(57)【要約】【課題】  内燃機関のトルク・ジャンプの発生が自動車のドライバによりできるだけ感知されない、排気ガス処理装置の作動方法を提供する。【解決手段】  内燃機関（１０）の運転方式切換が特性変数（Ｍｆａ、ｍＥ、Ｃｌｔ、Ｎ、ｖ）の関数として行われる、内燃機関の排気ガス処理装置（２４）の作動方法において、運転方式切換要求（４６）があったときに、時限素子（ｔ）がスタートされ、時限素子（ｔ）により確定された時間の間に、少なくとも１つの特性変数（Ｍｆａ、ｍＥ、Ｃｌｔ、Ｎ、ｖ）の評価により、運転方式切換が実行可能かどうかが継続して判定され、この判定が肯定のとき、運転方式切換が直接実行され、この判定が否定のとき、運転方式切換が、時限素子（ｔ）により確定された時間が経過したときに遅れて実行される。これにより、ドライバは、運転方式切換のときに発生する内燃機関のトルク・ジャンプに気が付かない。【選択図】  図１
2005315253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）の運転方式切換が特性変数（Ｍｆａ、ｍＥ、Ｃｌｔ、Ｎ、ｖ）の関数として行われる、内燃機関（１０）の排気ガス処理装置（２４）の作動方法において、
運転方式切換要求（４６）があったときに、時限素子（ｔ）がスタートされること、
時限素子（ｔ）により確定された時間の間に、少なくとも１つの特性変数（Ｍｆａ、ｍＥ、Ｃｌｔ、Ｎ、ｖ）の評価により、運転方式切換が実行可能かどうかが継続して判定されること、
この判定が肯定のとき、運転方式切換が直接実行されること、および
この判定が否定のとき、運転方式切換が、時限素子（ｔ）により確定された時間が経過したときに遅れて実行されること、
を特徴とする内燃機関の排気ガス処理装置の作動方法。
【請求項２】
前記特性変数として、内燃機関（１０）の惰行燃料遮断を表わす信号（Ｍｆａ、ｍＥ）が与えられていることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【請求項３】
前記特性変数として、内燃機関（１０）に付属されている変速機（３０）のギヤ切換を表わす信号（Ｃｌｔ）が与えられていることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【請求項４】
前記特性変数として、内燃機関（１０）の負荷状態を表わす信号（ｍＥ、Ｎ、Ｃｌｔ、ｖ）が与えられていることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【請求項５】
前記特性変数として、内燃機関（１０）および自動車の少なくともいずれかの動特性を表わす信号（Ｍｆａ、Ｎ、ｖ）が与えられていることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【請求項６】
前記運転方式切換により、排気ガス処理装置（２４）の再生が開始または終了されることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【請求項７】
時限素子（ｔ）により確定された時間の経過後に実行されるべき運転方式切換が、所定の移行により行われることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【請求項８】
前記移行として、ランプ状または抛物線状の関数が与えられていることを特徴とする請求項７に記載の作動方法。
【請求項９】
前記運転方式切換により、燃料主噴射が遅れ方向にシフトされること、
少なくとも１つの燃料後噴射が行われること、
絞り弁（１３）が閉止方向に調節されること、および
給気圧力が低下されること、
の少なくともいずれかが行われることを特徴とする請求項１に記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転方式切換が特性変数の関数として行われる、内燃機関の排気ガス処理装置の作動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ特許公開第１００５６０１６号から、排気ガス処理装置の特性変数の関数として再生が開始されるこの種の方法が既知である。再生中の排気ガス処理装置の温度は、一方で排気ガス処理装置の状態の関数であり、他方で内燃機関の運転状態の関数でもある。排気ガス処理装置の再生は、例えば内燃機関の排気通路内への未燃燃料の注入により行われる。燃料は酸化触媒内で発熱反応する。加熱された排気ガスは、排気ガス処理装置を再生のために必要な始動温度まで加熱する。再生は２つの過程に分割される。第１の過程においては、排気ガス内の未燃燃料の量は時間の経過と共に増大する。第２の過程においては、未燃燃料の量は少なくともほぼ一定に保持される。この手段により、一方で、排気ガス処理装置の温度は、所定の関数に従って、早くもなくそれほど遅くもなく上昇することが達成される。他方で、正常運転から再生運転への運転方式の変化において、場合により発生する内燃機関のトルク・ジャンプは、それが、駆動装置として内燃機関を使用する自動車のドライバによりもはや感知されないほどに低減される。
【０００３】
ドイツ特許公開第１００５６０３４号から、排気ガス処理装置の再生が内燃機関の運転状態の関数として実行される排気ガス処理装置の作動方法が既知となっている。排ガス成分による排気ガス処理装置の蓄積状態が測定され、内燃機関の運転状態の関数として変化される所定のしきい値と比較される。適切な条件が存在する場合、排気ガス処理装置は許容蓄積状態に到達する前に早めに再生される。内燃機関の状態は、同様に再生の終了においても考慮される。再生の間における内燃機関の運転状態が不利になった場合、再生の中断が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、内燃機関のトルク・ジャンプの発生が自動車のドライバによりできるだけ感知されない、排気ガス処理装置の作動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、内燃機関の運転方式切換が特性変数の関数として行われる、内燃機関の排気ガス処理装置の作動方法において、運転方式切換要求があったときに、時限素子がスタートされ、時限素子により確定された時間の間に、少なくとも１つの特性変数の評価により、運転方式切換が実行可能かどうかが継続して判定され、この判定が肯定のとき、運転方式切換が直接実行され、この判定が否定のとき、運転方式切換が、時限素子により確定された時間が経過したときに遅れて実行される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による内燃機関の排気ガス処理装置の作動方法は、内燃機関の運転方式切換が特性変数の関数として行われることから出発する。運転方式切換要求があったときに時限素子がスタートされる。時限素子により確定された時間の間、少なくとも１つの特性変数の評価により、運転方式切換が実行可能かどうかが継続して判定される。これが肯定の場合、運転方式切換が直接実行される。しかしながら、これが否定の場合、時限素子により確定された時間が経過したときに遅れて運転方式切換が実行される。
【０００７】
排気ガス処理装置は、例えば吸蔵触媒であっても、および／または粒子フィルタであってもよい。いずれの構造要素も排ガス成分を吸蔵する。ときどき再生が行われなければならない。このような再生は、実際には正常運転よりも高い作動温度において実行されなければならない。温度上昇は、例えば排気通路内への未燃燃料の注入により達成可能であり、未燃燃料は排気通路内で発熱反応する。この未燃燃料は、内燃機関制御の変化により、エンジン内部で供給されることが有利である。他の可能性は、排気温度が上昇するように内燃機関効率を意図的に低下させることである。エンジン内部で行われるこの手段は内燃機関のトルク・ジャンプを発生させ、このトルク・ジャンプは、内燃機関が駆動装置として設けられている自動車のドライバによって感知されることになる。
【０００８】
本発明による方法は、場合により発生するトルク・ジャンプがドライバにより感知されることなく運転方式切換の実行を可能にする。
少なくとも１つの特性変数は、内燃機関または自動車の運転状態を反映するものであり、この特性変数の評価から、内燃機関の運転状態または自動車の走行状態の変化を推測可能にする状態が決定可能である。一般にドライバによって要求されるかまたは感知されるこのような変化は、さらに、運転状態切換を実行するために利用可能である。
【０００９】
本発明による方法は、要求された運転方式切換が、いずれの場合においても、時限素子により確定された時間が経過したときに遅れて実行されることを保証する。
本発明による方法の有利な変更態様および形態を提供できることは明らかである。
【００１０】
一形態は、特性変数として、内燃機関の惰行燃料遮断を表わす信号が与えられているように設計されている。このような信号は、例えば、自動車の加速ペダル位置の関数として確定されるトルク目標値である。トルクが要求されないとき、場合により、内燃機関のシリンダへの燃料供給が中断されるかまたは少なくとも著しく低減される惰行燃料遮断が行われてもよい。
【００１１】
一形態は、特性変数が内燃機関に付属されている変速機におけるギヤ切換を表わすように設計されている。自動変速機の場合、駆動系の切離しを信号する摩擦結合信号が利用可能である。
【００１２】
一形態は、特性変数が所定のしきい値以上に存在する内燃機関の負荷を表わすように設計されている。内燃機関の負荷が高い場合には一般に高い排気温度が発生するので、正常運転から上昇排気温度による再生への運転方式切換は、場合によりエンジン制御への低い係合のみで実行可能となる。内燃機関の負荷は、例えば存在する回転速度信号および燃料信号により決定されてもよい。
【００１３】
一形態は、特性変数が内燃機関の動的変化を表わすように設計されている。信号として、例えばトルク目標値または例えば回転速度が適している。自動車の加速またはブレーキ過程においては、運転方式切換は行われない。
【００１４】
一変更態様は、時限素子により確定された時間の経過後に実行されるべき運転方式切換が、所定の関数によって行われるように設計されている。例えば、内燃機関の少なくとも１つの制御変数のランプ状変化が適している。例えば、燃料主噴射が遅れ方向にシフトされてもよい。代替態様または追加態様として、少なくとも１つの燃料後噴射が行われてもよい。代替態様または追加態様として、絞り弁が閉止方向に調節されてもよい。代替態様または追加態様として、給気圧力が低下されてもよい。
【００１５】
内燃機関の排気ガス処理装置の本発明による作動方法の他の有利な変更態様および形態が以下の説明から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、吸気通路１１、空気センサ１２、絞り弁１３、並びに給気圧力センサ１４が配置されている内燃機関１０を示す。
内燃機関１０の排気通路２０に、触媒２１、粒子フィルタ２２、並びに蓄積圧力センサ２３が配置されている。触媒２１および粒子フィルタ２２は、排気ガス処理装置２４を形成する。
【００１７】
内燃機関１０は変速機３０と結合され、制御手段３５は変速機３０に変速機制御信号ＧＳを供給する。
制御手段３５に、空気センサ１２は空気信号ｍｓＬを、給気圧力センサ１４は給気圧力信号ｐＬＤを、内燃機関１０は回転速度Ｎを、変速機３０は摩擦結合信号Ｃｌｔを、および蓄積圧力センサ２３は蓄積圧力信号ｐＰｆを利用可能にする。
【００１８】
制御手段３５に、さらにトルク目標値Ｍｆａ並びに速度信号ｖが供給される。
制御手段３５は、内燃機関に付属されている燃料供給装置４０に燃料信号ｍＥを、および絞り弁１３に絞り弁信号ＤＫを出力する。
【００１９】
制御手段３５は、信号評価手段４５並びに時限素子ｔを含み、時限素子ｔに運転方式切換要求４６が供給される。運転方式切換手段４７に、信号評価手段４５は運転方式切換開始信号４８を出力し、時限素子ｔは時限満了信号４９を出力する。
【００２０】
運転方式切換手段４７は運転方式切換制御手段５０を含む。運転方式切換手段４７は運転方式切換信号５１を供給する。
図２は本発明による方法の流れ図を示す。
【００２１】
第１の問い合わせ６０において、運転方式切換要求４６が存在するかどうかが検査される。これが否定（ｎｏ）の場合、第１の問い合わせ６０が改めて実行される。これが肯定（ｙｅｓ）の場合、第１の機能ブロック６１において時限素子ｔがスタートされる。さらに、第２の問い合わせ６２において、運転方式切換開始信号４８が存在するかどうかが検査される。これが肯定の場合、第２の機能ブロック６３において、運転方式切換信号５１の供給により運転方式切換が直接実行される。これが否定の場合、第３の問い合わせ６４において、時限満了信号４９が存在するかどうかが検査される。これが肯定の場合、第３の機能ブロック６５において、運転方式切換が所定の移行により実行される。これが否定の場合、フローは第２の問い合わせ６２に戻される。
【００２２】
本発明による方法は，次のように作動する。
制御手段３５は、少なくともトルク目標値Ｍｆａの関数として燃料信号ｍＥを決定し、トルク目標値Ｍｆａは図示されていない自動車加速ペダル位置の関数である。場合により、さらに、空気センサ１２から供給される空気信号ｍｓＬおよび／または内燃機関１０の回転速度Ｎおよび／または給気圧力センサ１４から供給される給気圧力信号ｐＬＤが考慮されてもよい。
【００２３】
内燃機関１０から供給されるトルクは、変速機３０を介して詳細には示されていない自動車駆動装置に利用可能とされる。
内燃機関１０の少なくとも１つの排気通路２０内を案内される排気ガスは、排気ガス処理装置２４により少なくとも１つの好ましくない排ガス成分が除去されることにより浄化される。排気ガス処理装置２４は、例えば少なくとも１つの触媒２１および／または粒子フィルタ２２を含む。触媒２１が吸蔵触媒として形成されている場合、ときどき再生が必要である。粒子フィルタ２２は同様に蓄積状態の関数として再生されなければならない。
【００２４】
吸蔵触媒の蓄積状態は、例えば触媒２１のモデルにより、および排気ガスの測定または計算された特性変数により決定されてもよい。粒子フィルタ２２の蓄積状態は、同様に排気ガスの測定または計算された特性変数により決定されてもよい。代替態様または追加態様として、粒子フィルタの蓄積状態は、蓄積圧力センサ２３が供給する蓄積圧力信号ｐＰｆにより決定されてもよい。蓄積圧力センサ２３が少なくとも流動方向において粒子フィルタ２２の手前で発生する排気圧力を測定することが好ましい。蓄積圧力センサ２３が差圧センサとして形成されていない場合、流れ方向において粒子フィルタ２２の後方で発生する排気圧力が少なくとも近似的に計算されてもよい。
【００２５】
触媒２１および／または粒子フィルタ２２の蓄積状態が所定のしきい値を超えている場合、再生が開始されなければならない。同様に、再生の終了が決定されてもよい。いずれの場合も、運転方式切換要求４６が発生する。
【００２６】
図示の実施例においては、再生が内燃機関１０の制御への係合により実行されることから出発される。この場合、内燃機関１０のトルク・ジャンプが発生することがある。少なくとも１つの反応剤を排気通路２０内へ直接注入する代替方法が原則的に可能であるが、以下においてはこれは考察されない。
【００２７】
第１の問い合わせ６０において、運転方式切換要求４６が存在するかどうかが検査される。これが否定の場合、第１の問い合わせ６０が改めて実行される。これが肯定の場合、第１の機能ブロック６１により時限素子ｔがスタートされる。運転方式切換要求４６はさらに信号評価手段４５に供給される。
【００２８】
信号評価手段４５は、内燃機関１０の運転状態および／または内燃機関１０により駆動される自動車の走行状態に関する推測を可能にする特性変数を評価する。
第１の特性変数は内燃機関の惰行燃料遮断であり、内燃機関の惰行燃料遮断においては、例えば、内燃機関１０の各シリンダへの燃料供給が完全にまたはほぼ完全に中断される。惰行燃料遮断を検出するための適切な信号は、例えば燃料信号ｍＥおよび／またはトルク目標値Ｍｆａである。信号評価手段４５は、トルク目標値Ｍｆａおよび／または燃料信号ｍＥが少なくとも近似的に値０を有するかどうかを検査する。これが肯定の場合、運転方式切換開始信号４８が供給され、運転方式切換開始信号４８は第２の機能ブロック６３により直接運転方式切換を実行する。
【００２９】
運転方式切換開始信号４８は運転方式切換手段４７に供給され、運転方式切換手段４７は運転方式切換信号５１で内燃機関１０の制御に係合する。運転方式切換信号５１は、例えば絞り弁信号ＤＫで絞り弁１３を閉止方向に調節させる。代替態様または追加態様として、詳細には示されていないターボチャージャから供給される給気圧力の低下が行われてもよく、この給気圧力は給気圧力センサ１４により測定され、給気圧力センサ１４は給気圧力信号ｐＬＤを供給する。代替態様または追加態様として、燃料信号ｍＥを介して、燃料噴射が遅れ方向にシフトされてもよい。代替態様または追加態様として、燃料信号ｍＥにより、少なくとも１つの燃料後噴射が行われてもよい。内燃機関１０が外部点火式内燃機関の場合、点火時期が遅れ方向にシフトされてもよい。
【００３０】
全ての手段は、排気温度を直接上昇させること、または排気ガスを加熱するかまたは少なくとも１つの反応剤、例えば未燃燃料を排気通路２０内に注入することを目的とし、未燃燃料は、直接排気ガス処理装置２４を加熱するために発熱反応の範囲内で使用される。
【００３１】
代替態様または追加態様として、信号評価手段４５が特性変数として変速機３０のギヤ切換を決定してもよい。変速機３０が自動変速機である場合、摩擦結合信号Ｃｌｔが直接利用可能である。変速機３０が手動変速機の場合、摩擦結合信号Ｃｌｔが別に供給されてもよい。例えばクラッチ信号が利用されてもよい。
【００３２】
代替態様または追加態様として、信号評価４５は特性変数として内燃機関１０の負荷状態を評価し、負荷状態の上限値が超えられたかどうかを検査してもよい。内燃機関１０の負荷状態は、例えば燃料信号ｍＥおよび回転速度Ｎから決定されてもよい。場合により、さらに、変速機３０内で投入されたギヤ段が考慮されてもよい。場合により、さらに、走行速度ｖが考慮されてもよい。これらの特性変数を考慮するとき、高い負荷状態、例えば全負荷においては、明らかに比較的高い排気温度が存在することが推測されるので、運転方式切換は、内燃機関１０の本質的なトルク・ジャンプをもたらすことなく直ちに実行可能である。
【００３３】
代替態様または追加態様として、信号評価手段４５は、特性変数として内燃機関１０または自動車全体の動的過程の検出を評価してもよい。例えば、トルク目標値Ｍｆａの変化が与えられていてもよい。上昇時間または微分商が決定されてもよい。微分商は、実際に少なくとも１つの差商により近似されてもよい。この形態においては、さらに自動車の速度ｖが考慮されることが好ましい。走行速度ｖが比較的高く且つ負荷が比較的小さいときには、内燃機関１０のトルク・ジャンプが明確に感知可能な駆動系の動特性が小さいので、速度ｖの考慮、または場合により行われる投入ギヤ段の追加考慮が、運転方式切換を抑制させるために使用されてもよい。
【００３４】
動特性を決定するための他の特性変数は、回転速度Ｎおよび／または走行速度ｖである。信号評価手段４５は、少なくとも１つの差商の計算により勾配を決定することが好ましい。
【００３５】
少なくとも１つの条件が満たされている場合、第２の問い合わせ６２において、運転方式切換を直接実行させる運転方式切換開始信号４８が存在するかどうかが決定される。運転方式切換開始信号４８が存在しない場合、第３の問い合わせ６４において、時限素子ｔの時限満了信号４９が存在するかどうかが検査される。これが否定の場合、第２の問い合わせ６２において、さらに即時に運転状態切換を行うための適切な状態が存在するかどうかが検査される。第３の問い合わせ６４において、時限満了信号４９の存在が特定された場合、第３の機能ブロック６５により、所定の線図により運転方式切換が行われる。
【００３６】
時限素子ｔにより設定された時間が経過したとき、時限素子ｔは時限満了信号４９を出力する。この時間は、排気ガス処理装置２４を再生する緊急性要求の関数として決定される。再生が吸蔵触媒として形成されている触媒２１に該当する場合、この時間は秒の範囲内に存在する。粒子フィルタ２２の再生が行われる場合、この時間は分の範囲内に存在する。
【００３７】
運転方式切換の時間線図は、運転方式切換手段４７内に含まれている運転方式切換制御手段５０により設定される。運転方式切換は緩やかに実行される。運転方式切換制御手段５０は、例えば一方の運転方式から他方の運転方式へのランプ状移行を設定する。例えば線形または抛物線状の関数線図が設定されてもよい。この手段の目的は、場合により発生する内燃機関１０のトルク変化を、例えば数秒の時間範囲内に配分し、これにより、内燃機関１０または自動車全体の好ましくない運転状態においても、自動車のドライバが運転方式切換に気が付かないようにすることである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による方法がその中で実行される技術的周辺図である。
【図２】本発明による方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    内燃機関
１１    吸気通路
１２    空気センサ
１３    絞り弁
１４    給気圧力センサ
２０    排気通路
２１    触媒
２２    粒子フィルタ
２３    圧力センサ
２４    排気ガス処理装置
３０    変速機
３５    制御手段
４０    燃料供給装置
４５    信号評価手段
４６    運転方式切換要求
４７    運転方式切換手段
４８    運転方式切換開始信号
４９    時限満了信号
５０    運転方式切換制御手段
５１    運転方式切換信号
Ｃｌｔ    摩擦結合信号
ＤＫ    絞り弁信号
ＧＳ    変速機制御信号
ｍＥ    燃料信号
Ｍｆａ    トルク目標値
ｍｓＬ    空気信号
Ｎ    回転速度
ｐＬＤ    給気圧力信号
ｐＰｆ    蓄積圧力信号
ｔ    時限素子
ｖ    速度信号
【図１】
2005315253.tif 000003
【図２】
2005315253.tif 000004