KR20020005700A - 입자가 유지되는 필터의 연소에 의해 재생을 제어하는제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

입자가 유지되는 필터의 연소에 의해 재생을 제어하는제어 방법 및 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020005700A
KR20020005700A KR1020017013405A KR20017013405A KR20020005700A KR 20020005700 A KR20020005700 A KR 20020005700A KR 1020017013405 A KR1020017013405 A KR 1020017013405A KR 20017013405 A KR20017013405 A KR 20017013405A KR 20020005700 A KR20020005700 A KR 20020005700A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter element
particles
combustion
engine
fuel
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.)
Withdrawn
Application number
KR1020017013405A
Other languages
English (en)
Inventor
부쉐마띠아
드망똥쟝-바쁘띠스뜨
Original Assignee
앙드레프 프랑스와
앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤
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 앙드레프 프랑스와, 앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤 filed Critical 앙드레프 프랑스와
Publication of KR20020005700A publication Critical patent/KR20020005700A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 기류에 수반된 산화 가능한 입자를 여과하는 요소의 재생을 이들 입자의 주기적인 연소에 의하여 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 입자는 내연 기관(3)의 배기 가스에 수반되어 배기 박스(1)에 유지되는 예컨대 탄소 함유 입자와 같은 입자이다.
열기관에 적용되는 경우에, 상기 제어 방법은 흐름을 수용하는 필터 요소(1)의 방향에 대해 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류에 위치하는 적어도 제2 지점 사이에서 기류 내의 산소 농도의 변동을 검출기(4, 5)를 이용하여 검출하는 단계를 포함함으로써, 필터 요소의 재생 단계를 정확하게 조정하여 과도한 소비를 최적으로 제한할 수 있으며, 상기 변동은, 예컨대 엔진의 작동 조건에 작용하는 제어 부재(6)에 의하여 시작되는 필터 요소에 축적된 입자의 연소 반응으로부터 발생된다. 본 발명은 예컨대 자동차 산업에 적용될 수 있다.

Description

입자가 유지되는 필터의 연소에 의해 재생을 제어하는 제어 방법 및 제어 장치{COMBUSTION CONTROL BY PARTICLE FILTER REGENERATION}
필터 수단은 내연 기관의 배기 시에 방출되는 입자를 80% 정도의 높은 여과 효율로 수집할 수 있다. 코닝 컴퍼니(Corning company)에서 판매하는 코디어라이트계(cordierite-based) 세라믹 모놀리스, 이바이덴 컴퍼니(Ibiden Company)에서 판매하는 탄화규소계 세라믹 모놀리스, 또는 권취 세라믹 섬유를 갖춘 카트리지를 예로서 들 수 있다.
입자 필터를 개발 및 설치하는 때에 직면하게 되는 기술적 어려움은, 이들 입자 필터가 필터 요소의 막힘(clogging)을 방지하도록 그을음 퇴적물의 연소에 의해 주기적으로 재생되어야 한다는 사실에 있는데, 전술한 막힘은 엔진 효율을 저하시키고, 엔진의 작동 상태를 위태롭게 한다. 이러한 연소는, 필터를 통하여 흐르는 가스의 온도가 입자의 산화를 일으키기에 충분한 수준에 도달한 경우에는 종종자연적으로 발생한다. 그러나, 예컨대 디젤 엔진의 배기 시에 발생되는 온도 수준은 매우 넓은 작동 범위 내에서 너무 낮게 유지되어, 그을음의 연소를 발생시킬 수 없다. 따라서, 필터의 재생을 일으킬 수 있게 하는 작용을 보충할 필요가 있다.
그러한 취지로 많은 기술이 개발되어 왔다. 이들 기술은 EGR 비율, 과급, 분사 지연, 배기 시의 스로틀링, 흡입 시의 스로틀링과 같은 엔진 운전 파라미터에서의 변경에 기초할 수 있고, 이들 기술은 후분사(post-injection)에 연결된 필터 요소의 상류에 배치되는 산화 촉매의 사용과 관련될 수 있거나, 이들 기술에는 저항기, 버너, 마이크로 웨이브, 플라즈마 등에 의하여 배기 가스 또는 필터에 외부 에너지 공급이 수반될 수 있다. 따라서, 컴퓨터에 의해 조작되는 외부 제어에 의하여 이들 다양한 장치를 구동할 필요가 있다.
필터 요소의 재생을 일으키기 위한 기준은 필터 요소의 경계에서 측정된 배압 변동 또는 압력 강하일 수 있으며, 이는 예컨대 본원 출원인의 특허 FR-2,755,623에 개시되어 있는 바와 같이 그을음에 기인한 필터 요소의 오염 수준과 상호 관련될 수 있다. 이 검출 공정은 안정된 운전 조건하에서 매우 적합하다. 안정된 주행 조건하에서는 배압이 탄소 함유 퇴적물의 연소에 따라 강하하기 때문에, 배압의 측정에 의해서도 필터 요소 내에 축적된 그을음의 연소를 검출할 수 있게 된다. 그러나, 배기 시의 배압은 엔진 상태(온도, 공기 유량 등)가 안정적이지 않을 때 큰 변동을 겪게 된다. 이는 통상의 교통 조건에서, 매우 빈번하게 천이 상태(가속, 감속)로 작동하는 차량 엔진의 경우이다. 이러한 유형의 측정에 의하여 필터 요소의 오염 수준을 제어하는 것은 실제로는 어렵다.
필터 요소의 재생의 개시도 필터 수단을 따라 간격을 두고 있는 점들 사이에서 측정되는 저항기의 변동을 측정함으로써 제어될 수 있는데, 변동은 예컨대 본원 출원인의 특허 FR-2,760,531에 개시되어 있는 바와 같이 필터 요소의 오염 수준과 직접적으로 관련되어 있다.
필터의 재생은, 예컨대 유기금속 또는 희토류 원소를 기초로 하는 연료 첨가물을 이용함으로써 촉진될 수 있는데, 이 첨가물은 그을음 퇴적물에서 발견되고 그을음의 산화에 촉매 작용을 하며, 이는 탄소 함유 퇴적물의 연소 개시 온도를 저하시킨다. 세륨, 스트론튬, 철 등은 가장 일반적으로 사용되는 물질의 예로 들 수 있다. 이들 원소를 이용하면, 그을음 퇴적물의 성질에 따라 200℃ 내지 450℃ 사이의 온도에서 재생을 달성할 수 있다. 그러나, 예컨대 과급 디젤 엔진의 배기 시에 발생되는 온도는, 도시 교통과 같은 특정 형태의 용도의 경우에 그을음의 연소를 일으키기에는 여전히 불충분할 수 있다. 전술한 각종의 원소와 관련한 특정 방법의 수행은 시스템이 적절하게 작동하는 데에 필수적인 것이 되었다. 이들 다양한 기술을 사용한 여러가지 예가, 예컨대 EP 913,559, JP 10,141,113, GB 2,261,613, EP 488,386 또는 DE 35,38,109의 특허에 개시되어 있다.
어떤 수단이 필터 요소의 재생을 일으키는 데에 사용되든 간에, 그 수단은 에너지 소모를 야기한다. 우수한 시스템 조작에는 재생 단계를 제어하는 것이 필요하다. 보다 정확하게, 필터 재생 개시의 검출은, 가스의 온도를 증가시키는 데 사용된 수단이 정지될 수 있는 순간을 정하게 해준다. 따라서, 그을음의 연소는 그을음 산화 반응의 높은 발열 때문에 자체 지속식(self-sustain)일 수 있다. 특히, 이는 필터 요소를 재생하기 위한 방법의 수행과 관련한 엔진의 과도한 에너지 소모를 명백하게 제한한다.
본 발명은, 필터 요소의 경계에서 가스의 연료/공기 비율을 차등 측정함으로써, 예컨대 내연 기관 내의 기체 흐름 시스템 상에 설치된 입자 필터와 같이 탄소 함유 성분을 수집하기 위한 시스템의 재생을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 엔진 출구에서의 필터 요소의 오염을 모니터링하는 데에 적용된 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 필터 요소의 상류와 하류 사이의 연료/공기 비율의 차이(ΔR)의 시간에 따른 변동의 예를 나타내고, 그을음의 연소가 시작되는 설정 임계값(S)에 이르기까지 상기 차이가 점진적으로 상승하는 것을 도시하며,
도 3은 필터 요소 상류에서의 연료/공기 비율(RA)과, 필터 요소 하류에서의 연료/공기 비율(RB)과, 배기 시의 배압(CP)의 시간의 함수로서의 비교된 변동을 나타내는 도면이다.
본 발명은 필터 요소의 재생 단계와, 그 필터 요소를 소제하는데 요하는 작용 단계를 매우 효율적으로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 기류에 수반된 입자를 여과하는 요소의 주기적인 재생을 상기 입자의 연소를 통하여 제어할 수 있다. 이 방법은, 그 흐름 방향에 대해 흐름을 수용하는 필터 요소의 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류에 위치하는 적어도 제2 지점 사이에서 기류의 산소 농도의 변동을 검출하는 단계를 포함함으로써, 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 정확하게 조정하여, 필요한 에너지를 가능한 한 제한하며, 상기 변동은 필터 요소 내에 축적된 입자에서 일어나는 연소 반응으로 인해 발생되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은, 예컨대 엔진으로부터 유출되는 기류에 수반된 입자 또는 그을음을 유지하도록 되어 있는 배기 소음기와 같은 필터 요소의 주기적인 재생을 상기 입자의 연소에 의하여 제어할 수 있다. 이 방법은, 흐름 방향에 대해 필터 요소의 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류에 위치하는 적어도 제2 지점 사이에서 배기 가스의 연료/공기 비율의 변동을 검출하는 단계를 포함함으로써, 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 정확하게 조정하며, 상기 변동은 검출된 연료/공기 비율의 변동을 감지하는 조작 수단에 의해 일어나는 필터 요소 내에 축적된 입자의 연소 반응에 기인하는 것을 특징으로 한다.
몇가지 경우에, 본 발명의 방법은, 필터 요소의 자발적인 재생을 제어하는 단계, 배기 가스의 온도를 상당히 상승시키도록 엔진의 운전 파라미터에 작용을 가하는 단계, 또는 필터 요소와 결합되는 가열 수단을 기동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는, 기류에 수반된 입자를 유지하는 필터 요소의 주기적인 재생을 상기 입자의 연소에 의하여 제어할 수 있다. 이 장치는, 흐름 방향에 대해 기류를 수용하는 필터 요소의 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류(바람직하게는 필터 요소의 하류)에 위치하는 적어도 제2 지점 사이에서 기류 내의 산소 함량의 변동을 검출하는 검출 수단과, 입자를 태우도록 필터 요소의 온도를 충분히 상승시키기 위한 가열 수단과, 상기 가열 수단에 작용함으로써 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 조정하도록 검출 수단에 연결되는 조작 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
열기관으로부터 유출되는 기류에 수반된 산화 가능한 입자 또는 그을음을 유지하는 필터 요소의 주기적인 재생을 이들 입자의 연소에 의하여 제어하는 용례에 있어서, 장치는, 가스의 흐름 방향에 대해 필터 요소의 상류에 위치하는 제1 지점에 배치된 제1의 연료/공기 비율 검출기 및 가스의 흐름 방향에 대해 상기 제1 지점의 하류(바람직하게는 필터 요소의 하류)에 위치하는 제2 지점에 배치된 제2의 연료/공기 비율 검출기와, 입자를 태우도록 필터 요소의 온도를 충분히 상승시키기 위한 가열 수단과, 제1 및 제2 검출기 사이의 배기 가스의 연료/공기 비율 변동에 따라 상기 가열 수단에 작용함으로써 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 조정하도록 검출 수단에 연결되는 컴퓨터를 포함한다.
상기 가열 수단은 예컨대 엔진으로 이루어질 수 있고, 컴퓨터는 배기 가스의 온도를 상승시키도록 운전 파라미터를 변경시키게 프로그램되거나, 상기 가열 수단은 필터 요소와 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치의 다른 특징과 장점은, 특히 기류가 열기관으로부터 나오는 용례에 있어서는, 첨부 도면을 참고로 하여 한정의 의도는 없는 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
전술한 용례에 있어서, 본 발명의 장치는, 내부에 축적되는 탄소 함유 오염 입자(그을음)를 연소하고, 이러한 연소에 기인한 여과 요소의 상류 및 하류 사이의연료/공기 비율의 변동을 검출함으로써 열기관(3)의 배기 회로(2)에 개재된 필터 요소(1)의 주기적인 재생을 제어하는 데에 적합하다.
"연료/공기 비율"이라는 용어는 본 명세서에서 자동차 업계 종사자가 사용하는 특별한 의미를 지니며, 이하의 관계에 의하여 정의한다.
연료/공기 비율 = (m연료/m공기)/(m연료/m공기)이론상
여기서,
m연료는 엔진에 분사되는 연료의 질량(kg/h)이고,
m공기는 엔진에 의해 흡입되는 공기의 질량(kg/h)이며,
(m연료/m공기)이론상은 이론적인 연소 반응에서 연료 유량과 공기 유량 사이의 비율에 상응하는 것이다. 이 비율은 연료의 성질에 의존하며, 이는 1/14.5에 가깝다.
이러한 연료/공기 비율의 변동을 측정하기 위하여, 장치는 현재 엔진의 배기 회로에 설치되는 것들과 같은 공지된 형태의 제1 연료/공기 비율 검출기(4)를 갖추고 있는데, 이 검출기는 예컨대 배기 가스의 흐름 방향에 대해 필터 요소(1)의 상류에 배치되어 있다. 장치는 동일한 형태의 제2 연료/공기 비율 검출기(5)도 갖추고 있는데, 이 검출기는 예컨대 필터 요소(1)의 출구 근처에서 제1 검출기(4)의 하류에 배치되어 있다. 연료/공기 비율 검출기(4, 5) 모두는, 각각의 측정치 사이의 연료/공기 비율 차이의 전개를 모니터하는 데 적합하게 프로그램된 프로세서와 같은 조작 수단(6)에 연결되어 있다.
필터 요소(1)에 축적되는 그을음은, 주로 산소와 반응하여 그와 함께 주로 CO2및 CO를 형성하는 탄소 함유 성분으로 구성된다. 따라서, 필터 요소로 도입되는 산소의 일부는 퇴적물 내에 존재하는 탄소에 의해 소모된다. 그러므로, 필터 요소 내에서의 그을음의 연소는, 그을음의 연소 시작부터 필터 요소 내의 흐름 방향에 대해 상류에서 측정된 연료/공기 비율에 비하여 하류에서 산소의 부족을 야기한다.
어떠한 엔진 파라미터도 변경하지 않고 필터의 재생을 개시하기에 충분히 높은 온도 수준에 이를 수 있는 특정 엔진 운전 상태(통상적으로, 고부하 운전 상태)가 있다. 따라서, 컴퓨터는 자발적인 필터 요소의 재생 과정을 검출할 수 있다.
이러한 경우의 자발적인 재생을 별도로 하고, 필터 요소가 재생을 요할 때에, 컴퓨터(6)는 임의의 적절한 수단을 매개로 실질적인 배기 가스의 온도 증가를 제어함으로써 그을음의 연소를 일으킬 수 있다. 이는 엔진 자체의 운전 파라미터에 대한 작용일 수 있거나, 어떤 경우 또는 고려된 용례에 따르면, (가열 요소와 같은) 적당한 엔진 외부의 요소에 대한 작용일 수 있다. 장치는 재생 과정이 정지되어야 하는 시기를 정확하게 정하여, 필요한 에너지 소비를 제한할 수 있다.
장치는 필터 내에서의 그을음 연소 작용의 주기성을 측정하도록 먼저 검교정 되어야 한다. 퇴적된 그을음의 양은, 엔진의 입자 배출 맵(map)을 기초로, 또는 공지 유형의 필터 오염 검출기를 이용함으로써 평가된다.
그을음 연소 단계 전체에 걸쳐 연료/공기 비율 차이를 적분하여 필터 요소 내에 축적된 그을음의 양을 정할 수도 있다. 다음에, 이 값은 필터에서 연소된 그을음의 양과 비교되어, 필터의 재생이 전체적인지 부분적인지를 정할 수 있다.
도 2 및 도 3은 자동차 엔진에서 수행한 시험의 결과를 도시한다. 곡선 RA와 RB는 필터의 상류 및 하류에 배치된 검출기(4, 5)에 의해 측정된 연료/공기 비율 각각의 변동을 도시하는 한편, 곡선 CP는 배기 시의 배압의 변동을 나타낸다. 곡선 RA와 RB는 점 S에 이르러 비교 가능하게 전개되며, 이 점에서는 축적된 그을음의 점진적인 산화로 인하여 연료/공기 비율들 사이의 차이가 증가한다. 강하 전의 배압(CP)의 최대값(D)은 신호 RA와 RB사이에 상당한 차이가 나타난지 한참 후에 발생하는 것을 관찰할 수 있다.
열기관의 배기 회로 내의 필터 요소의 오염을 제어하는 방법의 적용 예를 설명하였다. 그러나, 입자가 연소 가능하여 기류의 산소 함량을 변경할 수 있는 한 이 방법이 특정 산소 농도를 갖는 기류에 수반된 입자를 축적하는 필터 요소의 재생에 적용될 수 있다는 것은 명백하다. 산소 농도를 측정하도록 되어 있는 검출기는 이 경우에 상기 농도의 변동을 검출하는 데 사용된다.

Claims (9)

  1. 기류에 수반된 입자를 유지하게 되어 있는 필터 요소의 주기적인 재생을 이들 입자의 연소에 의하여 제어하는 제어 방법으로서,
    그 흐름 방향에 대해 기류를 수용하는 필터 요소의 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류에 위치하는 적어도 제2 지점 사이의 기류의 산소 농도의 변동을 검출하는 단계를 포함함으로써, 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 정확하게 조정하여 필요한 에너지를 가능한 한 제한하는데, 상기 변동은 필터 요소 내에 축적된 입자에서 일어나는 연소 반응으로 인해 발생되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  2. 엔진(3)으로부터 유출되는 기류에 수반된 입자 또는 그을음을 유지하도록 되어 있는 배기 소음기와 같은 필터 요소(1)의 주기적인 재생을 이들 입자의 연소에 의하여 제어하는 제어 방법으로서,
    흐름 방향에 대해 필터 요소(1)의 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류에 위치하는 적어도 제2 지점 사이의 배기 가스의 연료/공기 비율의 변동을 검출하는 단계를 포함함으로써, 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 정확하게 조정하여 필요한 에너지를 가능한 한 제한하는데, 상기 변동은 검출된 연료/공기 비율의 변동을 감지하는 조작 수단(6)에 의해 일어나는 필터 요소 내에 축적된 입자의 연소 반응에 기인하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 필터 요소의 자발적인 재생 과정을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  4. 제2항에 있어서, 배기 가스의 온도를 상당히 상승시키도록 엔진(3)의 운전 파라미터에 작용을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서, 입자의 제어된 연소를 달성하도록 필터 요소와 결합되는 가열 수단을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 기류에 수반된 입자를 유지하는 필터 요소(1)의 주기적인 재생을 이들 입자의 연소에 의하여 제어하는 제어 장치로서,
    그 흐름 방향에 대해 기류를 수용하는 필터 요소의 상류에 위치하는 적어도 제1 지점과, 이 제1 지점의 하류에 위치하는 적어도 제2 지점 사이의 기류의 산소 함량의 변동을 검출하는 검출 수단(4, 5)과,
    입자를 태우도록 필터 요소의 온도를 충분히 상승시키기 위한 가열 수단과,
    상기 가열 수단에 작용함으로써 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 조정하도록 검출 수단(4, 5)에 연결되는 조작 수단(6)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  7. 엔진(3)으로부터 유출되는 기류에 수반된 산화 가능한 입자 또는 그을음을 유지하는 필터 요소(1)의 주기적인 재생을 이들 입자의 연소에 의해 제어하는 제어 장치로서,
    흐름 방향에 대해 필터 요소(1)의 상류에 위치하는 제1 지점에 배치된 제1의 연료/공기 비율 검출기(4) 및 가스의 흐름 방향에 대해 제1 지점의 하류에 위치하는 제2 지점에 배치된 제2의 연료/공기 비율 검출기(5)와,
    입자를 태우도록 필터 요소의 온도를 충분히 상승시키기 위한 가열 수단과,
    제1 및 제2 검출기 사이의 배기 가스의 연료/공기 비율 변동에 따라 상기 가열 수단에 작용함으로써 연소의 개시에 필요한 준비 시간을 조정하도록 검출 수단(4, 5)에 연결되는 컴퓨터(6)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 가열 수단은 엔진(3)으로 이루어지며, 컴퓨터(6)는 배기 가스의 온도를 상승시키도록 엔진(3)의 운전 파라미터를 변경시키게 프로그램되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 가열 수단은 필터 요소와 결합되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
KR1020017013405A 2000-02-22 2001-02-21 입자가 유지되는 필터의 연소에 의해 재생을 제어하는제어 방법 및 제어 장치 Withdrawn KR20020005700A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0002216A FR2805174B1 (fr) 2000-02-22 2000-02-22 Procede et dispositif pour controler la regeneration par combustion, d'un filtre retenant des particules
FR00/02216 2000-02-22
PCT/FR2001/000505 WO2001063103A1 (fr) 2000-02-22 2001-02-21 Controle de la combustion en regenerant un filtre de particules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020005700A true KR20020005700A (ko) 2002-01-17

Family

ID=8847274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017013405A Withdrawn KR20020005700A (ko) 2000-02-22 2001-02-21 입자가 유지되는 필터의 연소에 의해 재생을 제어하는제어 방법 및 제어 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6655132B2 (ko)
EP (1) EP1171696B1 (ko)
JP (1) JP4364473B2 (ko)
KR (1) KR20020005700A (ko)
DE (1) DE60112672T2 (ko)
FR (1) FR2805174B1 (ko)
WO (1) WO2001063103A1 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2833995B1 (fr) * 2001-12-26 2004-07-30 Renault Procede de detection de la regeneration incontrolee d'un filtre a particules implante dans la ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2849103B1 (fr) 2002-12-23 2005-02-18 Renault Sa Procede et systeme de determination de masse de suie dans un filtre a particules
JP2004293340A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排ガス浄化装置
US7281369B2 (en) * 2004-02-27 2007-10-16 Nissan Motor Co., Ltd. Deterioration diagnosis of diesel particulate filter
JP2005240719A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Nissan Motor Co Ltd フィルタの再生時期検出装置およびフィルタの再生制御装置
EP1580413A1 (de) * 2004-03-24 2005-09-28 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Überwachung eines Filters, sowie Verfahren zur Filterüberwachung
DE102005012502C5 (de) 2004-03-24 2022-09-01 Mahle International Gmbh Vorrichtung zur Überwachung eines Filters, Belüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Filterüberwachung
DE102004050347B4 (de) * 2004-10-15 2007-11-08 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Beladungsfaktors eines Partikelfilters
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
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
US7434388B2 (en) 2004-12-22 2008-10-14 Detroit Diesel Corporation Method and system for 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
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
DE102005013936A1 (de) * 2005-03-26 2006-09-28 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Regeneration eines Dieselpartikelfilters
US7299626B2 (en) * 2005-09-01 2007-11-27 International Engine Intellectual Property Company, Llc DPF regeneration monitoring method
JP2008121557A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の排気浄化装置
CA2777407A1 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Nxtgen Emission Controls Inc. Fuel processor with improved carbon management control
DE102009028237A1 (de) * 2009-08-05 2011-02-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters mit einer im Abgaskanal nachgeordneten Abgassonde
GB2472815B (en) * 2009-08-19 2013-07-31 Gm Global Tech Operations Inc Method of estimating oxygen concentration downstream a diesel oxidation catalyst
US8607544B2 (en) * 2011-05-12 2013-12-17 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for variable displacement engine control
CN108061629B (zh) * 2017-12-04 2020-01-31 潍柴动力股份有限公司 一种发动机排气管路漏气检测装置及方法
CN110732199B (zh) * 2019-10-25 2020-12-04 昆明理工大学 一种汽车维修厂内的汽车尾气处理装置
CN114033532B (zh) * 2021-11-08 2022-12-30 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59100917U (ja) * 1982-12-24 1984-07-07 日産自動車株式会社 内燃機関の排気微粒子処理装置
US4567725A (en) * 1983-01-10 1986-02-04 Nissan Motor Company, Limited Trap regenerative device control apparatus
JPS60122214A (ja) * 1983-11-30 1985-06-29 Tokyo Roki Kk 内燃機関の排ガス中の黒煙除去方法及び装置
IT1185663B (it) * 1984-09-14 1987-11-12 Volkswagen Ag Procedimento e dispositivo per eliminare i componenti solidi contenuti nei gas di scarico di motori a combustione interna
DE3538109C1 (de) * 1985-10-26 1987-02-26 Man Technologie Gmbh Dieselmotor mit Russfilter
US4677823A (en) * 1985-11-01 1987-07-07 The Garrett Corporation Diesel engine particulate trap regeneration system
US5050376A (en) * 1990-02-08 1991-09-24 Allied-Signal Inc. Control system for diesel particulate trap regeneration system
US5524433A (en) * 1994-12-27 1996-06-11 Ford Motor Company Methods and apparatus for monitoring the performance of hydrocarbon engine emission trapping devices
EP0761286B1 (en) * 1995-09-11 2005-12-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A method for purifying exhaust gas of an internal combustion engine
JPH10196435A (ja) * 1997-01-09 1998-07-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置
EP0892159A3 (en) * 1997-07-17 2000-04-26 Hitachi, Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus and method for internal combustion engine
JPH1182112A (ja) * 1997-09-05 1999-03-26 Denso Corp 内燃機関の酸素濃度センサ用ヒータ制御装置及びヒータ制御方法
DE19753718C1 (de) * 1997-12-04 1999-07-08 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors
JP3228232B2 (ja) * 1998-07-28 2001-11-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6167696B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-02 Ford Motor Company Exhaust gas purification system for low emission vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003524106A (ja) 2003-08-12
US20020157383A1 (en) 2002-10-31
US6655132B2 (en) 2003-12-02
WO2001063103A1 (fr) 2001-08-30
EP1171696B1 (fr) 2005-08-17
DE60112672D1 (de) 2005-09-22
FR2805174A1 (fr) 2001-08-24
FR2805174B1 (fr) 2002-05-03
EP1171696A1 (fr) 2002-01-16
JP4364473B2 (ja) 2009-11-18
DE60112672T2 (de) 2006-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20020005700A (ko) 입자가 유지되는 필터의 연소에 의해 재생을 제어하는제어 방법 및 제어 장치
JP4553363B2 (ja) パティキュレート量の測定装置、パティキュレート量の測定方法、及び排気浄化装置
KR101329067B1 (ko) 입자상물질 생성장치 및 수집장치
US7260930B2 (en) Radio frequency-based particulate loading monitoring system
KR101499491B1 (ko) 차량에 탑재된 촉매 컨버터의 노화 조건을 검증하기 위한 방법
US8161738B2 (en) Systems and methods for estimating particulate load in a particulate filter
US20030200746A1 (en) Exhaust gas purification system having particulate filter
US20020112472A1 (en) Diesel particulate filter unit and regeneration control method of the same
JP4506539B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
WO2006052474A2 (en) Method for controlling temperature in a diesel particulate filter during regeneration
JPH0419315A (ja) 内燃機関の排気処理装置
JPH04219412A (ja) 触媒コンバータの作動監視装置および方法
EP1281843A2 (fr) Procédé de détermination du chargement d'un filtre à particules
KR20190141432A (ko) 재생 후 가솔린 여과 필터에 잔존하는 수트 잔존량을 계산하는 방법 및 이를 이용한 가솔린 여과 필터의 재생 방법 및 시스템
US7610749B2 (en) Exhaust gas cleaning apparatus having particulate collector for use in automotive vehicle
US4715179A (en) Method and device for the removal of solid components contained in the exhaust gases of internal combustion engines
US7490463B2 (en) Process and system for removing soot from particulate filters of vehicle exhaust systems
FR2915769A1 (fr) Procede de regulation de la regeneration d'un filtre a particules.
KR100680363B1 (ko) 디젤매연 촉매 여과장치의 에이징 방법
Baumgard¹ et al. Development and effectiveness of ceramic diesel particle filters
FR2805347A1 (fr) Dispositif pour controler le debit de particules conductrices dans un flux de gaz
JPS61135917A (ja) デイ−ゼル・エンジンの排気ガス微粒子浄化装置
KR101305045B1 (ko) 디젤엔진 매연여과장치의 온도센서를 이용한 실시간 매연 산화율 측정장치 및 매연 산화율 측정방법, 그리고 이 매연 산화율 측정방법에 따른 매연여과장치 재생 제어방법
CN113464246B (zh) 颗粒捕集器再生方法、控制器和再生系统
JP2679456B2 (ja) ディーゼル機関の排気清浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20011020

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid