(57)【要約】  本発明は、再生可能なＮＯｘ還元触媒装置（４、６４、９４、８４ａ、８４ｂ）、および／または、排ガスの流れをバイパスパイプ（７０、１９０、８７a、８７b）に向けるようにする３方バルブ（６９、９９、８９）、および／または、クリーンアップ触媒装置（１９１、９１）の診断方法、装置及びコンピュータプログラム製品に関する。すべての構成要素は、同一の排ガス制御システム（８２）に含まれる。ＮＯｘ還元触媒装置および３方バルブの診断は、ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下量の測定（圧力センサ１２、６１２、８１２、８１２a、８１２b）を行う方法のステップによって実施される。クリーンアップ触媒装置の診断は、クリーンアップ触媒装置での温度増加（温度センサ９２、１９２）の測定を行う方法のステップによって実施される。ＮＯｘ触媒装置の機能性が低下する場合には脱硫が実施される。３方バルブまたはクリーンアップ触媒装置の機能性が低下する場合には、障害コードが発生される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動時に排ガス制御システムに排ガスを放出する燃焼エンジン（１、６１、８１、９１）を有する車両に配置された排ガス制御システム（２、６２、８２、９２）の少なくとも一部の診断のために、車両に搭載して作動する時に実施される方法であって、
前記排ガス制御システムは、再生可能な少なくとも１つのＮＯｘ還元触媒装置（４、６４、９４、８４ａ、８４ｂ）を含み、また、少なくとも所定の期間の間に還元剤の所定量がＮＯｘ還元触媒装置の再生のために、少なくともＮＯｘ還元触媒装置の上流にある排ガス制御システムに添加され、ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかけて圧力降下が測定される診断方法であり、前記方法は、
−還元剤が排ガス制御システム（２、６２、８２、９２）に添加される直前の時点での圧力降下に対する第１測定値（ｐ１１）を第１測定（Ｓ２）及び記録するステップ、
−再生が終了した時点での圧力降下に対する第２測定値（ｐ１２）を第２測定（Ｓ５）及び記録するステップ、及び
−前記第１及び第２値の比較（Ｓ６）が実施され、前記第１及び第２測定値の間での圧力降下の増加が第１所定値（ｋ１１）より小さくなると、脱硫が実施されるステップを含むことを特徴とする診断方法。
【請求項２】
バイパスパイプ（７０、１９０、８７ａ、８７ｂ）は、必要に応じて前記ＮＯｘ還元触媒装置（９４、８４ａ、８４ｂ）を過ぎて排ガスを取り込むように設定され、３方バルブ（８９、９９）は、前記ＮＯｘ還元触媒装置または前記バイパスパイプを介して排ガスの全部または一部を統制するように設定され、また、クリーンアップ触媒装置（１９１、９１）は、前記ＮＯｘ還元触媒装置と前記バイパスパイプとの下流に配置される診断方法であって、前記診断方法は、
−前記排ガスの部分流れが前記ＮＯｘ還元触媒装置を通じて取り込まれ、前記排ガスの残留流れが前記バイパスパイプを介して前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて取り込まれる所定の位置（Ｓ１０１）に３方バルブが設定されるステップ、
−多くの還元剤量が満足すべきＮＯｘ再生（Ｓ１０２、Ｓ１０３）に必要な量と比較されて噴射されるステップ、
−測定及び記録がクリーンアップ触媒装置（Ｓ１０４）での温度増加（ΔＴ）から実施されるステップ、及び
−前記測定された温度増加（ΔＴ）と前記クリーンアップ触媒装置での最低の許容可能な温度増加として記憶された参照値（ΔＴｍｉｎ）との間で比較（Ｓ１０５）が実施され、前記測定された温度増加（ΔＴ）が最小温度増加としての前記参照値（ΔＴｍｉｎ）より小さい場合に障害コード（Ｓ１０７）が発生されるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の診断方法。
【請求項３】
前記排ガス制御システムに含まれた追加のＮＯｘ還元触媒装置は、前記バイパスパイプ上に配置され、前記排出パイプの関連部品を有する前記ＮＯｘ還元触媒装置のそれぞれは、前記クリーンアップ触媒装置の診断のためのバイパスパイプとして代用されることを特徴とする、請求項２に記載の診断方法。
【請求項４】
第３測定値（ｐ２２）と前記ＮＯｘ還元触媒装置（４）の全域にかける圧力降下に対する前記第１測定値（ｐ１１）との差に基づいて圧力降下の少なくとも第２増加が記録され、前記圧力降下の第２増加も前記第１所定値（ｋ１１）より小さい場合のみに障害コードが発生されることを特徴とする、請求項１に記載の診断方法。
【請求項５】
前記ＮＯｘ還元触媒装置の劣化程度が記録され、前記ＮＯｘ還元触媒装置のための満足すべきＮＯｘ再生を得るために要求される対応する最少還元剤量が記憶された値と比較され、前記ＮＯｘ還元触媒装置の劣化に対応する前記記憶された値によって前記噴射還元剤量が選択されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の診断方法。
【請求項６】
作動時に排ガス制御システムに排ガスを放出する燃焼エンジンを有する車両に配置された排ガス制御システムの少なくとも一部の診断のために、車両に搭載して作動する時に実施される方法であって、前記排ガス制御システムは、再生可能な少なくとも１つのＮＯｘ還元触媒装置と、必要に応じて前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて前記排ガスを取り込むように設定されたバイパスパイプ（７０、９０、８７ａ、８７ｂ）と、前記ＮＯｘ還元触媒装置または前記バイパスパイプを介して前記排ガスの全部または一部を統制するように設定された３方バルブとを含み、また、少なくとも所定の期間の間に還元剤の所定量が、ＮＯｘ還元触媒装置の再生のために、少なくともＮＯｘ還元触媒装置の上流にある排ガス制御システムに添加されて、ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下が測定される診断方法であり、前記方法は、
−前記３方バルブを制御する制御信号によって予想された所定の位置に前記３方バルブが設定されるステップ、
−還元剤が排ガス制御システム（６２、８２、１１２）に添加される時点（ｔｒ）での圧力降下に対する測定値（ｐ６２）を測定（Ｓ８２）及び記録するステップ、及び
−圧力降下に対する前記測定値（ｐ６２）と正確に機能する３方バルブによる圧力降下に対応する記憶された値（ｐ６１）との間で比較（Ｓ８４）が実施され、前記測定値（ｐ６２）と前記記憶された値（ｐ６１）との差が第１所定値（ｋ８１）より大きいと、前記３方バルブに対する障害コードが発生されるステップを含むことを特徴とする診断方法。
【請求項７】
クリーンアップ触媒装置は、前記ＮＯｘ還元触媒装置と前記バイパスパイプとの下流に配置される診断装置であって、前記診断方法は、
−前記排ガスの部分流れが前記ＮＯｘ還元触媒装置を通じて取り込まれ、前記排ガスの残留流れが前記バイパスパイプを介して前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて取り込まれる所定の位置（Ｓ１０１）に３方バルブが設定されるステップ、
−多くの還元剤量が満足すべきＮＯｘ再生（Ｓ１０２、Ｓ１０３）に必要な量と比較されて噴射されるステップ、
−測定及び記録がクリーンアップ触媒装置（Ｓ１０４）での温度増加（ΔＴ）から実施されるステップ、
−前記測定された温度増加（ΔＴ）と前記クリーンアップ触媒装置での最低の許容可能な温度増加として記憶された参照値（ΔＴｍｉｎ）との間で比較（Ｓ１０５）が実施され、前記測定された温度増加（ΔＴ）が最小温度増加としての前記参照値（ΔＴｍｉｎ）より小さい場合に障害コード（Ｓ１０７）が発生されるステップを特徴とする、請求項６に記載の診断方法。
【請求項８】
追加のＮＯｘ還元触媒装置は、前記バイパスパイプ上に配置され、前記排出パイプの関連部品を有する前記ＮＯｘ還元触媒装置のそれぞれは、前記クリーンアップ触媒装置または前記３方バルブの診断のためのバイパスパイプとして代用されることを特徴とする、請求項６または７のいずれか１項に記載の診断方法。
【請求項９】
燃焼エンジンが所定の時間、スイッチ−オフされた後に前記３方バルブの診断が実施されることを特徴とする、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の診断方法。
【請求項１０】
方法のステップが同一のＮＯｘ再生時に実施されることを特徴とする、請求項１および６に記載の診断方法。
【請求項１１】
請求項２に記載の少なくとも方法のステップは、別の再生時に実施されることを特徴とする、請求項２および１０に記載の診断方法。
【請求項１２】
作動時に排ガス制御システム（２、６２、８２、９２）に排ガスを放出する燃焼エンジン（１、６１、８１、９１）を含むエンジン駆動車両、前記排ガス制御システムは、再生可能な少なくとも１つのＮＯｘ還元触媒装置（４、６４、９４、８４ａ、８４ｂ）と、前記ＮＯｘ還元触媒装置の少なくとも上流にある前記排ガス制御システムに還元剤を噴射する噴射装置（９３、８３ａ、８３ｂ）と、前記ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下を測定する圧力センサ（１２、６１２、８１２、８１２ａ、８１２ｂ）と、前記圧力センサからの信号を記録して少なくとも前記噴射装置を制御する制御ユニット（１１、６１１、８１１、９１１）とを含み、前記制御ユニットは、前記還元剤の噴射の直前の時点での圧力降下に対する第１測定値（ｐ１１）及び噴射が終了した時点での圧力降下に対する第２測定値（ｐ１２）を前記圧力センサを通じて記録するように設定され、前記制御ユニットは、前記第１及び第２値の間で比較（Ｓ６）を実施するように設定され、前記制御ユニットは、前記第１及び第２測定値の間での圧力降下の増加が第１所定値（ｋ１１）より小さくなると、脱硫を実施することを特徴とするエンジン駆動車両。
【請求項１３】
バイパスパイプ（７０、１９０、８７ａ、８７ｂ）は、必要に応じて前記ＮＯｘ還元触媒装置（９４、８４ａ、８４ｂ）を過ぎて前記排ガスを取り込むように設定され、３方バルブ（８９、９９）は、前記ＮＯｘ還元触媒装置または前記バイパスパイプを介して前記排ガスの全部または一部を統制するように設定され、またクリーンアップ触媒装置（１９１、９１）は、前記ＮＯｘ還元触媒装置と前記バイパスパイプとの下流に配置されるエンジン駆動車両であり、前記制御ユニットは、前記排ガスの部分流れが前記ＮＯｘ還元触媒装置を通じて取り込まれ、前記排ガスの残留流れが前記バイパスパイプを介して前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて取り込まれる所定の位置（Ｓ１０１）に３方バルブを設定し、より多くの還元剤量を満足すべきＮＯｘ再生（Ｓ１０２、Ｓ１０３）に必要な量と比較されて噴射し、クリーンアップ触媒装置で温度を測定する温度センサ（８２、９２）を通じてクリーンアップ触媒装置（Ｓ１０４）での温度増加（ΔＴ）を記録、及び前記測定された温度増加（ΔＴ）と前記クリーンアップ触媒装置での最低の許容可能な温度増加として記憶された参照値（ΔＴｍｉｎ）とを比較（Ｓ１０５）するように設定され、また前記制御ユニットは、前記測定された温度増加（ΔＴ）が最低の許容可能な温度増加としての前記参照値（ΔＴｍｉｎ）より小さい場合に障害コード（Ｓ１０７）を発生するように設定されることを特徴とする、請求項１２に記載のエンジン駆動車両。
【請求項１４】
前記排ガス制御システムに含まれた追加のＮＯｘ還元触媒装置は、前記バイパスパイプ上に配置され、前記制御ユニットは、前記排出パイプの関連部品を有する前記ＮＯｘ還元触媒装置のそれぞれは、前記クリーンアップ触媒装置の診断のためのバイパスパイプとして代用されるように設定されることを特徴とする、請求項１３に記載のエンジン駆動車両。
【請求項１５】
作動時に排ガス制御システム（６２）に排ガスを放出する燃焼エンジン（６１）を含むエンジン駆動車両であり、前記排ガス制御システムは、再生可能な少なくとも１つのＮＯｘ還元触媒装置（６４）と、必要に応じて前記ＮＯｘ還元触媒装置（６４）を過ぎて前記排ガスを取り込むように設定されたバイパスパイプ（７０）と、前記ＮＯｘ還元触媒装置または前記バイパスパイプを介して前記排ガスの全部または一部を統制するように設定された３方バルブ（６９）と、前記ＮＯｘ還元触媒装置の上流及び前記３方バルブの下流に配置された前記排ガス制御システムに還元剤を噴射する噴射装置と、前記ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下を測定する圧力センサ（６１２）と、前記圧力センサからの信号を記録して少なくとも前記噴射装置を制御する制御ユニット（６１１）とを含み、前記制御ユニットは、前記３方バルブを制御する制御信号によって予定された所定位置に前記３方バルブを設定し、前記還元剤が前記排ガス制御システム（６２）に添加される時点（ｔｒ）での圧力降下に対する測定値（ｐ６２）を記録し、前記圧力降下に対する前記測定値（ｐ６２）と、正確に機能する前記３方バルブによる圧力降下に対応する記憶された値（ｐ６１）とを比較、及び前記測定値（ｐ６２）と記憶された値（ｐ６１）との間の差が第１所定値（ｋ８１）より大きい場合に前記３方バルブに対する障害コードを発生するように設定されることを特徴とするエンジン駆動車両。
【請求項１６】
クリーンアップ触媒装置（１９１、９１）は、前記ＮＯｘ還元触媒装置と前記バイパスパイプとの下流に配置されるエンジン駆動車両であり、前記制御ユニットは、前記排ガスの部分流れが前記ＮＯｘ還元触媒装置を通じて取り込まれ、前記排ガスの残留流れが前記バイパスパイプを介して前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて取り込まれる所定の位置（Ｓ１０１）に前記３方バルブを設定し、多くの還元剤量を満足すべきＮＯｘ再生（Ｓ１０２、Ｓ１０３）に必要な量と比較して噴射し、温度センサ（８２、９２）を通じてクリーンアップ触媒装置（Ｓ１０４）での温度増加（ΔＴ）を記録し、前記測定された温度増加（ΔＴ）と前記クリーンアップ触媒装置での最低の許容可能な温度増加として記憶された参照値（ΔＴｍｉｎ）を比較（Ｓ１０５）、及び前記測定された温度増加（ΔＴ）が最低の許容可能な温度増加としての前記参照値（ΔＴｍｉｎ）より小さい場合に障害コード（Ｓ１０７）を発生するように設定されることを特徴とする、請求項１５に記載のエンジン駆動車両。
【請求項１７】
追加のＮＯｘ還元触媒装置は、前記バイパスパイプ上に配置され、前記制御ユニットは、前記排出パイプの関連部品を有する前記ＮＯｘ還元触媒装置のそれぞれは、前記クリーンアップ触媒装置または前記３方バルブの診断のためのバイパスパイプとして代用されるように設定されることを特徴とする、請求項１５または１６に記載のエンジン駆動車両。
【請求項１８】
前記コンピュータプログラムが前記コンピュータによって実行される場合に請求項１または６の方法のステップを行うコンピュータによって読み取ることができる媒体上に記憶されたプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
前記コンピュータプログラム製品の前記コンピュータプログラムがコンピュータによって実行される場合に、請求項１または６に記載の方法のステップを行うコンピュータプログラムを含むコンピュータ内の内部メモリに直接ロードすることができるコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載して作動する時に、少なくとも１つのＮＯｘ吸収触媒装置（例えば、ＬＮＡタイプ）の機能性を診断する方法に関し、触媒装置は、作動時に前記触媒装置を含む排ガス制御システムに排ガスを放出する燃焼エンジンを含む車両に配置される。
【０００２】
本発明は、さらに上述した方法が用いられ、また、作動時に少なくとも１つのＮＯｘ吸収触媒装置、前記触媒装置の上流にある排ガス制御システムに還元剤を噴射する噴射装置、及び少なくとも噴射装置を制御する制御ユニットを含む排ガス制御システムに排ガスを放出する燃焼エンジンを含む、エンジン駆動車両に関する。
【０００３】
本発明は、さらに、コンピュータを用いて、その方法を実施することを目的とするコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００４】
ディーゼルエンジンに関する法案は厳しさを増しており将来、特に酸化窒素汚染物質及び微粒子の排出に関しては、さらに厳しくなることが予測される。
【０００５】
エンジンのシリンダ内の燃料の燃焼時に生成される酸化窒素量は、燃焼発生温度により異なる。高温により、酸化窒素（ＮＯｘ）に変換される空気中の窒素の割合はさらに増加する。ディーゼルエンジン及び過剰空気で作動する他のエンジンに用いられる触媒装置は、ほとんどが酸化する。排ガスが酸素を含有するため、選択的方式で酸化窒素を減らすことは困難である。酸化窒素に加えて、主に煤煙（Ｃ）の形態である一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び微粒子が燃焼工程時にも排出されてしまう。
【０００６】
排ガス制御に基づいて酸化窒素量を減らす公知の方法としては、ＬＮＡ  ＮＯｘトラップ（Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ａｄｓｏｒｂｅｒ）がある。ＬＮＡは、ＬＮＴ（Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ）またはＮＡＣ（ＮＯｘ  Ａｄｓｏｒｂｅｒ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）とも呼ばれる。この技術は、ＮＯ２が硝酸塩の形態でトラップに吸収された後、酸化触媒装置で先ずＮＯ２に酸化されるＮＯに基づいている。ＮＯ２の吸収は、エンジンが過剰酸素で作動する時に行われる。ＮＯｘトラップの再生は、エンジンを酸素欠乏状態、すなわち、余分の追加炭化水素（還元剤）及び／または還元された空気流量でエンジンを作動させることによって、所定の間隔で間歇的に行われる。還元された空気流量は、硝酸塩を不安定にし、ＮＯｘトラップに捕集された二酸化窒素（ＮＯ２）を窒素及び水（Ｈ２Ｏ）に還元する。例えば、特許文献１または特許文献２を参照されたい。吸収及び再生は、ＮＯｘトラップで十分に高い温度（吸収のためには２００℃を超え、再生のためには約３００℃）を必要とする。エンジンに対する低い負荷（例えば、都心での作動または貨物を載せていない車両を作動）によって、排ガス温度は、所要温度でＮＯｘトラップを維持するには十分ではないことになる。温度を適合のレベルに抑制する１つの方式は、炭化水素（及び／またはＣＯまたはＨ２）を、補正温度に達するように、ＮＯｘトラップで触媒燃焼する排ガスに噴射することである。
【０００７】
還元剤の添加は、エンジン内の開放排ガスバルブで、または排出パイプ上に配置された噴射器を経由して余分の噴射（後噴射）によって行われることができる。
【０００８】
何らかの理由により、ＬＮＡが予想できなかった還元されたＮＯｘ吸収機能性を有することになると、ＮＯｘの増加量は、大気中に放出されることになる。例えば、燃料内の硫黄含量（Ｓ）によって、ＮＯｘ還元触媒装置は、いつかは硫黄に中毒されることになる。硫黄中毒とは、硝酸塩を吸収するために、硫黄が、ＮＯｘ還元触媒装置の能力を低減することを意味する。上述したＮＯｘ再生工程によって硫酸塩を取り除くことは不可能である。ＮＯｘ還元触媒装置からの吸着硫黄を取り除くために、ラムダの還元と６００〜７００℃までのＬＮＡでの温度増加を伴う、いわゆる脱硫（硫黄再生）を実施することが必要である。脱硫は、公知の技術である（例えば、特許文献３参照）。脱硫は、ＮＯｘ再生のように頻繁には実施されないが、高温であるため、手順は還元剤の消費を著しく増加させ、これは、車両の燃料が還元剤として用いられる場合に、燃料消費が著しく増加することを意味する。
【０００９】
機能性が維持され、法案の要件が満たされることを確かにするために、車両に搭載して作動される時に、診断を排ガス制御システムの一部または全部に対して行うことができる。
【００１０】
特許文献４は、車両の作動時の温度の測定に基づいて排ガス制御システムを診断する方法の一例を示している。所定の炭化水素（ＨＣ）の量は、周期的に噴射される。発熱は、温度センサによって測定され、すなわち、「ライト−オフ」温度の記録が実施され、また、測定された温度値に基づいて、排ガス制御システムの機能性が低下したか否かを判断する。
【００１１】
特許文献５は、ＮＯｘ還元触媒装置の所定の再生前後に温度を測定してＮＯｘ吸収をモニタし、ＮＯｘ還元触媒装置の機能性をテスト及び判断する装置を示している。測定された温度値の差は、ＮＯｘ還元触媒装置の性能の表示を提供する。
【００１２】
ＮＯｘトラップで、ＮＯｘに加え、硫酸塩を、燃料内の硫黄含量によって多様な量でさらに吸収することができる（上述した内容を参照）。公知の技術の短所は、改善策のプログラムに伴う、これに対する満足すべき診断手順がないということである。温度測定に基づく診断手順を有する公知の技術の他の短所は、熱が再生から材料を通じて広がって行くまでに、また温度センサに到逹するまでに、時間がかかるということである。よって、温度測定は、ある程度計算された遅延とともに行われ、結果的に温度測定に基づくシステムの主な不確実性を引き起こす。発熱を判断するさらに直接的な方式は、触媒装置の全域にかける圧力降下量を測定することである。圧力降下量の測定は、例えば、特許文献６により公知である。
【００１３】
特許文献６は、ＮＯｘ還元機能性を有することができる触媒装置（ＬＮＡタイプではない）を示している。触媒装置の全域にかける圧力降下量は、車両の作動時に圧力センサによって継続的に測定される。測定された圧力降下量が所定の値より小さい場合、これは、触媒装置の機能性がある程度低下されたことを示す。これは、触媒装置の機能性と係わる改善策及び任意の他のモニタを含まない。特許文献６による装置は、単に触媒装置の機能性が低下されたという表示を提供するだけである。
【００１４】
また、ＮＯｘ含量がＬＮＡ後に直ちに測定される、いわゆるＮＯｘセンサによる解決策がある。しかし、ＮＯｘセンサは、相対的にコストが高く、相対的に故障の可能性が高い。
【００１５】
本発明の目的は、予測されない全体の排ガス放出をさらに最少化する目的として、車両に搭載して作動する時に、少なくとも１つのＮＯｘ吸収触媒装置の機能性の診断を実施し、また触媒装置の性能の低下を発見する場合に、所定のステップによって車両に搭載して作動する時に触媒装置の性能を自動的に向上させるように措置を取ることである。本発明の目的は、バイパスパイプ及びバイパスバルブを有する排ガス制御システムで、バイパスバルブの診断も実施することである。本発明の他の目的は、クリーンアップ触媒装置を有する排ガス制御システムで、クリーンアップ触媒装置の診断も実施することである。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５４７３８８７号明細書
【特許文献２】米国特許第６７１８７５７号明細書
【特許文献３】欧州特許第１５００８００号明細書
【特許文献４】欧州特許第１１７４６０１号明細書
【特許文献５】米国特許第６５１９９３０号明細書
【特許文献６】米国特許第３７６６５３６号明細書
【発明の開示】
【００１７】
本発明による問題の解決策は、本発明の請求項１及び請求項６の方法と、本発明の請求項１２及び請求項１５の装置とを参照して説明する。その他の従属請求項は、好ましい実施形態及び本発明による方法と装置のさらなる開発を説明している。請求項１８及び請求項１９は、それぞれ、請求項１及び請求項６によるプログラムコードからなるコンピュータプログラム製品を説明している。
【００１８】
本発明による方法は、作動時に排ガス制御システムに排ガスを放出する燃焼エンジンを有する車両に配置された排ガス制御システムの少なくとも一部の診断のために、車両に搭載して作動する時に実施される方法を含む。排ガス制御システムは、再生可能な少なくともＮＯｘ還元触媒装置を含み、また、少なくとも所定の期間の間に還元剤の所定量がＮＯｘ還元触媒装置の再生のために、少なくともＮＯｘ還元触媒装置の上流にある排ガス制御システムに添加される。ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下量が測定される。方法は、以下のステップによることを特徴とする。
−還元剤が排ガス制御システムに添加される直前の時点での圧力降下量に対する第１測定値を第１測定及び記録するステップ、
−再生が終了した時点での圧力降下量に対する第２測定値を第２測定及び記録するステップ、及び
−前記第１及び第２値の比較が実施され、前記第１及び第２測定値の間での圧力降下量の増加が第１所定値より小さくなると、脱硫が実施されるステップ。
【００１９】
本発明による方法によって得られた長所は、実際に必要に応じてのみ脱硫が実施されるということである。この方式で、還元剤の消費量は、最少化される。並列配置された２つのＮＯｘ還元触媒装置を有する排ガス制御システムによる実施形態で、還元剤の消費量を、さらに多く減少することができる。
【００２０】
本発明は、本発明によるＮＯｘ還元触媒装置を診断する排ガス制御システムを有するエンジン駆動車両の形態の装置をさらに含む。本発明の方法によって得られる長所と同様の長所を本発明の装置によって得られる。
【００２１】
本発明による方法と装置の他の実施形態で、バイパスパイプは、必要に応じて前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて排ガスを取り込むように設定され、３方バルブは、前記ＮＯｘ還元触媒装置またはバイパスパイプを経由して排ガスの全部または一部を統制するように設定される。クリーンアップ触媒装置は、ＮＯｘ還元触媒装置とバイパスパイプの下流に配置される。本発明によると、上述した方法のステップに加え、さらに制御ユニットが以下のステップを行うように設定される。
−前記排ガスの部分流れが前記ＮＯｘ還元触媒装置を通じて取り込まれ、前記排ガスの残留流れが前記バイパスパイプを介して前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて取り込まれる所定の位置に３方バルブが設定されるステップ、
−多くの還元剤量が満足すべきＮＯｘ再生に必要な量と比較されて噴射されるステップ、
−測定及び記録がクリーンアップ触媒装置での温度増加から実施されるステップ、及び
−前記測定された温度増加と前記クリーンアップ触媒装置での最低の許容可能な温度増加として記憶された参照値との間で比較が実施され、前記測定された温度増加が最小温度増加としての前記参照値より小さい場合に障害コードが発生されるステップ。
【００２２】
本実施形態の長所は、クリーンアップ触媒装置を有する排ガス制御システムで、クリーンアップ触媒装置の診断は、ＮＯｘ還元触媒装置の再生のために用いられたものと同様な還元剤のための噴射装置を利用して行われることができるということである。
【００２３】
本発明による方法及び装置の他の実施形態で、排ガス制御システムに含まれた追加のＮＯｘ還元触媒装置がバイパスパイプ上に配置される。ここで、制御ユニットは、排出パイプの関連部品とともに、クリーンアップ触媒装置の診断のためのバイパスパイプとして、前記ＮＯｘ還元触媒装置をそれぞれ代用するように設定される。これによって、システムは、クリーンアップ触媒装置の診断のためのバイパスとして毎回関連のＮＯｘ還元触媒装置と同様の排出パイプを用いる必要がない。
【００２４】
本発明の他の実施形態で、圧力降下量の前記第２増加が前記第１所定値より小さい場合のみに障害コードが発生され、制御ユニットは、第３測定値とＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下量に対する前記第１測定値との差に基づいて圧力降下量の少なくとも第２増加を記録するように設定される。少なくとも２つのテストサイクルを実施することで、優れた統計的基礎が診断用として得られる。
【００２５】
本発明のさらに他の実施形態で、ＮＯｘ還元触媒装置の劣化程度が記録され、ＮＯｘ還元触媒装置のための満足すべきＮＯｘ再生を得るために要求される対応する最少還元剤量として記憶された値と比較される。制御ユニットは、ＮＯｘ還元触媒装置の劣化に対応する前記記憶された値にしたがって、噴射還元剤の量を選択するように設定される。これにより、還元剤を節約できる効果を奏する。
【００２６】
本発明による方法及び装置の他の実施形態は、作動時に再生可能な少なくとも１つのＮＯｘ還元触媒装置からなる排ガス制御システムで、排ガスを排ガス制御システムに放出する燃焼エンジンと、必要に応じて前記ＮＯｘ還元触媒装置または前記バイパスパイプを介して排ガスの全部または一部を統制するように設定された３方バルブと、前記ＮＯｘ還元触媒装置を過ぎて排ガスを取り込むように設定されたバイパスパイプと、ＮＯｘ還元触媒装置の上流及び還元剤を排ガス制御システムに噴射する３方バルブの下流に配置された噴射装置と、ＮＯｘ還元触媒装置の全域にかける圧力降下量を測定する圧力センサと、圧力センサからの信号を記録して少なくとも噴射装置を制御する制御ユニットとを含む。本発明は、制御ユニットが、３方バルブを制御する制御信号によって予想された所定位置に３方バルブを移動させ、還元剤が排ガス制御システムに添加される時点での圧力降下量に対する測定値を記録し、圧力降下量に対する前記測定値と、正確に機能する３方バルブで圧力降下量に対応する記憶された値とを比較するように設定されることを特徴とする。さらに、本発明は、測定値と記憶値との差が第１所定値よりさらに大きい場合に、制御ユニットは、３方バルブに対する障害コードを発生させるように設定されることを特徴とする。
【００２７】
圧力センサは、また、バイパスパイプまたはその他の平行なパイプを有する排ガス制御システムで３方バルブを診断するために用いられることができる。いずれの診断目的のための同一の構成要素を用いることにより、診断システムは、完全な排ガス制御システムのためにさらに効率的である。他の実施形態で、同一の再生が３方バルブとＮＯｘ還元触媒装置との両方の診断に用いられる。
【００２８】
本発明の方法及び装置の他の実施形態で、３方バルブとクリーンアップ触媒装置との本発明による診断（上述した内容を参照）は、同一の排ガス制御システムで結合されて行われる。これの長所は、３方バルブの診断部品がクリーンアップ触媒装置の診断と同時に実施できることである。３方バルブとクリーンアップ触媒装置との前記診断を含む他の実施形態で、排ガス制御システムに含まれた追加のＮＯｘ還元触媒装置は、上述と同様の方式でバイパスパイプ上に配置される。この方式で、制御ユニットは、排出パイプの関連部品とともに、クリーンアップ触媒装置の診断または３方バルブの診断のためのバイパスパイプとして、前記ＮＯｘ還元触媒装置をそれぞれ代用するために設定されることもできる。
【００２９】
本発明の方法及び装置のさらに他の実施形態において、３方バルブ、クリーンアップ触媒装置及びＮＯｘ還元触媒装置の本発明による診断（上述した内容を参照）は、同一の排ガス制御システムに結合されて行われる。この方式で、相対的に完全な診断システムは、排ガス制御システムに含まれたすべての構成要素、また最も重要な構成要素のために得られる。本発明の実施形態は、平行配置された２つのＮＯｘ還元触媒装置（上述したように）と、本発明によるすべての診断、すなわち３方バルブ、クリーンアップ触媒装置及びＮＯｘ還元触媒装置の診断を含む。この実施形態で、最大利点は、それぞれのタイプの診断に必要な構成要素の調整の結果として得られる。また、この実施形態で、最大の可能な効果は、上述したすべての診断が排ガス制御システムで実施できる最小構成要素によって得られる。
【００３０】
本発明の実施形態によると、燃焼エンジンが、所定の時間、スイッチ−オフされた後（コールドスタート）に、３方バルブの診断が実施できる。これは、さらに信頼できる診断結果で診断を実施する定常状態条件を得るためである。
【００３１】
本発明の追加の実施形態は、従属請求項から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、燃焼エンジン１からの排気燃焼ガスが、符号２で示された排ガス制御システムに取り込まれる、本発明の好ましい実施形態を示す図である。エンジン１は、過剰酸素を用いて作動するエンジン、例えばピストンシリンダータイプのディーゼルエンジンのようなエンジンであり、エンジン１からの排ガス内の過剰酸素を用いて、排ガスが大気中に排出される前に、この排ガス内の少なくともＮＯｘの量を減少させる。排ガス制御システム２は、エンジン１からの排ガス内の少なくとも酸化窒素の量を減少させるように設定されている。排ガス制御システム２の主な構成要素は、酸化触媒装置５とＮＯｘ還元触媒装置４である。本実施形態で、ＮＯｘ触媒装置４は、ＬＮＡ型である。エンジン１からの排ガスは、酸化触媒装置５の形態としての第１ステップと、ＮＯｘ還元触媒装置４の形態としての第２ステップとを通じて排出パイプ７を介して順に取り込まれる。ＮＯｘ還元触媒装置４から、排ガスは端末パイプ８を介して大気中に放出される。
【００３３】
エンジン１からの排ガスは、通常、例えば、ＮＯ及びＮＯ２のような酸化窒素類（ＮＯｘ）、及び炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、微粒子、及びその他の燃焼残余物からなる。第１ステップの酸化触媒装置５は、好ましくは、白金やパラジウムのような貴金属でコートされている。正常に機能する場合に、酸化触媒装置５は、排ガス内の大部分のＮＯをＮＯ２に酸化させる。第１ステップの反応は、次の化学式１のようである。
ＮＯ＋1/2Ｏ２→ＮＯ２                     １）
【００３４】
酸化触媒装置５からの排ガスは、その後にＮＯｘ触媒装置４である第２ステップに伝達される。本実施形態で、ＮＯｘ触媒装置４は、酸素の高い条件でＮＯ２を収集するように設定されたＮＯｘトラップであるＬＮＡであり、このＮＯｘ触媒装置４は、還元剤の追加によって、ＮＯｘトラップ内に捕集された二酸化窒素（ＮＯ２）を窒素（Ｎ２）と気体の水（Ｈ２Ｏ）とに還元する。ステップ２における主な工程は、次の化学式３で示すことができる。
３ＮＯ２＋２Ｈ２Ｃ→１1/2Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２           ３）
【００３５】
本実施形態で、前記還元剤または加熱剤は、好ましくは、エンジン１用の燃料からなっており、車両内の単一タンク（図示せず）内に貯蔵されて必要に応じて酸化触媒装置５の上流側に設置された噴射器（図示せず）によって排出パイプ７内に噴射される。噴射器は、同様に、エンジン１の燃焼工程を制御するように設定された制御ユニット１１によって制御される。他の実施形態で、還元剤は、酸化触媒装置５とＮＯｘ還元触媒装置４との間に配置された噴射器によって噴射される。さらに他の実施形態で、還元剤は、エンジン１の通常の燃焼噴射器（図示せず）によって噴射される。本実施形態で、炭化水素は、車両の通常の燃料を構成することが好ましく、制御ユニット１１によって監視されて制御される、いわゆる後噴射によって適切に噴射される。
【００３６】
本実施形態で、制御ユニット１１は、ＮＯｘ還元触媒装置４の全域にかける圧力降下量を公知の方式で測定するように設定された圧力センサ１２からの信号を受信する。
【００３７】
本発明による一実施形態によると、ＮＯｘ還元触媒装置４の診断を、図２に示したフローチャートにしたがって実施することができる。本発明によると、制御ユニット１１は、少なくとも図２に示したステップを行うようにプログラムされる。制御ユニット１１が、最終のＮＯｘ再生を行った以後、作動の特定期間が過ぎたか及び相対的に安定したエンジン状態が直後まで維持されるかを判定すると、図２のＳ１の診断が始まる。ステップＳ２で、制御ユニット１１は、圧力センサ１２によって触媒装置４の全域にかける圧力降下量を測定する。制御ユニット１１内で触媒装置４の全域にかける圧力降下量に対する第１値ｐ１１が測定されて記憶されると、制御ユニット１１は、ＮＯｘ触媒装置４を再生させる目的で、ステップＳ３で還元剤の噴射を開始して窒素（Ｎ２）を放出する。炭化水素の噴射は、例えば、エンジン１の通常的な燃料噴射器（図示せず）またはＮＯｘ触媒装置４の少なくとも上流側で排出パイプ７上に設置されている噴射器（図示せず）を用いる後噴射によって実施することができる。噴射される炭化水素の量及び噴射時間は、予め決定され、最終のＮＯｘ再生が実施された以後にＮＯｘ触媒装置４が作動する条件及び時間によって調整される。このような噴射された炭化水素の最適化は、燃料消費をさらに良好に制御することができ、これと同時に、良好なＮＯｘ再生を確かにする。
【００３８】
ステップＳ４で、制御ユニット１１は、炭化水素の噴射を終了する。その後、制御ユニット１１は、ＮＯｘ触媒装置４の全域にかける圧力降下量に対して新しい測定を実施し、この圧力降下量での新しい値ｐ１２は、ステップＳ５で記憶される。ステップＳ６で、制御ユニット１１は、測定された値ｐ１１及びｐ１２間の差の計算を行い、次に所定値ｋ１１との差を比較する。ＮＯｘ触媒装置が正常に機能すると、記憶されたＮＯｘが還元剤によって還元され、圧力降下量に影響を与える触媒装置内の状態が大きく変化するため、計算された差が相対的に大きい。図３は、正常な機能のＮＯｘ触媒装置４の再生直前と、その途中、及び直後の時間ｔにかけて上述した変動によるＮＯｘ触媒装置４に対する圧力ｐがどのように降下するかを示した図である。用語Δｐは、低い値ｐ１１及び高い値ｐ１２の間の差を示している。時間ｔｒは、ＮＯｘ再生に必要な時間の長さを示している。
【００３９】
しかし、ＮＯｘ触媒装置の機能が低下すると、その差は、減少するか、または、最悪の場合、測定ができなくなる恐れもある。ＮＯｘ触媒装置の機能が悪化すると、測定された値ｐ１２及びｐ１１間の差Δｐは小さくなる。この差Δｐが特定の所定値ｋ１１（限界値）より小さいと計算されると、その後、図１及び図２での実施形態によって、制御ユニット１１は、ステップ７でＮＯｘ触媒装置４が十分に機能しないと判定し、その後に制御ユニット１１は、ステップＳ９でのＮＯｘ触媒装置４で脱硫を実施する。一方、制御ユニット１１は、Ｓ６で、前記差が所定値ｋ１１より大きいと計算されると、その後に制御ユニット１１は、代りに、ステップＳ８で、ＮＯｘ触媒装置が十分に機能していると判定し、これは、ＮＯｘ触媒装置の性能を向上させるための、これ以上の追加的な測定は必要でないということを意味する。ステップＳ１０で、制御ユニット１１は、図２での実施形態によるサイクルを終了する。
【００４０】
所定値ｋ１１は、ＮＯｘ触媒装置の作動手順を考慮するために用いられる。（上述したことによる）十分に大きく増加した圧力降下量Δｐは、ＮＯｘ触媒装置が十分に機能していることを簡単かつ信頼性のある方式で示している。
【００４１】
エンジン１の状態は、良好な測定値を得るためには、ステップＳ２での測定開始時間から、ステップＳ５での測定終了時間までの時間を含んで相対的に安定的でなければならない。制御ユニット１１は、エンジン１が特定の負荷範囲内で動作する時に、前記測定を実施するように設定され、すなわちエンジン１からの排ガスの流れが圧力センサ１２の測定範囲内に置かれ、また触媒装置４が自らの作動温度範囲内にあるように設定できる。好ましい実施形態で、Ｓ２及びＳ５での測定後に、制御ユニット１１は、測定中に、エンジン１の状態が変動されるか否かを決定することができる。測定が実施される時間中に、エンジン１の状態が著しく変化するようになると、制御ユニット１１は、測定結果を拒否（フィルタリング）し、また、以後のＮＯｘ再生と係わってｋ１１に関して計算された差を測定及び比較する少なくとも１つ以上の追加的な新しいサイクルを実施を選択するように設定することができる。それぞれ終了されたサイクルは、ＮＯｘ触媒装置の機能を診断するためのより良い統計的な基礎を提供する。制御ユニット１１は、２つの圧力降下量の測定時点で排ガスの流れが特定の偏差範囲内にある場合のみに、または、２つの圧力降下量の測定時点で圧力センサ１２からの信号が測定された排ガスの流れと係わって標準化された場合のみに、測定された圧力降下値の間の差を計算するように設定できる。
【００４２】
他の実施形態では、ステップＳ６で、差を計算するために、制御ユニット１１は、測定値ｐ１１及びｐ１２間の指数を代わりに計算するように設定できる。この指数が特定の所定値ｋ１１より値１に近接すると、これは触媒装置の機能が低下されたことを意味することができる。
【００４３】
図４は、図２でのＳ７にしたがって触媒装置の機能が満足していないと判定された場合に、制御ユニット１１が行うように設定できる追加的なステップを含む本発明のさらに他の実施形態を示した図である。本実施形態で、ステップＳ７での判定及びＳ９による脱硫以後に、制御ユニット１１は、ステップＳ２１で新しい圧力降下量を測定し、その値ｐ２２を記憶するように設定される。その後、制御ユニット１１は、ｐ２２及び以前に記録されたｐ１１間の新しい差を計算し、この計算以後に、ステップＳ２２で、この新しい差と記憶された限界値ｋ１１とを比較する。新しく計算された差がｋ１１より小さくなると、制御ユニット１１は、ステップＳ２４で障害コードを生成する。そうではなく、その差がｋ１１より大きいと、制御ユニット１１は、ステップＳ２３で触媒装置が十分に機能しているということを示す。制御ユニット１１がステップＳ２３またはＳ２４を処理すると、ステップＳ２５でプログラムは終了される。
【００４４】
十分にＮＯｘ再生を行うために必要な還元剤の量は、ＮＯｘ触媒装置の劣化によって変化する。図５は、噴射された所定量の還元剤Ｖｒによって得られた圧力降下量での百分率増加分（％Δｐ）を示している。上側の曲線Ａは、安定したＮＯｘ触媒装置（ＬＮＡ）を示しており、下側の曲線Ｂは、これに対応する劣化されたＮＯｘ触媒装置を示している。円で示された領域Ｃ及びＤは、還元剤の量が最少である領域であり、また、これと同時に、それぞれの触媒装置状態に対してほぼ完全なＮＯｘ再生が得られている（Ａ及びＢ）。本発明の他の実施形態で、制御ユニット１１は、圧力降下Δｐの最近計算された増加分と、圧力降下の増加分に対する記憶された理想値とを比較するように設定できる。圧力降下での最近計算された増加分及び理想値の両方は、上述した実施形態のいずれか１つによって得られる。しかし、理想値は、時間上予め生成される。最近計算された圧力降下Δｐの増加分と前記理想値との間の偏差が特定の所定偏差より大きいと、制御ユニット１１は、次回のＮＯｘ再生以前に、噴射される還元剤の量を変更して新しい理想値を選択し、このようにして、予想された圧力降下の増加分が噴射された還元剤の量を最適に活用できる範囲内、すなわち、例えば、いずれの可能な触媒装置の劣化状態のうち２つ（Ａ及びＢ）を示す範囲Ｃ及びＤ内に入るようにする。これによって、制御ユニット１１は、ほぼ完全なＮＯｘ再生に必要なそれぞれのＮＯｘ触媒装置の状態に対する還元剤の量に好適な値（すなわち、例えば、図５でのＡ及びＢ）に予めプログラムされる。この方式によると、様々な触媒装置の劣化状態でもほぼ完全にＮＯｘ再生が得られ、また、還元剤の消費を最少にすることができる。制御ユニット１１は、さらに、（上述したことによる）比較中に問題の理想値が上述した値ｋ１１より小さい場合に脱硫を実施するようになっている。また、本発明によるさらに他の実施形態によると、ＮＯｘ触媒装置の機能が依然として低下される場合には、制御ユニット１１は、図４による上述した実施形態によって障害コードを生成するように設定できる。
【００４５】
図５で、追加領域Ｅは円形である。円形領域Ｅは、圧力降下量が最大に増加できる還元剤量を示す。測定されて記録された圧力降下量の最大の増加は、これに対して記憶された値と比較することができる。圧力降下量が最大に増加する値は、正規ＮＯｘ再生、すなわち、図５で、例Ｃ及びＤによる再生のための還元剤量の調節基準を形成することができる。Ｃ及びＤによる還元剤量は、前記圧力降下の最大な増加に必要な還元剤量の特定の所定百分率であることができる。
【００４６】
図６に示された本発明の他の所定の実施形態で、バイパスパイプ７０は、排ガスシステム６２に配置され、ＮＯｘ触媒装置６４を過ぎて排ガスの流れを取り込むことを可能にする。また、排出パイプを分離して、排ガスの流れをメインパイプ６７またはバイパスパイプ７０に向けるようにする３方バルブ６９がある。図６による実施形態と図１による実施形態との相違点は、３方バルブ６９とバイパスパイプ７０である。
【００４７】
図６の実施形態によると、制御ユニット６１１は、さらに、図２及び図４に示され上述した方法のステップ（ＮＯｘ触媒装置の診断）を実施するために設定することができる。上述した方法のステップに加えて、図６の装置によると、制御ユニット６１１は、さらに、また、圧力センサ６１２を用いて３方バルブ６９の機能性のテストを実施するために設定することもできる。制御ユニット６１１は、ＮＯｘ再生が実施される時間、圧力を測定して記録し、記憶された所定の参照値と測定値とを比較するように設定される。正確な圧力測定の実施を可能にするために、バイパスパイプへの入口が開放されると期待される位置に３方バルブを設定しなければならない。図７は、ＮＯｘ再生が実施される時間（ｔｒ）の間の圧力レベルの一例を示す。測定された圧力ｐ６１は、３方バルブ６９の正確な機能、すなわち、排ガスの少量の流れがメインパイプ６７を介して取り込まれ、大量の流れがバイパスパイプ７０を通じて取り込まれる場合に、圧力センサ６１２が記録する圧力を意味する。測定された圧力ｐ６２は、３方バルブの機能が低下していると判断された場合、すなわち、３方バルブ６９がバイパスパイプに完全に開放されなくて、予測より少量の排ガスの流れがバイパスパイプ７０を介して取り込まれる場合の圧力レベルを意味する。これによって、３方バルブ６９が低下された機能性を有するので、ＮＯｘ還元触媒装置６４の全域にかける圧力降下量は、ＮＯｘ再生実施中にさらに高い。２つの圧力ｐ６２とｐ６１と間の差は、Δｐｂｙｐａｓｓで図７に示される。本発明によると、制御ユニット６１１は、実施されるＮＯｘ再生と同時に図８によるステップを行うように設定される。ステップＳ８０で、３方バルブ６９の診断が始まる。ステップＳ８８で、制御ユニット６１１は、バイパスパイプ７０への入口が開放されることを確認する。ステップＳ８１で、制御ユニット６１１は、還元剤の噴射が始まってＮＯｘ再生が始まっていることを記録する。これにより、ステップＳ８２にしたがって、ＮＯｘ再生が実施／記録／記憶された時間の圧力降下量に対する平均値ｐ６２を有する、ＮＯｘ触媒装置の全域にかける圧力降下量の測定が行われる。ＮＯｘ再生の終了は、ステップＳ８３にしたがって還元剤の噴射を中止させる信号によって決定する。ステップＳ８４で、制御ユニット６１１は、測定された圧力降下ｐ６２とこの排ガス制御システムに対して正常に適用される、すなわち３方バルブ６９が完全な機能性を有する場合の圧力降下ｐ６１との差を計算する。所定の参照値ｐ６１は、ＮＯｘ再生が実施される時間、排ガス制御システム６２に３方バルブ６９を含むすべての構成要素が完全な機能性を有する状態で、ＮＯｘ触媒装置６４の全域にかける圧力を測定して得られる。もし、制御ユニット６１１により、ステップＳ８４でｐ６２とｐ６１との差が特定の所定値ｋ８１より小さいことを発見されると、制御ユニットは、ステップＳ８６で３方バルブ６９が十分な機能性を有すると表示する。一方、もし、ｐ６２とｐ６１との差が値ｋ８１より大きいと、制御ユニット６１１は、ステップＳ８５で３方バルブ６９が正確に機能しないと表示する。もし、制御ユニットがｐ６１より低い値を記録すると、これ���、３方バルブ６９が過度にメインパイプを遮断することを示す。障害は、上述と類似した方式で取り扱われる。ｐ６２とｐ６１との差は、好ましくは、所定値ｋ８１より大きくならない、絶対値として取り扱われる。
【００４８】
３方バルブ６９がバイパスパイプ７０を完全に遮断できるかをチェックするために、排ガスシステムが所定状態を有する場合の時間、例えば、コールドスタート（所定時間停止、すなわち、この時間中、燃焼エンジンがスイッチオフされた後）から実施される。制御ユニット６１１は、その後の圧力降下を記録して上述した方式に類似した方式で参照値（ｐ６１）をこれと比較する。
【００４９】
３方バルブ６９がメインパイプ６７を完全に遮断することをチェックするために、制御ユニット６１１は、バイパスパイプ７０の開放及びメインパイプ６７の完全遮断を要求し、また、圧力降下を記録して上述した方式に類似した方式で参照値をこれと比較する。
【００５０】
本発明の実施形態で、３方バルブの診断とＮＯｘ還元触媒装置の診断は、同一のＮＯｘ再生と同時に実施される（図７の一例を参照）。これによって、本発明の他の実施形態によると、前記診断を２つの異なるＮＯｘ再生と同時に実施することができる。
【００５１】
本発明の実施形態によると、制御ユニット６１１は、車両の作動者へのメッセージによって３方バルブの障害を表示するように設定することができる。これは、映像、音響または車両運転台の他の通信手段のような公知の方式によって実施することができる。
【００５２】
図９は、図６による実施形態を示しているが、バイパスパイプ１９０とメインパイプ９７とが再結合する地点の下流に配置されたクリーンアップ触媒装置１９１を有する。また、図９による実施形態は、温度センサ１９２がクリーンアップ触媒装置１９１の直ぐ下流に配置され、それからの発信信号が制御ユニット９１１によって受信されることから、図６による実施形態とは異なる。図９による実施形態で、還元剤を噴射する噴射器９３は、３方バルブ９９とＮＯｘ還元触媒装置９４との間の排出パイプ９７に配置される。
【００５３】
図９による実施形態によると、制御ユニット９１１は、さらに、上述した図２及び図４に示された方法のステップ（ＮＯｘ触媒装置の診断）を実施するように設定することができる。脱硫機能性（ＮＯｘ触媒装置の診断）を制御する方法のステップに加えて、図９の装置によると、制御ユニット９１１は、さらに、図８による診断を実施することによって、圧力センサ９１２を用いて３方バルブ９９の機能性のテストを実施するように設定することができる。また、本発明によると、制御ユニット９１１は、クリーンアップ触媒装置１９１の診断を実施するように設定することができる。これは、図１０のフローチャートでの方法のステップをさらに詳細に示している。制御ユニット９１１がクリーンアップ触媒装置１９１の診断を実施することを決定する場合、図１０によるステップＳ１００で、次のＮＯｘ触媒装置再生のために制御シーケンスが始まる。ステップＳ１０１で、制御ユニット９１１は、３方バルブ９９を設定して、排ガスの部分流れが再生されるＮＯｘ還元触媒装置９４を通じて取り込まれ、排ガスの残留流れがバイパスパイプ１９０を介してＮＯｘ触媒装置９４を過ぎて取り込まれる。ステップＳ１０２で、ＮＯｘ再生は、噴射器９３を通じて還元剤の噴射によって始まる。本発明のこの実施形態のために、制御ユニット９１１は、図５の領域Ｅに対応する還元剤量を選択する。よって、排ガス内の酸素量より多い還元剤量が噴射されてＮＯｘ触媒装置９４に吸収される。還元剤量は、満足すべきＮＯｘ再生に実際に必要な還元剤量と比較してさらに多い。還元剤の超過は、ＮＯｘ触媒装置９４の下流に、ＮＯｘ再生に関与する流れと混合する場合に超過酸素を有するガスを形成する豊かな排ガスを生成する。このガスは、クリーンアップ触媒装置１９１に取り込まれて燃焼される。クリーンアップ触媒装置１９１での燃焼は、完全に機能するクリーンアップ触媒装置で特定の温度増加を発生させる。ステップＳ１０３で、還元剤の噴射終了後に、制御ユニット８１１は、ステップＳ１０４で温度増加ΔＴを記録する。温度増加ΔＴの記録は、温度センサ９２によって公知の方式で実施される。本発明のこのような実施形態によると、制御ユニット９１１は、温度増加に対する記憶された所定限界値ΔＴｍｉｎを有するように設定され、このような限界値は、正確に機能するクリーンアップ触媒装置に対する最小温度増加を示す。よって、制御ユニット８１１がΔＴｍｉｎより小さいΔＴを記録すると、これは、クリーンアップ触媒装置が正確に機能しないことを示す。一方、制御ユニット９１１がΔＴｍｉｎより大きいΔＴを記録すると、これは、クリーンアップ触媒装置が十分に機能することを示す。ステップＳ１０５で、制御ユニット９１１は、記録された温度増加ΔＴと所定のΔＴｍｉｎとを比較する。制御ユニット９１１が、ステップＳ１０５で温度増加ΔＴが所定値ΔＴｍｉｎより大きいことを発見されると、制御ユニット９１１は、ステップＳ１０６で、クリーンアップ触媒装置１９１の機能性に満足するということを示す。一方、制御ユニット９１１が、温度増加ΔＴが所定値ΔＴｍｉｎよりさらに小さいことを発見すると、制御ユニット９１１は、ステップＳ１０７で、クリーンアップ触媒装置１９１���正確に機能しないことを示す。制御ユニット９１１がステップＳ１０６またはＳ１０７を処理した場合、プログラムは、ステップＳ１０８で終了する。
【００５４】
図１１は、図９による実施形態の他の実施形態を示す。図１１による実施形態は、ＮＯｘ触媒装置（８４ａ及び８４ｂ）、圧力センサ（８１２ａ及び８１２ｂ）、噴射器（８３ａ及び８３ｂ）及び一部の排出パイプ（８７ａ及び８７ｂ）のように２つの部材番号を有する。これによって、図９による実施形態でのバイパスパイプ１９０は、除去されて排出パイプ８７ｂ、ＮＯｘ触媒装置８４ｂ及び噴射器８３ｂに入れ替えられる。他の観点では、図１１による排ガス制御システム８２は、図９による実施形態と同様である。これによって、図１１による本発明の実施形態によると、制御ユニット８１１は、さらに、上述した図２及び図４に示された図９の実施形態による方法のステップ（ＮＯｘ触媒装置の診断）を実施するように設定することができる。脱硫機能性（ＮＯｘ触媒装置の診断）を制御する方法のステップに加えて、図１１の装置によると、制御ユニット８１１は、さらに、図８による診断を実施することによって、圧力センサ８１２ａまたは８１２ｂを用いて３方バルブ８９の機能性のテストを実施するように設定することができる。また、本発明によると、図１１の制御ユニット８１１は、図１０に示した方法のステップによるクリーンアップ触媒装置９１の診断を実施するように設定することができる。さらに、図１１の制御ユニット８１１は、ＮＯｘ触媒装置８４ａ及び８４ｂのいずれかの再生を実施するように設定される。これによって、再生されていない他のＮＯｘ触媒装置及びそれの排出パイプ（８７ａまたは８７ｂ）は、図９による実施形態に示された方式に対応する方式でバイパスパイプとして用いられる。
【００５５】
図１１に本実施形態の発明による他の実施形態で、クリーンアップ触媒装置９１は、温度センサ９２とともに除去される。これによって、この実施形態によると、排ガス制御システムは、他の部品の間で平行な２つのＮＯｘ触媒装置からなる。この実施形態によると、クリーンアップ触媒装置なしに、制御ユニットは、図９の実施形態によって、上述した図２及び図４に示された方法のステップ（ＮＯｘ触媒装置の診断）を実施するように設定することができる。図１１の実施形態と類似した方式で脱硫機能性（ＮＯｘ触媒装置の診断）を制御する方法のステップに加えて、制御ユニットは、さらに、圧力センサを用いて図８による診断を実施することによって、３方バルブの機能性のテストを実施するように設定することができる。前記診断は、同一のＮＯｘ再生時に実施することができる。
【００５６】
３方バルブ（図６、図９及び図１１と２つのＮＯｘ還元触媒装置を有し、クリーンアップ触媒装置のない上述した実施形態とを参照）を含む上述したすべての実施形態で、本発明の追加の実施形態によると、制御ユニットは、図８による方法のステップを行うためにのみ、すなわち、３方バルブの機能性のテストを実施するためにのみ、設定することができる。３方バルブの機能性のみをテストすることを有する拡張されたこの実施形態で、制御ユニットは、さらに、クリーンアップ触媒装置のテストを実施するように設定することができる（例えば、図９及び図１１による装置とともに、クリーンアップ触媒装置が設備されている実施形態に関する）。
【００５７】
ＮＯｘ還元触媒装置を有する上述したすべての実施形態で、もちろん、本発明による診断及び再生は、排ガス制御システムに含まれた２つのＮＯｘ還元触媒装置の間で交互に実施することができる。
【００５８】
図１２は、本発明の実施例による、不揮発性メモリ５２０、プロセッサ５１０、及び読取り及び書込みメモリ５６０を含む装置５００を示す。メモリ５２０は、装置５００を制御するコンピュータプログラムが保存された、第１メモリモジュール５３０を有する。装置５００を制御するメモリモジュール５３０内のコンピュータプログラムは、作動システムであってもよい。
【００５９】
装置５００を、例えば、制御ユニット１１、６１１または８１１のような制御ユニットに合体することができる（図９及び図１１による）。データ処理ユニット５１０は、例えば、マイクロコンピュータを含むことができる。
【００６０】
メモリ５２０は、本発明による排ガス制御システムの診断用のプログラムが保存された第２メモリモジュール５４０をさらに有する。他の実施形態で、排ガス制御システムの診断用のプログラムは、例えば、ＣＤまたは除去可能な半導体メモリのような別の不揮発性データ記憶媒体５５０上に保存される。プログラムは、実行可能な形態または圧縮状態で保存することができる。
【００６１】
データ処理ユニット５１０が特定機能を実行すると明示される場合、データ処理ユニット５１０がメモリ５４０に保存されたプログラムの特定部分または不揮発性記録媒体５５０に保存されたプログラムの特定部分を実行するということが明確でなければならない。
【００６２】
データ処理ユニット５１０は、データバス５１４を通じてメモリ５５０と通信するように設定される。データ処理ユニット５１０は、さらに、データバス５１２を通じてメモリ５２０と通信するように設定される。また、データ処理ユニット５１０は、データバス５１１を通じてメモリ５６０と通信するように設定される。データ処理ユニット５１０は、さらに、データバス５１５を通じてデータポート５９０と通信するように設定される。
【００６３】
本発明による方法は、メモリ５４０に保存されたプログラムまたは不揮発性記録媒体５５０上に保存されたプログラムを実行するデータ処理ユニット５１０によって実施することができる。
【００６４】
上述したすべての実施形態で、本発明による追加の実施形態によると、微粒子フィルタユニットは、排ガスシステム内に配置することができる。これは、ＮＯｘ還元ユニットの上流または下流に配置するか、または、適切な実施形態では、バイパスパイプの上流または下流に配置することができる。
【００６５】
本発明の他の実施形態で、微粒子フィルタユニットをＮＯｘ還元触媒装置の上流に配置する場合に、酸化触媒装置を、前記微粒子フィルタユニットと一体化することができる。微粒子フィルタユニットの一部または全部は、ＮＯをＮＯ２に酸化する、触媒作用する活性材料でコートされることができる。
【００６６】
本発明の他の実施形態で、炭化水素の噴射は、エンジンの噴射器と排ガス制御システム上に配置した１つ以上の噴射器との両方を通じて同時に実施することができる。しかし、これは、排出パイプ上のＮＯｘ還元触媒装置と３方バルブとの間に配置した噴射器のみが使用可能な図９及び図１１による実施形態では、本発明によるクリーンアップ触媒装置の診断も実施されなければならないので、適用することができない。
【００６７】
本発明の他の実施形態で、酸化触媒装置は、ＮＯｘ還元触媒装置（４、６４、８４、９４、８４ａ、８４ｂ）の前に直接連結することができるので、圧力降下を測定するシステムの部品であることができる。
【００６８】
３方バルブの機能性のテストを処理する本発明による診断は、ＮＯｘ還元触媒装置のタイプに限らない。
【００６９】
排ガス制御システムに噴射される炭化水素は、ディーゼル、ガソリン、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、メタン（ＣＮＧ）などの車両の燃料であることが有利であるが、排出パイプ上の噴射器の場合には、車両の推進手段として用いられない別のタンクからの炭化水素であることもできる。
【００７０】
前記クリーンアップ触媒装置９１は、ＨＣ及びＣＯの形態の排出残留物を優先的に酸化（燃焼）する酸化触媒装置からなることができる。このユニットは、残りの排ガス制御システムによって異なる設計を有することができる。
【００７１】
ＮＯｘ触媒装置４、６４、８４、８４ａ及び８４ｂは、触媒層でコートされることができ、その目的は、ステップ２から任意の残留ＮＯをＮＯ２に酸化することで、ＮＯ２は、その後ＮＯｘ触媒装置に吸収されることができる。
【００７２】
図１による実施形態で、他の実施形態では、ＮＯｘ触媒装置の機能は、適当な触媒層でコートされた微粒子フィルタの壁によって微粒子フィルタ（４方触媒）に結合されることができる。
【００７３】
他の追加実施形態で、酸化触媒装置は、任意の上述した排ガス制御システムの実施形態に含まれない。これによって、本発明による診断は、さらに、酸化触媒装置なしに排ガス制御システムのために作用する。
【００７４】
本発明は、上述した実施形態に制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内で多様な変更及び修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明による排ガス制御システムの２つの異なる所定の実施形態の概路図である。
【図２】図１に示された実施形態に対するフローチャートである。
【図３】本発明の異なる実施形態による触媒装置において、時間に対して圧力がどのように変化するかを示すダイヤグラムである。
【図４】図６に示された実施形態に対するフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による触媒装置の全域にかける圧力降下量の百分率増加が噴射された還元剤量によってどのように変化するかを示すダイヤグラムである。
【図６】本発明による排ガス制御システムの２つの異なる所定の実施形態の概路図である。
【図７】本発明の異なる実施形態による触媒装置において、時間に対して圧力がどのように変化するかを示すダイヤグラムである。
【図８】図９に示された実施形態に対するフローチャートである。
【図９】本発明による排ガス制御システムの２つの異なる所定の実施形態の概路図である。
【図１０】図１１に示された実施形態に対するフローチャートである。
【図１１】本発明による排ガス制御システムの２つの異なる所定の実施形態の概路図である。
【図１２】少なくとも図１、６、９及び１１に本実施形態で用いられる装置を示す図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年1月9日(2008.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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【国際調査報告】
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