(57)【要約】【課題】排気ガス温度が既知のシステムの初期温度以上に保証されないエンジン負荷状態の下でもフィルタにトラップされる微粒子の燃焼を自動的に始動する。【解決手段】本発明は、エンジンの膨張ストロークの間、エンジンシリンダ内への燃料のインジェクションを含むメインインジェクションフェーズ及び補助ポストインジェクションフェーズを具備するディーゼルエンジンの微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法に於いて、前記インジェクションは前記エンジンの排気ガス温度に於いて上昇を生じるポストインジェクテッド燃料消費を生成するようにレールインジェクションシステムを介して実行されることを特徴とするディーゼルエンジンの微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの膨張ストロークの間、エンジンシリンダ内への燃料のインジェクションを含むメインインジェクションフェーズ及び補助ポストインジェクションフェーズを具備するディーゼルエンジンの微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法に於いて、前記インジェクションは前記エンジンの排気ガス温度に於いて上昇を生じるポストインジェクテッド燃料消費を生成するようにレールインジェクションシステムを介して実行されることを特徴とするディーゼルエンジンの微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法。
【請求項２】
前記ポストインジェクションフェーズは連続するサイクルに於いて前記エンジンシリンダで交互に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、記憶されたサイクルシーケンスに従って前記ポストインジェクションフェーズを制御するステップから構成されることを特徴とする請求項１若しくは２の何れかに記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、前記エンジンの状態をモニタするため、及び予め定められた値以上の時間連続する予め定められた出来事を検出する前記ポストインジェクションフェーズを作動するために提供されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１に記載の方法。
【請求項５】
前記エンジン状態はエンジンスピードと負荷から構成され、前記出来事はそれぞれの閾値以下に落ちるエンジンスピードと負荷から構成されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記エンジン状態は前記微粒子フィルタの詰まり度合いで構成され、前記微粒子フィルタから上流の圧力と、エンジンスピードと負荷の関数として計算され、前記出来事はそれぞれの閾値を越えた前記詰まる度合いで構成されることを特徴とする請求項４若しくは５の何れかに記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、予め定められた動作時間間隔で前記ポストインジェクションフェーズを作動するために提供されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１に記載の方法。
【請求項８】
前記ポストインジェクションフェーズはエンジン負荷とスピードの関数として燃料の量のインジェクションで構成されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１に記載の方法。
【請求項９】
前記ポストインジェクションフェーズはエンジン負荷とスピードの関数として、前記メインインジェクションフェーズに関連して、遅延されることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１に記載の方法。
【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の微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法に関連したものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、環境を保護するために、多くの努力が払われており、多くの国で、内燃機関の排出を制御するために、より困難な制限が課されている。
【０００３】
特にディーゼルエンジンに関して、主な問題は、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の非常に低い内容物に対抗するように、酸化窒素（ＮＯx）と微粒子の排気ガスの存在に払われるべきものである。
【０００４】
排気ガスの微粒子内容物を最小にするために、排気ラインに沿って、幾つかのシステム特徴で、微粒子の燃焼されていない粒子を保持するフィルタが構成され、そしてそれはトラップされた微粒子を焼き払うことによって、定期的に清掃（「再生」）されねばならない。
【０００５】
微粒子の燃焼が、高温−約５００〜５５０℃−特定の環境に於いてのみ、自然に自動的に始められるので、幾つかのフィルタは、トラップされた微粒子の燃焼が自動的に始まる温度に、該フィルタを熱するために、定期的に活性化される熱成分で適合させられる。他のシステムは、概略的に３５０℃に初期の温度を下げるための触媒を提供するものであるが、その解決は中位のエンジン負荷状態の下でのみ有効なものである。エンジンの長期に亘る低負荷動作（例えば市街地走行）、及び／または低い外気温度（冬季）の存在の場合、排気ガスの温度は、燃焼初期温度よりも低く、微粒子がフィルタ上に徐々に蓄積するので、増加される反対圧力、減ぜられたパフォーマンス、増加された燃料消費及びエンジンの可能に一様な失速にて結果として生じる。
【０００６】
そのうえ、確実な走行状態に於いて、微粒子が多く蓄積されることは、「臨界の」再生現象に於いて結果として生じ得るもので、それは微粒子の燃焼が突然に制御されなくなり、フィルタのセラミックマトリクスの内部が熱されてフィルタ自体が損傷してしまうものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、排気ガス温度が既知のシステムの初期温度以上に保証されないエンジン負荷状態の下でも、フィルタにトラップされる微粒子の燃焼を自動的に始動する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、エンジンの膨張ストロークの間、エンジンシリンダ内への燃料のインジェクションを含むメインインジェクションフェーズ及び補助ポストインジェクションフェーズを具備するディーゼルエンジンの微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法に於いて、前記インジェクションは前記エンジンの排気ガス温度に於いて上昇を生じるポストインジェクテッド燃料消費を生成するようにレールインジェクションシステムを介して実行されることを特徴とするディーゼルエンジンの微粒子フィルタの再生を自動的に始動する方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様において、前記ポストインジェクションフェーズは連続するサイクルに於いて前記エンジンシリンダで交互に行われることを特徴とする方法が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、上記第１又は第２の態様において、前記方法は、記憶されたサイクルシーケンスに従って前記ポストインジェクションフェーズを制御するステップから構成されることを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、上記第１乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記方法は、前記エンジンの状態をモニタするため、及び予め定められた値以上の時間連続する予め定められた出来事を検出する前記ポストインジェクションフェーズを作動するために提供されることを特徴とする方法が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によれば、上記第４の態様において、前記エンジン状態はエンジンスピードと負荷から構成され、前記出来事はそれぞれの閾値以下に落ちるエンジンスピードと負荷から構成されることを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
本発明の第６の態様によれば、上記第４若しくは第５の態様の何れかにおいて、前記エンジン状態は前記微粒子フィルタの詰まり度合いで構成され、前記微粒子フィルタから上流の圧力と、エンジンスピードと負荷の関数として計算され、前記出来事はそれぞれの閾値を越えた前記詰まる度合いで構成されることを特徴とする方法が提供される。
【００１４】
本発明の第７の態様によれば、上記第１乃至第３の態様の何れかにおいて、前記方法は予め定められた動作時間間隔で前記ポストインジェクションフェーズを作動するために提供されることを特徴とする方法が提供される。
【００１５】
本発明の第８の態様によれば、上記第１乃至第７の態様の何れかにおいて、前記ポストインジェクションフェーズはエンジン負荷とスピードの関数として燃料の量のインジェクションで構成されることを特徴とする方法が提供される。
【００１６】
本発明の第９の態様によれば、上記第１乃至第８の態様の何れかにおいて、前記ポストインジェクションフェーズはエンジン負荷とスピードの関数として、前記メインインジェクションフェーズに関連して、遅延されることを特徴とする方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、排気ガス温度が既知のシステムの初期温度以上に保証されないエンジン負荷状態の下でも、フィルタにトラップされる微粒子の燃焼を自動的に始動する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、この発明に関連する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を概略的に示した図である。システム１に於いて、この発明に適切な部分のみ示され、燃料コンジットは連続した線により表示され、破線はコントロール及び測定された量信号を供給する電気的なラインを表示する。
【００１９】
システム１は、燃料（ディーゼル燃料）タンク２と、 低圧コンジット４によりタンク２に接続された高圧供給ポンプ３と、 高圧ライン７に沿ったプレッシャーレギュレータ６と、 プレッシャーレギュレータ６とタンク２との間の低圧燃料リターンコンジット８と、 コンジット７に接続してインジェクタに接続するための１つ以上の要素を表す高圧燃料レール９と、 エンジン１２の各シリンダ１１の１つであって、レール９に接続された多数のインジェクタ１０と、 種々のセンサ、メモリされたマップ、及び与えられたコントロール計略からの信号を基準としてシステム構成要素を統治するパワーコントロールユニット（セントラルコントロールユニット）１６と、 エンジン排気マニホールド（図示せず）に接続された燃焼生成排気コンジット１７と、 排気コンジット１７上の微粒子フィルタ１８と、 吸入マニホールド１９と、 レール９上の圧力センサ２０と、 エンジン１２のカムシャフト（図示せず）上のサイクルセンサ２１と、 前記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センサ２２と、 微粒子フィルタ１８から上流の、排気コンジット１７上の圧力センサ２４と、を備えている。
【００２０】
プレッシャーレギュレータ６、インジェクション１０、圧力センサ２０、サイクルセンサ２１と、エンジンスピード及びストロークセンサ２２は、電気的データ及びコントロール交換ラインに渡ってセントラルユニット１６に接続される。
【００２１】
この発明に従ってセントラルユニット１６により標準に制御されたメインインジェクションフェーズに加えて、インジェクションシステム１は、また、エンジンの排気温度を上昇させることをポスト注入燃料のために提供し、及び／または前記フィルタ上に蓄積された微粒子の点火温度を下げるため、そして低温、フィルタの低いエンジン負荷再生を援助する不完全燃焼産出物（ＨＣ）を発生させる。
【００２２】
補助のポストインジェクションフェーズのタイミングが図２に概略的に示され、第１のグラフは各シリンダの種々のストロークの圧力を示し、第２のグラフは３つの異なる場合に於けるメインインジェクション（３０）とポストインジェクション（３１）の配置を示したものであり、ＴＤＣは、真中上限、ＢＤＣは真中下限、ＩＮＤは誘導ストローク、ＣＯＭＰは圧縮ストローク、ＥＸＰは膨張ストローク、そしてＥＸは排気ストロークを示している。
【００２３】
一点鎖線による曲線は低いエンジン負荷状態の下でのインジェクションプレッシャーを示し、破線による曲線は中位のエンジン負荷状態の下でのインジェクションプレッシャーを示し、連続した線による曲線は中位より高いエンジン負荷状態の下でのインジェクションプレッシャーを示している。同様に、前述した３つの場合に於けるメインインジェクションとポストインジェクションフェーズのタイミングは、同じグラフィック手段、一点鎖線（低い負荷）、破線（中位の負荷）及び連続した線（高い負荷）を使用して示される。メインインジェクションとポストインジェクションフェーズの右及び左への矢印は、示された例と比較されるように、エンジンの動作状態を考慮して、進められたか、遅延されたか、長くされたか、或いは短くされたかという配置及び期間の変化の可能性を示しており、エンジンの消費を最適化するための要求された状態でフィルタの注入温度を確実にする。
【００２４】
この発明に従って、ポストインジェクションフェーズは、膨張ストロークＥＸＰの間、前記シリンダ中に直接燃料−空気混合物の所定の量のインジェクションを備え、そのときの燃焼室の温度は、その燃焼のためにまだ十分に高い。この目的のために、（フィルタの反対圧力及びエンジンスピードと負荷に基いた）フィルタの詰まり値と予め定められたアルゴリズムに基いて、セントラルユニット１６はポストインジェクションを実行するときに、エンジン負荷及びスピードの関数として、タイミングと量を或いは決定する。
【００２５】
更に明確に、スタート角度は、（最も低い負荷に関係がある図２に於いて曲線ａ）により示されるように）負荷に正比例するものであり、注入された燃料量は負荷に反比例する。
【００２６】
一般に、ポストインジェクションは前記２つの合計に等しい期間の１つのインジェクションとして、前記メインインジェクション以降を直ちに実行し得るもので、メインインジェクション（中位の負荷）の数パーセントからメインインジェクションの最大およそ４０〜５０％にポスト注入された燃料範囲の量は、問題のエンジンスピードに関連している。
【００２７】
この発明の１つの実施例によれば、各々のサイクルの全てのシリンダで実行されるのに対抗するように、前記シリンダの熱負荷のバランスを取るため、及び全てのシリンダに存在する同じ状態を持つシステムにより取扱うことができるもの以上の小さい全ての量のポストインジェクションを可能にするように、ポストインジェクションは連続したサイクルで１つのシリンダから別のシリンダに交互にされる。
【００２８】
また、エンジン１２の動作状態に依存して、ポストインジェクションは予め定められた連続的または非連続的なサイクルの数で実行することができる。
【００２９】
本来、シリンダの交互性で、連続的なサイクルのシーケンスを可能にする前記ポストインジェクション、及び実行されるべく（全ての期間）そのポストインジェクションのサイクル数は、セントラルユニット１６に関連したまたは記憶素子に於けるエンジン状態の関数として記憶される。
【００３０】
ポストインジェクションは、種々の方法の何れで実行することができる。第１の解釈に於いて、（通常は他の処理機能のために既に有効である）エンジンの動作負荷は、それが予め定められた限界値以下にどれだけ長く残るかを決定するために連続的にモニタされる。
【００３１】
そして、もしエンジンが予め定められたタイムリミットを越えて十分でない負荷で動作すれば、セントラルユニットは、最も詰まりそうなフィルタの再生を始動するためにポストインジェクションフェーズを作動させる。この場合、前記フィルタから上流のプレッシャーセンサは、不要とすることができる。
【００３２】
第２の解釈として、前記ポストインジェクションフェーズは、前提である、一般的に言えば低いエンジンスピードで、予め定められた動作時間の後フィルタが詰まり、規則的な間隔で自動的にフィルタの初期再生が受け入れられる状態の下で動作するフィルタを確実にするように、エンジン負荷に関わらず定期的にもたらされる。この解釈は、周知の、一定の動作モードに最も適している。
【００３３】
第３の解釈に於いて、フィルタの詰まりは、センサ２４によって、間接的にモニタすることにより決定され、フィルタから上流の圧力及びそれは、フィルタ上に付いた微粒子に関連付けられる。この場合、セントラルユニット１６は周知のアルゴリズムに基いて、パーセンテージのように標準的に表される、フィルタの詰まりを計算するために提供されるもので、その変数はエンジンスピードと負荷をも含み、到達される予め定められたパーセンテージのポストインジェクションフェーズを可能にする。
【００３４】
第４の解釈に於いて、組合わされた方法が適用される。フィルタの詰まりは前記第３の解釈のようにモニタされ、そして予め定められた閾値に到達し（例えば８０％）、セントラルユニットは、ポストインジェクションフェーズを実行するために、例えば予め定められた値以下のエンジン負荷の正しいモーメントを待機するために切換え、そしてこのような負荷を決定し、前記ポストインジェクションフェーズを作動する。本来、この解釈に於いて、前記セントラルコントロールユニットは最大許容値内に残る詰まりを決定するために続けられ、そして、もしこれが越えれば、フィルタへの損傷を防止するため及び燃料消費を最小にするために、動作負荷に関わらずポストインジェクションを作動する。
【００３５】
前述したタイプのエレクトロニックレールインジェクションシステムで、ポストインジェクションフェーズはセントラルユニット１６によってインジェクタ１０に供給されるコントロール信号により電気的に制御されるインジェクションの長所により困難なことなく実行され、エンジンストロークに関するタイミングは十分に適応性のあるものであり、前記システムに固有の特性によって決して制限されない。
【００３６】
この発明の利点は、次の通りである。特に、それはそれら自身でそのようにすることができないであろうエンジン状態の下で、微粒子フィルタを再生することを提供する。そのうえ、一見してそれが燃料消費を増加させるように見えるかもしれないが、フィルタが詰まった（フィルタから上流のエンジンまたは圧力の低いスピードの動作時間に基いて検出されたような）とき、すなわち、燃料消費がフィルタの状態に払われるべく既に増加されたとき、実行されるポストインジェクションの長所により、これはそのようにはならない。
【００３７】
ポストインジェクションがフィルタの動作状態を再生して、故に改良するために提供されるので、前記ポストインジェクションフェーズに払われるべく消費の増加は、フィルタの動作状態を改良することによって達成された低減により、更に補償される。
【００３８】
そのうえ、この発明に従った方法は、存在するエレクトロニック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容易に及び安価で実行することができるので、エンジンまたはインジェクションシステムに対して特別な装置と改造を要求しないが、インジェクタ信号の簡単なソフトウェア制御を要求する。
【００３９】
明瞭に、この発明の範囲から逸脱することなく、前述され且つここに示された方法への変化を作ることができる。特に、既に述べられたように、前記ポストインジェクションフェーズは、最適な動作状態を確実にするために、示された例と比較されるように、進められか、遅らせられることができる。
【００４０】
本発明の一態様によれば、メインインジェクションフェーズを具備するレールインジェクションシステムによるディーゼルエンジンの微粒子のフィルタの再生を自動的に始動する方法に於いて、 前記エンジンの膨張ストロークの間補助のポストインジェクションフェーズを備えることを特徴とする方法が提供される。この序文に従ったディーゼルエンジンの微粒子フィルタを再生する方法はＥＰ−Ａ−０  ０７０  ６１９に開示されるものであり、ポストインジェクションフェーズはフィルタに対して燃焼していない燃料を供給するように排気ストロークに於いてシリンダに直接実行される。前記フィルタの再生は、排気ガス温度の上昇を生じることなくもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】既知のディーゼルエンジンインジェクションシステムのブロック図を示したものである。
【図２】この発明に従った、エンジンストロークに関して圧力とインジェクションのグラフを示したものである。
【符号の説明】
【００４２】
３０・・・メインインジェクション、３１・・・ポストインジェクション。
【図１】
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【図２】
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