KR20060002814A - 내연기관의 배기가스로부터 입자를 제거하기 위한 방법 - Google Patents

내연기관의 배기가스로부터 입자를 제거하기 위한 방법 Download PDF

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피에르뤼기 렐르캐티
엔리코 바루치
로베르토 이마리시오
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피아트 오토 에스. 피. 에이.
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Abstract

본 발명은 입자 제거 방법에 관한 것으로, 입자 필터(PT)를 배기관(EP)내에 배치하는 단계; 지시계 수단(S1-S5)을 이용하여, 엔진(ICE) 작동 파라미터(NQ)의 값들을 나타내는 전기적 신호들을 생성하는 단계; 필터(PT)내에 축적된 입자들을 연소시키기 위하여 배기가스의 온도를 제어가능하게 높이는 방식으로, 엔진(ICE)의 분사기(I1-I4)를 제어함으로써 필터(PT)의 필터 재생 페이즈를 실시하는 단계; 상기 지시계 수단(S1-S5)중 적어도 일부에 의해 제공된 신호에 기초하여, 미리 규정된 다수의 주행 또는 운행 타입(MP1-MP4)들 중에서 차량이 현재 실시하고 있는 주행 또는 운행 타입(MPi)을 식별하는 단계; 상기 순간 주행 또는 운행 타입(MPi)에 좌우되는 소정의 추정 함수에 따라, 상기 필터(PT)에 점진적으로 축적된 입자의 양(Q)을 계산하는 단계; 및 상기 필터(PT)에 축적된 입자의 계산된 양(Q)이 소정 문턱값을 초과할 때 상기 필터(PT)의 필터 재생 페이즈를 개시하는 단계;를 포함한다.

Description

내연기관의 배기가스로부터 입자를 제거하기 위한 방법{PROCESS FOR THE REMOVAL OF PARTICULATES FROM THE EXHAUST GAS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관, 특히 다수의 연료 분사기를 구비한 차량의 디젤엔진의 배기가스로부터 입자를 제거하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은:
배기가스내에 포함된 입자들을 걸러낼 수 있는 필터를 엔진의 배기관내에 배치하는 단계;
지시계(indicator)를 이용하여, 엔진 작동 파라미터의 값들을 나타내는 전기적 신호들을 생성하는 단계; 및
프로세서 및 제어 수단을 이용하여, 필터내에 축적된 입자들을 연소시키기에 충분한 온도까지 배기가스의 온도를 제어가능하게 높이는 방식으로, 상기 지시계 수단으로부터 제공된 신호를 함수로하여 소정 방식으로 엔진의 연료 분사기를 제어함으로써 필터 재생 페이즈(regeneration phase)를 실시하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
차량의 운행 거리만을 기초로 하는 전략 및 배기관내의 센서에 의해 제공되 는 역압(counter pressure)을 기초로 하는 전략을 이용하여, 여과 장치(소위 입자를 위한 "트랩(trap)")의 제어된 재생을 가능하게 하는 이러한 타입의 방법 또는 프로세스들이 공지되어 있다.
이러한 종래 방법은, 연료 소모 및 차량 신뢰성 손상의 결과로 "트랩"내에 축적된 입자들의 재생 프로세스에 상당한 영향을 미치는 여러가지 운전 조건을 고려하지 못하고 있다.
본 발명의 하나의 목적은 전술한 종래 기술에 따른 장치의 단점을 극복할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제 1 항에 기재된 특징들을 가지는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 예시적인 이하의 설명으로부터 분명히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 작동하는 시스템의 개략도이다.
도 2는 차량의 여러가지 타입의 주행 또는 운행에 대해, 가로좌표에 표시된 엔진 회전 속도(n)를 함수로하여 엔진내로 분사된 연료의 양(q)을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에서, 사후 분사 페이즈(post injection phase)중에 엔진의 실린더내로 분사되는 연료의 양을 제어하기 위한 하나의 제어 모드를 도시한 블록도이다.
도 4는 가로좌표에 표시된 사용 재생 타입(t*)을 함수로 하여, 재생 페이즈중에 필터내의 입자 농도를 나타내는 함수의 변화를 나타낸 그래프이다.
도면들을 참조하면, 도 1에서 참조부호 "ICE"는 예를 들어 디젤 사이클 엔진과 같은 내연기관을 나타낸다. 도시된 예에서, 이러한 엔진은 일렬로 배치된 4개의 실린더(C1-C4)를 구비하나, 본 발명이 이러한 구성으로 한정되지는 않는다.
엔진(ICE)의 각 실린더는 전자 유닛(ECU)에 의해 제어되는 각각의 분사기(I1-I4)와 관련된다.
엔진(ICE)은 배기 매니폴드(EP)와 관련되며, 도시된 예에서 그리고 공지된 방식에서 상기 배기 매니폴드에는 제 1 및 제 2 촉매 변환기(CC1 및 CC2)가 장착된다. 제 1 촉매 변환기의 하류에 위치하는 제 2 촉매 변환기는 입자 여과 장치(PT)와 관련된다. 전기적 온도 센서(TS)가 필터(PT)의 유입구와 관련되어, 해당 필터의 유입구에서 배기가스의 온도를 나타내는 전기적 신호를 작동중에 제공한다.
센서(TS)는 전자적 프로세서 및 제어 유닛(PCU)에 연결된다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 이러한 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 엔진 분사기를 제어하는 전자 유닛(ECU)과 분리되고 구분된 요소로서 도시되어 있다. 그러나, 소위 당업자는 두개의 물리적으로 분리되고 상호연결된 유닛들 대신에, 양 유닛(ECU 및 PCU)의 기능을 수행하도록 구성된 하나의 전자 유닛을 사용할 수 있다는 것을 이해 할 것이다.
프로세서 및 제어 유닛(PCU)에는 엔진(ICE)의 회전 속도(n)(단위 시간당 회전수), 엔진(ICE)의 실린더내로 분사되는 연료의 양(q), 엔진(ICE)의 냉각 액체의 온도(TC), 대기압(P) 및 흡입 공기의 온도(TA)를 나타내는 전기 신호를 제공하는 장치(S1-S5)가 추가적으로 연결된다.
프로세서 및 제어 유닛(PCU)에는 또한 메모리 장치(M)가 연결된다. 비록, 도 1에서는 상기 메모리 장치들이 프로세서 및 제어 유닛(PCU)과 별개로 도시되어 있지만, 소위 당업자는 그러한 메모리 장치들이 프로세서 및 제어 유닛(PCU) 또는 전자 유닛(ECU)내에 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
프로세서 및 제어 유닛(PCU)은, 전자 유닛(ECU)과 협력하여, 필터내에 축적된 입자들을 연소시키기에 충분한 온도까지 배기가스의 온도를 제어가능하게 높이는 방식으로 상기 장치들(S1-S5 및 TS)에 의해 제공된 신호를 함수로하여 소정 방식으로 연료 분사기(I1-I4)를 제어함으로써, 필터의 필터 재생 페이즈(regeneration phase)를 실시하도록 구성된다.
전술한 시스템에서, 이러한 목적을 위해, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 미리 규정된 다수의 주행 또는 운행 타입들 중에서 작동 차량에 해당되는 타입을 매순간 식별하도록 구성된다. 주행 또는 운행 타입의 식별은 장치(S1 및 S2)로부터 제공되는 신호들을 기초로 실행되며, 다시 말해서 엔진(ICE)의 매순간의 회전 속도(n) 및 상기 엔진내로 분사되는 연료의 양(q)을 함수로하여 실행된다.
차량의 주행 또는 운행 타입은 통계학적 분석의 결과를 기초로, 그리고 도 2에 정량적으로 도시된 타입의 그래프를 기초로 결정된다. 이러한 도 2에서, 분사 연료의 양(q)은 엔진 회전속도(n)의 함수로서 세로좌표에 표시된다. 도 2에서, 곡선(A)은 가속페달이 100% 가압된 엔진의 작동 상태에 대응하는 곡선이며, 다시 말해 엔진(ICE)에 의한 최대 동력 전달에 대응하는 곡선이다.
곡선(A)의 아래쪽 영역은 차량의 특정 주행 또는 운행 타입의 프로파일에 각각 대응하는 값들의 다수 범위들로 분할된다(실험적인 탐지를 기초로 한다). 도시된 예에서, 도시에서의 주행 또는 운행 타입(시내 주행, 산악 주행, 고속도로 주행, 및 소위 혼합 주행)에 각각 대응하는 4개의 범위(MP1-MP4)이 표시되어 있다.
도 2에 예로서 도시된 타입의 그래프는 시스템내에, 예를 들어 프로세서 및 제어 유닛(PCU)과 관련된 메모리 장치(M)내에, 그리고 예를 들어 테이블 또는 맵(table or map)의 형태로 메모리화된다. 작동중에, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 회전속도(n) 및 연료의 양(q)을 나타내는 신호들을 획득하고, 예를 들어 5분의 이동가능한 시간 윈도우(movable time window)의 범위내에서 예를 들어 각각의 20ms에 대해 획득되는 대응 값들을 평균화하도록, 구성된다. 그렇게 얻어진 평균 값을 기초로, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 주행 타입 또는 현재의 운행 프로파일(MPi)(도 2의 예에서 i=1,..., 4이다)을 결정한다.
또한, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 미리 규정된 산정치(estimate)를 함수로 하여 그리고 주행 또는 운행의 타입(MPi)에 따라 필터(PT)에 점진적으로 축적된 입자 물질의 양(Q)을 계산하도록, 그리고 상기 계산에 따라 필터에 축적된 입자의 양이 소정 문턱값을 초과할 때 해당 필터의 재생 페이즈를 개시시키도록 설정된다.
특히, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 차량의 상기 주행 또는 운행 타입(MPi)에 대해 미리 결정되고 메모리화되었으며 필터(PT)내의 입자 축적 속도(예를 들어, g/h)를 나타내는 소정 함수(I)를 기초로 필터(PT)에 축적된 입자의 양(Q)을 계산하도록 구성된다. 필터내의 입자 축적은 시간에 따른 본질적으로 선형(linear)인 프로세스라는 것을 발견하였고, 이때 그 프로세스는 차량 엔진의 여러 사용 조건 즉 차량의 여러 주행 또는 운행 타입의 프로파일에 따라 달라진다. 함수 I=I(t, MPi)는 통계학적 방식으로 용이하게 결정되며 차량의 여러가지 주행 타입의 함수로서 시스템내에 메모리화된다.
작동중에, 매순간마다의(at each instant) 축적된 입자의 양(Q)은 차량의 주행 또는 운행 프로파일의 변화시의 여러 축적 속도의 시간에 걸친 적분으로서 프로세서 및 제어 유닛(PCU)에 의해 계산되며, 이는 이하의 타입 관계식에 따르며,
Figure 112005050852313-PCT00001
여기서, t는 시간이고, Q0는 선행 재생 페이즈의 말기(end)에서 필터(PT)내에 남아 있는 입자의 양에 의해 결정되는 소위 초기 조건을 나타낸다.
축적된 입자의 양(Q)이 소정 문턱값을 초과할 때, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 새로운 재생 페이즈를 실행시킨다.
편리하게, 비교 문턱값은 해당 시점에 차량의 주행 또는 운행 타입에 따른 미리정해진 값들로 미리결정된다.
재생 페이즈중에, 충분한 퍼센티지의 산소가 존재하는 경우에, 필터 유입구에서 엔진 배기가스의 온도가 소정 값, 예를 들어 650℃ 보다 높아지면 입자의 자발적인 연소가 일어난다.
프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 필터(PT)의 필터 재생 페이즈 중에 필터의 온도를 제어하여 배기가스 온도를 제어가능하게 증대시킴으로써 필터에 축적된 입자들을 연소시키도록 구성된다.
필터(PT) 재생 프로세스 중에 온도의 제어는 도 3에 따라 편리하게 이루어질 수 있다. 이러한 도 3과 일치되도록, 엔진의 회전속도(n) 및 각 분사시에 실린더들내로 분사되는 연료의 전체량(q)에 따라, 사후 분사 페이즈중에 엔진(ICE)의 실린더(C1-C4)내로 도입되는 연료의 부분적인 양(PIQ)의 개방 루프 결정(open loop determination)이 가능하도록 프로세서 및 제어 유닛(PCU)이 구성된다. 사후 분사 페이즈 중에 분사되는 연료의 부분적인 양(PIQ)은 예를 들어 메모리 장치(M)내에 저장된 맵(맵 PIQ)에 의해 결정된다.
또한, 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은, 적당한 예비기억된 가중치 맵에 의해 얻어진 변수(W1)로, (엔진 냉각제의 온도(TC)와 같은) 엔진 량(engine quantities)과 (대기압(P) 및 공기 온도(TA)와 같은) 일부 주위 량(ambient quantities)으로 예정된 값의 함수로서 가중된 실린더로 분사되는 연료량(q)과 엔진 회전속도(n)의 맵 함수에 따라 결정된 제 1 보정량(△PIQ1)을 가산/감산하여, 사후 분사 페이즈에서 엔진으로 분사되는 연료의 부분적인 양(PIQ)을 변화시키도록 구성된다. 또한, 상기 연료의 부분적인 양(PIQ)은 (센서(TS)에 의해 검출된) 필터(PT) 유입구에서의 배기가스의 유효온도(T)와 미리 결정된 기준 온도(Tsp)간의 차이의 함수로서 개방 루프 결정에서 생성된 제 2 보정량(△PIQ2)을 상기 PIQ로부터 가산/감산함으로써 변화된다. 상기 제 2 보정량(△PIQ2)은 PID(비례-적분-미분) 제어기에 의해 편리하게 결정될 수 있다.
그 다음, 상기 배기가스 온도(T)의 함수로서 적당한 맵으로부터 얻어진 변수(W2)로 더 조절하면, 재생 프로세스중에 사후 분사 페이즈에서 엔진으로 분사되는 연료의 유효 부분적인 양(△PIQ)이 얻어진다.
상기 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 재생이 개시된 다음 소정 작동 시간(t*)이 경과한 후 필터(PT)의 재생 페이즈를 종료시키도록 구성되며, 상기 작동 시간은 재생중 차량의 주행 또는 운행 타입(MPi)에 따라 미리결정된 방식으로 편리하게 가변될 수 있다. 상기 작동 시간(t*)은 필터(PT)에서의 온도가 설정값(예를 들면, 650°)보다 유효하게 큰 시간의 백분율로서 규정된다.
상기 프로세서 및 제어 유닛(PCU)은 예비결정된 산정 기능에 따라 필터 재생 페이즈의 말기에서 필터 내의 미연소된 입자의 잔류량(QO)을 계산하고, 상기 잔류량을 이 재생 페이즈의 말기로부터 시작하여 필터내에 축적되는 입자량의 계산을 위한 초기값으로서 추정하도록 구성된다.
재생 완료시 상기 잔류량은 재생중에 이루어진 주행 또는 운행 타입에 따라 가변적인 방식으로 편리하게 계산된다.
재생 페이즈가 중단되면, 잔류 입자는 도 4에 정성적으로 도시된 바와 같이 (본질적으로 감소 지수 함수인) 추정 함수에 기초하여 계산될 수 있다.
도 4에서, 가로좌표를 따라 표시된 재생 작동 시간(t*)의 변화에 대한 재생중 필터에서의 입자의 감소 백분율(I*)이 표시되어 있다.
특히, 이 함수는, 필터 재생 페이즈중에, 재생 페이즈가 완료되기 전에 차량 엔진(ICE)이 스위치 오프되었을 때, 필터(PT)에서 미연소 입자의 잔류량을 추정하는데 이용될 수 있다.
물론, 특허청구범위에 한정된 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 비한정적인 예로서 도시되고 설명된 실시예 및 세부 구성에 대한 변형이 본 발명의 원리를 유지하면서 다양하게 실시될 수 있다.

Claims (8)

  1. 내연기관, 특히 다수의 연료 분사기(I1-I4)를 구비한 차량의 디젤엔진(ICE)의 배기가스로부터 입자를 제거하는 방법으로서,
    배기가스내에 포함된 입자들을 걸러낼 수 있는 필터(PT)를 엔진(ICE)의 배기관(EP)내에 배치하는 단계;
    지시계 수단(S1-S5)을 이용하여, 엔진(ICE) 작동 파라미터(NQ)의 값들을 나타내는 전기적 신호들을 생성하는 단계; 및
    프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)을 이용하여, 필터(PT)내에 축적된 입자들을 연소시키기 위하여 배기가스의 온도를 높이는 방식으로, 상기 지시계 수단(S1-S5)으로부터 제공된 신호의 함수로서 소정 방식으로 엔진(ICE)의 분사기(I1-I4)를 제어함으로써 필터(PT)의 필터 재생 페이즈를 실시하는 단계;를 포함하는, 입자 제거 방법에 있어서,
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)을 이용하여, 상기 지시계 수단(S1-S5)중 적어도 일부에 의해 제공된 신호에 기초하여, 미리 규정된 다수의 주행 또는 운행 타입(MP1-MP4)들 중에서 차량이 현재 실시하고 있는 주행 또는 운행 타입(MPi)을 식별하는 단계;
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)을 이용하여, 상기 순간 주행 또는 운행 타입(MPi)에 좌우되는 소정의 추정 함수에 따라, 상기 필터(PT)에 점진적으로 축적된 입자의 양(Q)을 계산하는 단계; 및
    상기 필터(PT)에 축적된 입자의 계산된 양(Q)이 소정 문턱값을 초과할 때 상기 필터(PT)의 필터 재생 페이즈를 개시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    입자 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 문턱값이 차량의 순간 주행 또는 운행 타입(MPi)에 따라 미리정해진 값들로 결정되는,
    입자 제거 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지시계 수단(S1-S5)이 엔진(ICE)내로 분사되는 연료의 양(q)과 엔진(ICE) 회전 속도(n)의 순간 값을 나타내는 전기 신호를 상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)에 제공하도록 작동가능하며,
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)이 분사되는 연료의 양(q)과 엔진(ICE) 회전 속도(n)의 순간 값에 기초하여 차량의 주행 또는 운행 타입(MPi)을 인식하도록 구성된,
    입자 제거 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)이 차량의 주행 또는 운행 타입(MPi)에 대해 기억된 입자의 입자 축적 속도를 나타내는 소정 함수(I)를 기초로 필터(PT)에 축적된 입자의 양(Q)을 계산하도록 구성된,
    입자 제거 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 축적 속도를 나타내는 함수(I)가 차량의 각 주행 또는 운행 타입(MPi)에 대해 시간에 따라 상이한 선형 함수인,
    입자 제거 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)이, 소정의 작동 시간(t*)이 경과한 후, 필터(PT)의 필터 재생 페이즈를 종료시키도록 구성되며, 상기 작동 시간은 재생중 차량의 주행 또는 운행 타입(MPi)의 함수로서 미리결정된 방식으로 가변되는,
    입자 제거 방법.
  7. 제 4 항 및 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)이, 필터(PT)의 필터 재생 페이즈의 말기에서 재생중 주행 또는 운행 타입의 함수로서 필터(PT) 내의 미연소된 입자의 잔 류량을 계산하고, 상기 잔류량을 이 재생 페이즈의 말기로부터 시작하여 필터내에 축적되는 입자량(Q)의 계산을 위한 초기값(QO)으로서 추정하도록 구성된,
    입자 제거 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서 및 제어 수단(PCU,ECU)이, 필터 재생 페이즈가 중단되거나 필터 재생 페이즈중 엔진(ICE)이 스위치 오프되었을 때, 소정의 추정 함수를 이용하여, 필터(PT) 내의 미연소된 입자의 잔류량(QO)을 계산할 수 있도록 구성된,
    입자 제거 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101714268B1 (ko) * 2015-12-07 2017-03-08 현대자동차주식회사 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 dpf 재생방지방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7373809B2 (en) * 2006-09-22 2008-05-20 General Motors Corporation Method for controlling a filter maintenance indicator
FR2916229A1 (fr) * 2007-05-16 2008-11-21 Renault Sas Procede de controle des emissions polluantes d'un moteur diesel
US7908846B2 (en) * 2007-12-19 2011-03-22 Mack Trucks, Inc Method for controlling injection in a diesel engine exhaust aftertreatment system and diesel engine with exhaust aftertreatment system
US8136351B2 (en) * 2009-03-31 2012-03-20 Woodward, Inc. System and method for filtering diesel engine exhaust particulates
US9574483B2 (en) * 2010-01-14 2017-02-21 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling exhaust gas temperature during particulate matter filter regeneration
JP5825791B2 (ja) * 2011-01-19 2015-12-02 三菱重工業株式会社 過給機およびこれを備えたディーゼル機関
JP6650675B2 (ja) * 2014-02-26 2020-02-19 エフピーティー インダストリアル エス ピー エー 内燃機関の排気ガス後処理システムの管路内の未燃焼炭化水素の蓄積を防ぐシステム
GB2531368B (en) * 2015-02-11 2017-02-01 Ford Global Tech Llc A method for emissions regulation
DE102016213147A1 (de) * 2016-07-19 2018-01-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
CN106351720B (zh) * 2016-11-30 2019-02-19 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种确定柴油颗粒捕捉器的碳累积量的方法及系统
CN107605583B (zh) * 2017-09-21 2019-09-17 北京汽车研究总院有限公司 柴油车颗粒捕集器累碳量估算方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2239407B (en) * 1989-12-27 1994-10-12 Nissan Motor Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine
DE69625823T2 (de) 1995-10-30 2003-09-04 Toyota Jidosha K.K., Toyota Abgaskontrollvorrichtung für brennkraftmaschine
DE19961159A1 (de) * 1999-12-17 2001-08-16 Volkswagen Ag Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Partikelfilters einer Verbrennungskraftmaschine
DE10049659A1 (de) 2000-10-07 2002-04-11 Daimler Chrysler Ag Adaptives Regenerationmanagement für Abgasnachbehandlungsanlagen
FR2816357B1 (fr) * 2000-11-03 2003-02-07 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
JP4161546B2 (ja) * 2001-06-26 2008-10-08 いすゞ自動車株式会社 連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置の再生制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101714268B1 (ko) * 2015-12-07 2017-03-08 현대자동차주식회사 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 dpf 재생방지방법

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Publication number Publication date
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