(57)【要約】本発明は微粒子フィルタ（６）を電気的に加熱することによる微粒子フィルタ（６）の再生を制御する方法に関するものである。この方法によれば、計算機（３）が微粒子フィルタ（６）の負荷レベル（Ａ）および温度（Ｔ）に基づいて再生を開始する。この発明の方法は、計算機（３）が微粒子フィルタ（６）の電気的加熱によって生ずる燃料消費を考慮して乗り物の動作に関連したペダル位置等の複数のパラメータを同時に使用することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子フィルタを電気的に加熱することによって、上記微粒子フィルタ（６）の再生を制御する方法であって、コンピュータ（３）が上記微粒子フィルタ（６）の負荷レベル（Ａ）および温度（Ｔ）に基づいて再生を開始し、上記コンピュータ（３）が上記微粒子フィルタ（６）の電気的加熱によって生ずる燃料消費を考慮して乗り物の動作に関連した複数のパラメータを同時に使用することを特徴とする微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項２】
上記パラメータがブレーキペダル位置（Ｐf）を含むことを特徴とする請求項１に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項３】
−上記負荷レベル（Ａ）が設定閾値Ｓ１よりも高く、
−かつブレーキペダルが踏み込まれていて、Ｐf＝１であるとき、
上記コンピュータ（３）が上記微粒子フィルタ（６）の再生を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項４】
上記閾値Ｓ１は再生を必要としない低い閾値Ｓminiよりも高いことを特徴とする請求項３に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項５】
−上記負荷レベル（Ａ）が上記閾値Ｓ１よりも高い設定閾値Ｓ２よりも高く、
−ブレーキペダルが踏み込まれておらず、Ｐf＝０であり、
−かつ選択されたパラメータによって算出されたエンジン効率（Ｆ）が、微粒子フィルタ（６）の再生によって得られるエンジン効率（Ｇ）よりも低いとき、
上記コンピュータ（３）が上記微粒子フィルタ（６）の再生を行なうことを特徴とする請求項３または４に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項６】
上記閾値Ｓ２が再生を必須とする閾値Ｓmaxよりも低いことを特徴とする請求項５に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項７】
上記パラメータが変速比（Ｈ）を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項８】
上記パラメータがアクセルペダル位置（Ｐacc）を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項９】
上記パラメータが乗り物の速度（Ｖ）を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項１０】
上記パラメータがエンジン回転数（Ｎ）を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【請求項１１】
上記パラメータがエンジントルク（Ｍ）を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の微粒子フィルタ（６）の再生制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の内燃機関の排気パイプに設けられた静電式微粒子フィルタの再生制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
再生は微粒子フィルタの電気的加熱によって行なわれる。再生の開始はコンピュータに送られる自動車のパラメータによって決定される。
【０００３】
内燃機関特にディーゼルエンジンから排出された煤微粒子を除去するシステムとしては、内燃機関の排気パイプに設けられた微粒子フィルタが知られている。この微粒子フィルタは排気ガスに含まれる煤微粒子を捕捉する。
【０００４】
電子制御再生システムは微粒子フィルタによって捕捉された微粒子を定期的に燃やすことによってフィルタの目詰まりを防止する。
【０００５】
微粒子フィルタの再生は悪影響を与えず、内燃機関の燃料費への影響を最小限にすることが望まれる。
【０００６】
事実、煤微粒子は５００〜６００℃の温度で燃える。そして、ディーゼル自動車エンジンの排気ガスによってまれにこのような加熱温度に達することはあるが、たとえば市街地では排気ガスの温度は１５０〜２５０℃である。このため、排気ガスに頼ることなく煤を直接加熱する適切な手段が必要となる。
【０００７】
排気ガスの温度を微粒子フィルタの微粒子を燃やすのに十分な温度に上昇させる種々の再生システム、特に電気抵抗加熱システムが提案された。
【特許文献１】ＥＰ０６０３９０７Ａ
【特許文献２】ＥＰ１０６３１２０Ａ
【特許文献３】ＤＥ１０１２７７８２Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような再生システムは制御コンピュータによって電子的に制御され、制御コンピュータは所定数のパラメータによって再生の時期を決定する。しかし、電気的加熱要素のような電気的装置が要求する電力は内燃機関によって駆動される発電機から供給される。微粒子フィルタの再生によって過大な燃料消費が生じ、発電機が即座の電力を供給することができず、電池から放電しなければならなくなることがある。
【０００９】
本発明の目的は、微粒子フィルタの再生に使用される電気的加熱システムのための燃料消費を制限することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のために、本発明においては、再生制御コンピュータは、再生のために必要な加熱手段に要する電力の発生に関連した燃料消費を決定するためのパラメータを入力する。
【００１１】
本発明の他の特徴は、乗り物から得られたパラメータが、たとえば、ペダル位置、自動車の速度、変速比である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の他の特徴および効果は実施の形態の記述を、添付の図面を参照して読むことによって明らかになるであろう。
【００１３】
図１は本発明に係る方法を用いる微粒子フィルタが設けられた内燃機関を示す概略図である。
【００１４】
図２は本発明に係る方法のフローチャートである。
【００１５】
同一または類似の要素には同じ符合を付した。
【００１６】
図１により提案の再生原理について非限定的に説明する。
【００１７】
内燃機関１は自動車などの乗り物に使用されるように設計されている。たとえば、一列に並んだ４つのシリンダを有し、直接燃料を噴射するターボチャージャ付のディーゼルエンジンである。内燃機関１には煤微粒子を捕捉する装置を有する排気パイプ５が設けられている。内燃機関１には吸気回路２から空気が供給される。
【００１８】
適切なセンサ、特に、流れセンサ８が、吸気回路２に設けられており、関連のパラメータ、たとえば、内燃機関１への供給圧を、制御コンピュータ３に供給する。シリンダへの燃料噴射は制御コンピュータ３によって電子的に制御される図示しない電磁噴射装置によってなされ、共通の噴射装置を有する高圧タイプの燃料圧縮システム４から燃焼室内に噴射される。内燃機関１から排出された排気ガスは微粒子フィルタ６を介して排気パイプ５から排気される。
【００１９】
たとえば圧力および温度センサなどの、種々のセンサ７は、微粒子フィルタ６の上流および下流に設けられており、制御コンピュータ３に関連のパラメータを供給する。また、排気パイプ５には不燃焼の炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯの放出を処理する酸化触媒ユニット１０が設けられている。排気ガスの一部はリサイクルシステム１１によって吸気に戻され、リサイクルシステム１１は制御コンピュータ３によって電子的に制御されるバルブ１２を有している。ターボチャージャは、従来と同様に、タービン１４および圧縮器１３を有している。
【００２０】
制御コンピュータ３は、限定的には、マイクロプロセッサすなわち中央処理ユニットＣＰＵ、少なくとも１つのランダムアクセスメモリ、少なくとも１つのリードオンリーメモリ、少なくとも１つのアナログからデジタルへのコンバータおよび少なくとも１つの入力／出力インターフェースを有する。制御コンピュータ３のマイクロプロセッサは電子回路および適切なソフトウエアプログラムを有し、特に電子的に制御される種々のアクチュエータのために設計されている。
【００２１】
制御コンピュータ３は種々のセンサから送られたパラメータを使用して、燃料消費と性能が要求されるレベルに達するように、共通の噴射装置４内の燃料の圧力および噴射装置の開閉を制御し、特に吸気流量を制御して、エンジン回転数と方式を制御し、測定値を格納する。噴射装置の開動作は吸気開始の時期および噴射装置の開時間を決定し、開時間により燃料噴射量および燃焼室を満たす混合気の濃度に応じた供給圧力を制御する。
【００２２】
また、制御コンピュータ３は排気システム、特に微粒子フィルタ６の動作の制御を行なう。制御コンピュータ３は微粒子フィルタ６の再生の開始を決定し、またその継続あるいは中断を決定する。
【００２３】
上述したように、再生段階では基本的に直接煤の温度を上昇させ、捕捉した煤を燃やす。温度の上昇はたとえば金属線のような電気的な加熱手段によって行なう。
【００２４】
本発明によれば、制御コンピュータ３は再生の開始時期の決定のために、微粒子フィルタ６および乗り物の種々のパラメータ、たとえばエンジン冷却水の温度、微粒子フィルタ６の上流側または下流側のガスの温度、圧力等、乗り物の速度、微粒子フィルタ６に溜まった煤の量、前の再生からの経過時間を入力する。
【００２５】
また、本発明によれば、制御コンピュータ３は加熱システムの動作のための電力発生のための燃料消費に関する他のパラメータを入力する。このパラメータとしてはペダル位置Ｐf、Ｐacc、乗り物の速度Ｖ、変速比Ｈ、エンジン回転数Ｎ、エンジントルクＭがある。
【００２６】
この場合、再生の実行において過大な燃料消費、電池の放電を避けるようにする。
【００２７】
図２に微粒子フィルタ再生制御方法のフローチャートを示す。
【００２８】
段階１０において、制御コンピュータ３は種々のパラメータ、微粒子フィルタの負荷レベルＡ、乗り物の速度Ｖ、アクセルペダル位置Ｐacc、エンジントルクＭ、エンジン回転数Ｎ、変速比Ｈ、微粒子フィルタの温度Ｔを読み込む。
【００２９】
段階１１において、制御コンピュータ３が微粒子フィルタ６の負荷レベルＡを読み込んだのち、微粒子フィルタ６の負荷レベルについて第１のチェックを行なう。
【００３０】
もし、負荷レベルＡが設定閾値Ｓ１よりも低いときには、段階１７に進み、再生を行なわない。この設定閾値Ｓ１は再生を必要としない閾値Ｓminiよりも高い。
【００３１】
もし、負荷レベルＡが設定閾値Ｓ１よりも高いときには、段階１２に進む。
【００３２】
段階１２では、ブレーキペダル位置Ｐfについて第２のチェックを行なう。
【００３３】
もし、ブレーキペダルが踏み込まれているときすなわち位置Ｐf＝１のときには、段階１４で再生が行なわれる。再生は回生制動によって発生した電気的エネルギーによって行なわれる。回生制動は乗り物が制動されたときに行なわれ、発電機が乗り物の運動エネルギーを加熱手段に供給される電気的エネルギーに変換する。
【００３４】
もし、ブレーキペダルが踏み込まれていないときすなわち位置Ｐf＝０のときには、次の段階１３において微粒子フィルタの負荷レベルについて他のチェックが行なわれる。負荷レベルＡが第２の設定閾値Ｓ２（運転者の制動を待つことなく行なわれる再生に要求される高背圧）と比較される。この閾値Ｓ２は設定閾値Ｓ１よりも高く、再生が必須となる閾値Ｓmaxよりも低い。
【００３５】
もし、負荷レベルＡが設定閾値Ｓ２よりも高いときには、段階１５に進む。この段階１５では制御コンピュータ３が燃料消費に影響する種々のパラメータ、たとえば、乗り物の速度Ｖ、アクセルペダル位置Ｐacc、エンジントルクＭ、エンジン回転数Ｎ、変速比Ｈ、微粒子フィルタの温度Ｔを選択する。
【００３６】
過大な燃料消費であると決定されたときには、まず選択されたパラメータを使用してエンジン効率Ｆを算出する。
【００３７】
制御コンピュータ３は種々のパラメータの値から、再生によって得られるエンジン効率Ｇと再生を行なわないときに得られるエンジン効率Ｆとを比較する。
【００３８】
このために、制御コンピュータ３に再生によって得られるエンジン効率Ｇのマップが格納されている。たとえば、内燃機関においては、エンジン効率ＧのマップはエンジントルクＭ、エンジン回転数Ｎに基づいて作成される。制御コンピュータ３によって読み込まれた値は格納されたマップからエンジン効率Ｆを決定するために使用される。エンジン効率Ｆは再生によって得られるエンジン効率Ｇと比較される。もし、再生がエンジン効率を向上させるときには、段階１４で再生が行なわれる。
【００３９】
もし、再生がエンジン効率を向上させないときには、段階１８で微粒子フィルタの負荷レベルＡが閾値Ｓmaxと比較される。
【００４０】
もし、負荷レベルＡが閾値Ｓmaxよりも低いときには、段階１７に進み、再生は行なわれない。
【００４１】
もし、負荷レベルＡが閾値Ｓmaxよりも高いときには、再生がすぐに行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る方法を用いる微粒子フィルタが設けられた内燃機関を示す概略図である。
【図２】本発明に係る方法のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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