(57)【要約】  本発明は、ディーゼルエンジンターボチャージャーの可変形態タービン（ＶＧＴ）におけるワニスの堆積を制御する方法に関する。本発明によれば、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定する。前記運転パラメータが既定のレベルであると判定されると、前記ワニス堆積制御シーケンスが開始される。前記シーケンスは、前記ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させ、前記排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるのに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させる。加えて、ディーゼルエンジン装置も提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンターボチャージャーの可変形態タービン（ＶＧＴ）におけるワニスの堆積を制御する方法であって、
運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するステップと、
前記運転パラメータが既定のレベルであると判定されると、前記ワニス堆積制御シーケンスを開始するステップとからなり、前記シーケンスは、
前記ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、
前記排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとからなる、ワニス堆積制御方法。
【請求項２】
前記運転パラメータは、推定されるワニス堆積レベル、実際のワニス堆積レベル、前記ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力、エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、エンジン冷却水温度、障害のあるハードウェアの検出、シリンダ温度、インテークマニホールド温度、及び噴射圧力の１つ又は複数を含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項３】
複数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップを含む、請求項１又は２に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項４】
前記複数の温度サイクルを経た前記排気温度の循環ステップの後に、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と前記大開口径の間で変化させるステップを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項５】
複数のノズル開閉サイクルを経て前記ノズルを前記小開口径と前記大開口径の間で循環させることによって、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と前記大開口径の間で変化させるステップを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項６】
前記第１の排気温度は、前記ＶＧＴに蓄積したワニスを煤片に変えるのに十分な温度である、請求項１乃至５のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項７】
前記第１の排気温度は約１７５℃以上である、請求項１乃至６に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項８】
前記第１の排気温度は約３５０℃以上である、請求項１乃至７のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項９】
前記排気温度を所定の時間の長さにわたって前記第１の排気温度に維持するステップを含む、請求項１乃至８のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１０】
前記ＶＧＴの前記開口径を０％と１００％の開口径の間で変化させるステップを含む、請求項１乃至９のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１１】
エンジン冷却水温度が所定のエンジン冷却水温度以上である時に前記ＶＧＴノズルの前記開口径を所定の開口径に維持するステップを含む、請求項１乃至１０のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１２】
前記運転パラメータは、周囲温度かそれ以下の所定の周囲温度と、運転期間かそれを超える所定の時間の長さを含んでおり、前記ワニス堆積制御シーケンスは、複数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップを含む、請求項１乃至１１のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１３】
前記運転パラメータはエンジンの長時間アイドル運転を含んでおり、前記ワニス堆積制御シーケンスは、エンジンが所定の時間の長さにわたって長時間アイドル運転していると判定された際に開始される、請求項１乃至１２のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１４】
ＶＧＴノズル開口径の減少、噴射時期の遅延、燃料噴射圧力の低下、エンジン速度の増加、及びセブンスインジェクタによる注入の１つ又は複数によって、排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるステップを含む、請求項１乃至１３のいずれかに記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１５】
十分な数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップと、前記ＶＧＴの前記開口径を変化させるのに必要な力が所定の値以下であるように、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるステップの一方又は両方を含む、請求項１乃至１４に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１６】
ディーゼルエンジン装置であって、
ディーゼルエンジンと、
前記エンジンの下流の可変形態タービン（ＶＧＴ）を含むターボチャージャーと、
運転パラメータが前記ＶＧＴへのワニスの堆積を制御するためのワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段と、
前記運転パラメータが既定のレベルであると前記判定手段が判定した場合、前記ワニス堆積制御シーケンスを開始するように構成された制御装置とからなり、前記ワニス堆積制御シーケンスは、
前記ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、
前記排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとからなる、ディーゼルエンジン装置。
【請求項１７】
前記運転パラメータは、推定されるワニス堆積レベル、実際のワニス堆積レベル、前記ＶＧＴノズルの開口径を変化させるのに必要な力、エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、及びエンジン冷却水温度の１つ又は複数を含む、請求項１６に記載のディーゼルエンジン装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、ＶＧＴノズル開口径の減少、噴射時期の遅延、燃料噴射圧力の低下、エンジン速度の増加、及びセブンスインジェクタによる注入の１つ又は複数によって、排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるように構成される、請求項１６又は１７に記載のディーゼルエンジン装置。
【請求項１９】
前記判定手段が前記ＶＧＴノズルの前記開口径を変化させるのに必要な力が所定の値を超えるかどうかを判定し、前記制御装置は、少なくとも、十分な数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるか、又は、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を変化させるのに必要な前記力が前記所定の値以下の値に変化するように、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と大開口径の間で変化させるように構成される、請求項１６乃至１８のいずれかに記載のディーゼルエンジン装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、少なくとも、十分な数の温度サイクルを経て前記排気温度を第２の低い排気温度から前記第１の排気温度に上昇させるか、又は、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を変化させるのに必要な力を所定の値以下に維持するように、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるように構成される、請求項１６乃至１９のいずれかに記載のディーゼルエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンターボチャージャーの可変形態タービン（ＶＧＴ）におけるワニス堆積制御用の方法及びディーゼルエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワニスは、主に未燃炭化水素からなる、望ましくない、通常は光沢のある膜である。ターボチャージャー付きディーゼルエンジンでは、比較的冷えたエンジンシリンダ内での不完全燃焼によってこの状態が生じることが多い。半燃焼燃料がターボチャージャーノズル上で硬化して、固着する傾向があり、通常はターボチャージャーの交換が必要になる。
【０００３】
従来のディーゼルエンジンでは、ＶＧＴノズルが開放及び閉鎖位置を周期的に循環して堆積した煤の除去を容易にすることが知られている。また、排気温度を上昇させて、ディーゼル酸化触媒及びディーゼル微粒子除去フィルター等の排気後処理システム構成部品の洗浄、再生、又は加熱を容易にすることを目的とする「加熱モード」運転を実行することも知られている。また、煤堆積物は低温での長時間アイドル運転中に発生しやすく、排気温度を周期的に加熱して煤の除去を容易にするのが有効であることもわかっている。しかしながら、これらの操作は、通常はワニスの堆積を防止又は除去するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ワニスの堆積を制御する方法を提供することが望ましい。また、ワニスの堆積の制御を容易にするためのディーゼルエンジン装置構成を提供することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、ディーゼルエンジンターボチャージャーの可変形態タービン（ＶＧＴ）におけるワニスの堆積を制御する方法が提供される。本方法によれば、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかが判定される。運転パラメータが既定のレベルであると判定されると、ワニス堆積制御シーケンスが開始される。シーケンスは、ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとからなる。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、ディーゼルエンジン装置は、ディーゼルエンジンと、エンジンの下流の可変形態タービン（ＶＧＴ）を含むターボチャージャーと、運転パラメータがＶＧＴへのワニスの堆積を制御するためのワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段と、運転パラメータが既定のレベルであると判定手段が判定した場合、ワニス堆積制御シーケンスを開始するように構成された制御装置とからなる。ワニス堆積制御シーケンスは、ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとからなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の特徴及び利点は、同じ数字が同様の要素を表す図面と併せて以下の詳細な説明を読むことによって十分理解される。
【０００８】
【図１】本発明の一態様によるディーゼルエンジン装置の概略図である。
【図２】本発明の別の態様によるワニスの堆積制御方法におけるステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一態様によるディーゼルエンジン装置２１を概略的に示したものである。装置２１は、ディーゼルエンジン２３と、エンジンの下流の可変形態タービン（ＶＧＴ）２７を含むターボチャージャー２５とからなる。運転パラメータがＶＧＴ２７へのワニスの堆積を制御するためのワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段が設けられる。詳細な手段は、運転パラメータが何かによって決まる。運転パラメータは、エンジン運転パラメータやモデリングに基づくパラメータ等の幾つかの特有のパラメータの関数であってよく、幾つかの特有のセンサ、推定値、又は判定に関わっていてもよい。制御装置２９は、運転パラメータが既定のレベルであると判定手段が判定した場合、ワニス堆積制御シーケンスを開始するように構成される。
【００１０】
ワニス堆積制御シーケンスは、ＶＧＴ２７の上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズル３３のノズル開口を小開口径と大開口径（図１に点線で概略的に示す）の間で、例えばＶＧＴの翼を最大開放開口径（１００％）と最大閉鎖開口径（０％）の間で、又は最大開放から最大閉鎖までの間の幾つかの位置の間で移動させることによって、変化させるステップとからなる。ノズル開口径の変化を排気温度の上昇に「関連して」と説明することにより、ノズル開口径の変化は温度上昇と同時に、或いは、例えば各温度上昇又は全温度上昇後の異なる時間に実行されることになるが、特にワニス堆積制御シーケンスに関してノズル開口径の変化と排気温度の上昇との間には関連性があることを伝えることを目的としている。
【００１１】
また、「ワニス堆積制御シーケンス」中に実行されるノズル開口径の変化及び排気温度の上昇は、エンジン運転中に相互に関連してランダムに発生するか、又は相互に関連してはいるがワニスの堆積制御用の特定のシーケンスには関連していない、ノズル開口径の変化及び排気温度の上昇と対比することも目的としている。例えば、ＶＧＴノズル開口を閉鎖することによって、ＶＧＴの上流の排気温度が上昇することになるが、これらの２つのステップは、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかの判定に応じて実行される場合を除いて、ワニス堆積制御シーケンスのステップとして相互に関連して実行されることはない。
【００１２】
理論に縛られるつもりはないが、少なくとも可動翼を有する型式のＶＧＴに関連して実行される場合、開口径を変化させることは、通常、ＶＧＴの表面をこすり落として、ワニス又は煤堆積物を除去する効果がある。ＶＧＴの上流の温度を上昇させることにより、温度にもよるが、排気流中の炭化水素の更なる燃焼を促進し、それによって炭化水素がＶＧＴの構成部品上にワニス堆積物を形成するのを防ぐこと、又は翼のようなＶＧＴ構成部品の動きによってＶＧＴの構成部品からより容易に除去することが可能な煤にワニス堆積物を変えることができる。温度の上昇は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル微粒子除去フィルター（ＤＰＦ）、又は選択触媒還元装置（ＳＣＲ）を加熱、再生、又は洗浄するために従来から利用されていたタイプの「加熱モード」運転中に従来から利用されているのと同じ装置及び同じ手法を用いて実行することができる。ＶＧＴの上流の温度を少なくとも約１７５℃まで上昇させると、ワニス堆積物を防止することを促進するのに有効であることがわかっており、温度を少なくとも約３５０℃まで上昇させると、ワニス堆積物を煤に変えること、又は別の方法で既存のワニス堆積物を除去することを促進するのに有効であることがわかっている。
【００１３】
運転パラメータは、どのワニス堆積制御シーケンスが実行されるかに応じて、通常、ワニスの堆積又はワニスが堆積する可能性を示す１つ又は複数のパラメータからなる。運転パラメータの例証としては、推定されるワニス堆積レベル、実際のワニス堆積レベル、ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力、エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、エンジン冷却水温度、障害のあるハードウェアの検出、シリンダ温度、インテークマニホールド温度、及び噴射圧力が挙げられる。ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力などの運転パラメータはワニスの堆積の影響を表すことになり、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段は、例えば、ＶＧＴの翼を動かそうとしてモータ３７によって引き出された電力を測定するために従来から利用されていた電流計、電圧計、又はその他のセンサ等の電気センサ３５であってよい。エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、及びエンジン冷却水温度等の運転パラメータは、ワニスの堆積に関係する原因又は要因として働く傾向があるパラメータであり、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段は、温度計又は感温スイッチ３９及びタイマー４１等のセンサであってよい。実際のワニス堆積レベルなどの運転パラメータは直接観察又は測定に基づくものであり、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段は、カメラ４３等の、直接又は間接測定或いは観察を可能にする装置であってよい。推定されるワニス堆積レベルなどの運転パラメータは、例えば、ワニスの堆積を引き起こす又はワニスの堆積に関係する傾向があるパラメータのような、実際の、測定されたパラメータであってよい、その他のパラメータの関数としてワニス堆積を計算するモデルに基づいており、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段は、実際のパラメータのレベルを判定するのに用いられる手段（例えば、電気センサ、温度計、温度スイッチ、タイマー、センサが様々な量のワニスで覆われた時に様々な信号を提供するセンサ、及び／又はカメラ）のいずれかであってよい。障害のあるハードウェアなどの運転パラメータには、障害のある燃料噴射器、及び障害のあるセンサなど、「燃料汚れ」に関係する傾向があるパラメータが含まれる。シリンダ温度などの運転パラメータには、シリンダが比較的冷えているという判定が含まれており、これはワニスを引き起こす又はワニスを表す可能性がある状況である。インテークマニホールド温度の低さ及び噴射圧力の低さといった運転パラメータもまた、ワニスを引き起こす又はワニスを表す可能性があるパラメータである。
【００１４】
制御装置２９は、１つ又は複数の手法によって排気温度を第１の排気温度まで上昇させるように構成することができる。制御装置２９は、例えば、ＶＧＴノズル開口径の減少、（例えば、燃料噴射ノズル４５の作動を制御することによる）燃料噴射時期の遅延、（例えば、燃料噴射ポンプ４７の作動を制御することによる）燃料噴射圧力の低下、エンジン２３の速度の増加、及びセブンスインジェクタ（ｓｅｖｅｎｔｈ  ｉｎｊｅｃｔｏｒ）４９による注入によって、排気温度を上昇させることができる。
【００１５】
ワニス堆積制御シーケンスは、生じたワニスの堆積を低減又は除去する目的で、又はワニスの堆積を防止する目的で、或いはワニスの堆積の低減又は除去とワニスの堆積の防止の両方を目的として機能することができる。ワニスの堆積を防止するために実行されることになるワニス堆積制御シーケンスは、ワニスの堆積を低減又は除去するために実行されることになるワニス堆積制御シーケンスと異なる程度、異なる速度、又は異なるサイクル数で、ＶＧＴ２７の上流の排気温度を異なる第１の排気温度まで上昇させるステップと、排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルのノズル開口を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとを含むことになる。従って、ある状況下では、ワニスの堆積の防止を目的とするワニス堆積制御シーケンスの操作をしたとしても、ワニスの堆積が生じてしまう可能性があり、その場合、ワニスの堆積の低減又は除去を目的とするワニス堆積制御シーケンスを開始することが必要になることがある。
【００１６】
説明するように、電気センサ３５等の判定手段は、ＶＧＴ２７のノズル３３の開口径を変化させるのに必要な力を常に監視してもよい。制御装置２９は、少なくとも、各サイクルの間の所定の時間の長さにわたって排気温度を第１の排気温度に維持することも含まれる、十分な数の温度サイクルを経て、排気温度を第２の低い排気温度から第１の排気温度まで上昇させるか、又は、ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力を所定の値以下に維持するように、ＶＧＴ２７のノズル３３の開口径を小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるように構成することができる。ワニスが堆積した結果、ＶＧＴ２７のノズル開口径を変化させるのに必要な力がそれでもなお所定の値を超える場合には、ワニス堆積制御シーケンスは、堆積低減又は除去モードで機能することができる。堆積低減又は除去モードでは、制御装置２９は、少なくとも、十分な数の温度サイクルを経て、排気温度を第１の排気温度（ワニスの堆積を防止しようと排気ガスを上昇させた第１の排気温度よりも高い第１の排気温度になる）と第２の低い排気温度の間で循環させるか、又は、ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力が所定の値以下の値に変化するように、ＶＧＴのノズル開口を小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるように構成することができる。
【００１７】
図２は、ディーゼルエンジンターボチャージャー２５のＶＧＴ２７におけるワニスの堆積を制御する方法の基本ステップを示すフローチャートである。第１のステップ１００は、運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判断するステップからなる。運転パラメータが既定のレベルでない（即ち、「いいえ」の）場合、運転パラメータを継続的又は周期的に監視して、運転パラメータが変化したか、そして既定のレベルである（即ち、「はい」）かどうかを判定する。第２のステップ２００は、運転パラメータが既定のレベルであると判定された際、それに応じてワニス堆積制御シーケンスを開始するステップからなる。このシーケンスは、ＶＧＴ２７の上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズル３３のノズル開口を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとを含むことができる。
【００１８】
運転パラメータは、どのワニス堆積制御シーケンスが実行されるかに応じて、通常、ワニスの堆積又はワニスが堆積する可能性を示す１つ又は複数のパラメータからなり、例えば、推定されるワニス堆積レベル、実際のワニス堆積レベル、ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力、エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、及びエンジン冷却水温度の１つ又は複数である。
【００１９】
本方法は、通常、複数の温度サイクルを経て、排気温度を第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップを含む。第１の排気温度は、通常、ワニス堆積物を防止する目的で選択された温度（現在は少なくとも約１７５℃の温度だと考えられる）か、又は、例えば、ワニス堆積物を煤片に変えることによってワニス堆積物を除去する目的で選択された温度（現在は少なくとも約３５０℃の温度だと考えられる）になる。第２の低い排気温度は、通常、特定の周囲条件下で問題になる特定のエンジン運転モード（例えば、高エンジン負荷下、又はアイドル時、及び／又は、高又は低周囲温度及び圧力時のエンジン運転）によって生じる排気温度になる。排気温度は、エンジン排気後処理システム構成部品の加熱、再生、又は洗浄に利用される「加熱モード」運転を実行するために従来から利用されていた装置によって、或いは排気温度を上昇させることで知られているその他の手法によって、上昇させることができる。
【００２０】
任意の連続サイクルの間で、温度が第１の温度に維持される時間の長さ、及び低い第２の温度に維持される時間の長さは、特定の周囲条件下の特定の運転モードでの所定のエンジン運転における効果的なワニス堆積制御に必要な時間の長さを含む要因によって決まる。他の排気装置又はエンジン運転に対する任意の加熱サイクルの影響もまた、通常、温度が第１の温度又は第２の温度に維持される時間の長さを選択する際に考慮されることになる。
【００２１】
ＶＧＴ２７のノズル３３の開口径は、複数の温度サイクルを経て排気温度を循環させた後、温度サイクルの間又は温度上昇期間中に小開口径と大開口径の間で変化させることになる。ノズル３３の開口径は、複数のノズル開閉サイクルを経て小開口径と大開口径の間で循環させることができる。ＶＧＴ２７のノズル３３の開口径は、０％と１００％の開口径（及び、適切な場合はその反対）の間で変化させることができるが、開口径は完全閉鎖又は完全開放未満の他の開口径に変化させてもよい。
【００２２】
特にワニス堆積の防止に有効だとわかっているワニス堆積制御シーケンスは、エンジン冷却水温度が所定のエンジン冷却水温度以上である時にノズル３３の開口径を所定の開口径に維持するステップを含む。例えば、特定の型式のエンジンでは、冷却水温度が６０℃以上である時に冷却水温度が高温（例えば８０℃）に達するまでＶＧＴを開放したままにして、エンジンのウォームアップを促進することができる。しかしながら、特に低い周囲温度では、ＶＧＴが開放していると、冷却水温度は高温にならないか又はゆっくりとしか達することができず、排気温度が、比較的低温になりワニス堆積物の形成につながる傾向がある。本発明者は、冷却水温度が６０℃以上８０℃未満である時にそのような車両のノズルの開口径を最大開口径の３．６％の開口径に維持して、ワニスの堆積の防止を促進することが有効であることを見出した。ワニスの堆積の防止に最も有効な開口径及び冷却水温度は、様々なエンジン型式、運転モード、及び周囲運転条件によって異なると予想される。
【００２３】
特にワニスの堆積の防止に有効だとわかっている別のワニス堆積制御シーケンスには、周囲温度かそれ以下の所定の周囲温度や、運転期間かそれを超える所定の時間の長さを含む運転パラメータが関係する。例えば、−１５℃の周囲温度での長時間にわたるある種のエンジン型式の運転は、ワニスの堆積を招くことが認められている。本発明者は、一定の時間の長さ（例えば４時間）を経たこれらの低温度での運転の後、ワニス堆積制御シーケンスを開始してワニスの堆積を防止することが有効であることを発見した。このワニス堆積制御シーケンスは、複数の温度サイクルを経て排気温度を第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップを含むことができる。
【００２４】
特にワニスの堆積の防止に有効だとわかっている別のワニス堆積制御シーケンスには、所定の時間の長さのエンジンの長時間アイドル運転を含む運転パラメータが関係する。例えば、本発明者は、ある種のエンジン型式に関して、エンジンが３０分間の長時間アイドル運転していると判定された際にワニス堆積制御シーケンスを開始することが、ワニスの堆積の防止に有効になり得ることを見出した。対照的に、この同型式のエンジンでは、煤の堆積制御策として、アルゴリズムが１時間の長時間アイドルの後に（温度を上昇させることなく）自動的にＶＧＴの循環を開始する。
【００２５】
ＶＧＴ内のワニスを制御するためのワニス堆積制御シーケンスの最終的な目的は、ワニスの堆積の影響を受けず、ＶＧＴの適切な運転、特にＶＧＴの翼がノズルを開閉する機能を保証することである。特定の状況において、ワニス堆積制御シーケンスは、通常、十分な数の温度サイクルを経て、排気温度を第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップと、ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力が所定の値以下であるように、ＶＧＴのノズル開口を小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるステップの一方又は両方を含むことになる。これには、例えば電気センサ３５によって、必要な力を測定するステップと、必要な力が正常レベル以上に上昇した時にワニス堆積制御シーケンスを開始して、必要な力が正常レベルに戻るまでワニス堆積防止モードの一部として加熱及び／又は開口径変化サイクルを反復するステップ、或いは、必要な力が許容レベル以上に上昇した時にワニス堆積制御シーケンスを開始して、必要な力が許容レベルに戻るまでワニス堆積低減又は除去モードの一部として加熱及び／又は開口径変化サイクルを反復するステップとが含まれる。
【００２６】
本願において、「〜を含む」等の用語の使用は非限定的であり、「〜を備える」等の用語と同じ意味を有することを目的とし、その他の構造、材料、又は行為の存在を排除するものではない。同様に、「〜することができる」又は「〜してもよい」等の用語の使用も非限定的であり、構造、材料、又は行為が必須ではないことを表すことを目的としているが、そのような用語を使用しないからといって構造、材料、又は行為が必須であることを表すものではない。その構造、材料、又は行為が現時点で必須だと考えられる場合は、そのように特定される。
【００２７】
本発明を好適な実施形態に従って図示及び説明したが、特許請求の範囲に記載の発明から逸脱することなく、本発明に変形及び変更を加えることができることが認識されよう。
【図１】
2015502483.tif 000003
【図２】
2015502483.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月27日(2013.8.27)
【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】
ディーゼルエンジンターボチャージャーの可変形態タービン（ＶＧＴ）におけるワニスの堆積を制御する方法であって、
運転パラメータがワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するステップと、
前記運転パラメータが既定のレベルであると判定されると、前記ワニス堆積制御シーケンスを開始するステップとからなり、前記シーケンスは、
前記ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、
前記排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとからなる、ワニス堆積制御方法。
【請求項２】
前記運転パラメータは、推定されるワニス堆積レベル、実際のワニス堆積レベル、前記ＶＧＴのノズル開口径を変化させるのに必要な力、エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、エンジン冷却水温度、障害のあるハードウェアの検出、シリンダ温度、インテークマニホールド温度、及び噴射圧力の１つまたは複数を含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項３】
複数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップを含む、請求項１又は２に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項４】
前記複数の温度サイクルを経た前記排気温度の循環ステップの後に、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と前記大開口径の間で変化させるステップを含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項５】
複数のノズル開閉サイクルを経て前記ノズルを前記小開口径と前記大開口径の間で循環させることによって、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と前記大開口径の間で変化させるステップを含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項６】
前記第１の排気温度は、前記ＶＧＴに蓄積したワニスを煤片に変えるのに十分な温度である、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項７】
前記第１の排気温度は約１７５℃以上である、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項８】
前記第１の排気温度は約３５０℃以上である、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項９】
前記排気温度を所定の時間の長さにわたって前記第１の排気温度に維持するステップを含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１０】
前記ＶＧＴの前記開口径を０％と１００％の開口径の間で変化させるステップを含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１１】
エンジン冷却水温度が所定のエンジン冷却水温度以上である時に前記ＶＧＴノズルの前記開口径を所定の開口径に維持するステップを含む、請求項１０に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１２】
前記運転パラメータは、周囲温度かそれ以下の所定の周囲温度と、運転期間かそれを超える所定の時間の長さを含んでおり、前記ワニス堆積制御シーケンスは、複数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップを含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１３】
前記運転パラメータはエンジンの長時間アイドル運転を含んでおり、前記ワニス堆積制御シーケンスは、エンジンが所定の時間の長さにわたって長時間アイドル運転していると判定された際に開始される、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１４】
ＶＧＴノズル開口径の減少、噴射時期の遅延、燃料噴射圧力の低下、エンジン速度の増加、及びセブンスインジェクタによる注入の１つ又は複数によって、排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるステップを含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１５】
十分な数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるステップと、前記ＶＧＴの前記開口径を変化させるのに必要な力が所定の値以下であるように、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるステップの一方又は両方を含む、請求項１に記載のワニス堆積制御方法。
【請求項１６】
ディーゼルエンジン装置であって、
ディーゼルエンジンと、
前記エンジンの下流の可変形態タービン（ＶＧＴ）を含むターボチャージャーと、
運転パラメータが前記ＶＧＴへのワニスの堆積を制御するためのワニス堆積制御シーケンスを開始するのに定められたレベルであるかどうかを判定するための手段と、
前記運転パラメータが既定のレベルであると前記判定手段が判定した場合、前記ワニス堆積制御シーケンスを開始するように構成された制御装置とからなり、前記ワニス堆積制御シーケンスは、
前記ＶＧＴの上流の排気温度を第１の排気温度まで上昇させるステップと、
前記排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるステップに関連して、ＶＧＴノズルの開口径を小開口径と大開口径の間で変化させるステップとからなる、ディーゼルエンジン装置。
【請求項１７】
前記運転パラメータは、推定されるワニス堆積レベル、実際のワニス堆積レベル、前記ＶＧＴノズルの開口径を変化させるのに必要な力、エンジン運転期間、エンジンアイドル運転期間、周囲温度、及びエンジン冷却水温度の１つまたは複数を含む、請求項１６に記載のディーゼルエンジン装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、ＶＧＴノズル開口径の減少、噴射時期の遅延、燃料噴射圧力の低下、エンジン速度の増加、及びセブンスインジェクタによる注入の１つ又は複数によって、排気温度を前記第１の排気温度まで上昇させるように構成される、請求項１６又は１７に記載のディーゼルエンジン装置。
【請求項１９】
前記判定手段が前記ＶＧＴノズルの前記開口径を変化させるのに必要な力が所定の値を超えるかどうかを判定し、前記制御装置は、少なくとも、十分な数の温度サイクルを経て前記排気温度を前記第１の排気温度と第２の低い排気温度の間で循環させるか、又は、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を変化させるのに必要な前記力が前記所定の値以下の値に変化するように、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と大開口径の間で変化させるように構成される、請求項１６乃至１８のいずれかに記載のディーゼルエンジン装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、少なくとも、十分な数の温度サイクルを経て前記排気温度を第２の低い排気温度から前記第１の排気温度に上昇させるか、または、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を変化させるのに必要な力を所定の値以下に維持するように、前記ＶＧＴノズルの前記開口径を前記小開口径と大開口径の間で十分な回数変化させるように構成される、請求項１６乃至１９のいずれかに記載のディーゼルエンジン装置。
【国際調査報告】
2015502483.tif 000005
2015502483.tif 000006