(57)【要約】【課題】  ＮＯｘ吸着装置を再生するための移行のようなリーンからリッチへ移行中の車両の作動の荒さの原因となるエンジン出力トルクの変動を低減するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】  ＮＯｘ吸着装置を再生させるためのリーン−リッチ移行（図３）を発生させ、同時に、エンジントルク出力変動を減衰させるためのトルク感知の使用を必要とすることなく移行中のエンジントルク出力変動を減衰させる方法でシリンダ内事後噴射を使用するＮＯｘ吸着装置（２８）の再生を達成するためのエンジンシステム及び方法。【選択図】      図１
2005140118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン作動がリーンからリッチへ移行中にエンジンが発生させる出力トルクを制御する方法であって、
ａ）エンジンがリーン運転している時に、ある特定のパラメータのデータ値を処理して、所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクをエンジンに発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する段階と、
ｂ）エンジンをリーン運転からリッチ運転へ移行させ、一方、ｉ）段階ａ）の処理から得られた所望エンジン燃料供給に対する前記データ値と、ｉｉ）エンジン速度に対するデータ値と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比に対するデータ値とを処理することによって、エンジンをリッチ運転させると同時にエンジン出力トルクをエンジンがリーン運転していた時の前記所定のエンジン速度での前記対応する所望エンジン出力トルクに維持するように努める所望エンジン燃料供給に対するデータ値を処理することにより、出力トルクを前記所定のエンジン速度での前記対応する所望エンジン出力トルクに維持するように努める段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
段階ｂ）は、
エンジンがリッチ運転している時に、エンジンをリッチ運転させるためのエンジン燃料供給のデータ値に空燃比のデータ値を相関させる機能によって実空燃比に対するデータ値を処理すると同時に、エンジン出力トルクをエンジンがリーン運転していた時の前記所定のエンジン速度での前記対応する所望出力トルクに維持するように努める段階、及び、前記所望エンジン燃料供給のデータ値を、前記機能によって前記実空燃比のデータ値に相関された前記エンジン燃料供給のデータ値にする段階、
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】
段階ａ）は、
エンジンがリーン運転している時に、エンジン速度及びアクセルペダル位置のデータ値を処理して、エンジンに所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する段階、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
所望エンジン燃料供給に対するデータ値に従ってエンジンに燃料供給するための燃料供給システムと、
所望エンジン燃料供給に対するデータ値を含む様々なエンジン機能を制御するためのデータを作成するために様々なデータを処理する制御システムと、
を含み、
前記制御システムは、
ａ）エンジンをリーン運転させ、かつ、エンジンがリーン運転している時に、ある特定のパラメータのデータ値を処理して、所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクをエンジンに発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成し、
ｂ）エンジンをリーン運転からリッチ運転へ移行させ、一方、ｉ）ａ）の処理から得られた所望エンジン燃料供給に対する前記データ値と、ｉｉ）エンジン速度に対するデータ値と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比に対するデータ値とを処理することによって、エンジンをリッチ運転させると同時にエンジン出力トルクをエンジンがリーン運転していた時の前記所定のエンジン速度での前記対応する所望エンジン出力トルクに維持するように努める所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成することにより、出力トルクを前記所定のエンジン速度での前記対応する所望エンジン出力トルクに維持するように努める、
ための制御方法を含む、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
エンジンをリーン運転からリッチ運転へ移行させ、一方、ｉ）ａ）の処理から得られた所望エンジン燃料供給に対する前記データ値と、ｉｉ）エンジン速度に対するデータ値と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比に対するデータ値とを処理することによって、エンジンをリッチ運転させると同時にエンジン出力トルクをエンジンがリーン運転していた時の前記所定のエンジン速度での前記対応する所望エンジン出力トルクに維持するように努める所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成することにより、出力トルクを前記所定のエンジン速度での前記対応する所望エンジン出力トルクに維持するように努める前記制御方法の部分は、
エンジンがリッチ運転している時に、エンジンをリッチ運転させるためのエンジン燃料供給のデータ値に空燃比のデータ値を相関させる機能によって実空燃比に対するデータ値を処理すると同時に、エンジン出力トルクをエンジンがリーン運転していた時の前記所定のエンジン速度での前記対応する所望出力トルクに維持するように努める段階、及び、前記所望エンジン燃料供給のデータ値を、前記機能によって前記実空燃比のデータ値に相関された前記エンジン燃料供給のデータ値にする段階、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
エンジンをリーン運転させ、かつ、エンジンがリーン運転している時に、ある特定のパラメータのデータ値を処理して、所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクをエンジンに発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する前記制御方法の部分は、
エンジンがリーン運転している時に、エンジン速度及びアクセルペダル位置のデータ値を処理して、エンジンに所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する段階、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項７】
所望エンジン燃料供給に対するデータ値に従って燃料供給される内燃機関の排気システム内のＮＯｘ吸着装置を再生する方法であって、
ａ）ある特定のパラメータのデータ値を処理して、ＮＯｘ吸着装置再生のために排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく、エンジンに対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する段階と、
ｂ）ＮＯｘ吸着装置再生の開始に関連した条件を示す様々なパラメータのデータ値を処理する段階と、
ｃ）段階ｂ）の処理がＮＯｘ吸着装置再生を開始することができることを明らかにした後に、所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のための排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成すると同時に、ｉ）ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記対応する出力トルクを発生させると考えられる前記所望エンジン燃料供給と、ｉｉ）エンジン速度と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比とに対するデータ値を処理することにより、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記所望エンジン燃料供給が前記所定のエンジン速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに出力トルクを維持するように努めることを含み、前記ＮＯｘ吸着装置を再生するために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整するためにエンジン燃料供給を変えることにより、ＮＯｘ吸着装置再生を開始する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のための排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成すると同時に、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記所望エンジン燃料供給が前記所定のエンジン速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに前記出力トルクを維持するように努める前記段階は、
前記所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られる排気ガスを調整しない所望エンジン燃料供給の複数のデータ値の各々に対して、比較的大きな空燃比よりも低い比較的小さな空燃比の範囲を定めるデータ値と、その範囲内において、空燃比のデータ値及びＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値の間の関数関係とを作成すると同時に、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく、前記所望エンジン燃料供給が前記所定の速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに前記出力トルクを維持するように努める段階、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
比較的大きな空燃比よりも低い比較的小さな空燃比の範囲を定めるデータ値と、該比較的小さな空燃比の範囲内において、該空燃比のデータ値及びＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値の間の関数関係とを作成する前記段階は、
ｉ）前記比較的小さな範囲の上限を定める空燃比の境界データ値と、該空燃比の境界データ値に対して、対応する所望エンジン燃料供給のデータ値とを作成する段階と、
ｉｉ）前記比較的小さな空燃比の範囲内において、前記空燃比の境界データ値よりも小さな空燃比のデータ値と、該空燃比の境界データ値よりも小さな該空燃比のデータ値に対して、対応する所望エンジン燃料供給のデータ値とを作成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ＮＯｘ吸着装置再生のための排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成すると同時に、ｉ）ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整しない前記所望エンジン燃料供給と、ｉｉ）エンジン速度と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比とに対するデータ値を処理することにより、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記所望エンジン燃料供給が前記所定の速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに前記出力トルクを維持するように努める前記段階は、
段階ａ）から得られる所望エンジン燃料供給に対する前記データ値を処理して、前記空燃比のデータ値とＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値との間の前記対応する関数関係を選択する段階と、
前記空燃比のデータ値とＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値との間の前記選択された対応する関数関係に従ってエンジンが作動している実空燃比に対する前記データ値を処理し、それによって所望エンジン燃料供給に対するデータ値を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
段階ａ）は、
エンジン速度及びアクセルペダル位置のデータ値を処理して、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなくエンジンに対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対する前記データ値を作成する段階、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
段階ｂ）は、
トルク下限よりも大きくかつトルク上限よりも小さいエンジントルクの推定値に対して、ＮＯｘ吸着装置再生の開始及び継続を調整する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
エンジン内の燃料の燃焼から生じる排気からＮＯｘを吸着するためのＮＯｘ吸着装置を含む排気システムと、
所望エンジン燃料供給に対するデータ値に従ってエンジンに燃料供給するための燃料供給システムと、
所望エンジン燃料供給に対するデータ値を含む様々なエンジン機能を制御するためのデータを作成するために様々なデータを処理する制御システムと、
を含み、
前記制御システムは、
ａ）ある特定のパラメータのデータ値を処理して、ＮＯｘ吸着装置再生のために排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく、エンジンに対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成し、
ｂ）ＮＯｘ吸着装置再生の開始に関連した条件を示す様々なパラメータのデータ値を処理し、
ｃ）ｂ）の処理がＮＯｘ吸着装置再生を開始することができることを明らかにした後に、所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のための排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成すると同時に、ｉ）ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記対応する出力トルクを発生させると考えられる前記所望エンジン燃料供給と、ｉｉ）エンジン速度と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比とに対するデータ値を処理することにより、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記所望エンジン燃料供給が前記所定のエンジン速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに出力トルクを維持するように努めることを含み、前記ＮＯｘ吸着装置を再生するために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整するためにエンジン燃料供給を変えることにより、ＮＯｘ吸着装置再生を開始する、
ための制御方法を含む、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１４】
前記所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のための排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成すると同時に、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記所望エンジン燃料供給が前記所定のエンジン速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに前記出力トルクを維持するように努める前記制御方法の部分は、
前記所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られる排気ガスを調整しない所望エンジン燃料供給の複数のデータ値の各々に対して、比較的大きな空燃比よりも低い比較的小さな空燃比の範囲を定めるデータ値と、その範囲内において、空燃比のデータ値及びＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値の間の関数関係とを作成すると同時に、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく、前記所望エンジン燃料供給が前記所定の速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに前記出力トルクを維持するように努める方法、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエンジン。
【請求項１５】
比較的大きな空燃比よりも低い比較的小さな空燃比の範囲を定めるデータ値と、該比較的小さな空燃比の範囲内において、該空燃比のデータ値及びＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値の間の関数関係とを作成する前記制御方法の部分は、
ｉ）前記比較的小さな範囲の上限を定める空燃比の境界データ値と、該空燃比の境界データ値に対して、対応する所望エンジン燃料供給のデータ値とを作成し、
ｉｉ）前記比較的小さな空燃比の範囲内において、前記空燃比の境界データ値よりも小さな空燃比のデータ値と、該空燃比の境界データ値よりも小さな該空燃比のデータ値に対して、対応する所望エンジン燃料供給のデータ値とを作成する、
ための方法を含むことを特徴とする請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１６】
前記所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のための排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成すると同時に、ｉ）ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整しない前記所望エンジン燃料供給と、ｉｉ）エンジン速度と、ｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比とに対するデータ値を処理することにより、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく前記所望エンジン燃料供給が前記所定のエンジン速度で発生させると考えられる前記対応する出力トルクに前記出力トルクを維持するように努める前記制御方法の部分は、
ａ）から得られる所望エンジン燃料供給に対する前記データ値を処理して、前記空燃比のデータ値とＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値との間の前記対応する関数関係を選択し、
前記空燃比のデータ値とＮＯｘ吸着装置再生のための前記排気ガスを調整するのに有効な所望エンジン燃料供給のデータ値との間の前記選択された対応する関数関係に従ってエンジンが作動している実空燃比に対する前記データ値を処理し、それによって所望エンジン燃料供給に対するデータ値を形成する、
ための方法を含むことを特徴とする請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１７】
ある特定のパラメータのデータ値を処理して、ＮＯｘ吸着装置再生のために排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく、エンジンに対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する前記制御方法の部分は、
エンジン速度及びアクセルペダル位置のデータ値を処理して、ＮＯｘ吸着装置再生のために前記排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなくエンジンに対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対する前記データ値を作成する、
ための方法を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエンジン。
【請求項１８】
ＮＯｘ吸着装置再生の開始に関連した条件を示す様々なパラメータのデータ値を処理する前記制御方法の部分は、トルク下限よりも大きくかつトルク上限よりも小さいエンジントルクの推定値に対して、ＮＯｘ吸着装置再生の開始及び継続を調整するための方法を含むことを特徴とする請求項１３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、エンジンが運転を継続する時にＮＯｘ吸着装置が継続して有効であることが可能なようにエンジン排気システム内のＮＯｘ吸着装置から吸着ＮＯｘをパージする等の理由により、作動をリーン運転からリッチ運転へ一時的に移行することができる内燃機関によって駆動される自動車に関する。より具体的には、本発明は、ＮＯｘ吸着装置を再生するための移行のようなリーンからリッチへ移行中のこのような車両の作動の荒さの原因となるエンジン出力トルクの変動を低減するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＯｘ吸着装置を含むディーゼルエンジンの排気システムは、排気システムを通過するエンジンからの排気ガス中のＮＯｘの相当な量を吸着し、それによってそうでなければ大気中に放出されるであろうＮＯｘの量を減らすことができる。エンジンが運転を継続する時にＮＯｘ吸着装置がＮＯｘを有効に吸着し続けることができるように吸着ＮＯｘをそこからパージするために、そのような装置は時々再生しなければならない。ＮＯｘ吸着装置を再生するための公知の技術は、吸着ＮＯｘと反応させるための余分なＣＯを発生させてＮＯｘを分子窒素（Ｎ2）に還元すると同時に、その処理中にＣＯをＣＯ2に酸化する段階を含む。
【０００３】
余分なＣＯを発生させる１つの公知の方法は、エンジン燃焼室から放出される排気中に適正な量の燃料を噴射する段階を含む。この燃料は、エンジンの運動学的機構に作用してエンジントルクを発生する燃焼室の熱力学的過程によって変換される燃焼の熱エネルギには寄与しないので、エンジントルクに対して本質的に何の影響も及ぼさない。
【０００４】
１つ又はそれ以上の理由により、エンジントルクを発生する燃焼の熱エネルギに寄与する燃料の事後噴射をより所望代替方法であると見なすことができるが、両方の方法は、ＮＯｘ吸着装置をパージするための余分な燃料の噴射を必要とする。しかし、事後噴射による代替方法は、ＮＯｘ吸着装置再生中にエンジンが運転を続けるので、エンジン及び車両の荒さに影響を及ぼす望ましくないトルク変動をもたらす可能性があるエンジントルク出力への影響がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
公知の電子エンジン制御システムは、様々なデータソースからのデータを処理してエンジンの一定の機能を制御するための制御データを作成するプロセッサベースのエンジンコントローラを含む。エンジン燃料供給の量及びタイミングは、エンジン制御システムによって制御される２つの機能である。エンジン制御システムの制御の下にエンジンシリンダ内へ燃料を噴射するための燃料噴射装置を含む典型的なディーゼルエンジンは、各燃料噴射の継続時間及びタイミングの両方を制御して、エンジン燃料供給の量及びタイミングの両方を設定する。また、エンジン作動中に、主噴射に先行する事前燃料噴射（パイロット噴射）及び主噴射後の事後噴射を行うことができるが、いずれの噴射の使用もエンジンが作動されている方法に依存するのが一般的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＮＯｘ吸着装置を再生させるためのリーン−リッチ移行を行い、同時に、エンジントルク出力変動を減衰させるためのトルク感知の使用を必要とすることなく移行中のエンジントルク出力変動を減衰させる方法でシリンダ内事後噴射を使用するＮＯｘ吸着装置の再生を達成するためのエンジンシステム及び方法に関する。
従って、本発明の１つの一般的態様は、エンジン作動のリーン−リッチ移行中に内燃機関によって発生する出力トルクを制御する方法に関する。エンジンがリーン運転中の時に、ある特定のパラメータのデータ値が処理され、エンジンに所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクを発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値が作成される。
【０００７】
エンジン作動がリーン運転からリッチ運転へと変化する時、ｉ）ある特定のパラメータを処理して得られた所望エンジン燃料供給に対するデータ値、ｉｉ）エンジン速度に対するデータ値、及びｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比に対するデータ値を処理し、それによって、エンジンがリーン運転していた時の所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクにエンジン出力トルクを維持しようと努めながらエンジンにリッチ運転させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成することにより、エンジン出力トルクは、所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクに実質的に維持される。
【０００８】
更に別の一般的態様は、所望エンジン燃料供給に対するデータ値に従って燃料供給される内燃機関の排気システム内のＮＯｘ吸着装置を再生する方法に関する。本方法は、ある特定のパラメータのデータ値を処理し、ＮＯｘ吸着装置再生のために排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく、対応する所望出力トルクをエンジンに発生させるための所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する段階を含む。
【０００９】
ＮＯｘ吸着装置再生の開始に関連した条件を表す様々なパラメータのデータ値が処理され、その処理によってＮＯｘ吸着装置再生が開始可能であることが明らかになった後に、ＮＯｘ吸着装置を再生するために排気システム内に送られるエンジン排気を調整するようにエンジン燃料供給を変えることにより、ＮＯｘ吸着装置再生が開始される。
【００１０】
本方法は、所定のエンジン速度でのＮＯｘ吸着装置再生のために排気ガスを調整すると同時にＮＯｘ吸着装置再生のために排気システム内に送られるエンジン排気の調整を行うことなくその所定のエンジン速度で所望エンジン燃料供給が発生させると考えられる対応する出力トルクに出力トルクを維持するように努めるのに有効な所望エンジン燃料供給に対するデータ値を作成する。これは、ｉ）ＮＯｘ吸着装置再生のための排気システム内に送られるエンジン排気を調整することなく上述の対応する出力トルクを発生させると考えられる所望エンジン燃料供給、ｉｉ）エンジン速度、及びｉｉｉ）エンジンが作動している実空燃比、に対するデータ値を処理することによって達成される。
【００１１】
以上の内容は、本発明の更なる特徴及び利点と共に、本発明を実施するために現時点で想定される最良の態様を示す本発明の現在の好ましい実施形態の以下の開示において説明されることになる。本明細書は図面を含み、その簡単な説明は後述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、自動車を駆動するための典型的なディーゼルエンジン２０の概略図を示している。エンジン２０は、エンジン作動の様々な局面を制御するための様々な制御データを発生させるために、様々なデータソースからのデータを処理するプロセッサベースのエンジン制御システム２２を有する。制御システム２２によって処理されるデータは、センサのような外部ソースから及び／又は内部的に生成される。
【００１３】
制御システム２２は、燃料をエンジン燃焼室内へ噴射する電気作動式燃料噴射装置の作動を制御する。制御システム２２のプロセッサは、噴射装置作動のタイミング及び継続時間をリアルタイムに計算して燃料供給のタイミング及び量の両方を設定するように十分迅速にデータを処理することができる。噴射処理には、主噴射が含まれ、ある特定の条件下では、パイロット噴射及び／又は事後噴射が含まれる。制御システム２２は、エンジン作動中に燃焼室内へ噴射される燃料量を表すデータ値「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ」を計算する。
【００１４】
更に、エンジン２０は、燃焼室に入る給気が通過する吸気システム２４と、燃焼で生じた排気ガスがエンジンから出る排気システム２６とを含む。排気システム２６は、エンジン２０から送られる排気ガス中のＮＯｘの相当の量を吸着し、そうでなければ大気中に放出されるＮＯｘの量を減らすＮＯｘ吸着装置２８を含む。
【００１５】
ＮＯｘ吸着装置２８は、エンジンが作動し続ける間はそれが有効であり続けることができるように、吸着したＮＯｘをパージするために時々再生しなければならない。ＮＯｘ吸着装置を再生するための公知の技術は、吸着ＮＯｘと反応させるための余分なＣＯを発生させてＮＯｘを分子窒素（Ｎ2）へ還元すると同時に、その処理中にＣＯをＣＯ2へ酸化する段階を含む。
【００１６】
図２は、いつ再生を行うことができるかを判断するために制御システム２２によって実行される方法３０を開示している。この方法は、一般的要素、すなわち、排気ガス温度、前回の再生からの経過時間、及び車両の操縦性を前提とする。
【００１７】
推定又は測定によって得られるＮＯｘ吸着装置２８の入口付近における排気ガス温度は、パラメータ「ＡＤＳ＿ＩＮＬＥＴ＿Ｔ」に対するデータ値によって表される。推定又は測定によって得られるＮＯｘ吸着装置２８の出口付近の排気ガス温度は、パラメータ「ＡＤＳ＿ＯＵＴＬＥＴ＿Ｔ」に対するデータ値によって表される。「ＡＤＳ＿ＩＮＬＥＴ＿Ｔ」に対するデータ値は、その温度又はそれよりも高い温度でＮＯｘ吸着装置２８を再生するのが適切と考えられる下限温度を表すデータ値「ＩＮＬＥＴ＿Ｔ＿ＬＬ」と比較機能３２によって比較される。「ＡＤＳ＿ＯＵＴＬＥＴ＿Ｔ」に対するデータ値は、その温度又はそれよりも高い温度ではＮＯｘ吸着装置２８を再生するのが適切と考えられる下限温度を表すデータ値「ＯＵＴＬＥＴ＿Ｔ＿ＬＬ」と比較機能３４によって比較される。
【００１８】
比較機能３２及び３４のいずれかが、それぞれの下限に等しいか又はこれよりも大きい対応する実温度によって満足される場合、論理ＯＲ機能３６は、再生を進めることを可能にする。しかし、再生を実際に進める前に、付加的な条件も満たされるべきである。
【００１９】
前回の再生からの経過時間は、タイマ機能３８によって測定される。経過時間に対するデータ値は、再生と再生の間の最小間隔に対するデータ値と比較機能４０によって比較される。経過時間が最小値に等しいか又はこれを超えた状態で、再生が可能にされる。ＡＮＤ論理機能４２は、再生が可能にされる前に最低温度と最小時間の両方が満たされたことを保証する。
方法３０が使用可能にされると、実際の再生は、操縦性の関数となる。操縦性とは、リーン／リッチ移行中の許容車両振動及び荒さのことである。トルクの上限及び下限は、移行中の振動及び荒さを最小化するように設定されている。下限は、エンジンが幾らかの負荷で運転されることを要求し、一方、上限は、エンジンが厳しい加速条件にならないようにする。
【００２０】
パラメータ「ＴＯＲＱＵＥ」に対するデータ値は、エンジン２０が発生しているトルクを表す。「ＴＯＲＱＵＥ」は、燃料供給とエンジン速度とに基づいて推定され、言い換えると、ＴＯＲＱＵＥ＝ｆ（ＶＦＤＥＳ，Ｎ）である。「ＴＯＲＱＵＥ」に対するデータ値は、それよりも上では再生は不適切と考えられるトルク上限を表すデータ値「ＴＯＲＱＵＥ＿ＵＬ」と比較機能４４によって比較される。「ＴＯＲＱＵＥ」に対するデータ値は、それよりも下では再生は不適切と考えられるトルク下限を表すデータ値「ＴＯＲＱＵＥ＿ＬＬ」と比較機能４６によって比較される。ＡＮＤ論理機能４８は、両比較の結果を処理して、トルクがＮＯｘ吸着装置再生のための許容範囲内にあることを保証する。
更に別のＡＮＤ機能５０が、両ＡＮＤ機能４２及び４８からの出力を処理して、排気ガス温度、前回の再生からの経過時間、及び車両の操縦性という３つの一般的要素が満たされた時に再生を可能にする。
【００２１】
一般的に、ディーゼルエンジンは、火花点火エンジンよりも一層低温、低速、及びリーンで運転される。リーン運転中に、エンジン２０はＮＯｘを発生し、これは、ＮＯｘ吸着装置２８によって吸着される。吸着装置が再生される時、必要とされる余分なＣＯを発生することにより、ＮＯｘ吸着装置２８をパージするための排気を調整するために、エンジン作動は、リーン運転からリッチ運転へと移行する。図３の軌跡６０は、空燃比を表している。時間ｔ1以前においては、エンジン２０はリーン運転しており、軌跡６２により表されたＮＯｘ吸着装置２８のＮＯｘ負荷は増大し、軌跡６４により表されたＣＯ濃度は比較的低い。
時間ｔ1において、事後噴射と空気制御は空燃比を低下させ、その処理中にＣＯ濃度を急上昇させる。時間ｔ2において、リーン運転が再開される。軌跡６２は、ＮＯｘ吸着装置２８からそのＮＯｘ負荷の相当な量を除去するのにサージが有効であることを示している。
【００２２】
図３に示す状態は、制御システム２２に対するいくつかの入力、つまり、エンジン速度及びアクセルペダル位置が、実質的に一定のトルクを発生するようにエンジン２０に指令していると仮定している。再生処理は、これが行われていない時にエンジン速度及びアクセルペダル位置によって要求される状態からエンジン燃料供給を変更するので、エンジントルクは、エンジントルクの軌跡７２の摂動７０により示すように、ＮＯｘ吸着装置再生中に変動することがある。相当に大きな摂動は、結果的に自動車の動力伝達系に伝えられるエンジン作動の荒さの原因となる可能性がある。本発明が目指すのは、そのような荒さを減衰させることである。
【００２３】
図４は、空燃比に対するエンジントルクの軌跡８０を示しており、ここで、所定のエンジン速度に対してトルクは実質的に一定を保っている。軌跡８２は、軌跡８０によって表されたトルクを発生するのにエンジン２０が必要とする対応する燃料供給を示す。
本発明の原理は、軌跡８２を緊密に近似するデータを制御システム２２の適切なデータプログラミングと制御システムによるデータ処理とによって発生させることができ、得られたデータは、所定のエンジン速度及び所望エンジン出力トルクに対して、リーンからリッチへの移行中のエンジンに燃料供給することができる所望エンジン燃料供給データを作成するために他のデータと共に処理され、この処理は、エンジンをリッチ運転させると同時に、エンジンがリーン運転していた時の所定のエンジン速度での対応する所望出力トルクにエンジン出力トルクを維持するように努め、それによって本発明が適用されない場合に起こると考えられる望ましくないエンジントルク変動を減衰させるという認識からもたらされる。
【００２４】
図５は、「ＡＦＲ＿ｒ」及び「ＡＦＲ＿ｃ」と記されたデータ点の間に延びる第１の直線セグメント９２と、「ＡＦＲ＿ｃ」及び「ＡＦＲ＿ｌ」と記されたデータ点の間に延びる第２の直線セグメント９４とから成る軌跡８２の区分的線形近似９０を示している。「ＡＦＲ」は、空燃比を表す。
セグメント９２及びセグメント９４は、以下の関数によってそれぞれ定義することができる。
ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＝αＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｃ＋（１−α）ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｒ
ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＝βＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｌ＋（１−β）ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｃ
ここで、以下が成り立つ。
α＝（ＡＦＲ−ＡＦＲ＿ｒ）／（ＡＦＲ＿ｃ−ＡＦＲ＿ｒ）、及び
β＝（ＡＦＲ−ＡＦＲ＿ｃ）／（ＡＦＲ＿ｌ−ＡＦＲ＿ｃ）
【００２５】
これらの関数関係は、エンジン２０に実質的に一定のトルクを発生させると考えられる空燃比の範囲に亘る所望エンジン燃料供給に対する制御アルゴリズムを形成するが、エンジンは、必ずしも全てのそのような空燃比で作動するわけではないことを認めるものとする。ＮＯｘ吸着装置再生のために必要とされる余分なＣＯを発生させるために、エンジン２０は、理論空燃比（約１３のＡＦＲ）よりも低い「ＡＦＲ」で運転すべきである。従って、所定のトルクに対して、そのトルクを維持しようと努めるリーンからリッチへの燃料供給移行がセグメント９２に沿って起こることになる。認められるように、移行に対する具体的なパラメータは、特定のエンジンに対する具体的な再生方法によって支配されることになる。
【００２６】
制御システム２２における制御アルゴリズムの実施は、エンジントルク及びエンジン速度に対するデータ値の各対に対して、「ＡＦＲ＿ｒ」、「ＡＦＲ＿ｃ」、及び「ＡＦＲ＿ｌ」に対するデータ値を入力することによって達成される。十分な数のそのようなトルク及び速度データ値の対は、エンジン作動の範囲を範囲内の十分な分解能を用いて適切に覆うように制御システム２２内にプログラムされる。
【００２７】
現在のエンジントルク及び現在のエンジン速度を表すトルク及び速度の与えられたデータ値に対して、制御システム２２は、それにプログラムされたトルク及び速度データ値のうちのそれに最も近い対から、「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ」に対するデータ値の計算に使用するために、「ＡＦＲ＿ｒ」、「ＡＦＲ＿ｃ」、及び「ＡＦＲ＿ｌ」のための対応するデータ値を選択するように作動する。変数「ＡＦＲ」に対するデータ値は、任意の適切で妥当な方法で得られ、「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ」に対するデータ値を作成するアルゴリズムに従って処理される。処理は、「ＡＦＲ」のような変数を変化するエンジン作動に追随するほど十分迅速に更新させるために、十分迅速にリアルタイムで行われる。
【００２８】
このアルゴリズムは、図７に示す方法で所望燃料供給データ値を作成する。トルク及び速度データ値の選択された対に対して、制御システム２２は、実際の「ＡＦＲ」が対応する区切り点「ＡＦＲ＿ｃ」によって表される「ＡＦＲ」よりも上か又は下かを判断する（図７の段階１００）。
【００２９】
「ＡＦＲ」が「ＡＦＲ＿ｃ」よりも大きい場合は、図７の段階１０２に対応して、所望燃料供給は、以下によって制御される。
ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＝βＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｌ＋（１−β）ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｃ
「ＡＦＲ」が「ＡＦＲ＿ｃ」に等しいか又はこれよりも小さい場合は、図７の段階１０４に対応して、所望燃料供給は、以下によって制御される。
ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＝αＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｃ＋（１−α）ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｒ
【００３０】
実際の「ＡＦＲ」が「ＡＦＲ＿ｒ」、「ＡＦＲ＿ｃ」、及び「ＡＦＲ＿ｌ」と異なる場合は、このアルゴリズムは、αに対する図８の機能１１０、及びβに対する図９の機能１２０によって図式的に示すような要するに補間を意味するものにより、所望エンジン燃料供給に対するデータ値を計算する。制御システム２２における実施は、図６によって示されている。
【００３１】
エンジン速度（パラメータ「Ｎ」）及びアクセルペダル位置（パラメータ「ＡＰＳ」）に対するデータ値が、マップ又はルックアップテーブル１３０により、エンジン出力トルク（パラメータ「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」）に対するデータ値を決定する。制御システム２２は、エンジンにその速度においてそのトルクを発生させる作動方法に従って「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」を処理する。ＮＯｘ吸着装置２８が再生されていない時に、本明細書に示さない本方法の異なる部分によって所望エンジン燃料供給を制御するのは、「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」である。再生が行われている時は、「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」は、尚も所望エンジン燃料供給を制御する要素ではあるが、唯一の要素ではなく、その理由は、再生中に使用される制御アルゴリズムが「ＡＦＲ」を考慮に入れるためである。
【００３２】
別のルックアップテーブル１３２は、仮に再生が行われていないとしたら所望エンジン燃料供給を基本的に排他的に制御するであろうエンジン速度（Ｎ）に対するデータ値と「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」に対するデータ値との対に相関する「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｃ」に対するデータ値を包含する。更に別のルックアップテーブル１３４は、仮に再生が行われていないとしたら所望エンジン燃料供給を基本的に排他的に制御するであろうエンジン速度（Ｎ）に対するデータ値と「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」に対するデータ値との対に相関する「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｒ」に対するデータ値を包含する。
【００３３】
「Ｎ」及び「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」に対するデータ値は、マップ１３２及び１３４により、「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｃ」（ＡＦＲ＝ＡＦＲ＿ｃの時に所望燃料供給を表す）と、「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｒ」（ＡＦＲ＝ＡＦＲ＿ｒの時に所望燃料供給を表す）とに対するデータ値を判断する。次に、制御アルゴリズムは、その計算のためにそれらのデータ値を利用する。再生中に「Ｎ」及び「Ｔｏｒｑｕｅ＿ｄｅｓ」に対するデータ値は変化することができるので、制御アルゴリズムの実行速度は、それらの変化に追随するほど十分に迅速であり、それによって「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｃ」及び「ＶＦ＿ｄｅｓ＿ｍ＿ｒ」に対するデータ値は、マップによって呼び出された時に相応に変化させることができる。
本発明の現時点での好ましい実施形態を示して説明したが、本発明の原理は、特許請求の範囲に該当する全ての実施形態に適用されることを認めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に関連したディーゼルエンジンの各部分の全体的概略図である。
【図２】図１のエンジンのための制御方法の一部分の概略図である。
【図３】エンジン作動に関連するいくつかのパラメータの時間軌跡を示すグラフプロットある。
【図４】本発明の原理を理解するのに有用な第１のグラフプロットである。
【図５】本発明の原理を理解するのに有用な第２のグラフプロットである。
【図６】エンジン制御方法の別の部分の概略図である。
【図７】エンジン制御方法の別の部分の概略図である。
【図８】本発明の原理を理解するのに有用な第３のグラフプロットである。
【図９】本発明の原理を理解するのに有用な第４のグラフプロットである。
【符号の説明】
【００３５】
２０  ディーゼルエンジン
２２  エンジン制御システム
２８  ＮＯｘ吸着装置
【図１】
2005140118.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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