(57)【要約】【課題】最小の反応剤溢流において最適な排気ガス浄化結果を可能にする、内燃機関の運転方法および装置を提供する。【解決手段】内燃機関（１０）の排気領域（１３）のＳＣＲ触媒（１６）内においてＮＯｘ転化に寄与する反応剤がＳＣＲ触媒に供給される、内燃機関の運転方法および装置において、ＳＣＲ触媒後方下流側に発生するＮＯｘ濃度（ＮＯｘ＿ｎＫ）に対する尺度（ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄ）が計算される。ＳＣＲ触媒後方下流側のＮＯｘセンサ（１８）は排気ガス・センサ信号（Ｓ＿ｎＫ）を提供し、排気ガス・センサ信号（Ｓ＿ｎＫ）は、ＮＯｘ濃度（ＮＯｘ＿ｎＫ）に対応し、交差感度に基づいて反応剤溢流（ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫ）に対応する。反応剤配量を決定する反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）は、差（Ｄ）およびＳＣＲ触媒（１６）温度（ｔｅ＿Ｋａｔ）に対する尺度の関数として、補正信号（ｄ＿ＲｅａＳｐ）により補正される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）の排気領域（１３）内に少なくとも１つのＳＣＲ触媒（１６）が配置され、ＳＣＲ触媒（１６）内においてＮＯｘ転化に寄与する反応剤がＳＣＲ触媒（１６）に供給され、この場合、ＳＣＲ触媒（１６）後方下流側に発生するＮＯｘ濃度（ＮＯｘ＿ｎＫ）に対する尺度（ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄ）が計算されるのみならず、ＮＯｘセンサ（１８）によってもまた測定され、またＳＣＲ触媒（１６）後方下流側のＮＯｘ濃度（ＮＯｘ＿ｎＫ）に対する計算尺度（ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄ）および測定尺度間の差（Ｄ）が決定される、内燃機関の運転方法において、
反応剤配量を決定する反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）が、差（Ｄ）の関数として、およびＳＣＲ触媒（１６）温度（ｔｅ＿Ｋａｔ）に対する尺度の関数として、補正信号（ｄ＿ＲｅａＳｐ）により補正されることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
補正信号（ｄ＿ＲｅａＳｐ）が、差（Ｄ）の関数およびＳＣＲ触媒（１６）温度（ｔｅ＿Ｋａｔ）に対する尺度の関数として、特性曲線群（３４）内に記憶されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）が、ＳＣＲ触媒（１６）内の反応剤充填レベル（ＲｅａＳｐ）の関数として決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項４】
反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）が、ＳＣＲ触媒（１６）内の反応剤充填レベル（ＲｅａＳｐ）の操作により間接的に補正されることを特徴とする請求項３に記載の運転方法。
【請求項５】
ＳＣＲ触媒（１６）内の反応剤充填レベル（ＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔ）が、設定された反応剤目標充填レベル（ＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌ）に制御されることを特徴とする請求項３または４に記載の運転方法。
【請求項６】
ＳＣＲ触媒（１６）後方下流側に発生するＮＯｘ濃度（ＮＯｘ＿ｎＫ）の計算において、内燃機関（１０）のＮＯｘ未処理エミッション（ＮＯｘ＿ｖＫ）のほかに、ＳＣＲ触媒（１６）温度（ｔｅ＿Ｋａｔ）とＳＣＲ触媒（１６）内の反応剤充填レベル（ＲｅａＳｐ）とに対する尺度、およびＳＣＲ触媒（１６）内の排気空間速度（ＲＧ）の少なくともいずれかが基礎とされることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項７】
設定された反応剤目標充填レベル（ＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌ）が、少なくとも完全に反応剤で充満されたＳＣＲ触媒（１６）に対応する最大値に決定されることを特徴とする請求項４に記載の運転方法。
【請求項８】
ＮＯｘセンサ（１８）が、適切に利用される反応剤に対して交差感度を有することを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項９】
差（Ｄ）が発生したとき、はじめに、反応剤配量を低減する方向に反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）の補正が行われることを特徴とする請求項８に記載の運転方法。
【請求項１０】
内燃機関（１０）の排気領域内（１３）内に少なくとも１つのＳＣＲ触媒（１６）が配置され、ＳＣＲ触媒（１６）内においてＮＯｘ転化に寄与する反応剤がＳＣＲ触媒（１６）に供給される、内燃機関（１０）の運転装置において、
請求項１ないし９のいずれかに記載の運転方法を実施するために少なくとも１つの制御装置（２０）が設けられていることを特徴とする内燃機関の運転装置。
【請求項１１】
制御装置（２０）が差決定手段（３３）を含み、差決定手段（３３）は、反応剤に対して交差感度を有するＮＯｘセンサ（１８）から提供された排気ガス・センサ信号（Ｓ＿ｎＫ）およびＳＣＲ触媒（１６）後方下流側ＮＯｘ濃度決定手段（３２）により計算されたＮＯｘ濃度間の差（Ｄ）を決定することを特徴とする請求項１０に記載の運転装置。
【請求項１２】
制御装置（２０）が特性曲線群（３４）を含み、特性曲線群（３４）は反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）を補正するための補正信号（ｄ＿ＲｅａＳｐ）を提供し、特性曲線群（３４）内に、少なくとも差（Ｄ）の関数としておよびＳＣＲ触媒（１６）温度（ｔｅ＿Ｋａｔ）に対する尺度の関数として、補正信号（ｄ＿ＲｅａＳｐ）が記憶されていることを特徴とする請求項１１に記載の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気領域内にＳＣＲ触媒が配置され、ＳＣＲ触媒後方下流側にＮＯｘセンサが配置されている内燃機関の運転方法およびこの方法を実施するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ特許公開第１９９０３４３９号に、内燃機関の排気領域内にＳＣＲ触媒（選択還元触媒）が配置され、ＳＣＲ触媒は内燃機関の排気ガス内に含まれている窒素酸化物を反応剤により窒素に還元する、内燃機関の運転方法および装置が開示されている。反応剤配量は、例えば回転速度および噴射燃料量のような内燃機関の運転特性変数の関数として行われることが好ましい。さらに、配量は、例えば排気温度またはＳＣＲ触媒作動温度のような排気ガス特性変数の関数として行われることが好ましい。
【０００３】
反応剤として、例えば還元剤、即ちアンモニアが使用され、アンモニアは尿素水溶液から得ることができる。反応剤または反応剤原料の配量は正確に決定されなければならない。配量が少なすぎると、その結果、ＳＣＲ触媒内において窒素酸化物はもはや完全には還元可能ではない。配量が多すぎると、反応剤溢流を形成し、反応剤溢流は、一方で不必要に高い反応剤消費量を形成し、他方で、反応剤の性質の関数として、不快な臭気トラブルを発生させることがある。
【０００４】
ドイツ特許公開第１９９６０７３１号および第１９９６２９１２号にそれぞれ、内燃機関の排気ガス流れ内に存在するＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘセンサが開示されている。ＮＯｘセンサは、拡散隔壁を介して相互に結合されている複数の室を含む。既知の多室ＮＯｘセンサは、測定原理に基づき、アンモニア（ＮＨ３）に対して交差感度を有している。排気ガス内に含まれている反応剤の例としてのアンモニアは、反応４ＮＨ３＋５Ｏ２→４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ によりセンサ信号に誤差を与える。したがって、既知の方法において反応剤配量の上昇が行われたとき、反応剤の過剰配量または正常配量が存在している場合、発生する反応剤溢流に基づきセンサ信号は上昇し、また不足配量が存在している場合、ＮＯｘ転化の増大と共に低下する。これに対して、反応剤配量の低下が行われたとき、反応剤の過剰配量が行われている場合、低減された反応剤溢流に基づきセンサ信号は低下し、また正常配量または不足配量が存在している場合、もはや完全なＮＯｘ転化が行われないことに基づいて上昇する。
【０００５】
ドイツ特許公開第１０２００４０４６６４０号に、ＳＣＲ触媒後方下流側の反応剤に対して交差感度を有するＮＯｘセンサが配置されている、内燃機関の運転方法およびこの方法を実施するための装置が開示されている。排気領域内に少なくとも１つのＳＣＲ触媒が配置され、ＳＣＲ触媒に反応剤が供給され、反応剤はＳＣＲ触媒内においてＮＯｘ転化に寄与する。ＳＣＲ触媒後方下流側に発生するＮＯｘ濃度に対する少なくとも１つの尺度の計算が行われ、この計算は、反応剤配量の決定における精度の上昇を可能にする。
【０００６】
反応剤溢流は、ＮＯｘ濃度に対する計算尺度と、ＮＯｘ濃度と反応剤濃度との和に対する測定尺度との間の差から決定可能である。反応剤溢流のみならず、不十分なＮＯｘ還元反応もまた、ＮＯｘ濃度に対する計算尺度と、ＮＯｘ濃度と反応剤濃度との和に対する測定尺度との間の偏差を結果としてもたらすという事実が考慮される。一形態により、差があった場合、はじめに反応剤配量が低減される。反応剤溢流が存在したとき、反応剤配量の低減は反応剤溢流の低減をもたらすであろう。この場合には、反応剤配量の低減は正しい手段であったことがわかる。本来低すぎる反応剤配量が存在している場合、決定された差はより低いＮＯｘ転化に基づいてさらに上昇するので、このことから、反応剤配量の低減は間違っていたことになり、その代わりに、配量の増加が行われるべきであることが推測可能である。
【０００７】
ドイツ特許公開第１０２００４０３１６２４号に、ＳＣＲ触媒内の反応剤充填レベルの設定された貯蔵目標値への操作または制御が行われる、内燃機関の排気ガスの浄化のために使用されるＳＣＲ触媒の作動方法が開示されている。貯蔵目標値の適切な設定は、一方で、内燃機関の非定常状態において内燃機関のＮＯｘ未処理エミッションをできるだけ完全に除去するために十分な反応剤量が供給されること、および他方で反応剤溢流が回避されることを保証する。
【０００８】
ＳＣＲ触媒の反応剤充填レベルは触媒モデルにより決定され、触媒モデルは、ＳＣＲ触媒内に流入するＮＯｘ質量流量と、ＳＣＲ触媒から流出するＮＯｘ質量流量と、触媒温度と、並びに場合により反応剤溢流とを考慮する。ＳＣＲ触媒の最大可能反応剤充填レベルは、特にＳＣＲ触媒作動温度の関数であり、最大可能反応剤充填レベルは、作動温度が低いときに最高であり、作動温度の上昇と共により小さい値に低下する。ＳＣＲ触媒効率は触媒活性の関数であり、触媒活性は、作動温度が低いときに小さく、作動温度の上昇と共に最大値を通過し、作動温度がさらに上昇すると共に再び低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
最小の反応剤溢流においてできるだけ最適な排気ガス浄化結果を可能にする、内燃機関の排気領域内に触媒が配置され、ＳＣＲ触媒後方下流側にＮＯｘセンサが配置されている内燃機関の運転方法およびその方法を実施するための装置を提供することが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による内燃機関の運転方法は、内燃機関の排気領域内に少なくとも１つのＳＣＲ触媒が配置され、ＳＣＲ触媒内においてＮＯｘ転化に寄与する反応剤がＳＣＲ触媒に供給されることから出発する。ＳＣＲ触媒後方下流側にＮＯｘセンサが配置され、ＮＯｘセンサは、ＳＣＲ触媒後方下流側の排気ガス内ＮＯｘ濃度に対する少なくとも１つの尺度を表わすセンサ信号を提供する。ＳＣＲ触媒後方下流側に発生するＮＯｘ濃度に対する少なくとも１つの尺度が計算される。ＮＯｘ濃度に対する計算尺度および測定ＮＯｘ濃度間の差が決定される。反応剤配量を決定する反応剤信号が、決定された差の関数としてのみならず、さらにＳＣＲ触媒温度に対する尺度の関数としてもまた、補正信号により補正される。
【００１１】
本発明による方法は、反応剤配量の決定において、ＳＣＲ触媒内の反応剤貯蔵能力に影響を与えるＳＣＲ触媒温度を考慮する。これにより、場合により必要となる反応剤信号の変化が、温度の関数であるＳＣＲ触媒内の反応剤貯蔵能力に適合される。この手段により、反応剤信号の変化に基づき場合により発生することがある、上昇された反応剤溢流をもたらす反応剤過剰配量のみならず、上昇された環境へのＮＯｘ負荷をもたらすであろう反応剤不足配量もまた、それぞれの回避が達成される。
【００１２】
本発明による方法は、簡単な手段、したがってコスト的に有利な手段を用いて、ＳＣＲ触媒後方下流側に配置されているただ１つのＮＯｘセンサを必要とするにすぎないことによって形成可能であるが、このＮＯｘセンサは、場合により、本発明による方法の形態の範囲内において適切に利用される反応剤に対してもそれ自身好ましくない交差感度を有している。
【００１３】
本発明による方法の有利な変更態様および形態が従属請求項から得られる。
一形態は、補正信号が、差およびＳＣＲ触媒温度に対する尺度の関数として、選択された補正信号を提供する特性曲線群内に記憶されるように設計されている。
【００１４】
一形態は、反応剤信号がＳＣＲ触媒内反応剤充填レベルの関数として決定されるように設計されている。この形態の一変更態様は、反応剤信号がＳＣＲ触媒内の反応剤充填レベルの操作により間接的に補正されるように設計されている。ＳＣＲ触媒内の反応剤充填レベルは、設定された反応剤目標充填レベルに制御されることが好ましい。
【００１５】
一形態は、ＳＣＲ触媒後方下流側に発生するＮＯｘ濃度の計算において、内燃機関のＮＯｘ未処理エミッションのほかに、ＳＣＲ触媒温度およびＳＣＲ触媒内反応剤充填レベルおよび／またはＳＣＲ触媒内の排気空間速度が考慮されるように設計されている。これにより、高い精度が達成される。
【００１６】
他の形態は、設定された反応剤目標充填レベルが、少なくとも、完全に反応剤で充満されたＳＣＲ触媒に対応する最大値に決定されるように設計されている。この形態は、ＮＯｘセンサが、反応剤に対して交差感度を有するように設計された他の形態と結合されたときに利点を有している。交差感度は、差が発生したとき、はじめに、反応剤配量を低減する方向に反応剤信号の補正が行われることによって適切に利用可能であり、その理由は、差は高い確率で反応剤溢流を表わしているからである。
【００１７】
本発明による内燃機関の運転装置は、はじめに、本方法の実行に適合されている制御装置に関するものである。制御装置は特に差決定手段を含み、差決定手段は、ＮＯｘセンサから提供された排気ガス・センサ信号およびＮＯｘ濃度決定により計算されたＳＣＲ触媒後方下流側ＮＯｘ濃度間の差を決定する。さらに、制御装置は特性曲線群を含み、特性曲線群は反応剤信号を補正するための補正信号を提供し、特性曲線群内に、少なくとも差の関数としておよびＳＣＲ触媒温度に対する尺度の関数として、補正信号が記憶されているように設計されている。
【００１８】
制御装置は、少なくとも１つの電気メモリを含むことが好ましく、電気メモリ内に方法ステップがコンピュータ・プログラムとして記憶されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、内燃機関１０を示し、内燃機関１０の吸気領域１１内に空気決定（測定）手段１２が配置され、内燃機関１０排気領域１３内に、反応剤配量手段１４、第１のＮＯｘセンサ１５、ＳＣＲ触媒１６、ＳＣＲ触媒１６に付属されている温度センサ１７並びに第２のＮＯｘセンサ１８が配置されている。
【００２０】
内燃機関１０の後方下流側に、排気ガス流れｍｓ＿ａｂｇ並びに未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫが発生する。ＳＣＲ触媒１６の後方下流側に、ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫ並びに反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫが発生する。
【００２１】
制御装置２０に、空気決定手段１２は空気信号ｍｓ＿Ｌを、内燃機関１０は回転信号ｎを、第１のＮＯｘセンサ１５は第１のＮＯｘ信号ＮＯｘ＿ｖＫ＿ｍｅｓｓを、温度センサ１７はＳＣＲ触媒１６温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度を、第２のＮＯｘセンサ１８は排気ガス・センサ信号Ｓ＿ｎＫを供給する。
【００２２】
制御装置２０は、内燃機関１０に付属されている燃料配量手段２５に燃料信号ｍ＿Ｋを、並びに反応剤配量手段１４および燃料配量手段２５に反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを供給する。
【００２３】
制御装置２０はトルク決定手段３０を含み、トルク決定手段３０に、空気信号ｍｓ＿Ｌ、回転信号ｎ並びにトルク目標値ＭＦａが供給され、またトルク決定手段３０は内燃機関１０のトルクＭｄを決定する。
【００２４】
制御装置２０はさらに未処理ＮＯｘ濃度決定手段３１を含み、未処理ＮＯｘ濃度決定手段３１に、空気信号ｍｓ＿Ｌ、回転信号ｎ並びに燃料信号ｍ＿Ｋが供給され、未処理ＮＯｘ濃度決定手段３１は未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｖＫ＿ｍｏｄを決定する。
【００２５】
制御装置２０はさらにＮＯｘ濃度決定手段３２を含み、ＮＯｘ濃度決定手段３２に、未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｖＫ＿ｍｏｄ、ＳＣＲ触媒１６の温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度、空間速度ＲＧ並びにＳＣＲ触媒１６内の反応剤充填レベルＲｅａＳｐが供給され、またＮＯｘ濃度決定手段３２は、ＳＣＲ触媒１６後方下流側ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄを決定する。
【００２６】
ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄおよび排気ガス・センサ信号Ｓ＿ｎＫが、第１の差決定手段３３に供給され、第１の差決定手段３３は差Ｄを決定する。差Ｄ並びに温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度が特性曲線群３４に供給され、特性曲線群３４は補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐを提供し、補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐは第１の加算器３５に供給される。
【００２７】
第１の加算器３５は、補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐおよび反応剤充填レベルＲｅａＳｐから反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔを決定し、反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔは第２の差決定手段３６に供給され、第２の差決定手段３６は反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔおよび反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌから制御偏差３７を決定する。
【００２８】
制御器３８は制御偏差３７から操作変数３９を決定し、操作変数３９は第２の加算器４０に供給され、第２の加算器４０は操作変数３９に反応剤予制御変数Ｓ＿Ｒｅａ＿ＶＳを加算し且つ反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを提供する。反応剤予制御変数Ｓ＿Ｒｅａ＿ＶＳは予制御変数決定手段４１から供給され、予制御変数決定手段４１はトルクＭｄおよび回転信号ｎから反応剤予制御変数Ｓ＿Ｒｅａ＿ＶＳを決定する。
【００２９】
反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａが触媒モデル４２に供給され、触媒モデル４２は、さらに、供給された未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫ、ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫ、ＳＣＲ触媒１６の温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度および反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫを受け取る。触媒モデル４２は反応剤充填レベルＲｅａＳｐを提供する。
【００３０】
本発明による方法は次のように実行される。
制御装置２０内に配置されているトルク決定手段３０は、少なくとも設定されたトルク目標値ＭＦａの関数として、内燃機関１０から供給されるべきトルクＭｄを決定し、設定されたトルク目標値ＭＦａは、例えば、内燃機関１０が駆動エンジンとして配置されている自動車の詳細には示されていない加速ペダルから提供される。トルクＭｄは少なくとも近似的に内燃機関１０の負荷に対する尺度である。トルクＭｄの決定において、さらに、回転信号ｎおよび／または空気決定手段１２から提供された空気信号ｍｓ＿Ｌが考慮されてもよい。
【００３１】
制御装置２０は、特にトルクＭｄに基づいて決定された燃料信号ｍ＿Ｋを燃料配量手段２５に出力する。燃料信号ｍ＿Ｋは、例えば燃料噴射時期並びに燃料噴射量を決定する。
内燃機関１０内において燃焼された燃料は排気ガス流れｍｓ＿ａｂｇを形成し、排気ガス流れｍｓ＿ａｂｇは、内燃機関１０の運転点の関数として、多少の好ましくない未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫを含むことがある。
【００３２】
未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫをできるだけ十分に除去するために、内燃機関１０の排気領域１３内に少なくともＳＣＲ触媒１６が配置されている。ＳＣＲ触媒１６のほかに、他の触媒および／または粒子フィルタが設けられていてもよい。ＳＣＲ触媒１６はＮＯｘの還元反応を反応剤で支援し、反応剤は反応剤配量手段１４により排気領域１３内に配量注入され、および／または場合によりエンジン内部に供給される。反応剤の代わりに、その原料が使用されてもよい。反応剤がアンモニアの場合、アンモニアの代わりにその原料として、例えば尿素水溶液が使用されても、または例えば炭酸アンモニウムが使用されてもよい。配量は反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａにより決定され、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは反応剤配量手段１４に供給される。代替態様または追加態様として、エンジン内部に反応剤を供給する場合、燃料信号ｍ＿Ｋは、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａにより、必要な反応剤がエンジン内部において発生するように修正されてもよい。
【００３３】
本発明による方法がスタートしたのち、反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌの設定された反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌへの決定が行われ、設定された反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌは、例えば、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫができるだけ全ての運転状態において回避されるべきとき、ＳＣＲ触媒１６内の最大可能反応剤充填レベルの下側に位置する値に決定されていてもよい。これに対して、有利な形態は、設定された反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌが、少なくとも、ＳＣＲ触媒１６内の温度ｔｅ＿Ｋａｔの関数であるＳＣＲ触媒１６内最大可能反応剤充填レベルに対応すべきであるように設計されている。この関係が冒頭記載のドイツ特許公開第１０２００４０３１６２４号に詳細に記載されているので、その内容の全てが参照される。
【００３４】
反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌの決定が最大値よりも高い値に行われてもよいが、この場合には常に、少ない反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫが考慮されなければならない。反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌを、少なくとも最大値に、または計算変数としてのみ存在可能なそれより高い値に決定する場合の本質的な利点は、ＳＣＲ触媒１６が、常に、最大可能ＮＯｘ転化がそのときに発生する、その最大効率の範囲内で運転されることにある。内燃機関１０のみならずＳＣＲ触媒１６の全ての運転状態において、および排気領域１３内の排気ガスの全ての特性変数において、ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫが最小可能値を有することが保証される。少なくとも場合により発生する反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫは許容されなければならない。反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌが最大値よりも高い値に決定されるかぎり、常に少ない反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫが発生する。
【００３５】
ＳＣＲ触媒１６内の反応剤充填レベルＲｅａＳｐが、設定された反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌに制御されてもよい。設定された反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌへの制御が行われることが好ましい。第２の差決定手段３６内において、反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌが反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔと比較される。第２の差決定手段３６は差を形成し、差は制御偏差３７として制御器３８に供給され、制御器３８は制御偏差３７から操作変数３９を決定する。操作変数３９は、第２の加算器４０内において、特に存在する反応剤予制御変数Ｓ＿Ｒｅａ＿ＶＳに加算される。
【００３６】
反応剤予制御変数Ｓ＿Ｒｅａ＿ＶＳは、内燃機関１０の運転特性変数の関数として、例えば配量されるべき反応剤の基本量を設定することができる。予制御変数決定手段４１内において、例えばトルクＭｄ並びに回転信号ｎが考慮される。この方法は比較的簡単な適応を可能にする。
【００３７】
存在する反応剤予制御変数Ｓ＿Ｒｅａ＿ＶＳと場合により結合される操作変数３９は反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを決定し、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは反応剤配量手段１４および／または燃料配量手段２５に供給される。反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは、例えば、設定された反応剤流量に対応する弁開口断面を提供し、設定された反応剤流量はさらに反応剤圧力の関数でもある。
【００３８】
触媒モデル４２は、未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫ、ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫ並びにＳＣＲ触媒１６温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度を考慮し、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａに基づいて反応剤充填レベルＲｅａＳｐを決定する。場合により、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫがさらに考慮される。触媒モデル４２は前記従来技術に記載されているので、ここで再度それが参照される。
【００３９】
ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄの決定が行われる。計算は、ＮＯｘ濃度決定手段３２内において未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｖＫ＿ｍｏｄに基づいて行われ、未処理ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｖＫに対する計算尺度ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄは、未処理ＮＯｘ濃度決定手段３１が、例えばトルクＭｄおよび／または回転信号ｎに基づいて提供する。ＮＯｘ濃度決定手段３２は、温度センサ１７が提供する温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度に基づいてＳＣＲ触媒１６の効率を決定し、温度センサ１７は、ＳＣＲ触媒１６手前上流側、ＳＣＲ触媒１６内またはＳＣＲ触媒１６後方下流側のいずれに配置されていてもよいので、温度センサ１７から提供されるセンサ信号は、少なくとも近似的に、ＳＣＲ触媒１６の温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度である。温度測定の代わりに、ＳＣＲ触媒１６の温度ｔｅ＿Ｋａｔの評価が行われてもよい。
【００４０】
さらに、ＮＯｘ濃度決定手段３２内において排気空間速度ＲＧが考慮されることが好ましく、排気空間速度ＲＧは、ＳＣＲ触媒１６の既知の形状データおよび排気ガス流れｍｓ＿ａｂｇから決定可能である。効率は、特に反応剤充填レベルＲｅａＳｐの関数でもあるので、さらにＳＣＲ触媒１６内の反応剤充填レベルＲｅａＳｐが考慮される。
【００４１】
ＮＯｘ濃度決定手段３２により計算された、ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫに対する尺度ＮＯｘ＿ｎＫ＿ｍｏｄは、第１の差決定手段３３内において、差Ｄを求めるためにセンサ信号Ｓ＿ｎＫから減算される。発生した差Ｄは配量方式において考慮され且つ反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａがそれに対応して補正されてもよい。
【００４２】
補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐを提供するとき、差Ｄのほかに、ＳＣＲ触媒１６の温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度が考慮される。必要な補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐは、特性曲線群３４内において、少なくとも差Ｄの関数として、およびＳＣＲ触媒１６温度ｔｅ＿Ｋａｔに対する尺度の関数として記憶される。特性曲線群３４は、少なくとも両方の変数の関数としてアドレスされ且つ記憶されている値に対応して補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐを出力する。特性曲線群３４には、適応の範囲内において少なくとも値の対が設けられ、ここで、反応剤配量は、差Ｄが一定の場合、より高い温度ｔｅ＿Ｋａｔにおいてはより低い温度ｔｅ＿Ｋａｔにおいてよりも僅かに低下される。それに対応して、反応剤充填レベルＲｅａＳｐは、差Ｄが一定の場合、より高い温度ｔｅ＿Ｋａｔにおいてはより低い温度ｔｅ＿Ｋａｔにおいてよりも僅かに上昇される。
【００４３】
補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐは、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを直接補正するように使用されてもよいであろう。図示の実施例においては、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは、反応剤充填レベルＲｅａＳｐへの係合を介して間接的に補正され、この場合、補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐは、ＳＣＲ触媒１６内の反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔを操作する。触媒モデル４２により計算された反応剤充填レベルＲｅａＳｐが補正信号ｄ＿ＲｅａＳｐと加算され、これにより、反応剤充填レベルＲｅａＳｐが修正される。反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫに対応して差Ｄが発生しているかぎり、例えば反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔの上昇が行われ、反応剤実際充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｉｓｔは、閉ループ制御回路に基づいて結果として反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを低減させる。
【００４４】
原理的に、ＳＣＲ触媒１６の後方ＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫをＮＯｘセンサにより、および反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫを反応剤センサにより測定することが可能である。しかしながら、ＮＯｘセンサ１８の反応剤に対して存在する交差感度の利用またはこのような交差感度の適切な形成が特に有利である。この場合、排気ガス・センサ信号Ｓ＿ｎＫは、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫおよびＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫの和を表わす。したがって、発生した差Ｄは、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫまたは高いＮＯｘ濃度ＮＯｘ＿ｎＫが発生していることを意味する。この運転状態において両方を区別することは不可能であろう。有利な形態によりＳＣＲ触媒１６内の反応剤目標充填レベルＲｅａＳｐ＿Ｓｏｌｌが最大可能値に決定されたとき、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫに対応する反応剤の過剰配量が存在していることが推測可能である。図示の実施例においては、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫが短時間の間のみ発生するように、または反応剤の定常的な過剰配量においては、反応剤溢流ｍｓ＿Ｒｅａ＿ｎＫが少ない値に制限されるように制御が行われている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による方法が実行される技術的周辺図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
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