(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン排気システム中のディーゼル・パティキュレート・フィルターの劣化を判定するシステム及び方法の提供。【解決手段】ディーゼル・パティキュレート・フィルターの再生を開始したか否か、再生を終了したか否かを当業者に公知の方法により監視検出し、再生期間のような、計算された再生速度を表すパラメータに基づきしきい速度と比較し、パティキュレート・フィルターの機能が劣化したのを判定し、デフォルト動作を実行する。【選択図】図４
2005002991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気系のパティキュレート・フィルターを監視するために、その中に符号化されたコンピューター・プログラムを持つコンピューター記憶媒体を有するシステムであって、
上記コンピューター記憶媒体が、
上記パティキュレート・フィルターの再生速度を表示するパラメーターを判定するコードと、
上記パラメーターに基き上記パティキュレート・フィルターの劣化を判定するコードと、
を有するシステム。
【請求項２】
上記パラメーターが、パティキュレート・フィルターを再生するのに要する期間である、請求項１のシステム。
【請求項３】
上記パラメーターが、排気速度に基き計算された再生速度である、請求項１のシステム。
【請求項４】
上記パラメーターが、複数の排気温度の加重和と、複数の排気温度変化速度とに基き計算される、請求項１のシステム。
【請求項５】
上記パラメーターが、パティキュレート・フィルターの流量制限の変化に基き計算された再生速度である、請求項１のシステム。
【請求項６】
上記記憶媒体により利用される信号を提供する温度センサーを上記排気系に更に有する、請求項１のシステム。
【請求項７】
上記温度センサーがパティキュレート・フィルターの上流に接続される、請求項６のシステム。
【請求項８】
上記温度センサーがパティキュレート・フィルターの下流に接続される、請求項６のシステム。
【請求項９】
上記温度センサーがパティキュレート・フィルターの中に接続される、請求項６のシステム。
【請求項１０】
上記コンピューター記憶媒体が、上記判定された劣化に応答して、DPF再生を中断するコード、を更に有する、請求項１のシステム。
【請求項１１】
ディーゼルエンジンの排気系のパティキュレート・フィルターを監視するためのコンピューター・プログラムがその中に符号化されたコンピューター記憶媒体を有するシステムであって、
上記コンピューター記憶媒体が、
上記パティキュレート・フィルターの再生開始点を判定するコードと、
上記パティキュレート・フィルターの上記再生の終了点を判定するコードと、
上記判定された開始と終了とに基き上記パティキュレート・フィルターの劣化を判定するコードと、
を有する、システム。
【請求項１２】
上記開始点が、上記パティキュレート・フィルターの再生開始点である、請求項11のシステム。
【請求項１３】
上記終了点が更に、上記パティキュレート・フィルターの上記再生の終了時である、請求項11又は12のいずれかのシステム。
【請求項１４】
上記開始点が、パティキュレート・フィルター上流の温度が最大値に到達する時点である、請求項11のシステム。
【請求項１５】
上記開始点が、パティキュレート・フィルター上流の温度が閾値を越える時点である、請求項11のシステム。
【請求項１６】
上記終了点が、パティキュレート・フィルターの流量制限が閾値レベルに到達する時点である、請求項11のシステム。
【請求項１７】
上記終了点が、パティキュレート・フィルター下流の温度が最大値に到達する時点である、請求項11のシステム。
【請求項１８】
ディーゼルエンジンの排気系のパティキュレート・フィルターを監視するためのコンピューター・プログラムがその中に符号化されたコンピューター記憶媒体を有するシステムであって、
該コンピューター記憶媒体が、
上記パティキュレート・フィルターを再生するのに要する期間を判定するコードと、
上記判定された期間に基き上記パティキュレート・フィルターの劣化を判定するコードと、を有する、システム。
【請求項１９】
上記期間が、排気温度に基く、請求項18のシステム。
【請求項２０】
上記排気温度が、上記パティキュレート・フィルター上流で計測される、請求項19のシステム。
【請求項２１】
上記排気温度が、上記パティキュレート・フィルター下流で計測される、請求項19のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ディーゼル・エンジンには、重量及び軽量車両基準に適合するために、ディーゼル・パティキュレート・フィルター（DPF）を備えることが出来る。DPFは、粒子状物質（すすとも呼ばれる）を捕集し、粒子状物質が蓄積されるにつれて背圧を上昇させるフィルターである。例えば、数百マイル車両が走行した後で、定期的に、排気温度を上昇させることにより、すすが酸素と反応してCO2と水を生成するようにDPFが再生される。すすは焼き払われ、それで、DPFが再び粒子状物質を蓄積することが出来るように、清浄化される。結果として、排出量が低減される。DPFが劣化したか否かを監視する方法を利用可能である。その一つが特許文献１に記載されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１９６１５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本件発明者は、そのような取組みのいくつかの不利な点を認識した。具体的には、そのような方法は、放出された粒子が実際に燃えたか否か、又は反応することなしに放出されたか否か、を考慮していない。言い換えると、DPF中の触媒物質は、活性が無くなるように、劣化し得る。また、再生中にDPF前後の温度分布の悪化がある可能性があり、それにより、蓄積した粒子の不均一な清浄化を招く。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ディーゼル・エンジン排気中のパティキュレート・フィルターを監視するためのコンピューター・プログラムがその中に符号化されたコンピューター記憶媒体を有するシステムにより、上記の不利な点が解消される。上記コンピューター・プログラムは、上記パティキュレート・フィルターの再生速度を表示するパラメーターを判定するコード、及び、上記パラメーターに基き上記パティキュレート・フィルターの劣化を判定するコード、を有する。
【０００４】
DPFの再生速度つまりDPF再生中のすす削減率又は一定の制限レベルからより低い別の制限レベルへ移行するのに要する時間などを考慮することにより、DPF動作のより正確な判定を得ることが出来る。例えば、異常に緩慢な再生速度が、フィルター上の触媒物質の活性の欠如、又は不十分な温度分布を表示する。触媒活性の欠如は、触媒サプライヤーによる製造誤差又は、熱的経年変化の対象となる触媒物質の焼結により、起こり得る。速すぎる再生速度は、DPF劣化の前兆と考えることが出来る。
【０００５】
更に、再生速度の変化が、サービス実行のための有用な情報を提供する。予測されるよりも緩慢に再生が起こる場合、DPF又はDPFを再生するための用いられる噴射装置のどこかを交換する必要がある、ということを意味し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図1Aに一気筒だけ示される複数の気筒を有する内燃機関10が、電子エンジン制御器12により制御される。エンジン10は、燃焼室30及び気筒壁32を、その中に位置してクランクシャフト40に接続されるピストン36と共に、含む。燃焼室30が、それぞれ吸気弁52と排気弁54を介して吸気マニフォールド44及び排気マニフォールド48と連通するのが示されている。吸気マニフォールド44はまた、制御器12からのパルス幅信号FPWに比例して液体燃料を供給するために、そこに接続された燃料噴射弁80を持つのが示されている。信号FPWにより制御される燃料量と噴射時期の両方が調整可能である。燃料タンク、燃料ポンプ及び燃料レールを含む燃料システム（不図示）により、燃料噴射弁80へ燃料が供給される。エンジン10においては、圧縮点火燃焼が主に用いられる。
【０００７】
制御器12が、マイクロプロセッサー・ユニット102、入出力ポート104、読出専用メモリー106、ランダム・アクセス・メモリー108及び通常のデータ・バスを含む通常のマイクロコンピューターとして、図1Aに示されている。制御器12は、前述の信号に加えて、冷却スリーブ114に接続された温度センサー112からのエンジン冷媒温度（ECT）、吸気マニフォールド44に接続された圧力センサー116からのマニフォールド圧力の計測値（MAP）、温度センサー117からのマニフォールド温度の計測値（AT）、クランクシャフト40に接続されたエンジン速度センサー118からのエンジン速度信号（RPM）を含む、エンジン10に接続されたセンサーからの各種信号を受けているのが、示されている。
【０００８】
排出制御システム20が、排気マニフォールド48に接続され、そのシステムの本発明による実施形態の例がいくつか、具体的に図2A-2Cを参照して、記載されている。
【０００９】
ここで図1Bを参照すると、エンジン10が気筒30へ直接燃料を噴射するように噴射弁80が配置された直接噴射エンジンである別の実施形態が示されている。燃料タンク、燃料ポンプ及び高圧コモン・レール・システムを含む燃料システム（不図示）により、燃料噴射弁80へ燃料が供給される。
【００１０】
一例において、エンジン10は、酸素過剰状態で層状吸気を燃焼させて動作するディーゼル燃料エンジンである。燃料時期の調整及び複数回の燃料噴射を、均一吸気圧縮点火燃焼を得るために用いることが出来る。リーン動作中はそれが用いられるが、化学量論値又はリッチ空燃比での動作を得るために、エンジン状態を調整することも可能である。
【００１１】
別の実施形態において、吸気及び排気マニフォールドを介してエンジン10へターボチャージャーを接続することが出来る。
【００１２】
ここで、図２を参照すると、排出制御システム20は、パティキュレート・フィルター15の上流に触媒13を含んでいてもよい。各種触媒、例えば、尿素系選択触媒還元反応（SCR）触媒、酸化触媒、NOx吸収材、を選択的に用いることができ、またこれら触媒をパティキュレート・フィルターと組合わせることも出来る。一例のSCR触媒の場合、それは、200-500℃の範囲で最適なNOx変換性能を持つ卑金属／ゼオライト組成である。水性尿素のような還元剤を車載して、SCR触媒上流の排気システムに噴射することが出来る。一方、直接噴射型エンジンにおける後期噴射のような、排気後処理装置へ還元剤を供給するものとしてこの分野で当業者に公知の他の構造を用いることも出来る。
【００１３】
触媒13は、（SCR触媒とは別個に、又はそれに加えて）酸化触媒を含むことが出来、それは、排気中の炭化水素（HC）、一酸化炭素（CO）及び窒素酸化物（NO）の迅速な変換のために、白金を含むものが好ましい、貴金属触媒である。酸化触媒はまた、排気システム中に熱を供給するためにも用いられ、余分なHCが酸化触媒前後で削減されるときに発熱反応が生成される。これは、例えば、（直噴エンジンにおいて）エンジンの出力又は排気行程のいずれか又は両方における筒内噴射又は、噴射時期遅角、EGR増大、吸気絞りなど、排気中のHC濃度を増大させるものと当業者に知られている手段である、いくつかの代替案のいずれかにより、なす事が出来る。当業者に知られたいかなる手段も用いて、酸化触媒へ入る排気流へ直接炭化水素を噴射することも出来る。還元剤供給システム19は、後述のように、再生目的でパティキュレート・フィルター15を加熱するための熱を生成するために、燃料タンク又は貯蔵容器から排気システムへHCを供給するのに用いることが出来る。
【００１４】
パティキュレート・フィルター（15）（一例においてディーゼル・パティキュレート・フィルター（DPF））が、SCR触媒の下流に接続され、車両の運転サイクル中に生成される粒子状物質（すす）を捕捉するのに用いられる。DPFは、コーディライト、シリコン・カーバイドなど高温酸化物セラミックを含む各種材料から製造することが出来る。すすの堆積が所定レベルに到達したならば、後述のように、フィルターの再生を開始することが出来る。フィルター再生は、例えば400-600℃である、新たなすす状物質の堆積よりも速い速度ですす状物質を燃焼させることになる温度までフィルターを加熱することにより、達成される。発明者は、再生温度までパティキュレート・フィルター温度を上昇させるためにエンジン排気の生成量増大を用いることが、本発明のシステム構成における上流SCR触媒への熱損傷を招き得るということを、認識した。従って、発明者は、代替実施形態において、フィルターが、SCR触媒の下流での余剰炭化水素の噴射により、再生され得る、ということを認識した。取組みの一つにおいて、炭化水素（例えば、ディーゼル燃料若しくは他の還元剤）と空気の蒸発したか混合気をパティキュレート・フィルターへ供給し、それにより、再生温度を得るために、還元剤供給システム19がSCR触媒とパティキュレート・フィルターとの間の排気マニフォールドに結合される。一例において、DPFは、すす燃焼温度を低下させると共に、炭化水素と一酸化炭素を二酸化炭素と水へ酸化させるために、白金のような貴金属のウォッシュコートを含有する触媒付パティキュレート・フィルターとすることが出来る。
【００１５】
概略的には、制御器12が、排気NOx量、排気温度、触媒温度及び他の各種パラメーターのようなエンジン運転パラメーターに従い、尿素及びHC噴射の量及び時期を制御する。具体的には、パティキュレート・フィルターの再生が要求されるとき、制御器12が、フィルター温度を所望の再生温度まで上昇させるために、パティキュレート・フィルターの上流でのHC噴射の量と時期を制御する。
【００１６】
代替実施形態において、排気システムは、パティキュレート・フィルターのみを含むことが出来る。この場合に、DPF上流での補助ディーゼル燃料噴射（又は別の適切な還元剤）を、装置19を介して利用することが出来る。
【００１７】
更に、追加の温度センサー21がDPFに接続されているのが、示されている。また、センサーは、フィルターの上流に配置することも下流に配置することも出来、DPF温度（又は排気温度）は、排気温度モデルを用いて運転状態に基づき推定することも出来る。更に、複数の温度センサーを用いることが出来、例えば、一つをDPFの上流に、一つを下流に置くことも出来る。
【００１８】
更に、差圧信号（Δp）が圧力センサー124及び126から求められているのが示されている。DPF 15前後の差圧を計測するのに、単一の差圧を用いても良いことを記すべきである。
【００１９】
また別の代替実施形態において、下流に触媒を配置して、DPFは上流位置に配置することが出来る。
【００２０】
この分野の当業者には判るように、フローチャートにおいて後述されるルーチンは、イベント・ドリブン、インターラプト・ドリブン、マルチ・タスキング、マルチ・スレッディングなどいかなる数の処理制御の一つ又は複数のものを表し得る。そのようであるので、図示の機能の各種ステップは、図示の順で実行しても、並行して実行しても、場合によっては、省略しても良い。同様に、処理の順番は、本発明の特徴及び利点を得るために、必ずしも要求されるものではなく、図示と説明を容易にするために与えられている。明示的に図示されてはいないが、この分野の当業者であれば、用いられる個別の制御手法に応じて、図示のステップ又は機能の一つ又は複数を反復して実行しても良いことを、認識するであろう。更にこれらの図は、制御器12内のコンピューター読み出し可能記憶媒体へプログラムされるべきコードを表している。
【００２１】
ここで、図３を参照すると、パティキュレート・フィルターを再生する方法の一例が、示されており、それは、フィルター前後で計測された差圧に基くパティキュレート・フィルター再生（そこにおいては、エンジン速度と負荷のような現在の運転状態に基づき求められる閾値に計測された差圧が到達したときに、フィルター再生が要求される）に代えて用いることも、それに加えて用いることも出来る。
【００２２】
最初にステップ510において、パティキュレート・フィルターに蓄積した粒子総量spaが判定される。好ましい実施形態において、この量は、絶えず更新され、そして現在の粒子蓄積量と、燃料噴射量及びエンジン速度のようなエンジン運転状態に基づき決定される燃焼過程での所定のサンプリング・タイム毎に生成される粒子の増加量とに基く。次に、ルーチンはステップ512へ進み、そこでパティキュレート・フィルター温度Tfが推定される、又はセンサー21に基き判定される。好ましい実施形態において、この温度は、メモリーに記憶された所定の特性マップを用いて、エンジン運転状態に基づき推定される。エンジン動作パラメーターは、エンジン速度、燃料噴射量、燃料噴射時期及びエンジン温度、が含まれる。排出制御装置の温度を推定する当業者に公知の他の方法を用いても、本発明には好都合である。
【００２３】
次にステップ514において、パティキュレート・フィルターが再生されるべきであるか否かの判断がなされる。具体的には、粒子蓄積量（spa）が最大限界量S2よりも大きいか、パティキュレート・フィルター温度Tfが温度限界T1よりも高く、そしてspaが限界量S1よりも大きいとき、再生が表示される。それで、本発明は、一定の運転状態で遭遇し得るより高いパティキュレート・フィルター温度を、総量spaが最大限界量S2を下回る場合でさえも、その時点で蓄積粒子をパージすることにより、利用する。それで、日和見的にパティキュレート・フィルターを再生することにより、フィルター温度を再生温度まで上昇させるのに必要とされるエネルギー量が小さいので、燃料経済性が向上する。ステップ514の結果がNOのとき、ルーチンは終了する。ステップ514の結果がYESのとき、つまり、パティキュレート・フィルター再生が表示されるとき、ルーチンはステップ516へ進み、そこで、炭化水素が排気中で発熱反応し得る最低温度であるTexよりもTfが高いか否かの判断がなされる。ステップ516の結果がYESのとき、ルーチンは、ステップ518へ進み、そこで、炭化水素と空気の蒸気混合気が、還元剤供給システムを通じてパティキュレート・フィルターへ入る排気中へ噴射される。また、還元剤を排気後処理装置へ供給する当業者に公知の他のいかなる方法も用いることが出来る。生じた発熱反応は、パティキュレート・フィルターの温度を再生温度まで上昇させる。炭化水素噴射率及び、フィルター再生を終了するのに要する噴射期間は、spa、フィルター温度、エンジン速度、燃料噴射量、差圧などの運転状態に基き決定されるのが好ましい。フィルター再生が完了すると、ルーチンは終了する。ステップ516の結果がNOのとき、ルーチンはステップ518へ進み、そこで、パティキュレート・フィルター温度がTexを越えて高められる。それは、例えば、余剰の炭化水素の噴射による酸化触媒13内での発熱反応を生成するなどにより、パティキュレート・フィルター上流の排気の温度を上昇させることによるか、噴射時期の遅角、EGRの増大又は吸気スロットルを閉じるなどエンジン関連の手法による。ルーチンは、Texへ到達するまで、ステップ516を繰り返す。
【００２４】
それで、それより上で炭化水素が排気中の酸素と発熱反応する温度までパティキュレート・フィルターの温度を上昇させるように上流の排気温度を最初に調整し、そして追加の炭化水素をフィルターへ噴射して再生温度を得ることにより、パティキュレート・フィルターを再生することが可能である。
【００２５】
DPFの劣化検出
DPF監視の詳細を説明する前に、フィルター再生の詳細を最初に説明する。数１に示されるようなアルヘニウスの式に基く再生速度の表示を、いくつかの刊行物が示している。
【００２６】
【数１】
2005002991.tif 000003
【００２７】
酸素濃度C(O2)が充分に高いと仮定すると、応答は、酸素ゼロを命令するほどに、小さくなる。すす質量Mが絞りRに比例し、温度が再生の間ほぼ平均（Tav）に近似され得ると仮定すると、この式は、数２を得る様に、再生の間積分され得る。
【００２８】
【数２】
2005002991.tif 000004
【００２９】
又は数３のようにすることが出来る。
【００３０】
【数３】
2005002991.tif 000005
【００３１】
ここで、tは時間を表し、Tは温度を表し、添え字0は、再生の開始時の状態を表し、添え字fは再生の終了時点の状態を表す。
【００３２】
再生の開始を決定するために、DPF温度が最大値に到達する時点又は、再生が開始されたと合理的に予想され得る校正可能限界値を上記温度が最初に越える時点を、用いることが可能である。更に別の取組みが、排気燃料噴射の閾値回数後の再生開始、又は排気燃料噴射量（排気中で生成される熱量を表示する）を判定することが出来る。
【００３３】
再生終了を判定するために、DPF下流の温度（例えば下流温度）が最大値に到達する時点を用いることが可能である。このような温度は、エンジンの排気中のいかなる数の温度センサーをも用いて、計測することが出来る。勿論、再生の開始と終了を判定するのに別の方法もある。例えば、再生の終了は、（例えば、排気の背圧又はDPF前後の差圧により計測されることにより）DPFの流路抵抗が一定レベルを下回ったときに、見出すことが出来る。それで、再生が開始及び終了する時点を判定することにより、再生速度を判定して、それにより正確にDPFの劣化を判定することが可能である。そのような方法が、図４に関連して以下により詳細に記載されている。
【００３４】
図５は、これらの開始と終了の判定方法が、再生の開始と終了の合理的な選択であることを示している。図６は、再生開始の異なる選択（DPF前温度（x）と、550℃の最初の通過（o））について、線形回帰と共にlog(RR)を1000/Tavに対してプロットしている。その結果はある程度分散しているが、この関数はまだ、再生速度についての有用な情報を提供し得る。関数RRが、1/Tavの関数として名目値回りの帯域外に入る場合、以下に図４の診断ルーチンに示されるように、診断フラグをセットすることが出来る。この状態の可能性のある原因は、高いすす保持若しくは熱的漏出経路（不正な断熱）である。
【００３５】
図４に戻ると、再生速度に基きDPFの劣化を診断し、適切な動作をとる、診断ルーチンが記載されている。
【００３６】
ルーチンは最初にステップ610において、種々の運転状態に基づきDPFの監視が可能とされたか否かを判定する。例えば、エンジン始動状態、低外気温状態そして他の種々の状態の間、DPF監視は可能とされない。610の結果がYESのとき、ルーチンは、ステップ612へ進み、DPF再生の開始を表示する運転状態を監視する。上述のように、DPF再生が開始したか否かを判定するのに用いられ得る種々の状態がある。これら方法又はその組合せのいずれも、ステップ612において用いることが出来る。次にステップ614において、ルーチンは、ステップ612で監視された状態に基づき、再生が開始したか否かを判定する。ステップ614の結果がNOのとき、ルーチンは、DPF再生が開始したか否かを監視する。
【００３７】
ステップ614の結果がYESのとき、ルーチンはステップ616へ進み、パティキュレート・フィルター再生の終了を表示する状態を監視する。再び、上述のように、パティキュレート・フィルターの終了を判定するのに各種方法があり、これらの方法又はその組合せのいずれも、用いることが出来る。更に、ルーチンは、パティキュレート・フィルター再生期間を計測するためにカウンターを用い、それはステップ616においてインクリメントされる。このカウンターは、経過時間、経過距離、エンジン・サイクルの経過回数又はそのようなカウント関数の他のものに関するものとすることが出来る。ステップ616から、ルーチンはステップ618へ進み、ステップ616で得られた情報に基き再生が終了したか否かを判定する。ステップ618の結果がNOのとき、ルーチンはステップ616へ戻り、カウンターをインクリメントしながら、状態監視を継続する。ステップ618の結果がYESのとき、ルーチンはステップ620へ進む。
【００３８】
ステップ620において、ルーチンは、ステップ612と616で得られた開始と終了に関する情報、そしてより正確な判定をするために用いることが出来る他の情報に基き、再生速度を計算する。具体的には、一例において、ルーチンは、再生速度を計算するために、数３を用いる。別の例において、ルーチンは、再生速度のパラメーターとして単純に、再生サイクルの経過時間を用いる。再生速度を表示するパラメーターを得るためのまた別の取組みは、パティキュレート・フィルターの制限レベルが、第１制限レベルから第２制限レベルまで変化するのに要する時間を、利用するものである。
【００３９】
一例において、DPF前後で計測された差圧を用いることにより、制限レベルをここに記載したように判定することが出来る。
【００４０】
絞り式
一般的に、DPF前後の圧力降下（Δp）は、（望ましければ含めることができる）他の要因と共に、容積流量（F）とDPFのすす保持量により影響される。圧力降下は、収縮膨張損失、流体の壁面抵抗損失及び、流体が多孔質体を通過することによる圧力損失からなる。清浄なDPFについて、圧力降下と流量との関係は、数４のダーシー−フォルヒハイマーの式により近似することが出来る。
【００４１】
【数４】
2005002991.tif 000006
【００４２】
DPFのすす保持量は、この式の線形項に殆ど影響する（A.G. Konstandopoulos, E. Skaperdas, M. Masoudi，「ディーゼル・パティキュレート・フィルターの圧力降下に対する慣性の寄与（Inertial contributions to the pressure drop of diesel particulate filters）」，SAE 2001-01-0909及び、A.G. Konstandopoulos, M. Kostoglou, E. Skaperdas, E. Papaioannou, D. Zarvalis, E. Kladopoulou，「ディーゼル・パティキュレート・フィルターの基礎研究：過渡保持、再生そしてエージング（Fundamental studies of diesel particulate filters: transient loading, regeneration and aging）」，SAE 2000-01-1016を参照）。この情報を利用して、数５の関係を作ることが可能である。
【００４３】
【数５】
2005002991.tif 000007
【００４４】
ここで、Fは容積流量、ρは密度、νは粘度である。
【００４５】
係数ciは、DPFの流量試験から得ることが出来る。更に、排気の密度と粘度は、排気温度と実験データとに基き推定することが出来る。絞りR(soot)は、グラム／リットルでのすす保持量の単調関数である。一例において、絞りが閾値レベルを下回ると、再生終了を決定することが出来る。別の例において、再生速度を、絞りレベルが第１レベルから第２レベルへ落ちるのに要する時間に関連させることが出来る。
【００４６】
図４について続けると、ステップ622において、ルーチンは、計算された再生速度を表すパラメーターに基き、DPFの機能を判定する。上述のように、これは、再生速度自体の計算、再生時間の利用、又は、再生速度を表示する上述の他の情報のいずれかの使用、を含むものとすることが出来る。一例において、再生速度は、ステップ624において、DPFが劣化したか否かを判定するために、閾値速度と比較される。ステップ624の結果がYESのとき、ルーチンはステップ626へ進み、デフォルト動作を実行する。そうでなければ、ルーチンは終了する。
【００４７】
再生サイクルの中断、ライト／ランプ／LED表示器を用いたドライバーへの報知、エンジン速度及び負荷動作の制限など、種々の形態のデフォルト動作を用いることが出来る。デフォルト動作には、再生が要求される状態の調整を含むことも出来る。例えば、効率的なパティキュレート・フィルター再生を回復させる際に、より高温で再生を実行し、それにより、良好な温度分布のためにより蓄積されたすすがより効率的に変換されるように、することが出来る。
【００４８】
ここで図７及び８を参照すると、DPFの再生速度を判定するためのまた別の取組みが記載されている。そのような取組みは、DPF再生速度のより正確な表示を得るために、単独で用いることも、上述の取組みに加えて用いることも出来る。それで、後述のように、温度表示は、再生中のDPF劣化の可能性と、再生する能力の妥協を、予測するのに、用いることが出来る。以下の温度信号が、再生中にDPF劣化の可能性と、再生能力の妥協を予測するのに、用いることが出来る。
T_pre_dpf（DPF上流の温度）
T_post_dpf（DPF下流の温度）
T_exo_dpf = T_post_dpf - T_pre_dpf（DPF前後での、発熱反応による温度上昇の表示）そして、これら温度の変化率：d(T_pre_dpf)/dt, d(T_post_dpf)/dt及びd(T_exo_dpf)/d
一例において、これら6個の信号のいずれかが高いとき、DPFが劣化している可能性を表示する。この情報を処理するために、各信号の「劣化可能性」関数d(.)が用いられる。この関数は、入力引数”が低い値で0で、入力引数が高い値で1である、表示関数である。そのような関数が図７に示される。
【００４９】
表示の和が、劣化可能性の総合的な評価をするのに用いられる：
D = d1(T_pre_dpf) + d2(T_post_dpf)+d3(T_exo_dpf) +d4(d(T_pre_dpf)/dt) + d5(d(T_post_dpf)/dt)+ d6(d(T_exo_dpf)/dt)
Dは0と6との間の値をとり、劣化可能性の尺度である。Dが一定の校正可能限界よりも高いとき、DPF劣化が生じたことの表示がなされ、デフォルト動作を用いることが出来る。更に、この情報をOBD（車載診断）実行部に送ることが出来る。
【００５０】
逆に、T_pre_dpf, T_post_dpf, T_exo_dpf及びそれらの変化率の予期せず低い値が、再生が予想されたよりも穏やかで起こっていることを表示することが出来、そして、触媒活性が低下しているか又は断熱性が仕様を下回っている表示として、用いられ得る。その点に関し、図８に示されるようにその引数が低い値について1であり高い値について0である表示関数s(.)を用いることが出来る。
【００５１】
表示の和が、異常に緩慢な再生の可能性の総合的な評価を得るために用いられる：
S = s1(T_pre_dpf) + s2(T_post_dpf)+s3(T_exo_dpf) +s4(d(T_pre_dpf)/dt) + s5(d(T_post_dpf)/dt)+ s6(d(T_exo_dpf)/dt)
Sは、0と6との間の値をとり、触媒活性又は断熱性に対する劣化の可能性の尺度である。Sが一定の校正可能な限界値よりも高いとき、デフォルト作動を開始することが出来る。再び、この情報は、OBD実行部へ送ることが出来る。
【００５２】
これで、本発明の説明を終える。当業者は、それを読むことで、本発明の思想及び範囲から逸脱することなしに、多くの変更及び改良を想到するであろう。従って、本発明の範囲は、以下の請求項により規定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】本発明が有利に用いられるエンジンの概略図である。
【図１Ｂ】本発明が有利に用いられるエンジンの概略図である。
【図２】本発明による排出制御システムの例の概略図である。
【図３】本発明によるパティキュレート・フィルター再生ルーチンの例である。
【図４】パティキュレート・フィルター監視ルーチンの例である。
【図５Ａ】実験データを示すグラフである。
【図５Ｂ】実験データを示すグラフである。
【図６】実験データを示すグラフである。
【図７】DPF再生速度を検出するための温度値の利用を示すグラフである。
【図８】DPF再生速度を検出するための温度値の利用を示すグラフである。
【図１Ａ】
2005002991.tif 000008
【図１Ｂ】
2005002991.tif 000009
【図２】
2005002991.tif 000010
【図３】
2005002991.tif 000011
【図４】
2005002991.tif 000012
【図５Ａ】
2005002991.tif 000013
【図５Ｂ】
2005002991.tif 000014
【図６】
2005002991.tif 000015
【図７】
2005002991.tif 000016
【図８】
2005002991.tif 000017
【外国語明細書】
2005002991000001.pdf