JP2010510440A - 微粒子除去フィルタを再生するために排気管に噴射する燃料の量を決定する方法 - Google Patents

Abstract

微粒子除去フィルタ（ＦＡＰ）（１２）、酸化触媒（ＤＯＣ）（１３）、及びＦＡＰを再生するための少なくとも一つの排気インジェクタ（１４）を備える車両の排気管（１１）に噴射される再生燃料の量を決定する方法であって、本方法は、排気インジェクタによって排気管に噴射される再生燃料の設定量を決定するステップ、前記指標に基づいて、ＤＯＣの測定発熱パラメータを導出するステップ、モデル化によって、ＤＯＣのモデル化発熱パラメータを導出するステップ、測定発熱パラメータから生成されるデータと、モデル化発熱パラメータから生成されるデータとを比較するステップ、並びに比較に基づいて設定ポイントを補正するステップを含むことを特徴とする。

Description

本発明は排気ガス処理に関し、特に微粒子除去フィルタを再生するために前記フィルタを備えた排気管に噴射する燃料の量を決定する方法及びシステムに関する。

公知のように、ディーゼル車両のような微粒子を撒き散らす車両は、エンジンの下流に微粒子除去フィルタ（ＰＦ）を備えた排気管を備える。
ＰＦは普通、２つの段階で交互に動作する。

捕集段階と呼ばれる第１段階では、微粒子除去フィルタは、エンジンが排出する汚染物質を、これらの汚染物質が大気中に放出される前に捕集する。これらの汚染物質は、煤粒子とも呼ばれる、ＰＦに継続的に蓄積される微粒子を含む。このような微粒子の蓄積によって、排気管内で圧力低下が大きくなり、よってエンジン排気口で背圧が高まり、エンジン性能が低下する。
再生段階又は処理段階と呼ばれる第２段階では、ＰＦに捕集された微粒子を燃焼させて除去する。フィルタでの微粒子の燃焼は、ＰＦの内部温度を上昇させることにより開始され、維持される。

この目的のために、排気ガスに含まれる酸素によって酸化されるときに熱を発生させることを目的に、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような還元剤が排気管に導入される。このような酸化は、ＰＦ自体で行なわれ、排気管がＰＦを備える場合には、ＰＦの上流に配置される酸化触媒（ＣＡＴ）でも行われる。
還元剤は排気管に、この目的専用の燃料噴射によって導入される。ＰＦの再生を促進するために用いられるこの燃料を以後、「再生燃料」と呼び、エンジンシリンダに噴射される燃料から区別することにより、種々のエンジンサイクルを実施する。再生燃料は以下の一方又は両方により噴射される。
−後期噴射。この噴射は、エンジンシリンダに取り付けられたインジェクタによって行なわれる。以後シリンダインジェクタと呼ぶこれらのインジェクタは、膨張行程の間の上死点（ＴＤＣ）後に燃料をエンジンの燃焼室に噴射する。この再生燃料は燃焼室内では燃焼しないが、排気管の触媒部分で燃焼する。
−排気管への直接燃料噴射。排気噴射と呼ばれるこの噴射は、排気管内に配置される排気インジェクタによって行なわれる。

再生はエンジン制御コンピュータによって制御され、エンジン制御コンピュータは、微粒子除去フィルタの煤捕集量を含む種々のパラメータに従って、再生時点と、再生期間と、この段階中の噴射パラメータとを決定する。
再生の効率を高めるために、煤酸化のために好ましいフィルタ内部の温度を設定し、且つエンジンの運転ポイントに関係なく当該温度設定を行うことが必要である。この温度は通常、約５７０〜６５０℃であり、排気の通常温度よりも高い。

従って、ＰＦ内部の熱を正確に制御して、前記フィルタの最適な再生を実現する必要がある。
現在、ＰＦ内の熱は、噴射される一定量の再生燃料を後期噴射と排気噴射とに分配することによりＣＡＴの流出口における設定温度を実現することからなる制御運転によって制御される。

噴射される再生燃料の量は以下の項目のいずれかによって決定される。
−静的な制御運転、すなわちオープンループ制御運転。噴射される再生燃料の設定流量は、エンジン速度／トルク動作点マップに基づいて決定される。
−フィードバック制御、すなわち閉ループ制御。ＰＩＤ（比例−積分−微分）補償器が、ＰＦの流入口における熱とＰＦの温度設定ポイントとの偏差に応じて補償を行なう。
従って、公知のように、噴射される再生燃料の量のドリフト及び／又はばらつきを考慮に入れる試みが為される。有意な大きさとなり得るこのようなドリフト及び／又はばらつきは、基本的に、インジェクタの経年変化に伴う精度の低下に起因する。

既知のシステムによって決定される再生燃料の量はほとんどの場合、ＰＦの熱にあまり適合しない。その結果、
−ＰＦの実際の温度が理想温度よりも低い場合、再生効率の低下、及びエンジン性能の低下のいずれかが生じるか、又は
−ＰＦの温度が逆に高すぎる場合、ＰＦが損傷する危険が生じる。

この目的のために、本発明による主題は、微粒子除去フィルタ（ＰＦ）と、酸化触媒（ＣＡＴ）と、ＰＦを再生するための少なくとも一つの排気インジェクタとを備える車両の排気管内に噴射される再生燃料の量を決定する方法であって、
−排気インジェクタによって排気管に噴射される再生燃料の量の設定値を決定すること、
−ＣＡＴの測定発熱量を測定に基づいて導出すること、
−ＣＡＴのモデル化発熱量をモデルに基づいて導出すること、
−測定発熱量から推定されるデータと、モデル化発熱量から推定されるデータとの比較を行なうこと、及び
−比較に基づいて設定値を補正すること
を特徴とする。
ここで、ＣＡＴの発熱量が、ＣＡＴが酸化反応によって放出する熱の量に対応することを思い起こされたい。従って、発熱量はエネルギーの量に対応し、具体的には、ＣＡＴの流入口及び流出口における温度に依存する。

本発明による方法は、公知の方法におけるようにＰＦの流入口における熱と温度設定ポイントとの差に依存することはない。
本発明では、排気インジェクタの設定流量を、ＣＡＴの測定発熱量及びモデル化発熱量に基づいて補正することができる。噴射される還元剤の量を再調整するこのような方式によって、インジェクタ又はセンサのドリフト及び／又はばらつきの全てを取り除くと同時に、既存システムと比較してシステムの動的性能を向上させることが可能である。

本発明による方法は更に、以下の特徴のうちの少なくとも一つを適宜有することができる。
−測定発熱量は以下の数式：
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）＝Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}＋ｍ_ＣＡＴＣｐ_ＣＡＴ［Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）−Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）］＋Ｗ_ｌｏｓｓ−Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}
を適用することにより導出され、上式中の種々の項は以下の量を表わす。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）：ＣＡＴの測定発熱量
Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流出口での排気ガスの温度
Ｑ_ｇａｓ（ｔ）：時刻ｔにおける排気ガスの流量
Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}：ＣＡＴの流出口での排気ガスの熱容量
ｍ_ＣＡＴ：ＣＡＴの質量
Ｃｐ_ＣＡＴ：ＣＡＴの熱容量
Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの温度
Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）：時刻（ｔ−１）におけるＣＡＴの温度
Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流入口での排気ガスの温度
Ｑ_ｇａｓ（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流入口での排気ガスの流量
Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}：ＣＡＴの流入口での排気ガスの熱容量
−モデル化発熱量は以下の数式：
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）＝Ｑ_{ｅｘｈａｕｓｔ ｉｎｊ}（ｔ）ＮＣＶ_ｒｅｄ
を適用することにより導出され、上式中の種々の項は以下の量を表わす。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）：排気噴射によって生じるＣＡＴ発熱量のモデル
Ｑ_{ｅｘｈａｕｓｔ ｉｎｊ}（ｔ）：排気インジェクタにより噴射される再生燃料の流量
ＮＣＶ_ｒｅｄ：再生燃料に含まれる還元剤の平均正味発熱量
−比較は以下の数式：

を適用することにより行なわれる。
−設定値は乗算利得Ｃｏｅｆで補正され、この利得Ｃｏｅｆは以下の数式：
Ｃｏｅｆ_ｎ＝（１−ｗ）Ｃｏｅｆ_ｎ−１＋ｗａ_ｎ
を適用することにより決定され、上式中の種々の項は以下の量を表わす。
ｗ：前ステップで行なわれる比較の重みに応じた重み係数
Ｃｏｅｆ_ｎ：ステップｎで計算される誤差係数
Ｃｏｅｆ_ｎ−１：ステップｎ−１で計算される誤差係数
−設定値は、エンジン速度／トルク動作点マップに基づいて決定される。
−上流温度センサは、ＣＡＴの流入口の上流に配置され、ＣＡＴの流入口における排気ガスの温度に対応する温度信号は、モデル、及び上流センサが出力するデータに基づいて再調整される。
−後期噴射設定値を決定し、エンジンのシリンダに設置される一つ以上のシリンダインジェクタから排気管に噴射される再生燃料の量を決定し；ＣＡＴの測定発熱量を測定に基づいて導出し；エンジンのシリンダに設置されるインジェクタから噴射される再生燃料によって生じる発熱量を表わすＣＡＴのモデル化後期噴射発熱量を導出し；測定発熱量から推定されるデータと、モデル化後期噴射発熱量から推定されるデータとの比較を行ない；比較に基づいて後期噴射設定値を補正する。
−モデル化後期噴射発熱量は以下の数式：
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）＝Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＨＣ}（ｔ）ＮＣＶ_ＨＣ＋Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＣＯ}（ｔ）ＮＣＶ_ＣＯ
を適用することにより導出され、上式中の種々の項は以下の量を表わす。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）：後期噴射によって生じるＣＡＴ発熱量のモデル
Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＨＣ}（ｔ）：シリンダに設置されるインジェクタにより後期噴射中に噴射されるＨＣ還元剤の流量
Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＣＯ}（ｔ）：シリンダに設置されるインジェクタにより後期噴射中に噴射されるＣＯ還元剤の流量
ＮＣＶ_ＨＣ：再生燃料に含まれるＨＣ還元剤の平均正味発熱量
ＮＣＶ_ＣＯ：再生燃料に含まれるＣＯ還元剤の平均正味発熱量

本発明の別の主題は、内燃機関が排出する排気ガスの処理システムであり、本システムは、微粒子除去フィルタ（ＰＦ）と、酸化触媒（ＣＡＴ）と、少なくとも一つの排気インジェクタと、制御ユニットとを備える排気管を備え、上の特徴のうちのいずれか一つに従った方法を実行するように設計されることを特徴とする。
本発明の他の特徴、目的、及び利点は、非制限的な例として提示される添付図面を参照する後述の説明により明らかになる。

本発明による排気ガス処理システムを搭載した内燃機関の概要図である。

この図に示すのは、排気管が本発明の一実施形態による排気ガス処理システム１０に接続されている内燃機関２０である。
排気ガス処理システム１０は排気管１１を備え、排気管１１は、排気インジェクタ１４、酸化触媒（ＣＡＴ）１３、及び微粒子除去フィルタ（ＰＦ）１２を含み、これらの要素は上流から下流に排気管１１に沿って配置されている。

上流方向及び下流方向は、排気管１１に沿った排気ガス流動方向によって定義される。
本出願では、「排気ガス」という表現は、排気管１１を流れるガスの全てを指す。これらのガスには、エンジン２０から到来する空気／燃料混合物、及び後期噴射及び／又は排気噴射によって噴射される再生燃料が含まれる。

ＰＦ１２は触媒相ＰＦタイプであり、すなわちＰＦ１２は、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を促すための触媒材料を含む。
更に、システム１０は、温度Ｔ_{ｉｎｌｅｔ、ＣＡＴ}及びＴ_{ｏｕｔｌｅｔ、ＣＡＴ}を測定する温度センサ１５、１６を含み、これらのセンサは、それぞれＣＡＴ１３の流入口及び流出口に配置され、ＣＡＴの流入口及び流出口のそれぞれにおける排気ガス温度の測定を可能にする。

システム１０はまた、好ましくはエンジン２０の上流に配置される流量計１７を含む。この流量計１７を使用して、エンジン２０のシリンダに吸入される新鮮な空気の流量を測定する。
システム１０は更にエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１８を含み、エンジン制御ユニット１８には、排気管１１に噴射される再生燃料の量を決定する方式が組み込まれる。

本発明による方法の一般的原理をまず説明し、次に一実施形態を詳細に提示し、最後にこの実施形態の変形例を提示する。
後述では、特に断らない限り、本発明に対する理解を更に容易にするために、再生燃料噴射が排気インジェクタ１４を介してのみ行なわれると仮定する。

ＣＡＴ１３では、排気ガス還元剤（ＨＣ／ＣＯ）の酸化反応によってエネルギーが放出される。このエネルギーによって発熱が生じる。
この発熱量は、以下のように導出される。
・一の方法では、ＣＡＴ１３の流入口及び流出口における排気ガス状態を測定することにより導出される。この方法によって測定された発熱量は、ＣＡＴ１３の実際の入力条件を反映するので、実際に噴射される再生燃料の量の関数である。
・別の方法では、ＣＡＴ１３の熱モデルにより導出される。モデル化された発熱量は、ＣＡＴ１３の公称入力条件を反映するので、再生燃料噴射設定ポイントの関数である。

つまり、測定発熱量とモデル化発熱量との差は、入射エネルギーの差、又は潜在エネルギーの差に起因すると考えることができる。
従って、ＣＡＴ１３のモデルが理想的であると仮定すると、ＣＡＴの上流で噴射される再生燃料の量のドリフト及び／又はばらつきをモニタリングすることができる。

上に示したように、現行システムは、ＰＩＤ補償器によって再生燃料噴射設定ポイントを制御し、ＰＩＤ補償器は、ＰＦの流入口での熱と設定温度との差を計算する。
ここで、本出願人は、ＣＡＴの熱慣性が非常に大きいことを確認した。これは、ＣＡＴの温度、及びＣＡＴ中の排気ガスの温度が、再生燃料の噴射後に所定の時間が経過した後にしか上昇しないことを意味する。従って、ＣＡＴの下流に位置するＰＦの温度自体が、ＣＡＴの熱慣性の影響を受ける。

従って、現行システムの応答時間は、ＣＡＴの熱慣性に密接に関連する。
従って、本出願人は、再生の第２部分においてのみ、すなわち再生燃料がＣＡＴ中で実際に酸化され、排気ガス温度が実際に上昇したときにのみ、現行システムはＰＦの流入口における熱に影響を与える要素のドリフト及び／又はばらつきを補正できることに注目した。

現行システムは従って、例えばＣＡＴ中のガス温度を上昇させない再生燃料噴射設定ポイントずれを考慮することができない。この再生燃料が次いでＰＦ内で酸化される結果、ＰＦの温度の上昇が制御できなくなる。
従って、現行システムでは噴射設定ポイントのずれが生じる場合があり、これにより、上に示したように、エンジンの性能が低下したり、エンジンの寿命が短くなったりする可能性がある。

本発明では、再生燃料噴射設定ポイントの決定は、エンジン速度／トルク動作点マップに基づいているので、この決定によりオープンループ制御が行なわれる。このオープンループは、学習システムとも呼ばれる適応制御に関連付けられており、設定ポイントの補正が可能である。この適応制御は、ＣＡＴ１３の測定発熱量と推定発熱量の比較に基づいて行なわれる。
このように、本発明によって、車両の寿命期間中のインジェクタのドリフトの影響を学習し、当該ドリフトの影響を、設定ポイントを変更することによりリアルタイムで補正することが可能になる。この再調整方式によって、ドリフト及び／又はばらつきが取り除かれると同時に、システムの応答時間にもはや影響されることがなくなる。

従って、噴射される再生燃料の量の制御が向上し、従ってＰＦ１２は、公称条件に近い熱条件下に維持される。その結果、再生ステップが最適化されるとともに、エンジン２０の寿命及び性能が向上する。

次に、本発明による方法の一実施形態について詳細に説明する。
この実施形態は複数のステップを含む：
１）測定発熱量の導出
測定される発熱量は、実際に噴射された再生燃料の量に依存する。
この測定発熱量は、ＣＡＴ１３の上流及び下流の排気ガス温度と、排気ガス流量と、熱損失と、ＣＡＴ１３の、再調整されるように設計されている内部エネルギー変化とに基づいて計算される。従って、このエネルギー変化は実際の変化ではないが、モデルが再調整されるにつれて徐々に適正な値に収束する。

測定発熱量の計算は、ＣＡＴ１３中の電力保存則に基づいて、時間ｄｔに亘って行なわれる。簡略化のために、後述では、ｄｔ＝１とする。従って、測定発熱量は、時刻ｔにおいて、次の数式を適用することにより導出される。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）＝Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}＋ｍ_ＣＡＴＣｐ_ＣＡＴ［Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）−Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）］＋Ｗ_ｌｏｓｓ−Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}
上式中には以下の項が含まれている。
−ＣＡＴの流入口における熱エネルギー：
Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}＋Ｑ_ｅｘｏ（ｔ）
−ＣＡＴの流出口における熱エネルギー：
Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}
−ＣＡＴ中のエネルギー変化：
ｍ_ＣＡＴＣｐ_ＣＡＴ［Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）−Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）］
−ＣＡＴの壁における熱損失：
Ｗ_ｌｏｓｓ

この数式の種々の項は以下の量に対応する。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）：ＣＡＴの測定発熱量
Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流出口での排気ガスの温度
Ｑ_ｇａｓ（ｔ）：時刻ｔにおける排気ガスの流量
Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}：ＣＡＴの流出口での排気ガスの熱容量
ｍ_ＣＡＴ：ＣＡＴの質量
Ｃｐ_ＣＡＴ：ＣＡＴの熱容量
Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの温度
Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）：時刻（ｔ−１）におけるＣＡＴの温度
Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流入口での排気ガスの温度
Ｑ_ｇａｓ（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流入口での排気ガスの流量
Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}：ＣＡＴの流入口での排気ガスの熱容量
項Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}、Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}、及びＱ_ｇａｓは、ＣＡＴの流入口に配置されて温度Ｔ_{ｉｎｌｅｔ、ＣＡＴ}を測定する温度センサ１５からの情報と、ＣＡＴの流出口に配置されて温度Ｔ_{ｏｕｔｌｅｔ、ＣＡＴ}を測定する温度センサ１６からの情報と、流量計１７からの情報にそれぞれ基づいて求められる。項Ｔ_ＣＡＴは熱モデルに基づいて求められる。

２．モデル化発熱量の導出
モデル化された発熱量は、
・ＣＡＴ１３内で生じる発熱量を、エンジン速度／トルク動作点の関数として表わすマップによって、又は
・排気インジェクタに適用される再生燃料噴射設定ポイントの関数としてマッピングされる還元剤の噴射量に基づく計算によって
導出することができる。
このとき、還元剤のこの推定量に、再生燃料に含まれる還元剤の正味発熱量を乗算する。

つまり、モデル化発熱量は、以下の数式を適用することにより導出される。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）＝Ｑ_{ｅｘｈａｕｓｔ ｉｎｊ}（ｔ）ＮＣＶ_ｒｅｄ
上式中、種々の項は以下の量に対応する。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）：排気ガス噴射により生じるＣＡＴ発熱量のモデル
Ｑ_{ｅｘｈａｕｓｔ ｉｎｊ}（ｔ）：排気インジェクタにより噴射される再生燃料の流量
ＮＣＶ_ｒｅｄ：再生燃料に含まれる還元剤の平均正味発熱量
後期噴射は、ＣＡＴ１３の発熱量の発生又は排気インジェクタ１４のドリフトの学習の邪魔になることがほとんどないように較正される。

３）測定発熱量とモデル化発熱量との比較
このステップの目的は、酸化反応により生成される測定エネルギーとモデル化エネルギーとを比較することにある。
システムの慣性に起因する誤差を取り除くために、測定発熱量を導出することにより得られる総合電力と、モデル化発熱量を導出することにより得られる総合電力とを較正可能期間に亘って比較する。従って、測定発熱量から推定されるデータが、モデル化発熱量から推定されるデータと比較される。

つまり、適応的制御の性能は、インジェクタのドリフト速度と、このドリフトの学習速度とのバランスによって変わる。
この実施形態では、排気インジェクタ１４の動作段階中にのみ学習が行なわれることに留意する必要がある。従って、積分も、これら同じ段階中にのみ行なわれる。

比較は、以下の式で表わされる比ａを計算することにより行なわれる。

上式中、Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）及びＱ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）は、排気噴射によって発生する、ＣＡＴの測定発熱量、及びＣＡＴのモデル化発熱量にそれぞれ対応する。

４）再調整の適用
エネルギーの差によって、インジェクタのドリフト又はセンサのドリフトに起因する誤差を導出することができる。
従って、この差を考慮することにより、排気インジェクタ１４に適用される再生燃料設定ポイントを再生中に補正する。再生燃料のオープンループ設定量は、上に定義された信号ａに対する低周波数フィルタとして定義される乗算利得（Ｃｏｅｆ）によって補正される。

利得Ｃｏｅｆは、以下の数式を適用することにより導出される。
Ｃｏｅｆ_ｎ＝（１−ｗ）Ｃｏｅｆ_ｎ−１＋ｗα_ｎ
この数式の種々の項は以下の量に対応する。
ｗ：前のステップで行なわれる比較の重みに応じた重み係数
Ｃｏｅｆ_ｎ：ステップｎで計算される誤差係数
Ｃｏｅｆ_ｎ−１：ステップｎ−１で計算される誤差係数
よって、本発明は、全てのドリフト及び／又はばらつきを取り除くとともに、システムの応答時間によって大きく影響されることのない高い動的性能を確保することができる。

特定の実施形態を以下に提示する。
種々のパラメータのドリフト及び／又はばらつきは、エンジン２０の運転ポイントの影響を受ける可能性がある。本発明の特定の一実施形態では、エンジン２０の各運転領域に固有の学習段階及び補正が行なわれる。従って、再生燃料の量を決定する精度が向上する。

別の実施形態では、ＣＡＴ１３の流入口に配置されてＴ_{ｉｎｌｅｔ、ＣＡＴ}を測定する温度センサ１５が無い場合、ＣＡＴ１３の流入口における排気ガス温度の信号を、モデルに基づいて再構成する。ＣＡＴ１３の流入口における排気ガス温度のこのモデルは、例えばＣＡＴ１３の流入口の上流のいずれかの箇所に配置される上流温度センサによって提供することができる。
排気インジェクタ１４をエンジン２０の全運転範囲に亘って使用できないことが判明している。これは、エンジンに軽い負荷が掛かっている場合、インジェクタの突出部における温度が十分に高くないために、排気インジェクタ１４によって再生燃料の気化が十分に行われないからである。更に、エンジンに重い負荷が掛かっている場合、ＣＡＴ１３における再生燃料の滞留時間が短か過ぎて、再生燃料に含まれる還元剤が酸化されない。排気インジェクタ１４に対する制約を軽減するために、通常は後期噴射の実施が行なわれる。

別の実施形態では、同じ再調整方式が、排気噴射中だけでなく後期噴射中にも適用される。
エンジンのシリンダに設置される一つ以上のシリンダインジェクタから噴射される再生燃料の量を決定する設定ポイントを、後述では「後期噴射設定ポイント」と呼ぶ。

後期噴射設定ポイント及び排気噴射再生燃料流量設定ポイントに対する補正は、同時に行なうことができる。
しかしながら、ドリフト学習段階は別に行なわれる。つまり、後期噴射は、排気インジェクタ１４のドリフトを学習する段階中に行なわれることがなく、反対に、排気噴射は、シリンダインジェクタのドリフトを学習する段階中に行なわれることがない。

また、シリンダインジェクタに再調整を適用することは、これらのインジェクタのドリフト及び／又はばらつきが大きく、及び／又はＰＦ１２の再生中に後者に大きな応力が加わる場合に特に有利である。
後期噴射中に噴射される再生燃料によって発生する発熱量のモデルを、後述では、「モデル化された後期噴射発熱量」と呼ぶ。このモデル化後期噴射発熱量は、以下の数式を適用することにより導出することができる。
Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）＝Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＨＣ}（ｔ）ＮＣＶ_ＨＣ＋Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＣＯ}（ｔ）ＮＣＶ_ＣＯ
この数式では、種々の項は以下の量に対応する。
Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＨＣ}（ｔ）：シリンダに設置されるインジェクタにより後期噴射中に噴射されるＨＣ還元剤の流量
Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＣＯ}（ｔ）：シリンダに設置されるインジェクタにより後期噴射中に噴射されるＣＯ還元剤の流量
ＮＣＶ_ＨＣ：再生燃料に含まれるＨＣ還元剤の平均正味発熱量
ＮＣＶ_ＣＯ：再生燃料に含まれるＣＯ還元剤の平均正味発熱量

有利には、本発明によって、ＰＦの熱に直接影響する要素のドリフト及び／又はばらつきの補正が可能になる。
更に、本発明によって高レベルの動的性能が得られる。その理由は、本発明によって、ＣＡＴ１３の慣性に起因する全ての不正確さのほとんどが取り除かれる。

従って、本発明は、ＰＦの内部の熱を正確に制御することにより、ＰＦの再生を改善することができる。
本発明はまた、温度センサをＣＡＴの流入口に配置しても、しなくても使用することができるため、高い適用柔軟性を提供する。更に、本発明はまた、所望の精度に従って適合させることができる。つまり、本発明の再調整方式では、後期噴射を考慮してもしなくてもよく、更に本発明は、エンジン２０の各運転領域に固有なものに適合させることができる。

更に、ＰＦを備えた排気管に本発明を適用するのに大きなコスト増は伴わない。

Claims (10)

1. 微粒子除去フィルタ（ＰＦ）（１２）、酸化触媒（ＣＡＴ）（１３）、及びＰＦを再生するための少なくとも一つの排気インジェクタ（１４）を備える車両の排気管（１１）に噴射される再生燃料の量を決定する方法であって、
   −排気インジェクタによって排気管に噴射される再生燃料の量の設定値を決定し、
   −測定に基づいてＣＡＴの測定発熱量を導出し、
   −モデルに基づいてＣＡＴのモデル化発熱量を導出し、
   −測定発熱量から推定されるデータと、モデル化発熱量から推定されるデータとを比較し、
   −比較に基づいて設定値を補正する
   ことを特徴とする方法。
2. 測定発熱量が以下の数式：
   Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）＝Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}＋ｍ_ＣＡＴＣｐ_ＣＡＴ［Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）−Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）］＋Ｗ_ｌｏｓｓ−Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）Ｑ_ｇａｓ（ｔ）Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}
   を適用することにより導出され、上式中、種々の項は以下の量に対応する：
   Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｅａｓ}（ｔ）：ＣＡＴの測定発熱量
   Ｔ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流出口での排気ガスの温度
   Ｑ_ｇａｓ（ｔ）：時刻ｔにおける排気ガスの流量
   Ｃｐ_{ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ}：ＣＡＴの流出口での排気ガスの熱容量
   ｍ_ＣＡＴ：ＣＡＴの質量
   Ｃｐ_ＣＡＴ：ＣＡＴの熱容量
   Ｔ_ＣＡＴ（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの温度
   Ｔ_ＣＡＴ（ｔ−１）：時刻（ｔ−１）におけるＣＡＴの温度
   Ｔ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流入口での排気ガスの温度
   Ｑ_ｇａｓ（ｔ）：時刻ｔにおけるＣＡＴの流入口での排気ガスの流量
   Ｃｐ_{ｇａｓ ｉｎｌｅｔ}：ＣＡＴの流入口での排気ガスの熱容量
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. モデル化発熱量が以下の数式：
   Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）＝Ｑ_{ｅｘｈａｕｓｔ ｉｎｊ}（ｔ）ＮＣＶ_ｒｅｄ
   を適用することにより導出され、上式中、種々の項は以下の量に対応する：
   Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）：排気噴射によって生じるＣＡＴ発熱量のモデル
   Ｑ_{ｅｘｈａｕｓｔ ｉｎｊ}（ｔ）：排気インジェクタにより噴射される再生燃料の流量
   ＮＣＶ_ｒｅｄ：再生燃料に含まれる還元剤の平均正味発熱量
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 比較を、以下の数式：
   

   

   
   を適用することにより行なうことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
5. 設定値を乗算利得Ｃｏｅｆで補正し、この利得Ｃｏｅｆは以下の数式：
   Ｃｏｅｆ_ｎ＝（１−ｗ）Ｃｏｅｆ_ｎ−１＋ｗα_ｎ
   を適用することにより決定され、上式中、種々の項は以下の量に対応する：
   ｗ：前のステップで行なわれる比較の重みに応じた重み係数
   Ｃｏｅｆ_ｎ：ステップｎで計算される誤差係数
   Ｃｏｅｆ_ｎ−１：ステップｎ−１で計算される誤差係数
   ことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. エンジン速度／トルク動作点マップに基づいて設定値を決定することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
7. 上流温度センサは、ＣＡＴ（１３）の流入口の上流に配置され、ＣＡＴの流入口における排気ガスの温度に対応する温度信号を、モデルと、上流センサが出力するデータとに基づいて再調整することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
8. −後期噴射設定値を決定し、エンジン（２０）のシリンダに設置される一つ以上のシリンダインジェクタから排気管（１１）に噴射される再生燃料の量を規定し、
   −ＣＡＴの測定発熱量を測定に基づいて導出し、
   −エンジンのシリンダに設置されるインジェクタから噴射される再生燃料によって生じる発熱量を表わすＣＡＴ（１３）のモデル化後期噴射発熱量をモデルに基づいて導出し、
   −測定発熱量から推定されるデータと、モデル化後期噴射発熱量から推定されるデータとの比較を行ない、
   −比較に基づいて後期噴射設定値を補正する
   ことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
9. モデル化後期噴射発熱量を以下の数式：
   Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）＝Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＨＣ}（ｔ）ＮＣＶ_ＨＣ＋Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＣＯ}（ｔ）ＮＣＶ_ＣＯ
   を適用することにより導出し、上式中、種々の項は以下の量に対応する：
   Ｑ_{ｅｘｏ、ｍｏｄｅｌ}（ｔ）：後期噴射によって生じるＣＡＴ発熱量のモデル
   Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＨＣ}（ｔ）：シリンダに設置されるインジェクタにより後期噴射中に噴射されるＨＣ還元剤の流量
   Ｑ_{ｃｙｌ．ｉｎｊ．ＣＯ}（ｔ）：シリンダに設置されるインジェクタにより後期噴射中に噴射されるＣＯ還元剤の流量
   ＮＣＶ_ＨＣ：再生燃料に含まれるＨＣ還元剤の平均正味発熱量
   ＮＣＶ_ＣＯ：再生燃料に含まれるＣＯ還元剤の平均正味発熱量
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
10. 内燃機関（２０）が排出する排気ガスを処理するシステム（１０）であって、微粒子除去フィルタ（ＰＦ）（１２）、酸化触媒（ＣＡＴ）（１３）、少なくとも一つの排気インジェクタ（１４）、及び制御ユニット（１８）を備える排気管（１１）を備え、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法を実行するように設計されていることを特徴とする、システム（１０）。

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