(57)【要約】本発明は、内燃エンジン（１）の排気ライン（２）に装備された粒子フィルタ（３）の中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法に関する。入力データ：粒子フィルタの入口の排気ガスの温度Ｔ（ｔ）、粒子フィルタの中へ流入する排気ガスの酸素濃度［Ｏ２（ｔ）］と窒素酸化物濃度［ＮＯｘ（ｔ）］から、粒子燃焼の化学反応の運動学的な法則を使用して、粒子フィルタの中の粒子の燃焼速度Ｖ（ｔ）を計算する。次いで、燃焼速度Ｖ（ｔ）、エンジンからの粒子の放出速度Ｆ（ｔ）、及び先行する操作サイクルの際に得られた上記粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）から、粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）＝ｍｃ（ｔ−Δｔ）＋［Ｆ（ｔ）−Ｖ（ｔ）］・Δｔを計算する。
2007515595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン（１）の排気ライン（２）に装備された粒子フィルタ（３）の中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法において、所定の時間間隔Δｔごとに、以下の一連の操作：  
（ｉ）瞬間ｔにおいて、上記粒子フィルタ（３）の入口の排気ガスの温度Ｔ（ｔ）を、温度センサ（５）を用いて測定し、
（ｉｉ）瞬間ｔにおいて、上記エンジンの動作パラメータ（Ｎｅ、Ｑ）を、センサ（６、７）によって測定し、
（ｉｉｉ）瞬間ｔにおいて、上記エンジンの動作パラメータ（Ｎｅ、Ｑ）の関数として、あらかじめ設定された数表上で、以下のパラメータの値：上記粒子フィルタの中へ流入する排気ガスの酸素濃度［Ｏ２（ｔ）］と窒素酸化物濃度［ＮＯｘ（ｔ）］、上記エンジンからの粒子の放出速度Ｆ（ｔ）、を読み取り、
（ｉｖ）粒子燃焼の化学反応の運動学的な法則を使用して、瞬間ｔにおいて、以下のパラメータ：温度Ｔ（ｔ）、オキシダント濃度［Ｏ２（ｔ）］、［ＮＯｘ（ｔ）］、先行する瞬間ｔ−Δｔにおける操作サイクルの際に得られた上記粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）を用いて、上記粒子フィルタの中の粒子の燃焼速度Ｖ（ｔ）を計算し、
（ｖ）瞬間ｔにおいて、先行する操作サイクルの際に得られた上記粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）を用いて、次の式：
【数１】
2007515595.tif 000017
ここに、Δｔは、ｔ−Δｔとｔとの間の時間間隔
によって、上記粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）を計算し、
（ｖｉ）瞬間ｔにおいて計算された上記粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）を、瞬間ｔ＋Δｔにおける次の一連の操作おいて使用するために、メモリする、
を繰り返すことを特徴とする、内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項２】
あらかじめ設定された上記数表上で、１または複数の上記パラメータの値［Ｏ２（ｔ）］、［ＮＯｘ（ｔ）］、Ｆ（ｔ）を読み取ることに代えて、１または複数の上記パラメータの値をセンサによって測定することを特徴とする、請求項１に記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項３】
上記粒子フィルタの中の粒子の燃焼速度Ｖ（ｔ）の計算のために、窒素酸化物ＮＯｘと酸素Ｏ２による粒子の燃焼反応を考慮し、上記燃焼速度は、上記窒素酸化物による粒子の燃焼反応速度Ｖｎｏｘと上記酸素による粒子の燃焼反応速度ＶＯ２との和：
【数２】
2007515595.tif 000018
ここに：
【数３】
2007515595.tif 000019
【数４】
2007515595.tif 000020
ここに、Ｔ（ｔ）、［Ｏ２（ｔ）］、［ＮＯｘ（ｔ）］は、上記（ｉｉｉ）の過程において決定され、ａ１、ａ３、ｂ、ｄは、燃焼反応の部分次数であり、Ｅａ１、Ｅａ３は、それぞれ窒素酸化物と酸素による燃焼反応の活性化エネルギ、
であることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項４】
上記粒子フィルタは、上記粒子の燃焼に触媒作用を及ぼすための活性相を有し、上記燃焼速度の計算の際に、上記粒子フィルタの上記活性相の中に存在する酸素による上記粒子の燃焼反応を更に考慮し、上記燃焼速度は、上記窒素酸化物による粒子の燃焼反応速度Ｖｎｏｘと、上記酸素による粒子の燃焼反応速度ＶＯ２と、上記活性相の酸素による粒子の燃焼反応速度ＶＯ２ｃａｔａｌｙｓｅｕｒの和：
【数５】
2007515595.tif 000021
ここに：
【数６】
2007515595.tif 000022
ここに、［Ｏ２ｃａｔａｌｙｓｅｕｒ（ｔ）］は、瞬間ｔにおける上記エンジンの動作パラメータ（Ｎｅ、Ｑ）の関数として、先の操作の際に、あらかじめ設定された数表上で読み取られた、上記粒子フィルタの上記活性相の中の酸素濃度であり、ａ２とｃは、燃焼反応の部分次数であり、Ｅａ２は、上記活性相の中の酸素による燃焼反応の活性化エネルギ、
であることを特徴とする、請求項３に記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項５】
最初の瞬間ｔｉにおいて、上記（ｉｖ）と（ｖ）の操作において使用される上記粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）は、上記瞬間ｔｉにおける上記粒子フィルタの入口と出口との間の圧力損失の測定値に基づいて推定された、上記粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ｔｉ）によって置き換えられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項６】
上記粒子フィルタの入口と出口との間の圧力損失の測定値に基づいて推定された、上記粒子フィルタに存在する粒子の質量（ｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）が、上記最初の瞬間とは異なる瞬間ｔにおける上記（ｉｖ）と（ｖ）の操作において使用されることを特徴とする、請求項５に記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項７】
上記エンジンの動作パラメータの測定は：
−速度センサ（６）を使用することによる、上記エンジンの回転速度Ｎｅの取得；
−負荷センサ（７）を使用することによる、上記エンジンの負荷Ｑの取得；
からなる段階を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法。
【請求項８】
自動車の粒子フィルタの再生管理手順の調整と操作の少なくとも一方のための、請求項１〜７のいずれか１つに記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法の使用。
【請求項９】
上記内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法は、上記粒子フィルタの入口における温度が、約２５０℃と５００℃の範囲内にあるときに使用されることを特徴とする、請求項８に記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法の使用。
【請求項１０】
自動車のエンジンの各動作点について、それ以下では粒子フィルタが粒子を充填する傾向を有し、それ以上では粒子フィルタに中の粒子の燃焼速度が増加する傾向を有する、粒子の質量の閾値を決定するための、自動車の粒子フィルタの再生管理手順における、請求項１〜７のいずれか１つに記載の内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の内燃エンジンのための粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法に関する。
【０００２】
また本発明は、エンジン、特に過薄混合気で作動するエンジンの管理方法における、上記の粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法の使用にも関する。
【背景技術】
【０００３】
過薄混合気で作動するエンジンの中における燃焼過程の非均質性によって、エンジンによって効果的に燃焼されることができない炭素の粒子が実際に生成される。このことは、特に始動過程の際と急加速の際におけるこのようなエンジンに特有の、黒煙の排出の出現によって表現される。将来の法規は、粒子と窒素酸化物を全体として除去することを可能にする汚染防止装置の使用を義務付けている。
【０００４】
このため、現在では、粒子フィルタを形成する半−多孔質部品が排気ラインに設けられている。粒子フィルタは、粒子状化合物を全て捕捉しながら、ガス状化合物の通過を可能にする。ディーゼルエンジンにおいては、煙がこれらの粒子状化合物の主成分要素を構成する。
【０００５】
しかしながら、粒子フィルタが詰まったと判断されたときには、粒子フィルタを再生するために、パージを実行する必要がある。このように、各粒子捕捉過程の後に再生過程を実行する必要があり、再生過程においては、捕捉された粒子状化合物は非汚染要素（２酸化炭素と水）となって除去される。この後で、粒子状化合物を蓄積する新しい過程を開始することができる。
【０００６】
これらの粒子状化合物は、約６００℃の温度における燃焼によって通常除去される。しかしながら、正常な運転中には、これらのエンジンの排気ガスは、このような温度に稀にしか達せず、再生過程の際には、温度を特に高める必要がある。
【０００７】
現在使用されている手段は、約６００℃の温度に加熱されたガス環境を作り出して実行される。この操作は、粒子フィルタに中に捕捉されている炭素粒子の自動発火を助長することを可能にする。粒子フィルタに中に捕捉されていた炭素粒子は、エネルギを開放しながら焼尽し、このエネルギは、条件に応じて、粒子フィルタの中の粒子の層、汚染防止装置を構成する様々な部品（粒子フィルタ、保持用のボックス及び覆い、配管、等）へ伝達され、あるいはエンジンから発生するガスの流れによって運搬される。
【０００８】
従って、再生過程の経過管理を最適化し、粒子フィルタの全体を制御するように、各瞬間、特に再生の終了時において、粒子フィルタの中に含まれる粒子の質量を知ることが重要である。実際、過大な量の粒子の燃焼は、この反応による強い発熱のために、粒子フィルタの破損または破壊をもたらす可能性がある。
【０００９】
一般に、例えば文献ＦＲ−２  ７７４  ４２１に記載されているように、粒子フィルタの中に存在する粒子の質量は、粒子フィルタによって引き起こされる圧力損失の測定値から推定される。しかしながら、このようにして推定された質量は、常に充分な精度を有することはなく、従って粒子フィルタが破損を受ける可能性がある。
【００１０】
文献ＦＲ−２  ６５７  ６４９は、様々な動作条件に対する、再生及び再生操作の様々な実行方法を提供する。より正確に言えば、この文献は、エンジンの回転数及び負荷に応じて用いられる、再生の様々な実行方法の実行または中止のために、粒子フィルタの中に含まれる粒子の質量の推定装置を使用することを提案している。粒子フィルタの中に含まれる粒子の質量の推定値は、エンジンから排出されて粒子フィルタの中へ流入する粒子の質量と、粒子フィルタの中における粒子の燃焼によって消費される粒子の質量との間の差を用いて決定される。これらの質量は、エンジンの動作パラメータの関数として、マッピングから直接決定され、従って、この質量の推定値も、粒子フィルタの破損を回避するために充分な精度を常に有することはない。
【特許文献１】ＦＲ−２  ７７４  ４２１
【特許文献２】ＦＲ−２  ６５７  ６４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、質量の計算精度を改良することを可能にする、粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法を提供することによって、上記問題点を緩和することを目標とする。
【００１２】
また、本発明による方法は、粒子フィルタの入り口の温度センサのみを必要とするという利点を有し、従って、粒子の燃焼がやはり過度の発熱反応になったときにも、この温度センサは破損することはない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の対象は、内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法において、所定の時間間隔Δｔごとに、以下の一連の操作：  
（ｉ）瞬間ｔにおいて、上記粒子フィルタの入口の排気ガスの温度Ｔ（ｔ）を、温度センサを用いて測定し、
（ｉｉ）瞬間ｔにおいて、上記エンジンの動作パラメータを、センサによって測定し、
（ｉｉｉ）瞬間ｔにおいて、上記エンジンの動作パラメータの関数として、あらかじめ設定された数表上で、以下のパラメータの値：上記粒子フィルタの中へ流入する排気ガスの酸素濃度［Ｏ２（ｔ）］と窒素酸化物濃度［ＮＯｘ（ｔ）］、上記エンジンからの粒子の放出速度Ｆ（ｔ）、を読み取り、
（ｉｖ）粒子燃焼の化学反応の運動学的な法則を使用して、瞬間ｔにおいて、以下のパラメータ：温度Ｔ（ｔ）、オキシダント濃度［Ｏ２（ｔ）］、［ＮＯｘ（ｔ）］、先行する瞬間ｔ−Δｔにおける操作サイクルの際に得られた上記粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）を用いて、上記粒子フィルタの中の粒子の燃焼速度Ｖ（ｔ）を計算し、
（ｖ）瞬間ｔにおいて、先行する操作サイクルの際に得られた上記粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）を用いて、次の式：
【００１４】
【数７】
2007515595.tif 000003
ここに、Δｔは、ｔ−Δｔとｔとの間の時間間隔
によって、上記粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）を計算し、
（ｖｉ）瞬間ｔにおいて計算された上記粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）を、瞬間ｔ＋Δｔにおける次の一連の操作おいて使用するために、メモリする、
を繰り返すことを特徴とする、内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法に関する。
【００１５】
他の１つの実施の形態においては、１または複数の上記パラメータの値［Ｏ２（ｔ）］、［ＮＯｘ（ｔ）］、Ｆ（ｔ）を読み取ることに代えて、１または複数の上記パラメータの値をセンサによって測定する。従って、３つの上記パラメータの値がセンサによって測定される場合には、上記（ｉｉ）と（ｉｉｉ）の過程を削除することができる。
【００１６】
また本発明は、自動車の粒子フィルタの再生管理手順の調整と操作の少なくとも一方のための、本発明による内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法の使用にも関する。本発明の方法は、各瞬間において粒子フィルタの中に存在する粒子の質量の良好な見積もりを可能にするので、もし、検知された粒子の量が、燃焼の際における過大な温度上昇のために粒子フィルタの全体を危険にさらすなら、再生の開始を禁止することが可能である。
【００１７】
１変形においては、本発明による上記内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法は、上記粒子フィルタの入口における温度が、約２５０℃と５００℃の範囲内にあるときに使用される。この温度範囲の外においては、例えば粒子フィルタにおける圧力損失の測定値を使用して、他の粒子フィルタの中に存在する粒子の質量の決定方法を使用することができる。
【００１８】
また本発明は、自動車のエンジンの各動作点について、それ以下では粒子フィルタが粒子を充填する傾向を有し、それ以上では粒子フィルタに中の粒子の燃焼速度が増加する傾向を有する、粒子の質量の閾値を決定するための、自動車の粒子フィルタの再生管理手順における、本発明による内燃エンジンの排気ラインに装備された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量のリアルタイム決定方法の使用にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
さて、非限定的な添付図面を参照して、本発明を説明する。これらの図面において：
−図１は、エンジンと、粒子フィルタが装備されたエンジンの排気ラインの略図であり、
−図２は、本発明の方法によって計算された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量（ｍｃ）と、計量によって測定された粒子の質量（ｍｐ）を、時間の関数として表すグラフである。
【００２０】
図１を参照すると、エンジン１は、粒子フィルタ３が装備された排気ライン２に接続されている。排気ライン上の、排気ガスの循環の向きに対して粒子フィルタ３の上流に、排気ガスの窒素酸化物ＮＯｘとしての一酸化窒素を酸化するための酸化触媒４が設けられている。
【００２１】
排気ライン上の、粒子フィルタ３の入口に、温度センサ５が設けられている。
【００２２】
エンジンの速度センサ６と、エンジンの負荷センサ７が、エンジンの回転速度Ｎｅ（毎分あたりの回転数）と、アクセルペダルの踏み込み量に相当するエンジンの負荷Ｑを測定するために、エンジンの近傍に設けられている。
【００２３】
圧力センサ８、９が、それぞれ粒子フィルタ３の入口と出口に配置されている。
【００２４】
種々のセンサ５〜９は、コンピュータ１０に接続されている。コンピュータ１０の中には、エンジンに特有の数表すなわちマッピングがメモリされている。これらの数表は、各エンジンについて実行される事前の計測によってあらかじめ設定される。
【００２５】
さて、瞬間ｔに粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）のリアルタイム決定方法を説明する。
【００２６】
この方法は、所定の時間間隔Δｔごとに、下記の一連の操作を繰り返すことからなる。
【００２７】
（ｉ）第１操作において、瞬間ｔにおける粒子フィルタの入口の排気ガスの温度Ｔ（ｔ）を、温度センサ５を用いて測定する。得られた値は、コンピュータ１０の中へメモリされる。
【００２８】
（ｉｉ）ほぼ同時に、瞬間ｔにおけるエンジンの動作パラメータ、すなわち回転速度Ｎｅ、負荷Ｑを、速度センサ６と負荷センサ７によって測定する。測定されたこれらの値も、コンピュータ１０の中へメモリされる。
【００２９】
（ｉｉｉ）次いで、コンピュータ１０は、回転速度Ｎｅ、負荷Ｑの関数としてあらかじめ設定された数表を使用して、瞬間ｔに測定された回転速度Ｎｅ、負荷Ｑの値を入力として用いて、以下のパラメータ、すなわち粒子フィルタの中へ流入する排気ガスの酸素濃度［Ｏ２（ｔ）］と窒素酸化物濃度［ＮＯｘ（ｔ）］及びエンジンからの粒子の放出速度Ｆ（ｔ）の値を読み取る。読み取られたこれらの値は、瞬間ｔにおける値に該当し、コンピュータ１０の中へメモリされる。  
しかしながら、これらの数表上での読み取り操作は、粒子フィルタの入口に配置された、酸素濃度［Ｏ２（ｔ）］と窒素酸化物濃度［ＮＯｘ（ｔ）］用のセンサによる測定と、エンジンからの粒子の放出速度Ｆ（ｔ）を測定するための粒子分析器（同じく粒子フィルタの入口に配置される）による測定によって置き換えることが可能である。この場合、上記の段階（ｉｉ）は、削除される。
【００３０】
（ｉｖ）次いで、コンピュータ１０は、粒子フィルタの中の粒子の、瞬間ｔにおける燃焼速度Ｖ（ｔ）を計算する。コンピュータは、入力データとして、先に測定または読み取られたパラメータ、すなわち、温度Ｔ（ｔ）、酸素濃度［Ｏ２（ｔ）］及び窒素酸化物濃度［ＮＯｘ（ｔ）］、並びに、先行する瞬間ｔ−Δｔにおける操作サイクルの際に得られた粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）を使用する。このため、コンピュータは、粒子燃焼の化学反応の運動学的な法則を利用する。粒子燃焼の化学反応の運動学的な法則の数式は、あらかじめメモリされている。これらの法則については後に詳細に説明する。
【００３１】
（ｖ）次の操作において、コンピュータは、先行する瞬間ｔ−Δｔにおける操作サイクルの際に得られた粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）を用いて、次の式：
【００３２】
【数８】
2007515595.tif 000004
ここに、Δｔは、ｔ−Δｔとｔとの間の時間間隔
によって、瞬間ｔにおける粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）を計算する。
【００３３】
（ｖｉ）次いで、瞬間ｔにおいて粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）は、次の瞬間ｔ＋Δｔにおける次の操作、特に操作（ｉｖ）と（ｖ）における入力値として使用するためにメモリされる。
【００３４】
ついで、上記に説明した一連の操作は、新に瞬間ｔ＋Δｔにおいて実行される。
【００３５】
最初の瞬間ｔｉにおいては、利用可能な質量ｍｃ（ｔ−Δｔ）の値は存在しないので、コンピュータは、従来技術と同様に、圧力損失すなわち粒子フィルタ３の入口と出口との間の、瞬間ｔｉにおける圧力差ΔＰを用いて推定された、粒子フィルタに存在する粒子の質量ｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ｔｉ）を使用する。この圧力差は、例えば、圧力センサ８、９の測定値を入力値として用いて計算される。
【００３６】
例えば、本発明の方法によって計算された質量ｍｃ（ｔ）の点検の終わりにおける、エンジンの動作の後の瞬間ｔにおける粒子フィルタに存在する粒子の推定質量ｍｐｒｅｓｓｉｏｎに依存することも可能である。
【００３７】
このように、粒子フィルタに存在する粒子の質量は、エンジンの動作点に応じてリアルタイムに修正され、このことは、粒子フィルタに存在する粒子の質量の既知の決定方法よりも明らかに高い精度に達することを可能にする。
【００３８】
さて、本発明に使用される運動学的な法則について説明する。  
触媒粒子フィルタ（粒子フィルタの活性相が触媒を含む。）の中における粒子（煤）の燃焼反応は、互いに異なり、相補的な３つの過程に従って始められる。
【００３９】
（１）第１過程は、排気ガスの中に含まれるか、あるいは粒子フィルタに設けられた活性相の中に存在するプラチナサイトに対する一酸化窒素の反応によって形成される、窒素酸化物ＮＯｘによる、粒子の燃焼に該当する。この反応は、約２５０〜５００℃の範囲で生じる。  
（２）第２過程は、粒子フィルタの活性相の触媒の作用に該当する。触媒は、酸素をもたらす特性を有し、粒子を酸化するための酸素を供給する。この過程は、約３５０℃で始まる。  
（３）第３過程は、排気ガスの中に存在する酸素による粒子の燃焼に該当する。この過程は約４５０〜５００℃で始められ、温度とともに激しくなり、特に約６００℃での粒子フィルタの活性な再生に寄与する。
【００４０】
これらの様々な反応の速度は、次の形の運動学的な数式によって表すことができる（速度は、ｍｇ／ｓで表現される。）：
過程（１）
【００４１】
【数９】
2007515595.tif 000005
過程（２）
【００４２】
【数１０】
2007515595.tif 000006
過程（３）
【００４３】
【数１１】
2007515595.tif 000007
ここに：
−Ｔ（ｔ）は、粒子フィルタの入口で測定された温度を表し、
−ｍｃ（ｔ−Δｔ）は、瞬間ｔ−Δｔに粒子フィルタに存在し、先に実行された一連の操作の際に計算された、粒子の質量（グラム）を表し、
−［ＮＯｘ（ｔ）］は、瞬間ｔに粒子フィルタに流入する排気ガスの中の窒素酸化物濃度（ｐｐｍ）を表し、
−［Ｏ２ｃａｔａｌｙｓｅｕｒ（ｔ）］は、瞬間ｔに活性相（「ウオッシュ  コート（ｗａｓｈ  ｃｏａｔ）」）の中で利用可能な酸素濃度（パーセント）を表し、
−［Ｏ２（ｔ）］は、瞬間ｔに粒子フィルタに流入する排気ガスの中の酸素濃度（パーセント）を表し、
−Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３は、それぞれ過程（１）、（２）、（３）の燃焼反応の指数項の前の係数であり、
−Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅａ３は、それぞれ過程（１）、（２）、（３）の燃焼反応の活性化エネルギであり、
−ａ１、ａ２、ａ３、ｂ、ｃ、ｄは、煤とオキシダント（ＮＯｘまたはＯ２）の質量相互の反応の部分次数であり、
−Ｒは、完全ガスの定数である。
【００４４】
運動学的なパラメータ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅａ３、ａ１、ａ２、ａ３、ｂ、ｃ、ｄは、従来から行われているように実験的に決められる。
【００４５】
速度の第１の式：
【００４６】
【数１２】
2007515595.tif 000008
の場合には、次の値：
−５０００＜Ｅａ１／Ｒ＜−２０００
０．２＜ａ１＜１
０．２＜ｂ＜２
を使用することができる（ｘ＝２について）。
【００４７】
指数項の前の係数Ｋ１は、窒素酸化物濃度の関数として変化し：
【００４８】
【数１３】
2007515595.tif 000009
ここに；１０−８＜ｍ＜１０−６
１０−６＜ｎ＜１０−４
１０−４＜ｐ＜１０−２
【００４９】
【数１４】
2007515595.tif 000010
ここに；１０−６＜ｑ＜１０−３
速度の第２の式：
【００５０】
【数１５】
2007515595.tif 000011
の場合には、次の値：
−２５００＜Ｅａ２／Ｒ＜−１０００
１＜ａ２＜２．５
０＜ｃ＜１．５
を使用することができる。
【００５１】
指数項の前の係数Ｋ２は、粒子フィルタに入口の温度または酸素の量の関数として変化し：
【００５２】
【数１６】
2007515595.tif 000012
ここに；１０−９＜ｊ＜１０−７
１０−６＜ｋ＜１０−４
１０−３＜ｌ＜１０−２
【００５３】
【数１７】
2007515595.tif 000013
速度の第３の式：
【００５４】
【数１８】
2007515595.tif 000014
の場合には、次の値：
−２５０００＜Ｅａ３／Ｒ＜−１００００
０．５＜ａ３＜２
０＜ｄ＜１．５
［Ｏ２］＜４．６％なら、Ｋ３＝ｅｇ  ここに、１５＜ｇ＜３０
そうでなければ、Ｋ３＝ｎ  ここに、０＜ｎ＜０．２
これらのパラメータ及び運動学的な数式は、コンピュータ１０の中にメモリされ、粒子フィルタの中における粒子の燃焼速度Ｖ（ｔ）の計算に使用される。粒子の燃焼速度Ｖ（ｔ）は、３つ過程の燃焼速度の和：
【００５５】
【数１９】
2007515595.tif 000015
である。
【００５６】
この場合、濃度［ＮＯｘ（ｔ）］と［Ｏ２（ｔ）］のみは、場合によってはセンサによって測定することができるが、［Ｏ２ｃａｔａｌｙｓｅｕｒ（ｔ）］は測定することができないことが理解されるであろう。従って、エンジンの動作パラメータ（Ｎｅ、Ｑ）測定の過程（ｉｉ）は、省略することはできない。
【００５７】
粒子フィルタ３が触媒を含まないときには、過程（２）による燃焼反応は生じない。従って、燃焼速度は：
【００５８】
【数２０】
2007515595.tif 000016
となる。
【００５９】
このように計算された燃焼速度の値は、粒子フィルタの中に存在する粒子の質量ｍｃ（ｔ）を、式（Ｅ）を用いて計算するために使用することができる。
【００６０】
図２は、本発明の方法によって計算された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量（ｍｃ）と、粒子フィルタの中に実際に存在し計量によって測定された粒子の質量（ｍｐ）との間の良好な合致を示している。
【００６１】
本発明による、粒子の質量を計算するために用いられる一連の操作は、秒のオーダの時間間隔Δｔごとに実行することが望ましい。勿論、他の値を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】エンジンと、粒子フィルタが装備されたエンジンの排気ラインの略図である。
【図２】本発明の方法によって計算された粒子フィルタの中に存在する粒子の質量（ｍｃ）と、計量によって測定された粒子の質量（ｍｐ）を、時間の関数として表すグラフである。
【図１】
2007515595.tif 000023
【図２】
2007515595.tif 000024
【国際調査報告】
2007515595.tif 000025
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