(57)【要約】  燃焼機関から排出された排気ガスを処理する後処理システムは、微粒子フィルタ、還元剤注入システム、アンモニアセンサ、および制御モジュールを含むことができる。微粒子フィルタは、燃焼機関から排出された排気ガスを濾過するように構成することができる。還元剤注入システムは、微粒子フィルタより上流の排気ガス流に還元剤を注入するように構成することができる。アンモニアセンサは、微粒子フィルタより下流の排気ガス流のアンモニア濃度を検出するように構成することができる。制御モジュールは、アンモニアセンサと通信することができ、かつアンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
2016530423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関から排出された排気ガスを処理する後処理システムであって、
前記燃焼機関から排出された排気ガスを濾過するように構成された微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタより上流の前記排気ガスの流れに還元剤を注入するように構成された還元剤注入システムと、
前記微粒子フィルタより下流の前記排気ガス流のアンモニア濃度を検出するように構成されたアンモニアセンサと、
前記アンモニアセンサと通信し、かつ前記アンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、前記微粒子フィルタのすす取込量を求める制御モジュールと、
を含む後処理システム。
【請求項２】
前記制御モジュールと通信し、かつ前記排気ガス流のＮＯｘ濃度を検出するように構成されたＮＯｘセンサをさらに含み、前記制御モジュールは、前記ＮＯｘセンサから受け取ったデータに基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１に記載の後処理システム。
【請求項３】
前記ＮＯｘセンサは、前記微粒子フィルタより上流のＮＯｘ濃度を測定するように配置される、請求項２に記載の後処理システム。
【請求項４】
前記制御モジュールは、ＮＯｘに対するアンモニアの比率に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項２の記載の後処理システム。
【請求項５】
前記制御モジュールは、前記微粒子フィルタより下流の前記排気ガス流のアンモニア量に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１に記載の後処理システム。
【請求項６】
前記微粒子フィルタより上流に配置され、かつ前記制御モジュールと通信する再生装置をさらに含み、前記制御モジュールは、前記微粒子フィルタの前記すす取込量が所定の閾値を超えていると前記制御モジュールが判断するのに応じて、前記再生装置を作動させる、請求項１に記載の後処理システム。
【請求項７】
前記再生装置は、炭化水素インジェクタ、またはバーナ、または前記炭化水素インジェクタおよび前記バーナを含む、請求項６に記載の後処理システム。
【請求項８】
前記制御モジュールは、前記還元剤注入システムと通信し、かつ所望のアンモニア濃度を得るために、前記排気ガス流に注入される還元剤の量を制御する、請求項１に記載の後処理システム。
【請求項９】
前記制御モジュールは、前記所望のアンモニア濃度と、前記微粒子フィルタより上流で検出されたＮＯｘ濃度とに基づいて、ＮＯｘに対するアンモニアの比率を求め、前記制御モジュールは、前記比率に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項８に記載の後処理システム。
【請求項１０】
前記制御モジュールは、予測アンモニアスリップ値と比較した実際のアンモニアスリップ値に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１に記載の後処理システム。
【請求項１１】
燃焼機関の後処理システムの微粒子フィルタ用のすす取込量特定システムであって、前記微粒子フィルタより下流の排気ガスのアンモニア濃度を検出するように構成されたアンモニアセンサと、前記アンモニアセンサと通信し、かつ前記アンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、前記微粒子フィルタのすす取込量を求める制御モジュールとを含むすす取込量特定システム。
【請求項１２】
前記制御モジュールと通信し、かつ前記排気ガスのＮＯｘ濃度を検出するように構成されたＮＯｘセンサをさらに含み、前記制御モジュールは、前記ＮＯｘセンサから受け取ったデータに基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１１に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１３】
前記ＮＯｘセンサは、前記微粒子フィルタより上流のＮＯｘ濃度を測定するように配置される、請求項１２に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１４】
前記制御モジュールは、ＮＯｘに対するアンモニアの比率に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１２に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１５】
前記制御モジュールは、前記微粒子フィルタより下流の前記排気ガス流のアンモニア量に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１１に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１６】
前記微粒子フィルタより上流に配置され、かつ前記制御モジュールと通信する再生装置をさらに含み、前記制御モジュールは、前記微粒子フィルタの前記すす取込量が所定の閾値を超えていると前記制御モジュールが判断するのに応じて、前記再生装置を作動させる、請求項１１に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１７】
前記再生装置は、炭化水素インジェクタ、またはバーナ、または前記炭化水素インジェクタおよび前記バーナを含む、請求項１６に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１８】
前記制御モジュールは、還元剤注入システムと通信し、かつ所望のアンモニア濃度を得るために、前記排気ガスに注入される還元剤の量を制御する、請求項１１に記載のすす取込量特定システム。
【請求項１９】
前記制御モジュールは、前記所望のアンモニア濃度と、前記微粒子フィルタより上流で検出されたＮＯｘ濃度とに基づいて、ＮＯｘに対するアンモニアの比率を求め、前記制御モジュールは、前記比率に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１８に記載のすす取込量特定システム。
【請求項２０】
前記制御モジュールは、予測アンモニアスリップ値と比較した実際のアンモニアスリップ値に基づいて、前記微粒子フィルタの前記すす取込量を求める、請求項１１に記載のすす取込量特定システム。
【請求項２１】
燃焼機関用の後処理システムのディーゼル微粒子フィルタのすす取込量を特定する方法であって、
前記ディーゼル微粒子フィルタより下流の排気ガス流のアンモニア量を示す、アンモニアセンサからのデータを受け取ることと、
前記ディーゼル微粒子フィルタより下流の前記排気ガス流のＮＯｘ量を求めることと、
ＮＯｘセンサおよび前記アンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、ＮＯｘに対するアンモニアの比率を求めることと、
前記比率に基づいて、前記ディーゼル微粒子フィルタのすす取込量を求めることと、
を含む方法。
【請求項２２】
前記ディーゼル微粒子フィルタより上流の前記排気ガス流中に配置された再生装置を前記すす取込量に基づいて制御することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼機関の後処理システム用のすす取込量特定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションは、本開示に関連し、必ずしも先行技術ではない背景情報を提示する。
【０００３】
内燃機関の動作中に、大気に排出されるＮＯｘおよび粒子状物質の量を削減するために、多数の排気ガス後処理装置が開発された。ディーゼル燃焼プロセスが実施される場合に、排気ガス後処理システムの必要性が特に生じる。ディーゼルエンジン排気ガス用の典型的な後処理システムは、１つまたは複数のディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）、選択的接触還元（ＳＣＲ）システム、炭化水素（ＨＣ）インジェクタ、およびディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）を含むことができる。
【０００４】
エンジン動作中に、ＤＰＦは、エンジンから排出されたすすを捕捉し、粒子状物質（ＰＭ）の排出を削減する。時間と共に、ＤＰＦは満杯になり、詰まり始める。適切に機能するために、適切な再生、またはＤＰＦ内の捕捉したすすの酸化が必要とされる。ＤＰＦを再生するために、フィルタに捕捉したすすを酸化させるには、排気ガス流内の酸素の量が十分であることと共に、排気ガス温度が比較的高いことが必要とされる。
【０００５】
ＤＯＣは、通常、熱を発生させて、すすを取り込んだＤＰＦを再生するために使用される。炭化水素（ＨＣ）が、特定のライトオフ温度で、またはそれを超えてＤＯＣに散布されると、ＨＣは酸化する。この反応は高い発熱を伴い、排気ガスは、ライトオフ中に加熱される。加熱された排気ガスは、ＤＰＦを再生するために使用される。
【０００６】
しかし、多くのエンジン動作状態において、排気ガスは、約３００℃のＤＯＣライトオフ温度を達成するほど十分に高温ではない。したがって、ＤＰＦ再生は受動的には起こらないことがある。さらに、ＮＯｘ吸着体および選択的接触還元システムは通常、適切に機能するために最小排気ガス温度を必要とする。したがって、様々な後処理装置より上流の排気ガス流を、再生と後処理装置の効率的な使用とを容易にする適切な温度まで加熱するために、バーナを設けることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＤＰＦ再生（例えば、炭化水素注入および／またはバーナ点火）は、システムが、ＤＰＦに所定の量のすすが蓄積したと判断したときに開始することができる。後処理システムは、従来からすす取込量特定システムを含んでいるが、様々なエンジン動作状態にわたって、ＤＰＦのすす取込量を正確に求める、改良されたすす取込量特定システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このセクションは、本開示の全体的な概要を提示しており、最大範囲の、またはすべての特徴部の包括的な開示ではない。
【０００９】
一形態では、本開示は、燃焼機関から排出された排気ガスを処理する後処理システムを提示する。後処理システムは、微粒子フィルタ、還元剤注入システム、アンモニアセンサ、および制御モジュールを含むことができる。微粒子フィルタは、燃焼機関から排出された排気ガスを濾過するように構成することができる。還元剤注入システムは、微粒子フィルタより上流の排気ガス流に還元剤を注入するように構成することができる。アンモニアセンサは、微粒子フィルタより下流の排気ガス流のアンモニア濃度を検出するように構成することができる。制御モジュールは、アンモニアセンサと通信することができ、かつアンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００１０】
一部の実施形態では、後処理システムは、制御モジュールと通信し、かつ排気ガス流のＮＯｘ濃度を検出するように構成されたＮＯｘセンサを含むことができる。
【００１１】
一部の実施形態では、制御モジュールは、ＮＯｘセンサから受け取ったデータに基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００１２】
一部の実施形態では、ＮＯｘセンサは、微粒子フィルタの入り口の、または微粒子フィルタより上流のＮＯｘ濃度を測定するように配置することができる。
【００１３】
一部の実施形態では、制御モジュールは、ＮＯｘに対するアンモニアの比率に基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００１４】
一部の実施形態では、後処理システムは、微粒子フィルタより上流に配置され、かつ制御モジュールと通信する再生装置を含むことができる。制御モジュールは、微粒子フィルタのすす取込量が所定の閾値を超えていると制御モジュールが判断するのに応じて、再生装置を作動させることができる。再生装置は、炭化水素インジェクタおよび／またはバーナを含むことができる。
【００１５】
一部の実施形態では、制御モジュールは、還元剤注入システムと通信することができ、かつ微粒子フィルタより下流で所望のアンモニア濃度を得るために、排気ガス流に注入される還元剤の量を制御することができる。
【００１６】
一部の実施形態では、制御モジュールは、所望のアンモニア濃度と、微粒子フィルタより上流で検出されたＮＯｘ濃度とに基づいて、ＮＯｘに対するアンモニアの比率を求めることができる。制御モジュールは、その比率に基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００１７】
一部の実施形態では、制御モジュールは、予測アンモニアスリップ値と比較した実際のアンモニアスリップ値に基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００１８】
一部の実施形態では、微粒子フィルタは、選択的接触還元コーティングを含むことができる。
【００１９】
別の形態では、本開示は、燃焼機関の後処理システムの微粒子フィルタ用のすす取込量特定システムを提示する。すす取込量特定システムは、アンモニアセンサおよび制御モジュールを含むことができる。アンモニアセンサは、微粒子フィルタより下流の排気ガスのアンモニア濃度を検出するように構成することができる。制御モジュールは、アンモニアセンサと通信することができ、かつアンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００２０】
一部の実施形態では、すす取込量特定システムは、制御モジュールと通信し、かつ排気ガスのＮＯｘ濃度を検出するように構成されたＮＯｘセンサを含むことができる。
【００２１】
一部の実施形態では、制御モジュールは、ＮＯｘセンサから受け取ったデータに基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００２２】
一部の実施形態では、ＮＯｘセンサは、微粒子フィルタの入り口の、または微粒子フィルタより上流のＮＯｘ濃度を測定するように配置することができる。
【００２３】
一部の実施形態では、制御モジュールは、ＮＯｘに対するアンモニアの比率に基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００２４】
一部の実施形態では、すす取込量特定システムは、微粒子フィルタより上流に配置され、かつ制御モジュールと通信する再生装置を含むことができる。制御モジュールは、微粒子フィルタのすす取込量が所定の閾値を超えていると制御モジュールが判断するのに応じて、再生装置を作動させることができる。再生装置は、炭化水素インジェクタおよび／またはバーナを含むことができる。
【００２５】
一部の実施形態では、制御モジュールは、還元剤注入システムと通信することができ、かつ微粒子フィルタより下流で所望のアンモニア濃度を得るために、排気ガスに注入される還元剤の量を制御することができる。
【００２６】
一部の実施形態では、制御モジュールは、所望のアンモニア濃度と、微粒子フィルタより上流で検出されたＮＯｘ濃度とに基づいて、ＮＯｘに対するアンモニアの比率を求めることができる。制御モジュールは、その比率に基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００２７】
一部の実施形態では、制御モジュールは、予測アンモニアスリップ値と比較した実際のアンモニアスリップ値に基づいて、微粒子フィルタのすす取込量を求めることができる。
【００２８】
一部の実施形態では、微粒子フィルタは、選択的接触還元コーティングを含むことができる。
別の形態では、本開示は、燃焼機関用の後処理システムのディーゼル微粒子フィルタのすす取込量を特定する方法を提示する。方法は、ディーゼル微粒子フィルタより下流の排気ガス流のアンモニア量を示す、アンモニアセンサからのデータを受け取ることと、ディーゼル微粒子フィルタより下流の排気ガス流のＮＯｘ量を求めることと、ＮＯｘセンサおよびアンモニアセンサから受け取ったデータに基づいて、ＮＯｘに対するアンモニアの比率を求めることと、その比率に基づいて、ディーゼル微粒子フィルタのすす取込量を求めることと、を含む。
【００２９】
一部の実施形態では、方法はまた、ディーゼル微粒子フィルタより上流の排気ガス流中に配置された再生装置をすす取込量に基づいて制御することも含み得る。
【００３０】
本明細書に提示された説明から、さらなる適用分野が明らかになるであろう。この概要における説明および特定の例は、単に例示することを意図され、本開示の範囲を限定することを意図されたものではない。
【００３１】
本明細書で説明される図面は、すべての可能な実施例ではなく、選択された実施形態のみを例示することを目的としており、また、本開示の範囲を限定することを意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】エンジンと、本開示の原理に従ったすす取込量特定システムを有する排気ガス後処理システムとの概略図である。
【図２】後処理システムの微粒子フィルタのすす取込量を求める方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
同じ参照数字は、図面のいくつかの図全体にわたって同じ要素を示す。
【００３４】
添付の図面を参照して、例示的な実施形態が以下にさらに詳細に説明される。
【００３５】
例示的な実施形態は、本開示が完全であるように提示され、当業者にその範囲を十分に伝えるであろう。本開示の実施形態を完全に理解させるために、特定の構成要素、装置、および方法の例などの様々な特定の細部が説明される。特定の細部は使用される必要はなく、例示的な実施形態は、多数の異なる形態で具現化でき、どれも本開示の範囲を限定すると解釈すべきでないことが当業者には明らかであろう。一部の例示的な実施形態では、公知のプロセス、公知の装置構造、および公知の技術が詳細に説明されていない。
【００３６】
本明細書で使用した用語は、特定の例示的な実施形態を説明することのみを目的とし、限定することを意図されていない。本明細書では、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈から別途明示されない限り、さらに複数形を含むことを意図することができる。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有している（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は包括的であり、したがって、決まった特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しない。本明細書で説明する方法ステップ、プロセス、および動作は、実施する順序として具体的に特定されない限り、必ず説明または図示した特定の順序でそれらを実施しなければならないと解釈すべきでない。追加した、または代替のステップを使用できることも理解されよう。
【００３７】
要素または層が、他の要素または層に「載っている」、「係合している」、「連結されている」、または「接続されている」と言い表される場合に、要素または層は、他の要素または層に直接載ること、係合すること、連結されること、または接続されることが可能であり、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。対照的に、要素が、他の要素または層に「直接載っている」、「直接係合している」、「直接連結されている」、または「直接接続されている」と言い表される場合に、介在する要素または層は存在することができない。要素間の関係を説明する他の文言も、同様に解釈されるべきである（例えば、「〜の間に」対「〜の間に直接」、「隣接する」対「直接隣接する」など）。本明細書では、「および／または」という用語は、１つまたは複数の関連列挙物品の任意およびすべての組み合わせを含む。
【００３８】
第１の、第２の、第３のなどの用語は、様々な要素、構成要素、領域、層、および／または部分を説明するために、本明細書で使用することができ、これらの要素、構成要素、領域、層、および／または部分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、または部分を他の領域、層、または部分から区別するためだけに使用することができる。「第１の」、「第２の」などの用語、および他の数字用語は、本明細書で使用する場合、文脈によって明示されない限り、シーケンス、または順序を意味するものではない。したがって、下記に説明する第１の要素、構成要素、領域、層、または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、または部分と称することができる。
【００３９】
「内側」、「外側」、「〜の真下」、「〜の下」、「下側」、「〜の上」、「上側」などの空間的相対用語は、図に示した通りに、１つの要素または特徴部の他の要素または特徴部に対する関係を説明するための記述を容易にするために、本明細書で使用することができる。空間的相対用語は、図に示された向きに加えて、使用時または動作時の装置の様々な向きを包含することを意図することができる。例えば、図の装置が反転した場合、他の要素または特徴部の「下」またはの「真下」として記載された要素は、他の要素または特徴部の「上」の位置に置かれる。したがって、「〜の下」という例示的用語は、上と下の両方の向きを包含することができる。装置は、それ以外に向けることができ（９０°または他の向きに回転される）、本明細書で使用された空間的相対記述子は相応して解釈される。
【００４０】
図１は、例示的なエンジン１２から排気路１４に至る排気出力を処理する排気ガス後処理システム１０を示している。ターボチャージャ１６は、排気ガス流中に配置された被動部材（図示せず）を含む。エンジン動作中に、排気ガス流により、被動部材は回転して、圧縮空気をエンジン１２の吸気路（図示せず）に供給する。当然ながら、排気ガス後処理システム１０は、ターボチャージャを含まない自然吸気エンジンまたは他の任意のエンジンからの排気出力を処理するために使用することもできる。
【００４１】
排気ガス後処理システム１０は、バーナ１８、炭化水素インジェクタ２０、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）２２、ディーゼル排気流体（ＤＥＦ）注入システム２４、１つまたは複数の混合器２６、ＳＣＲ触媒２８、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）３０、および制御モジュール３２を含むことができる。ＤＰＦ３０は、ＳＣＲ被覆ディーゼル微粒子フィルタとすることができ、すす（すなわち、ディーゼル微粒子）を排気ガス流から除去して、粒子状物質（ＰＭ）の周囲環境への排出を削減することができる。時間と共に、ＤＰＦ３０にすすが蓄積することがあり、これは、エンジン１２、ＤＰＦ３０、および／または排気ガス後処理システム１０の他の構成要素の性能を妨害することがある。
【００４２】
炭化水素インジェクタ２０は、ＤＯＣ２２に炭化水素を散布することができ、炭化水素は、上記のように、ＤＰＦ３０を再生する（すなわち、ＤＰＦからすすを除去する）ために、熱を発生させることができる。バーナ１８は、ターボチャージャ１６から下流で、ＤＯＣ２２から上流に配置することができ、ＤＯＣ２２での熱発生反応を容易にするために、排気路１４内の排気ガスを所定の温度まで加熱するように、選択的に作動することができる。
【００４３】
ＤＥＦ注入システム２４は、インジェクタ３３および還元剤タンク３４を含むことができる。インジェクタ３３は、還元剤タンク３４からＳＣＲ触媒２８より上流の排気ガス流に還元剤（例えば、尿素）を注入することができる。混合器２６は、還元剤がＳＣＲ触媒２８に達する前に、注入された還元剤を排気ガスと混合することができる。ＳＣＲ触媒２８は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を２原子窒素（Ｎ２）、水、および／または二酸化炭素（ＣＯ２）に変える。
【００４４】
制御モジュール３２は、例えば、１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムを実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、プロセッサ（共有、専用、またはグループ）、および／またはメモリ（共有、専用、またはグループ）、ならびに／または組み合わせロジック回路、ならびに／または説明した機能を提供する他の適切な構成要素を含む、またはそれらの一部とすることができる。制御モジュール３２は、１つまたは複数の他の車両システムを制御する制御ユニットの一部とする、または制御ユニットを含むことができる。あるいは、制御モジュール３２は、排気ガス後処理システム１０に専用の制御ユニットとすることができる。
【００４５】
制御モジュール３２は、バーナ１８、炭化水素インジェクタ２０（および／または炭化水素を炭化水素インジェクタ２０を経由して押し込む第１のポンプ）、および／またはＤＥＦ注入システム２４（例えば、還元剤をインジェクタ３３を経由して押し込む第２のポンプ）の制御動作部と通信することができる。制御モジュール３２はまた、第１の温度センサ３６、第２の温度センサ３７、排気ガス圧力センサ４０、第１のＮＯｘセンサ４２、第２のＮＯｘセンサ４３、およびアンモニアセンサ４４と通信することもできる。第１の温度センサは、ＤＯＣ２２の位置の、またはその近くの温度を測定することができる。第２の温度センサ３７は、ＳＣＲ触媒２８の位置の、またはその近くの温度を測定することができる。排気ガス質量流量センサ（図示せず）は、ＳＣＲ触媒２８とＤＰＦ３０との間での、排気路１４を流れる排気ガス流の質量流量を測定することができる。あるいは、この質量流量値は、エンジン回転数および／または他のエンジン動作パラメータに基づいて計算するか、またはエンジン制御システムから求めることができる。排気ガス圧力センサ４０は、ＤＯＣ２２とＤＰＦ３０との間の排気ガス流の圧力を測定することができる。第１のＮＯｘセンサ４２は、ＤＯＣ２２の入り口の、またはその近くの排気ガス流のＮＯｘ量を測定することができる。第２のＮＯｘセンサ４３は、ＳＣＲ触媒２８の出口の、またはその近くの排気ガス流のＮＯｘ量を測定することができる。アンモニアセンサ４４は、ＤＰＦ３０の出口の、またはＤＰＦ３０より下流の排気ガス流のアンモニア量を測定することができる。制御モジュール３２は、ＤＥＦ注入システム２４の動作を制御し、排気ガス質量流量と、第１の温度センサ３６、第２の温度センサ３７、排気ガス圧力センサ４０、第１のＮＯｘセンサ４２、第２のＮＯｘセンサ４３、および／またはアンモニアセンサ４４から受け取ったデータとに基づいて、ＤＰＦ３０のすす取込量を求めることができる。
【００４６】
ここで図１および図２を参照すると、ＤＥＦ注入システム２４の動作を制御し、ＤＰＦ３０のすす取込量を求める方法１００が提示されている。ステップ１１０で、制御モジュール３２は、ＳＣＲ触媒２８の温度と、ＳＣＲ触媒２８とＤＰＦ３０との間での、排気路１４を流れる排気ガス流の質量流量と、ＳＣＲ触媒２８とＤＰＦ３０との間の排気ガス流の圧力、ＤＰＦ３０の入り口の、またはそれより上流の排気ガス流のＮＯｘ量とを求めることができる。これらのパラメータは、センサ３７、４０、４２で測定するか、ならびに／または、例えば、エンジン１２および／もしくは後処理システム１０の１つまたは複数の動作パラメータに基づいて計算することができる。
【００４７】
ステップ１２０で、制御モジュール３２は、所定のα比（すなわち、排気ガス流中のＮＯｘに対するアンモニアの所定の比率）が得られるＤＥＦ注入システム２４の初期注入量を計算することができる。一部の実施形態では、所定のα比は、例えば、１とすることができる。注入量は、排気ガス質量流量と、ステップ１１０でセンサ４０、４２から受け取ったデータとに基づいて求めることができる。当然ながら、注入量は、所定のα比に加えて、またはこれに代えて、１つまたは複数のパラメータに基づいて求めることができる。初期注入量を求めた後、制御モジュール３２は、ＤＥＦ注入システム２４に還元剤を初期注入量で排気ガス流に注入させることができる。
【００４８】
ステップ１３０で、制御モジュール３２は、アンモニアスリップ値（すなわち、ＤＰＦより下流の未反応アンモニア量）を求めることができる。アンモニアスリップ値は、アンモニアセンサ４４から受け取った測定値とすることができる。次いで、ステップ１４０で、制御モジュール３２は、測定したアンモニアスリップ値が、所定の、または予測されるアンモニアスリップ値よりも大きいかどうかを判断することができる。測定したアンモニアスリップ値が、所定の値よりも大きい場合、制御モジュール３２は、ステップ１５０で、ＤＥＦ注入システム２４の注入量を減らすことができる。注入量を減らした後、制御モジュール３２は、ステップ１３０で、アンモニアセンサ４４から更新したアンモニアスリップ測定値を得ることができる。次いで、ステップ１４０で、制御モジュール３２は、更新したアンモニアスリップ値が、所定のアンモニアスリップ値よりも大きいかどうかを判断することができる。制御モジュール３２が、更新したアンモニアスリップ値が、所定の値以下であると判断した場合、制御モジュール３２は、ステップ１６０で、更新したアンモニアスリップ値が、所定の値未満であるかどうかを判断することができる。更新したアンモニアスリップ値が、所定の値未満の場合、制御モジュール３２は、ステップ１７０で、ＤＥＦ注入システム２４の注入量を増やすことができ、次いで、必要に応じて、ステップ１３０、１４０、１５０、１６０、１７０を繰り返すことができる。当然ながら、制御モジュール３２は、ステップ１４０の前にステップ１６０を実行することができ、または制御モジュール３２は、ステップ１４０、１６０をほぼ同時に実行することもでき、アンモニアセンサ４４によって測定されたアンモニアスリップ値が、所定の値に等しくなるか、またはほぼ等しくなるまで、注入量を調整することができる。
【００４９】
注入量が、所望のアンモニアスリップが得られるように設定されると、制御モジュール３２は、ステップ１８０で、その注入量に基づいてα比を計算することができる。ステップ１９０で、制御モジュール３２は、ステップ１８０で計算したα比（すなわち、アンモニアセンサ４４において所望のアンモニアスリップ値が得られる注入量に対応するα比）に基づいて、ＤＰＦ３０のすす取込量を求めることができる。すす取込量は、ステップ１８０で計算したα比と逆比例の関係がある。制御モジュール３２は、制御モジュール３２のメモリに保存された参照テーブルからすす取込量を求めることができる。参照テーブルに保存された値は、実験によって求めることができる。所与のＤＰＦに対するすす取込値は、ステップ１８０で計算したα比と所定のα比との間の差に関係して変化する。
【００５０】
一部の実施形態では、ステップ１９０で特定したすす取込値に対して重み係数を適用することができ、計算したすす取込値は、信号ノイズおよびフィルタの劣化を考慮して、経時的に積算することができる。重み係数は、例えば、最後のＤＰＦ再生事象からの時間と、ＳＣＲ触媒２８またはＤＰＦ３０の経年数に対応することができる。
【００５１】
ＤＰＦ３０のすす取込量を求めた後、制御モジュール３２は、ステップ２００で、すす取込量が所定の閾値よりも大きいかどうかを判断することができる。制御モジュール３２が、ＤＰＦ３０のすす取込量が所定の閾値よりも大きいと判断した場合、制御モジュール３２は、ステップ２１０で、再生事象を開始することができる。所定の閾値は、ＤＰＦ３０、エンジン１２、および／または排気ガス後処理システム１０の１つまたは複数の他の任意の構成要素の所望のレベルの性能が得られるように選択することができる。再生事象中に、制御モジュール３２は、炭化水素インジェクタ２０に炭化水素をＤＯＣ２２より上流の排気ガス流に散布させることができ、かつ／または制御モジュール３２は、上記のように、ＤＰＦ３０の再生を容易にするために、バーナ１８に点火させることができる。当然ながら、方法１００の一部またはすべては、連続的に、または断続的に繰り返すことができる。
【００５２】
実施形態の前述の説明は、例示および説明するために提示された。実施形態は、網羅的であることを意図されておらず、または本開示を限定することも意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、通常、その特定の実施形態に限定されるのではなく、具体的に図示または説明していなくても、適用可能な場合に、選択された実施形態において交換可能であり、使用することができる。上記の個々の要素または特徴は、様々な方法で変更することもできる。そのような変更形態は、本開示からの逸脱とみなすべきではなく、そのような修正形態のすべては、本開示の範囲内に含まれることを意図されている。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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