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技術 異常に頻度が高いディーゼルパティキュレートフィルタ再生を検出する方法、エンジン、排気後処理システム、警告システム及び方法

出願人 マックトラックスインコーポレイテッド
発明者 ドング,クンロングマーリー,ジェフリー
出願日 2012年6月21日 (7年0ヶ月経過) 出願番号 2015-518384
公開日 2015年9月17日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2015-527514
状態 特許登録済
技術分野 排気の後処理
主要キーワード 温度測定センサ 圧力ベース 排気質量流量 破局的 警告システム 排気後処理システム 自動診断 質量流
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題・解決手段

本発明は、異常に頻度が高いディーゼルパティキュレートフィルタDPF)の再生を検出する方法に関する。前記方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、この測定された圧力損失を使用して圧力損失ベース堆積推定値を計算すること、エンジンモデルからの煤の排出を計算するとともに、この計算された煤の排出を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算すること、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を前記エミッションベースの煤堆積推定値と比較すること、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えること、を含む。

概要

背景

最新ディーゼルエンジンには、通常、エンジン排気中の未燃炭化水素といった粒子状物質濾過するためのDPFが設けられている。DPF内捕集されると、通常は、再生と呼ばれるプロセスによる煤の除去が必要になる。再生のために使用される2つの主要な機構がある:酸素ベースの再生と呼ばれる酸素による煤の酸化((C+O2→CO2)及び/又は(2C+O2→2CO))と、二酸化窒素ベースの再生と呼ばれる二酸化窒素による煤の酸化((C+2NO2→CO2+2NO)及び/又は(C+NO2→CO+NO))である。「効果的なNO2の供給を強化したNO2ベースの能動的な再生により触媒ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を再生する方法及び装置」という名称の特許文献1、及び「窒素酸化物再循環を使用してNO2ベースでディーゼルパティキュレートフィルタを再生する方法及び装置」という名称の特許文献2は、モデリングを使用してDPFの煤の堆積を計算することを記載している。なお、両文献がこの参照によって援用されるものとする。エンジン及び排気後処理システム(EATS)の通常運転の間にも、いくらかの酸素による再生が多くの場合に生じているが、酸素による再生は、DPFに捕集された煤を燃焼させるための熱の追加を普通は含むので、典型的に「能動的な」再生と呼ばれている。NO2による再生は「受動的な」再生と典型的に呼ばれるとともに、エンジン及び排気後処理システムの通常運転の間にDPFが連続的に再生される主要な機構である。

DPFにおける煤の堆積は、エンジンから排出される煤、並びにディーゼル酸化触媒DOC)及びDPF触媒といった排気後処理システムの部品触媒活性、並びにエンジンの排気温度及び窒素酸化物のレベルといったファクターの影響を受ける。ディーゼルエンジン付きトラックの通常のハイウェイ運転の間といった、多くの運転状態下では、受動的な再生はDPFにおける煤の実質的な堆積を防止することができ、かつ全体的に能動的な再生の必要性を回避することができる。好ましくない排気温度での局地的な運転といった、より好ましくない状態下では、DPFに煤が堆積して能動的な再生を実行しなければならない。

能動的な再生が必要であるかどうかを決定する一つの方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、エンジンが運転されているときの特定の排気温度及び排気質量流量における圧力損失の関数として煤の堆積を推定することである。この圧力損失による煤の堆積の評価が予め定められた煤の堆積の限界値を上回る場合、能動的な再生が開始される。

概要

本発明は、異常に頻度が高いディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)の再生を検出する方法に関する。前記方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、この測定された圧力損失を使用して圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算すること、エンジンモデルからの煤の排出を計算するとともに、この計算された煤の排出を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算すること、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を前記エミッションベースの煤堆積推定値と比較すること、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えること、を含む。

目的

能動的な再生が必要であるかどうかを決定する一つの方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、エンジンが運転されているときの特定の排気温度及び排気質量流量における圧力損失の関数として煤の堆積を推定することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

異常に頻度が高いディーゼルパティキュレートフィルタDPF)の再生を検出する方法であって、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、この測定された圧力損失を使用して圧力損失ベース堆積推定値を計算すること、エンジンモデルからの煤の排出を計算するとともに、この計算された煤の排出を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算すること、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を前記エミッションベースの煤堆積推定値と比較すること、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えること、を含む方法。

請求項2

NO2及びO2ベースの煤再生による煤の消費量を計算するとともに、前記計算された煤の消費量を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項3

エンジン回転数空燃比EGRの使用並びに燃料角度のうちの一つ又は複数、外気温度エンジン吸気温度並びに排気温度のうちの一つ又は複数を含む温度測定値、及びNOxエミッション測定値、を含むデータに基づいて煤の排出量及び煤の消費量を計算することを含む、請求項2に記載の方法。

請求項4

前記圧力損失ベースの煤堆積推定値及び前記エミッションベースの煤堆積推定値の一方が予め定められた煤堆積量限界値に達したときに、圧力損失ベースの煤堆積推定値をエミッションベースの煤堆積推定値と比較することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項5

前記予め定められた値が予め定められた時間間隔であり、前記方法は、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値及び前記エミッションベースの煤堆積推定値の一方が前記予め定められた煤堆積の限界値に達した時点と、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値及び前記エミッションベースの煤堆積推定値の他方が前記予め定められた煤堆積の限界値に達すると予想される時点との間の差が、予め定められた時間間隔を超える場合に警告を与えることを含む、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記予め定められた値が予め定められた煤堆積量であり、前記方法は、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値及び前記エミッションベースの煤堆積推定値の一方が前記予め定められた煤堆積の限界値に達したときに前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値の間の推定された煤堆積量の差が前記予め定められた煤堆積量を超えた場合に警告をもたらすことを含む、請求項4に記載の方法。

請求項7

前記圧力損失ベースの煤堆積推定値及び前記エミッションベースの煤堆積推定値の一方が前記予め定められた煤堆積の限界値に達したときにDPFの再生を始動させることを含む、請求項4に記載の方法。

請求項8

前記警告が与えられた後に、前記エンジン及び前記エンジンの下流のディーゼル酸化触媒DOC)の機能性を点検することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項9

エンジン回転数、空燃比、EGRの使用並びに燃料角度のうちの一つ又は複数、外気温度、エンジンの吸気温度並びに排気温度のうちの一つ又は複数を含む温度測定値、及びNOxエミッションの測定値を含むデータに基づいて煤の排出を計算することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項10

測定された排気質量流量及び排気温度を含むファクターに基づいて前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項11

可能性のあるディーゼルエンジン不調あるいはディーゼル酸化触媒(DOC)の不調を検出する方法であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)全体の圧力損失を測定するとともに、この測定された圧力損失を使用して圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算すること、エンジンモデルからの煤の排出を計算するとともに、この計算された煤の排出を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算すること、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を前記エミッションベースの煤堆積推定値と比較すること、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との間の差が予め定められた値を超える場合に前記ディーゼルエンジンの機能性及び前記DOCの不調を点検すること、を含む方法。

請求項12

NO2及びO2ベースの煤再生による煤の消費を計算するとともに、この計算された煤の消費の速度を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算することを含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

排気後処理システムを有するディーゼルエンジンであって、排気管を有するディーゼルエンジン、前記ディーゼルエンジンの排気管の下流のディーゼル酸化触媒(DOC)、前記DOCの下流のディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)、DPF全体の圧力損失を測定するためのセンサ、及び測定された圧力損失に基づいて圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算し、エンジンモデルから計算された煤の排出に基づいてエミッションベースの煤堆積推定値を計算し、圧力損失ベースの煤堆積量推定値をエミッションベースの煤堆積量推定値と比較し、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与える、ように構成された制御装置、を備えるディーゼルエンジン。

請求項14

前記制御装置は、NO2及びO2ベースの煤再生による煤の消費を計算するとともに、この計算された煤の消費の速度を使用して前記エミッションベースの煤堆積推定値を計算するように構成されている、請求項13に記載の排気後処理システムを有するディーゼルエンジン。

請求項15

前記制御装置は、エンジン回転数、空燃比、EGRの使用並びに燃料角度のうちの一つ又は複数、外気温度、エンジンの吸気温度並びに排気温度のうちの一つ又は複数を含む温度測定値、及びNOxエミッションの測定値、を含むデータに基づいて煤の排出及び煤の消費を計算するように構成されている、請求項14に記載の排気後処理システムを有するディーゼルエンジン。

請求項16

前記制御装置は、前記圧力損失ベースの煤堆積量推定値と前記エミッションベースの煤堆積量推定値のうちの一つが予め定められた煤堆積量の限界値に達したときに、前記圧力損失ベースの煤堆積量推定値を前記エミッションベースの煤堆積量推定値と比較するように構成されている、請求項11に記載の排気後処理システムを有するディーゼルエンジン。

請求項17

前記制御装置は、前記圧力損失ベースの煤堆積量推定値が前記煤堆積量の限界値に達したときにDPF再生を始動させるように構成されている、請求項14に記載の排気後処理システムを有するディーゼルエンジン。

請求項18

前記制御装置は、エンジン回転数、空燃比、EGRの使用並びに燃料角度のうちの一つ又は複数、外気温度、エンジンの吸気温度並びに排気温度のうちの一つ又は複数を含む温度測定値、及びNOxエミッションの測定値、を含むデータに基づいて煤の排出を計算するように構成されている、請求項11に記載の排気後処理システムを有するディーゼルエンジン。

請求項19

前記制御装置は、測定された排気質量流量及び排気温度を含むファクターに基づいて前記圧力損失ベースの煤堆積量推定値を計算するように構成されている、請求項11に記載の排気後処理システムを有するディーゼルエンジン。

請求項20

排気後処理システムを有するディーゼルエンジンの警告システムであって、前記排気後処理システムは、前記エンジンの排気管の下流のディーゼル酸化触媒(DOC)及び前記DOCの下流のディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を含んでおり、前記警告システムが、DPF全体の圧力損失を測定するためのセンサ、及び測定された圧力損失に基づいて圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算し、エンジンモデルから計算された煤の排出に基づいてエミッションベースの煤堆積推定値を計算し、圧力損失ベースの煤堆積量推定値をエミッションベースの煤堆積量推定値と比較し、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えるように構成された制御装置、を含むディーゼルエンジンの警告システム。

技術分野

0001

本発明は、エンジン及び排気後処理システムに関し、より詳しくは、ディーゼルパティキュレートフィルタDPF)の再生頻度が高すぎるかどうかを決定する方法及び装置に関する。

背景技術

0002

最新ディーゼルエンジンには、通常、エンジン排気中の未燃炭化水素といった粒子状物質濾過するためのDPFが設けられている。DPF内捕集されると、通常は、再生と呼ばれるプロセスによる煤の除去が必要になる。再生のために使用される2つの主要な機構がある:酸素ベースの再生と呼ばれる酸素による煤の酸化((C+O2→CO2)及び/又は(2C+O2→2CO))と、二酸化窒素ベースの再生と呼ばれる二酸化窒素による煤の酸化((C+2NO2→CO2+2NO)及び/又は(C+NO2→CO+NO))である。「効果的なNO2の供給を強化したNO2ベースの能動的な再生により触媒化ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を再生する方法及び装置」という名称の特許文献1、及び「窒素酸化物再循環を使用してNO2ベースでディーゼルパティキュレートフィルタを再生する方法及び装置」という名称の特許文献2は、モデリングを使用してDPFの煤の堆積を計算することを記載している。なお、両文献がこの参照によって援用されるものとする。エンジン及び排気後処理システム(EATS)の通常運転の間にも、いくらかの酸素による再生が多くの場合に生じているが、酸素による再生は、DPFに捕集された煤を燃焼させるための熱の追加を普通は含むので、典型的に「能動的な」再生と呼ばれている。NO2による再生は「受動的な」再生と典型的に呼ばれるとともに、エンジン及び排気後処理システムの通常運転の間にDPFが連続的に再生される主要な機構である。

0003

DPFにおける煤の堆積は、エンジンから排出される煤、並びにディーゼル酸化触媒DOC)及びDPF触媒といった排気後処理システムの部品触媒活性、並びにエンジンの排気温度及び窒素酸化物のレベルといったファクターの影響を受ける。ディーゼルエンジン付きトラックの通常のハイウェイ運転の間といった、多くの運転状態下では、受動的な再生はDPFにおける煤の実質的な堆積を防止することができ、かつ全体的に能動的な再生の必要性を回避することができる。好ましくない排気温度での局地的な運転といった、より好ましくない状態下では、DPFに煤が堆積して能動的な再生を実行しなければならない。

0004

能動的な再生が必要であるかどうかを決定する一つの方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、エンジンが運転されているときの特定の排気温度及び排気質量流量における圧力損失の関数として煤の堆積を推定することである。この圧力損失による煤の堆積の評価が予め定められた煤の堆積の限界値を上回る場合、能動的な再生が開始される。

先行技術

0005

米国特許出願公開第2010/0326055号明細書(米国特許出願第12/864,328号)
米国特許出願公開第2011/0000190号明細書(米国特許出願第12/864,330号)

発明が解決しようとする課題

0006

発明者らが確認したところでは、頻度が高すぎる再生は、通常、エンジンによる過剰な煤の生成あるいはDOCの不十分な触媒活性のいずれかに関連する問題を表していることになり得るが、DPFの不十分な触媒活性といった他の要因あるいは(DPFが灰で満ちているときといった)DPFの有効容積の減少もまた、あるいはそれに代わって、頻度の高い再生の背後に存在し得る。そのような問題の特定の失敗は、エンジンあるいは触媒の破局的な破損に至り得る。

0007

現在では、頻度が高すぎる再生が発生しているかどうかは、再生の頻度を、予測された再生の頻度、すなわち具体的な時間間隔と比較することよって決定されている。しかしながら、上述したように、特定の状況下ではトラックはいかなる再生も必要としないが、他の状況下では同じトラックが数日毎に再生を必要とし得る。この変動は、通常のDPF再生の頻度がどのようなものであるかを定めるために、一つのあるいは特定の時間間隔の基準を使用することを困難にする。ある特定の時間間隔が、主に高速道路で運転されるトラックについては頻度が高いことになり、その一方で停止と発進を繰り返す交通状況で運転されるトラックについては頻度が正常あるいは少ないものになり得るからである。

0008

DPF再生が高すぎる頻度で発生しているかどうかの検出を確実に容易にし得る方法及び装置を提供することが望ましい。更に、最小限の追加の装置の使用を含む、そのような方法及び装置を提供することが望ましい。エンジンあるいは触媒の故障の回避に関する理由に加えて、カリフォルニア規則コード:CCR1971.1(e)(8.2.2)頻度の高い再生、連邦規則コード:CFRパート86.010−18(g)(8)(ii)(B)パラグラフDPF再生頻度、といった規制遵守するために、過剰なDPF再生を検出することが望ましい。

課題を解決するための手段

0009

本発明の一態様によると、異常に頻度が高いディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)の再生を検出する方法がもたらされる。この方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、この測定された圧力損失を使用して圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算すること、エンジンモデルからの煤の排出を計算するとともにこの計算された煤の排出を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算すること、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を前記エミッションベースの煤堆積推定値と比較すること、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えること、を含む。

0010

本発明の別の態様によると、可能性のあるディーゼルエンジンの不調あるいはディーゼル酸化触媒(DOC)の不調を検出する方法がもたらされる。この方法は、DPF全体の圧力損失を測定するとともに、この測定された圧力損失を使用して圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算すること、エンジンモデルからの煤の排出を計算するとともにこの計算された煤の排出を使用してエミッションベースの煤堆積推定値を計算すること、前記圧力損失ベースの煤堆積推定値を前記エミッションベースの煤堆積推定値と比較すること、及び圧力損失ベースの煤堆積推定値とエミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に、ディーゼルエンジンの機能性及びDOCの不調を点検すること、を含む。

0011

本発明の別の態様によると、排気後処理システムを有するディーゼルエンジンが提供され、そのディーゼルエンジンは、排気管を有するディーゼルエンジン、ディーゼルエンジンの排気管の下流のディーゼル酸化触媒(DOC)、DOCの下流のディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)、DPF全体の圧力損失を測定するためのセンサ、及び制御装置を備えるこの制御装置は、測定された圧力損失に基づいて圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算し、エンジンモデルから計算された煤の排出に基づいてエミッションベースの煤堆積推定値を計算し、圧力損失ベースの煤堆積量推定値をエミッションベースの煤堆積量推定値と比較し、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えるように構成される。

0012

本発明の別の態様によると、排気後処理システムを有するディーゼルエンジンのための警告システムがもたらされ、その排気後処理システムは、エンジンの排気管の下流のディーゼル酸化触媒(DOC)及び前記DOCの下流のディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を含んでいる。その警告システムは、DPF全体の圧力損失を測定するためのセンサ、及び測定された圧力損失に基づいて圧力損失ベースの煤堆積推定値を計算し、エンジンモデルから計算された煤の排出に基づいてエミッションベースの煤堆積推定値を計算し、圧力損失ベースの煤堆積量推定値をエミッションベースの煤堆積量推定値と比較し、及び前記圧力損失ベースの煤堆積推定値と前記エミッションベースの煤堆積推定値との差が予め定められた値を超える場合に警告を与えるように構成された制御装置を含む。

0013

本発明の特徴及び利点は、数字が同様の要素を示している図面とともに以下の詳細な説明を読むことによってより理解されるだろう。

図面の簡単な説明

0014

図1は、本発明の一態様によるエンジン及び排気後処理システムの模式的な説明図である。
図2は、異常な再生頻度を決定するために、圧力ベースの煤堆積推定値及びエミッションベースの煤堆積推定値負荷をどのように使用することができるかを示すグラフである。
図3は、異常な再生頻度を決定する方法のステップを示すフローチャートである。

実施例

0015

本発明の一態様による、排気後処理システム(EATS)を有するディーゼルエンジン21が、図1に模式的に示されている。このエンジン21は排気管23を含んでおり、かつ後処理システムは、ディーゼルエンジンの排気管の下流のディーゼル酸化触媒(DOC)25と、このDOCの下流のディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)27を含んでいる。排気後処理システムは、排気ガス再循環EGR)装置28を含むことができる。

0016

センサ29は、DPF全体の圧力損失を測定するために設けられて制御装置31に信号を送信する。この制御装置31は、例えば従来のCPUのような、任意の適切な形態の制御装置とすることができるとともに、測定された圧力損失(ΔΡ)に基づいて、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpと呼ばれるべきものを計算するように構成されている。圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpは、通常は、測定された排気管質量流量(m)とDOC及びDPF全体の温度(T)を含む追加のファクターに基づいている。すなわち、SLp=f(ΔΡ、m、T)である。温度を測定するセンサ30、流量監視器32及び類似のものは、排気管の様々な特性を測定するべく、排気後処理システム及びエンジン21の様々な箇所に設けることができるとともに、制御装置31に信号を送信することができる。圧力損失ベースの煤堆積量を計算する通常のモデルは、いわゆる「ケーキ層」の煤のために圧力損失だけを考慮する。しかしながら、DPFの孔の内部のいわゆる「深層煤堆積」は、DPFの流れ抵抗を実質的に増加させ得るとともに、圧力損失ベース煤堆積量モデルにおける重要な誤差の原因となり得る。

0017

制御装置31はまた、エンジンモデルから計算される煤排出に基づいて、エミッションベースの煤堆積推定値SLcと呼ばれるものを計算するように構成されている。通常、エンジンモデルは、エンジン回転数空燃比AFR)、EGRの使用並びに燃料角度(すなわち、燃料噴射及び/又は点火上死点に対してどれだけ進角しあるいは遅角して生じるか)のうちの一つ又は複数、外気温度、エンジン入り口温度エンジン排気温度、DOC入り口温度、並びにDPFの入り口及び出口温度といった温度の測定値、及びNOxエミッションの測定値を含むデータに基づいて煤の排出を計算する。またエンジンモデルは、通常、DPFにおけるNO2及びO2ベースの煤再生による煤の消費を計算するとともに、エミッションベースの煤堆積推定値SLcを計算するべく、この計算された煤の消費の速度を使用する。当然のことながら、煤の堆積及び/又は消費を計算するためのエンジンモデル、及びそれらの計算に使用するファクターは、該当するエンジン及び排気後処理システム並びに使用する特定のモデルに応じて変化する。

0018

更に制御装置31は、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpをエミッションベースの煤堆積推定値SLcと比較するように構成されている。制御装置31は、警告システムの一部を形成し、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpとエミッションベースの煤堆積推定値SLcの差が予め定められた値を超える場合に、ダッシュボード電灯33を点灯させるといった警告をもたらすように構成される。この予め定められた値を超えることは、異常に頻度が高い再生を示唆するものであって、他の問題、具体的には過剰な煤の生成あるいはDOC触媒の不調の表れであり得るとともに、警報、あるいは電灯といった表示器起動させるために使用することができる。

0019

図2は、予め定められる値を、如何にして、例えば圧力ベース煤堆積推定値SLp2が限界値SLlimに実際に到達した時点とエミッションベースの煤堆積推定値SLcが限界値に達し始めると予測される時点との間の時間の量Δt、あるいは圧力ベースの煤堆積推定値が限界値に到達したときに圧力損失ベースの煤堆積推定値とエミッションベースの煤堆積推定値とによって推定される煤堆積量の差ΔSLとすることができるかを、グラフで示している。圧力ベースの煤堆積推定値SLpとエミッションベースの煤堆積推定値SLcの間の、基準からの過剰な逸脱を測定するための他の技術は、時間あるいは煤堆積の差に代えて、あるいはそれに加えて使用することができる。図2は、エンジン及びDOCが適切に稼働しているときに、圧力ベースの煤堆積推定値SLp1とエミッションベースの煤堆積推定値SLcが、時間の経過と共にどのように互いに密接に追従すると予想されるかをグラフで示している。図2のグラフは、単に例示的なものであって、実際の煤堆積の推定値を表すことを意図していない。

0020

圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpとエミッションベースの煤堆積推定値SLcの差が予め定められた値を超えたときに、オペレータあるいは技術者はエンジン21及びDOC25の機能性を確かめることができ、あるいはエンジン及びDOCが適切に作動しているかどうかを決定する自動診断を実行することができる。

0021

通常、制御装置31は、少なくとも圧力損失ベースの煤堆積推定値SLp及びエミッションベースの煤堆積推定値SLcのうちの一方が予め定められた煤堆積限界値SLlimに達したときに、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpをエミッションベースの煤堆積推定値SLcと比較するように構成されているが、この制御装置は、圧力損失ベースの煤堆積推定値をエミッションベースの煤堆積推定値と連続的に比較するとともに、推定値の間の差が煤堆積量のいくらかの量あるいはパーセンテージを超えたときはいつでも警告を与え、又は煤堆積推定値を比較するためのいくつかの他の手段を選択することができる。制御装置31は、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpが煤堆積量の限界値SLlimに達したときに、いわゆる「7番目噴射器」35によってDPFの上流炭化水素噴射することにより、DPF再生を始動させるように構成することができる。ここで予想されることは、エンジンによる煤の生成あるいはDOC触媒の不調に関連する問題が発生するときに、圧力ベースの煤堆積推定値SLpが、通常、エミッションベースの煤堆積量値SLcの前に限界値SLlimに達することである。

0022

図3は、異常に頻度が高いDPF27の再生を検出する方法のステップを示している。この方法によると、ステップ100においては、DPF27全体の圧力損失が測定され、かつこの測定された圧力損失は圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpを計算するために使用される。

0023

ステップ200においては、エンジンモデルからの煤の排出が計算され、かつこの計算された煤の排出はエミッションベースの煤堆積推定値SLcを計算するために使用される。またエミッションベースの煤堆積推定値SLcは、通常、NO2及びO2ベースの煤再生による煤の消費量の計算を含む。煤の排出及び煤の消費は、通常、エンジン回転数、空燃比(AFR)、EGR使用並びに燃料角度(すなわち、燃料噴射及び/又は点火が上死点からどれだけ進角しあるいは遅角して生じるか)、外気温度、エンジン入り口温度並びに排気温度といった温度の測定値、及びNOxエミッションの測定値を含むデータに基づいて計算される。

0024

ステップ300においては、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpがエミッションベースの煤堆積推定値SLcと比較される。圧力損失ベースの煤堆積推定値SLpは、圧力損失ベースの煤堆積推定値及びエミッションベースの堆積量推定値のうちの一方が、いくつかの他の時点においてあるいは連続的に限界値SLlimに到達したときに、エミッションベースの煤堆積推定値SLcと比較することができる。

0025

ステップ400においては、圧力損失ベースの煤堆積推定値SLp2とエミッションベースの煤堆積推定値SLcの間の差が予め定められた値を超える場合、例えば圧力損失ベースの煤堆積推定値SLp2が煤堆積の限界値SLlimに達した時点の間の時間間隔Δtが過大である場合、又は圧力損失ベースの煤堆積推定値が煤堆積量の限界値に到達した時点における煤堆積の推定値ΔSLの差の量が過大である場合に、警告が与えられる。

0026

本出願においては、「含む」といった用語の使用は開放的なものであって「有する」といった用語と同じ意味を有することが意図されており、他の構造、材料あるいは行為の存在を妨げるものではない。同様に、「できる」あるいは「し得る」といった用語の使用は開放的なものであり、かつ構造、材料、あるいは行為が不可欠なものではないことを表すことが意図されているが、そのような用語を使用しないことがその構造、材料、あるいは行為が不可欠なものであることを表すことは意図されていない。構造、材料、あるいは行為は、目下のところは不可欠であるとみなされる限度において、それらはそのようなものとして特定される。

0027

好ましい実施形態に基づいてこの発明を図示しかつ説明してきたが、請求の範囲に記載された本発明を逸脱しない範囲で変形及び変更をなし得ることは認識されるところである。

0028

21エンジン
23排気管
25ディーゼル酸化触媒(DOC)
27ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
28排気ガス再循環(EGR)装置
29センサ
30温度測定センサ
31制御装置
32流量監視器
33 電灯

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