(57)【要約】内燃機関（２）の排ガスに含まれる窒素酸化物の選択的触媒還元をする方法において、前記内燃機関の排ガスシステム（１）にＳＣＲ触媒（３）の上流側でａ）還元剤およびｂ）還元剤前駆体のうち少なくとも１つを添加するための反応剤添加部（５）が構成され、前記反応剤添加部のすぐ下流に排ガスが少なくとも周囲を流動可能な構造体（４）が構成され、少なくとも排ガスの窒素酸化物割合を判定する工程、前記構造体の温度を判定する工程、前記工程で判定された窒素酸化物を還元するのに必要な反応剤の量を判定する工程、前記量の反応剤が添加された後の前記構造体の温度を判定する工程、事前設定可能な目標温度と前記構造体の温度を比較する工程、前記温度が目標温度よりも低い場合にあっては、次の方策のうち少なくとも１つを行った後の前記構造体の温度を算出する工程、反応剤の低減された量の添加および前記構造体の温度と排ガス温度の内少なくとも１つの上昇を含み、前記量の反応剤を添加した後の前記構造体の温度が目標温度よりも高いか又は等しくなるまでこれを続け、前記反応剤添加部によって前記量の反応剤を添加し、場合により前記工程に基づいて温度を上昇させる方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）の排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯx）の選択的触媒還元をする方法において、前記内燃機関（２）の排ガスシステム（１）にＳＣＲ触媒（３）の上流側で次の反応剤、即ち
ａ）還元剤および
ｂ）還元剤前駆体
のうち少なくとも１つを添加するための反応剤添加部（５）が構成され、
前記反応剤添加部（５）のすぐ下流に排ガスが少なくとも周囲を流動可能な構造体（４）が構成され、少なくとも次の工程、即ち
１．１）排ガスの窒素酸化物割合を判定する工程、
１．２）前記構造体（４）の温度を判定する工程、
１．３）前記工程１．１）で判定された窒素酸化物を還元するのに必要な反応剤の量を判定する工程、
１．４）前記量の反応剤が添加された後の前記構造体（４）の温度を判定する工程、
１．５）事前設定可能な目標温度と前記構造体（４）の温度を比較する工程、
１．６）前記温度が目標温度よりも低い場合にあっては、次の工程のうち少なくとも１つを行った後の前記構造体（４）の温度を算出する工程、
１．６ａ）反応剤の低減された量の添加、および
１．６ｂ）次の温度のうち少なくとも１つの上昇
１．６ｂ．１）前記構造体（４）の温度、および
１．６ｂ．２）排ガス温度
を含み、前記量の反応剤を添加した後の前記構造体（４）の温度が目標温度よりも高いか、又は等しくなるまでこれを続け、
１．７）前記反応剤添加部によって前記量の反応剤を添加し、場合により前記工程１．６ｂ）に基づいて温度を上昇させる方法。
【請求項２】
前記構造体（４）はハニカム体を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記構造体（４）は次の触媒の内少なくとも１つを含む請求項１又は２記載の方法。
３．１）加水分解触媒（４）および
３．２）ＳＣＲ触媒（３）。
【請求項４】
前記工程１．１）は次の工程の内少なくとも１つを含む請求項１から３の１つに記載の方法。
４．１）窒素酸化物含有量の測定、および
４．２）エンジン特性データからの窒素酸化物エミッションの算定。
【請求項５】
前記工程１．２）は次の工程の内少なくとも１つを含む請求項１から３の１つに記載の方法。
５．１）前記構造体（４）の温度の測定、および
５．２）前記温度の算出。
【請求項６】
前記目標温度は高くとも１８０℃である請求項１から５の１つに記載の方法。
【請求項７】
前記工程１．６）を反復的に実施する請求項１から６の１つに記載の方法。
【請求項８】
前記工程１．６）を連続的に実施する請求項１から６の１つに記載の方法。
【請求項９】
前記工程１．６ｂ．１）に基づく温度上昇を前記構造体（４）の電気加熱により実行するする請求項１から８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記工程１．６ｂ．２）に基づく温度上昇を、次の何れかにより実行する請求項１から９の１つに記載の方法。
１０．１）前記内燃機関（２）の動作点の変更、
１０．２）前記構造体（４）の手前での排ガスの電気加熱、および
１０．３）炭化水素の噴射と酸化。
【請求項１１】
次の物質のうち少なくとも１つを反応剤として添加する請求項１から１０の一つに記載の方法。
１１．１）アンモニアおよび
１１．２）尿素。
【請求項１２】
前記ＳＣＲ触媒（３）の後で、排ガス流中に還元剤含有量を検証可能であるときには反応剤の量を減らす請求項１から１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
内燃機関のための排ガスシステム（１）において、
ＳＣＲ触媒（３）と、
次の反応剤、即ち
ａ）還元剤、および
ｂ）還元剤前駆体
のうち少なくとも１つを添加するための反応剤添加部（５）とを含み、
更に、前記反応剤添加部（５）の下流側に排ガスが少なくとも周囲を流動可能な構造体（４）を含み、添加される反応剤の量を制御するにあたって次の量、即ち
１３．１）排ガス温度、
１３．２）前記構造体（４）の温度、および
１３．３）排ガスの窒素酸化物割合
のうち少なくとも１つに依存して、
反応剤の前記量の添加による前記１３．１）および１３．２）のうち少なくとも１つの量の変化を考慮した上で反応剤を添加するための制御手段（１３）が設けられている排ガスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車の排ガスシステムで内燃機関の排ガスに含まれる窒素酸化物の選択的に触媒還元をする方法とこれに対応する排ガスシステムに関する。本発明は、特に排ガスへの還元剤又は還元剤前駆体の添加量の調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中の多くの国で、内燃機関の排ガスに含まれる特定物質の含有量について上限値を設定する法規が定められている。その対象となるのは、多くの場合、環境への放出が望ましくない物質である。かかる物質の１つが窒素酸化物（ＮＯx）であり、排ガス中に占めるその割合が、法律で定められている限界値を超えてはならない。例えば燃費の向上を考えながら内燃機関を設計する等の枠組条件があるため、窒素酸化物エミッションをエンジン内部で回避することは、排ガス中の窒素酸化物の割合を減らすにあたって限定的にしか有益でなく、そのため、比較的低い限界値を守るには排ガスの後処理が必要となる。その際、窒素酸化物の選択的触媒還元（ＳＣＲ、selective catalytic reduction）が好ましいことが判明している。このＳＣＲ法は窒素含有還元剤を必要とする。特にアンモニア（ＮＨ3）を還元剤として利用することが、１つの考えられる選択肢である。アンモニアは、化学特性や多くの国での法律規定に基づき、純粋なアンモニアとしては使用されないのが普通であり、それは、特に自動車等の移動用の用途で問題につながる可能性があるからである。むしろ、還元剤そのものを備蓄しておく代わりに、還元剤前駆体を蓄えて携行することが多い。還元剤前駆体とは、特に還元剤を分離させ得る物質、或いは化学的に還元剤へ転換できる物質を意味している。例えば還元剤であるアンモニアについては尿素が還元剤前駆体となる。還元剤としてのアンモニアについて考えられるそれ以外の還元剤前駆体には、カルバミン酸アンモニウム、イソシアン酸、シアヌル酸等がある。
【０００３】
還元剤への還元剤前駆体の化学的転換、還元剤前駆体からの還元剤の分離並びに還元剤前駆体および／又は還元剤のあり得る凝集状態変化は、通常、エネルギー注入を必要とする吸熱プロセスに依拠している。該エネルギー注入は、通常、排ガスおよび／又は排ガスシステムの部品の温度低下につながる。ところが化学反応の進行中における温度変化は、その反応の反応平衡をも狂わせることが公知である。かくして生じる反応平衡の状況に依存し、本来期待される反応生成物以外に、望ましくない副生成物が生じる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上を前提とする本発明の課題は、還元剤を用意するにあたって望ましくない副生成物の形成が有効に回避され、内燃機関の排ガスに含まれる窒素酸化物を還元する方法並びにこれに対応する排ガスシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は請求項１の構成要件を備える方法によって解決され、有利な発展例は従属請求項の対象となっている。
【０００６】
内燃機関の排ガスに含まれる窒素酸化物の選択的触媒還元をする本発明の方法では、内燃機関の排ガスシステムにＳＣＲ触媒の上流側で次の反応剤、
ａ）還元剤および
ｂ）還元剤前駆体
のうち少なくとも１つを添加するための反応剤添加部が構成され、
反応剤添加部のすぐ下流に排ガスが少なくとも周囲を流動可能な構造体が構成され、少なくとも次の工程、
１．１）排ガスの窒素酸化物割合を判定する工程、
１．２）構造体の温度を判定する工程、
１．３）工程１．１）で判定された窒素酸化物を還元するのに必要な反応剤の量を判定する工程、
１．４）前記量の反応剤が添加された後の構造体の温度を判定する工程、
１．５）事前設定可能な目標温度と構造体の温度を比較する工程、
１．６）前記温度が目標温度よりも低い場合にあっては、次の方策のうち少なくとも１つを行った後の構造体の温度を算出する工程、
１．６ａ）反応剤の低減された量の添加、および
１．６ｂ）次の温度のうち少なくとも１つの上昇、
１．６ｂ．１）構造体の温度、および
１．６ｂ．２）排ガス温度
を含み、前記量の反応剤を添加した後の構造体の温度が目標温度よりも高いか、又は等しくなるまでこれを続け、
１．７）反応剤添加部によって前記量の反応剤を添加し、場合により工程１．６ｂ）に基づいて温度を上昇させる。
【０００７】
本発明においてすぐ下流という表現は、その構造体が、流動方向で見て排ガスシステムの下流に最も近くに位置している反応剤添加の後の構造体であることを意味する。ＳＣＲ触媒は、特に、例えば相応のコーティングを備えるハニカム体等の貫流可能な構造体である。これは特に、二酸化チタン（アナターゼ）に担持されるバナジウム／タングステン混合酸化物および／又は金属イオン交換ゼオライト、有利には鉄ゼオライトであって、特に型式Ｘ、Ｙ、ＺＳＭ−５および／又はＺＳＭ−１１のものでよい。ハニカム体として、特に排ガスが少なくとも流動可能な、例えば通路のような中空スペースを有する通常のセラミックおよび／又は金属のハニカム体を使用できる。少なくとも部分的に構造化され、少なくとも１つの金属層からなるハニカム体の構成が好ましい。この際金属層は、鋼板シートおよび／又は多孔性の金属層を含み得る。ハニカム体は、少なくとも部分的に構造化された少なくとも１つの金属層および場合により実質的に平滑な少なくとも１つの金属層を巻くことで製作するか、又は少なくとも部分的に構造化された少なくとも１つの層および場合により実質的に平滑な少なくとも１つの層を積層し、このようにして形成された少なくとも１つの積層物を捻ることによって製作するとよい。
【０００８】
還元剤としてのアンモニアおよび／又は還元剤前駆体としての尿素を反応剤として添加するとよい。この場合、固体および／又は尿素水溶液の形態での尿素の添加が好ましい。
【０００９】
この場合、ＳＣＲ触媒の温度に応じて次のような主反応が行われる。
ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3−＞２Ｎ2＋Ｈ2Ｏ
【００１０】
このとき一酸化窒素（ＮＯ）が二酸化窒素（ＮＯ2）およびアンモニア（ＮＨ3）と反応して、分子状の窒素（Ｎ2）と水（Ｈ2Ｏ）になる。還元剤であるアンモニアが還元剤前駆体（尿素）から提供される場合、しばしば熱分解および／又は加水分解が行われる多段階の反応が行われるのが通常である。熱分解では尿素（（ＮＨ2）2ＣＯ）が熱によってアンモニアとイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に変化する。
【００１１】
これに続いて加水分解が生じ、イソシアン酸が水と反応してアンモニアと二酸化炭素になる。
（ＮＨ2）2ＣＯ−＞ＮＨ3＋ＨＣＮＯ
ＨＣＮＯ＋Ｈ2Ｏ−＞ＮＨ3＋ＣＯ2
【００１２】
特に熱分解と加水分解は、通常ハニカム体の内部および／又は表面に塗布されるの加水分解触媒で行われる。この加水分解触媒の温度に応じ、上述の望ましい主反応に加えて、部分的に望ましくない反応生成物をもたらす副反応も生じる。還元剤としてアンモニアを利用し、還元剤前駆体として尿素を利用する上述の有利なシステムでは、前記アンモニアの形成以外に、例えばビウレット（（ＮＨ2ＣＯ）2ＮＨ）の形成も起こり得る。ビウレットは加水分解触媒で形成されると、触媒の通路の詰まりを引起す粘稠な生成物である。従って、一方では得られるアンモニア収量が減り、他方ではハニカム体の通路の融着が起こり得る。ビウレットは非常に大きな費用をかけない限り、ハニカム体から除去できないので、尿素の熱分解および／又は加水分解を行う温度は、ビウレットが発生しないように選択するのが好ましい。加水分解触媒の通路の融着がその触媒の機能不全につながり、そのために、尿素からアンモニアへの変化が不十分になる可能性があるからである。
【００１３】
原則として、本発明によると工程１．３）では還元剤による窒素酸化物の化学量論的な変化が根底にある。還元剤前駆体および／又は還元剤を排ガスに添加すると、上述のように排ガスの温度低下が起こり、これに伴い排ガスが周囲又は内部を流れる構成部品の温度低下が起こる。このことは、排ガスの温度が十分に高ければ、例えばビウレット等の不所望な副生成物に関して臨界的ではない。しかし排ガス温度が臨界的な温度領域にあると、不所望な副生成物を生成する方向へと反応平衡が傾く可能性がある。従って工程１．５）で構造体の温度が比較される目標温度は、目標温度の際に、例えばビウレットのような望ましくない副生成物の形成が、事前設定可能な程度を超えないように設定すべきである。目標温度は、不所望な副生成物が僅かしか生成しないように設定するのが好ましい。
【００１４】
つまり本発明の方法は、還元剤前駆体および／又は還元剤の添加による排ガスの温度低下を考慮に入れ、考えられる対処法を導入するものである。この対処法の１つの要諦は、工程１．６）によれば、添加すべき還元剤の量を減らすことにある。このことは、排ガス中にある窒素酸化物が全て変換されることはなくなるという結果につながるが、内燃機関の動作状態によってはこれを甘受できる。考えられる対処法の更に別の工程の要諦はシステムの温度を上昇させることにあり、即ち、一方では反応剤添加のすぐ下流に位置している構造体の温度を上昇させ、他方では排ガス温度を上昇させることにある。この場合は、例えば構造体の電気的な加熱や、エンジンの動作状態を変えることによる排ガス温度の上昇、又は追加量の燃料を噴射して酸化させることによる排ガス温度の上昇等の能動的な措置が必要なので、例えば燃料消費量が増える等の基本的に不所望な副次効果が生じる。本発明の方法は、目標温度を下回ることなく、できる限り少ない燃料の追加消費量で、排ガス中にある窒素酸化物のできる限り多い変換を行うべく、選択肢１．６ａ）および１．６ｂ）を考慮するものである。
【００１５】
基本的に本発明の方法は、例えばエンジン管理に基づき、排ガスが内燃機関から出ていくときにいか程の窒素酸化物割合を含むかが各時点で既知であることに依拠している。排ガスシステムの下流に設けたＳＣＲ触媒に達する迄にある程度の時間が経過し、この時間を、添加すべき反応剤の量を適宜決定するために利用でき、場合により工程１．６）に記載の措置を講じ得る。特に本発明の方法は、余剰の窒素酸化物割合を可逆的に蓄積できるＮＯx吸着剤と組み合わせてもよい。ＮＯx吸着剤のその後の再生は、蓄積した窒素酸化物のできる限り完全な変換が起こるように計画できる。
【００１６】
工程１．６ｂ．１）は、反応剤の添加に伴う温度の低下にも係らず、構造体の温度が確実に目標温度を上回るように保たれる程度に、構造体の温度を上昇させるという意味に解するべきである。
【００１７】
本発明による方法の好ましい発展例では、構造体はハニカム体を含む。
【００１８】
これは、特にセラミックのハニカム体および／又は金属のハニカム体であってよい。この際、例えば排ガス等の流体が貫流可能な通路を形成するハニカム体が同じく好ましい。
【００１９】
構造体が次の触媒、即ち
３．１）加水分解触媒および
３．２）ＳＣＲ触媒
のうち少なくとも１つを含む本方法の発展例が格別に好ましい。
【００２０】
特に還元剤前駆体として尿素水溶液を使用する場合、工程３．１）に記載のように構造体が加水分解触媒を含むときには、本発明による方法が有利である。なぜならその際、化学反応のために必要なエネルギーに加えて水の気化エンタルピーも消費されなくてはならず、このことは反応剤の添加後の一層の温度低下につながるからである。そのために、還元剤前駆体として尿素溶液を使用するときは、例えばビウレットのような望ましくない副生成物が形成される公算が一層高くなる。
【００２１】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態では、工程１．１）は次の処置、即ち
４．１）窒素酸化物含有量の測定、および
４．２）エンジン特性データからの窒素酸化物エミッションの算定
のうち少なくとも１つを含む。
【００２２】
特に、工程４．２）に基づいて窒素酸化物エミッションが少なくとも部分的にエンジン特性データから得られれば、内燃機関からＳＣＲ触媒に至るまでの排ガスの進行時間を、本発明による工程１．１）から１．６）の実施のために活用できるという利点がある。エンジン特性マップ又はエンジン特性データとは、特に内燃機関の動作特性マップを意味している。この場合、例えば負荷、回転数等のエンジンの関連する測定可能又は事前設定可能な特性データから、窒素酸化物消費量を計算できる。選択肢４．１）により、代替的又は追加的に、窒素酸化物含有量を相応のセンサで測定することもできる。複数のセンサを装備していてもよく、その結果排ガスシステムの異なる点で異なる測定値が得られる。これらの測定値を、選択肢４．２）から算定されたエンジン特性データに基づく窒素酸化物エミッションと照合できる。特に、コンピュータ支援による排ガスシステムのモデルを作成し、このモデルを参照しながら、排ガスシステムの少なくとも１つの点で特に窒素酸化物含有量、酸素含有量および排ガス温度に関して測定された補間点を用いて、排ガスシステムの他の領域における対応値を求めることも可能である。
【００２３】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態によると、工程１．２）は次の工程、
５．１）構造体の温度の測定、および
５．２）温度の算出
のうち少なくとも１つを含む。
【００２４】
この際にも、例えばエンジン特性データと排ガスシステムの既知の固有の設計に基づいて、構造体の温度を算出できる。更に、構造体の温度、排ガスシステムのその他の構成部品の温度および／又は排ガス自体の温度も判定し、それに基づき温度を判定できる。
【００２５】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態では、目標温度は高くとも１８０℃、有利には１２０〜１７０℃、特に約１６０℃である。
【００２６】
この温度は、尿素からのビウレットの形成を防ぐのに格別に好ましいことが判明している。このような目標温度は、特に、少なくとも構造の通路の融着、閉鎖を効果的に大幅に低減し、もしくは実質的に防止できることを保証するという格別な利点がある。
【００２７】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態では、工程１．６）を反復して実施する。
【００２８】
特に、排ガスの窒素酸化物含有量が少なくとも部分的にエンジン特性マップから算出される場合には、工程１．６）を実施するに際し反復的な取組みを選択するとよい。その場合、コンピュータ支援下に本方法を実施し、相応に高速のプロセッサを利用すれば、工程１．６ａ）および１．６ｂ）および反応剤の量を添加した後の構造体の温度に及ぼすその影響を反復して判定できるようにするために、十分に長い時間が利用できるのが通常だからである。かくして、反復プロセスの構成に応じて、工程１．６）に関して非常に正確な方法実施を実現できる。特に、反復方式にもかかわらず反復工程が比較的大きければ、反応剤の量を添加した後の非常に迅速な目標温度の下回りを実現できる。
【００２９】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態では、工程１．６）を連続的に実施する。
【００３０】
工程１．６）の連続的な実施は、目標温度以下への非常に迅速な温度の下回りを実現できるという利点がある。特に方策１．６ａ）および１．６ｂ）において比較的大きな勾配が適用される場合、迅速なプロセス実施を保証できる。
【００３１】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態によると、工程１．６ｂ．１）に基づく温度上昇の実施は構造体の電気加熱を含む。
【００３２】
特に、構造体が電気加熱可能なハニカム体を含むとよい。構造体の電気加熱は、目標温度を超える構造体の温度への非常に迅速な上昇を実現し、かくして、例えばビウレット等の望ましくない副生成物の形成を非常に効果的に防止できるという利点がある。構造体の電気加熱は、適応プロセスおよび制御プロセスの非常に大きな変動を可能にする。
【００３３】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態によると、工程１．６ｂ．２）に基づく温度上昇の実施は次の方策、即ち
１０．１）内燃機関の動作点の変更、
１０．２）構造体の手前での排ガスの電気加熱、および
１０．３）炭化水素の噴射と酸化
のうち少なくとも１つを含む。
【００３４】
工程１０．１）では、場合により燃料消費量の僅かな増大を甘受した上での内燃機関の動作点の比較的小さな変更によって、排ガス温度の上昇を実現でき、その結果反応剤の添加によって生じる温度低下を補償できる。工程１０．２）では、例えば構造体の上流に位置する電気加熱可能なハニカム体により、排ガスの電気加熱を行える。工程１０．３）では、例えば内燃機関の一時的なリッチ動作および特に構造体の上流の排ガス経路における相応の酸化触媒により、排ガスの上昇とこれに伴う構造体の温度の上昇を引起せる。
【００３５】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態によると、次の物質、
１１．１）アンモニアおよび
１１．２）尿素
のうち少なくとも１つを反応剤として添加可能である。
【００３６】
このようにして、特に構造体でのビウレットの形成を防止できる利点がある。
【００３７】
本発明による方法の更に別の有利な実施形態では、ＳＣＲ触媒の後で排ガス流中に還元剤含有量を検証可能であるなら、反応剤の量を減らせる。
【００３８】
ＳＣＲ触媒の下流で還元剤含有量を検出可能であるときは、還元剤が化学量論的に過剰に存在している。これを回避すべく、本発明によると、添加されるべき還元剤又は還元剤前駆体の量を減らせる。特にＳＣＲ触媒の下流には酸化触媒が形成されていてよく、この酸化触媒によって、ＳＣＲ触媒を通り抜けた還元剤の酸化を行える。
【００３９】
本発明の更に別の側面によると、内燃機関のための排ガスシステムが提案され、この排ガスシステムは、ＳＣＲ触媒と、次の反応剤、
ａ）還元剤、および
ｂ）還元剤前駆体
のうち少なくとも１つを添加するための反応剤添加部とを含み、
更に、反応剤添加部の下流側に排ガスが少なくとも周囲を流動可能な構造体を含み、添加される反応剤の量を制御するにあたって次の量、
１３．１）排ガス温度
１３．２）構造体の温度および
１３．３）排ガスの窒素酸化物割合
のうち少なくとも１つに依存して、
反応剤の量の添加による１３．１）および１３．２）のうち少なくとも１つの量の変化を考慮した上で反応剤を添加するための制御手段が設けられている。
【００４０】
本発明の方法について開示する詳細事項および発展例は、本発明による排ガスシステムに転用可能かつ適用可能である。特に本発明の排ガスシステムは、本発明による方法を実施するために採用できる。
【００４１】
次に、添付の図面を参照しながら本発明について説明するが、本発明は、同図に示した実施例および開示する利点に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１は、内燃機関２の本発明による排ガスシステム１を示し、排ガスシステム１は模式的に示している。排ガスシステム１は、ＳＣＲ触媒３を含む。ＳＣＲ触媒３の手前には加水分解触媒４が形成されている。加水分解触媒４の上流には反応剤添加部５が構成され、この反応剤添加部によって、還元剤および／又は還元剤前駆体を排ガスシステム１へ導入できる。このとき反応剤添加部５によって尿素が固体としておよび／又は尿素水溶液の形態で添加されるのが格別に好ましい。このとき加水分解触媒４は、反応剤添加部５のすぐ下流に設けられた、排ガスが少なくとも周囲を流動可能な構造体を形成している。
【００４３】
作動時には、内燃機関２の排ガスに含まれる窒素酸化物が判定される。このことは、一方では内燃機関２の動作特性マップを通じて行うことができ、他方では、例えば第１の測定プローブ７によって窒素酸化物含有量を判定することが可能である。このようにして判定した窒素酸化物含有量を参照しながら、工程１．３）で、判定した窒素酸化物割合を還元するのに必要な反応剤の量が算定される。この反応剤は、還元剤および／又は還元剤前駆体を含む。更に、例えば第２の測定プローブ８を通じて加水分解触媒４の温度が判定される。その代替又は追加として、流体にとって少なくとも周囲を流動可能な構造体の温度を、即ち加水分解触媒４の温度を、排ガスシステム１の既知の設計を考慮した上で、内燃機関２の動作データから判定することも可能である。算定した反応剤の量を参照しつつ、その量の反応剤を添加した後の構造体の温度が判定する。この添加後の構造体の温度が、事前設定可能な目標温度と比較される。前記量の反応剤を添加した後の構造体の温度が目標温度を下回っているときは、工程１．６）により、次の処理、即ち
１．６ａ）反応剤の低減された量の添加、および
１．６ｂ）次の温度のうち少なくとも１つの上昇、
１．６ｂ．１）構造体の温度、および
１．６ｂ．２）排ガス温度
のうち少なくとも１つの後に構造体の温度が算定される。
【００４４】
このとき工程１．６ａ）の量は連続的に、又は反復的又は不連続的に減らすことができ、上昇させるべき温度についても同様のことが当てはまる。前記量の反応剤を添加した後の構造体の温度が、方策１．６ａ）、１．６ｂ）を考慮した上で目標温度を上回っているとき、もしくは目標温度に一致しているときは、前記量の反応剤が添加され、場合により温度も相応に上昇させられる。このことは、例えば加水分解触媒４の加熱、又は加水分解触媒４の上流に位置するハニカム体９の加熱により行える。前記加熱は、例えばハニカム体９および／又は加水分解触媒４が接続されている電気加熱手段１０により行い得る。ＳＣＲ触媒３の下流には、場合によりＳＣＲ触媒を通り抜ける還元剤を変換し、かくして周囲への還元剤の放出を防ぐべく、酸化触媒１１を形成してもよい。還元剤の通過が起こっているか否かを監視すべく、ＳＣＲ触媒３の下流に、特に排ガス中の還元剤濃度を判定できる第３の測定プローブ１２が構成されている。第３の測定プローブ１２が有意な還元剤濃度を表示したときは、添加する反応剤の量を減らす。本方法を実施すべく、図には示唆するのみに留める信号回線１４を介して、測定プローブ７、８、１２、電気加熱手段１０、内燃機関２、および反応剤添加部５と接続された制御手段１３が構成されている。信号回線１４は、本実施例では、アドレシング可能なデータバスを備えるバスシステムを形成している。特に制御手段１３では、本発明による方法を実施できる。制御手段１３は、例えば内燃機関に対するエンジン制御部に統合されていてよい。
【００４５】
本発明による方法、並びに本発明による排ガスシステム１は、例えば還元剤前駆体として尿素を使った場合に、ビウレットのような望ましくない副生成物の形成が可能な限り回避される、内燃機関２の排ガスに含まれる窒素酸化物の選択的触媒還元を可能にするという利点がある。このことは、排ガスシステム１の耐用寿命の長期化につながるという利点がある。
【符号の説明】
【００４６】
１  排ガスシステム、２  内燃機関、３  ＳＣＲ触媒、４  加水分解触媒、５  反応剤添加部、７、８、１２  測定プローブ、９  ハニカム体、１０  電気加熱手段、１１  酸化触媒、１３  制御手段、１４  信号回線
【図１】
2009503326.tif 000003
【国際調査報告】
2009503326.tif 000004
2009503326.tif 000005
2009503326.tif 000006
2009503326.tif 000007