(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの排気系統に少なくとも１つのヒータ（３）および少なくとも１つの還元剤の供給装置（４）を有するとともに前記排気系統に直列に設けられる加水分解触媒コンバータ（５）、還元剤の量が一時的に貯留され得るストア（１１）及びＳＣＲ触媒コンバータ（６）を有する排ガス処理装置（１）を作動するための方法であって、少なくとも以下のステップ：
還元剤が供給されなければならないかどうか調査するステップ（ａ）；
前記排ガス処理装置内の排ガスの温度を測定する第１の温度センサを有する排気系統の場所で決定された第１の温度（７）が前記ヒータの制御のための第１の閾値温度（８）よりも低い場合に、およびステップ（ａ）により還元剤が供給されなければならない場合に、前記第１の閾値温度（８）に達するまで前記排気系統を前記ヒータ（３）によって加熱するステップ（ｂ１）；
前記排ガス処理装置内の排ガスの温度を測定する前記第１の温度センサまたは第２の温度センサを有する排気系統の場所で決定された第２の温度（９）が前記ヒータの制御のための第２の閾値温度（１０）よりも低い場合に、およびステップ（ａ）により還元剤が供給されなくてよい場合に、前記第２の閾値温度（１０）に達するまで前記排気系統を前記ヒータ（３）によって加熱するステップ（ｂ２）；および、
ステップ（ａ）により還元剤が供給されなければならない場合に、還元剤を供給するステップ（ｃ）；
を含み、
前記第１の温度（７）が前記第１の閾値温度（８）よりも高い場合に、少なくとも前記加水分解触媒コンバータ（５）での加水分解、または、前記加水分解触媒コンバータ（５）での液体還元剤の熱分解、または前記加水分解触媒コンバータ（５）での液体還元剤の蒸発が起こることができるように、前記第１の閾値温度（８）は選択され、
前記第２の温度（９）が前記第２の閾値温度（１０）よりも高い場合に、前記ＳＣＲ触媒コンバータ（６）の酸化窒素合成物の選択接触還元が起こることができるように、前記第２の閾値温度（１０）は選択され、
少なくとも前記第１の温度（７）または前記第２の温度（９）および前記排ガス処理装置（１）を通過する前記排ガスのマスフローが、少なくとも前記第１の閾値温度（８）または前記第２の閾値温度（１０）が前記ヒータ（３）によって達成されることができる範囲内にある場合だけ、前記ヒータ（３）は起動する、
方法。
【請求項２】
最初に前記ストア（１１）に貯留される還元剤の量は決定され、そしてステップ（ａ）において、前記決定された還元剤の量に応じた最小貯留量（１２）よりも貯留された還元剤の量が少ない場合に、還元剤の供給が起こらなければならないことが確認される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
還元剤のための前記供給装置（４）は、液体またはガス状の還元剤を選択的に前記排ガス処理装置（１）に供給することができ、そしてステップ（ａ）において、前記第１の閾値温度（８）が前記ヒータ（３）によって達成されることができるかどうかも調査され、そしてステップ（ｃ）において、液体の還元剤の供給では前記第１の閾値温度（８）に達することができない場合に、ガス状の供給は提供される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
還元剤の供給が起こる時間セグメントは、内燃機関（２）の全作動時間の２５％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 
【請求項５】
内燃機関（２）ならびに、排ガスの排気系統にヒータ（３）、還元剤の供給装置（４）、前記排気系統に直列に設けられる加水分解触媒コンバータ（５）、還元剤の量が一時的に貯留され得るストア（１１）及びＳＣＲ触媒コンバータ（６）、さらに排ガス処理装置内の排ガスの温度を測定する温度センサ、を有して制御装置（１７）が備わる排ガス処理装置（１）を有し、前記制御装置（１７）は請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を実行するために準備される、車両（１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのヒータおよび少なくとも１つの還元剤の供給装置を有する内燃機関の排ガス処理装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排ガス中の汚染物質を還元するために、排ガス処理装置は長く使用されてきている。還元剤の供給装置を有する排ガス処理装置は、内燃機関の排ガス中の汚染物質を効果的に還元するために、しばらくの間一般的であった。特に燃費がよい内燃機関の場合、排ガスに還元剤を供給することが有利でありえることは、分かっている。特に、排ガス中の酸化窒素合成物（ＮＯｘ）の何分の１かは、燃費がよい内燃機関の場合に増加し、そして還元剤と関連して排ガス処理装置において減少することができる。これは、選択接触還元法（ＳＣＲ法）と呼ばれる。
【０００３】
還元剤として、例えばアンモニアは使用されてよい。アンモニアは、排ガス中の酸化窒素合成物と共に変換されて、無害な構成要素、特に窒素と水と二酸化炭素を形成する。アンモニアは、車両には直接の形で通常保存されない。需要により実際の還元剤に変わる還元剤前駆体は、通常貯留されておよび／または供給される。尿素は、例えば、この種の還元剤前駆体として役立ってよい。水性の尿素溶液は、特に好ましい。３２．５％の尿素を有する前記タイプの水性尿素溶液は、ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）という商品名で例えば利用可能である。
【０００４】
還元剤は、液体および／またはガスの状態で、内燃機関の排ガス処理装置に供給されることができる。還元剤は、液体の状態で車両内に通常貯留される。この種の液体の貯留は、特にスペースをとらない仕方で可能である。液体還元剤は、それがガスの状態で排ガス処理装置に供給されることができる前に、通常最初に蒸発しなければならない。液体還元剤が供給される場合、還元剤の蒸発は排ガス処理装置において起こらなければならない。十分に高い排ガス温度は、この目的のために必要である。
【０００５】
燃費がよい内燃機関は、供給された燃料の完全転化のために必要であるよりも多くの空気が供給される空燃比によって作動される。この種の内燃機関は、特に最新のディーゼル機関である。この種の内燃機関にあっては、しかしながら、特に低い排ガス温度がしばしば存在する。排ガスに対する液体還元剤の供給の場合、還元剤は、さらに排ガスを冷却する。液体還元剤は、排ガス中において通常蒸発する。ここで、還元剤の蒸発エネルギーは、排ガスから抽出される。
【０００６】
排ガス処理装置内の汚染物質の変換は、主に排ガスの温度にも依存している。汚染物質（例えば酸化窒素、一酸化炭素またはすす粒子（カーボン粒子））の大部分の転換プロセスは、低い排ガス温度よりも高い排ガス温度で実質的により急速に起こる。異なる転換プロセスのために変化する特定の閾値温度よりも低温で、特定の転換プロセスは、もはや全く起こらない。
【０００７】
このために、特に燃費がよい内燃機関の排ガス処理装置の場合、排ガス処理装置に排ガスヒータを設けることは、公知である。排ガスヒータは、最初は、内燃機関の低温スタート中に排気系統を急速に加熱するために開発された。この種の排ガスヒータは、例えば排気管路に取り付けられる加熱コイルの形で設けられてよい。しかしながら、電流が複数の少なくとも部分的に構造化金属箔のパックの中を流れる電気的に加熱可能なハニカム体もまた、従来技術から公知である。この種の電気的に加熱可能なハニカム体は、それらが生成された熱を排ガスに放出することができる著しくより大きい表面を有する利点がある。
【０００８】
この種の電気的に加熱可能なハニカム体の働きは、それらが電流を消費するので、目標とされる仕方で始められなければならない。したがって、第１に排ガス処理装置内の排ガスの有利な変換に寄与して、第２に可能な限り最低のエネルギー消費を有するように、排気系統内の電気ヒータが作動されることができる戦略は、必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来技術を出発点として、従来技術と関連して強調される技術的問題をさらに軽減することは、本発明の目的である。少なくとも１つのヒータおよび少なくとも１つの還元剤の供給装置を有する排ガス処理装置を作動する方法を提案することは、特に模索される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は、請求項１の特徴に係る方法によって達成される。方法のさらに有利な改良は、従属請求項において特定される。請求項において個々に特定される特徴は、任意の所望される技術的に意味のある仕方で互いに組み合わされてよく、そして強調されている本発明のさらなる設計変形例については、記載からの説明的な事実によって補充されてよい。
【００１１】
本発明による方法は、少なくとも１つのヒータおよび少なくとも１つの還元剤の供給装置を有する排ガス処理装置を作動するための方法であって、少なくとも以下のステップを含む：
（ａ）還元剤が供給されなければならないかどうか調査するステップ；
（ｂ１）決定された第１の温度（７）が第１の閾値温度（８）よりも低い場合に、およびステップ（ａ）により還元剤が供給されなければならない場合に、前記第１の閾値温度（８）に達するまで前記ヒータ（３）によって加熱するステップ；
（ｂ２）決定された第２の温度（９）が第２の閾値温度（１０）よりも低い場合に、およびステップ（ａ）により還元剤が供給されなくてよい場合に、前記第２の閾値温度（１０）に達するまで前記ヒータ（３）によって加熱するステップ；および、
（ｃ）ステップ（ａ）により還元剤が供給されなければならない場合に、還元剤を供給するステップ。
【００１２】
本発明による方法の個々のステップは、内燃機関の動作中に、ここで特定されるシーケンスにおいて、ループの仕方で反復的に通常繰り返される。
【００１３】
表現「還元剤」は、還元剤のための、そして還元剤前駆体（例えば尿素または水性の尿素水溶液）のためもの両方の網羅的な用語として、ここで使われる。
【００１４】
本発明による方法は、それが排ガス処理装置においてヒータの制御のための２つの異なる閾値温度を提供するかまたはセットする点を特徴とする。排ガス処理装置において起こる異なる転換プロセスは、前記転換プロセスが起こるよりも上の異なる最低温度を必要とする。還元剤が供給されないときよりも排ガス処理装置内への液体還元剤の供給中に、より高い温度が特に規則的に必要とされることが分かっている。このために、排ガス処理装置のヒータは、損なわれている排ガス中の汚染物質の変換に関して排ガス処理装置の効果のない異なる閾値温度を有する特に省エネルギーの仕方で作動されてよい。温度／閾値温度は、排ガスの温度および／または排ガスと接触しているコンポーネントの温度でもよい。温度は、進行中に測定されてよくおよび／または算出されてよい。閾値温度は、一定値として格納されてよくおよび／または算出されるかまたは適応されてよい（進行中に）。
【００１５】
温度は、それが現状の中で特徴的に算出されて、予測されておよび／または測定される（直前におよび／または後におよび／または時間に関して密接に）場合、特に「決定される」と考慮される。
【００１６】
換言すれば、ステップ（ｂ１）は、特に次のプロセスを含む。「第１の温度」特性は、最初に決定される。この第１の温度は、排ガス処理装置、供給装置、排ガスフローおよび／または還元剤の少なくとも現在の熱状態の特性である。前記プロセスに割り当てられる「第１の閾値」によって決定される前記第１の温度の比較は、したがって、次いで起こる。そしてその「第１の閾値」は、例えば算出されるか、あらかじめ規定されるかまたはデータメモリ（進行中におよび／または時間に関して密接に）から読み出される。第１の温度が第１の閾値を下回り、そして還元剤の測定が起こるべきことを前記比較がもたらす場合、第１の温度特性（上で特定されるように同じ場所、媒体その他に関する）が第１の閾値に達するまで、ヒータは作動する。
【００１７】
「第２の温度」の生成およびステップ（ｂ２）による第２の閾値との比較の実行に関して、上で述べられたことが対応して適用することは好ましい。
【００１８】
第１の温度および第２の温度が共通のセンサによってモニタされて決定されることは、可能である。同じ測定場所、基準、対象その他がステップ（ｂ１）、（ｂ２）に関係している場合、次いで、第１の温度と第２の温度との違いは実際になく、そして、等価な指定（「その」温度）が説明を簡単にするため用いられることは、次いで可能である。これは、しかしながら、対応する閾値温度にあてはまる必要はない。そしてそれは、したがって、この場合に互いから逸脱してもよい。
【００１９】
第１の温度および第２の温度が２つの異なるセンサによってモニタされて決定されることも、可能である。さらにまた、２つの温度の別々の監視は提供されてよい。そして、第１の温度の決定および第２の温度の決定は、排気系統の異なる場所で起こる。還元剤の変換（第１の温度が重要である）および排ガス中の汚染物質の転換（第２の温度が重要である）は、排気系統の異なる場所で起こってよい。還元剤の変換は、対応して作動する触媒コンバータが設けられている所で、一般に起こる。排ガス中の汚染物質の転換は、同様に、対応して作動する触媒コンバータが設けられている所で、一般に起こる。それぞれの温度の監視は、したがって、いずれの場合もこれらの場所で実行されなければならない。
【００２０】
第１の温度の、そして第２の温度の共同の監視が起こることは、同様に可能である。還元剤の変換および排ガス中の汚染物質の転換が排ガス処理装置内の非常に近い連続部分において空間的に起こる場合、これは特に有利である。第１の温度の、そして第２の温度の決定は、次いで、共通の温度センサを有する排気系統の場所で起こることが好ましい。第１の温度は、次いで第２の温度に対応する。
【００２１】
方法の説明のために、ステップ（ｂ１）、（ｂ２）がステップ（ａ）における調査の結果の関数として二者択一的に実行されることも述べられる。換言すれば、これはまた、還元剤が加えられる場合、ステップ（ｂ１）、（ｃ）が実施されることを意味する（第１の閾値温度に達しない場合だけ、加熱が起こる）。還元剤が加えられない場合には、第２の閾値温度に達しない場合、ステップ（ｂ２）（だけ）が実施される。
【００２２】
第１の温度が第１の閾値温度を上回っている場合に、液体還元剤の加水分解触媒コンバータの少なくとも加水分解、熱分解または蒸発が起こり得るように第１の閾値温度が選択される場合、本発明による方法はまた有利である。適切な場合、排気系統の複数の述べられたプロセスが始められるように、第１の閾値温度は選択されてよい。
【００２３】
すでに述べられたように、還元剤の供給中、高い温度は規則的に必要とされる。これは、供給された還元剤または供給された還元剤前駆体が最終的な還元剤に規則的に変換さればならないからである。還元剤前駆体として、一例として使用される尿素水溶液は、排気系統においてアンモニアに変換されなければならない。異なる化学プロセスは、還元剤を変換するために起こってよい。前記プロセスのうちの１つは、加水分解触媒コンバータにおける加水分解である。ここで、還元剤は、触媒的に作用する加水分解コーティングの影響を受けているアンモニアに変換される。ほぼ２００℃の排ガスの温度は、この目的のために必要である。
【００２４】
尿素水溶液の加水分解のための必要な温度は、アンモニア［ＮＨ３］および二酸化窒素［ＮＯ２］の存在によってもおそらく低下してよい。おそらくそれから、１３０℃〜１６０℃だけの温度が加水分解のために必要である。
【００２５】
還元剤の変換に至ることができるさらなる化学プロセスは、熱分解である。熱分解は、触媒的に活性な加水分解コーティングの影響なしで、最終的な還元剤を形成するための還元剤または還元剤前駆体の純粋に熱的変換である。還元剤前駆体としての３２．５％の尿素水溶液のほぼ５０％だけが、アンモニアに変換される。尿素水溶液の他の５０％は、イソシアン酸（ＨＮＣＯ）に変換される。還元剤の熱分解のための必要な温度は、通常、加水分解のための必要な温度よりも高い。還元剤前駆体の熱分解の始まりのための明確な閾値温度は、ない。熱分解は、広い温度領域を超えて還元剤の加水分解と同時に起こる。
【００２６】
さらにまた、第１の閾値温度は、液体還元剤が蒸発することを確実にするために選択されてよい。還元剤が、排ガス処理装置において効果的であるために化学的に変換される必要がなくて、むしろ液体状態の集合から気体状態の集合へと単に変化することが必要である場合、この方法の実施は、特に有利である。例えば尿素水溶液のような還元剤前駆体の場合には、熱分解および／または加水分解による少なくとも部分的な変換も、蒸発と並行してすでに起こる。
【００２７】
これらの説明によれば、液体還元剤の加水分解、熱分解または蒸発のプロセスのうちの少なくとも１つが起こり得るように、第１の閾値温度が選択されることは、好都合である。したがって、特に、以下の第１の閾値温度は、提案される：
【００２８】
第１の閾値温度＿蒸発：供給ポイントにて排ガス中で１６０℃を超えて最高２４０℃まで。
第１の閾値温度＿加水分解：加水分解触媒コンバータにて１６０℃を超えて最高２４０℃まで。
第１の閾値温度＿熱分解（ＮＨ３およびＮＯ２が存在する場合）：加水分解触媒コンバータにて１３０℃〜１６０℃の間。
【００２９】
第２の温度が第２の閾値温度を上回っている場合に、ＳＣＲ触媒コンバータの酸化窒素合成物の選択接触還元が起こり得るように第２の閾値温度が選択される場合、方法はさらに有利である。第２の閾値温度は、排ガス処理装置の規則的な動作のために提供される。還元剤の供給装置を有する排ガス処理装置の規則的な動作中、還元剤を有する酸化窒素合成物の選択的触媒転換は、永久に通常起こる。この目的のために必要な反応が問題なく起こり得るように、第２の閾値温度が選択されことは、ここで好都合である。第２の閾値温度は、この場合、ＳＣＲ触媒コンバータにて例えば１３０℃〜１６０℃の間にあってよい。
【００３０】
したがって、還元剤が加えられるべき場合には、ステップ（ｂ１）において、第１の温度が１６０℃を超えて、例えばほぼ１８０℃、ほぼ２００℃または少なくとも２４０℃にさえセットされる場合、それは特に好ましい。還元剤の追加が予定されない場合には、ステップ（ｂ２）に対応して、第２の温度を１３０℃〜１６０℃の範囲にする調節を実行することは、したがって可能である。
【００３１】
さらにまた、少なくとも第１の温度または第２の温度および排ガス処理装置を通過する排ガスのマスフローが、少なくとも第１の閾値温度または第２の閾値温度がヒータによって達成されることができる範囲内にある場合だけヒータが作動する場合、本発明による方法は有利である。
【００３２】
排ガス処理装置に設けられる電気ヒータは、一般に限られた電力容量だけを有する。電力容量は、例えば５００〜５０００ワットの間にあってよい。電力のこの種のレベルで、排ガスフローにおける温度増加のいかなる所望の大きさも理解することは、可能でない。排ガスフローの可能な温度増加は、第１に排ガスフローにおいてすでに支配的な排ガス温度に、そして第２に排ガスの質量流量に依存している。排ガスのマスフローが高ければ高いほど、特定の温度増加を達成するために排ガスのマスフローに導入されなければならないエネルギー量はより大きい。このために、特定の支配的な第１の温度または第２の温度が原因で生じて、対応する第１の閾値温度または対応する第２の閾値温度を達成することが不経済であるかまたは不可能でさえある場合があってもよい。この種の状況がある場合に排ガスの加熱を省くことは、したがって有利でもよい。方法のためにここで特定される終了状態によって、加熱エネルギーの不必要な使用は、防止されることができる。
【００３３】
方法の１つの改良において、還元剤の量が一時的に貯留され得るストアを排ガス処理装置が有することも提案される。還元剤の量を一時的に貯留するストアは、例えば、排ガスが接触する基板上のストアコーティングでもよい。そしてそのコーティングは、特定の温度領域において特にアンモニアを貯留し得る。この種のストアは、選択接触還元のために提供されるコーティングと共に、ハニカム体に設けられてもよい。これは、アンモニア貯留構成要素、および選択接触還元を支援する構成要素もの両方を有する混合コーティングの形でも、可能である。この種のストアは、例えば１分〜１時間の間の、好ましくは５分〜３０分の間の動作期間中、排ガス処理装置の選択接触還元が還元剤の再供給なしで起こることができるのに十分な量の還元剤を貯留できることが好ましい。
【００３４】
排ガス処理装置における還元剤のこの種の一時的貯留によって、特に好都合な時間が還元剤の供給のために使用し得ることは、達成可能である。
【００３５】
最初にストアに貯留される還元剤の量が決定される場合、そしてステップ（ａ）において、還元剤の貯留された量が最小貯留量を下回る場合に、還元剤の供給が起こらなければならないと確認される場合、上記の方法はさらに有利である。
【００３６】
ストアに貯留される還元剤の量は、適切なセンサによって決定されてよくおよび／または算出されてよい。貯留される量は、例えば、ストアに埋め込まれて、そのキャパシタンスが還元剤の貯留された量の関数として変化する容量センサによって計量されてよい。
【００３７】
排ガス処理装置の還元剤の供給装置が液体またはガス状の形の還元剤を選択的に供給することができる場合、そしてステップ（ａ）において、第１の閾値温度がヒータによって達成されることができるかどうかも調査され、そしてステップ（ｃ）において、第１の閾値温度に達することができない場合にガス状の供給が提供される場合、本発明による方法はさらに有利である。ストア内の還元剤の最小貯留量がガス状の供給なしでは到達しないかまたはすでに到達しなかった場合、還元剤のガス状の供給が起こることは、好ましい。
【００３８】
還元剤のガス状の供給は、還元剤の蒸発のための追加的なエネルギーを必要とする。一方で、ガス状の還元剤の供給によって、排ガス処理装置内の還元剤の特に速い供給を実現することは、可能である。変換のために必要なエネルギーが熱の形でガス状の還元剤にすでに存在するので、ガス状の還元剤は、第１に、非常に急速に最終的な還元剤（例えばアンモニア）に変換される。第２に、ガス状の還元剤はまた、非常に急速にＳＣＲ触媒コンバータに移り、そして排気ライン上に液滴の形で蓄積することができない。還元剤または還元剤前駆体はまた、供給される前にすでに最終的な還元剤に変換されることもできる。これは、加水分解または熱分解によって実現されてよい。
【００３９】
例えば別の蒸発器において排ガスの外側での還元剤の加熱によって、還元剤のガス状の供給が可能である場合、排気系統の特に低温にもかかわらず、ＳＣＲ触媒コンバータの選択接触還元が長期間にわたって効果的にかつ確実に起こり得ることが保証されることができる。
【００４０】
ステップ（ａ）において、排ガス処理装置の第３の温度が決定される場合、そして排ガス処理装置の第３の温度が第３の閾値温度を上回る場合に、還元剤の供給が起こらなければならないことがさらに確認される場合、本発明による方法はさらに有利である。第３の温度はまた、第１の温度および／または第２の温度（すなわち、排ガス処理装置の同じ場所に関する）に一致してよく、そして適切な場合、第１の温度および／または第２の温度と同じ温度センサによって決定されてよい。
【００４１】
還元剤が一時的に貯留され得るストアの最小貯留量に達しない場合だけでなく、排ガス処理装置の特に高い第３の温度の達成のせいでむしろ還元剤の特に省エネルギーの供給の可能性が起こる場合もまた、還元剤の供給が始められることがここで提案される。ヒータが還元剤の供給の全てで用いられる必要がないように、第３の温度は選択されることが好ましい。排ガス処理装置に設けられる還元剤のためのストアは、したがって、特に省エネルギー的仕方で満たされることができる。ヒータのための必要な発熱量は、いずれにせよ高い温度が優勢な状況で適切な加熱時間および供給時間の選択によって減少する。
【００４２】
本発明による方法のさらに有利な実施形態において、還元剤の供給が起こる時間セグメントは、内燃機関の全作動時間の多くても２５％に達する。時間セグメントは、内燃機関の全作動時間の多くても１０％に、または多くても５％のさえ達することが好ましい。排ガス処理装置のストアが、還元剤が十分な動作期間中に一時的に貯留することを確実にする場合、特に高い排ガス温度を有する内燃機関の特定の作動位相（例えば車両の加速位相）にとって、ＳＣＲ触媒コンバータに必要な還元剤を供給するために使われることは可能である。
【００４３】
内燃機関ならびに、ヒータ、還元剤の供給装置、および制御装置を有し、制御装置が本発明による方法を実施するために準備される車両はまた、有利である。本発明による方法は、車両のエンジンコントローラのソフトウェアの形で例えば実現されてよい。そしてそれは、センサと通信しておよび／または対応する仕方でヒータを作動する。
【００４４】
本発明および発明の技術分野は、図に基づいて以下でさらに詳細に説明される。図は、特に好適な設計変形例を示す。そしてそれに本発明はしかしながら制限されない。図は概略的であり、同一のコンポーネントは同一の参照番号によって示される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明による方法を実施するために準備される排ガス処理装置を有する車両を示す。
【図２】図２は、本発明による方法を実施するために準備される代わりの排ガス処理装置を有するさらなる車両を示す。
【図３】図３は、第１の方法の実施と共に本発明による方法の動作中の排ガス温度の線図を示す。
【図４】図４は、第２の方法の実施と共に本発明による方法の動作中の排ガス温度のさらなる線図を示す。
【図５】図５は、本発明による方法の進行を例示するブロック線図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、内燃機関２を備える車両１６および内燃機関２に接続している排ガス処理装置１を示す。排ガス処理装置１は、酸化触媒コンバータ２４、粒子フィルタ２５、ヒータ３、還元剤（例えば尿素）のための供給装置４、加水分解触媒コンバータ５、ストア１１、およびＳＣＲ触媒コンバータ６を直列に備えている。ＳＣＲ触媒コンバータ６には、温度センサ２２が設けられている。加水分解触媒コンバータ５には、温度センサ２２が同様に設けられている。ストア１１には、還元剤を有するストア１１のローディングをモニタすることのできる窒素センサ１３が設けられている。供給装置４は、ラインを介して、還元剤投与システム２３から還元剤を供給される。ヒータ３は、温度センサ２２および窒素センサ１３により測定されるデータの関数として、制御装置１７によって制御される。酸化触媒コンバータ２４および粒子フィルタ２５は、内燃機関２の排ガスの前処理として役に立つ。適切な場合、供給装置４は、内燃機関２から続く粒子フィルタ２５および／または酸化触媒コンバータ２４の上流に配置されてもよい。ヒータ３は、排ガス流れの向きに見るように粒子フィルタ２５および／または酸化触媒コンバータ２４の上流に配置されてもよい。
【００４７】
図２は、同様に内燃機関２および排ガス処理装置１を有する車両１６を示す。前記排ガス処理装置１には、内燃機関２から続く直列に、還元剤投与システム２３によって還元剤を供給される還元剤の供給装置４がまず設けられている。前記供給装置の後に、ヒータ３および排ガス処理コンポーネント３０は、配置される。さまざまな機能は、排ガス処理コンポーネント３０において共同で実現される。排ガス処理コンポーネント３０は、加水分解触媒コンバータ５、還元剤のためのストア１１、およびＳＣＲ触媒コンバータ６を備えている。ＳＣＲ触媒コンバータ６およびストア１１は、共通のコーティング１９内に実現される。コーティング１９は、還元剤を貯留しておよびストア１１を形成する構成要素を有し、選択接触還元を促進しておよびＳＣＲ触媒コンバータ６を形成する構成要素を備えている。排ガス処理コンポーネント３０には、温度センサ２２および窒素センサ１３が設けられている。還元剤を有するストア１１のローディングは、窒素センサ１３によって決定されることができる。ヒータ３は、温度センサ２２および窒素センサ１３により測定されるデータの関数として、制御装置１７によって制御される。
【００４８】
図３および図４は、いずれの場合も、本発明による方法の進行中における排ガス処理装置内の温度の線図を示す。図３および図４は、共通した多数の特徴を有するので、それらは最初にここで共同して説明される。２つの図において、排ガス処理装置内の第１の温度７のおよび第２の温度９のプロファイルは、時間軸２７に対してプロットされる。第１の温度７のおよび第２の温度９の値は、温度軸２８から読みり可能である。第１の温度７および第２の温度９は、ここで一致する。図４において、さらにモニタされた第３の温度１４も、第１の温度７および第２の温度９に一致する。ここで例示される温度は、例えば共通の温度センサによって決定された。排ガス処理装置内の還元剤のためのストアのローディング２１は、いずれの場合も、バックグラウンドに破線によって示される。また、第１の閾値温度８および第２の閾値温度１０は、いずれの場合も、水平線によって例示される。
【００４９】
初めは（線図の左で）、第１の温度７および第２の温度９は、いずれの場合も非常に低い。これは、例えば内燃機関の作動開始に起因してよい。排ガス処理装置は、ここでまだ冷たくて、最初に加熱されなければならない。規定された第２の閾値温度１０より上に第１の温度７および第２の温度９を上昇させるために、加熱プロセス２６は行われる。第２の温度９が第２の閾値温度１０に達すると、内燃機関はさらなる加熱なしに作動する。ＳＣＲ触媒コンバータは、目下、還元剤を有する排ガス中の汚染物質を変質させる。これは、還元剤を有するストアのローディング２１が連続的に低下するという事実からも分かり得る。ローディング２１が最小貯留量１２に達すると、加熱プロセス２６は再び始められる。最小貯留量１２は、破線の水平線として示される。これは方法ステップ（ａ）に対応する。そこにおいて、還元剤の供給が行われなければならないことは確認される。第１の温度７が加熱プロセス２６によって第１の閾値温度８より上の値まで上昇すると、ストアのローディング２１が最大貯留量２０に達するまで、還元剤の液供給２９は提供される。最大貯留量２０は、同様に破線の水平線として示される。最大貯留量２０に達すると、排ガス処理装置（第２の閾値温度１０が重要である）の通常の作動は再開される。第２の温度９は、目下、第２の閾値温度１０以下に再び低下してはならない。これが、それにもかかわらず発生すると、加熱プロセス２６は、再び始められる。最初の液供給２９の後、さらなる加熱プロセス２６が示されるという点で、これは図３および図４においても分かり得る。そしてその間、還元剤を有するストアのローディングは一定のままである。これは、第２の温度９が第２の閾値温度１０以下に低下したことを示し、そして、選択接触還元が排ガス処理装置においてもはや起こることができないという危険がある。ストアのローディング２１が再び最小貯留量１２に達するか、または前記最小貯留量を下回る恐れがあるときに、排ガス処理装置の加熱プロセス２６は再び行われる。そうすると、第１の温度７は第１の閾値温度８に達する。還元剤の液供給２９は、次いで再び始められる。
【００５０】
図４はまた、本発明による方法の多くの特別な作動モードを示す。ここで、還元剤のためのストアのローディング２１が最小貯留量１２に達したかまたは下回ったときだけでなく、液供給２９は行われる。事実、液供給２９は、第３の閾値温度１８に達している排ガスの第３の温度１４の結果として、ここで始められる。ここで、第３の温度１４は、第１の温度７および第２の温度９に一致する。特に、還元剤のためのストアのエネルギー効率のよい充填は、このようにして達成されることができる。図４において第２の液供給２９の前に、ガス状の供給１５も示される。第１に、排ガス処理装置内の還元剤のためのストアのローディング２１は、完全な選択接触還元がもはや起こることができないという危険があるように低いので、そして同時に、第１の温度７は、液体の供給２９によるストアの速いローディングが可能でないように低いので、還元剤の前記ガス状の供給１５は、ここで始められる。これは、しかしながらガス状の供給１５によって補償されることができる。並行して行われる加熱プロセス２６の結果として第１の温度７が第１の閾値温度８に達するときに、還元剤の液供給２９は再び行われる。そして、それによって、排ガス処理装置内の還元剤のためのストアのローディング２１は、再び充填されることができる。
【００５１】
ここで、ＳＣＲ触媒コンバータの信頼性の高い動作が例えば排ガス処理装置内のストアからの還元剤によっておよび／または液体状態において供給される還元剤によって保証されることができない場合だけ、還元剤のガス状の供給１５は頼られる。
【００５２】
図５は、本発明による方法の系統図を示す。図５は、方法ステップ（ａ）、（ｂ１）、（ｂ２）、（ｃ）を例示する。本発明による方法がループの仕方で繰り返し実行されることも分かり得る。ステップ（ｂ１）またはステップ（ｂ２）は、還元剤の供給が行われなければならないか否かに関するステップ（ａ）の判定にしたがってあるいは始められる。現在の温度が少なくとも閾値温度に対応する場合には、ステップ（ｃ）（加熱）が迂回されることが、破線の矢印によって同様に示される。方法は、時間遅延の後および／または要求あり次第、基本的に再開されてよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…排ガス処理装置
２…内燃機関
３…ヒータ
４…供給装置
５…加水分解触媒コンバータ
６…ＳＣＲ触媒コンバータ
７…第１の温度
８…第１の閾値温度
９…第２の温度
１０…第２の閾値温度
１１…ストア
１２…最小貯留量
１３…窒素センサ
１４…第３の温度
１５…ガス状の供給
１６…車両
１７…制御装置
１８…第３の閾値温度
１９…コーティング
２０…最大貯留量
２１…ローディング
２２…温度センサ
２３…還元剤投与システム
２４…酸化触媒コンバータ
２５…粒子フィルタ
２６…加熱プロセス
２７…時間軸
２８…温度軸
２９…液体の供給
３０…排ガス処理コンポーネント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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