中へ噴射される反応物用の貯槽１を備える。ＳＣＲ触媒によるＮＯｘの還元では、この貯槽は、２５リットルのオーダーの体積、すなわち、およそ車輪一個分の体積を有することが可能であり、ボンネット下の領域（エンジンルーム）から離して、例えば、領域Ｂ内、すなわちトランクの近傍またはトランクの中に位置決めされなければならない。
【００２７】
分配回路は、一定の量の反応物を貯槽１から引き込んで、それを排気ガスの中に噴射するのに適切な噴射手段３を備える。このために、噴射手段３は、例として、噴射回路の圧力要件に応答して制御される計量ポンプと、反応物の数量的要件に適う噴射器とを備える。図１で、ポンプ３から始まる矢印は、一定の量の反応物が排気ガスの中に噴射される位置に汲み出されている様子を示す。
【００２８】
先に指摘されたように、尿素を主成分とする反応物は、−１１℃の温度で凍結する。それゆえ、分配回路は、異なる箇所に、一定の個数の反応物調整手段、例えば、貯槽中の反応物を加熱する加熱装置（８）と、貯槽（９）と排気管路内の噴射箇所との間の導管を加熱する、および／またはポンプ（７）を加熱する補助加熱要素とを含む。温度センサが、加熱要件を測定するために使用される。
【００２９】
典型的には、分配回路は、例えば、貯槽中の反応物レベルのセンサ、および圧力センサなどの他のセンサを含む。すべてのセンサが、一括して図１で番号２によって示されている。
【００３０】
さらには、噴射される反応物の量を厳密に計量している分配ポンプおよび噴射器には、当業者によく知られている特定のアクチュエータが装備される。
【００３１】
すべてのセンサおよびアクチュエータは、通常はアナログ様式で動作し、センサから受け取られた信号は、例えば、貯槽の上に装着された電子的インターフェース４によってディジタル信号に変換される。この電子的インターフェースはまた、ディジタル信号を異なるアクチュエータ用のアナログ信号に変換する。
【００３２】
インターフェース４は、多重化接続の形態のディジタル接続６によってエンジン制御モジュール５に接続される。この方式では、分配システムによって入手された信号は、これらの信号を処理するエンジン制御モジュールに、またはより正確には、エンジン制御モジュール中のソフトウェアモジュールに伝送される。さらには、これらの信号は、エンジン制御モジュールにおけるいくつかの既知のエンジンパラメータ、例えば、噴射された燃料の量、シリンダの中に取り入れられた新鮮な空気および再循環ガスの量、エンジン回転速度、必要なトルクといったパラメータ、すなわち排気ガスの組成物を推定することを可能にし、したがって具体的にはエンジン試験台で実行された複数の試験（汚染物質の排出の測定を行った）において確立された表に基づいて、これらのガスを処理する潜在的な必要性を推定することを可能にする一連のパラメータの関数として処理される。
【００３３】
同じことは、反応物の適正な調整に必要な、ポンプ７の加熱、貯槽８の加熱、および導管９の加熱に当てはまる。
【００３４】
本発明によれば、実際に情報を処理することは、エンジン制御モジュールで行われる。次にこのエンジン制御モジュールは、唯一の多重化接続を介して、異なるシステムアクチュエータ用の信号をディジタルインターフェースに送る。これらのディジタル信号は、必要に応じて、このインターフェースによってアナログ信号に変換される。
【図１】
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【国際調査報告】
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