(57)【要約】【課題】  可能な限る良好な排ガス値を維持しながら、排気ガス後処理装置および内燃機関への損傷作用の危険性を最小にする、燃焼ガス後処理装置の再生方法を提供する。【解決手段】  制御装置（１０）によって制御される再生サイクルによる、車両内に配置されている内燃機関の排気ガス後処理装置、少なくとも粒子フィルタの再生方法において、制御装置（１０）に、走行区間に関する情報データが供給され、前記情報データが考慮されて前記再生サイクルが制御される。前記情報データが、衛星航行システム（ＧＰＳ：３０）、交通テレメータ・システム（２０）、走行区間計算器、およびナビゲーション・システムのいずれかから供給される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置（１０）によって制御される再生サイクルによる、車両内に配置されている内燃機関の排気ガス後処理装置、少なくとも粒子フィルタの再生方法において、
制御装置（１０）に、走行区間に関する情報データが供給されること、および
前記情報データが考慮されて前記再生サイクルが制御されること、
を特徴とする排気ガス後処理装置の再生方法。
【請求項２】
前記情報データが、衛星航行システム（ＧＰＳ：３０）、交通テレメータ・システム（２０）、走行区間計算器、およびナビゲーション・システムの少なくともいずれかから供給されることを特徴とする請求項１に記載の再生方法。
【請求項３】
前記情報データが、制御装置（１０）または前置計算ユニットにより、より一般的な走行区間データから引出し可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の再生方法。
【請求項４】
前記情報データおよび走行区間データの少なくともいずれかが、発進前または実際走行中に決定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の再生方法。
【請求項５】
制御装置（１０）内において、前記情報データの関数として、排気ガス後処理装置（１）の再生要求に基づいて実行される再生過程が早められるかまたは遅らされるかが決定されること、および
前記再生サイクルが、この決定の結果の関数として修正されること、
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の再生方法。
【請求項６】
制御装置（１０）内において、前記情報データの関数として、修正再生過程が実行されるかどうかが決定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の再生方法。
【請求項７】
前記情報データまたは走行区間データが作成され、且つバスを介して制御装置（１０）に供給されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の再生方法。
【請求項８】
前記情報データが、上り坂道、下り坂道、排ガス規制が厳しい区間、および交通渋滞に関する少なくともいずれかのデータを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の再生方法。
【請求項９】
上り坂道において、再生過程のために、より高い内燃機関温度が利用されること、および
差し迫っている下り坂道または排ガス規制が厳しい区間においては、再生過程が、最適化計画に基づいて、少なくとも遅らされ、早められ、および短縮されるいずれかであること、
の少なくともいずれかを特徴とする請求項８に記載の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置によって制御される再生サイクルによる、車両内に配置されている内燃機関の排気ガス後処理装置、特に粒子フィルタの再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような排気ガス後処理装置の既知の再生方法は、所定のエンジン運転状態の関数として、これに関連するパラメータに基づいて行われる。この場合、再生サイクルは、本来の再生過程と、個々の再生過程間のある種の時間を含む。再生のために、負荷トルクおよび回転速度により表わされる実際のエンジン運転点そのものにおけるエンジン運転状態の変化が一部必要である。これは、例えば熱的ディーゼル粒子フィルタ再生においては、排気温度上昇手段であってもよい。排気温度上昇手段は、例えば主噴射の噴射開始の遅れ方向へのシフトまたはいわゆる後噴射としての、同じ作業サイクル内における主噴射後の追加燃料噴射である。再生の間に、好ましくない運転条件下においては、上昇排気ガス・エミッションが発生することがある。
【０００３】
排気ガス後処理装置の設計に応じてそれぞれ、再生の開始後においては、再生の経過中に特定のエンジン運転点にもはや突入してはならない。例えば、ディーゼル粒子フィルタの熱的再生においては、再生の開始後に惰行運転またはアイドリングに移行することはすすの完全燃焼にとって不利であり、または多量に蓄積されたフィルタにおいてはシステムを損傷することさえある。
【０００４】
ディーゼル粒子フィルタ内においては、特性着火温度を超えた後に、ディーゼル粒子フィルタ内の温度上昇を有する発熱過程が経過する。温度上昇量は、特に、反応ガスないし排気ガスの組成および量（酸素濃度、排気質量流量）、フィルタ内に存在するすすの質量およびフィルタ手前の排気温度の関数であることがある。惰行運転またはアイドリングに移行したとき、多量に蓄積されたフィルタの場合に排気質量流量が低下し、同時に酸素分圧が上昇する危険性が存在する。これはディーゼル粒子フィルタ内に温度上昇を形成させ、この温度上昇がディーゼル粒子フィルタを破壊させることがある。他の関係は、例えば、吸蔵触媒におけるＮＯｘ排気ガス後処理装置の放出に対しても適用される。
【０００５】
過去に開発された粒子フィルタ装置において、ディーゼル車における粒子エミッションが著しく低減可能である。エミッションの低減は、例えば粒子質量の９７％以上の値を有している。流動抵抗がエンジン効率を低下させないように、粒子フィルタはある時間間隔で、すすの蓄積から解放されなければならない。このために、すす層は燃焼され、この場合、すすから二酸化炭素ＣＯ２および水蒸気が形成される。すすの燃焼のために、排気温度は、例えば５５０℃以上であることが必要である。これらの温度は車両の運転中に確実には達成されないので、再生のために追加手段がとられる。基本的に、再生に対して能動的な装置と受動的な装置との間で区別可能である。例えば、触媒作用すすフィルタ、ＣＲＴシステムまたは触媒作用燃料添加のような、すす着火温度を低下する装置を使用した場合においても、確実なフィルタ作動を形成可能にするために、能動的な手段が使用されなければならない。
【０００６】
ＣＲＴシステムは、排気温度が２５０℃以上に到達すると直ちに機能する。しかしながら、最新のディーゼル車においては、これは必ずしも確保されていないので、多量のすすがフィルタ内に蓄積することがあり、これにより内燃機関内に高い背圧および効率低下が発生する。この場合、必要な排気温度を達成するために、通常能動的な装置が挿入されなければならない。しかしながら、このために、全ての手段において追加エネルギー（熱）が必要であり、これは最終的に燃料から発生される（例えば、ヒータ・プレート内に熱を発生するためのバッテリからの電気エネルギー、燃料バーナ、エンジン室内への燃料の後噴射）。したがって、排気ガス浄化装置により車両の燃料消費量が増大する。例えばＮＯｘ吸蔵触媒のような他の排気ガス浄化装置ないし排気ガス後処理装置においてもまた、機能（再生）を保証可能にするために特定の温度範囲が必要である。再生手段、即ち特に粒子フィルタの再生が開始される時点の選択は、今日、例えば走行距離（例えば、４００−７００ｋｍ後）および粒子フィルタの前後の圧力差で決定される。圧力差が所定の値だけ増大するか、ないしは所定の距離が走行されたとき直ちに、例えばエンジン温度、排気温度等のような再生を可能にする所定の前提条件が満たされているときに、再生が開始される。要するに、従来の排気ガス後処理装置においては、再生は、内燃機関の負荷状態および運転状態の関数として実行される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記の関係を考慮して、できるだけ良好な排ガス値を維持しながら、排気ガス後処理装置および内燃機関への損傷作用の危険性を最小にする、燃焼ガス後処理装置の再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、制御装置によって制御される再生サイクルによる、車両内に配置されている内燃機関の排気ガス後処理装置、特に粒子フィルタの再生方法において、制御装置に、走行区間に関する情報データが供給され、前記情報データが考慮されて前記再生サイクルが制御される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、再生サイクルを制御するために走行区間に関する情報データを使用することにより、予想計画において、例えば、すす粒子フィルタの数分間にわたる継続再生過程の間に結果として、好ましくないエンジン運転パラメータが形成されて終了されなければならないこと、ないしは後処理装置を損傷させることが回避可能である。一般に正常運転においてよりも悪い排ガス値が形成される再生は、外部要求に適合され、例えばトンネル内では再生は中止されてもよい。
【００１０】
更に、本発明によれば、少ない構造費用における情報の有利な利用は、前記情報データが、衛星航行システム（ＧＰＳ）、交通テレメータ・システム、走行区間計算器、および／またはナビゲーション・システムから供給されることにより達成される。
【００１１】
制御技術的費用は、例えば、前記情報データが、制御装置または前置検査ユニットにより、より一般的な走行区間データから引出し可能であることにより、低くおさえることができる。
【００１２】
走行区間に関する情報を供給する種々の可能性は、前記情報データおよび／または走行区間データが、発進前または実際走行中に決定されることにある。
制御計画における種々の手段は、制御装置内において、前記情報データの関数として、排気ガス後処理装置の再生要求に基づいて実行される再生過程が早められるかまたは遅らされるかが決定されること、および再生サイクルが、この決定の関数として、場合により修正されることにある。
【００１３】
この場合、代替態様または追加態様として、制御装置内において、前記情報データの関数として、修正再生過程（再生プロセス、再生位相）が実行されるかどうかが決定されるように設計されていてもよい。種々の修正再生過程、したがって再生サイクルもまた、例えば、所定のモデル化に対応する実際の計算により実際に決定されまたは記憶されても、また所定の基準に基づいて再生を実行するためにメモリから取り出されてもよい。
【００１４】
本方法を実行するための他の有利な手段は、前記情報データまたは走行区間データが作成され、且つバスを介して制御装置に供給されることにより得られ、これにより、既存のＣＡＮバスを介して、例えば関連データを伝送可能である。有利な制御計画のために、更に、前記情報データが、上り坂道、下り坂道、排ガス規制が厳しい区間、および／または交通渋滞に関するデータを含むことが好ましい。
【００１５】
本方法の最適化のために、更に、上り坂道においては、再生過程のために、より高い内燃機関温度が利用され、および／または差し迫っている下り坂道または排ガス規制が厳しい区間においては、再生過程が、最適化計画に基づいて、遅らされ、早められ、および／または短縮されるという手段が有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示すように、後処理装置の再生を適切な再生スタート装置４０を介してスタートさせるために、再生用状態自動装置を備えた制御装置１０に、排気ガス後処理装置１の信号ないしデータのほかに、さらに、車両の走行区間に関する、衛星航行システム（ＧＰＳ）３０および／または交通テレメータ・システム２０の情報データが供給される。再生されるべき排気ガス後処理装置は、車両内に配置されている内燃機関に付属されている。
【００１７】
例えば、衛星航行システム３０または交通テレメータ・システム２０または走行区間計算器を備えた類似システムおよび／またはナビゲーション・システムから、制御装置１０に供給される情報データにより、ここで、走行区間の関数としての予想再生計画が決定可能であり、この再生計画は、制御装置１０内において、排気ガス後処理装置１のデータと組み合わせて決定される。再生計画は、再生が好ましくないエンジン運転過程および／または外部条件と重なるときには、再生が回避されるように調整されている。例えば、衛星航行システム３０および／または交通テレメータ・システム２０から供給される情報データが、例えば車両を停止させ、したがってより低いアイドリングに移行させるような交通渋滞に関するものであってもよい。このために、例えば、排気ガス処理装置内に配置されているディーゼル粒子フィルタの再生を開始する前に、衛星航行システム３０からの実際位置および方向に関する情報が、交通渋滞に関する交通テレメータ・システム２０の情報で調整されてもよい、即ち、運転中に交通渋滞に巻き込まれる直前に粒子フィルタの再生が開始され、且つ冒頭記載の発熱機能が開始されることが阻止可能である。再生過程が衛星航行システム３０の情報のみの関数として実行されるような、例えば道路トンネル内または屋内駐車場内への進入の直前に再生を阻止するような、再生動作の制御ないし再生過程を有する再生サイクルの制御もまた考えられる。
【００１８】
排気ガス後処理装置１の距離時定数を条件として、再生時間即ち再生過程時間が分の範囲内で部分的に必要となる。しかしながら、エンジン運転状態の動的変化は通常明らかに小さい時定数で行われる。再生を完全に実行可能にするかまたは危険なシステム状態を回避するために、走行区間に関する情報データが予め適切に選択される。
【００１９】
この場合、衛星航行システム３０、交通テレメータ・システム２０、または走行区間計算器等から供給される情報データは、例えばエンジン制御装置の制御装置１０に対して適切な形で、例えばＣＡＮバスを介して供給され、且つこの形で伝送される。この場合、全ての情報を伝送することは必ずしも必要ではない。
【００２０】
例えば、対応の再生手段の信頼性に関する情報は適切である。前記伝送は、例えば、図２に示されているように、衛星航行システム３０の情報に関するビット列１１および／または交通テレメータ・システム２０の情報に関するビット列１２の形で行われてもよい。例えば、ＧＰＳ（衛星航行システム）情報に対するビット列１１および交通テレメータ情報に対するビット列１２が考えられる。必要なとき直ちに、これら２つのビット列１１、１２は、制御装置１０ないしエンジン制御装置内において、対応の結合ユニット１３により論理的に結合される。結合信号の真理値が存在する場合、ＡＮＢ（排気ガス後処理装置）要求１５に示すように、排気ガス後処理装置１から要求された再生は阻止される。このように形成された処理装置の真理値は論理表１６に示されている。排気ガス後処理装置１から要求された再生を阻止するために、例えば、処理部分１４の対応の結合要素１４．１が設けられていてもよい。例えばＡＮＤ要素の形で構成される結合要素（＆）１４．１の出力信号は、反転要素（−１）１４．２を介して、ＡＮＤ要素の形の他の結合要素（＆）１４．３に供給され、結合要素１４．３には、他の入力信号として、補正再生要求を発生するために、排気ガス後処理装置１のＡＮＢ要求（再生要求）１５が供給されている。
【００２１】
今日の自動車内ナビゲーション・システムは、一般に、ルート計画および目的地案内に使用される。今日、特に、道路地図のほかに、それに追加して地形に関する情報、したがって走行道路の上り坂道および下り坂道に関する情報をも含むナビゲーション・システムもまた有利である。車両が上り坂道を走行する場合、上り坂道においてはより高いエンジン出力が必要とされるので、車両が平坦道路または下り坂道を走行するときよりも明らかにより高い排気温度が発生する。このより高い排気温度は、例えばディーゼル車においては、粒子フィルタを再生するために利用可能である。排気温度が再生のために十分ではない場合、このときもまた能動的手段が使用されなければならない。しかしながら、必要となる温度上昇は、上り坂道による上昇負荷のない場合よりは小さくなるので、上り坂道は再生のために有利に利用可能である。
【００２２】
地形に関する情報を含むナビゲーション・システムにより、再生計画、例えば粒子フィルタの再生が開始される時点の選択、または再生のためのパラメータの選択が最適化可能であり、この場合、例えば上り坂道のような再生のために好ましい走行区間が予め選択される。これにより、例えば、再生が必要とされる所定の走行距離を走った後に、計画走行ルート上のそれほど遠くない地点に上り坂道があるかどうかが検査される。このとき、その場所において、再生が目的どおりに開始可能である。このような予想システムにより、再生計画を、および再生手段に対する燃料消費量を明らかに改善することが可能である。
【００２３】
基本的に、ナビゲーション装置は、入力走行ルート情報がなくても、例えば車両の位置および走行ルートから、おそらく走行するであろう可能な上り坂道が決定されることにより、排気ガス後処理装置の最適化作動のための情報を、エンジン制御装置ないし制御装置１０に提供可能であろう。このとき、同様に、その位置で再生を開始可能である。さらに、制御装置１０からの情報に基づき、次の下り坂道までに必要とされる走行時間が完全な再生のためにもはや十分ではないことが予測されるとき、再生過程の開始がより遅い時点にシフトされてもよく、その理由は、下り坂道においては、車両の運転のためにより少ないエンジン動力が必要とされ、ないしエンジンが惰性運転となるので、排気ガス温度が低下するからである。
【００２４】
更に、ナビゲーション装置により、例えばトンネル内におけるフィルタ再生の開始を阻止することができる。粒子フィルタの再生においては、場合により、空気をさらに汚染させる物質が発生することがあるので、このことは有意義である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】排気ガス後処理装置の再生方法を実行するための装置に対する概略ブロック系統図である。
【図２】状態自動装置を備えた、図１に示されている制御装置の制御部分に対する一実施例である。
【符号の説明】
【００２６】
１    排気ガス後処理装置
１０    制御装置
１１    衛星航行システム（ＧＰＳ）の情報に関するビット列
１２    交通テレメータ・システムの情報に対するビット列
１３    結合ユニット
１４    処理部分
１４．１、１４．３    結合要素（ＡＮＤ要素：＆）
１４．２    反転要素
１５    排気ガス後処理装置（ＡＮＢ）要求（再生要求）
１６    論理表
２０    交通テレメータ・システム
３０    衛星航行システム
４０    再生スタート装置
【図１】
2005214203.tif 000003
【図２】
2005214203.tif 000004