KR102123176B1 - 내연 기관의 배기 시스템에서 입자 필터의 재생성을 위한 방법 - Google Patents

내연 기관의 배기 시스템에서 입자 필터의 재생성을 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작동 동안 내연 기관의 배기 시스템에서 입자 필터의 재생성을 위한 방법에 관한 것이고, 재생성 단계를 시작하도록, 측정된 배기가스 온도는 탈착 시작 온도 위의 온도 값으로 증가된다. 동시에, 입자 필터의 배기가스 흐름 다운스트림에 포함된 입자 질량이 정전기 입자 질량 센서(ePM-S)에 의해 모니터링되고 그리고 입자 질량의 실제 값이 생성된다. 입자 질량의 실제 값이 백연의 형성이 예상되는 미리 획정된 입자 질량의 문턱값을 초과한다면, 배기가스 온도는 입자 질량의 문턱값이 아래로 떨어질 때까지, 입자 필터 내에 저장된 황 화합물의 방출을 위한 탈착 온도로 설정된다. 입자 질량의 문턱값이 아래로 떨어지자마자, 배기가스 온도는 미리 결정된 시간 기간 동안, 입자 필터의 입자 로딩의 연소를 위한 재생성 온도로 설정되고 그리고 그 후에, 재생성 단계는 배기가스 온도를 정상 작동 레벨로 낮춤으로써 종료된다.

Description

내연 기관의 배기 시스템에서 입자 필터의 재생성을 위한 방법
본 발명은 작동 동안 내연 기관의 배기 시스템에서 입자 필터의 재생성을 위한 방법에 관한 것이고, 방법을 수행할 때, 배기가스 흐름에서 황 화합물의 방출이 검출되고 그리고 이에 의존적인 방식으로, 방법은 백연의 형성이 방지되도록 수행된다.
맑은 공기의 유지에 관한 법적 규정을 고수할 수 있기 위해서, 내연 기관으로 작동되는 현대의 자동차는 일반적으로 배기가스 정화 시스템을 구비한다. 이러한 시스템은 예를 들어, 소위 산화 촉매 변환기 그리고 특히 디젤 연소 기관에서, 또한 배기가스 내의 그을음 입자를 흡수하기 위한 입자 필터를 갖는다.
입자 필터의 막힘을 방지하기 위해서, 실현될 재생성 과정을 위한 입자 필터의 대응하는 로딩의 경우에, 이 과정에서 입자 필터에 축적되는 입자는 일반적으로 500℃ 내지 700℃의 온도로 배기가스의 온도의 대응하는 증가의 결과로서 입자 필터 내에서 연소될 필요가 있다. 이 경우에 온도의 증가는 내연 기관의 작동 매개변수의 타깃된 변동에 의해 실현된다.
예를 들어, 제DE 10 2011 014 718 A1호 그리고 또한 제US 2010 01 07 737호에 설명된 바와 같이, 입자 필터 내 그리고 해당하는 경우, 또한 산화 촉매 변환기 내의 황-함유 화합물의 축적은 동시에, 특히, 연료가 증가된 황 함량을 가진 각각의 내연 기관의 작동 동안 발생한다. 입자 필터의 재생성 단계에서, 배기가스 내에 존재하는 증기와 함께, 황산을 형성할 수 있는 축적된 황 화합물의 신속한 방출이 이어서 크게 증가된 배기가스 온도에 기인하여 발생한다. 배기가스 흐름이 산노점 미만의 온도로 배기가스 시스템을 통해 경로 상에서 다시 냉각되는 결과로서, 빽빽한 백연으로서 보이는 에어로졸, 소위 "백연"이 형성된다.
또한, 문서 제DE 102011014718 B4호는 백연을 방지하기 위한 방법을 개시한다. 따라서, 탈착, 즉, 황 화합물의 방출이 300℃ 내지 500℃, 바람직하게는 400℃ 내지 450℃의 온도 범위 내에서 실현된다. 이 방식으로 증가된 이 배기가스 온도에서, 황 화합물의 탈착은 더 긴 시간 기간, 예를 들어, 10분까지 걸릴 수 있다. 이에 따라 배기가스 내의 에어로졸의 농도가 너무 낮게 유지되어서 백연이 인지될 수 없다. 이 제어된 탈착은 각각의 경우에 입자 필터의 재생성 전에 수행된다. 입자 필터의 재생성을 위한 배기가스 온도의 추가의 증가는 그 후에만 실현된다. 그러나, 이 방법으로, 황 화합물의 탈착은 알려지지 않은 황 화합물을 가진 입자 필터의 로딩의 크기 때문에 입자 필터의 각각의 재생성 전에 최대의 시간 기간 동안 수행되어야 한다. 이것은 저 황 함량을 가진 연료를 사용하는 내연 기관의 작동 동안에도 증가된 연료 소비를 야기한다. 이 경우에, 위에서 설명된 방법을 수행하는 것이 필요하지 않을 것이다.
예를 들어, 문서 제DE 10 2009 058 107 A1호에 개시된 주제를 통해 상기 문제를 해결하도록 시도한다. 여기서, 입자 필터의 온도가 미리 획정된 문턱값, 예를 들어, 340℃의 온도 미만으로 떨어지는지가 결정 수단에 의해 규명된다. 황-함유 화합물의 실시예로서, 황산이 약 340℃의 온도 위에서만 분해되기 때문에, 상기 온도의 문턱값이 아래로 떨어지는 경우에, 황-함유 화합물이 입자 필터 내에 축적되는 것으로 추정된다.
입자 필터 내의 황-함유 화합물의 축적량은 내연 기관 내로 분사된 연료량 및 연료의 황 함량에 대한, 국가별 기준으로 미리 결정된, 값에 기초하여 결정된다. 여기서, 입자 필터 내의 온도가 문턱값 아래로 떨어지자마자, 입자 필터 내에 축적되는 황-함유 화합물의 양은 증가된다. 미리 결정된 문턱값에 도달되면, 그러면 탈착이 배기가스 온도를 대략 350℃의 값으로 증가시킴으로써 시작된다. 탈착 동안, 이전에 축적된 양의 황이 컴퓨터 수단에 의해 감소되고 그리고 탈착은 산출적으로 결정된 양의 황이 값 0에 도달하자마자 종료되거나 또는 황 화합물이 더 이상 배기가스 내에서 발생하지 않는다는 것이 센서에 의해 규명된다. 이 방법으로, 연료의, 국가별 기준으로 공지된, 황 함량이 추정된다. 배기가스 내의 황 화합물을 검출하기 위한 센서가 제공된다면, 연료 내의 상이한 황 농도가 추정되고 그리고 대응하는 미리 설정된 값이 정정되는 것이 센서 데이터에 기초하여 가능하다는 것이 또한 제안된다.
그러나, 황 함량의 부정확한 인지 그리고 가능하게는 황의 축적 및 탈착에 영향을 주는 추가의 변수 때문에, 방법은 부정확하고 그리고 에러에 취약하게 보인다. 연료 내의 황 함량을 검출하기 위한 부가적인 황 센서는, 입자 필터의 로딩이 더 정확하게 결정될 수 있고 그리고 더 타깃된 방식으로 탈착을 수행하는 것이 가능할 어떤 센서에 기초하여, 본 명세서의 상황을 교정할 수 있다. 그러나, 이러한 센서는 많은 응용의 경우에 매우 고가이고 따라서 사용될 수 없다.
따라서 본 발명은 더 타깃된 방식으로 그리고 특정 경우에 한해 백연 형성을 방지하고, 그리고 배기가스 후처리 시스템의 복잡성 그리고 따라서 그 비용을 증가시키지 않고 필요한 만큼, 입자 필터 내의 황 화합물의 탈착이 수행되게 하는, 방법을 명시하는 목적에 기초한다.
상기 목적은 청구항 제1항에 따른 피처를 가진 입자 필터의 재생성을 위한 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 작동 동안 내연 기관의 배기 시스템 내의 입자 필터의 재생성을 위한 방법은 다음의 단계를 갖는다.
첫째로, 재생성 단계를 시작할 목적으로, 측정된 배기가스 온도는 내연 기관의 의도된 정상 작동 동안 배기가스 온도에 대응하는 정상 작동 레벨로부터 탈착 시작 온도 위의 온도 값으로 증가된다. 탈착 시작 온도는 입자 필터 내에 축적된 황 화합물의 방출이 시작되고 그리고 예를 들어 적어도 300℃인 온도 값을 나타내고, 최대 400℃의 온도는 또한 대응하는 확실성의 정도로 탈착을 시작하도록 선택될 수도 있다.
동시에, 입자 필터의 배기가스 흐름 다운스트림 내에 포함된 입자 질량은 입자 필터의 배기가스 흐름 다운스트림에 배열된 정전기 입자 질량 센서(electrostatic particle mass sensor: ePM-S)에 의해 모니터링되고 그리고 입자 질량에 의존적인 입자 질량의 실제 값이 생성된다. 이 경우에, 본 발명은 이러한 센서가 예를 들어, 그을음과 같은 다른 입자와 반응하는 동일한 방식으로 센서가 배기가스 내에 수송된 황 화합물과 반응한다는 놀라운 발견을 사용한다.
정전기 입자 질량 센서에 의해 생성된 입자 질량의 실제 값은 백연의 형성이 예상될 수 있는 미리 획정된 입자 질량의 문턱값과 비교된다. 예를 들어, 입자 질량의 문턱값은 이 목적을 위해, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 제어 프로그램과 함께, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 제공된 전자 처리 장치에 저장된다.
입자 질량의 문턱값이 초과된다면, 그러면 배기가스 온도는 입자 질량의 실제 값이 입자 질량의 문턱값 아래로 떨어질 때까지, 입자 필터 내에 축적된 황 화합물의 방출을 위한 탈착 온도로 설정되고 그리고 상기 온도로 유지된다. 여기서, 탈착 온도는, 입자 필터 내에 축적된 황 화합물이 백연이 발생하지 않는 것이 보장되는 단위 배기가스 용적당 양으로 점진적으로 방출되는 동안, "부드러운" 탈착이 발생할 수 있도록 선택된다.
입자 질량의 문턱값이 예를 들어, 입자 필터 내의 황 함량이 탈착에 의해 이미 크게 감소되거나 또는 이미 방법의 시작 시 이에 부응하여 낮아지는 경우와 같이, 아래로 떨어진다면, 배기가스 온도는 입자 필터의 입자 로딩의 연소를 위한 재생성 온도로 설정되고 그리고 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 온도로 유지된다. 재생성 온도는 이 경우에 입자 필터의 신뢰할 수 있고 신속한 "무연소(burning-free)"가 보장되도록 선택되고, 이것은 바람직하게는 550℃ 내지 750℃의 온도 범위 내에서 발생한다. 마찬가지로 시간 기간은 예를 들어, 미리 획정된 배기가스 온도에서, 모든 경우에서 예를 들어, 공지된 방법, 규명된 또는 추정된 입자 로딩에 의해 연소되기에 충분하도록 미리 획정된다.
미리 결정된 시간 기간이 경과된 후, 그 다음에 재생성 단계는 배기가스 온도가 정상 작동 레벨로 낮춰짐으로써 종료된다.
본 발명에 따른 방법은 내연 기관의 입자 필터의 재생성이 연료의 황 함량과는 관계없이 백연을 생성하는 일 없이 에너지 절약 및 신속한 방식으로 작동 동안 수행되게 한다. 특히, 입자 필터 내에 증착된 황 화합물의 탈착이 백연의 발생을 방지하도록 빈도 및 지속기간의 면에서 수요 지향적 방식으로 수행될 수 있다는 것이 유리하다. 이것은 재생성 단계의 단축에 기여할 뿐만 아니라 특히, 저 황 함량을 가진 연료가 사용될 때, 배기가스 온도의 요구된 증가에 기인한 증가된 연료 수요를 방지한다.
개별적으로 사용될 수도 있거나 또는 상호 배타적인 대안을 수반하지 않는, 유리한 실시형태 및 개선은 서로 결합하여, 종속항의 주제를 형성한다.
입자 필터의 재생성을 위한 방법의 유리한 실시형태에서, 재생성 단계를 시작하기 위해, 배기가스 온도는 탈착 온도로 증가된다. 이것은 배기가스의 초기 과열의 결과로서 따라서 입자 필터의 백연의 형성이 모든 경우에서 방지된다는 이점을 갖는다.
입자 필터의 재생성을 위한 방법의 추가의 실시형태는 재생성 단계를 시작하기 위해, 배기가스 온도가 재생성 온도로 증가되는 것을 특징으로 한다. 이것은 황을 가진 입자 필터의 더 적은 초기 로딩 및 입자 질량의 문턱값의 초과의 연관된 불발의 경우에, 재생성의 즉각적인 시작, 즉, 입자 로딩의 연소가 보장된다는 이점을 갖는다.
유리하게는, 입자 필터의 재생성을 위한 방법의 구현예에서, 탈착 온도는 300℃ 내지 500℃의 온도 범위, 바람직하게는 400℃ 내지 450℃의 범위 내에 있다. 이것은 백연을 과정에서 형성하는 일 없이 입자 필터 내에 축적된 황의 탈착의 "부드러운" 수행 및 신뢰할 수 있는 시작을 보장한다.
추가의 유리한 방식에서, 입자 필터의 재생성을 위한 방법의 구현예에서, 재생성 온도는 550℃ 내지 750℃의 온도 범위, 바람직하게는 600℃ 내지 700℃의 범위 내에 있다. 이것은 입자 필터 내에 축적된 입자 로딩의 연소의 신속한 수행 및 신뢰할 수 있는 시작을 보장한다.
입자 필터의 재생성을 위한 방법의 개선에서, 입자 질량의 문턱값이 초과된다면, 즉, 황 화합물을 가진 입자 필터의 관련된 로딩이 규명된다면, 배기가스 온도는, 입자 질량의 실제 값이 입자 질량의 문턱값 미만이지만 더 낮은 입자 질량의 제한 값 초과이도록, 정전기 입자 질량 센서에 의해 측정된, 입자 질량의 실제 값에 의존적인 방식으로 조절되며, 이것은 백연이 형성되지 않는 것을 보장한다. 여기서, 더 낮은 입자 질량의 제한 값은, 입자 질량의 실제 값이 우선 입자 질량의 제한 값과 입자 질량의 문턱값 사이의 값으로 조정되도록, 입자 질량의 문턱값 미만이다. 바람직하게는, 입자 질량의 실제 값은 입자 질량의 문턱값과 입자 질량의 제한 값에 의해 걸친 범위의 1/3에 있는 값으로 조정된다. 이것은 탈착율이 백연 형성을 위한 한계에 가깝고 따라서 탈착의 지속기간이 단축될 수 있다는 이점을 갖는다. 동시에, 이 경우에 조작된 변수로서 미리 획정되는 탈착 온도가 허용되는 탈착 온도 범위 내에서 가변된다는 것을 주의해야 한다. 이 경우에, 더 낮은 입자 질량의 제한 값이 최대의 탈착 온도, 일반적으로 대략 500℃에도 불구하고 아래로 떨어진다면, 입자 필터의 재생성을 하는 방법의 지속이 가능하다.
입자 필터의 재생성을 위한 방법의 구현예에서, 배기가스 온도가 측정된 배기가스 온도 및 입자 질량의 실제 값에 의존적인 방식으로 내연 기관의 작동 매개변수의 적합한 설정을 통해 전자 엔진 제어 장치에 의해 설정 또는 조절되는 것이 유리하게는 가능하다. 전자 엔진 제어 장치는 예를 들어, 내연 기관을 작동시키기 위해 모든 중요한 기능을 수행 또는 제어 또는 조절하는, 엔진 제어기의 중앙 처리 장치(central processing unit: CPU)일 수도 있다. 또한, 내연 기관의 작동 매개변수는 이 CPU에 의해 부하-종속적인 또는 작동점-종속적인 방식으로 설정, 제어 또는 조절된다. 배기가스 온도에 영향을 주고 따라서 배기가스 온도의 설정, 제어 또는 조절을 위해 사용될 수도 있는 작동 매개변수는 예를 들어, 연료 분사의 양 및 시간, 공급된 신선한 공기 질량 흐름 및 점화 시간이고, 이는 상응하여 개별적으로 또는 조합하여 가변될 수도 있다.
추가의 유리한 방식에서, 입자 필터의 재생성을 위한 방법의 구현예를 위해, 서로 이격되고 그리고 전기장을 형성하는 전극을 가진 정전기 입자 질량 센서(ePM-S)가 사용된다. 배기가스 흐름의 일부가 전극 사이의 전기장을 통해 운반되고, 상기 흐름은 입자 및 황 화합물로 가득하며, 입자 및 황 화합물로부터의 전하는 전극 사이로 전송되고, 이것은 배기가스 흐름의 입자 질량 및 황 함량에 비례하는 전기 신호로서 측정 가능하다. 여기서, 이점은 배기가스 흐름 내의 황 함량을 검출하기 위한 필터 기능을 모니터링하기 위한 정전기 입자 센서를 사용할 수도 있다는 것이고, 이 센서는 가능하게는 임의의 경우에 배기가스 시스템 내에 제공되고 따라서 추가 비용이 발생하지 않는다. 이러한 정전기 입자 질량 센서의 기능은 예를 들어, 문서 제US 8,713,991 B2호에 알려져 있다. 놀랍게도, 이 경우에, 이러한 센서는 또한 센서가 다른 입자, 예를 들어, 그을음과 반응하는 거의 동일한 방식으로 배기가스 스트림 내의 황 화합물과 반응한다.
실시형태가 설명의 위에 또는 도면 설명의 아래에 명시되는, 본 발명에 따른 주제의 실시형태의 특징 및 특징의 조합은, 이들이 대안적으로 사용될 수 없거나 또는 상호 배타적이지 않는 한, 개별적으로, 부분적으로 또는 또한 전반적으로 서로 조합하여 또는 본 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이 본 발명에 따른 주제의 개발에서 서로 보충하도록 사용될 수 있다.
아래에, 본 발명의 특히 유리한 예시적인 실시형태, 상세내용 또는 개발이 본 발명의 주제가 이 실시예로 제한되지 않음에도 불구하고, 도면에 기초하여 더 상세히 논의될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한, 내연 기관을 포함하는, 배기 시스템의 구조의 간략화된 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 중요한 방법 단계를 예시하기 위한 흐름도,
도 3은 정전기 입자 질량 센서(ePM-S)의 간략화된 개략적인 단면도.
동일한 기능 및 명칭의 항목은 도면 전반에 걸쳐 동일한 참조 부호로 표기된다.
도 1은 내연 기관(1)을 포함하는, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 배기 시스템의 기본적인 구조를 도시한다. 내연 기관은 일반적으로 디젤 엔진일 것이지만, 또한 불꽃-점화 엔진 또는 가스로 작동되는 내연 기관일 수도 있다. 내연 기관(1)의 배기가스 흐름은 배기 매니폴드(2)를 통해 배기관(3) 내로 배출된다. 산화 촉매 변환기(4) 그리고 그 다음에 입자 필터(5)가 우선 배기가스 흐름(화살표로 도시됨)의 흐름 방향으로 하나 뒤에 다른 하나가 있게 배기관(3) 내에 배열된다. 일반적으로, 입자 필터(5)는 디젤 엔진과 함께 그을음-입자 필터일 것이다. 그러나, 점점 더 엄격한 배기가스 규정의 프레임워크 내에서, 입자 필터를 사용하는 중요도는 또한 위에서 언급된 추가의 내연 기관의 변형의 경우에 증가하고 그리고 이러한 이유로 본 발명에 따른 방법은 또한 디젤 엔진과 함께 응용으로 제한되지 않는다. 온도 센서(6)는 배기가스 온도를 측정할 목적을 위해 입자 필터(5) 상에 배열되고 그리고 입자 필터(5)의 배기관 다운스트림에서, 정전기 입자 질량 센서(ePM-S)가 배기가스 흐름 내에 배열된다. 온도 센서(6) 및 ePM-S 둘 다는 대응하는 센서 신호를 전송할 목적을 위해 전기 신호선(8)을 통해 전자 엔진 제어 장치(CPU)(9)에 연결된다. 전자 엔진 제어 장치(9)는 결국 내연 기관의 부하-종속적인 또는 작동점-종속적인 제어의 목적을 위해 내연 기관(1)에 연결된다. 이것은 예를 들어, 쓰로틀 플랩, 분사 밸브, 고압 연료 펌프, 배기가스 재순환 밸브 등과 같은, 대응하는 기능 장치의 대응하는 구동 및 작동 매개변수의 전설정을 통해 실현된다. 이러한 전자 엔진 제어 장치는 현대의 내연 기관 시스템의 표준 구성부이고 그리고 또한 "중앙 처리 장치"(CPU)로서 지칭된다. 본 발명에 따른 방법이 CPU 및 CPU에 저장되는 대응하는 프로그램 시퀀스의 도움으로 수행되는 것이 또한 가능하다.
예시된 배열은 매우 간략화되었고 기본 컴포넌트만 도시한다. 마찬가지로 이러한 시스템의 일부일 수 있는, 예를 들어, 터보차저(turbocharger), 배기가스 재순환 시스템, 환원제 분사기 및 소음 장치 및 다른 것과 같은 추가의 컴포넌트는 명료성을 위해 본 명세서에 예시되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 중요한 방법 단계를 예시하는 흐름도를 도시한다.
제1 방법 단계(11)에서, 재생성 단계를 시작할 목적으로, ePM-S에 의해 측정된 배기가스 온도(Ag_T)는 정상 작동 레벨(Ag_T > Ds_St_T)로부터 탈착 시작 온도(Ds_St_T) 위의 온도 값으로 증가된다. 이것은 예를 들어, 전자 엔진 제어 장치에 의한 내연 기관의 작동 매개변수의 대응하는 설정에 의해 실현된다. 탈착 시작 온도는 탈착, 즉, 입자 필터 내에 축적된 황 화합물의 방출이 시작되고 그리고 모든 경우에서 300℃ 초과인 온도이다. 여기서, 300℃ 내지 500℃의 탈착 온도 범위 내의 온도로 또는 그렇지 않으면 550℃ 내지 750℃의 재생성 온도 범위 내의 온도로의 온도의 증가가 구동되는 것이 우선 가능하다.
동시에, 또는 다음의 방법 단계(11)에서, 입자 필터의 배기가스 흐름 다운스트림에 배열된 정전기 입자 질량 센서(ePM-S)에 의해 입자 필터의 배기가스 흐름 다운스트림 내에 포함된 입자 질량의 모니터링이 시작되고, 상기 센서는 입자 질량에 의존적인 입자 질량의 실제 값(PM_Iw)을 생성하고 그리고 이것을 전기 신호로서, 예를 들어 센서와 별도로 설치되는 CPU 또는 처리 장치로 공급한다. 추가의 방법 단계(12)에서, ePM-S에 의해 생성된 입자 질량의 실제 값(PM_Iw)은 그 다음에 백연의 형성이 예상될 수 있는 미리 획정된 입자 질량의 문턱값(PM_Sw)과 비교된다.
다음의 방법 단계(13)에서, 방법 시퀀스의 분기는 방법 단계(12)의 비교의 결과에 따라 실현된다.
입자 질량의 실제 값(PM_Iw)이 미리 획정된 입자 질량의 문턱값(PM_Sw)보다 크다면, 즉, PM_Iw가 PM_Sw를 초과한다면, 분기는 방법 단계(14)를 향하여 실현되고, 이 단계에서 배기가스 온도(PM_Iw)는 입자 필터 내에 축적된 황 화합물의 방출을 위한 탈착 온도(Ds_T)로 설정된다. 방법 단계(12, 13 및 14)의 반복된 통과를 통해, 탈착 온도(Ds_T)는 PM_Iw가 PM_Sw 아래로 떨어질 때까지 설정된다.
방법 단계(14)에서 위에서 언급된 절차에 대한 대안으로서, 입자 질량의 실제 값(PM_Iw)이 입자 질량의 문턱값(PM_Sw) 미만이지만 더 낮은 입자 질량의 제한 값(PM_Gw) 위에 있도록, 배기가스 온도(Ag_T)가 정전기 입자 질량 센서(ePM_S)에 의해 측정된 입자 질량의 실제 값(PM_Iw)에 의존적인 방식으로 조절되는 것이 가능하고, 이것은 백연이 형성되지 않는 것을 보장한다.
이 대안적인 "탈착 규정"은 방법 단계(11 및 14) 사이의 파선 연결에 의해 그리고 또한 방법 단계(14)에서 괄호에 첨부된 부가적인 조건(PM_Gw < PM-Iw < PM_Sw)에 의해 도 2에 예시된다.
바람직하게는, 입자 질량의 실제 값은 입자 질량의 문턱값과 입자 질량의 제한 값에 걸친 범위의 1/3에 있는 값으로 조정되고, 즉, 입자 질량의 문턱값에 가깝다. 이것은 탈착율이 백연 형성을 위한 한계에 가깝고 따라서 탈착의 지속기간이 단축될 수 있다는 이점을 갖는다.
방법 단계(12)의 비교가 PM-Iw가 PM_Sw 아래로 떨어지거나 또는 PM_Sw를 초과하지 않는다면, 이것은 황 화합물을 가진 입자 필터의 임의의 상당한 로딩이 더 이상 없고(또는 방법의 초반에 이러한 로딩이 이미 없음), 그리고 입자 필터의 실제의 재생성이 실현될 수 있다는 징후이다. 따라서 배기가스 온도(Ag_T)가 미리 결정된 시간 기간 동안, 입자 필터의 입자 로딩의 연소를 위한, 재생성 온도(Rg_T)로 설정되는, 방법 단계(15)를 향하는 분기가 실현된다. 여기서, 시간 기간은 입자 필터의 입자 로딩이 완전히 제거되도록 미리 결정된다. 미리 결정된 시간 기간이 경과된 후에, 방법 단계(16)에서, 그 다음에 재생성 단계는 배기가스 온도(Ag_T)가 정상 작동 레벨로 낮춰짐으로써 종료된다.
도 3에서, 정전기 입자 질량 센서(7)(ePM-S)의 간략화된 개략적인 단면도가 도시될 수 있다. ePM-S(7)는 센서 하우징(71) 내에, 서로 이격되고 그리고 전기장을 형성하는 전극(72)을 갖는다. 배기가스 흐름(AGS)(화살표로 도시됨)의 일부는 (이 흐름은 입자 및 황 화합물로 가득함) 전극(72) 사이의 상기 전기장을 통해 운반된다. 이 과정에서, 전하가 전극(72) 사이로 전송되고, 이것은 배기가스 흐름(AGS)의 입자 질량 및 황 함량에 비례하는 전기 신호로서 측정 가능하다.

Claims (8)

  1. 작동 동안 내연 기관의 배기 시스템에서 입자 필터의 재생성을 위한 방법으로서,
    - 재생성 단계를 시작할 목적으로, 측정된 배기가스 온도를 정상 작동 레벨로부터 입자 필터 내에 축적된 황 화합물의 방출이 시작되는 탈착 시작 온도 위의 온도 값으로 증가시키는 단계,
    - 상기 입자 필터의 배기가스 흐름 다운스트림에 배열된 정전기 입자 질량 센서(electrostatic particle mass sensor: ePM-S)에 의해 상기 입자 필터의 상기 배기가스 흐름 다운스트림에 포함된 입자 질량을 모니터링하고 그리고 상기 입자 질량에 의존적인 입자 질량의 실제 값을 생성하는 단계,
    - 상기 생성된 입자 질량의 실제 값을 백연의 형성이 예상될 수 있는 미리 획정된 입자 질량의 문턱값과 비교하는 단계,
    - 상기 입자 질량의 문턱값이 초과된다면, 상기 입자 질량의 실제 값이 상기 입자 질량의 문턱값 아래로 떨어질 때까지, 상기 배기가스 온도를 상기 입자 필터 내에 축적된 황 화합물의 방출을 위한 탈착 온도로 설정하는 단계,
    - 상기 입자 질량의 문턱값이 아래로 떨어진다면, 상기 배기가스 온도를 미리 결정된 시간 기간 동안, 상기 입자 필터의 입자 로딩의 연소를 위한 재생성 온도로 설정하는 단계,
    - 상기 미리 결정된 시간 기간이 경과된 후에, 상기 배기가스 온도를 상기 정상 작동 레벨로 낮춤으로써 상기 재생성 단계를 종료하는 단계를 포함하는, 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재생성 단계를 시작하기 위해, 상기 배기가스 온도가 상기 탈착 온도로 증가되는 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재생성 단계를 시작하기 위해, 상기 배기가스 온도가 상기 재생성 온도로 증가되는 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탈착 온도는 300℃ 내지 500℃의 온도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재생성 온도는 550℃ 내지 750℃의 온도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 입자 질량의 문턱값이 초과된다면, 상기 배기가스 온도는 상기 입자 질량의 실제 값이 상기 입자 질량의 문턱값 미만이지만 더 낮은 입자 질량의 제한 값 초과이도록 상기 입자 질량의 실제 값에 의존적인 방식으로 조절되고, 이것은 상기 탈착이 실현되지만 백연이 형성되지 않는 것을 보장하는 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 배기가스 온도는 상기 측정된 배기가스 온도 및 상기 입자 질량의 실제 값에 의존적인 방식으로 상기 내연 기관의 작동 매개변수의 적합한 설정을 통해 전자 엔진 제어 장치에 의해 설정 또는 조절되는 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 정전기 입자 질량 센서(ePM-S)는 서로 이격되고 그리고 전기장을 형성하는 전극을 갖고 배기가스 흐름의 일부가 상기 전기장을 통해 운반되며, 전하는 상기 전극 사이로 전송되며, 이것은 상기 배기가스 흐름의 상기 입자 질량 및 상기 황 함량에 비례하는 전기 신호로서 측정 가능한 것을 특징으로 하는 입자 필터의 재생성을 위한 방법.
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