JPH1089049A - 微粒子フィルターの制御方法および制御装置 - Google Patents

微粒子フィルターの制御方法および制御装置

Info

Publication number
JPH1089049A
JPH1089049A JP9248153A JP24815397A JPH1089049A JP H1089049 A JPH1089049 A JP H1089049A JP 9248153 A JP9248153 A JP 9248153A JP 24815397 A JP24815397 A JP 24815397A JP H1089049 A JPH1089049 A JP H1089049A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zones
filter
gas
filtration
filtering means
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.)
Granted
Application number
JP9248153A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4008075B2 (ja
Inventor
Jean-Baptiste Dementhon
ドマントーン ジャン−バティースト
Brigitte Martin
マルタン ブリジット
Olivier Pajot
パジョ オリーヴィエイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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 IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of JPH1089049A publication Critical patent/JPH1089049A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4008075B2 publication Critical patent/JP4008075B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • F01N3/031—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 having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start
    • F01N3/032—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 having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start during filter regeneration only
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more purifying devices arranged in parallel
    • 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
    • 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
    • F01N3/0235—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 using exhaust gas throttling means
    • 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
    • F01N3/031—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 having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/14—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for modifying or adapting flow area or back-pressure
    • 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
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/10—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device for reducing flow resistance, e.g. to obtain more engine power
    • 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
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/14—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of excessive pressure, e.g. using a safety valve
    • 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
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/04—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by adding non-fuel substances to combustion air or fuel, e.g. additives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要エネルギーの少ない、微粒子の後処理の
ためにディーゼルエンジンの排気装置に取り付けられた
微粒子フィルターを制御する方法の提供。 【解決手段】 エンジンの運転に関係する所定の戦略に
応じて排気装置に設けられた濾過手段の幾何形状を変
え、濾過手段に入るガスの体積流量に対して、排気ガス
が濾過される体積を調整することで平均背圧と従ってエ
ンジン効率低下を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル車両の
排気装置で放出されるガスの後処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】欧州では最近、微粒子放出基準が施行さ
れるようになった。その基準は、今後さらに厳しくなる
と考えられる。その時までに、酸化触媒マフラーがあっ
たとしても、エンジンおよび燃料に関係する改善が不十
分な可能性がある。
【０００３】微粒子フィルターは、公知の排気ガス後処
理法である。それによって、８０％を超える濾過効率を
得ることが可能である。今日までに、多くのフィルター
技術が開発されてきた。その例としては、コーニング
（Corning）社が販売するセラミックモノリスまたは特
許出願ＷＯ−９５／２７８４３に記載の方法によるコイ
ル状セラミック繊維を有するカートリッジなどがある。
【０００４】そのようなシステムを開発する上で遭遇す
る技術的問題は、堆積した煤を燃焼させることによっ
て、フィルターを定期的に再生しなければならないとい
う点にある。ガスの温度がそれ自体で、微粒子状物の酸
化開始に必要なレベルに到達する場合には、その燃焼が
自然に生じることがある。しかしながら、平均的な運転
条件で生じる温度は低すぎるために、微粒子の燃焼が自
然に開始することはできないのが普通である。これによ
りフィルターの目詰まりが生じ、それがエンジン効率に
悪影響を与える。そこで、フィルターの人為的再生を行
う必要がある。
【０００５】そのために多くの方法が開発されてきた。
それらは本質的に、エンジン運転の変化に基づく機械的
なものと言うことができる。すなわち、排気取込口のス
ロットリング、排気装置のスロットリング、最新式噴射
遅れまたは排気ガスでのもしくはフィルターレベルでの
局所エネルギー供給（抵抗器、バーナー、マイクロ波な
ど）などである。そこで、これらの各種装置を、コンピ
ュータ駆動の外部制御装置によって制御することが必要
である。最も多くの場合、再生開始において考慮される
基準は、排気管系における背圧である。
【０００６】微粒子フィルターの再生を容易にするた
め、化学的性質を持つ別の方途では、例えば有機金属添
加物などの添加物を燃料に加える。それが堆積した煤に
存在して発火点が低下することで、再生頻度が高くな
る。
【０００７】添加物として最も一般的に使用される物の
例としては、銅、鉄、セリウム、ナトリウムなどがあ
る。研究の結果、そのような添加物が存在すると、部分
的再生が比較的低い排気ガス温度（約２００℃）で自然
に生じることが明らかになっている。
【０００８】さらに、公知のシステムにおいては、背圧
および／または消費エネルギーに関係する問題が生じる
場合が多い。
【０００９】実際、フィルターにおける微粒子状物の蓄
積によって、背圧が非常に上昇するためにエンジンの効
率が低下する場合がある。例として、特許出願ＷＯ−９
５／１８２９２号を引用することができる。
【００１０】エネルギー消費に関しては、公知のシステ
ムのほとんどが、触媒要素全体の加熱を行う。このため
にエネルギー消費が高いものとなるが、それは多少制御
される。特許ＥＰ−Ｂ１−０４８５１７９号には、この
原理に基づくシステムについての説明がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】さらに、再生条件はフ
ィルターの汚れ状態によって決まる部分がかなりある。
公知の手段では、フィルターの汚れに対して措置を施す
ことはできない。本発明は、車両のあらゆる運転条件に
対して濾過段階の調整を行うことができるという利点を
有する。さらに本発明によって、上記の先行技術の問題
を克服することが可能である。
【００１２】すなわち本発明の全体的効果は、排気装置
での平均背圧をより良好に抑制し、従ってエンジン効率
の低下を抑制することにある。さらに本発明は、前記フ
ィルターの再生に必要なエネルギー供給を低下させるこ
とができるものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様によれ
ば、本発明は、必要なエネルギー量が少ない、微粒子の
後処理のためにディーゼルエンジンの排気装置に設けら
れた微粒子フィルターを制御する方法に関するものであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明によれば前記方法において
は、前記エンジンの運転に関連する所定の戦略に応じて
排気装置に設けられたフィルター手段の幾何形状を変え
て、平均背圧を抑制し、従ってエンジン効率低下を抑制
することができる。
【００１５】本発明の１実施態様によれば、本発明の方
法においては、排気ガスを濾過する体積を、濾過手段に
入るガスの体積流量に対して調節する。
【００１６】本発明の別の実施態様によれば、本発明の
方法においては、濾過手段の各種ゾーンにおいて煤濃度
を不均一とする。
【００１７】本発明の範囲から逸脱しない限りにおい
て、本発明の方法は、ある種の煤用に濾過手段の一定の
ゾーンを確保することができる。
【００１８】より詳細には、濾過手段を形成する各種ゾ
ーンを分離する仕切配列を用いる。
【００１９】仕切には、ゾーン間で燃焼の連鎖を可能と
するような配置で開口を設けることが有利である。
【００２０】さらに、本発明による方法は、フィルター
の汚れが所定の閾値を超える場合に、再生に必要なガス
の加熱を起こせるようにすることができる。すなわち、
該方法においては、濾過手段の汚れが所定の閾値を超え
る場合に、該濾過手段における排気ガス流部分を一時的
に制限することで、ガスの温度を上昇させて再生を誘発
する。
【００２１】本発明はさらに、微粒子フィルターの濾過
および再生の制御装置において、 −２以上の濾過ゾーンに分けられた濾過手段 −各種濾過ゾーン間のガス流分布を調節可能な、前記濾
過ゾーンの１以上に連結したスロットリング手段 を有してなる装置をも目的とするものである。
【００２２】より詳細には、本発明の装置はさらに、 −フィルターより上流に配置された１以上の圧力検出装
置 −フィルターでのガスの体積流量を評価するための１以
上の手段 −エンジンの運転に関係する所定の戦略に応じて１以上
のスロットリング手段を制御する手段 を有してなるものである。
【００２３】本発明による装置は、濾過手段を形成する
各種ゾーンを分離するための仕切配列を有していても良
い。
【００２４】さらに仕切には、ゾーン間での燃焼の連鎖
が可能となるような配置で開口を設けることができる。
【００２５】さらに制御手段は、排気ガスの体積流量に
応じて反応するものである。
【００２６】さらに制御手段は、濾過手段より上流で測
定される圧力に応じて反応するものである。
【００２７】より詳細には、本発明による装置は、ガス
の質量流量から体積流量を評価するための温度検出器を
有してなるものである。
【００２８】有利には、該制御手段を、各スロットリン
グ手段の開口角度を決めることができるものとする。
【００２９】
【実施例】本発明の他の特徴、利点および詳細は、添付
の図面を参照しながら、実施例によって提供される以下
の説明から明らかになる。ただし、本発明はそれら実施
例によって制限されるものではない。
【００３０】図１は、本発明による装置の系統図であ
る。
【００３１】図２は、排気ガスの体積流量に応じた各種
バルブの制御を説明する曲線である。
【００３２】図３は、本発明の１実施態様の実施の簡略
フローチャートである。
【００３３】図４Ａおよび図４Ｂは、フィルターの各種
汚れレベルに関して、体積流量に応じた各種バルブの制
御を示す曲線である。
【００３４】図５は、図４Ａおよび４Ｂによる本発明の
実施態様の実施の簡略フローチャートである。
【００３５】図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃは、各種バルブの
制御による煤の性質に応じた不均一の形成を示す曲線で
ある。
【００３６】図１は、本発明によって実行される手段を
示す図である。これらの手段は必須要素として、いくつ
かのゾーン１１、１２および１３に分けられた微粒子フ
ィルター１を有してなる。各ゾーンには、例えば濾過カ
ートリッジ１２などの濾過要素が設けられている。
【００３７】各ゾーンには、スロットリング手段３１、
３２および３３が連結されている。スロットリング手段
３１、３２および３３は、所定の戦略に応じて、互いに
独立に１以上のアクチュエータ４によって制御される。
そのために、コンピュータ５が、各種パラメータおよび
各種戦略に応じて各スロットリング手段の位置を計算す
ることによって各アクチュエータを制御する。
【００３８】スロットリング手段３１、３２および３３
は、排気ガス流の方向に関してフィルターから上流また
は下流に設けることができる。それらがフィルター１の
流動部分を完全に閉じることは決してない。
【００３９】図１に示したような仕切６の配列を用い
て、濾過ゾーン１１、１２および１３を互いに分離する
ことができる。この図では、その仕切によってフィルタ
ー１が３個の同形状の直方体に分けられ、それらの各部
分には濾過要素２が設けられている。さらに、配列を形
成する仕切６に開口を設けて、濾過要素２の一つで局所
的に燃焼が開始した場合に、フィルター１内で燃焼の連
鎖を可能とすることができる。
【００４０】この場合、フィルター１は上記の特性を有
する３個の実質的に同等の部分に分けられていると仮定
している。
【００４１】当然のことながら、仕切６の数および配置
は、使用するフィルターの種類および大きさに応じて変
わり得るものである。
【００４２】コンピュータ５の入力データ獲得は、いく
つかの検出器によって行われ、特には、フィルターの上
流に設けられた１以上の圧力検出器および１以上の温度
検出器によって行われる。
【００４３】さらに、本発明のこの実施態様によれば、
フィルター１の両側に２個の圧力検出器が設けられてお
り、フィルター上でのガスの質量流量を評価するための
手段も必要である。
【００４４】図２には、フィルターに連結しているスロ
ットリング手段を制御するための戦略の一つを示してあ
る。この場合、スロットリング手段３１、３２および３
３は、フィルター１を通過するガスの体積流量に応じて
制御される。体積流量は、フィルター上流の温度と質量
流量の両方から推定される。
【００４５】フィルター１内のガスの速度を調節するこ
とによって、濾過の改善や（全体的効率、極度の堆
積）、システムの音響の改善を試みることができる。
【００４６】フィルターを通過するガス流の体積に対し
て、フィルターの体積を調節することが可能であること
から、至適濾過条件を得て、背圧をできるだけ抑制する
ことができる。
【００４７】各種バルブの可能な開放／閉鎖の戦略を図
２に示してある。
【００４８】図２の曲線の縦座標は、上記の各直方体部
分に連結された３個の各バルブの開口角度α（％）を示
すものである。
【００４９】その曲線の横座標は、フィルター１を通過
する排気ガス流の体積流量Ｑ（ｍ３/ｈ）を示してい
る。
【００５０】３個のバルブのうちの１個の挙動は実線の
曲線Ａによって示してあり、第２のバルブは点線の曲線
Ｂに従って駆動され、第３のバルブは一点鎖線の曲線Ｃ
に従って開く。
【００５１】図２の戦略によれば、バルブＡは流量に関
係なく常に開放されており、バルブＢは平均体積流量に
関して徐々に開放される（２００〜４００ｍ３/ｈの範
囲で）。バルブＢは高流量の場合には開放されたままで
ある。第３のバルブＣは、高流量の場合、すなわち５０
０ｍ３/ｈを超える流量の場合にのみ開く。
【００５２】そうして、ガス濾過の総体積に応じて、ガ
スの体積流量は連続的に変わっていく。
【００５３】体積流量Ｑは、質量流量と温度測定値から
評価することができる。質量流量は、直接測定によっ
て、例えば熱フィルム流量計による直接測定によって得
ることができるか、あるいはエンジンマップから推定す
ることができる。さらに、熱フィルム流量計を、エンジ
ン制御の他の特定ニーズに使用することも可能である。
ガスの温度は好ましくは、フィルター上流で測定する。
【００５４】図３には、コンピュータ５の主要機能を示
す簡略フローチャートを示してある。入力データは質量
流量（ｋｇ／ｈ）および排気ガス温度である。これらの
データから、コンピュータは排気ガスの体積流量（ｍ３
/ｈ）を求める。前記コンピュータ５に組み込まれた所
定の戦略に従って、コンピュータは各種バルブの個々の
位置を決定する。次にコンピュータは、バルブに連結さ
れた各種アクチュエータの制御を開始して、バルブが図
２の曲線に従って応答するようにする。
【００５５】図２および３との関連で示した戦略によ
り、エンジンの長期にわたる低負荷運転または部分負荷
運転時に、フィルター内に汚れの不均一を発生させるこ
とも可能である。自己再生現象の研究（特には、添加物
の存在下に）により、そのような不均一形成によって、
捕捉物の濃度に応じて局所発火条件を整えやすくするこ
とが可能であることが明らかになっている。さらに、可
燃物を層化することが、良好な燃焼連鎖に役立つ。
【００５６】さらに、フィルター内のよごれ分布の制御
により、微粒子の所定の総重量について背圧を低下させ
ることができる。
【００５７】上記のバルブ開放戦略は、エンジンの運転
が低負荷で続く場合には、カートリッジＡにかなりの汚
れがあり、他の２個のカートリッジＢおよびＣは清浄な
ままであることを示している。そのような低速および低
トルク条件下では（かなりの渋滞時）、排気ガス温度が
低いために他の方法では行うことが困難な再生を行う上
で、汚れ層化が役に立つ。高負荷への移行（加速時）の
場合であっても、そうして形成された汚れの不均一によ
って、より好ましい再生条件が得られる。そこで本発明
によって、汚れの調整を行い、それを抑制し、結果的に
フィルターの再生を調整することができる。
【００５８】図４Ａおよび４Ｂは、フィルターの汚れの
レベルを考慮した戦略に相当するものである。
【００５９】この場合、ガスの体積流量に応じた各種バ
ルブの開放閾値も、フィルター上流で測定される圧力に
応じて変わる。汚れレベルが低い場合（図４に示した
例）、例えば４００ｍ３/ｈを超える高体積流量にはバ
ルブＢおよびＣが開く。
【００６０】汚れがひどくなると（図４Ｂ）、比較的低
ガス体積流量についてバルブＢおよびＣを開けて、好ま
しくない背圧となるのを回避することが有効である。す
なわち、流量が２００ｍ３/ｈに達したら直ちに開放す
る。
【００６１】図５には、コンピュータ５の作業の簡略フ
ローチャートが示してある。この場合の入力データは、
フィルター１の上流の１ヶ所以上で測定された質量流
量、温度および圧力である。
【００６２】これらのデータから、コンピュータが排気
ガスの体積流量を求める。次に、上流圧力を考慮して、
コンピュータは汚れレベルを求め、図４Ａおよび４Ｂの
曲線に従って各種バルブクラッパの位置を計算する。次
に、各クラッパに連結されたアクチュエータが制御され
る。
【００６３】フィルターの汚れが低レベル（低背圧）で
ある限り、バルブのうちの１個のみが開放し、他は閉じ
たままであって、それらは高流量でのみ開く（図４Ａ）
ことがわかる。
【００６４】フィルターが汚れたら（図４Ｂ）、低流量
（低速）では１個のバルブのみが開いているが、平均速
度に達したら第２のバルブが徐々に開き、次に第３のバ
ルブが開いて、高流量（高負荷）に対して最大開度とな
るようにする。
【００６５】図２に関連して述べた戦略に関して、汚れ
がこの場合に考慮する追加パラメータとなり、それによ
って図４Ａおよび４Ｂに示した曲線となる。
【００６６】図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃは、フィルターを
形成する各種ゾーンに関係する各種クラッパの別の駆動
戦略に関するものである。
【００６７】この場合、フィルターのゾーンは、炭化水
素豊富の煤堆積用に確保されており、煤は通常低負荷で
生成し、（その性質上）比較的容易に燃焼する。このゾ
ーンでは専ら、アイドリング速度付近でのみ堆積が起こ
る。図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃの重ね合わせてみれば、ア
イドリング速度時（低流量）は１個のバルブのみが開
き、他のバルブは閉じていることがわかる。そこでアイ
ドリング速度付近では、開放バルブに連絡しているフィ
ルター１のゾーンのみで優先的に堆積が起こる。
【００６８】中間的な負荷および速度では、アイドリン
グ速度時に捕捉された煤が燃焼開始に好ましい性質を保
持するようにするために、問題のゾーンを閉じ、フィル
ターの他の部分を開放する。図６Ｂに示したように、バ
ルブ２を完全かつ瞬間的に開くことができ、図６Ｃに示
したように、第３のバルブを徐々に開くことができる。
【００６９】高速・高負荷（高体積流量）時には、バル
ブを全て開放する。これによって一方で排気ガス背圧を
抑制し、他方で低負荷時に堆積するカートリッジ（すな
わち、炭化水素豊富な煤を含む）での再生を誘発するこ
とができる。この特定ゾーンでの燃焼誘発により、フィ
ルターの残りの部分で後燃焼を起こすこともできる。フ
ィルターホルダーの仕切６が好適な開口を有する場合に
は、この効果が高くなる。
【００７０】そうしてこの戦略によって、煤の性質に応
じてフィルター内に意図的に不均一を形成することがで
きる。それとの関係で、フィルターの幾何形状を調整し
て、走行状況に合わせる。炭化水素豊富ゾーンは長期に
わたるアイドリング速度時にのみ生じることがわかる。
安定した高速道路走行の場合には、フィルターは全く正
常に機能する。
【００７１】フィルター１に堆積した粒子状物の再生を
制御する別の戦略では、フィルター全体の一時的スロッ
トリングを行うことができる。それによって、排気ガス
が加熱され、その加熱排気ガス自体が再生を誘発する。
【００７２】より正確には、本発明による戦略では、例
えば背圧を測定することによって、フィルター汚れをモ
ニタリングし、次に背圧が一定の閾値に達したら、バル
ブ３１、３２および３３のいずれか１つまたはそれ以外
のものを同時もしくは別個に動作させて、ガス流動の部
分を制限し、従ってその温度を上昇させる。コンピュー
タ５は、３１、３２および３３の各バルブの開口度を正
確に測定することができる。
【００７３】
【発明の効果】興味深いことに、本発明によれば、特に
はフィルターの汚れ条件を維持することを目的として、
上記の戦略実施によって生じる汚れのレベルおよび分布
に対して、所定時間でスロットリングを行う戦略を用い
ることができる。直接の利点は、排気装置で生じる背圧
が比較的低くなり、それがエンジン性能の向上に寄与す
るという点にある。さらに、本発明によって、高性能の
自己着火を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の系統図である。
【図２】排気ガスの体積流量に応じた各種バルブの制御
を説明する曲線である。
【図３】本発明の１実施態様の実施の簡略フローチャー
トである。
【図４】フィルターの各種汚れレベルに関して、体積流
量に応じた各種バルブの制御を示す曲線である。
【図５】図４による本発明の実施態様の実施の簡略フロ
ーチャートである。
【図６】各種バルブの制御による煤の性質に応じた不均
一の形成を示す曲線である。
【符号の説明】
１ 微粒子フィルター ２ 濾過要素 ４ アクチュエータ ５ コンピュータ ６ 仕切 １１，１２，１３ ゾーン ３１，３２，３３ スロットリング手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブリジット マルタン フランス国 92500 リュエーユ−マルメ ゾン アヴニュ ド コルマール 34ビス (72)発明者 オリーヴィエイ パジョ フランス国 78510 トリール シュル セーヌ リュ ポール ドゥメール 114

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 必要エネルギーの少ない、微粒子の後処
    理のためにディーゼルエンジンの排気装置に取り付けら
    れた微粒子フィルターを制御する方法において、前記エ
    ンジンの運転に関係する所定の戦略に応じて排気装置に
    設けられた濾過手段（１）の幾何形状を変え、濾過手段
    （１）に入るガスの体積流量に対して、排気ガスが濾過
    される体積を調整することで、平均背圧と従ってエンジ
    ン効率低下を抑制することを特徴とする微粒子フィルタ
    ーの制御方法。
  2. 【請求項２】 濾過手段（１）の各種ゾーンに煤濃度の
    不均一を形成する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ある種の煤用に濾過手段（１）の一定の
    ゾーンを確保する請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 濾過手段（１）を形成する各種ゾーンを
    分離するための仕切（６）配列を用いる請求項１ないし
    ３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ゾーン間で燃焼の連鎖を行うことができ
    るような配置で、前記仕切に開口を設けることができる
    請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記濾過手段の汚れが所定の閾値を超え
    る場合に、該濾過手段にて排気ガスの流動部分を一時的
    に制限して、ガス温度を上昇させることによって、再生
    を誘発する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 ディーゼルエンジンの排気装置に設けら
    れた濾過手段に堆積し得る微粒子の再生を制御する装置
    であって、 −２以上の濾過ゾーン（１１、１２、１３）に分けられ
    た濾過手段 −各種濾過ゾーン間のガス流分布を調節可能な、前記濾
    過ゾーンの１以上に連結したスロットリング手段（３
    １、３２、３３） を有してなる装置において、 −フィルター（１）より上流に配置された１以上の圧力
    検出装置 −フィルター（１）でのガスの体積流量を評価するため
    の１以上の手段 −エンジンの運転に関係する所定の戦略と排気ガスの体
    積流量に応じて１以上のスロットリング手段（３１、３
    ２、３３）を制御する手段（５） を有してなることを特徴とする制御装置。
  8. 【請求項８】 さらに、濾過手段を形成する各種ゾーン
    （１１、１２、１３）を分離するための仕切（６）配列
    を有する請求項７記載の制御装置。
  9. 【請求項９】 仕切（６）に、ゾーン間での燃焼の連鎖
    が可能となるような配置で開口が設けられている請求項
    ８記載の制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御手段（５）が、前記濾過手段
    （１）の上流で測定される圧力に応じても反応する請求
    項７ないし９のいずれか１項に記載の制御装置。
  11. 【請求項１１】 ガスの質量流量からガスの体積流量を
    評価するための温度検出器を有してなる請求項７ないし
    １０のいずれか１項に記載の制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御手段（５）が、各スロットリ
    ング手段（３１、３２、３３）の開口角度を求めること
    ができる請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の制
    御装置。
  13. 【請求項１３】 スロットリング手段（３１，３２，３
    ３）が前記ゾーン（１１、１２，１３）のそれぞれに連
    結されている請求項１２記載の制御装置。
JP24815397A 1996-09-13 1997-09-12 微粒子フィルターの制御方法および制御装置 Expired - Fee Related JP4008075B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9611292A FR2753393B1 (fr) 1996-09-13 1996-09-13 Procede et dispositif de controle d'un filtre a particules
FR96/11292 1996-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1089049A true JPH1089049A (ja) 1998-04-07
JP4008075B2 JP4008075B2 (ja) 2007-11-14

Family

ID=9495789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24815397A Expired - Fee Related JP4008075B2 (ja) 1996-09-13 1997-09-12 微粒子フィルターの制御方法および制御装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5956944A (ja)
EP (1) EP0829622B1 (ja)
JP (1) JP4008075B2 (ja)
AT (1) ATE229613T1 (ja)
DE (1) DE69717743T2 (ja)
ES (1) ES2188878T3 (ja)
FR (1) FR2753393B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009504982A (ja) * 2005-08-15 2009-02-05 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の排ガスを処理する方法および装置
JP2009052440A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Hitachi Plant Technologies Ltd 舶用排ガス処理装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2778118B1 (fr) 1998-04-29 2000-06-02 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de regeneration locale et controlee d'un filtre a particules
US6233926B1 (en) * 2000-03-01 2001-05-22 Illinois Valley Holding Company Apparatus and method for filtering particulate in an exhaust trap
US6572357B2 (en) 2001-02-27 2003-06-03 Illinois Valley Holding Comany Apparatus for manufacturing monolithic cross flow particulate traps
DE10211565A1 (de) * 2002-03-15 2003-10-09 Eberspaecher J Gmbh & Co Abgasanlage mit Partikelfilter für Dieselmotoren
US7269942B2 (en) * 2003-05-15 2007-09-18 Illinois Valley Holding Company Wall flow particulate trap system
CA2527006A1 (en) * 2003-06-18 2004-12-29 Johnson Matthey Public Limited Company System and method of controlling reductant addition
GB0428291D0 (en) * 2004-12-24 2005-01-26 Johnson Matthey Plc Methods of regenerating NOx-Absorbent
GB0428289D0 (en) * 2004-12-24 2005-01-26 Johnson Matthey Plc Reductant addition in exhaust system comprising NOx-absorbent
JP4400356B2 (ja) * 2004-07-22 2010-01-20 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
US7441403B2 (en) * 2004-12-20 2008-10-28 Detroit Diesel Corporation Method and system for determining temperature set points in systems having particulate filters with regeneration capabilities
FR2879654B1 (fr) 2004-12-20 2010-04-30 Inst Francais Du Petrole Procede de regeneration de filtre a particules avec dispositif a combustion catalytique et installation de filtration utilisant un tel procede
US7210286B2 (en) * 2004-12-20 2007-05-01 Detroit Diesel Corporation Method and system for controlling fuel included within exhaust gases to facilitate regeneration of a particulate filter
US7461504B2 (en) * 2004-12-21 2008-12-09 Detroit Diesel Corporation Method and system for controlling temperatures of exhaust gases emitted from internal combustion engine to facilitate regeneration of a particulate filter
US7076945B2 (en) * 2004-12-22 2006-07-18 Detroit Diesel Corporation Method and system for controlling temperatures of exhaust gases emitted from an internal combustion engine to facilitate regeneration of a particulate filter
US20060130465A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-22 Detroit Diesel Corporation Method and system for controlling exhaust gases emitted from an internal combustion engine
US7434388B2 (en) 2004-12-22 2008-10-14 Detroit Diesel Corporation Method and system for regeneration of a particulate filter
FR2880914B1 (fr) * 2005-01-14 2007-04-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa Ligne d'echappement pour moteur de vehicule automobile
US7458207B2 (en) * 2005-10-07 2008-12-02 International Truck Intellectual Property Company, Llc Diesel vehicle exhaust aftertreatment apparatus and method
US8007555B2 (en) * 2008-03-30 2011-08-30 Lack Nicholas L Filter with multiple sections of different media
FR2944555A1 (fr) * 2009-04-16 2010-10-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Filtre a particules equipant une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne d'un vehicule automobile
PL2392790T3 (pl) * 2010-06-07 2020-07-27 Illinois Valley Holding Company System i sposób wychwytywania cząstek stałych
GB2511772B (en) * 2013-03-12 2019-01-30 Ceramex Ltd Testing catalytic efficiency of an exhaust component

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4502874A (en) * 1982-10-08 1985-03-05 Pneumafil Corporation Continuous filtration
EP0687805B1 (en) * 1994-05-17 1998-05-06 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Diesel particulate filter
US5651250A (en) * 1994-05-24 1997-07-29 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Diesel particulate filter apparatus
US5582002A (en) * 1994-06-29 1996-12-10 Pattas; Konstantin Method of and an apparatus for controlled regeneration of a diesel soot filter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009504982A (ja) * 2005-08-15 2009-02-05 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の排ガスを処理する方法および装置
KR100966782B1 (ko) * 2005-08-15 2010-06-29 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 내연 기관으로부터 배출된 배기 가스를 처리하는 공정 및장치
US8015806B2 (en) 2005-08-15 2011-09-13 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Process and apparatus for treating exhaust gas of an internal combustion engine and vehicle having the apparatus
JP2009052440A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Hitachi Plant Technologies Ltd 舶用排ガス処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69717743D1 (de) 2003-01-23
DE69717743T2 (de) 2003-05-28
JP4008075B2 (ja) 2007-11-14
EP0829622A1 (fr) 1998-03-18
FR2753393A1 (fr) 1998-03-20
EP0829622B1 (fr) 2002-12-11
ATE229613T1 (de) 2002-12-15
FR2753393B1 (fr) 1998-10-30
ES2188878T3 (es) 2003-07-01
US5956944A (en) 1999-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1089049A (ja) 微粒子フィルターの制御方法および制御装置
JP3303722B2 (ja) 内燃機関の排気微粒子除去装置
EP2611996B1 (en) Methods for controlling the operation of a particulate filter
JP4513593B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
US8069658B2 (en) Methods for estimating particulate load in a particulate filter, and related systems
US6990802B2 (en) Apparatus and method for regenerating particulate filter that removes particulates out of exhaust gas for internal combustion engine
US8161738B2 (en) Systems and methods for estimating particulate load in a particulate filter
JP4506539B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH10141046A (ja) 加熱調整装置付き排気ガス濾過法およびその装置
EP1998015B1 (en) Method of controlling exhaust gas purification system and exhaust gas purification system
JP4635582B2 (ja) 排気浄化装置
EP2356324B1 (en) Systems and methods for estimating particulate load in a particulate filter
JP5493268B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP5263307B2 (ja) 排ガス浄化フィルタの再生開始時期制御装置及び再生開始時期制御方法
JP5497822B2 (ja) ディーゼルエンジン
JP5327721B2 (ja) 内燃機関の排気浄化システム
US20200408120A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP5013222B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4103429B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP4811024B2 (ja) 排ガス浄化フィルタの再生開始時期制御装置及び再生開始時期制御方法
JP2015206302A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040726

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040726

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070801

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070829

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees