JP2006522277A - 排気ガス浄化を行う自動車 - Google Patents

排気ガス浄化を行う自動車 Download PDF

Info

Publication number
JP2006522277A
JP2006522277A JP2006508001A JP2006508001A JP2006522277A JP 2006522277 A JP2006522277 A JP 2006522277A JP 2006508001 A JP2006508001 A JP 2006508001A JP 2006508001 A JP2006508001 A JP 2006508001A JP 2006522277 A JP2006522277 A JP 2006522277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
clogging
degree
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006508001A
Other languages
English (en)
Inventor
シックステン ベルグルンド，
アンデルス エリクソン，
マーカス スティーン，
ソレン ウッド，
Original Assignee
ボルボ ラストバグナー アーベー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ボルボ ラストバグナー アーベー filed Critical ボルボ ラストバグナー アーベー
Publication of JP2006522277A publication Critical patent/JP2006522277A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0237—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles for regenerating ex situ
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D2041/026—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus using an external load, e.g. by increasing generator load or by changing the gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0215—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H2061/0018—Transmission control for optimising exhaust emissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0213—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal characterised by the method for generating shift signals
    • F16H2061/0234—Adapting the ratios to special vehicle conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

本発明は、運転中に排気ガス(140)をフィルターを有する排気装置(140)に送る内燃機関(10)と、該内燃機関によって駆動できるトランスミッション(90)とを有する自動車の運転中に前記フィルターを清掃する方法、に関する。この方法は、第一の微粒子タイプに関するフィルターの詰まりの程度に依存する第一の温度範囲内の第一の温度が得られるように、前記自動車トランスミッションのギヤ比を選択するステップを含むことを特徴とする。また、この方法は、前記ステップの次に、第二の微粒子タイプに関するフィルターの詰まりのもう一つの程度に依存する第二の温度範囲内の第二の温度が得られるように、ギヤ比を選択するステップを含むことを特徴とする。第一の微粒子タイプと第二の微粒子タイプとは互いに異なる。前記選択により前記フィルターの再生が実現される。

Description

本発明は、運転中に排気ガスをフィルターを有する排気装置に送る内燃機関と、該内燃機関によって駆動できるトランスミッションとを有する自動車の運転中に前記フィルターを清掃する方法、に関する。
また、本発明は、運転中に、排気ガスを、制御手段およびフィルターを有する排気装置に送る内燃機関と、該内燃機関によって駆動できるトランスミッションとを有する自動車、にも関する。
現在、排気ガスを浄化して排出物質を少なくするために、各種のフィルターが自動車に使用されている。それらのフィルターは、CRT(連続再生トラップ)タイプのものとすることができる。CRTタイプのフィルターというのは、煤およびイオウ化合物が付着するが、燃焼清掃できるように構成されている微粒子トラップのことである。このタイプの微粒子フィルターを備えた自動車の運転時には、時間の経過につれてフィルター内に微粒子が蓄積する。微粒子は空洞および凹凸内に堆積し、フィルターが詰まる。フィルターの詰まりにより、自動車の排気逆圧が上昇して、自動車内燃機関は正常運転の場合には必要でない量のエネルギーを発生させなければならなくなり、したがって燃料消費が増大する。
本発明の一つの目的は、経済的なやり方で自動車のフィルターを清掃する方法を提供することである。
この目的は、冒頭に述べたタイプの方法により、第一の微粒子タイプに関するフィルターの詰まりの程度に依存する第一の温度範囲内の第一の温度が得られるように、自動車トランスミッションのギヤ比を選択し、次に、第二の微粒子タイプに関するフィルターのもう一つの詰まりの程度に依存する第二の温度範囲内の第二の温度が得られるように、ギヤ比を選択し、このとき、第一の微粒子タイプと第二の微粒子タイプとが互いに異なり、前記選択により前記フィルターの清掃が達成される、ようにすることによって達成される。
前記温度変化は、フィルターのより良い再生をもたらすという利点を有する。前記解決策によって与えられる一つの利点は、トランスミッションと運転時に排気ガスを排気ハウジングに送るエンジンとの間の協働作用を利用することにより、フィルターの再生が達成される、ということである。より具体的に言えば、フィルターの再生が特にそのような再生のために備えられる特別な要素の必要なしで行われる。この利点は、自動車運転時に、エンジン回転数とギヤ比とを、たとえば、エンジン回転数が変更されている間トランスミッションの出力軸の回転数を実質的に一定に保って排気ガス温度が上昇するようにすることによって得られる。この温度上昇により、必要な清掃プロセスが引起される。この解決策は非常に経済的である。自動車に特別な要素を備える必要がないからである。また、フィルターの再生を長期にわたって行うことにより、自動車燃料消費量が減少する。
本発明の方法により、フィルターを長い時間にわたって使用することができる。以前と同じレベルの応力を受けることがないからである。フィルターの寿命を増大させることができる。フィルターが所定の予定間隔で燃焼清掃(再生)されるからである。自動車における排気ガス浄化はこの方法によりより良く実行されうる。
一つの利点は、再生されるフィルターを備えた自動車はより良い燃費で運転することができるということである。排気ガス浄化装置における利点を実現するために、燃料消費量を短時間だけ増大させる必要があるが、平均燃料消費量は減少する。
もう一つの利点は、前記フィルターを清掃のために自動車から取りはずし、再取りつけする必要がない、ということである。すなわち、本発明は、自動車を以前のようにしばしば工場に持ち込む必要がないため、経済的であり、かつ時間が節約できる。
また、自動車の運転性能が高められることになる。頻繁な再生を行えば、フィルターがある詰まりの程度にある平均時間が従来よりも短くなるからである。
本発明は、トラップに付着した煤に関してCRT(連続再生トラップ)の改良された再生(煤燃焼)法を提供するものである。エンジン出力を維持しながら、自動車の動力伝達系統におけるギヤ比を頻繁に変更することにより、低回転数の場合でも、酸化触媒コンバータの最適温度を実現することができる。この最適温度は、300℃付近のある範囲内にある。最適触媒プロセスにより、酸化触媒コンバータにおいて最適量の二酸化窒素と酸素とが生成される。すなわち、フィルター内の煤が化学反応して排気装置から排出されうるということである。この方法は内燃機関とトランスミッションとの系統制御を含む。
微粒子の量と種類との両方を評価または測定することにより、本発明のシステムはトラップ再生の時期を決定することができる。このシステムは、指示または計算により、一次的に、記憶されたギヤ選択方式と最適と思われる燃料消費量とから離れて、トラップを再生することができる。また、このシステムは、最初の指示を受け取ったときよりも遅い時期にトラップを再生する方が有利であるかどうかをも考慮するように構成されている。
また、本発明は、トラップに付着したイオウに関するCRTの再生をも行う。このプロセスは、原理的には、前記のものと同じであるが、この場合の再生は、600℃付近の温度範囲で行うのがもっとも有効である。このプロセスは自動車の燃焼室への燃料噴射に関する制御可能なパラメータの変更とも組み合わせることができる。このとき、一部の燃料を、排気装置にはいったあとにはじめて燃焼させて、排気装置の温度を上昇させるようにすることができる。これは、遅れ燃料噴射によっても実現することができる。
図１は、自動車1と、本発明の一つの実施形態による前記自動車のための制御装置との模式図である。ここで、10は六気筒内燃機関たとえばディーゼルエンジンを示し、そのクランク軸20は、30で示す単円板の乾式円板クラッチに連結され、クラッチ30はクラッチハウジング40に格納されている。単円板クラッチの代わりに、二円板クラッチを使用することもできる。クランク軸20は、クラッチ本体50に回転できないように連結され、円板60は入力軸70に回転できないように連結されている。入力軸70は、全体を90で示すギヤボックスのハウジング80内に回転自在に取りつけてある。主軸と中間軸はハウジング80内に回転自在に取りつけてある。出力軸85がギヤボックス90から延び出て、自動車車輪を駆動するようになっている。
第一の管120が、内燃機関燃焼室から排気ガス浄化のために配置されている排気ガスハウジング140に排気ガスを導くために、配置されている。第二の管150が、浄化排気ガスと残留不純物とをハウジング140から引き出して自動車から排出するために配置されている。
また、内燃機関10の制御のための第一の制御ユニット48、およびトランスミッション制御のための第二の制御ユニット45も示してある。第一および第二の制御ユニットは、データバス21により互いに通信できるようになっている。以下で述べるように、各種のプロセスと方法ステップとが第一の制御ユニット48で実行されるが、本発明はそれらのみに限定されるものではないということに注意すべきである。それだけでなく、第二の制御ユニット45も、同様に使用することができ、あるいは第一および第二の制御ユニットを連携させて使用することができる。
センサーと検出器とが、まとめて検出器手段110として示してある。検出器手段110は、データバス25により、第一および第二の制御ユニットの両方と通信できるようになっている。検出器手段110は、たとえば、ハウジング140内に配置できる、排気ガスのための温度計390を含むことができる。
検出器手段110および第一の制御ユニット48と通信する評価器190が配置してある。この例の場合、評価器はデータバス24によって検出器手段110と通信するようになっている。以下で、この評価器で実行される各種プロセスと方法ステップとについて述べるが、本発明はこの評価器のみに限定されるものではないということに注意すべきである。たとえば、この評価器は、第一または第二の制御ユニット内に物理的に収容することもできる。あるいは、制御ユニットを評価器の機能を実行するように構成することもできる。この評価器は、検出器手段110から、走行データたとえば消費燃料量およびエンジン瞬間負荷を受信して、処理し、たとえば自動車排気放出物の時間変化を計算するように構成される。この評価器は、特に、フィルター320の詰まりを示す情報を生成するように構成される。一つの実施形態においては、フィルター320の詰まりが、フィルター320の詰まりの程度の値Xの形で表現される。評価器190は、前記詰まりの程度の値Xを含む状態信号を第一の制御ユニット48に送るようになっている。詰まりの程度は定性的に計算された評価値とすることができる。したがって、検出器手段110は、運転時に、フィルター320に付着した微粒子の量を定性的に計算するのに使用できるデータを格納するようになっている。詰まりの程度Xは、煤の量ばかりでなく、たとえばイオウ化合物の量をも含む。
図１の自動車は、スロットル44と手動ギヤセレクター46とを有し、該ギヤセレクターは第二の制御ユニット45と通信できるようになっている。ギヤセレクター46は、自動車の手動ギヤ切り換えのための位置と自動ギヤ切り換えのための位置とを有する。
図２は、データバス25と、検出器手段110に格納されるかまたは計算される走行データの例とを示す。検出または計算される瞬間パラメータの例としては、エンジントルク201、排気ガス温度202、エンジン出力203、自動車加速度204、排気逆圧205、および燃料消費量206がある。その他のパラメータとしては、噴射タイミング、排気ガス再循環弁位置、NOP(ニードル弁開放圧力)がある。前記パラメータにより、評価器190は、フィルター320の詰まりの程度Xを計算することができる。
図３ａは、本発明の一つの実施形態による排気装置の模式図である。第一の管120が、排気ガス微粒子を自動車燃焼室からハウジング140に導くように配置され、該ハウジング内で、排気ガスは完全にまたは部分的に浄化される。また、第二の管150が、浄化された排気ガスをハウジング140から図１の自動車1の外部に送り出すように配置されている。ハウジング140はステンレス鋼とすることができる。ハウジング140は、触媒コンバータ310を収容しており、該コンバータは本発明の一つの側面によれば酸化触媒コンバータである。触媒コンバータ310は、化学反応が起こる開路を備えることができる。通常、触媒コンバータ310においては、温度の作用下で、NOx化合物たとえば三酸化窒素(NO3)から二酸化窒素(NO2)と酸素(O2)とが生成される。
また、ハウジング140は、微粒子フィルター320を収容しており、該フィルターはCRTタイプのディーゼルトラップ(DPF、ディーゼル微粒子フィルター)とすることができる。フィルター320は、一つの実施形態においては、開路を欠いている。排気ガスは排気装置から出て行く途中にフィルターを通して押し出され、このときトラップに微粒子が付着することができる。微粒子は煤とイオウ化合物とから成りうる。触媒コンバータ310とトラップ320とはどちらもセラミックス材料から成ることができ、触媒コーティングを有することができる。
一部の煤とイオウ化合物とは、運転中にトラップ320で捕集され、その凹凸および空洞に堆積する。フィルター320内の煤およびイオウ微粒子は、ある温度条件下で酸素と化学反応することができる。そのような反応は、ハウジング140内の温度を適当な値に調節することによって、開始させることができる。この反応は再生または燃焼清掃と呼ぶことができる。この再生は酸化プロセスとすることができる。煤およびイオウ微粒子と反応できる酸素の大部分は、触媒コンバータ310内で発生させられる。煤に関するいわゆる再生の結果、二酸化炭素(CO2)が発生する。第二の管150が、再生後、発生する二酸化炭素をハウジング140から導いて図１の自動車1から排出するために配置されている。
図３ｂは、触媒コンバータ310内でNOx化合物がNO2に転化する率が排気ガス温度の関数としてどのように変化するかを示す。この図からわかるように、最大の転化率(この例では、0.7)は約300℃のときに得られる。また、転化率は温度範囲Tにおいて相対的に大であるということがわかる。この温度範囲は、150〜450℃でありうる。イオウの場合の対応する温度範囲は、350〜750℃でありうる。
図３ｃは、いくつかの一定エンジン出力に関して、自動車排気装置内の排気ガス温度T(℃)とエンジン回転数(rpm)との関係を示す。図３ｃは、一定エンジン出力の場合にエンジン回転数が減少すると、排気ガス温度が上昇する、ということを示している。また、この図は、エンジン回転数が減少した場合には、大きな一定エンジン出力のとき、高い排気ガス温度が得られる、ということを示している。
図４ａは、本発明の一つの実施形態により、自動車において低燃料消費量を達成する方法の流れ図を示す。
この方法は、自動車動力伝達装置のためのギヤ比を選択するステップs401を含む。この選択はフィルター(320)の詰まりの程度(X)に依存し、また前記ギヤ比は、触媒コンバータ310におけるNOx化合物の二酸化窒素への転化率が最大になるような自動車排気装置における温度変化が与えられるように選択される。この触媒コンバータ内で発生する酸素ガスの最適化も、同様にして行われる。排気装置内の酸素量の増大と温度上昇とにより、たとえば煤および/またはイオウ化合物に関して、フィルター320の燃焼清掃(再生)が行われる。
煤の燃焼は、煤がフィルター320から除去されることを意味する。これは、煤が酸素と反応して二酸化炭素となり、そのあと、管150を通って排気装置から運び出されることによってなされうる。
イオウ化合物は、燃焼により、フィルター320から除去される。これは、イオウ化合物が酸素と反応したあと、それによって生じる化合物が管150を通って排気装置から運び出されることによってなされうる。
図４ｂは、本発明の実施形態の一つによる方法をさらに詳しく示す流れ図である。この方法は、評価器190が検出器手段110から走行データたとえば201〜206を受信するステップs425を含む。評価器190に記憶されているモデルにより、詰まりの程度の値Xを、受信走行データをもとに計算することができる。これはステップs430でなされる。Xはたとえば微粒子量の大きさはどれだけか、どの種類の微粒子がトラップ320に付着しているか、ある種の微粒子がどれだけの量だけトラップ320に付着しているか、などの定性値とすることができる。図４ｅは、一例として、トラップの詰まりの程度を示す情報をどのような構成にすることができるかを示す。この情報はN行で少なくとも2列の表Bに記憶することができる。第一の列A1には、それぞれの微粒子化合物が記憶されている。各微粒子化合物は、列A2に配置されている対応する瞬間値m1、m2、…、mNを有する。m1、m2、…、mNは、対応する種類の微粒子がどれだけ多くフィルター320に捕集されているかを示すそれぞれの累積値である。たとえば、表Bで示される時刻に、フィルターには、量m1の煤微粒子が存在する。また、表Bで示される時刻に、量m2のイオウ化合物微粒子が存在し、以下同様である。
詰まりの程度Xおよび後述するしきい値Mは、表Bに示される情報の一部を含むことができる。
詰まりの程度Xは、計算が終わると、方法ステップs433において、評価器190からたとえば第一の制御ユニット48に送られ、該ユニットがこの情報を受信する。
ステップs435においては、第一の制御ユニット48で、詰まりの程度Xが記憶されている所定の詰まりの程度Mと比較される。Mは、フィルター320の最大の詰まりの程度を示すしきい値である。XがMよりも大きい場合、これはフィルター320を再生すべきであるという信号になり、方法ステップs437に進む。この比較において、XがMよりも小さい場合には、方法ステップs425に戻る。
方法ステップs437においては、排気装置での温度変化に関して必要な結果を得るためにどのギヤ比が最適であるかに関して、定性的最適化が行われる。この最適化は、第二の制御ユニット45に記憶された切り換え手順にしたがって実行できる。最適化は、いくつかのパラメータ、たとえば動力伝達装置(drive chain)のギヤ比および動力伝達装置における変更ギヤ比期間にもとづいて実行することができる。このようにして、どの微粒子化合物に関して再生を行うべきであるか、どれだけの時間だけ再生(燃焼清掃)を実行すべきであるか、どのような結果が望ましいか、が決定される。
方法ステップs440においては、フィルター320の再生をただちに実行すべきであるか、あるいはあとで再生するほうが良いかが決定される。再生をあとで行うのが好ましい走行状況の一例としては、自動車が山を登っていて、排気装置内の温度を上昇させるためのシフトアップが適当でない場合が考えられる。エンジンが小さすぎる回転数で作動させられることになるからである。フィルター320の再生がすぐには開始されない場合には、s425に戻る。
方法ステップs450において再生が開始されると、自動車動力伝達装置におけるギヤ比が変更されることになる。ギヤ比は一つ以上のステップで変更することができる。たとえば、ギヤ比は、第三段から第四段に切り換えて、ある時間だけ排気装置内の温度を上昇させてフィルター320を再生することができる。この時間はたとえば二分とすることができる。
方法ステップs455においては、再生の結果が評価される。これは、評価器に記憶されているモデルによって実行できる。また、煤燃焼後に大きな流れ抵抗がある場合には、詰まりを検出することができる。結果が望ましいものまたは十分に良好なものであれば、この方法の実行は停止できる。そうでない場合には、図４ｄの次の方法ステップs437に進み、煤以外の微粒子に関する最適化が実行される。
本発明の別の側面によれば、トラップ320に付着した微粒子の量が検出器(図示せず)によって検出される。この場合、あるしきい値を超えたことを示す信号が、検出器から第一の制御ユニット48に送られる。これを、図４ｃの方法ステップs460に示す。そのあと、方法ステップs437、s440、およびs450が前述のように実行される。それから、この方法の実行は停止される。
図４ｄにおいては、方法s437、s440、およびs450が前述のように実行されるが、この場合、煤以外の微粒子たとえばイオウ化合物に関して実行される。
図５は、本発明の一つの側面による装置500を示す。この装置は、不揮発メモリ520、プロセッサー510、および読み出し書き込みメモリ560を有する。メモリ520は第一のメモリ部分530を有し、ここには装置500を制御するためのコンピュータプログラムが格納されている。装置500を制御するための、メモリ部分530のコンピュータプログラムは、オペレーティングシステムとすることができる。
装置500は、たとえば一つの制御ユニットたとえば制御ユニット45または48内に組み込むことができる。データ処理ユニット510はマイクロコンピュータから成ることができる。
メモリ520は第二のメモリ部分540をも有し、ここには自動車の排気ガス浄化のためのプログラムが格納されている。代替実施形態においては、自動車の排気ガス浄化のためのプログラムは、独立の不揮発コンピュータ記憶媒体550たとえばCDディスクまたは交換可能な半導体メモリに格納される。このプログラムは実行可能な形式または圧縮された状態で格納することができる。
データ処理ユニット510は、以下で述べるようなある特定の機能を果す。以下でわかるように、データ処理ユニット510は、メモリ540に格納されているプログラムのある特定の部分、または不揮発記録媒体550に格納されているプログラムのある特定の部分を実行する。
データ処理ユニット510は、データバス514によってメモリ550と通信することができる。データ処理ユニット510は、データバス512によってメモリ520とも通信することができる。さらに、データ処理ユニット510は、データバス511によってメモリ560と通信することができる。データ処理ユニット510はデータバス515によってデータポート590と通信することもできる。
図４ａ、４ｂ、および４ｃに示す方法は、データ処理ユニット510が、メモリ540に格納されているプログラムを実行することにより、または不揮発記録媒体550に格納されているプログラムを実行することにより、データ処理ユニット510によって実行できる。
自動車とその制御システムとの模式図である。 本発明で使用する検出または計算データの例とともにコンピュータバスを示す。 自動車の排気装置の模式図である。 NOx化合物の酸化触媒コンバータにおける転化率を示すグラフである。 いくつかのエンジン出力に関して、温度とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 本発明の方法の一つの実施形態を示す流れ図である。 本発明の方法の一つの実施形態をより詳しく示す流れ図である。 本発明の方法の一つの実施形態を示す流れ図である。 本発明の方法の一つの実施形態を示す流れ図である。 フィルターの詰まりの程度を示す情報の例を示す図である。 本発明の一つの実施形態で使用される装置を示す図である。
符号の説明
1 自動車
10 六気筒内燃機関
20 クランク軸
21 データバス
24 データバス
25 データバス
30 乾式円板クラッチ
40 クラッチハウジング
44 スロットル
45 第二の制御ユニット、制御手段
46 ギヤセレクター
48 第一の制御ユニット、制御手段
50 クラッチ本体
60 円板
70 入力軸
80 ハウジング
85 出力軸
90 ギヤボックス、トランスミッション
110 検出器手段
120 第一の管
140 排気ガスハウジング、排気装置
150 第二の管
190 評価器
201 エンジントルク
202 排気ガス温度
203 エンジン出力
204 自動車加速度
205 排気逆圧
206 燃料消費量
310 触媒コンバータ
320 フィルター、トラップ
390 温度計
500 本発明による装置
510 プロセッサー
511 データバス
512 データバス
514 データバス
515 データバス
520 不揮発メモリ
530 520の第一のメモリ部分
540 520の第二のメモリ部分
550 不揮発コンピュータ記憶媒体
560 読み出し書き込みメモリ
590 データポート
X 320の詰まりの程度

Claims (16)

  1. 運転中に排気ガスをフィルターを有する排気装置(140)に送る内燃機関(10)と、該内燃機関によって駆動できるトランスミッション(90)と、を有する自動車の運転中に前記フィルターを清掃する方法であって、
    −第一の微粒子タイプに関するフィルターの詰まりの程度に依存する第一の温度範囲内の第一の温度が得られるように、前記自動車トランスミッションのギヤ比を選択し、
    −次に、第二の微粒子タイプに関するフィルターのもう一つの詰まりの程度に依存する第二の温度範囲内の第二の温度が得られるように、ギヤ比を選択し、
    このとき、第一の微粒子タイプと第二の微粒子タイプとが互いに異なり、前記選択により前記フィルターの清掃が達成される、
    ことを特徴とする方法。
  2. −排気装置(140)の触媒コンバータが、温度変化によって、排気ガス中に存在しうるNOx化合物の二酸化窒素と酸素への転化率を増大させるために使用され、
    −前記排気装置内の触媒コンバータの下流に配置されるフィルター内の酸素が、該フィルター内に捕らえられた微粒子を燃焼させるために使用され、これらの微粒子が前記フィルターから除去されて当該詰まりの程度が低下するようにされる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. −内燃機関の動作時に、該内燃機関によって発生させられる微粒子の量が、該内燃機関の動作状態に影響するパラメータに関して計算され、
    −当該フィルターの詰まりの程度が、計算された前記微粒子の量と前記フィルターのろ過特性とによって評価される、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 当該フィルターの流れ抵抗により前記フィルターの詰まりの程度が評価されることを特徴とする請求項１、２、または３に記載の方法。
  5. 自動車トランスミッションのギヤ比の選択(s435)が、フィルター(320)の詰まりの程度を示す前記情報と所定の限界値情報との比較にもとづいて有効になることを特徴とする請求項１から４の中のいずれか１つに記載の方法。
  6. 選択されたギヤ比が、清掃プロセスの開始時の自動車の詰まりの程度と清掃プロセスの終了時の必要詰まり程度とに応じて、ある時間間隔だけ維持されることを特徴とする請求項１から５の中のいずれか１つに記載の方法。
  7. 運転中に排気ガスを、フィルター(320)および制御手段(45、48)を有する排気装置(140)に送る内燃機関(10)と、該内燃機関によって駆動できるトランスミッション(90)とを有する自動車であって、
    制御手段(45、48)が、第一の微粒子タイプに関するフィルターの詰まりの程度に依存する第一の温度範囲内の第一の温度が得られるように、前記トランスミッションのギヤ比を選択するように構成され、
    制御手段(45、48)が、次に、第二の微粒子タイプに関するフィルターのもう一つの詰まりの程度に依存する第二の温度範囲内の第二の温度が得られるように、前記トランスミッションのギヤ比を選択するように構成され、
    このとき、第一の微粒子タイプと第二の微粒子タイプとが互いに異なり、前記選択により前記フィルターの清掃が達成される、
    ことを特徴とする自動車。
  8. 制御手段(45、48)が、内燃機関(10)を制御するための制御ユニット(48)とトランスミッション(90)を制御するための制御ユニット(45)とを有することを特徴とする請求項７に記載の自動車。
  9. 排気装置(140)の触媒コンバータ(310)が、
    温度変化によって、排気ガス中のすべてのNOx化合物の二酸化窒素と酸素への転化率の増大を達成し、
    前記排気装置内の触媒コンバータ(310)の下流に配置されるフィルター(320)内の酸素を、該フィルター内に捕らえられた微粒子を燃焼させるために使用し、これらの微粒子が前記フィルターから除去されて当該詰まりの程度が低下する、
    ように構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の自動車。
  10. 評価器(190)が、
    内燃機関の動作時に、該内燃機関によって発生させられる微粒子の量を、該内燃機関の動作状態に影響するパラメータに関して計算し、
    当該フィルターの詰まりの程度を、計算された前記微粒子の量と前記フィルターのろ過特性とによって評価する、
    ように構成されていることを特徴とする請求項７、８、または９に記載の自動車。
  11. センサーが、前記フィルターの流れ抵抗により前記フィルターの詰まりの程度を評価するように構成されていることを特徴とする請求項７から１０の中のいずれか１つに記載の自動車。
  12. 制御手段(45、48)が、フィルター(320)の詰まりの程度を示す前記情報と所定の限界値情報との比較にもとづいて、自動車トランスミッションのギヤ比を選択するように構成されていることを特徴とする請求項７から１１の中のいずれか１つに記載の自動車。
  13. 制御手段(45、48)が、清掃プロセスの開始時のフィルターの詰まりの程度と清掃プロセスの終了時の必要詰まり程度とに応じて、ある時間間隔だけ維持されるギヤ比を選択するように構成されていることを特徴とする請求項７から１２の中のいずれか１つに記載の自動車。
  14. 請求項１に記載の方法のステップを実行するためのプログラムコードから成るコンピュータプログラムであって、
    コンピュータで実行される、
    ことを特徴とするプログラム。
  15. 請求項１に記載の方法のステップを実行するための、コンピュータが読みとれる媒体に格納されたプログラムコードから成るコンピュータプログラム製品であって、
    前記コンピュータプログラムが前記コンピュータで実行される、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
  16. 請求項１に記載の方法のステップを実行するためのコンピュータプログラムから成る、コンピュータの内部メモリに直接格納することのできるコンピュータプログラム製品であって、
    前記コンピュータで実行される、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
JP2006508001A 2003-04-02 2004-04-02 排気ガス浄化を行う自動車 Pending JP2006522277A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0300954A SE527527C2 (sv) 2003-04-02 2003-04-02 Motordrivet fordon med avgasrening
PCT/SE2004/000514 WO2004088100A1 (en) 2003-04-02 2004-04-02 Motor vehicle with exhaust purification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006522277A true JP2006522277A (ja) 2006-09-28

Family

ID=20290897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006508001A Pending JP2006522277A (ja) 2003-04-02 2004-04-02 排気ガス浄化を行う自動車

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20070000520A1 (ja)
EP (1) EP1616084B1 (ja)
JP (1) JP2006522277A (ja)
AT (1) ATE455937T1 (ja)
BR (1) BRPI0408991A (ja)
DE (1) DE602004025221D1 (ja)
SE (1) SE527527C2 (ja)
WO (1) WO2004088100A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229821A (ja) * 2009-03-25 2010-10-14 Komatsu Ltd 油圧駆動装置および油圧駆動装置の制御方法
JP2020029800A (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0400773L (sv) * 2004-03-23 2005-01-25 Volvo Lastvagnar Ab Metod för att åstadkomma lägre emissioner vid drift av ett fordon samt motordrivet fordon
US20070079605A1 (en) * 2005-10-07 2007-04-12 Eaton Corporation Exhaust aftertreatment system with transmission control
DE102005054261A1 (de) 2005-11-11 2007-05-16 Volkswagen Ag Verfahren zur Regeneration eines Dieselpartikelfilters sowie Getriebesteuerung
US7469533B2 (en) * 2006-04-27 2008-12-30 Ford Global Technologies, Llc Brake torque load generation process for diesel particulate filter regeneration and SOx removal from lean NOx trap
ES2500148T3 (es) * 2006-09-15 2014-09-30 Volvo Lastvagnar Ab Limitación de la función de transmisión durante el modo de regeneración para un filtro de partículas diésel
WO2008079283A2 (en) * 2006-12-21 2008-07-03 Cummins Inc. Soot filter regeneration software, methods and systems
US8157897B2 (en) * 2007-06-29 2012-04-17 Caterpillar Inc. Filter purge system utilizing impact wave generating device and vacuum source
US8142552B2 (en) * 2007-06-29 2012-03-27 Caterpillar Inc. Filter purge system utilizing a reactive propellant
US7966812B2 (en) * 2007-08-29 2011-06-28 Ford Global Technologies, Llc Multi-stage regeneration of particulate filter
JP2010121478A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Nippon Soken Inc 内燃機関の排気浄化制御装置及び排気浄化システム
EP2903873A4 (en) * 2012-10-02 2017-12-06 Scania CV AB Regulation of concentration/fraction of substances in an exhaust stream
CN106733173A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 山东中车风电有限公司 一种适用于风电齿轮箱内部铁屑的去除方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02115911U (ja) * 1989-03-06 1990-09-17
JPH07189656A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JPH07332067A (ja) * 1994-06-01 1995-12-19 Toyota Motor Corp パティキュレートフィルタの再生時期判断装置
JPH1073018A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Denso Corp 内燃機関の排ガス浄化用触媒の温度制御装置
JP2000230418A (ja) * 1998-12-11 2000-08-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒昇温装置
JP2002188432A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP2002266678A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Isuzu Motors Ltd エンジン制御方法と排気ガス浄化システムの再生制御方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2538449A1 (fr) * 1982-12-28 1984-06-29 Peugeot Dispositif de regeneration d'un filtre a particules place sur l'echappement d'un moteur a allumage par compression
FR2698346B1 (fr) * 1992-11-25 1995-01-27 Rhone Poulenc Chimie Agrégat de cristallites d'oxyde cérique, procédé d'obtention et son utilisation pour réduire les résidus de combustion.
US5891409A (en) * 1996-08-19 1999-04-06 The Regents Of The University Of California Pre-converted nitric oxide gas in catalytic reduction system
FR2820462B1 (fr) * 2001-02-06 2004-02-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
DE10150170A1 (de) * 2001-03-16 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Steuerungselement zur gleichzeitigen Steuerung von Gasströmen
JP3624892B2 (ja) * 2001-03-29 2005-03-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6901751B2 (en) * 2002-02-01 2005-06-07 Cummins, Inc. System for controlling particulate filter temperature

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02115911U (ja) * 1989-03-06 1990-09-17
JPH07189656A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JPH07332067A (ja) * 1994-06-01 1995-12-19 Toyota Motor Corp パティキュレートフィルタの再生時期判断装置
JPH1073018A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Denso Corp 内燃機関の排ガス浄化用触媒の温度制御装置
JP2000230418A (ja) * 1998-12-11 2000-08-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒昇温装置
JP2002188432A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP2002266678A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Isuzu Motors Ltd エンジン制御方法と排気ガス浄化システムの再生制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229821A (ja) * 2009-03-25 2010-10-14 Komatsu Ltd 油圧駆動装置および油圧駆動装置の制御方法
JP2020029800A (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP7063190B2 (ja) 2018-08-21 2022-05-09 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1616084B1 (en) 2010-01-20
BRPI0408991A (pt) 2006-03-28
US20070000520A1 (en) 2007-01-04
SE0300954L (sv) 2004-10-03
DE602004025221D1 (de) 2010-03-11
SE527527C2 (sv) 2006-04-04
ATE455937T1 (de) 2010-02-15
SE0300954D0 (sv) 2003-04-02
WO2004088100A1 (en) 2004-10-14
EP1616084A1 (en) 2006-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006522277A (ja) 排気ガス浄化を行う自動車
JP2010503792A (ja) ディーゼル微粒子フィルタの再生モード中の変速機能制限
US6865885B2 (en) Exhaust gas purifying method and apparatus for internal combustion engine
CN101466925B (zh) 用于废气净化装置再生的方法和系统
KR20020068072A (ko) 배기 가스 후처리 시스템의 제어 방법 및 장치
KR20060126639A (ko) 촉진화된 디젤 입자 필터의 매연 연소 제어 방법
CN101548079A (zh) 用于测试内燃机废气中粒子过滤器的再生完全性的方法
JP4399355B2 (ja) 詰まっている微粒子フィルタを再生するための方法
CN103703234A (zh) 操作柴油机以避免在柴油颗粒过滤器再生期间形成白烟的方法
JP2008544149A (ja) 粒子捕集器を作動させる方法と装置
JP4506060B2 (ja) パティキュレートフィルタの再生制御装置
JP5154796B2 (ja) 排ガスクリーニングを伴うエンジン駆動車
JP6353797B2 (ja) エンジン、及び当該エンジンを備えた作業車両
JP4254664B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2008057333A (ja) ディーゼルエンジンのフィルタ再生制御装置
JP4750062B2 (ja) ディーゼルエンジン制御方法
JP5163553B2 (ja) ディーゼル機関の制御装置
JP2008533381A (ja) ディーゼルエンジンのコントロール方法
JP2018048603A (ja) 選択還元型触媒の再生方法
JP4070687B2 (ja) 排気浄化装置
KR100570049B1 (ko) 디젤 엔진의 디젤 입자상 물질 제거 시스템의 제어 방법
JP5739605B2 (ja) エンジンの排気浄化システム
JP4293891B2 (ja) 排気浄化装置
JP4235509B2 (ja) 排気浄化装置
JP2002250218A (ja) 連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置及びその再生制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090804

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20091104

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20091111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100706