(57)【要約】自動車ディーゼルエンジン（４）の排気ライン（５）に組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムは、前記エンジンに吸気する吸気手段と、少なくともパイロット噴射及び主噴射の形で前記エンジンのシリンダに燃料を噴射する手段（１１）と、ＮＯｘがトラップ（６）に貯蔵される薄い混合気の通常動作モードと、少なくとも２つのパイロット噴射（１、２）と主噴射（３）とによる、ＮＯｘがトラップ（６）から解放されてトラップが再生される濃い混合気の再生動作モードとの間でエンジン（４）を周期的に切り替えるために、吸気手段及び／又は噴射手段を制御する手段（１２）とを備えることを特徴とする。
2006504032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車ディーゼルエンジン（４）の排気ライン（５）に組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムであって、
前記エンジンに吸気する吸気手段と、
少なくともパイロット噴射及び主噴射の形で、前記エンジンのシリンダに燃料を噴射する手段（１１）と、
ＮＯｘが前記トラップ（６）に貯蔵される薄い混合気の通常動作モードと、少なくとも２つのパイロット噴射（１、２）と１つの主噴射（３）による、ＮＯｘが前記トラップ（６）から解放されて前記トラップが再生される濃い混合気の再生動作モードとの間で前記エンジン（４）を周期的に切り替えるために、前記吸気手段及び／又は燃料噴射手段を制御する手段（１２）と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、前記エンジンが再生動作モードにあるときに、前記制御手段（１２）が、前記エンジン（４）に取り込まれる気体の量を低減するために前記吸気手段を制御するようになされることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のシステムであって、所定の閾値より低いエンジン負荷について、前記通常動作モード及び再生動作モードに従って、前記制御手段（１２）が、前記吸気手段及び／又は前記燃料噴射手段（１１）を制御するようになされることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムであって、前記所定の負荷の閾値が、約３バールのブレーキ平均有効圧力（ｂｍｅｐ）により決定されることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のシステムであって、前記エンジン（４）が、排気ガスを前記エンジンのインレットに再循環させる排気ガス再循環手段（９）と関連づけられ、前記制御手段（１２）が、前記エンジンの濃い混合気を伴う動作期間に、前記再循環手段（９）の動作を規制するようになされることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のシステムであって、前記２つのパイロット噴射（１、２）が、関連する前記シリンダの上死点に先立つ約５０度から約５度のクランクシャフト角度範囲において誘発され、前記主噴射（３）が、前記上死点の後の約３５度のクランクシャフト角度までの不十分に校正された範囲において誘発されることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のシステムであって、前記制御手段（１２）が、前記吸気手段及び／又は噴射手段（１１）を制御して、前記エンジン（４）を、薄い混合気で約６０秒間、濃い混合気で約２秒間動作させるようになされることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車ディーゼルエンジンの動作に関連する汚染物質の排出を低減するシステムに関し、より詳細には、エンジンの排気ラインに組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムに関する。
【０００２】
自動車の直接噴射式ディーゼルエンジンにとって、貯蔵／解放ＮＯｘ除去（ＤｅＮＯｘ）触媒反応によりＮＯｘ排出を低減することは、この種の公害に関する標準であって、具体的にはＥＵＲＯ  ＩＶ標準に準拠するために考えられる１つの技術的な解決策である。
【０００３】
このため、エンジンの通常運転期間にＮＯｘを取り込むようになされる、例えば硫酸バリウムからなるＮＯｘトラップを利用することが考えられる。
例えばＨＣ及びＣＯのような、ＮＯｘを還元する還元剤を生成するために、薄い混合気による通常動作モードから濃い混合気による再生動作モードへとエンジンを瞬時に切り替えることにより、トラップが飽和状態になった際に一時的な開放状態を誘発することが提案される。それにより、従来の触媒コンバーターの場合と同様に、ＮＯｘがトラップから取り除かれる。
【０００４】
しかしながら、これは、エンジンの動作範囲全体において、濃い混合気を使用する際に、運転者の快適性、燃焼騒音等に影響を与えることなく、エンジン動作を安定制御するという課題をもたらす。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記の課題を解決することである。
このため、本発明は、自動車ディーゼルエンジンの排気ラインに組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムであって、エンジンに吸気する吸気手段と、少なくともパイロット噴射及び主噴射の形で燃料をエンジンのシリンダに噴射する噴射手段と、ＮＯｘがトラップに貯蔵される薄い混合気の標準動作モードと、少なくとも２つのパイロット噴射及び１つの主噴射による、ＮＯｘがトラップから解放されてトラップが再生される濃い混合気の再生動作モードとの間でエンジンを周期的に切り替える、前記吸気手段及び／又は燃料噴射手段を制御する手段とを備えることを特徴とするシステムとして構成される。
【０００６】
本発明の他の特徴によれば、
制御手段は、吸気手段を制御して、エンジンが再生動作モードにあるときに、エンジンに吸気されるガスの量を低減するようになされる。
【０００７】
制御手段は、通常動作モード及び再生動作モードに従って、所定の閾値より低いエンジン負荷に対して、吸気手段及び／又は燃料噴射手段を制御するようになされる。
所定の負荷の閾値は、約３バールのブレーキ平均有効圧力（ｂｍｅｐ）により決定される。
【０００８】
エンジンは、排気ガスをインレットに再循環させる排気ガス再循環手段と関連付けられ、制御手段は、濃い混合気を伴うエンジンの動作期間に再循環手段の動作を規制するようになされる。
【０００９】
２つのパイロット噴射は、関連するシリンダの上死点に先立つ約５０度から約５度のクランクシャフト角度範囲において誘発され、主噴射は、上死点の後の約３５度のクランクシャフト角度までの不十分に校正された（undercalibrated）範囲において誘発される。
【００１０】
制御手段は、エンジンを、薄い混合気で約６０秒間、濃い混合機で約２秒間動作させるよう吸気手段及び／又は噴射手段を制御するようになされる。
本発明は、例示としてのみ提示され、添付の図面を参照する以下の説明を読むことにより、より良く理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記の通り、本発明は、自動車ディーゼルエンジンの排気ラインに組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムに関する。
図１及び２は、貯蔵及び解放の状態を示す。
【００１２】
図示されている通り、ＮＯｘトラップは、薄い混合気によるエンジンの通常動作期間にＮＯｘを取り込む。濃い混合気による再生動作モードにおいて、ＮＯｘは解放され、ＨＣ及びＣＯのようなＮＯｘを低減する還元剤を生成することにより処理されて、従来の触媒コンバーターの場合と同様にトラップから取り除かれる。
【００１３】
しかし、上記の通り、これは、エンジン範囲全体において、濃い混合気を利用する際に、運転者の快適性、燃焼騒音等に影響することなくディーゼルエンジンを安定動作させるという課題をもたらす。
【００１４】
燃料中の硫黄がトラップの力を減ずるため、ＮＯｘトラップから不純物を除去し、更に脱硫化するために、化学量論的混合気又は濃い混合気への切り替えが必要である。
この動作は、数秒しかかからない不純物の除去よりも長い時間がかかり、そのため、管理が一層難しい。
【００１５】
このような状況において、貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するには、複数のエンジン・パラーメータに基づいて、エンジン範囲全体に適用可能な特定の複数の噴射方法を展開することが必要である。
【００１６】
この噴射方法は、
１に近い濃度での動作を可能とし、
好ましい還元剤である十分な量のＣＯを生成し、
Ｏ２のレベルを制限し、
ＨＣのレベルを制限し、
排気煙レベル条件に適合し、
機械的強度の理由から排気ガス温度条件に適合し、最後に、
エンドユーザに提供されるサービスに関する条件、即ち運転者の快適性及びエンジン動作騒音の条件に適合しなければならない。
【００１７】
このため、本発明は、図３に示す通り、２つのパイロット噴射及び１つの主噴射を用いる噴射方法を適用することにより、エンジンの所定の負荷点における安定性及び燃焼ノイズ特性を改善すること提案する。
【００１８】
２つのパイロット噴射を適用することにより、主噴射がＮＯｘトラップの再生条件を満たすことが遅らされる。
その上、排気ガス再循環（ＥＧＲ）は、これらの全ての点において、ＮＯｘトラップ再生条件に適合するよう規制され得る。
【００１９】
所定の負荷点において、例えば約３バールより低いブレーキ平均有効圧力（ｂｍｐ）に対して、２つのパイロット噴射を用いる方法は、ＮＯｘトラップ再生条件を満たす。それは、該方法が、２つのパイロット噴射の位相調整により、それらの負荷点における燃焼の不安定性をかなり低減し、やはり２つのパイロット噴射の位相調整により、騒音を低減し、主噴射を遅らせ、最終的には、独自の方法に基づいてＮＯｘトラップの再生のためのエンジン・マップを生成するからである。
【００２０】
上記の通り、該方法は、エンジンの所定の動作負荷点において、ＥＧＲを規制するために適用され得る。
このことは、２つのパイロット噴射１及び２と、主噴射３とを示す図３に示される。
【００２１】
２つのパイロット噴射は、関連するシリンダの上死点に先立つ約５０度から約５度のクランクシャフト角度範囲において誘発されることができ、主噴射は、上死点の後の約３５度のクランクシャフト角度までに不十分に校正された範囲で誘発されることができる。
【００２２】
図４は、ＮＯｘトラップ６が組み込まれた排気ライン５にアウトレットが接続された自動車ディーゼルエンジン４を示す。
エンジンは、また、吸気量を調整する手段８を含む吸気手段７と関連づけられる。
【００２３】
エンジンは、また、ガスの循環を制御する手段１０と関連づけられたインレットに排気ガスを再循環させる手段９と関連付けられる。
従って、排気ガスを再循環させるため、排気ガス再循環（ＥＧＲ）手段は、エンジンのアウトレットとインレットとの間に接続される。
【００２４】
調整手段８及び制御手段１０は、従来通りにバルブを備えることができる。
エンジンは、また、既に示された通り、パイロット噴射及び主噴射の形でシリンダに燃料を噴射する手段１１と関連付けられ、そのような手段は任意の適切な構造を備える。
【００２５】
様々な手段、即ち排気ガス再循環手段、吸気手段、及び噴射手段は、それぞれ対応するデータ取得手段１３及び１４から例えばエンジン回転速度情報及び噴射圧情報を入力として受信する任意の適切なコンピュータを含む制御手段１２により制御される。
【００２６】
制御手段１１は、ＮＯｘをトラップに貯蔵する薄い混合気を伴う通常動作モードと、ＮＯｘをトラップから解放してトラップを再生する濃い混合気を伴う再生動作モードとの間で周期的に切り替わり得る。エンジン４は、例えば、薄い混合気で約６０秒間動作し、濃い混合気で約２秒間動作する。制御手段１２は、エンジン４に空気を取り込む吸気手段７、及び燃料をシリンダに噴射する噴射手段１１を動作させて、薄い混合気の通常動作モードから濃い混合気の再生動作モードへとエンジンを周期的に切り替える。
【００２７】
制御手段１２は、再生動作モードにおいてエンジンに吸気されるガスの量を低減するために吸気手段を制御し、上記の方法で噴射手段を制御するようになされる。
制御手段は、また、エンジンが濃い混合気で動作する際に、排気ガス再循環手段９の動作を規制するようになされる。
【００２８】
他の実施の形態も、当然に考えられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明に係るシステムに含まれるトラップにおけるＮＯｘの貯蔵段階を示す。
【図２】図２は、本発明に係るシステムに含まれるトラップにおけるＮＯｘの解放段階を示す。
【図３】図３は、本発明に係るシステムにおいて利用される燃料噴射手段の動作を示す。
【図４】図４は、本発明に係るシステムの構成のブロック図である。
【図１】
2006504032.tif 000003
【図２】
2006504032.tif 000004
【図３】
2006504032.tif 000005
【図４】
2006504032.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月19日(2004.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかしながら、これは、エンジンの動作範囲全体において、濃い混合気を使用する際に、運転者の快適性、燃焼騒音等に影響を与えることなく、エンジン動作を安定制御するという課題をもたらす。
特に、米国特許第６０８２３２５号は、上記の種別の汚染物の排出を低減するシステムを説明する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
従って、本発明の目的は、ＮＯｘトラップの再生を最適化する代替システムを提供することにより、上記の課題を解決することである。
このため、本発明は、自動車ディーゼルエンジンの排気ラインに組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムであって、エンジンに吸気する吸気手段と、少なくともパイロット噴射及び主噴射の形で燃料をエンジンのシリンダに噴射する噴射手段と、ＮＯｘがトラップに貯蔵される薄い混合気の標準動作モードと、少なくとも２つのパイロット噴射及び１つの主噴射による、ＮＯｘがトラップから解放されてトラップが再生される濃い混合気の再生動作モードとの間でエンジンを周期的に切り替える、前記吸気手段及び／又は燃料噴射手段を制御する手段とを備え、前記噴射手段が、濃い混合気による再生動作モードにおいて、関連するシリンダ上死点に先立つ約５０度から約５度のクランクシャフト角度範囲において誘発される少なくとも２つのパイロット噴射を実現するのに適しており、主噴射が、上死点の後の３５度のクランクシャフト角度までの不十分に校正された（undercalibrated）範囲において誘発されることを特徴とするシステムとして構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【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】
自動車ディーゼルエンジン（４）の排気ライン（５）に組み込まれた貯蔵／解放ＮＯｘトラップの再生を支援するシステムであって、
前記エンジンに吸気する吸気手段と、
少なくともパイロット噴射及び主噴射の形で、前記エンジンのシリンダに燃料を噴射する手段（１１）と、
ＮＯｘが前記トラップ（６）に貯蔵される薄い混合気の通常動作モードと、ＮＯｘが前記トラップ（６）から解放されて前記トラップが再生される濃い混合気の再生動作モードとの間で前記エンジン（４）を周期的に切り替えるために、前記吸気手段及び／又は燃料噴射手段を制御する手段（１２）と、
を備え、濃い混合気の再生動作モードにおいて、前記噴射手段が、関連する前記シリンダの上死点に先立つ約５０度から約５度のクランクシャフト角度範囲において誘発される少なくとも２つのパイロット噴射（１、２）を実現するのに適しており、前記主噴射（３）が、前記上死点の後の約３５度のクランクシャフト角度までの不十分に校正された範囲において誘発されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、前記エンジンが再生動作モードにあるときに、前記制御手段（１２）が、前記エンジン（４）に取り込まれる気体の量を低減するために前記吸気手段を制御するようになされることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のシステムであって、所定の閾値より低いエンジン負荷について、前記通常動作モード及び再生動作モードに従って、前記制御手段（１２）が、前記吸気手段及び／又は前記燃料噴射手段（１１）を制御するようになされることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムであって、前記所定の負荷の閾値が、約３バールのブレーキ平均有効圧力（ｂｍｅｐ）により決定されることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のシステムであって、前記エンジン（４）が、排気ガスを前記エンジンのインレットに再循環させる排気ガス再循環手段（９）と関連づけられ、前記制御手段（１２）が、前記エンジンの濃い混合気を伴う動作期間に、前記再循環手段（９）の動作を規制するようになされることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のシステムであって、前記制御手段（１２）が、前記吸気手段及び／又は噴射手段（１１）を制御して、前記エンジン（４）を、薄い混合気で約６０秒間、濃い混合気で約２秒間動作させるようになされることを特徴とするシステム。
【国際調査報告】
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