(57)【要約】自動車用の粒子フィルタ（２６）を再生するために、粒子フィルタの充填レベルが所定の閾値を超えると直ちに粒子フィルタの再生手段を作動させる。さらに、再生手段の作動状態を表わすパラメータの計算を行い、再生手段の動作を上記のパラメータの値に応じて制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の粒子フィルタ（２６）の充填レベルが所定の閾値を超えると直ちに上記粒子フィルタの再生手段を作動させる、自動車用の粒子フィルタの再生方法において、上記再生手段の作動状態を表わすパラメータの計算を行い、上記パラメータの値に応じて、上記再生手段の動作を制御することを特徴とする、自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項２】
上記パラメータの上記計算は、車両の運転中に常時実行されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項３】
上記パラメータの上記計算は、上記再生手段の作動中に実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項４】
上記再生手段の作動状態を表わす上記パラメータは、所定の時間間隔中における、車両のエンジンから排出される排気ガスの流量と、上記再生手段の作動中に燃焼される煤の質量との比によって構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項５】
上記再生手段の作動状態を表わす上記パラメータは、排気ガスの瞬間的な流量と煤の燃焼速度との比によって構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項６】
上記再生手段の動作は、上記パラメータと、メモリにストックされた少なくとも１つの閾値との比較に基づいて制御されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項７】
上記排気ガスの流量は、上記車両のエンジンの動作を管理するセントラルコンピュータの中のメモリにストックされたカルトグラフィー（３８）から取り出されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１つに記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項８】
上記燃焼される煤の質量は、セントラルコンピュータの中のメモリにストックされたカルトグラフィー（３８）から取り出されることを特徴とする、請求項４に記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項９】
上記燃焼される煤の質量は、以前に燃焼された煤の量と上記粒子フィルタの再生速度とから決定されることを特徴とする、請求項４に記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項１０】
上記粒子フィルタの上記再生速度は、上記粒子フィルタの内部温度に応じて、上記車両のエンジンの動作を管理するセントラルコンピュータの中のメモリにストックされたカルトグラフィー（３８）から取り出されることを特徴とする請求項９に記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項１１】
上記粒子フィルタの上記内部温度Ｔｆａｐは、次式：
Ｔｆａｐ＝ａＴｅ＋（１−ａ）×Ｔｓ
ここに、Ｔｅは上記粒子フィルタの入口の温度を示し、Ｔｓは上記粒子フィルタの出口の温度を示し、ａは、上記粒子フィルタの入口の上記温度Ｔｅと上記粒子フィルタの出口の上記温度Ｔｓとの差に応じて、上記セントラルコンピュータの中に作図化された関数から得られる係数を示す、
から計算されることを特徴とする、請求項１０に記載の自動車用の粒子フィルタの再生方法。
【請求項１２】
粒子フィルタ（２６）の再生手段を起動するための、上記粒子フィルタ（２６）の充填レベルの監視手段（３４）を含んでなる、自動車用の粒子フィルタの再生制御装置において、上記再生手段の作動状態を表わすパラメータの計算手段を更に含み、上記パラメータの値に応じて、上記再生手段の動作を制御することを特徴とする、自動車用の粒子フィルタの再生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の粒子フィルタの再生方法及び粒子フィルタの再生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン、特にディーゼルエンジンの中における燃焼行程の不均一性によって、エンジンの中で効果的に燃焼されることのないカーボン粒子の生成がもたらされる。このことは、ディーゼルエンジンに特有の黒煙が排気ラインの出口に出現することによって示される。この現象は、特にエンジンの始動段階の際と急加速の際に現われる。  
エンジンの排気ラインに粒子フィルタを設けることによって、大気中に放出される塵及び煤等の粒子の量を著しく減少させ、環境汚染防止基準を満たすことが可能である。  
再生装置を操作することにより、粒子フィルタの中に捕捉された粒子を定期的に燃焼させて、粒子フィルタの目詰まりを回避することが可能である。  
再生装置の操作は、粒子フィルタの中の温度を、５５０〜６００℃のオーダの温度まで上昇させて実行される。この温度から、粒子フィルタの中に捕捉されたカーボンの粒子は自然に燃焼するようになる。  
これらの粒子の燃焼は、エンジンの作動状態に応じてエネルギの排出をもたらす。このエネルギは、エンジンから来て、フィルタに充填された煤の層へ伝達される排気ガスの流れによって排出されるか、あるいは、粒子フィルタまたは一般的に汚染防止装置の構成の一部をなす種々の部品へ伝達される可能性がある。  
このように、車両の運転状態によっては、カーボン粒子の燃焼によって放出されたエネルギが排出されないことがあり得る。この状態は、引き起こされる化学反応速度の著しい増大と化学反応の暴走によって表わされる。このタイプの過程は、直ちに粒子フィルタ装置の悪化をもたらす。
【０００３】
フィルタ装置の作動状態の診断装置は、粒子フィルタの中に蓄積された煤の量が、再生が完全に制御可能な条件で実行可能な量であるときに、一般に再生を起動する。  
しかしながら、例えば都会の環境におけるような極めて特殊な運転条件においては、再生の開始のために要求される条件が達せられないことがあり得る。このような条件における再生の開始は、フィルタ装置のために有害な重大な結果をもたらす可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、車両の運転状態に応じて、粒子フィルタ装置の再生の影響を明らかにすることを可能にする、粒子フィルタの再生方法及び粒子フィルタの再生制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、自動車用の粒子フィルタの充填レベルが所定の閾値を超えると直ちに上記粒子フィルタの再生手段を作動させる、自動車用の粒子フィルタの再生方法を提供する。
【０００６】
この方法の全般的な特徴によれば、上記再生手段の作動状態を表わすパラメータの計算を行い、上記パラメータの値に応じて、上記再生手段の動作を制御する。
【０００７】
この再生方法の他の１つの特徴によれば、上記パラメータの上記計算は、車両の運転中に常時実行される。
【０００８】
上記パラメータの上記計算は、例えば、上記再生手段の作動中に実行される。
【０００９】
本発明の再生方法の他の１つの特徴によれば、上記再生手段の作動状態を表わす上記パラメータは、所定の時間間隔中における、車両のエンジンから排出される排気ガスの流量と、上記再生手段の作動中に燃焼される煤の質量との比によって構成される。
【００１０】
例えば、上記再生手段の作動状態を表わす上記パラメータは、排気ガスの瞬間的な流量と煤の燃焼速度との比によって構成される。
【００１１】
実施の１形態によれば、上記再生手段の動作は、上記パラメータと、メモリにストックされた少なくとも１つの閾値との比較に基づいて制御される。
【００１２】
実施の他の１つの形態によれば、上記排気ガスの流量は、上記車両のエンジンの動作を管理するセントラルコンピュータの中のメモリにストックされたカルトグラフィーから取り出される。
【００１３】
上記燃焼される煤の質量は、例えば、セントラルコンピュータの中のメモリにストックされたカルトグラフィーから取り出される。また、上記燃焼される煤の質量は、以前に燃焼された煤の量と上記粒子フィルタの再生速度とから決定される。
【００１４】
好ましい実施の１形態によれば、上記粒子フィルタの上記再生速度は、上記粒子フィルタの内部温度に応じて、上記車両のエンジンの動作を管理するセントラルコンピュータの中のメモリにストックされたカルトグラフィーから取り出される。
【００１５】
最後に、上記粒子フィルタの上記内部温度Ｔｆａｐは、例えば、次式：
Ｔｆａｐ＝ａＴｅ＋（１−ａ）×Ｔｓ
ここに、Ｔｅは上記粒子フィルタの入口の温度を示し、Ｔｓは上記粒子フィルタの出口の温度を示し、ａは、上記粒子フィルタの入口の上記温度Ｔｅと上記粒子フィルタの出口の上記温度Ｔｓとの差に応じて、上記セントラルコンピュータの中に作図化された関数から得られる係数を示す、
から計算される。
【００１６】
また本発明によれば、粒子フィルタの再生手段を起動するための、上記粒子フィルタの充填レベルの監視手段を含んでなる、自動車用の粒子フィルタの再生制御装置が提供される。
【００１７】
上記再生制御装置の１つの特徴によれば、上記再生制御装置は上記再生手段の作動状態を表わすパラメータの計算手段を更に含み、上記パラメータの値に応じて、上記再生手段の動作を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のその他の目的、特徴及び利点は、以下の説明を読むことによって明らかとなるであろう。この説明は、非限定的な例としてのみ示されたものであり、本発明による方法を利用する粒子フィルタを備えた内燃エンジンの構造を図式的に示す添付図面を参照して行われる。
【００１９】
図１において、全体に係る参照符号１０が付されたエンジンは、ターボコンプレッサによって過給されるディーゼル型のエンジンである。  
図示された例においては、エンジン１０は、符号１２が付された、直列の４シリンダを有する。エンジン１０は、給気マニホールド１４から冷気を供給され、吸気マニホールド１４は、エアフィルタ（図示しない）を備え、流量計１８を備えた、吸気導管１６から冷気を供給される。
【００２０】
他方では、エンジン１０には、排気ライン２２と連通する排気マニホールド２０が設けられている。排気ライン２２には、主として酸化触媒ポット２４と粒子フィルタ２６とからなる粒子フィルタ装置が設けられている。  
再循環バルブ３０を備えた排気ガス再循環回路２８は、燃焼から生じた排気ガスの一部を回収して吸気マニホールド１４の中へ再注入する。
【００２１】
エンジン１０は、燃料供給回路３２から燃料を供給される。例えば、燃料供給回路３２は、高圧で、共通の圧力勾配のものである。
【００２２】
最後に、一般的な参照符号３４が付された、適切にプログラムされたコンピュータが、エンジン１０が運転者によって要求されるトルクを発生するように、エンジン１０の作動、特に噴射燃料量またはエンジンの点火時期を管理する。  
特に、コンピュータ３４は、粒子フィルタ２６の上流と下流の排気ラインに設けられたセンサ３６等のセンサからの測定信号、吸気導管１６に設けられた流量計１８からの測定信号を受け、当業者に周知の、エンジン回転数のようなエンジンの動作のその他の変数の値、大気温度、作動流体の温度、等々、を処理する。  
コンピュータ３４には、コンピュータ３４の中のメモリに収納されたカルトグラフィー（cartographie）３８に基づいて、燃料噴射、吸気弁と排気弁の開閉、再循環ガスの量、等々、のようなエンジン動作の種々のパラメータを操作するための、あらゆるハードウエアとソフトウエア手段が組み入れられている。
【００２３】
特に、コンピュータ（監視手段）３４は、粒子フィルタの充填レベルの値を監視し、この値が所定の値を超過したときには、粒子フィルタ２６の再生手段を作動させる。この再生手段は、当業者に周知の従来のタイプの手段から成る。従って、以下に詳細には説明しない。  
しかしながら、これらの手段は、粒子フィルタ２６の中に含まれるカーボンの粒子の自発的な発火に必要なエネルギをもたらすために、５５０〜６００℃のオーダの温度まで熱せられる特有のガス環境を、粒子フィルタの中に作ることを可能にする手段から主として成ることに注意する。
【００２４】
粒子フィルタの充填レベルの決定に関しては、例えば粒子フィルタの上流と下流を支配する圧力の差を測定することによる等の、種々の手段によって実施することが可能である。
【００２５】
他方では、ガス状排出物の処理装置の構成に含まれる部品を損傷する危険がある条件下で粒子フィルタの再生が実行されることを回避するために、コンピュータ３４は、車両の運転中、特に粒子フィルタ再生中に、粒子フィルタの再生手段の作動状態を表わすパラメータを計算し、計算されたパラメータの値に応じて、粒子フィルタの再生が、煤の燃焼によって生じたエネルギが排出されない状態で実行されることを回避するように、粒子フィルタの再生手段を操作する。煤の燃焼によって生じたエネルギが排出されない状態は、化学反応の暴走によって表わされる。  
この制御パラメータは、例えば、排気ガスの流量と燃焼される煤の質量との比によって構成される。この比は、再生中に、再生行程に該当する持続時間になるまでの時間間隔の間、定期的に計算される。  
理解されるように、この時間間隔が秒のオーダである場合には、この比は、実際は、排気ガスの瞬時の流量と煤の燃焼速度との比に該当する。  
次いで、コンピュータ３４は、このように計算された比と、メモリにロードされ、あらかじめ学習によって得られた、第１の閾値ｄ１ｒｅｆ及び第２の閾値ｄ２ｒｅｆとの間の差を計算する。  
こうして、計算されたパラメータが第１の閾値ｄ１ｒｅｆよりも小であれば、再生は正常に行われるとみなす。実行された化学反応によって発生されたエネルギは、排気ガスの流れによって全て排出される。反対に、パラメータが第１の閾値ｄ１ｒｅｆと第２の閾値ｄ２ｒｅｆとの間に含まれるなら、再生が暴走するリスクが存在する。  
運転状態、従って運転者の操作は、このような暴走の出現に影響を及ぼす。これらの状態においては、粒子フィルタの損傷の潜在的リスクが存在する。そこで、コンピュータ３４は、再生速度を制限または減少させ、必要な場合には再生を停止するように、再生手段の制御を実行する。
【００２６】
最後に、計算されたパラメータが第２の閾値ｄ２ｒｅｆを超えるなら、再生は暴走し、フィルタが損傷しているとみなす。従って、このパラメータと第２の閾値ｄ２ｒｅｆとの差によって、損傷の程度の指標化が可能となる。車両の運転者はこの状態を知らされ、検査と整備のために修理工場へ行くように勧奨される。
【００２７】
再生手段の動作の制御パラメータの計算方法に関しては、排気ガスの流量は、エンジンの動作パラメータに応じて、カルトグラフィー３８から取り出される値である。燃焼される煤の量も、同様にカルトグラフィー３８から取り出すことができる。これに代えて、燃焼される煤の量を、以前、すなわち先行する計算期間において燃焼された煤の量と、フィルタの再生速度から計算することができる。  
換言すれば、瞬間ｉ＋１における煤の量Ｍ（ｉ＋１）は、次式から決められる。
【００２８】
Ｍ（ｉ＋１）＝Ｍ（ｉ）−Ｖ（ｉ）
ここに、Ｍ（ｉ）は瞬間ｉおける煤の量を示し、Ｖ（ｉ）は瞬間ｉにおける再生速度を示す。  
再生速度も、同様に、次式から得られる粒子フィルタ２６の内部温度Ｔｆａｐに応じて、カルトグラフィー３８から取り出される。
【００２９】
Ｔｆａｐ＝ａＴｅ＋（１−ａ）×Ｔｓ
ここに、Ｔｅは粒子フィルタの入口の温度を示し、Ｔｓは粒子フィルタの出口の温度を示し、ａは、粒子フィルタの入口の温度Ｔｅと粒子フィルタの出口の温度Ｔｓとの差に応じて、セントラルコンピュータの中に作図化された関数から得られる係数を示す。
【００３０】
換言すれば、燃焼される煤の量を計算するために、コンピュータ３４は、上述の式から粒子フィルタの内部温度の計算を実行し、対応する再生速度をカルトグラフィー３８から取り出し、次いで、この再生速度から燃焼される煤の量を計算する。
【００３１】
理解されたように、上記説明した本発明は、再生行程中に、再生の状態に伴うリスクの指標化を行い、その結果、粒子フィルタの損傷を回避するように、再生手段の動作を適応させることを可能にする。
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【国際調査報告】
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