(57)【要約】【課題】炭素粒子による濾過材の目詰まりの問題への十分な解決策を提供するために、特に濾過材の再生の観点で、濾過のプロセスを最適化する。【解決手段】濾過のための排気ガスの温度θｇが閾値温度θｓに等しいかそれより低くなるとき、濾過材の少なくとも一部分を遮断することである。
2006515395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記排気ガス中に存する粒子のすべて又はその部分を、濾過手段に留めておき、燃焼触媒の作用によって燃焼させる、排気ガスを濾過するための方法において、
この方法は、実質的に、濾過される前記排気ガスの温度θｇが閾値温度θｓ以下になったときに、前記濾過手段の少なくとも一部分を遮断して、遮断された部分の冷却を制限するため、実際に回避するためであり、θｇが再度θｓよりも高くなるときまで、θｓに等しいかそれより高い温度θｏで前記遮断された部分を維持するためであり、従ってまた、前記濾過手段のこの遮断された部分の加速された再生を可能にするためであることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記濾過手段の規則的な及び連続的な再生を可能にするため、前記濾過手段の種々の部分を、θｓに等しいかそれより高い値ｖ１と、θｓに等しいかそれより低い値ｖ２と、再度、θｓに等しいかそれより高い値ｖ３と（但し、ｖ１＝ｖ３かｖ１≠ｖ３）の間の、θｇの各々の差を減じるために、遮断／再生シーケンスに、夫々、連続的に、晒すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記濾過手段の一部分の遮断が、前記濾過手段の少なくとも３０％、好ましくは少なくとも５０％、更に好ましくは５０乃至７５％の排気ガスの流れを阻止することにあり、このパーセントは容量％として表現されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記θｓは、２５０℃又は３００℃であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記排気ガスを、燃料が過給されたディーゼル・エンジンによって発生させること、及び、データパラメータすなわち前記排気ガスの温度θｇ及び閾値温度θｓを、前記濾過手段の上流でブースト・プレッシャ及び／又はエンジン速度及び／又は逆圧によって直接に与え、但し、限界ブースト・プレッシャは好ましくはエンジンの最大のブースト・プレッシャの２．５％に等しいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記濾過手段は、少なくとも２つの、好ましくは３つの濾過装置用のカートリッジからなり、各々は遮断手段を具備し、θｇ≦θｓの場合に、濾過手段の遮断された部分を構成するためには、濾過手段は３つのカートリッジのうちの２つを好ましくは備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの触媒手段、すなわち、エンジン（２１）によって発生される排気ガス流の路にある反応室（４）に設けられた、排気ガスの濾過のための手段（３）を、有する、排気ガスの濾過のための装置において、
該濾過手段（３）は少なくとも２つのアセンブリからなり、各々は、流れ遮断手段（５）を備えた濾過装置用のカートリッジに隣接した触媒支持機構（２）を有することを特徴とする装置。
【請求項８】
エンジン用インテーク（２０）に前記排気ガスをリサイクルするための手段（１６）が備え付けられており、該手段の操作は、前記エンジンが加速されないとき、１つ又は複数のカートリッジにおける流れの遮断と連動しており、その結果、発生された逆圧の増大が、前記排気ガスのこの再循環を可能にするバルブを自動的に開くことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記濾過装置用のカートリッジの各々は、すべてのエンジン使用条件を考慮する電子計算機によって制御され、上流又は下流に設けられている流れ遮断手段（５）を有し、その目的は、アクセレレータの位置がゼロにある（すなわち加速されない）たびに、少なくとも１つのカートリッジを離間するためであることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記濾過手段は少なくとも３つのカートリッジからなり、これらのカートリッジは、該カートリッジの各々に、すべてのエンジン使用条件を考慮する電子計算機によって制御される流れ遮断手段（５）を有し、その目的は、順番に、エンジンが加速されないときに、少なくとも２つのカートリッジを離間するためであり、前記エンジンが加速されるたびに、ガスを濾過したカートリッジを、非加速位置に離間するためであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の装置。
【請求項１１】
各々の濾過装置用のカートリッジに設けられた前記流れ遮断手段は、非常に低い流量を維持するために、小さな較正オリフィス（２４）を有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１に記載の装置。
【請求項１２】
濾過装置及び触媒の上流にあるアトマライザ（１１）を介してディーゼル油を前記排気ガスに後噴射するのためのシステムが備え付けられており、すべてのエンジン使用条件を考慮する電子計算機によって制御され、このディーゼル油後噴射システムは、排気ガス再循環システム（１６）、（１７）と連動されることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１に記載の装置。
【請求項１３】
噴射されるディーゼル油は、特殊なタンクから供給されるか又は供給されない有機金属燃焼触媒を含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、粒子濾過装置の分野に関し、更に詳しくは、排気ガスを濾過するための、ディーゼル・エンジン用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、前記ガスのための可変容量濾過手段を更に有する、ディーゼル・エンジン用の排気ガス濾過装置に関する。この濾過手段には、触媒手段が、ディーゼル油の後噴射システムと連動又は非連動され及び排気ガス再循環システムと連動された状態で設けられる。
【０００３】
燃焼エンジン、特にディーゼル・エンジンによって発生される汚染物質排出の減少は、当局によって定められた目標である。この目的のために、更に厳しい基準の設定は、自動車製造業者をして、汚染物質の排出が益々減少されるエンジンを開発させる。その目的は、未燃焼の粒子の放出を制限するためである。エンジンの燃焼の改良法がこれらの低いレベルに達するだけでは最早不十分であるので、排気ガス濾過装置の追加的な使用は、これらの粒子を抑えかつ基準を満たすにために不可欠である。
【０００４】
かくて、未燃焼の汚染物質ガスの及び個体粒子の排出を減少させるために、自動車製造業者は、一般的にはステンレス鋼のケーシングと、断熱部材と、白金又はロジウムのような貴金属で含浸されたハネカム式の支持機構とから構成される接触コンバータ又は触媒の使用を今では開発しかつ一般化している。
【０００５】
これらの接触コンバータは、今後、更に、エンジンによって排出された未燃焼の粒子からなる炭素粒子を抑える粒子用濾過装置を有する。しかし、他の困難さがこれらの濾過装置を使用するに当たって起きている。この困難さとは、濾過装置に捕捉されたこれらの炭素粒子が、堆積されるとき、濾過装置の目詰まりを防止するため、燃焼すなわち酸化されることができることを保証するための方法を見出すことである。
【０００６】
今日用いられるか又は開発中にある、ディーゼル・エンジン用のすべての粒子濾過技術は、濾過材に留めおかれた粒子の完全燃焼という主要な問題に全く直面している。事実、都市での使用条件下では、排気ガスによって達成される温度は、この燃焼を生じさせかつ濾過装置の次の目詰まりを制限するためには不十分である。
【０００７】
化学的な補助なしに、ディーゼル油燃焼によって生じられる炭素粒子は、５００℃より著しく高い温度で初めて酸化する。これらの温度が、都市での運転条件で、バス・エンジンで決して達成されないので、この酸化温度を低下させる化学的方法への依存は不可避になる。
【０００８】
化学的補助のないことが濾過装置の目詰まりを生じさせる。目詰まりが、エンジンの圧力低下及び従ってエンジンの低下された作動を生じさせる、という事実のほかに、濾過装置に極端に集中するこれらの炭素粒子の瞬間燃焼と関連された激しい反応を生じさせるのは、エンジンの性能低下がこの燃焼の激しい開始を生じさせるときである。このことによって、多量の粒子の迅速な燃焼は、１０００℃より高い温度を発生させ、一般的には、熱衝撃による濾過過装置の破壊をもたらす。得られた温度は局所的に余りに高い。
【０００９】
幾つかのシステムは、これらの粒子の連続的な酸化を達成するために、既に用いられている。
【００１０】
かくて、或る複数のシステムは、排気ガスの存在下での酸化チッ素ＮＯを２５０℃より高い温度で二酸化チッ素ＮＯ２に転換させる触媒酸化手段の、粒子濾過装置の上流における設置を提案する。「連続再生トラップ」（ＣＲＴ）と呼ばれるこの技術は、粒子用濾過装置の効率を、ＮＯ酸化触媒と結び付ける。
【００１１】
この手段は、触媒が固定されている触媒支持機構からなる。触媒は、一般的に、白金又はロジウムのような貴金属である。前記触媒の作用によって発生されるＮＯ２は、２５０℃より高い温度で炭素粒子を酸化させるという特性を有する。しかし、濾過装置の十分な作動は、達成される平均温度に、及び、放射される粒子と、形成されたＮＯ２との比率に依存する。濾過装置が十分に作動することを保証するために、このＣＲＴシステムは、濾過装置の両端で圧力低下を制限しかつ無制御の及び発熱の再生のリスクを除去する規則的な再生を要する。
【００１２】
この条件は、排気ガス又は燃焼室が、車両走行時間の少なくとも３０％の間に、２５０℃より高い温度にあるときのみ達成される。
【００１３】
そうでないとき、濾過装置を詰まらせる炭素質粒子の過度な集中に伴って起こる激しい反応が展開される。これらの反応は、非常な高温が局部的に達成されるので、一般的には、熱衝撃による濾過装置の破壊をもたらす、多量の粒子の過度に急速な燃焼からなる。
【００１４】
触媒が粒子用濾過装置上に直接設けられてなる上記の物の変種である類似の手段が利用できる。しかし、粒子用濾過装置に適切な複数の材料のみが、金属触媒を固定することが可能である。これは特にコーディエライトの場合である。事実、このタイプの材料は温度上昇及び熱衝撃に対して特に敏感であると知られている。従って、粒子が詰まった粒子用濾過装置で生じることがある、温度の急激な上昇が、濾過装置へ取り返しのつかない損傷を与えることがあるように思われる。このことは粒子用濾過装置及び一般に排気装置を交換することを必要とし、このことにより、絶対的に高すぎるコストを要する。
【００１５】
他の再生技術は、ディーゼル油に加えられた有機金属添加剤、例えばセリウム、鉄、ストロンチウム、カルシウム等を用いる。その目的は、形成された炭素粒子を触媒の金属酸化物で被覆するためであり、従って、炭素を低温で酸化させるためである。
【００１６】
これらの技術は、３００又は３５０℃に近い温度での炭質材料の燃焼を触媒で促進させることによって、ＮＯ２で得られた効果と類似した効果を得るために適切である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
これらの技術の第１の欠点は、使用される添加剤の余りに高いコストであり、更に、補助的な付加装置が設けられねばならない、という事実が加わる。
【００１８】
これらの技術の他の欠点は、該技術が、操作中に達成された温度が十分に高くないとき、炭質材料に存する添加剤が濾過材の一層の早急な目詰まりを助長するので、濾過装置の詰まらせへの及び従って付随的な反応への一層大きな傾向を示すことである。
【００１９】
他の複数の技術は、バーナー、電気抵抗器等のような補助的な加熱手段に基づいた装置を試験することを含む。これらの補助的な加熱手段は、カートリッジが圧力低下の増大を引き起こす初期の目詰まりを示すときのみ、用いられる。このような再生装置は、エンジン運転によって、すなわち排気ガスの速い流れの存在下で実行に移される。従って、このような装置は、排気ガス及び濾過装置用カートリッジの本体を同時に適切な温度に加熱するためには、高い加熱容量を要する。
【００２０】
このような技術的なコンテキストでは、本発明の或る課題は、（特にディーゼル・エンジンの）排気ガスの濾過のための方法であって、炭素粒子による濾過材の目詰まりの問題への十分な解決策を提供するために、特に濾過材の再生の観点で、例えばディーゼル・エンジンの排気ガスの濾過を最適化することによって、種々の現存の技術の欠点を改善する方法を提供することである。
【００２１】
本発明の他の課題は、規則的な、効果的な及び連続的な再生を実現し、その結果、濾過手段での粒子の堆積及び従って無制御の再生のリスクを避ける、排気ガスの濾過のための方法を提供することである。
【００２２】
本発明の他の課題は、実現された再生が燃料の著しい過剰消費を生じさせず、一般的には、追加的な経済的コストをユーザに被らせない、排気ガスの濾過のための方法を提供することである。
【００２３】
本発明の他の課題は、エンジンにおいて排気ガスによって生起されかつ濾過装置の目詰まりにより発生する逆圧によって生じさせられた特に圧力低下によっても、実現された再生がエンジン性能を低下させない、排気ガスの濾過のための方法を提供することである。
【００２４】
本発明の最後の課題は、本発明に係わる濾過方法を実施するための濾過装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
これらの課題は、取分け、まず排気ガス、例えば、ディーゼル・エンジンによって放射されるガスの濾過のための方法に関する本発明によって、達成される。排気ガスの濾過のためのこの方法では、前記排気ガスに存する粒子の全部又は部分が、濾過手段に留めおかれ、燃焼触媒の活性によって燃焼される。この方法は、実質的に、濾過される排気ガスの温度θｇが閾値温度θｓに等しいかそれより低くなるや否や、濾過手段の少なくとも一部分を遮断することにあり、その目的は、遮断された部分の冷却を制限するため、実際に回避するためであり、θｇが再度θｓよりも高くなるときまで、θｓに等しいかそれより高い温度θｏで遮断された部分を維持するためであり、従ってまた、濾過手段のこの遮断された部分の加速された再生を可能にするためである。何故ならば、温度条件が、濾過手段のこの部分が遮断されなかったならば得られるであろう温度条件よりも良いからである。
【００２６】
従って、本発明によれば、排気ガスは、１つのケーシングに設けられた例えば少なくとも２つのカートリッジからなる濾過手段上で、濾過される。２つのカートリッジの１は、エンジンが負荷なしに走行しておりあるいはアイドリングしているとき、短絡される。その目的は、エンジンが再度熱い排気ガスをもって走行しているとき、十分な連続的な再生率を生じさせるのに十分な温度を、流れを有しない離間されたカートリッジにおいて維持するためである。各々のカートリッジが順番に短絡されることは好ましい。それ故に、カートリッジは連続的に再生される。
【００２７】
かくて離間されかつ冷ガスなしに高温で維持される濾過ユニットでは、再生プロセスは、維持される非常に僅かな流量の故に、緩慢に起こり続ける。しかし、取分けこれらの濾過ユニットは、エンジンが再度走行しておりかつ熱い排気ガスが再度入れられるまで、最適温度で維持される。それから、これらの離間されたカートリッジにおける再生プロセスは連続的に起こることができて、目詰まりの如何なるリスクも除去する。
【００２８】
濾過手段の規則的な及び連続的な再生を可能にするため、θｓに等しいかそれより高い値ｖ１と、θｓに等しいかそれより低い値ｖ２と、再度、θｓに等しいかそれより高い値ｖ３と（但し、ｖ１＝ｖ３かｖ１≠ｖ３）の間の、θｇの各々の差を減じるために、濾過手段の種々の部分を、遮断／再生シーケンスに、夫々、連続的に、晒すことは好ましい。
【００２９】
本発明の顕著な特徴によれば、濾過手段の一部分の遮断が、濾過手段の少なくとも３０％、好ましくは少なくとも５０％、更に好ましくは５０乃至７５％の排気ガスの流れを阻止することにあり、このパーセントは容量％として表現される。
【００３０】
θｓが２５０℃又は３００℃であることは好ましい。
【００３１】
排気ガスを、燃料が過給されたディーゼル・エンジンによって発生させること、及び、データパラメータすなわち排気ガスの温度θｇ及び閾値温度θｓを、濾過手段の上流でブースト・プレッシャ及び／又はエンジン速度及び／又は逆圧によって直接に与え、但し、限界ブースト・プレッシャは好ましくはエンジンの最大のブースト・プレッシャの２．５％に等しいことは好都合である。
【００３２】
好ましい実施の形態によれば、濾過手段は、少なくとも２つの、好ましくは３つの濾過装置用のカートリッジからなり、各々は遮断手段を具備し、θｇ≦θｓの場合に、濾過手段の遮断された部分を構成するためには、濾過手段は３つのカートリッジのうちの２つを好ましくは備える。
【００３３】
これらの観点のうち他の観点では、本発明の課題は少なくとも１つの触媒手段、すなわち、エンジンによって発生される排気ガス流の路にある反応室に設けられた、前記排気ガスの濾過のための手段を、有する排気ガスの濾過のための装置である。前記装置は、濾過手段が少なくとも２つのアセンブリからなり、各々は、流れ遮断手段を備えた濾過装置用カートリッジに隣接した触媒支持機構を有することを特徴とする。
【００３４】
この装置が、エンジン用インテークに排気ガスをリサイクルするための手段を有することは好都合である。該手段の操作は、エンジンが加速されないとき、１つ又は複数のカートリッジにおける流れの遮断と関連している。それ故に、発生された逆圧の増大は、排気ガスのこの再循環を可能にするバルブを自動的に開く。
【００３５】
本発明に係わる装置の好ましい特徴によれば、濾過装置用のカートリッジの各々は、すべてのエンジン動作条件を考慮する電子計算機によって制御され、上流又は下流に設けられている流れ遮断手段を有する。その目的は、アクセレレータの位置がゼロにある（すなわち加速されない）たびに、少なくとも１つのカートリッジを離間するためである。
【００３６】
本発明に係わる装置の好都合な実施の形態では、濾過手段は少なくとも３つのカートリッジからなり、これらのカートリッジは、該カートリッジの各々に、すべてのエンジン動作条件を考慮する電子計算機によって制御される流れ遮断手段を有し、その目的は、順番に、エンジンが加速されないときに、少なくとも２つのカートリッジを離間するためであり、前記エンジンが加速されるたびに、ガスを濾過したカートリッジを、非加速位置に離間するためである。
【００３７】
各々の濾過装置用のカートリッジに設けられた流れ遮断手段が、非常に低い流量を維持するために、小さな較正オリフィスを有することは好都合である。
【００３８】
好都合な変更の実施の形態によれば、装置は、好ましくは濾過装置及び触媒の上流にあるアトマライザを介してディーゼル油を排気ガスに後噴射するためのシステムを有し、該システムはすべてのエンジン動作条件を考慮する電子計算機によって制御され、このディーゼル油後噴射システムは、排気ガス再循環システムと連動されている。
【００３９】
濾過装置及び触媒の上流にあるアトマライザを介してディーゼル油を排気ガスに後噴射するのためのシステムが備え付けられており、すべてのエンジン使用条件を考慮する電子計算機によって制御され、このディーゼル油後噴射システムは、排気ガス再循環システムと連動される。
【００４０】
この変更の実施の形態では、噴射されるディーゼル油が、特殊なタンクから供給されるか又は供給されない有機金属燃焼触媒を含むことは適切であるかもしれない。
【００４１】
最後に、本発明の範囲内で、装置は、ディーゼル油の代わりに、後噴射システムによって噴射される、知られた有機金属添加剤を用いることができる。
【００４２】
好ましい実施の形態では、濾過手段は少なくとも２つの濾過ユニットのアセンブリからなり、各々は、エンジン動作条件を考慮する計算機によって制御される流れ遮断手段を有する。
【００４３】
本発明に係わる装置が２つより多い濾過ユニットを有するならば、前記濾過ユニットの各々は、該濾過ユニットを順番に短絡するために、遮断手段を有する。
【００４４】
使用されるカートリッジの各々のための遮断手段は、濾過ユニットの下流に設けられる。
【００４５】
本発明の変更の実施の形態によれば、遮断手段は濾過ユニット及び関連の触媒の上流に組み込まれてもよい。
【００４６】
本発明の顕著な特徴によれば、前記濾過ユニットは、夫々、触媒ディスクを上流に、好ましくは金属支持機構に組み込まれる。
【００４７】
触媒は、炭化水素の及びＣＯの完全な酸化を達成するための、白金ベースの従来の酸化触媒である。
【００４８】
本発明の他の変更の実施の形態によれば、濾過装置は、濾過容量が減少されるとき、排気ガスのリサイクルを可能にし、これによって、この制限により生じる逆圧の増大を有効活用して、その結果、未濾過の排気ガスの部分を、ノンリターン・バルブを介して、インテーク・ラインに送るシステムを有する。
【００４９】
本発明の他の変更の実施の形態によれば、濾過装置は、十分な数の、例えば３より多いカートリッジを有する。それ故に、全負荷の走行条件を達成するために、これらのカートリッジのうちの１は離間され、このカートリッジは、部分負荷又はアイドリングの際にガスの濾過のために取っておかれる。目的は、全負荷で、使用されるカートリッジの各々の濾過手段及び触媒を高温で維持することである。アイドリングの際に用いられるカートリッジは、初期の目詰まりが検出されるとき、他のカートリッジのうちの１と交換される。
【００５０】
本発明は、本発明に係わる濾過装置の実施の形態を無限定的に示す図面を参照して、以下の記載からより良く理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明に係わる濾過装置を実施するために適切なシステムは、好ましい実施の形態を基にして、図１に詳細に示される。このシステムでは、濾過装置の一部分となるものがあり又ならないものがあり、再生に寄与する車両の種々の機械部品が協働する。
【００５２】
かくて、エンジンから出る排気ガスは、ノズル１を介して、装置に入れられ、次に、金属製支持機構２にある各々の触媒ディスクに送られる。その目的は、２つの濾過用のカートリッジ３での濾過のためである。これらのカートリッジが炭化ケイ素で作られているのは好ましいが、コーディエライト又は他のセラミックスの濾過材からなることもできる。カートリッジは室４の内側に配置されており、周囲空気によって冷却されるのを避けるために、遮断部材６によって、室から絶縁されている。
【００５３】
複数のバルブ５が、これらの濾過用のカートリッジの出口に設けられている。その目的は、各々のカートリッジを完全に離間しかつ流出通路を完全に遮断するためである。これらバルブは、エアシリンダ７によって作動され、次に、排気ガスは出口８に送られる。
【００５４】
装置は以下のように作動する。アクセレレータの位置が、ゼロの（加速されない）位置に戻るとき、図示されない位置検出器がデータをコンピュータに送る。このコンピュータは、各々のシリンダを交互に作動させて、２つのカートリッジの一方を完全に塞ぎ、これらの特別な作動条件のために只１つのカートリッジのみを使用させるようにする。このことによって、バルブによって塞がれたカートリッジの濾過材は、該濾過材が最後の加速中に達した高温に保たれる。バルブは、エンジンが再度加速されるときまでは、濾過材を、再度排気ガスの高温での作動に復帰させることをできなくされる。カートリッジのうちの各々に、十分に再生されることができるようにするために、同一のカートリッジが５乃至１０分の間隔で塞がれる。他の可能性は、使用されるカートリッジにおけるアイドリング時の逆圧を測定することであり、事前設定されたレベルに達したとき、他方のカートリッジへの切換を作動することである。
【００５５】
従って、この図１は、複数のバルブ５のうちの１が塞がれているときに、及び結果として生じる逆圧の増加がバルブ１７を通って流れを発生させるときに、自動的に作動される排気ガスリサイクルシステムを、ライン１６を介して、インテーク・マニホールド２０の方向に接続する可能性を示している。これらの条件はアクセレレータのゼロ位置すなわち排気ガスの低温に対応している。
【００５６】
リサイクリングは、これらの条件で作動しているカートリッジを介して、濾過された排気ガスの流れを減らすために、従って、また、排気ガスの冷却を減らすために役立つ。同様に、ターボ・コンプレッサ１８の後にエンジン２１を介して参照符号２０で示すマニホールドに入る空気、その空気と混合された熱い排気ガスは、ノズル２２を通って放出される排気ガスの温度の相当の上昇を引き起こすので、アイドリング中に温度を装置２３の入口で通常９０乃至１００℃から１６０℃より高く上昇させる。
【００５７】
バルブ１７は、数ミリバールの過圧を有する流れを可能にする、大きな横断面を有する、あるいは一層よくは、リリーフ弁タイプのノンリターン・バルブである。バルブ１７の、及びインテーク・マニホールド２０に延びているラインの寸法は、このアセンブリがアイドリング条件下で流れの３０乃至６０％になる排気ガスのリサイクリングを可能にするように、定められている。
【００５８】
エンジンが加速されるや否や、インテーク・マニホールド内の圧力は、濾過入口での逆圧を越え、バルブ１７を塞ぎかつ排気ガスのリサイクル流を自動的に中断させる。
【００５９】
図２で、図示した装置の変更の実施の形態は、２つのカートリッジ３用の共通の触媒１４の使用の点で、及び、図１の好ましい実施の形態で使用されたバルブ５の代わりに濾過装置を塞ぐためにカートリッジの上流に設けられたバタフライ１５の使用の点で異なっている。
【００６０】
図３及び５は、濾過装置の上流にディーゼル油噴射システムを更に有する可能性を示す。ディーゼル油噴射システムは、濾過装置の上流に設けられた圧力センサ９及び温度センサ１０において得られたデータにより作動される。コンピュータは、空気１２及びディーゼル油１３が供給されるアトマイザ１１によって補助的にディーゼル油を噴射する程度に濾過装置の各々を完全に清潔に保つ、という最善の戦略を調整する。これらの噴射は、エンジンが全負荷で走行しているとき、排気ガス温度の上昇に向けられている。その目的は、再生率を加速させるべく濾過材を高温に加熱するためである。このような噴射は、濾過装置の初期の目詰まりが検出される場合のみ、用いられる。
【００６１】
図４は、２つのカートリッジの代わりに３つの濾過用のカートリッジを使用し、濾過材の温度のより良い維持を可能にする変更の実施の形態である。
【００６２】
事実、３つのカートリッジを有する装置を用いて、下記の戦略に基づいてセンサによってコンピュータに送られた、逆圧の及び温度のデータを用いることによって、カートリッジの各々の離間制御における他の変更の実施の形態を提案することができる。
【００６３】
例えば、アクセレレータの位置がゼロに戻るとき、３つのカートリッジのうちの２が塞がれ、ガス流が、この位置で、１つのカートリッジのみを通過する。流れは、次の加速まで徐々にこれら２つのカートリッジへ戻される。逆圧のデータは、これらのカートリッジを回路に戻すための理想の瞬間を定めるべく、考慮される。例えば、コンピュータは、１００ミリバールの逆圧レベルが検出されるや否や、第１のカートリッジのバルブの開成を起動する。第２のカートリッジのバルブは、１００ミリバールのこの逆圧レベルが存続する場合のみ、開かれる。
【００６４】
使用されるエンジンのタイプに応じて、この逆圧レベルは、当方が例として用いた１００ミリバールの値と異なってもよい。
【００６５】
上記の戦略の変更の実施の形態は、例えば、温度θｓが２５０℃又は３００℃より低下するとき、与えられた逆圧レベルで及び他の使用条件とは関係なく１つ又は複数のカートリッジを閉じることを決めるべく、追加的に温度データを使用してもよい。
【００６６】
説明されたように、各々のカートリッジと連動される各々のバルブの目的は、エンジンの前の全負荷の間に得られた高温レベルを保つべくカートリッジを離間し、かつ次の部分負荷又はアイドリング負荷の際にカートリッジを冷却しないようにすることができることである。何故ならば、この高温は燃焼反応に有利に働くからであり、非常に発熱しかつこれらの温度を上昇させる傾向にさえあるこれらの燃焼反応を維持するためには、バルブを閉じたままにして、その結果、排気ガスの低い流量をもたらすことには大きな利点があるからである。この操作は、１ｍｍ乃至数ｍｍより少ない小さな較正オリフィス２４を有するバルブを使用することによって、実行可能である。オリフィスの直径は、必要な流れを通過させるために、エンジン排気量に従う。
【００６７】
２つのカートリッジのうちの少なくとも１において高温で濾過材を維持する可能性が、チッ素酸化物と炭素との、高温でなされる反応により、前記カートリッジでチッ素酸化物の非常に高い減少効率を得るために役立つことは注意したほうがよい。この装置を用いて、チッ素酸化物の、３０％より多い減少は、公式な測定方法で記録された。
【００６８】
同様に、公式な汚染サイクルにおける炭化水素の高い減少効率は、各々のカートリッジが触媒を有してなる装置のために複数の触媒ディスクのうちの少なくとも１を高温で維持することの故に、観察された。
【００６９】
少なくとも３つのカートリッジを有するシステムのためのこのような制御の変更の実施の形態であって、各々のカートリッジの寸法が定められているので、全負荷条件下での排気ガスの濾過がカートリッジのうちの２つのみでなされることができてなる変更の実施の形態は、アイドリング操作及び部分負荷のために１つのカートリッジを取っておいて、全負荷操作のために２つのカートリッジを専門化することに存する。その目的は、カートリッジの濾過材及び触媒を、全負荷条件で、高温に維持するためであり、すべての汚染物質の最大の減少を得るためである。カートリッジの各々に、十分な条件下で再生することができるようにするために、コンピュータは、逆圧レベルが検出されるや否や、アイドリングのためにのみ使用されるカートリッジを、全負荷時に使用されるカートリッジと交換する。
【００７０】
触媒手段と連動される装置の、及び前記の補助の十分な操作は、２００５年から普及されるレベルである５０ｐｐｍに限定された硫黄成分を有するディーゼル油の使用を、不可避的に必要とする。
【００７１】
しかし乍ら、５０ｐｐｍよりも多い硫黄成分を有するディーゼル油に関しては、図３に示した装置のような装置を用いることは好都合であるかも知れない。この装置では、ディーゼル油用のアトマイザ１１は、有機金属の添加剤の溶液を、この混合物を含む追加の特別なタンクからディーゼル油に噴射するために、用いられる。
【００７２】
排気ガスの温度が余りにも低いときに或る複数のカートリッジの離間の故に得られる温度上昇は、如何なる条件でもこのような添加剤の使用によってさえ、十分な操作を得るために役立つだろう。
【００７３】
同様に、この装置は、乗客用車両のディーゼル・エンジンに用いられる。各々のカートリッジでのバルブの開閉は、これらのコモンレール直接噴射エンジンを制御するコンピュータから直接に制御される。この閉成は、前記のカートリッジと同様に、アイドリングのために及び低負荷のためにプログラミングされることができる。このタイプのエンジンで達成された温度は、十分に迅速な再生反応を、実際に永続的に、２つのカートリッジの１で、維持することを可能にする。その目的は、この一方を目詰まりの低いレベルで維持するためである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の好ましい実施の形態における、２つのカートリッジを有する濾過装置を具備するシステムの全体図を示し、カートリッジの各々は、上流には金属支持機構に酸化触媒を有し、下流には、濾過されるガス流を必要な場合に完全に遮断するために作動されるバルブを有し、この濾過装置は、ノンリターン・バルブを有する排気ガスリサイクルシステムと連動される。
【図２】上流に設けられた遮断システムと連動される濾過ユニットと別個に触媒を有する濾過装置の全体図を示す。
【図３】ディーゼル油噴射システムを組み込む濾過装置の全体図を示す。
【図４】３つのカートリッジを組み込む濾過装置の変更の実施の形態を示す。
【図５】エンジンの環境に組み込まれたすべての変更の実施の形態を有する濾過装置の全体図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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