CZ298168B6 - Zarízení pro cistení výfukového plynu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zarízení pro cistení výfukového plynu spalovacího motoru, u kterého je cásticový filtr (22) pro zachycení a odstranení cástic z výfukového plynu usporádán ve výfukovém kanálu (20) motoru a ve kterém pokracuje spalování pri chudém pomeru vzduch - palivo. Zarízení obsahuje prognostické prostredky pro hlásení, jestli cástice ulozené na cásticovém filtru (22) zmenily své vlastnosti navlastnosti obtízne oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po ulození. Zarízení dále obsahuje prepínací prostredky pomeru vzduch - palivo pro obcasné prepínání pomeru vzduch - palivo výfukového plynu proudícího do cásticového filtru (22) z chudého na bohatý pro docílení zmeny vlastností cástic ulozených na cásticovém filtru (22) na snadno oxidovatelné pri zmene jejich vlastností na obtízne oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po ulození, posuzovací prostredky pro zjistení, zda mnozství cástic ulozených na cásticovém filtru (22) nepresáhlopredem stanovené mnozství, a dále prostredky pro rízení teploty ke zvýsení teploty cásticového filtru (22) pri chudém pomeru vzduch - palivo za úcelem odstranení cástic ulozených na cásticovém filtru(22) za pomoci oxidace pri presáhnutí predem stanoveného mnozství cástic ulozených na cásticovém filtru (22).

Description

Zařízení pro čistění výfukového plynu

Oblast techniky

Předložený vynález se týká zařízení na čistění výfukového plynu.

Dosavadní stav techniky

Dříve se částice obsažené ve výfukovém plynu dieselová motoru odstraňovaly uspořádáním částicového filtru ve výfukovém kanálu motoru, přičemž se ve filtru zachycovaly částice, které se pak zapálily a zachycené částice na filtru shořely, aby se částicový filtr regeneroval. V tomto případě zapálení a shoření zachycených částic vyžaduje poměrně vysokou teplotu a určitý čas.

Na druhé straně je známý spalovací motor, u kterého filtr částic nese absorbent NO_X, který absorbuje NO_X jakmile je poměr vzduch - palivo chudý a uvolní absorbovaný NO_X Jakmile se poměr vzduch - palivo stane bohatým (víz japonská patentová publikace (Kokai) č. 6-159 037, u které nebyl proveden průzkum). U tohoto spalovacího motoru, pracuje motor obvykle při chudém 20 poměru vzduch - palivo. Jakmile množství NO_X absorbované v absorbentu NO_X přestoupí povolenou hodnotu, poměr vzduch - palivo se občas stane bohatší, aby způsobil, že se NO_X uvolní z absorbentu NO_X.

Když se NO_X uvolní z absorbentu NO_X a redukuje se, teplo vznikající v době redukce NO_X způ25 sobí, že se teplota částicového filtru zvýší. Proto v jednom příkladu tohoto spalovacího motoru, jakmile skončí uvolňování NO_X, poměr vzduch - palivo se opět vrátí do chudého stavu. S využitím skutečnosti, že teplota částicového filtru se zvyšuje v této době, částice uložené na částicovém filtru se zapálí. Dále v jiném příkladu, jakmile by se měl NO_X uvolňovat z absorbentu NO_X, když výlukový tlak proti proudu od částicového filtru nepřesáhne předem stanovený tlak, poměr 30 vzduch - palivo se hned stane bohatým, zatímco když výfukový tlak proti proudu od částicového filtru přesáhne předem stanovený tlak, poměr vzduch - palivo se stane bohatým, aby způsobil uvolňování NO_X z absorbentu NO_X, potom poměr vzduch - palivo se stane chudým, aby způsobil, že se částice uložené na filtru shoří.

Jak bylo popsáno shora, to že se způsobí, že částice zachycené na částicovém filtru se zapálí a shoří však vyžaduje poměrně vysokou teplotu a dosti dlouhou dobu; V tomto případě, aby se teplota na částicovém filtru zvýšila na teplotu, kdy se uložené částice vznítí a shoří vyžaduje přivést energii zvenku. Proto se obvykle přivádí další palivo nebo se použije elektrický ohřívač, abý se dosáhlo zvýšení teploty na částicovém filtru. Proto, jestliže spalování částic potřebuje čas, o to 40 více bude nadměrná potřeba další energie. Redukce této nadměrné spotřeby energie vyžaduje, aby doba potřebná pro spálení částic se co možná nejvíce zkrátila.

Vynálezci prozkoumali vlastnosti uložených částic z tohoto hlediska a následkem toho se vlastnosti uložených částic postupně vyjasnily. Podrobnosti budou vysvětleny později, ale stručně, 45 _r. bylo zjištěno, že čím je delší čas ukládání částic na částicovém filtru, tím těžší bude uložené částice zoxidovát a proto zapálení a shoření uložených částic bude vyžadovat poměrně vysokou teplotu a poměrně dlouhou dobu. Tj. bylo zjištěno, že kdyby bylo možno změnit vlastnosti částic tak, aby částice snadno oxidovaly, jakmile se uložené částice stanou těžko oxidovatelnými, dobu potřebnou pro shoření částic by bylo možno zkrátit.

Proto vynálezci pokračovali v tomto ohledu v dalším výzkumu a zjistili, že když se občas učiní poměr vzduch - palivo bohatým, vlastnosti uložených částic je možno změnit na vlastnosti — — snadnéOxidovatelnóstiyTjrbýlozjištěňoýŽěRdýžTFohčášTčiní poměFvzduch - palivo bohatým, jakmile se uložené částice stanou těžko oxidovatelnými, částice se stanou snadno oxidovatelnými 55 a proto lze dobu potřebnou pro jejich spálení zkrátit.

-1CZ 298168 B6

U shora uvedeného známého spalovacího motoru, NO_X se uvolňuje z absorbentu NO_X nahodilým občasným způsobením poměru vzduch - palivo bohatým. Proto se model změn poměru vzduch palivo podobá modelu podle předloženého vynálezu. U tohoto známého spalovacího motoru je 5 však poměr vzduch - palivo občas učiněn bohatým, jakmile množství absorbce NO_X převýší povolené množství, zatímco u předloženého vynálezu, poměr vzduch - palivo se učiní občas bohatým, jakmile se uložené částice stanou těžko oxidovatelnými. Nejenže jsou úkoly provádění obohacování poměrů vzduch - palivo různé, ale také časování provádění jejich obohacování se liší. Tj. i když se obohacování poměru vzduch - palivo provádí v době uvolňování NO_X z absor10 bentu NO_X, není nutně možné pokračovat ve změně částic na snadno oxidovatelný stav.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky stávajícího stavu techniky jsou odstraněny zařízením pro čištění výfukového plynu spalovacího motoru, u kterého je částicový filtr pro zachycení a odstranění částic z výfukového plynu uspořádán ve výfukovém kanálu motoru a ve kterém pokračuje spalování při chudém poměru vzduch - palivo Jehož podstatou je to, že obsahuje prognostické prostředky pro hlášení, jestli částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidova20 telné ve srovnání se stavem ihned po uložení, přepínací prostředky poměru vzduch - palivo pro občasné přepínání poměru vzduch - palivo výfukového plynu proudícího do částicového filtru z chudého na bohatý pro docílení změny vlastností částic uložených na částicovém filtru na snadno oxidovatelné při změně jejich vlastností na obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihnedípo uložení, posuzovací prostředky pro zjištění, zda množství částic uložených na částicovém filtru 25 nepřesáhlo předem stanovené množství, a dále prostředky pro řízení teploty ke zvýšení teploty částicového filtru při chudém poměru vzduch - palivo za účelem odstranění částic uložených; na částicovém filtru za pomocí oxidace při přesáhnutí předem stanoveného množství částic uložených na částicovém filtru.

Dále je podstatou to, že přepínací prostředky poměru vzduch - palivo jsou uspořádány tak, že se neprovede přepnutí poměru vzduch - palivo z chudého na bohatý při nižší teplotě částicového filtru než předem stanovené teplotě i při údaji o změně vlastnosti částic uložených na částicovém filtru na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení.

Další podstatou je to, že prognostické prostředky jsou upraveny pro hlášení, že částice uložené na částicovém filtru změnily vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení v době nastartování motoru nebo při pokračování vysokorychlostního provozu alespoň po předem stanovenou dobu.

Podstatou je rovněž to, že prognostické prostředky jsou upraveny pro hlášení, že částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, když provozní doba motoru, celková hodnota otáček motoru nebo vzdálenost jízdy vozidla přesáhnou předem stanovenou hodnotu, jakož i to, že částicový filtr je opatřen katalyzátorem.

Uvedené nedostatky odstraňuje rovněž zařízení pro čištění výfukového plynu, u kterého je částicový filtr pro zachycování a odstraňování částic ve výfukovém plynu uspořádán ve výfukovém kanálu motoru a u kterého spalování pokračuje při chudém poměru vzduch - palivo, jehož podstatou je to, že obsahuje první srovnávací prostředky pro zjišťování, zda částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, přepínací prostředky vzduch - palivo pro občasné přepnutí poměru vzduch palivo výfukového plynu proudícího do částicového filtru z chudého na bohatýLpro_změnu vlast_L nostrčástic'ul“ožehých-ňa částiébvéiOlfiTňá'vlastnosti snadno oxidovatelné při zjištění, že částice uložené na částicovém filtru změnily vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, druhé srovnávací prostředky pro zjišťování, zda množství částic uložených na částicovém filtru přesáhlo předem stanovené množství, a prostředky pro řízení teploty, kterými se teplota částicového filtru zvýší při chudém poměru vzduch - palivo tak, aby se částice uložené na částicovém filtru odstranily oxidací, když množství částic uložených na částicovém filtru přesáhne předem stanovené množství.

Podstatou uvedeného zařízení je i to, že přepínací prostředky poměru vzduch - palivo jsou uspořádány tak, že se neprovede přepnutí poměru vzduch - palivo z chudého na bohatý, při nižší teplotě částicového filtru než předem stanovené teplotě i při údaji o změně vlastnosti částic uložených na částicovém filtru na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po 10 uložení.

Dále je podstatou to, že zařízení je dále opatřeno výpočetními prostředky pro výpočet poklesu a nárůstu oxidace částic na částicovém filtru za jednotku času a kde první srovnávací prostředky jsou upraveny pro zjištění, zda částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastnosti na 15 vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení na základě poklesu nebo nárůstu oxidovatelnosti.

Další podstatou je to, že je zařízení dále opatřeno výpočetními prostředky pro výpočet množství Částic s nejvyšším poklesem oxidovatelnosti částic uložených na částicovém filtru s použitím 20 modelu a kde první srovnávací prostředky zjišťují, zda částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastností na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, když množství částic s největším poklesem oxidovatelnosti přesáhne předem stanovené množství.

Podstatou je rovněž to, zeje zařízení dále opatřeno prostředky pro odhad poklesu tlaku v částico25 vém filtru a snímacími prostředky pro snímání skutečného poklesu tlaku na částicovém filtru a kde první srovnávací prostředky jsou upraveny pro zjištění, zda částice na částicovém filtru změnily vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, z rozdílu tlaku mezi poklesem tlaku odhadnutým prostředky pro odhad poklesu tlaku a skutečným poklesem tlaku, snímaným snímacími prostředky.

Podstatným je i to, že prostředky pro odhad poklesu tlaku jsou uspořádány pro výpočet množství částic uložených na částicovém filtru z množství částic proudících do částicového filtru a z teploty na částicovém filtru a jsou uspořádány pro odhad poklesu tlaku na částicovém filtru na základě množství uložených částic.

Rovněž skutečnost, že je zařízení dále opatřeno prostředky pro zvyšování teploty pro občasné zvýšení teploty částicového filtru (22) tak, aby se částečně oxidací odstranily částice na částicovém filtru (22) a kde jsou první srovnávací prostředky upraveny pro zjištění, zda částice uložené na částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání 40 se stavem ihned po uložení, z rozdílu tlaku po dokončení operace zvyšování teploty prostředky pro zvyšování teploty je další podstatou vynálezu.

Dále je podstatou to, že srovnávací prostředky jsou upraveny pro způsobení občasného zvýšení teploty částicového filtru pomocí prostředků pro zvyšování teploty, když skutečný pokles tlaku 45 snímaný snímacími prostředky dosáhne cílovou hodnotu uloženou předem a zjistí, zda částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, z rozdílu tlaku mezi poklesem tlaku po dokončení operace zvyšování teploty uloženým předem a skutečným poklesem tlaku snímaným snímacími prostředky, jakož i to, že na částicovém filtruje uspořádán katalyzátor.

U zařízení pro čištění výfukového plynu spalovacího motoru, u kterého je částicový filtr pro zachycování a odstraňování částic z výfukového plynu uspořádán ve výfukovém kanálu motoru a ---ve-kterém^-spalóvárií^-pókráčUjě při' cfiiTděm poměru 'vzdučH^pal ivčTjepoďstatoů7o^ že obsahuje přepínací prostředky poměru vzduch - palivo, kterými je možno občas přepnout poměr vzduch 55 palivo výfukového plynu proudícího do částicového filtru z chudého na bohatý, srovnávací pro-3CZ 298168 B6 středky pro zjišťování, zda množství částic uložených na částicovém filtru nepřesáhlo předem stanovené množství a prostředky pro řízení teploty pro způsobení zvýšení teploty částicového filtru při chudém poměru vzduch - palivo tak, aby se částice uložené na částicovém filtru odstranily oxidací po občasném přepnutí poměru vzduch - palivo výfukového plynu proudícího do 5 částicového filtru z chudého na bohatý pro změnu vlastností částic uložených na částicovém filtru na vlastnosti snadno oxidovatelné, když množství části uložených na částicovém filtru přesáhne předem stanovené množství, jakož i to, že částicový filtr je opatřen katalyzátorem.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 je celkový pohled na spalovací motor;

obr. 2A a 2B jsou pohledy na částicový filtr;

obr. 3A a 3Bjsou pohledy na změnu oxidovatelnosti částice;

obr. 4 znázorňuje příklad řízení provozu;

obr. 5 je znázornění jiného příkladu řízení provozu;

obr. 6 je znázornění vysvětlující ovládání vstřikování;

obr. 7 znázorňuje pokles oxidovatelnosti částic;

obr. 8 je blokové schéma řízení provozu motoru;

obr. 9 znázorňuje vzájemný vztah mezi množstvím částic odstranitelných oxidací a teplotou částicového filtru;

obr. 10 je znázornění vysvětlující stav uložených částic;

obr. 11 A a 11 B jsou znázornění vysvětlující stav uložených částic;

obr. 12A a 12Bjsou znázornění vysvětlující stav uložených částic;

obr. 13 je znázornění At;

obr. 14A a 14B znázorňují množství vyfukovaných částic;

obr. 15 a 16 jsou bloková schémata řízení provozu motoru;

obr. 17A, 17B a 17Cjsou znázornění vysvětlující změnu poklesu tlaku;

obr. 18 je blokové schéma řízení provozu motoru;

obr. 19A, 19B a 19C jsou znázornění, vysvětlující změnu v poklesu tlaku;

obr. 20 je blokové schéma řízení provozu motoru;

obr. 21 je blokové schéma řízení provozu motoru;

obr. 22 znázorňuje množství vznikajícího kouře;

obr. 23A a 23Bjsou znázornění provozních oblastí motoru;

obr, 24 je znázornění změn stupně otevření škrticího ventilu;

obr. 25 je znázornění vzájemného vztahu mezi množstvím částic odstranitelných oxidací a teplotou částicového filtru;

obr. 26 je znázornění množství uložených částic;

obr. 27 je blokové schéma řízení provozu motoru;

obr. 28 je blokové schéma řízení provozu motoru;

obr. 29A a 29 B jsou znázornění map nastavení atd.;

obr. 30 je blokové schéma řízení provozu motoru.

-4CZ 298168 B6

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje případ uplatnění předloženého vynálezu u vznětového spalovacího motoru. Je 5 nutno poznamenat, že předložený vynález může být použit i u zážehového spalovacího motoru.

Na obr. 1 je znázorněno těleso 1 motoru, blok 2 válce, hlavu 3 válce, píst 4, spalovací komoru 5, elektricky ovládaný vstřikovač 6 paliva, sací ventil 7, sací kanál 8, výfukový ventil 9 a výfukový kanál 10. Sací kanál 8 je spojen s vyrovnávací komorou 12 příslušným sacím potrubím 1 h ío zatímco vyrovnávací komora 12 je spojena s kompresorem 15 výfukového turbodmychadla 14 sacím potrubím B. Uvnitř sacího potrubí 13 je uspořádán škrticí ventil 17 poháněný krokovým motorem 16. Dále je okolo sacího potrubí 13 uspořádáno chladicí zařízení 18 pro chlazení sacího vzduchu proudícího sacím potrubím ]3. V provedení znázorněném na obr. 1, chladící voda motoru se vede dovnitř do chladícího zařízení 18 a sací vzduch je chlazen chladicí vodou motoru. 15 Na druhé straně je výfukový kanál 10 spojen s výfukovou turbínou 21 výfukového turbodmychadla 14 výfukovým sběračem 19 a výfukovou trubkou 20. Výstup z výfukové turbíny 21. je spojen s filtrační skříní 23, ve které je uzavřen částicový filtr 22.

Výfukový sběrač 19 a vyrovnávací nádrž 12 jsou vzájemně spojeny výfukovým recirkulačním 20 EGR kanálem 24. Uvnitř EGR kanálu 24 je uspořádán elektricky ovládaný EGR regulační ventil

25. Chladicí zařízení 26 je uspořádáno okolo EGR kanálu 24, aby ochlazovalo EGR plyn cirkulující uvnitř EGR kanálu 24. V tomto provedení, znázorněném na obr. 1 je chladicí voda motoru vedena uvnitř chladícího zařízení 26 a EGR plyn je chlazen chladicí vodou motoru. Na druhé straně jsou vstřikovače 6 paliva spojeny s palivovou nádrží, tzv. společné vedení 27, přívodními 25 trubkami 6a paliva. Palivo se přivádí do společného vedení 27 elektricky ovládaným palivovým čerpadlem 28 s proměnlivým výkonem. Palivo přiváděné do společného vedení 27 se přivádí do vstřikovačů paliva 6 přívodními trubkami 6a paliva. Společné vedení 27 má na sobě upevněn tlakový snímač 29 paliva, pro snímání tlaku paliva ve společném vedení 27. Výtlak palivového čerpadla 28 je ovládán na základě výstupního signálu tlakového snímače 29 paliva tak, aby tlak 30 paliva ve společném vedení 27 byl cílovým tlakem paliva.

Elektrická ovládací jednotka 30 sestává z digitálního počítače opatřeného ROM - paměť určená pouze pro čtení - 32, RAM - paměť s libovolným přístupem - 33, mikroprocesor 34, vstupním portem 35 a výstupním portem 36 vzájemně spojenými přes obousměrnou sběrnici. Výstupní 35 signál snímače 29 tlaku paliva je vstup příslušným AD převodníkem 37 do vstupního portu 35.

Dále má částicový filtr 22 na sobě připevněný snímač 39 teploty pro snímání teploty částicového filtru 22. Výstupní signál tohoto teplotního snímače 39 je vstupním signálem do vstupního portu 35 vedeným přes příslušný AD převodník-37. Dále má částicový filtr 22 na sobě upevněný snímač 43 tlaku, pro snímání rozdílu mezi tlakem výfukového plynu před částicovým filtrem 22 a 40 tlakem výfukového plynu za ním, tj. poklesu tlaku v částicovém filtru 22. Výstupní signál snímače 43 tlaku je vstupní signál vedený přes příslušný AD převaděč 37 do vstupního portu 35.

Na druhé straně, je k pedálu plynu 40 připojen snímač 41 zatížení, vyvolávající výstupní napětí úměrné k velikosti stlačení L pedálu plynu 40. Výstupní napětí snímače 41 zatížení je vstup do 45 vstupního portu 35 přes odpovídající AD převodník 37. Dále s vstupním portem 35 je spojen snímač 42 úhlu kliky, který vydává výstupní impuls pokaždé když se klikový hřídel otočí např. o 30 stupňů. Na druhé straně je výstupní port 36 spojen přes příslušný hnací obvod 38 se vstřikovačem 6 paliva, krokovým motorem 16 pro pohánění škrtícího ventilu, EGR ventilem 25 a palivovým čerpadlem 28.

Obr. 2A a 2B znázorňují strukturu částicového filtru 22. Je nutno poznamenat, že obr. 2A je čelní pohled na částicový filtr 22, zatímco obr. 2B je řez bokorysem částicového filtru 22, Jak je ^-------znázorněno' naobr’2A'a 2Brčásticóvý^_firtr“22’ťvořf vóšfiňovotFkonstrúkcrrje opatřen řadou výfukových průtokových kanálů 50, 51, procházejících vzájemně rovnoběžně. Tyto výfukové 55 průtokové kanály sestávají z přívodních kanálů 5_0 výfukového plynu, které mají poproudové

-5CZ 298168 B6 konce utěsněny zátkami 52 a výstupních kanálů 51 výfukového plynu, které mají protiproudové konce utěsněny zátkami S3· Je nutno poznamenat, že šrafované části na obr. 2A znázorňují zátky 53. Proto přívodní kanály 50 výfukového plynu a výstupní kanály 51 výfukového plynu jsou uspořádány střídavě přes slabé stěny přepážek M. Jinými slovy, přívodní kanály 50 výfukového plynu a výstupní kanály 51 výfukového plynu jsou uspořádány tak, aby každý přívodní kanál 50 výfukového plynu byl obklopen čtyřmi výstupními kanály 51 výfukového plynu, a každý výstupní kanál 51 výfukového plynu byl obklopen čtyřmi přívodními kanály 50 výfukového plynu.

Částicový filtr 22 je vytvořen z porézního materiálu jako je například kordiérit. Proto výfukový plyn proudící do přívodního kanálu 50 výfukového plynu proudí ven do vedlejšího výstupního kanálu 51 výfukového plynu přes obklopující ho přepážky 54, jak je znázorněno na obr. 2B.

U prvního až pátého provedení předloženého vynálezu je vrstva nosiče, obsahující např. kysličník hlinitý, vytvořena na obvodových plochách přívodních kanálů 50 výfukového plynu a výstupních kanálů 51 výfukového plynu, tj. na dvou bočních plochách přepážek 54 a vnitrních stěnách jemných otvorů v přepážkách Na nosiči jsou neseny katalyzátory ze vzácných kovů jako je platina Pt nebo katalyzátory ze vzácných zemin jako je cer Ce. Je nutno upozornit, že částicový filtr 22 použitý u předloženého vynálezu nenese absorbent NO_X) který absorbuje NO_X při chudém poměru vzduch - palivo a uvolňuje NO_X při bohatém poměru vzduch - palivo.

Částice složené hlavně z pevného uhlíku obsažené ve výfukovém plynu se zachycují a ukládají na částicovém filtru 22. Částice uložené na částicovém filtru 22 se pak nechají zoxidovat po dobu asi od 30 sekund do asi jedné hodiny. Proto se částice trvale ukládají na částicovém filtru 22. Když se teplota na částicovém filtru 22 udržuje na teplotě, při které mohou částice oxidovat, např. při alespoň 250 °C, když množství částic posílaných do částicového filtru 22 za jednotku času není tak vysoké, částice mohou zoxidovat za nějaký čas nebo jiný. Proto v tomto případě mohou být všechny částice plynule oxidovány.

Na druhé straně, když se množství částic posílaných do částicového filtru 22 za jednotku času stane větším nebo když teplota částicového filtru 22 se sníží, množství částic nedostatečně zoxidovaných se zvýší, takže množství částic uložených na částicovém filtru 22 se zvýší. Při účinném stavu provozu, se množství částic posílaných do částicového filtru 22 za jednotku času zvýší a teplota částicového filtru 22 se někdy sníží, takže se množství částic uložených na částicovém filtru 22 postupně snižuje.

Dále bude rozsah snadné oxidace částic uložených na částicovém filtru 22, tj. oxidace částic, vysvětlen s odkazem na obr. 3A a 3B. Upozorňujeme, že na obr. 3A a 3B, A/F znamená poměr vzduch - palivo ve výfukovém plynu, proudícím do částicového filtru 22. U této aplikace, poměr mezi vzduchem a palivem přiváděným do sacího kanálu, spalovací komory 5 a výfukového kanálu před částicovým filtrem 22, bude nazván poměr vzduch - palivo výfukového plynu.

Na obr. 3A, plná čára X! znázorňuje případ, kdy teplota částicového filtru 22 je poměrně nízká, zatímco čárkovaná čára X_t znázorňuje případ, kdy je teplota částicového filtru 22 vysoká. Když se částice uloží na částicovém filtru 22, vytvoří se uvnitř hmoty uložených částic velký počet jemných otvorů nebo dutinek. Proto má poměr mezi povrchovou plochou S částic uvnitř hmoty a objemem V hmoty částic, tj. poměr povrchová plocha/objem S/V, poměrně vysokou hodnotu. Vyšší poměr povrchová plocha/objem S/V znamená, že styčná plocha mezi částicemi a kyslíkem je větší a proto je patrné, že oxidace částic je dobrá.

Na druhé straně, jestliže pokračuje stav, že se poměr vzduch - palivo A/F stává chudým po zachycení částic, částice se seskupují a rozměry částic se postupně zvětšují. Následkem toho početj emných“otvorůn'ebO'dliťměk ve'fi Wěčáštičpostupňě’šriižúje.'’ Proťose poměrpovrchová plochy/objem S/V hmoty částic postupně snižuje a proto oxidace částic postupně klesá jak je znázorněno křivkou X_t a X: na obr. 3A. Seskupování částic se stává tím větší, čím je vyšší tep

-6CZ 298168 B6 lota. Proto jak je znázorněno na obr. 3A, oxidace částic se snižuje dříve v případě vysoké teploty znázorněného křivkou X₂. Jestliže tento pokles v oxidaci částic může pokračovat, částice se stanou mimořádně tvrdé pro oxidaci a následkem toho bude pro spálení uložených částic potřeba dlouhá doba.

Avšak bylo zjištěno, že jestliže se poměr vzduch - palivo A/F učiní bohatým jak je znázorněno na obr. 3A, když oxidace tímto způsobem poklesne, oxidace částic se znovu obnoví. Důvody nejsou zcela jasné, aleje domněnka, že učinění poměru vzduch - palivo A/F bohatým je podobné aktivační činnosti při výrobě koksu. Tj. jestliže je poměr vzduch - palivo A/F obohacen, kyslík je 10 mimořádně malý, takže CO₂ nebo H₂O ve výfukovém plynu štěpí uhlíkové vazby a následkem toho se opět vytvoří velký počet jemných otvorů a dutinek. Ve skutečnosti, jestliže se měří poměr plocha povrchu/objem S/V hmoty částic, poměr plocha povrchu/objem S/VC se výrazně zvýší.

Je nutno poznamenat, že také v tomto případě se útok CO₂ nebo H₂O stává agresivnější když je 15 teplota částicového filtru 22 vysoká. Proto se oxidace částic stává vyšší, když je teplota částkového filtru 22 znázorněná čárkovanou čarou Y₂ na obr. 3 B vysoká ve srovnání s případem, kdy je teplota částicového filtru 22 znázorněná plnou čarou Yj nízká.

Když se poměr vzduch - palivo A/F stane tímto způsobem bohatým, oxidace částic se zlepší.

Proto když se plynule spalují částice při chudém poměru vzduch - palivo, je možno udržovat stav snadné oxidace částic, jestliže se občas poměr vzduch - palivo udělá bohatým.

Obr. 4 a obr. 5 znázorňují základní myšlenku· řízení provozu podle předloženého vynálezu. Je nutno poznamenat, že na obr. 4 a obr. 5 znázorňují teplotu částicového filtru 22.

V příkladu znázorněném na obr. 4, jakmile oxidace částic poklesne do přípustného limitu LL, poměr vzduch - palivo A/F se občas přepne na bohatý. Pokaždé když se poměr vzduch - palivo udělá bohatým, oxidace částic se zvýší. Potom, když množství částic uložených na částicovém filtru 22 přesáhne předem stanové množství UL, ovládání zvyšování teploty se provádí tak, aby 30 se teplota částicového filtru 22 zvýšila na alespoň 600 °C a při udržování chudého stavu poměru vzduch -palivo. Když se provádí zvyšování teploty, částice uložené na částicovém filtru 22 se zapálí a shoří.

Tj. v tomto provedení předloženého vynálezu, jsou vytvořeny přepínací prostředky poměru 35 vzduch - palivo, pro občasné přepnutí poměru vzduch - palivo A/F výfukového plynu proudícího do částicového filtru 22 z chudého na bohatý tak, aby částice uložené na částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastnosti snadné oxidovatelnosti, jakmile se částice uložené na částicovém filtru 22 změní své vlastnosti na obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, porovnávací prostředky pro zjišťování, zda množství částic uložených na částicovém filtru 40 22 přesáhne předem stanovené množství UL a prostředky pro ovládání teploty pro zvyšování teploty k částicového filtru 22 při chudém poměru vzduch - palivo ta, aby se odstranily oxidací částice uložené na částicovém filtru 22, když množství částic uložených na částicovém filtru 22 přesáhne předem stanovené množství UL.

Podotýkáme, že existuje mnoho různých způsobů pro občasné přepínání poměru vzduch - palivo z chudého na bohatý. Např. je způsob jak způsobit, zeje průměrný poměr vzduch - palivo ve spalovací komoře 5 bohatý, způsob vstřikování dalšího paliva do spalovací komory 5 po expanzním zdvihu nebo během výfukového zdvihu a způsob vstřikování dalšího paliva do výfukového kanálu před částkovým filtrem 22.

Na druhé straně jsou také různé způsoby jak způsobit, že se teplota částicového filtru 22 zvýší.

Například, existuje způsob uspořádání elektrického ohřívače na protiproudovém konci částico----vého’filtru'22'a použití'elektrického ohřívače pro ohřívání částicového' nltriTžžTcboÁýfukovélw *’ plynu proudícího do částicového filtru 22, způsob vstřikování paliva do výfukového kanálu před částicovým filtrem 22 a způsobení, aby palivo hořelo a ohřálo částicový filtr 22 a způsob zvyšování teploty výfukového plynu, aby se zvýšila teplota částicového filtru 22.

Zde bude poslední způsob, tj. způsob zvyšování teploty výfukového plynu, stručně vysvětlen s 5 odkazem na obr. 6.

Jeden způsob účinný pro zvyšování teploty výfukového plynuje způsob zpožďování časování vstřikování paliva až za horní úvrať kompresního zdvihu. Tj. normálně je hlavní palivo Q_m vstřikováno blízko horní úvratě jak je znázorněno jako (1) na obr. 6. V tomto případě, jak je 10 znázorněno jako (II) v obr. 6, jestliže je načasování vstřikování hlavního paliva Q_m zpožděno, období po spalování se stává delším a proto se teplota výfukového plynu zvyšuje. Jakmile se teplota výfukového plynu zvýší, teplota TF částicového filtru 22 se zvýší spolu s ní.

Dále, aby se teplota výfukového plynu zvýšila, jak je znázorněno jako (III) na obr. 6, je také možno vstřikovat přídavné palivo Q_v poblíž horní úvratě sacího zdvihu k hlavnímu palivu Q_m. Jestliže je takto přídavné palivo Q_v přídavně vstřikováno, palivo které se může spálit se zvýší přesným množstvím přídavného paliva Q_v, takže se teplota výfukového plynu zvýší a následně se zvýší teplota TF částicového filtru 22.

Na druhé straně, jestliže se přídavné palivo Q_v vstřikuje takto blízko horní úvratě sacího zdvihu, kompresní teplo způsobu vznik aldehydů, ketonů, peroxidů, kysličníku uhelnatého a ostatních meziproduktů během kompresního zdvihu. Tyto meziprodukty způsobí urychlení reakce hlavního paliva Q_m. Proto v tomto případě, který je znázorněn jako (III) na obr. 6, i když se velmi zpozdí časování vstřikování hlavního paliva Q_m, dosáhne se dobré spalování aniž by docházelo k selhání zapalování. Tj. protože je možno takto velmi zpozdit vstřikování hlavního paliva Q_m, teplota výfukového plynu se stává poměrně vysokou a proto teplota TF částicového filtru 22 lze rychle: zvýšit.

Dále, jak je znázorněno jako (IV) na obr. 6, je také možno vstřikovat přídavné palivo Q_p během expanzního zdvihu nebo výfukového zdvihu přídavně k hlavnímu palivu Q_rai Tj. v tomto případě se hlavní část přídavného paliva Q_p nespálí, ale vyfoukne se do výfukového kanálu ve formě nespáleného HC. Tento nespálený HC se oxiduje přebytečným kyslíkem na částicovém filtru 22. Teplo oxidační reakce vznikající v tomto okamžiku způsobí, že se teplota částicového filtru 22 zvýší.

Na obr. 4, se teplota částicového filtru 22 pro spalování uložených částic zvýší s použitím způsobu (IV) z obr. 6. Proto jak je znázorněno na obr. 4, když se teplota částicového filtru 22 zvýší jak je znázorněno na obr. 4, poměr vzduch - palivo A/F se stane jenom nepatrně nižší.

Na druhé straně, stejně tak jako v příkladu znázorněném na obr. 5, jestliže oxidace částic klesne na dovolený limit LL, poměr vzduch - palivo A/F je občas přepnut na bohatý. Pokaždé když se poměr vzduch - palivo udělá bohatým, oxidace částic se zlepší. Avšak v příkladu znázorněném na obr. 5, jestliže množství částic uložených na Částicovém filtru 22 přesáhne předem stanovené množství UL, poměr vzduch - palivo a/F se občas přepne z chudého na bohatý, aby se zvýšila 45 oxidace částic. Potom, se provádí ovládání zvyšování teploty, aby se teplota částicového filtru 22 zvýšila alespoň na 600 °C a potom se udržuje na alespoň 600 °C, přičemž se udržuje stav poměru vzduch - palivo chudý. Tímto způsobem u příkladu znázorněného na obr, 5, protože uložené částice začínají hořet ve stavu se zvýšenou oxidací uložených částic, doba pro spálení uložených částic se dále zkrátí.

Pro řízení provozuje možno použít kterýkoliv způsob znázorněný na obr. 4 a způsob znázorněný na obr. 5. V provedení popsaném dále je však vysvětlen jako příklad případ použití způsobu ^’™^Tznázornčného na 'obr75 .'Dále“pak' bu“dou prove'déní postupné popsána' ' ’ ' υζ ζν»ιο» B6

Obr. 7 a obr. 8 zobrazuje první provedení. U tohoto provedení, se pokles nebo snížení oxidace částic, uložených na částicovém filtru 22 za jednotku času vypočítá a odhadne se, zda částice uložené na částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastností obtížně oxidovatelné, ve srovnání s vlastnostmi ihned po uložení, na základě poklesu nebo snížení oxidace.

Tj. jak bylo vysvětleno s odkazem na obr. 3Aa3B, když se poměr vzduch - palivo stane chudým, čím vyšší je teplota TF částicového filtru 22, tím nižší je oxidace částic. Když je poměr vzduch - palivo bohatý, čím vyšší je teplota TF částicového filtru 22, tím vyšší je oxidace částic, Proto stručně řečeno, pokles ADEO oxidace částic za jednotku času může být vyjádřen jak je znázorněno na obr. 7. Tj. když je poměr vzduch - palivo A/F chudý, jak je znázorněno plnou čarou L, pokles ADEO oxidace částic se stává větším čím vyšší je teplota TF částicového filtru 22. Na druhé straně, když je poměr vzduch - palivo A/F bohatý jak je znázorněno plnou čarou R, pokles ADEO oxidace částic se stává negativní a absolutní hodnota poklesu ADEO, tj. zvýšení oxidace částic za jednotku času, se stává tím větší čím vyšší je teplota TF částicového filtru 22.

Proto jestliže se vypočítává pokles ADEO oxidace částic znázorněný na obr. 7 za jednotku času a souhrnně se přidávají vypočtené poklesy ADEO, je možno odhadnout pokles oxidace částic, U tohoto provedení, když tento pokles oxidace částic dosáhne dovolený limit XO, odpovídající LL z obr. 5, poměr vzduch - palivo A/F se občas udělá bohatým.

Obr. 8 znázorňuje blokové schéma pro provádění prvního provedení.

S odkazem na obr. 8, nejprve při prvním kroku 100, se pokles ADEO v oxidaci částic vypočítaný na základě obr. 7 přidá k DEO. Proto DEO vyjadřuje pokles v oxidaci částic. Dále, při kroku 101 se zjistí, zda pokles DEO oxidace částic nepřesáhla přípustný limit XO a zda teplota TF částicového filtru 22 je vyšší než teplota T_o, při které mohou částice oxidovat, např. 250 °C. Když je DEO< XO nebo TF<To, postup pokračuje ke kroku 102, kdy se provádí normální provoz. Nyní se částice spalují plynule při chudém poměru vzduch - palivo. Potom normální postup pokračuje ke kroku 105.

Na druhé straně, když se při kroku 101 zjistí, že DEO>XO a TF>T₀, postup pokračuje ke kroku 103, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas poměr vzduch - palivo A/F udělal bohatým. Následkem toho, znovu se obnoví oxidace částic. Dodáváme, že i když je DEO>XO, když je TF<T₀, bohatý proces se neprovádí. Potom se při kroku 104 DEO vynuluje. Pak postup pokračuje ke kroku 105.

Při kroku 105 se zjistí zda množství částic uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhlo předem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku nepřesáhl přípustný limit PDX odpovídající UL z obr. 5. Když je PD>PDX, postup pokračuje ke kroku 106, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas udělal poměr vzduch - palivo A/F bohatým, Následkem toho, oxidace částic se znovu obnoví. Když tento bohatý proces skončí, postup A pokračuje ke kroku 107, kdy se provádí řízení zvyšování teploty, aby se teplota TF částicového filtru 22 zvýšila na alespoň 600 °C a udržovala se na alespoň 600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, částice uložené na částicovém filtru 22 se mohou zapálit. Když je regenerace částicového filtru 22 dokončena, řízení zvyšování teploty se zastaví a provádí se opět normální provoz.

Obr, 9 až obr. 16 zobrazuje druhé provedení. U druhého provedení, se množství částic s největším oxidačním poklesem u částic uložených na částicovém filtru 22 vypočítá s použitím modelu. Když množství částic s největším oxidačním poklesem přesáhne předem stanovené množství, odhadne se, že částice uložené na částicovém filtru 22 změnilo své vlastnosti na vlastnosti s obtížnou oxidací v porovnání se stavem ihned po uložení.

Nejprve s odkazem na obr. 9, plná čára Z na obr. 9 zobrazuje vztah mezi rychlostí oxidace částic na částicovém filtru 22, tj. např. množstvím G částic odstranitelných oxidací za minutu (g/min) a

-9teplotou TF částicového filtru 22. Tj. na obr. 9 křivka Z zobrazuje rovnovážný bod, ve kterém množství částic proudících do částicového filtru 22 odpovídá množství G částic odstranitelných oxidací. V tomto okamžiku je množství dovnitř proudících částic a množství částic odstraněných oxidací stejné, takže se množství částic uložených na částicovém filtru 22 udržuje konstantní. Na 5 druhé straně, v oblasti I na obr. 9, je množství dovnitř proudících částic menší než množství částic odstranitelných oxidací, takže se množství uložených částic stává menší, zatímco v oblasti II na obr. 9, množství dovnitř proudících částic se stává větší než množství částic odstranitelných oxidací, takže se množství uložených částic zvyšuje.

Obr. 10 schematicky znázorňuje modelováním stav uložených částic, když množství dovnitř proudících částic odpovídá množství G částic odstranitelných oxidací. Na obr. 10, číslice 1 až 5 ležící na ose, zobrazují oxidaci uložených částic. Oxidace se zhoršuje od čísla 1 k číslu 5. Dále, na obr. 10, Wl, W2, W3, W4 a W5 zobrazují množství částic uložených v určitých časech s oxidací 1, 2. 3, 4 a 5. WO1, WO2, WO3, WO4 a WO5 zobrazují množství částic odstraněných oxi15 dací po určité době. WR1, WR2, WR3, WR4 a WR5 znázorňují množství zbylých částic ještě uložených v této době.

V tomto modelu se uvažuje, že částice Wl proudící do částicového filtru 22 jsou odstraněny oxidací v rozsahu přesně WO1 za určitou dobu, takže právě částice WO1 zůstanou a tyto částice 20 WRI spadnou v oxidaci z 1 do 2, potom zbývající částice W2 se odstraní oxidací na rozsah přesně WO2 za určitou dobu, takže právě částice WR2 zůstávají a tyto částice WR2 padají v oxidaci z 2 do 3. Proto jak je patrno z obr. 10, v tomto modelu, W2 odpovídá WRI, W3 odpovídá WR2, W4 odpovídá WR3 a W5 odpovídá WR4.

Dále, v tomto modelu, jsou poměry W01/W1, WO2/W2, WO3/W3, WO4/W4 a WO5/W5 mezi množstvím WO1, WO2, WO3, WO4 a WO5 částic odstranitelných oxidací za určitý čas a množstvím uložených částic Wl, W2, W3, W4 a W5 stálé. V tomto případě, čím více oxidace částic poklesne, tím se uvažuje, že budou tyto poměry menší. Proto v tomto modeluje W01/W1 60 %, WO2/W2 57 %, WO3/W3 54%, WO4/W4 52% a WO5/W5 50%. Pokračuje odstraňování zbývajících částic WR5 oxidací po předem stanovený čas. Uvažujeme-li tímto způsobem, model znázorněný na obr. 10 byl připraven.

Na druhé straně, jestliže se množství dovnitř proudících částic stane větší než množství G částic odstranitelných oxidací, jak je znázorněno na obr. 11A, poměr WO1 k Wl, poměr WO2 k W2, 35 poměr WO3 k W3, poměr WO4 k W4 a poměr WO5 k W5 se stává menší ve srovnání s případem, znázorněným na obr. 10. Následkem toho, se množství zbývajících částic WRI, WR2, WR3, WR4 a WR5 zvyšuje ve srovnání s případem znázorněným na obr. 10. Jestliže tato situace pokračuje, jak je znázorněno na obr. 11 B, množství části W5 s oxidací 5 se značně zvýší.

Tj. u tohoto modeluje možno nalézt množství W5 částic, mající horší oxidaci. Dále bude stručně popsán způsob výpočtu množství W5 částic, mající horší oxidaci.

Obr. 12Aa 12B znázorňuje případy, kdy rovnovážný bod mezi množstvím dovnitř proudících částic a množstvím částic odstranitelných oxidací jsou bod A a bod B z obr. 9. Obr. 12A a 12B 45 znázorňuje stavy částic stejným způsobem jako obr. 10, ale na obr. 12A a 12B je na ose x označen čas, Tj. na obr. 12A, na ose x je označeno 5 minut, 10 minut, 15 minut, 20 minut a 25 minut po tom, co se částice dostanou dovnitř. Na obr. 12B jsou na ose x vyznačeny 2 minuty, 4 minuty, 6 minut, 8 minut a 10 minut poté, co částice vstoupí dovnitř.

Bod B z obr. 9 je větší při množství G částic, odstranitelných oxidací, tj. množství dovnitř proudících částic ve srovnání s bodem A, takže se množství Wl částic na obr. 12B stává větší než množství Wl částic z obr. 12A. Na druhé straně, bod B z obr. 9 je vyšší pokud se týká teploty TF —ěásticovéhofiltru'22· vcsrovnání s'bodém'A, takže'oxidace'částic brzy klěšně.Ipře^s toto'”skuteč” nost, že částice se odstraní oxidací před tím než oxidace dosáhne 5 znamená, že stane, že se čás55 tice odstraní oxidací brzy jak je znázorněno na obr. 12B.

-10CZ 298168 B6

Doba At potřebná pro to, aby se 60 % částic W1 odstranilo oxidací nebo doba At potřebná pro to, aby se 57 % částic W2 odstranilo oxidací je 5 minut na obr. 12A a 2 minuty na obr. 12B. Tímto způsobem, doba At se zkracuje čím je vyšší teplota TF částicového filtru 22 jak je znázorněno na obr. 13.

U tohoto provedení, se pokaždé když projde doba At, množství WR1, WR2, WR3, WR4 a WR5 zbývajících částic vypočte. Když množství WR5 zbývajících částic přesáhne přípustný limit WRX odpovídající LL z obr. 5, poměr vzduch - palivo A/F se občas udělá bohatým.

Dále výpočet množství zbývajících částic vyžaduje, aby bylo zjištěno množství dovnitř proudících částic, tj. množství vyfukovaných částic z motoru. Toto množství vyfukovaných částic se mění v závislosti na modelu motoru, ale jestliže se určí model motoru, stává se funkcí potřebného kroutícího momentu TQ a rychlost N otáčení motoru. Obr 14A znázorňuje množství M vyfukovaných částic spalovacího motoru znázorněného na obr. 1, Křivky Ml, M2, M3, M4 a M5 znázorňuje množství vyfukovaných částic (M1<M2<M3<M4<M5). U příkladu znázorněném na obr. 14A, čím je vyšší kroutící moment TQ, tím větší je množství M vyfukovaných částic. Podotýkáme, že množství M vyfukovaných částic znázorněné na obr. 14A se ukládá předem jako funkce potřebného kroutícího momentu TQ a rychlosti N otáčení motoru v ROM 32 ve formě mapy, znázorněné na obr. 14B.

Obr. 15 a obr. 16 znázorňuje bloková schémata provádění druhého provedení.

S odkazem na obr. 15 a obr. 16, nejprve se při kroku 200 vypočte doba At ze vztahu znázorněného na obr. 13, Potom při kroku 20L se vypočte celkové množství Lmnožství M vyfukovaných částic za dobu At znázorněná na obr. 14B. Dále se při kroku 202 vypočte celkové množství EG množství G částic odstranitelných oxidací za dobu At, znázorněné na obr. 9. Pak se při kroku 203 zjistí, jestli uplynula doba At, postup pokračuje ke kroku 204.

Při kroku 254, se vypočítají množství částic odstranitelných oxidací WO1 (=LG x 0,6), WO2(=WR2 x 0,57), WO3 (=WR2 x 0,54), WO4 (=WR3 x 0,52) a WO5 (=WR4 x 0,5). Dále, při kroku 205, se zbývající množství částic WR5, WR4, WR3, WR2 a WR1 vypočítají na základě následujících vztahů:

WR5 <- WR4-WO5

WR4 4- WR3-WO3

WR3 WR2-WO3

WR2<—WO2

WR1 ΣΜ-WOl

Význam těchto vztahů by měly být zřejmé z obr. 10, takže jejich vysvětlení bude vynecháno.

Dále, při kroku 206 se zjistí, zda zbývající množství částic WR5 nepřesáhlo přípustný limit WRX a jestliže teplota TF částicového filtru 22 je vyšší než teplota T_o, při které mohou být částice oxidovány, např. 250 °C. Když WR5<WRX nebo TF^T₀, postup prochází ke kroku 207, při kterém se provádí normální provoz. V tomto okamžiku, částice se plynule spalují při chudém poměru vzduch - palivo. Dále normální proces prochází ke kroku 210.

Na druhé straně, když se zjistí při kroku 206, že WR5>WRX a TF>T₀, normální postup prochází ke kroku 208, kdy se provádí bohatý provoz, aby se občas udělal poměr vzduch - palivo bohatým, následkem toho, oxidace částic se znovu obnoví. Podotýkáme, že i když je WR5>WRX, když bohatý provoz se neprovádí. .Dále .při.kroku.209,..se.provede-spuštění.-Pak nor-----—·· mální postup prochází ke kroku 210.

- 11 CZ Z98168 B6

Při kroku 210 se zjistí, jestli množství částic uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhlo předem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímané snímačem 43 tlaku přesáhlo přípustný limit PDX odpovídající UL z obr. 5. Když je PD>PDX, normální provoz pokračuje ke kroku 211, kdy se provádí bohatý provoz, aby se občas poměr vzduch - palivo A/F 5 udělal bohatým. Následkem toho se oxidace částic znovu obnoví. Když tento bohatý provoz skončí, normální provoz prochází ke kroku 212, kdy se provádí řízení zvýšení teploty, aby se teplota TF částicového filtru 22 zvýšila na teplotu alespoň 600 °C a udržovala se na alespoň 600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, částice uložené na částicovém filtru 22 se mohou zapálit. Když je regenerace částicového filtru 22 dokončena, řízení zvyšování 10 teploty se zastaví a opět se provádí normální provoz.

Obr. 17A, 17B a 17C a obr. 18 znázorňují třetí provedení, U tohoto provedení se najedno straně odhaduje pokles tlaku na částicovém filtru 22, zatímco na druhé straně se snímá skutečný pokles tlaku na částicovém filtru 22 a rozdíl mezi odhadnutým poklesem tlaku a skutečným poklesem 15 tlaku se použije ke zjištění, jestli částice uložené na částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastnost obtížné oxidace ve srovnání s vlastnostmi ihned po uložení. Tj. když oxidace částic poklesne, částice se ukládají aniž by byly úplně zoxidované, takže pokles tlaku na částicovém filtru 22 se zvýší. Proto je možno z toho zjistit, jestli oxidace částic poklesla.

Proto bude nejprve vysvětlen způsob pro odhadování poklesu tlaku na částicovém filtru 22. V tomto provedení celkové množství LWR částic se vypočte z množství M vyfukovaných částic a množství G částic odstranitelných oxidací. Obr. 17A znázorňuje vzájemný vztah mezi celkovým množstvím EWR částic a poklesem tlaku APD ve standardním stavu. Proto jestliže se zjistí celkové množství EWR částic, zjistí se pokles tlaku APD při standardním stavu ze vzájemného 25 vztahu znázorněného na obr. 17A.

Na druhé straně, i je když celkové množství EWR částic stejné, jestliže teplota TF částicového filtru 22 a množství GE výfukového plynu se změní, pokles tlaku se mění spolu s nimi. U tohoto provedení předloženého vynálezu korekční koeficient K pro pokles tlaku APD ve standardním 30 stavu se předem uloží v ROM 32 ve formě mapy znázorněné na obr. 17B. Násobením korekčního koeficientu K poklesem tlaku APD, vypočte se pokles tlaku PDD odpovídající teplotě TF částicového filtru 22 a množství GE výfukového plynu.

Jestliže oxidace částic poklesne, jak je znázorněno na obr. 17C, skutečný pokles tlaku PD sní35 maný snímačem 43 tlaku se stane vyšší než vypočítaný pokles tlaku PDD. U třetího provedení, když rozdíl těchto tlaků poklesne (PD-PDD) přesáhne nastavení PX, poměr vzduch-palivo A/F se občas udělá bohatým.

Obr. 18 znázorňuje blokové schéma provádění třetího provedení.

S odkazem na obr. 18, nejprve se při kroku 300, množství M vyfukovaných částic vypočítá z mapy znázorněné na obr. 14B a množství G částic odstranitelných oxidací se vypočítá ze vztahu znázorněného na obr, 9. Dále při kroku 301, množství G částic odstranitelných oxidací se odečte od součtu (M+WR) množství WR částic, uložených po dobu předcházejícího provozního cyklu a 45 množství M vyfukovaných částic tak, aby se vypočítalo přesné celkové množství EWR uložených částic (=(m+WR)-G). Pak při kroku 302, XWR se udělá WR.

Dále při kroku 303 se zjistí, jestli uplynul předem stanovený čas. Když předem stanovená doba neuplynula pravidelný postup skočí na krok 306, zatímco když předem stanovená doba uplyne, 50 pravidelný postup skočí na krok 304. Při kroku 304, se pokles tlaku APD vypočítá ze vztahu znázorněného na obr. 17A založeném na množství EWR uložených částic. Odhadnutá hodnota PDD poklesu tlaku se vypočítá z tohoto poklesu tlaku APD a korekčního koeficientu K znázorně------ného~na· obr; 17BrDále při’kroku '305 še zjistí, jestli roždírťlákiT^IÍ^PDĎ) mezi skutečným poklesem tlaku PD snímaným snímačem 43 tlaku a odhadnutou hodnotou PDD poklesu tlaku je

- 12CZ 273163 B6 větší než nastavený PX a jestli teplota TF částicového filtru 22 je vyšší než teplota T_o, při které se mohou částice zoxidovat, např. 250 °C.

Když je PD-PDD^PX nebo TF^T₀, obvyklý postup prochází ke kroku 306, kdy se provádí 5 normální provoz. Nyní se částice plynule spalují při chudém poměru vzduch - palivo. Pak pokračuje obvyklý postup až ke kroku 308.

Na druhé straně, když se při kroku 305 zjistí, že je PD-PDD>PX a TF>T₀, obvyklý postup pokračuje ke kroku 307, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas udělal poměr vzduch - palivo 10 bohatým. Následkem toho, oxidace částic se znovu obnoví. Dodáváme, že i když je PDPDD>PX, když je TF^T_Oí bohatý proces se neprovádí. Pak pokračuje obvyklý postup ke kroku 308.

Při kroku 308 se zjistí, zda množství částic uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhlo předem 15 stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku nepřesáhl přípustný limit PDX, odpovídající UL z obr. 5. Když je PD>PDX, obvyklý postup pokračuje ke kroku 309, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas udělal poměr vzduch-palivo A/F bohatým. Následkem toho, se znovu obnoví oxidace částic. Když tento bohatý proces skončí, obvyklý postup pokračuje ke kroku 310, kdy se provádí řízení zvyšování teploty, aby se teplota 20 TF částicového filtru 22 zvýšila na alespoň 600 °C při chudém poměru vzduch-palivo. Následkem toho, částice uložené na částicovém filtru 22 mohou shořet. Když je regenerace částicového filtru dokončena, řízení zvyšování teploty se zastaví a provádí se opět normální provoz.

Obr. 19A, 19B a 19C a obr. 20 znázorňují čtvrté provedení. V tomto provedení, teplota TF 25 částicového filtru 22 se zvýší na asi 450 ^ŮC, aby část uložených částic oxidovala a zjistí se, jestli oxidace částic poklesla z následující velikosti poklesu tlaku. Tj. jestliže se teplota TF částicového^ filtru TF zvýší, když je oxidace částic vysoká, velké množství uložených částic zoxiduje, ale když je oxidace částic nízká, téměř žádné uložené částice nezoxidují. Proto se pokles tlaku po zvýšení teploty TF částicového filtru 22 sníží jak je znázorněno na obr. 19A, když je oxidace 30 částic vysoká, zatímco se zvýší jak je znázorněno na obr. 19A, když je oxidace částic nízká. Proto je možno zjistit, jestli oxidace částic poklesla z rozdílu mezi poklesem tlaku PD a PDD.

Výslovně řečeno, u tohoto provedení se řízení zvyšování teploty částicového filtru 22 provádí když skutečný pokles tlaku PD snímaný snímačem 43 tlaku dosáhne předem stanovenou cílovou 35 hodnotu PDT. Tato cílová hodnota PDT se předem uloží na ROM 32 jako funkce požadovaného kroutícího momentu TQ a rychlost N otáčení motoru, jak je znázorněno na obr. 19B. Potom po ukončení řízení zvyšování teploty, když se zjistí časování OK znázorněné na obr. 19A, porovnává se skutečný pokles tlaku PD a pokles tlaku PDD', když je oxidace částic vysoká. Tento pokles tlaku PDD se zjistí předem pokusně apod. Pokles tlaku PDD se předem uloží v ROM 32 40 jako funkce požadovaného kroutícího momentu a rychlost N otáčení motoru, znázorněné na obr. 19C. U tohoto provedení, jakmile tlakový rozdíl (PD-PDD) přesáhne nastavený XX., poměr vzduch - palivo se občas udělá bohatým,

Obr. 20 znázorňuje blokové schéma pro uskutečnění čtvrtého provedení.

S odkazem na obr. 20, nejprve se při kroku 400 zjistí jestli se skutečný pokles tlaku PD snímačem 43 tlaku stal cílovou hodnotou PDT znázorněnou na obr. 19B. Když PD není PDT, obvyklý postup skočí na krok 401. Při kroku 401, řízení zvyšování teploty se provádí, aby teplota TF částicového filtru 22 se občas zvýší. Když řízení zvyšování teploty skončí, obvyklý postup pokra50 čuje ke kroku 402, při kterém se zjistí jestli se dosáhlo zjištěné časování TK znázorněné na obr. 19A. Když se dosáhne zjištěné časování TK, provádí se obvyklý postup ke kroku 403, při kterém se zjistí jestli rozdíl tlaku (PD-PDD) mezi skLitccným llakem PD snímaným .snímačem. 43. tlaku a poklesem tlaku PDĎ, zjištěným z mapy znázorněné na obr. 19C, se zvětšil oproti nastavení PXX a jestli teplota TF částicového filtru 22 je vyšší než teplota To, při které mohou částice 55 oxidovat, např. 250 °C.

-13CZ 298108 B6

Když je PP-PPD^PXX nebo TF^T₀, obvyklý postup pokračuje ke kroku 404, kdy se provádí normální provoz. Nyní se částice plynule spalují při chudém poměru vzduch - palivo. Potom obvyklý postup prochází ke kroku 406. Na druhé straně, když se zjistí pří kroku 403, že PD5 PDD>PXX a TF>T₀, obvyklý postup pokračuje ke kroku 405, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas udělal poměr vzduch - palivo A/F bohatým. Vlivem toho, se oxidace částic znovu obnoví. Podotýkáme, že jestliže je PD-PDD>PXX, když je TF^T₀, bohatý proces se neprovádí. Pak pokračuje obvyklý postup pokračuje ke kroku 406.

io Při kroku 406 se zjistí, jestli množství částic uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhl předem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku přesáhl přípustný limit PDX odpovídající UL na obr. 5. Když je PD>PDX. obvyklý postup pokračuje ke kroku 407, při kterém se občas provádí bohatý proces, aby se poměr vzduch palivo A/F udělal bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Když tento bohatý 15 proces skončí, obvyklý pokračuje ke kroku 408, kdy se provádí řízení zvyšování teploty, aby se zvýšila teplota TF částicového filtru 22 na alespoň 600 °C a udržovala se alespoň na 600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, se částice uložené na částicovém filtru 22 spálí. Když je regenerace částicového filtru 22 ukončena, řízení zvyšování teploty se zastaví a provádí se znovu normální provoz.

Dále bude vysvětleno páté provedení. V určitém rozsahu je možno předpokládat, jestli částice uložené na částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení. Na příklad, při nastartování motoru, teplota TF částicového filtru 22 je nízká, takže velké množství částic uložených na částicovém filtru 22 aniž by byly 25 oxidovány. Tyto částice ihned nezoxidují i když se teplota částicovém filtru zvýší. Proto bude pokračovat ukládání velkého množství částic na částicovém filtru 22. Během této doby, pokles oxidace částic skončí. Dále, jestliže pokračuje operace velkou rychlostí, částice jsou vystaveny vysoké teplotě po dlouhou dobu při chudém poměru vzduch - palivo a proto oxidace částic poklesne. Proto v době nastartování motoru nebo když pokračuje provoz při vysoké rychlosti déle 30 než po předem stanovenou dobu, je možno předpovědět, že částice uložené na částicovém filtru změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení.

Dále, jestliže motor pokračuje v provozu déle než po určitou dobu, dá se očekávat pokles oxidace 35 částic během této doby. Proto je také možno předpokládat, že částice uložené na částicovém filtru změní své vlastnosti na těžko oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, když provozní doba motoru, celková hodnota otáček motoru nebo jízdní vzdálenost vozidla přesáhnou předem stanovené hodnoty.

Proto v tomto provedení, když se předpokládá, že částice uložené na částicovém filtru 22 změní své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, poměr vzduch - palivo A/F se občas udělá bohatým.

Obr. 21 znázorňuje blokové schéma pro uskutečnění pátého provedení.

S odkazem na obr. 21, při kroku 500 se zjistí, jestli je možno předvídat, že částice uložené na částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení a jestli je teplota TF částicového filtru 22 vyšší než teplota T_o, při které mohou částice zoxidovat, např. 250 °C. Když nelze předvídat, jestli částice uložené na částico50 vém filtru 22 změnily své vlastnosti na obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení neboje TF<T₀, obvyklý postup prochází ke kroku 501, kdy se uskutečňuje normální provoz. Nyní se Částice spalují plynule při chudém poměru vzduch -palivo. _Dále_rse_provádí.obvyklý postup ké kroku 503.

- 14CZ 298108 B6

Na druhé straně, když lze předvídat, že částice uložené na částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení a TF>T_Oí obvyklý postup 502, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas poměr vzduch - palivo udělal bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Podotýkáme, že i když lze předvídat, 5 že částice uložené na Částicovém filtru 22 změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, když je TF^T₀, bohatý proces se neprovádí. Dále se obvyklým postupem pokračuje ke kroku 503.

Při kroku 503 se zjistí, jestli množství částic, uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhlo přelo dem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku nepřesáhl přípustný limit PDX, odpovídající UL z obr. 5. Když je PD>PDX, obvyklým postupem se pokračuje ke kroku 504, kdy se uskutečňuje bohatý proces, aby se občas udělal poměr vzduch - palivo A/F bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Když tento bohatý proces skončí, obvyklým postupem se pokračuje ke kroku 505, kdy se provádí řízení 15 zvyšování teploty, aby se zvýšila teplota TF částicového filtru 22 na alespoň 600 °C a udržovala se na alespoň 600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, částice uložené na částicovém filtru 22 se mohou spálit, Když se dokončí regenerace Částicového filtru 22, řízení zvyšování teploty se zastaví a znovu se uskutečňuje normální provoz.

Dále bude stručně vysvětlen způsob spalování při nízké teplotě, vhodný pro provádění předloženého vynálezu s odkazem na obr. 22 až 24.

li spalovacího motoru znázorněného na obr. 1, když se rychlost EGR (množství EGR plyn/množství EGR plyn + množství nasávaného vzduchu) zvýší, množství vznikajícího kouře se 25 postupně zvyšuje a vrcholí. Když se rychlost EGR dále zvyšuje, tentokrát množství vznikajícího kouře se rychle snižuje. To bude vysvětleno s odkazem na obr. 22, na kterém je znázorněn vzájemný vztah mezi rychlostí EGR a kouřem, když se mění stupeň ochlazování EGR plynu. Podotýkáme, že na obr. 22 křivka A znázorňuje případ nuceného chlazení EGR plynu tak, aby se teplota EGR plynu udržovala na asi 90 °C, křivka B znázorňuje případ chlazení EGR plynu 30 malorozměrovým chladicím zařízením a křivka C znázorňuje případ bez nuceného chlazení EGR plynu.

Jak je znázorněno křivkou A na obr. 22, kdy se nucené chladí EGR plyn, množství vznikajícího kouře vrcholí, když rychlost EGR je nepatrně nižší než 50 %. V tomto případě, Když se rychlost 35 EGR zvýší nad 50 %, téměř žádný plyn již nevzniká. Na druhé straně, jak je znázorněn křivkou B na obr. 22, když se nepatrně chladí EGR plyn, množství vznikajícího kouře vrcholí, když rychlost EGR je nepatrně vyšší než 50 %. V tomto případě, když se rychlost EGR zvýší na alespoň 65 %, téměř žádný kouř již nevzniká. Dále, jak je znázorněno křivkou C na obr. 22, když není EGR plyn nucené chlazen, množství vznikajícího kouře vrcholí blízko rychlosti EGR 55 %. V tomto pří40 pádě, když se zvýší rychlost EGR na alespoň 70 %, téměř žádný kouř již nevzniká.

Důvod proč má být rychlost EGR plynu alespoň 55 %, z čehož u tohoto způsobu vyplývá, že nevzniká již žádný kouř je ten, že teplota paliva a obklopujícího ho plynu v době spalování se tolik nezvýší v důsledku endotermíckého účinku EGR plynu, tj, provádí se spalování při nízké 45 teplotě a následkem toho uhlovodík nenaroste do sazí.

Toto nízkoteplotní spalování se vyznačuje tím, zeje možno redukovat množství vzniku NO_X, zatímco se potlačí vznik kouře bez ohledu na poměr vzduch - palivo. Tj. jestliže se poměr vzduch -palivo stane bohatým, palivo je v přebytku, ale teplota spalování je potlačena na nízkou 50 teplotu, takže přebytečné palivo nenaroste do sazí a proto nevzniká kouř. Dále současně také vzniká mimořádně malé množství NO_X. Na druhé straně, když je průměrný poměr vzduch palivo chudý neboje poměr vzduch - palivo stechiometrický poměr vzduch - palivo, jestliže se ^těplĎtTšpalováňí^výší/vznikne mále množství sazu álFpři nízké teplotě spalování, teplota spalování je potlačena na nízkou teplotu, takže nevzniká vůbec žádný kouř a právě tak vzniká velmi 55 malé množství NO_X.

-15LZ 2981NÍ B6

Když se zvýší kroutící moment TQ, tj. jestliže je vstřikování paliva větší, teplota paliva a obklopujícího ji plynu bude v době spalování vyšší, takže nízkoteplotní spalování bude obtížnější. Tj. nízkoteplotní spalování je možné pouze v době provozu při středním a nízkém zatížení, 5 kdy množství tepla vznikajícího při spalování je poměrně malé. Na obr. 23 A, oblast 1 zobrazuje pracovní oblast s prvním spalováním, kdy je množství inertního plynu ve spalovací komoře 5 větší než množství inertního plynu při kterém vznik sazí vrcholí, tj. kdy se může provádět nízkoteplotní spalování, zatímco oblast II zobrazuje pracovní oblast, s pouze druhým spalováním, kdy je množství inertního plynu ve spalovací komoře 5 menší než množství inertního plynu, při io kterém vznik sazí vrcholí, tj. lze provádět obvyklé spalování.

Obr. 23 B znázorňuje cílový poměr vzduch - palivo A/F v případě nízkoteplotního spalování v provozní oblasti I. obr. 24 znázorňuje úhel otevření škrtícího ventilu Γ7, úhel otevření regulačního EGR ventilu 25, rychlost EGR, poměr vzduch - palivo, čas počátku vstřikování Θ5, čas ukon15 čení vstřikování © a vstřikované množství odpovídající požadovanému kroutícímu momentu v případě nízkoteplotního spalování v oblasti I. Podotýkáme, že obr. 24 znázorňuje také úhel otevření škrtícího ventilu 17 atd. v době běžného provozu prováděného v oblasti II.

Z obr. 23B a 24 je zřejmé, že když se provádí nízkoteplotní spalování v provozní oblasti I, rych20 lost EGR je alespoň 55 % a poměr vzduch - palivo A/F se změní z 15,5 na chudý poměr vzduch

- palivo okolo 18. Jak bylo shora vysvětleno, když se provádí nízkoteplotní spalování, téměř žádný kouř tj. částice se nevyfukují. Proto je zde výhoda, zeje možno zabránit nanesení velkého množství částic na částicovém filtru 22.

Dále, použij e-li se nízkoteplotní spalování, poměr vzduch - palivo ve spalovací komoře 5 lze provést bohatý aniž by se vytvářelo větší množství sazí, tj.velké množství částic. Proto když provozní stav motoru je druhá provozní oblast II, znázorněná na obr. 23A, když se zjistí nebo předpokládá, že poměr vzduch - palivo A/F by mohl být občas bohatý tak, aby se zvýšila oxidace částic, je výhodné, aby se poměr vzduch - palivo A/F neudělal bohatým dokud se provozní stav 30 motoru nepřesune do první provozní oblasti 1, ale poměr vzduch - palivo A/F se udělá bohatým když se provozní stav motoru přesune do první provozní oblasti I,

Obr. 25 až 30 znázorňuje různá provedení případu, kdy částicový filtr 22 nenese katalyzátor. Když částicový filtr 22 nenese katalyzátor, jak je znázorněno na obr. 25, rychlost oxidace částic, 35 tj. množství G částic odstranitelných oxidací, se rychle zvyšuje při teplotě TF částicového filtru poblíž 600 °C. Proto když je teplota TF částicového filtru 22 nižší než 600 °C, částice se ukládají na částicovém filtru 22 aniž by se odstranily oxidací. U vznětového typu spalovacího motoru je normálně teplota TF částicového filtru 22 o mnoho nižší než 600 °C. Proto jestliže se použije částicový filtr 22, který nenese katalyzátor, částice pokračují v usazování na částicovém filtru 22.

Proto, když se použije částicový filtr 22, který nenese katalyzátor, oxidace uložených částic mnohem snadněji klesne. Proto také v tomto případě se musí poměr vzduch - palivo nahodile občas udělat bohatým, aby se zvětšila oxidace uložených částic.

Obr. 26 a 27 znázorňuje šesté provedení, vhodné pro případ, kdy částicový filtr 22 nenese katalyzátor. Obr. 26 znázorňuje množství W částic uložených na částicovém filtru 22. Vztahové značky a symboly na obr. 26 znamenají totéž jako na obr. 10, Když částicový filtr 22 nenese katalyzátor, dovnitř proudící částice W1 všechny se stanou zbývajícími částicemi WR1. Tyto zbývající částice WR1 se postupně mění na špatně oxidovatelné částice WR2, WR3,WR4 a WR5 pro 50 každou s průchodem za jednotku času. Proto se množství WR5 částic se špatnou oxidovatelností postupně zvyšuje. U tohoto provedení, jakmile množství WR5 zbývajících částic přesáhne přípustný limit WRXX, poměr vzduch - palivo A/F se občas udělá bohatým, aby se^zvýšila . ---oxiďovatelňošť částic? ” ' ’ ’ * '

Obr. 27 znázorňuje blokové schéma pro uskutečnění šestého provedení.

-16CZ 298108 B6

S odkazem na obr. 27 nejprve se při kroku 600 vypočítají množství WR5, WR4, WR3, WR2 a

WR1 na základě následujících vztahů:

WR5 <- WR5 + WR4

WR4 WR3 3

WR3 4- WR2 1

WR2«— WR1

WR1 <- M io Zde je M množství vyfukovaných částic z mapy z obr. 14B.

Dále se pří kroku 601 zjistí, jestli zbývající množství částic WR5 s nejnižší oxidovatelností nepřesáhlo přípustný limit WRXX a jestli teplota TF částicového filtru 22 není vyšší než teplota T_o, při které mohou částice oxidovat, např. 250 °C. Když je WR5^nebo TF^T₀. obvyklým postupem se pokračuje ke kroku 602, kdy se provádí normální provoz. Nyní se částice plynule spalují při chudém poměru vzduch - palivo. Dále prochází obvyklý postup ke kroku 605,

Na druhé straně, když se při kroku 601 zjistí, že WR5>WRXX a TF>T₀, obvyklým postupem se prochází ke kroku 603, kdy se uskutečňuje bohatý proces, aby se občas poměr vzduch - palivo

A/F, udělal bohatým. Následkem toho, se znovu obnoví oxidace částic. Je nutno upozornit, že i když je WR5>WRXX, jakmile je TF^Tq, bohatý proces se neuskuteční. Dále, při kroku 604 se provede vznícení. Dále se obvyklým postupem prochází ke kroku 605.

Při kroku 605 se zjistí jestli množství částic uložených na Částicovém filtru 22 nepřesáhlo předem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku nepřesáhl přípustný limit PDX, odpovídající UL z obr. 5, Když je PD>PDX, prochází se obvyklým postupem ke kroku 606, kdy se uskuteční bohatý proces, aby se občas poměr vzduch -palivo A/F udělal bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Když tento bohatý proces skončí, obvyklým postupem se postupuje ke kroku 607, kdy se provádí řízení zvyšování teploty, aby se teplota TF částicového filtru 22 zvýšila na alespoň 600 °C a udržovala se na alespoň

600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, částice uložené na částicovém filtru 22 lze spálit. Když je regenerace částicového filtru 22 ukončena, řízení zvyšování teploty se zastaví a provádí se opět normální provoz.

Dále bude popsáno sedmé provedení. Když částice proudí do částicového filtru 22, tyto částice se dříve nebo později stanou zbývajícími částicemi WR5 s nejnižší oxidovatelností. Proto lze v určitém rozsahu odhadnout množství WR5 zbývajících částic s nejnižší oxidovatelností z množství částic proudících do částicového filtru 22. Proto u tohoto provedení. Jakmile celkové množství částic proudících do částicového filtru 22 přesáhne nastavené množství MX, poměr vzduch 40 palivo A/F se občas udělá bohatým.

Obr. 28 znázorňuje blokové schéma uskutečňování sedmého provedení.

S odkazem na obr, 28, nejprve se při kroku 700 množství M vyfukovaných částic vypočtené z mapy zobrazené na obr. 14B přidá k JM. Proto toto vyjadřuje celkovou hodnotu všech množství částic proudících do částicového filtru 22. Dále se při kroku 701 zjistí, zda celková hodnota £M všech množství proudících do částicového filtru 22 nepřesáhlo nastavené množství MX a jestli teplota TF částicového filtru 22 není vyšší než teplota Tq, při které mohou částice oxidovat, např, 250 °C. Když je £M<MX nebo TF^T₀, postupuje se obvyklým postupem ke kroku 702, kdy se provádí normální provoz. Nyní se částice plynule spalují pří chudém poměru __vzdych - palivo.. Dále. se. postupuje.obvyklým.postupem ke kroku·-70-5--------- ¹ — ——----------17Na druhé straně, když se při kroku 70ί zjistí, že £M>MX a TF>T₀, postupuje se obvyklým postupem ke kroku 703, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas poměr vzduch - palivo A/F udělal bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Upozorňujeme, že i když je £M>MX, když je TF<To, bohatý proces se neuskutečňuje. Dále se při kroku 704 vynuluje. 5 Dále se postupuje obvyklým postupem ke kroku 705.

Při kroku 705 se zjistí, jestli množství částic uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhlo předem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku, nepřesáhl přípustný limit PDX, odpovídající UL z obr. 5. Když je PD>PDX, postupuje se ío obvyklým postupem ke kroku 706, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas poměr vzduch palivo A/F udělal bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Když tento bohatý proces skončí, postupuje se obvyklým postupem ke kroku 707, kdy se provádí řízení zvyšování teploty, aby se teplota TF částicového filtru 22 zvýšila na alespoň 600 °C a udržuje se na alespoň 600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, se mohou částice uložené na 15 částicovém filtru 22 spálit. Když je regenerace částicového filtru 22 dokončena, řízení zvyšování teploty se zastaví a provádí se opět normální provoz.

Obr. 29 a 30 znázorňuje osmé provedení. Jak bylo shora vysvětleno, když částice proudí do částicového filtru 22, částice se stanou dříve nebo později zbývajícími částicemi WR5 s nejnižší oxi20 dovatelností. Proto je možné odhadnout množství WR5 zbývajících částic s nejnižší oxidovalelností z celkového množství částic proudících do částicového filtru 22. Jinými slovy, je možno odhadnout množství WR5 zbývajících částic s nejnižší oxidovatelností z nárůstu poklesu tlaku na částicovém filtru 22. Proto v tomto provedení, když skutečný pokles tlaku PD na částicovém filtru 22 přesáhne nastavený pokles DPTT, poměr vzduch - palivo A/F se občas udělá bohatým.

V tomto případě, když bohatý proces poměru vzduch - palivo A/F skončí poměr vzduch -palivo A/F se občas udělá opět bohatým tím, že se nastavení DPTT zvýší přesně o AD.

Původní nastavení DPTT se uloží předem do ROM 32 ve formě mapy jako funkce požadovaného kroutícího momentu TQ a rychlosti N otáčení motoru jak je znázorněno na obr. 29A. Nárůst AD 30 nastavení DPTT se také předem uloží do ROM 32 ve formě mapy, jako funkce požadovaného kroutícího momentu TQ a rychlosti N otáčení motoru, znázorněné na obr. 29B.

Obr. 30 znázorňuje blokové schéma pro provádění osmého provedení.

S odkazem na obr. 30, nejprve se při kroku 800 odhadne, jestli skutečný pokles PD tlaku snímaný snímačem 43 tlaku není větší než nastavený DPTT, vypočítaný z mapy na obr. 29A a jestli teplota TF částicového filtru není vyšší, než teplota T_o, při které mohou částice oxidovat, např.

250 °C. Když je DP^DPTT nebo TF^T₀, postupuje se obvyklým postupem ke kroku 801, kdy se provádí normální provoz. Nyní se částice plynule spalují při chudém poměru vzduch - palivo. 40 Dále se postupuje obvyklým postupem ke kroku 804.

Na druhé straně, když se zjistí při kroku 800, že DP>DPTT a TF>T₀ postupuje se obvyklým postupem ke kroku 802, kdy se provádí bohatý proces, aby se občas poměr vzduch - palivo A/F udělal bohatým. Následkem toho se znovu obnoví oxidace částic. Upozorňujeme, že i když je 45 DP>DPTT, když je TF<^T₀ bohatý proces se neprovádí. Dále se při kroku 803, přidá nárůst AD, vypočítaný z mapy znázorněné na obr. 29B, k nastavenému DPTT a součet slouží pro nové nastavení DPTT. Potom se postupuje obvyklým postupem ke kroku 804.

Při kroku 804 se zjistí, jestli množství částic, uložených na částicovém filtru 22 nepřesáhlo pře50 dem stanovené množství, tj. jestli pokles tlaku na Částicovém filtru 22 snímaný snímačem 43 tlaku nepřesáhl přípustný limit PDX odpovídající UL z obr. 5. Když je PD>PDX, postupuje se obvyklým způsobem ke kroku 805, kde se provádí bohatý proces, aby^se^Qbčas.porněrj/zduch ’ ’ 'paÍivb’A‘/F'udělal'J5ótiátym.^FNásledkeni^řtoho se znovu obnoví oxidace částic. Když tento bohatý proces skončí, postupuje se obvyklým způsobem ke kroku 806, kdy se provádí řízení zvyšování 55 teploty, aby se teplota TF na částicovém filtru 22 zvýšila alespoň na 600 °C a udržovala se na

-18CZ 298163 Βϋ alespoň 600 °C při chudém poměru vzduch - palivo. Následkem toho, částice uložené na částicovém filtru 22 se mohou spalovat. Když je ukončena regenerace částicového filtru 22, řízení zvyšování teploty se zastaví a provádí se opět normální provoz.

Jak bylo shora popsáno, podle předloženého vynálezu je možno způsobit, že se částice uložené na částicovém filtru spálí v krátkém čase.

Claims (16)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro čištění výfukového plynu spalovacího motoru, u kterého je částicový filtr (22) 15 pro zachycení a odstranění částic z výfukového plynu uspořádán ve výfukovém kanálu (20) motoru a ve kterém pokračuje spalování při chudém poměru vzduch palivo, vyznačující se t í m , že obsahuje prognostické prostředky pro hlášení, jestli částice uložené na částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, přepínací prostředky poměru vzduch - palivo pro občasné přepínání poměru vzduch 20 palivo výfukového plynu proudícího do částicového filtru (22) z chudého na bohatý pro docílení změny vlastností částic uložených na částicovém filtru (22) na snadno oxidovatelné při změně jejich vlastností na obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, posuzovací prostředky pro zjištění, zda množství částic uložených na částicovém filtru (22) nepřesáhlo předem stanovené množství, a dále prostředky pro řízení teploty ke zvýšení teploty částicového filtru 25 (22) při chudém poměru vzduch - palivo za účelem odstranění částic uložených na částicovém filtru (22) za pomocí oxidace při přesáhnutí předem stanoveného množství Částic uložených na částicovém filtru (22).
2. 2* Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 1, vyznačující se tím, že 30 přepínací prostředky poměru vzduch - palivo jsou uspořádány tak, že se neprovede přepnutí poměru vzduch -palivo z chudého na bohatý při nižší teplotě částicového filtru (22) než předem stanovené teplotě i při údaji o změně vlastnosti částic uložených na částicovém filtru (22) na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení.

   35
3. 3. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 1, vyznačující se tím, že prognostické prostředky jsou upraveny pro hlášení, že částice uložené na částicovém filtru (22) změnily vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení v době nastartování motoru nebo při pokračování vysokorychlostního provozu alespoň po předem stanovenou dobu.
4. 4. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 1, vyznačující se tím, že prognostické prostředky jsou upraveny pro hlášení, že částice uložené na částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, když provozní doba motoru, celková hodnota otáček motoru nebo vzdálenost jízdy vozidla

   45 přesáhnou předem stanovenou hodnotu.
5. 5. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 1, vyznačující se tím, že částicový filtr (22) je opatřen katalyzátorem.

   50
6. 6. Zařízení pro čištění výfukového plynu, u kterého je částicový filtr (22) pro zachycování a odstraňování částic ve výfukovém plynu uspořádán ve výfukovém kanálu (20) motoru a u kterého spalování pokračuje při chudém poměru vzduch - palivo, v y z n a č u j í c í se tí m , že -prvnísrovnávací'prostředky *piO zjišťování, ždá'Částiče^-iíložerié^na’ částicovém fiItřu (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížně oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po 55 uložení, přepínací prostředky vzduch - palivo pro občasné přepnutí poměru vzduch - palivo

   -19CZ ZVaiDB bO výfukového plynu proudícího do částicového filtru (22) z chudého na bohatý pro změnu vlastností částic uložených na částicovém filtru na vlastnosti snadno oxidovatelné při zjištění, že částice uložené na částicovém filtru (22) změnily vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, druhé srovnávací prostředky pro zjišťování, zda množství 5 částic uložených na částicovém filtru (22) přesáhlo předem stanovené množství, a prostředky pro řízení teploty, kterými se teplota částicového filtru (22) zvýší při chudém poměru vzduch palivo tak, aby se částice uložené na částicovém filtru (22) odstranily oxidací, když množství částic uložených na částicovém filtru (22) přesáhne předem stanovené množství.

   10
7. 7. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 6, vyznačující se tím, že přepínací prostředky poměru vzduch - palivo jsou uspořádány tak, že se neprovede přepnutí poměru vzduch - palivo z chudého na bohatý, při nižší teplotě částicového filtru (22) než předem stanovené teplotě i při údaji o změně vlastnosti částic uložených na částicovém filtru (22) na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení.
8. 8. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 6, vyznačující se tím, že je dále opatřeno výpočetními prostředky pro výpočet poklesu a nárůstu oxidace částic na částicovém filtru (22) za jednotku času a kde první srovnávací prostředky jsou upraveny pro zjištění, zda částice uložené na částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidova20 telné ve srovnání se stavem ihned po uložení na základě poklesu nebo nárůstu ox i dováté Inosti,
9. 9* Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 6, vyznačující se tím, že je dále opatřeno výpočetními prostředky pro výpočet množství částic s nej vyšším poklesem oxidovateInosti částic uložených na částicovém filtru (22) s použitím modelu a kde první srovnávací 25 prostředky zjišťují, zda částice uložené na částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na.

   vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, když množství částic s největším poklesem oxidovatelnosti přesáhne předem stanovené množství.
10. 10. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 6, vyznačující se tím, že je 30 dále opatřeno prostředky pro odhad poklesu tlaku v částicovém filtru (22) a snímacími prostředky pro snímání skutečného poklesu tlaku na částicovém filtru (22) a kde první srovnávací prostředky jsou upraveny pro zjištění, zda částice na částicovém filtru (22) změnily vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, z rozdílu tlaku mezi poklesem tlaku odhadnutým prostředky pro odhad poklesu tlaku a skutečným poklesem tlaku, snímaným 35 snímacími prostředky.
11. 11. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 10, v y z n a č u j í c í se tím, že prostředky pro odhad poklesu tlaku jsou uspořádány pro výpočet množství částic uložených na částicovém filtru (22) z množství částic proudících do částicového filtru (22) a z teploty na části-

    40 covém filtru (22) a jsou uspořádány pro odhad poklesu tlaku na částicovém filtru (22) na základě množství uložených částic.
12. 12. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 10, vyznačující se tím, že je dále opatřeno prostředky pro zvyšování teploty pro občasné zvýšení teploty částicového filtru

    45 (22) tak, aby se částečně oxidací odstranily částice na částicovém filtru (22) a kde jsou první srovnávací prostředky upraveny pro zjištění, zda částice uložené na částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned po uložení, z rozdílu tlaku po dokončení operace zvyšování teploty prostředky pro zvyšování teploty.

    50
13. 13. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 12, vyznačující se tím, že srovnávací prostředky jsou upraveny pro způsobení občasného zvýšení teploty částicového filtru (22) pomocí prostředků pro zvyšování teploty, když skutečný pokles tlaku snímaný snímacími -· - · prostředky dosáhne c í lovou h odnotu ul oženo u^_předem' a'žj ištízdá” část i ce uložené na Částicovém filtru (22) změnily své vlastnosti na vlastnosti obtížněji oxidovatelné ve srovnání se stavem ihned

    -20CZ zy»l&» B6 po uložení, z rozdílu tlaku mezi poklesem tlaku po dokončení operace zvyšování teploty uloženým předem a skutečným poklesem tlaku snímaným snímacími prostředky.
14. 14. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku6, vyznačující se tím, že na částicovém filtru (22) je uspořádán katalyzátor.
15. 15. Zařízení pro čištění výfukového plynu spalovacího motoru, u kterého je částicový filtr (22) pro zachycování a odstraňování částic z výfukového plynu uspořádán ve výfukovém kanálu (20) motoru a ve kterém spalování pokračuje při chudém poměru vzduch - palivo, vyznačující se tí m, že obsahuje přepínací prostředky poměru vzduch - palivo, kterými je možno občas přepnout poměr vzduch - palivo výfukového plynu proudícího do částicového filtru (22) z chudého na bohatý, srovnávací prostředky pro zjišťování, zda množství částic uložených na částicovém filtru (22) nepřesáhlo předem stanovené množství a prostředky pro řízení teploty pro způsobení zvýšení teploty částicového filtru (22) při chudém poměru vzduch - palivo tak, aby se částice uložené na částicovém filtru (22) odstranily oxidací po občasném přepnutí poměru vzduch palivo výfukového plynu proudícího do částicového filtru (22) z chudého na bohatý pro změnu vlastností částic uložených na částicovém filtru na vlastnosti snadno oxidovatelné, když množství částic uložených na částicovém filtru přesáhne předem stanovené množství.
16. 16. Zařízení pro čištění výfukového plynu podle nároku 15, vyznač uj ící se tím, že částicový filtr (22) je opatřen katalyzátorem.