JP2009509111A - 排気ガスに燃料を添加する方法及びそれに関連する自動車 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、本発明は、自動式変速装置、ロボット式変速装置、又は無段変速装置(CVT)を備えるディーゼルエンジンを有する自動車に関する。
新しい汚染制御規準を遵守するために、エンジン燃焼室の下流に位置する排気ライン内に設置された微粒子フィルタを使う方法が知られている。この微粒子フィルタは汚染微粒子を保持し、ディーゼルエンジンの運転と共に汚染微粒子が内部に蓄積される。
微粒子フィルタに蓄積された微粒子を除去するためには、再生段階と呼ばれる段階の間に微粒子フィルタ内に存在する微粒子を定期的に焼却する方法が知られている。この目的のために、排気ガスの温度を上昇させることにより、微粒子の温度を上昇させ、その燃焼を開始させる。
更なる解決法又は代替の解決法では、後期注入と呼ばれる1以上の注入を行う。本発明において、後期注入とは、クランクシャフトがピストンの上死点に対応する自己位置を100〜130度の角度だけ通過したときの、爆発行程の間の燃焼室への燃料注入を意味する。
これにより、1以上の遅延燃料注入及び/又は後期燃料注入を含む方法は、例えば微粒子フィルタを再生するために、ディーゼルエンジンの排気ガスに燃料を添加するのに役立つ。更に一般的には、これらの方法は、内燃機関から出る排気ガス中の燃料濃度を増大させるのに役立つ。
本明細書の後述に詳細に示すように、変速装置の減速比を調整することによって、後期燃料注入及び/又は遅延燃料注入の間に注入された燃料の希釈が限界となる動作領域内でエンジンが動作することを防止できる。
したがって、有利には、必要な場合にのみ減速比を変更し、残りの時間の間は変速装置の減速比を規定する法則は変更しない。こうしてこの動作は、運転者には実際上感知されない。しかしながら、エンジンの動作点を決定するために追加センサが必要である。
したがって、追加センサを添加する必要がない。故に、この方法は追加コストなしに実施可能である。
したがって、有利には、エンジン速度を増大させることによって、エンジン動作点を希釈領域の境界に近づけるか又は場合によっては希釈領域外に移動させることが提案される。
したがって、有利には、エンジン負荷を増大させることによって、エンジン動作点を希釈領域の境界に近づけるか又は場合によっては希釈領域外に移動させることが提案される。
したがって、有利には、変速装置の減速比の変化を制御することにより、エンジンが限界希釈動作領域内で動作することを防止することができる。この解決法は実施が容易である。
したがって、有利には、エンジン負荷を高めてエンジンを動作させることが可能で、これにより、後述に示すように、エンジン動作点がオイル中の燃料の限界希釈領域から離れる方向に移動する。
したがって、有利には、ギヤシフト移行法則は、単に、エンジンを高い負荷で動作させるために変更される。
上の式において、
− Pe(n)は、所与の速度nにおけるエンジン出力であり、
− Pemax(n)は、同じ所与の速度nにおける最大エンジン出力であり、
− C(n)は、所与の速度nにおけるエンジントルクであり、
− Cmax(n)は、同じ所与の速度nにおける最大エンジントルクである。
更に、本明細書の残りの部分において、変速装置減速比と変速装置歯車比とを区別する。
上の式において、ηprimary shaft及びηsecondary shaftは、検討対象の変速装置の一次シャフト及び二次シャフトの角速度をそれぞれ定義する。
歯車比は係合速度を表わし、したがって自動式及びロボット式の変速装置にのみ関する。自動式又はロボット式の変速装置の各歯車比は、変速装置の減速比に対応する。
現時点では、実験室における分析のみが、エンジンの潤滑油中で希釈された燃料の割合を測定するのに役立つ。これらの分析は、エンジン負荷及びエンジン速度の関数としてエンジン燃料によるオイル希釈の割合をマッピングするのに役立つ。このようなマッピングの一例を図1に示す。
明らかに、この希釈領域の境界が近づくにつれてオイルによる燃料の希釈が減少する。
第1の解決法によれば、このような変速装置の減速比の変更は、変速装置の減速比を減少させるような変更である。こうして、ほぼ同じ車速を維持することによって、エンジン速度が増大する。図1において、例えば、始点を負荷Cheとエンジン速度neとに対応する点Peとすると、このような変速装置の減速比の変更は、オイル中の燃料希釈が低いエンジン動作領域に向かって動作点Peを矢印F1の方向に移動させる。
このような変更は、1500〜3500rpmの速度範囲に対応する車速に対して特に適切である。その理由は、希釈領域の境界線がこの範囲内で下降するからである。
実際、車速がvaで歯車比raを有し、歯車比raと車速vaとに対応するエンジン速度がnaの自動車の場合、エンジンはトルクC(na)を出す。
この場合、負荷Ch(nb)が負荷Ch(na)よりも高いことが知られている。
特に、自動化モードの自動式又はロボット式の変速装置においては、エンジンが極度に低い負荷で動作するのを防止するためにギヤシフト移行法則を変更することが可能であり、特に、エンジンが極度に低い負荷で動作する場合に、当初に用いられたギヤよりも高いギヤ、好ましくは当初に用いられたギヤより一段高いギヤと係合するようなギヤシフトを行うようにギヤシフト移行法則を変更することができる。
この図2において、加速ペダル角αpedalは、ペダルの近接地点に対応する加速ペダル角α0 pedalの割合(%)として示され、他方車速はkm/hで示される。
図2に示すように、本実施例における公称ギヤシフト移行法則は、0〜80%のペダル角に対する第1の直線部分を示し、次いで加速ペダル角α0 pedalの80%に等しい加速ペダル角の値で水平な平坦域を示す法則である。このギヤシフト移行法則は、加速ペダル角α0 pedalの80%より高い加速ペダル角に対応する図2の垂直部分で終結する。このような加速ペダルの踏み込みは、例えば、運転者が、エンジン速度を増大させるシフト・ダウンを命令することを可能にするために、又は速度コントローラ又はクルーズ・コントロールの動作停止を命令することを可能にするために、許容される。
したがって図2において、車速vfと加速ペダル角αfとに対応する動作点(Pf)は、公称ギヤシフト移行法則によればギヤr1に対応し、一方同動作点Pfは、変更ギヤシフト移行法則によれば、r1より高いギヤr2に対応する。このように、変更ギヤシフト移行法則では、変速装置は、公称ギヤシフト移行法則により係合されるギヤよりも高いギヤへ変更させる傾向がある。
図3の装置は、エンジン12の燃料注入を制御する注入制御用電子ユニット10と、自動式、自動動作ロボット式、又はCVT式の変速装置を有する形式の変速装置16を制御するトランスミッション制御用電子ユニット14とを備える。
すると、トランスミッション制御用電子ユニット14は、オイルによる燃料の希釈が危険な状態、即ち希釈が6〜8%のオーダーである速度/負荷動作領域でエンジンが動作することを防止するために、ギヤシフト移行法則を変更する。例えば、トランスミッション制御用電子ユニット14は、図2に関して上述したようにギヤシフト移行法則を変更することができる。変更されたギヤシフト移行法則を採用することにより、トランスミッション制御用電子ユニット14は、特に、必要に応じて、高いギヤを公称ギヤシフト移行法則によって係合されたギヤに移動させることにより、エンジンを負荷の高い動作点(速度、負荷)に維持する。こうして、エンジンが極度に低い負荷で動作することが防止され、それにより、遅延燃料注入及び/又は後期燃料注入段階の間のオイル中の燃料の希釈が制限されるか、場合によっては防止される。このような装置は、例えば、微粒子フィルタ再生段階の間に、ディーゼルエンジンと、自動式、自動モードのロボット式、又はCVT式の変速装置とを有し、微粒子フィルタと酸化触媒とを備えた自動車において使用される。
特に、このような微粒子フィルタ再生段階の間に、自動モードのロボット式又は自動式変速装置を備えた自動車において、1以上の後期燃料注入及び/又は1以上の遅延燃料注入を行うために、注入制御用電子ユニット10は注入方法を変更する。更に、注入制御用電子ユニット10は、トランスミッション制御用電子ユニット14に対し、例えば図2に関して上述したような変更ギヤシフト移行法則を採用することにより微粒子フィルタ再生段階を考慮するようにとの要求を送る。
本発明は、非限定的な例示のために本明細書に記載した単一の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、多数の実施形態が考慮可能である。
更に、上述した本発明による方法は、エンジンの動作条件に関係無く、注入方法が変更されると直ちに、変速装置の減速比を規定する法則、特にギヤシフト移行法則を変更する。これは、注入方法が変更されるとすぐに、変更ギヤシフト移行法則が採用されることを意味する。しかしながら、エンジンが、オイル中の燃料の希釈に関して危険な速度/負荷動作点にあるか、又は危険領域に近いときのみ、臨時的にこれらの法則を採用することが十分に考慮可能である。このような状況は、例えば一次シャフト上に取り付けられたトルクセンサを用いてエンジン負荷を測定し、測定された値を、考慮するエンジン速度でエンジンが出すことのできる最大トルクと比較することにより、決定することができる(負荷の定義を参照)。
最後に、本発明による変速装置の減速比の変更を定義する法則の変更は、本発明の範囲を逸脱することなしに種々の方法(注入時のクランクシャフト角、注入時間、注入回数)で実施可能な後期燃料注入及び/又は遅延燃料注入とは無関係である。
Claims (11)
- 自動式、ロボット式、又は無段変速(CVT)式の変速装置(16)を備える自動車(V)のディーゼルエンジン(12)の燃焼室内への後期燃料注入及び/又は遅延燃料注入によって排気ガスに燃料を添加する方法であって、前記変速装置(16)の減速比を規定する法則を変更し、燃焼室内に存在するオイル中の燃料の希釈を制限することを特徴とする、方法。
- エンジン(12)が、オイル中の燃料の希釈が限界に達している動作領域内で動作する場合にのみ、前記変速装置(16)の減速比を規定する前記法則を変更することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- エンジン(12)が後期燃料注入モード及び/又は遅延燃料注入モードで動作するとすぐに、前記変速装置(16)の減速比を規定する前記法則を変更することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- エンジン(12)がエンジン速度しきい値よりも低いエンジン速度で動作する場合にのみ、前記変速装置(16)の減速比を規定する前記法則を変更し、前記変速装置(16)の減速比を低減させることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
- エンジン(12)がエンジン負荷しきい値よりも低いエンジン負荷で動作する場合にのみ、前記変速装置(16)の減速比を規定する前記法則を変更し、前記変速装置(16)の減速比を増大させることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法。
- 自動式又はロボット式の変速装置(16)の場合、前記変速装置(16)を、公称ギヤシフト移行法則とは異なる少なくとも1つの変更ギヤシフト移行法則に基づいて制御することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記公称ギヤシフト移行法則が第1ギヤに連関するエンジン(12)の動作条件において、前記変更ギヤシフト移行法則が第1ギヤより高い第2ギヤに連関することを特徴とする、請求項5と組み合わせた請求項6に記載の方法。
- 前記公称ギヤシフト移行法則及び変更ギヤシフト移行法則が、加速ペダル角、及び自動車(V)の速度の関数であり、ある自動車速度の範囲内で、前記変更ギヤシフト移行法則が第1の加速ペダル角で安定し、当該自動車速度の範囲内で前記公称ギヤシフト移行法則が前記第1の加速ペダル角より小さい第2の加速ペダル角で安定することを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 自動車(V)の排気ライン内に取り付けられた微粒子フィルタを再生する方法であって、自動車(V)が、前記微粒子フィルタの上流に取り付けられるか又は前記微粒子フィルタ内に組み込まれた酸化触媒を備え、ディーゼルエンジン式であり、且つ自動式、ロボット式、又は無段変速式の変速装置を有しており、前記微粒子フィルタに蓄積した煤が、少なくとも部分的に前記酸化触媒中で生じる、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法によって得られた前記排気ガスによって搬送される燃料の燃焼によって生じる熱を用いて焼却されることを特徴とする、方法。
- 自動式、ロボット式、又は無段変速式の変速装置を有するディーゼルエンジン式の自動車(V)であって、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の、排気ガスに燃料を添加する方法を実施するのに適した変速装置制御のための電子ユニット(14)を備えることを特徴とする、自動車(V)。
- 更に、微粒子フィルタの上流に取り付けられるか又は微粒子フィルタ内に組み込まれた酸化触媒に結合された微粒子フィルタを装備する排気ラインを備え、前記微粒子フィルタに蓄積した煤が、少なくとも部分的に前記酸化触媒中で生じる、前記排気ガスによって搬送される燃料の燃焼によって生じる熱を用いて焼却されることを特徴とする、請求項10に記載の自動車(V)。
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