(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼エンジン（３０１）の中の燃焼から結果として生じる排気流（３０３）の処理のために配置されている排気処理システム（３５０）であって、
前記排気流（３０３）が第１の還元触媒デバイス（３３１）に到達するときに前記排気流（３０３）の中に含まれている一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の使用による、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている、第１の還元触媒デバイス（３３１）であって、該第１の還元触媒デバイス（３３１）は、第１の触媒還元触媒と第１のスリップ触媒とを含み、前記第１のスリップ触媒は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む前記化合物を酸化および／または分解するように配置されており、前記排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘのさらなる還元によって前記第１の触媒還元触媒を支援するように配置されており、かつ／または、発熱反応を生成するように配置されている、第１の還元触媒デバイス（３３１）と、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の下流に配置され、前記排気流（３０３）の中のスート粒子を捕らえて酸化させる、微粒子フィルタ（３２０）と、
前記微粒子フィルタ（３２０）の下流に配置されており、かつ、添加剤を供給するように配置されている投与デバイス（３７２）であって、前記添加剤は、アンモニア、または、アンモニアがそれから前記排気流（３０３）の中へ抽出および／もしくは放出され得る物質を含む、投与デバイス（３７２）と、
前記投与デバイス（３７２）の下流に配置されており、かつ、前記添加剤の使用を通した前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている、第２の還元触媒デバイス（３３２）と
を含むことを特徴とする、排気処理システム（３５０）。
【請求項２】
前記燃焼エンジン（３０１）は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物を前記排気流（３０３）の中へ放出するように配置されており、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）は、前記排気流（３０３）の中の一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む少なくとも前記放出された化合物の使用により、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘを還元するために配置されている、請求項１に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項３】
追加の投与デバイス（３７１）が、前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されており、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物を前記排気流（３０３）に供給するように配置されており、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）は、前記排気流（３０３）の中の一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む少なくとも前記供給された化合物の使用による、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている、請求項１または２に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項４】
前記燃焼エンジン（３０１）は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物を前記排気流（３０３）の中へ放出するように配置されており、
追加の投与デバイス（３７１）が、前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されており、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物を前記排気流（３０３）に供給するように配置されており、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）は、前記供給された化合物および前記放出された化合物のうちの１つまたは複数の使用による、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘに還元のために配置されており、前記供給された化合物および前記放出された化合物は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項５】
１つまたはいくつかの制御信号を提供するように配置されている制御デバイス（３６０）であって、前記１つまたはいくつかの制御信号は、前記一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む所望の量の化合物が前記燃焼エンジン（３０１）から放出されるように、前記燃焼エンジン（３０１）を制御するために使用され得る、制御デバイス（３６０）
を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項６】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）は、
下流に第１のスリップ触媒（ＳＣ１）が続く第１の触媒還元触媒（ＣＲ１）であって、前記第１のスリップ触媒（ＳＣ１）は、前記化合物を酸化および／または分解するように配置されており、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘのさらなる還元によって前記第１の触媒還元触媒（ＣＲ１）を支援するように配置されており、かつ／または、発熱反応を生成するように配置されている、第１の触媒還元触媒（ＣＲ１）；および、
下流に第１の触媒還元触媒（ＣＲ１）が続く第１のスリップ触媒（ＳＣ１）であって、前記化合物を酸化および／または分解するように配置されており、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘのさらなる還元によって前記第１の触媒還元触媒（ＣＲ１）を支援するように配置されており、かつ／または、発熱反応を生成するように配置されている、第１のスリップ触媒（ＳＣ１）
の群からの１つを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項７】
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）は、
第２の選択触媒還元触媒（ＳＣＲ２）；および、
下流に第２のスリップ触媒（ＳＣ２）が続く第２の選択触媒還元触媒（ＳＣＲ２）であって、前記第２のスリップ触媒（ＳＣ２）は、添加剤の残留物を酸化させるように配置されており、かつ／または、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの追加的な還元によって前記第２の選択触媒還元触媒（ＳＣＲ２）を支援するように配置されている、第２の選択触媒還元触媒（ＳＣＲ２）
の群からの１つを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項８】
前記排気処理システム（３５０）は、一酸化炭素ＣＯ、炭化水素ＨＣ、および前記添加剤のうちの１つまたは複数を含む前記化合物のうちの１つまたは複数の供給のためのシステム（３７０）を含み、前記システム（３７０）は、少なくとも１つのポンプ（３７３）を含み、前記少なくとも１つのポンプ（３７３）は、前記投与デバイス（３７２）および追加の投与デバイス（３７１）に、一酸化炭素ＣＯ、炭化水素ＨＣ、および前記添加剤のうちの１つまたは複数を含む前記化合物をそれぞれ供給するように配置されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項９】
一酸化炭素ＣＯ、炭化水素ＨＣ、および前記添加剤のうちの１つまたは複数を含む前記化合物のうちの１つまたは複数の供給のための前記システム（３７０）は、前記少なくとも１つのポンプ（３７３）の制御のために配置されている投与制御デバイス（３７４）を含む、請求項８に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項１０】
一酸化炭素ＣＯ、炭化水素ＨＣ、および前記添加剤のうちの１つまたは複数を含む前記化合物のうちの１つまたは複数の供給のための前記システム（３７０）は、投与制御デバイス（３７４）を含み、前記投与制御デバイス（３７４）は、
前記少なくとも１つのポンプ（３７３）を制御するように配置されている第１のポンプ制御デバイス（３７８）であって、前記一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の第１の投入は、前記追加の投与デバイス（３７１）の使用によって前記排気流に供給される、第１のポンプ制御デバイス（３７８）と、
前記少なくとも１つのポンプ（３７３）を制御するように配置されている第２のポンプ制御デバイス（３７９）であって、前記添加剤の第２の投入は、前記投与デバイス（３７２）の使用によって前記排気流に提供される、第２のポンプ制御デバイス（３７９）と
を含む、請求項８に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項１１】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）は、還元温度間隔Ｔｒｅｄの中で前記窒素酸化物ＮＯｘを還元するために配置されており、前記還元温度間隔Ｔｒｅｄは、酸化温度間隔Ｔｏｘとは少なくとも部分的に異なっており、前記酸化温度間隔Ｔｏｘの中で、前記微粒子フィルタ（３２０）は、不完全に酸化された炭素化合物を酸化するために配置されている（Ｔｒｅｄ≠Ｔｏｘ）、請求項１から１０のいずれか一項に記載の排気処理システム。
【請求項１２】
前記排気流（３０３）の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つもしくは複数を含む化合物の第１の酸化および／もしくは分解のために、ならびに／または、発熱反応を生成するために、前記第１の還元触媒（３３１）の上流に配置されている第１の酸化触媒（３１１）
も含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の排気処理システム。
【請求項１３】
前記微粒子フィルタ（３２０）は、触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、前記触媒酸化コーティングは、酸化窒素ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数を酸化させるように配置されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の排気処理システム。
【請求項１４】
前記微粒子フィルタ（３２０）は、触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、前記触媒酸化コーティングは、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の排気処理システム。
【請求項１５】
前記排気流（３０３）の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つもしくは複数を含む化合物の第２の酸化および／もしくは分解を実施するために、ならびに／または、発熱反応を生成するために、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の下流、かつ前記微粒子フィルタ（３２０）の上流に配置されている、第２の酸化触媒（３１２）も含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の排気処理システム。
【請求項１６】
前記排気流（３０３）の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つもしくは複数を含む化合物の第３の酸化および／もしくは分解を実施するために、ならびに／または、発熱反応を生成するために、前記微粒子フィルタ（３２０）の下流、かつ前記第２の還元触媒デバイス（３３２）の上流に配置されている、第３の酸化触媒（３１３）も含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の排気処理システム。
【請求項１７】
１つまたはいくつかの制御信号を提供するように配置されており、前記１つまたはいくつかの制御信号は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による前記還元（４１０）を制御するために使用され得、前記還元触媒デバイス（３３１）から放出される前記化合物のスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが、スリップ閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となるようになっている（ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ≦ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、制御デバイス（３６０）
も含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項１８】
前記還元（４１０）の前記制御は、
前記燃焼エンジン（３０１）から前記排気流（３０３）の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の放出（４０１）；および、
前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されている追加の投与デバイス（３７１）の使用による、前記排気流（３０３）の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給（４０２）
のうちの１つまたは複数の制御を含む、請求項１７に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項１９】
前記スリップ閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、
５００ｐｐｍの前記化合物；
１００ｐｐｍの前記化合物；
５０ｐｐｍの前記化合物；および、
１０ｐｐｍの前記化合物
の群の中の値を有する、請求項１７または１８に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項２０】
１つまたはいくつかの制御信号を提供するように配置されており、前記１つまたはいくつかの制御信号は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による前記還元（４１０）を制御するために使用され得、前記還元触媒デバイス（３３１）から放出されるアンモニアのスリップＮＨ３＿ｓｌｉｐが、アンモニアスリップ閾値ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となるようになっている（ＮＨ３＿ｓｌｉｐ≦ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、制御デバイス（３６０）
も含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項２１】
前記還元（４１０）の前記制御は、
前記燃焼エンジン（３０１）から前記排気流（３０３）の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の放出（４０１）、
前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されている追加の投与デバイス（３７１）の使用による、前記排気流（３０３）の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給（４０２）
のうちの１つまたは複数の制御を含む、請求項２０に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項２２】
前記アンモニアスリップ閾値ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、
１００ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
５０ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
２０ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
１０ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
５ｐｐｍアンモニアＮＨ３；および、
０ｐｐｍアンモニアＮＨ３
の群の中の値を有する、請求項２０または２１に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項２３】
燃焼エンジン（３０１）の中の燃焼から結果として生じる排気流（３０３）の処理のための方法であって、
第１の触媒還元触媒と第１のスリップ触媒とを含む第１の還元触媒デバイス（３３１）の使用を通した、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元（４１０）であって、前記排気流（３０３）が前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に到達するときに前記排気流（３０３）の中に含まれている一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の使用によって実施される、還元（４１０）と、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の下流に配置されている微粒子フィルタ（３２０）の使用によって、前記排気流（３０３）の中のスート粒子を捕らえて酸化させること（４２０）と、
前記微粒子フィルタ（３２０）の下流に配置されている投与デバイス（３７２）の使用による、前記排気流（３０３）の中への、アンモニアまたはアンモニアが抽出および／もしくは放出され得る物質を含む添加剤の供給の制御（４３０）であって、前記添加剤の前記供給は、前記投与デバイス（３７２）の下流に配置されている第２の還元触媒デバイス（３３２）の中での前記添加剤の使用を通した前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元（４４０）に影響を与える、制御（４３０）と
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２４】
一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の放出（４０１）は、前記燃焼エンジン（３０１）から前記排気流（３０３）の中へ行われ、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の使用を通した前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの前記還元（４１０）は、前記排気流（３０３）の中の一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む前記放出された化合物を使用する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記排気流（３０３）への一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給（４０２）は、前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されている追加の投与デバイス（３７１）の使用によって実施され、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の使用を通した前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの前記還元（４１０）は、前記排気流（３０３）の中の一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む前記供給された化合物を使用する、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記排気流（３０３）の中への一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の放出（４０１）は、前記燃焼エンジン（３０１）から行われ、
前記排気流（３０３）への一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給（４０２）は、前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されている追加の投与デバイス（３７１）の使用によって実施され、
前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元（４１０）は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の使用により、前記供給された化合物および前記放出された化合物のうちの１つまたは複数の使用によって起こり、前記供給された化合物および前記放出された化合物は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
１つまたはいくつかの制御信号の供給（４０２）であって、前記１つまたはいくつかの制御信号は、前記一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む所望の量の化合物が、前記燃焼エンジン（３０１）から放出されるように、前記燃焼エンジン（３０１）を制御するために使用され得る、供給（４０２）を含む、請求項２３から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記燃焼エンジン（３０１）は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）が所定の温度に到達する程度にまで、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）を加熱するための熱を発生させるように制御される、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による前記還元（４１０）は、還元温度間隔Ｔｒｅｄの中で起こるように制御され、前記還元温度間隔Ｔｒｅｄは、酸化温度間隔Ｔｏｘとは少なくとも部分的に異なっており、前記酸化温度間隔Ｔｏｘの中で、前記微粒子フィルタ（３２０）による不完全に酸化された炭素化合物の前記酸化が起こる（Ｔｒｅｄ≠Ｔｏｘ）、請求項２３から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による窒素酸化物ＮＯｘの前記還元（４１０）は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に関する１つもしくはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて制御される、請求項２３から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による窒素酸化物ＮＯｘの前記還元（４１０）は、前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に関する１つもしくはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて制御される、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）による前記還元（４４０）は、前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に関する１つもしくはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて制御される、請求項２３から３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）による前記還元（４４０）は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に関する１つもしくはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて制御される、請求項２３から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）、および第２の還元触媒デバイス（３３２）に関する前記特性は、
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に関する触媒特性；
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に関する触媒特性；
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に関する触媒タイプ；
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に関する触媒タイプ；
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）がその中でアクティブである温度間隔；
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）がその中でアクティブである温度間隔；
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に関する一酸化炭素および／または炭化水素のカバー率レベル；および
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に関するアンモニアのカバー率レベル
の群の中からの１つまたはいくつかにそれぞれ関連している、請求項３０から３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）は、前記第１の還元触媒デバイス（３３１）に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元（４１０）を実施し、
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）は、前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量の第２の還元を実施し、
前記第２の還元触媒デバイス（３３２）に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の前記第２の量との間の比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２の適合が実施され、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の前記第１の量の前記第１の還元（４１０）のアクティブ制御は、前記比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔに基づいて実施される、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項３６】
前記比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する前記値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔは、
測定される値；
モデル化される値；
予測される値
の群からの１つから構成されている、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記排気流（３０３）の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第１の酸化であって、前記第１の還元触媒（３３１）の上流に配置されている第１の酸化触媒（３１１）によって実施される、第１の酸化
をさらに含む、請求項２３から３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記排気流（３０３）の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第２の酸化であって、前記第１の還元触媒（３３１）の下流、かつ前記微粒子フィルタ（３２０）の上流に配置されている第２の酸化触媒（３１２）によって実施される、第２の酸化
をさらに含む、請求項２３から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記排気流（３０３）の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第３の酸化であって、前記微粒子フィルタ（３２０）の下流、かつ前記第２の還元触媒デバイス（３３２）の上流に配置されている第３の酸化触媒（３１３）によって実施される、第３の酸化
をさらに含む、請求項２３から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記微粒子フィルタ（３２０）は、触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、前記触媒酸化コーティングは、前記排気流の中の酸化窒素ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数を酸化させるように配置されている、請求項２３から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記微粒子フィルタ（３２０）は、前記微粒子フィルタ（３２０）の中に配置されている少なくとも部分的に触媒の還元コーティングの使用によって、窒素酸化物ＮＯｘの還元を実施する、請求項２３から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による前記還元（４１０）は、前記還元触媒デバイス（３３１）から放出される前記化合物のスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが、スリップ閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となるように制御される（ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ≦ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、請求項２３から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記還元（４１０）の前記制御は、
前記燃焼エンジン（３０１）から前記排気流（３０３）の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の放出（４０１）；および、
前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されている追加の投与デバイス（３７１）の使用による、前記排気流（３０３）への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給（４０２）
のうちの１つまたは複数の制御を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記スリップ閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、
５００ｐｐｍの前記化合物；
１００ｐｐｍの前記化合物；
５０ｐｐｍの前記化合物；および、
１０ｐｐｍの前記化合物
の群の中の値を有する、請求項４２または４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の還元触媒デバイス（３３１）による前記還元（４１０）は、前記還元触媒デバイス（３３１）から放出されるアンモニアのスリップＮＨ３＿ｓｌｉｐが、アンモニアスリップ閾値ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となるように制御される（ＮＨ３＿ｓｌｉｐ≦ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、請求項２３から４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記還元（４１０）の前記制御は、
前記燃焼エンジン（３０１）から前記排気流（３０３）の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の放出（４０１）、
前記燃焼エンジン（３０１）の下流、かつ前記第１の還元触媒デバイス（３３１）の上流に配置されている追加の投与デバイス（３７１）の使用による、前記排気流（３０３）への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給（４０２）
のうちの１つまたは複数の制御を含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記アンモニアスリップ閾値ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、
１００ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
５０ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
２０ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
１０ｐｐｍアンモニアＮＨ３；
５ｐｐｍアンモニアＮＨ３；および、
０ｐｐｍアンモニアＮＨ３
の群の中の値を有する、請求項４５または４６に記載の方法。
【請求項４８】
プログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードは、前記プログラムコードがコンピュータの中で実行されたとき、前記コンピュータが請求項２３から４７のいずれか一項に記載の方法を実施することを実現する、コンピュータプログラム。
【請求項４９】
コンピュータ可読媒体および請求項４８に記載の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であって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータ可読媒体の中に含まれている、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、請求項１のプリアンブルによる排気処理システム、および、請求項２３のプリアンブルによる排気流の処理のための方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、本発明による方法を実装するコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
以下の背景技術の説明は、本発明に対する背景技術の説明を構成しており、したがって、必ずしも、先行技術を構成しているわけではない。
【０００４】
主に都市部における、汚染および空気品質に関する政府の関心の増加に関連して、燃焼エンジンからのエミッションに関するエミッション規格および規制が、多くの管轄権の中で起草されてきた。
【０００５】
そのようなエミッション規格は、たとえば車両の中の燃焼エンジンからの排気ガスの許容可能な制限値を定義する要件を構成することが多い。たとえば、窒素酸化物ＮＯｘ、炭化水素ＣｘＨｙ、一酸化炭素ＣＯ、および粒子ＰＭのエミッションレベルは、ほとんどのタイプの車両に関して、そのような規格によって規制されることが多い。燃焼エンジンを装備している車両は、典型的に、そのようなエミッションをさまざまな程度に生じさせる。この文献では、本発明が、車両の中でのその用途に関して主に説明されることになる。しかし、本発明は、たとえば、船などのような船舶または航空機／ヘリコプタなど、燃焼エンジンが使用される実質的にすべての用途において使用され得、ここで、そのような用途に関する規制および／または規格が、燃焼エンジンからのエミッションを制限する。
【０００６】
これらのエミッション規格に準拠しようとするために、燃焼エンジンの燃焼によって引き起こされる排気が処理（浄化）される。
【０００７】
燃焼エンジンからの排気を処理する共通の方式は、いわゆる触媒の浄化プロセスから構成されており、それが、燃焼エンジンを装備している車両が通常少なくとも１つの触媒を含む理由である。異なるタイプの触媒が存在しており、異なるそれぞれのタイプは、たとえば、燃焼概念、燃焼戦略、および／または、車両の中で使用される燃料タイプ、および／または、浄化されることになる排気流の中の化合物のタイプに応じて、適切であることが可能である。下記で窒素酸化物ＮＯｘと称されている、少なくとも窒素を含むガス（一酸化窒素、二酸化窒素）に関連して、車両は、触媒を含むことが多く、ここで、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、主に、窒素ガスおよび水蒸気にするために、添加剤が、燃焼エンジンの中の燃焼から結果として生じる排気流に供給される。これは、より詳細に下記に説明されている。
【０００８】
ＳＣＲ（選択触媒還元）触媒は、主に重量物運搬車に関して、このタイプの還元に関して一般に使用されるタイプの触媒である。ＳＣＲ触媒は、通常、アンモニアＮＨ３、または、アンモニアがそれから発生／形成され得る組成物を、添加剤として使用し、排気の中の窒素酸化物ＮＯｘの量を低減させる。添加剤は、触媒の上流の燃焼エンジンから結果として生じる排気流の中へ注入される。触媒に追加される添加剤は、アンモニアＮＨ３の形態で、触媒の中に吸収（貯蔵）され、酸化還元反応が、排気の中の窒素酸化物ＮＯｘと添加剤を介して利用可能なアンモニアＮＨ３との間で起こることができるようになっている。
【０００９】
現代の燃焼エンジンは、エンジンと排気処理との間に協働および相互影響が存在するシステムである。具体的には、窒素酸化物ＮＯｘを還元する排気処理システムの能力と燃焼エンジンの燃料効率との間に相関関係が存在している。燃焼エンジンに関して、エンジンの燃料効率／総合効率とそれによって作り出される窒素酸化物ＮＯｘとの間に相関関係が存在している。この相関関係は、所与のシステムに関して、作り出される窒素酸化物ＮＯｘと燃料効率との間にプラスの関連が存在することを特定し、換言すれば、より多くの窒素酸化物ＮＯｘを放出することを許容されるエンジンが、たとえば、注入タイミングのより最適な選択によって、より少ない燃料を消費するように誘導され得、それは、より高い燃焼効率を生み出すことが可能である。同様に、作り出される粒子質量ＰＭと燃料効率との間にマイナスの相関関係が存在することが多く、それは、エンジンからの粒子質量ＰＭのエミッションの増加が、燃料消費の増加と関連があることを意味している。この相関関係は、ＳＣＲ触媒を含む排気処理システムの広範囲にわたる使用の背景であり、その意図は、比較的大きい量の作り出される窒素酸化物ＮＯｘに対して、燃料消費および粒子のエミッションに関するエンジンの最適化である。次いで、これらの窒素酸化物ＮＯｘの還元が排気処理システムの中で実施され、したがって排気処理システムは、ＳＣＲ−触媒を含むことが可能である。したがって、エンジンおよび排気処理が互いに補完する、エンジンおよび排気処理システムの設計における一体化されたアプローチを通して、高い燃料効率は、粒子ＰＭおよび窒素酸化物ＮＯｘの両方の低いエミッションと一緒になって実現され得る。
【発明の概要】
【００１０】
ある程度、排気処理システムの性能は、排気処理システムの中に含まれている担体（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）体積を増加させることによって強化され得、それは、とりわけ、担体を通る排気流れの不均一な分配に起因する損失を低減させる。同時に、より大きい担体体積は、より大きい背圧を提供し、それは、より高い変換度に起因して、燃料効率のゲインに対抗することが可能である。また、より大きい担体体積は、増加したコストを伴う。したがって、たとえば、オーバーサイジングを回避することによって、ならびに／または、サイズおよび／もしくは製造コストの観点から排気処理システムの広がりを制限することによって、排気処理システムを最適に使用することができることが重要である。
【００１１】
一般的な触媒に関する機能および効率、ならびに、とりわけ、還元触媒に関する機能および効率は、還元触媒を覆う温度に強く依存する。本明細書で使用されているような「還元触媒を覆う温度」という用語は、還元触媒を通る排気流の中の温度／還元触媒を通る排気流における温度／還元触媒を通る排気流に関する温度を意味している。担体は、その熱交換能力に起因してこの温度をとることになる。還元触媒の上の低い温度において、窒素酸化物ＮＯｘの還元は、典型的に非効果的である。排気の中のＮＯ２／ＮＯｘ割合は、より低い排気温度においても、触媒の活性を増加させるための特定の可能性を提供する。しかし、還元触媒を覆う温度およびＮＯ２／ＮＯｘ割合は、一般的に、制御することが困難である。その理由は、それらは、多くの場合、複数の要因、たとえば、どのように運転者が車両を運転するかなどに依存するからである。たとえば、還元触媒を覆う温度は、運転者によって、および／または、クルーズ制御によって要求されるトルクに依存し、車両が位置付けされている道路セクションの外観に依存し、および／または、運転者の運転スタイルに依存する。
【００１２】
たとえば、酸化触媒、ディーゼル微粒子フィルタ、および還元触媒を含む、多くの製造業者がエミッション規格Ｅｕｒｏ  ＶＩ（以降では、「Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システム」と称される）を満たすために使用してきた、詳細に下記に説明されているシステムなどの、先行技術の排気処理システムは、触媒／フィルタの大きい熱質量／熱慣性に関する問題、ならびに、たとえば、排気パイプ、消音器、およびさまざまな接続部を含む、排気処理システムの残りの大きい熱質量／熱慣性に関する問題を有する。たとえば、エンジンおよび排気処理システムの両方がコールド状態であるコールドスタートのときに、ならびに、たとえばゆっくりとした市街地走行がハイウェイ走行に変わるときに、または、アイドリングおよびパワーテイクオフの後に、以前よりも多くのトルクが要求される、低い排気温度からのスロットルにおいて、主に、ディーゼル微粒子フィルタの大きい熱質量／熱慣性が、還元触媒の温度をそのような先行技術の排気処理システムの中でただゆっくりと増加させる。したがって、たとえば、コールドスタートにおいて、ならびに、温度の過渡的要素および／または流れの過渡的要素を伴う車両動作において、還元触媒の機能が劣化し、したがって、窒素酸化物ＮＯｘの還元も劣化する。この劣化は、不十分な排気浄化をもたらす可能性があり、環境の汚染の余計なリスクを冒す。追加的に、還元触媒の機能の劣化に起因して、排気浄化に関する規制要件を実現しないリスクが増加する。また、燃料消費は、劣化した機能によって悪影響を受ける可能性がある。その理由は、次いで、様々な温度上昇手段を介して、還元触媒の温度および効率を増加させるために、燃料エネルギーが使用されることを必要とする可能性があるからである。
【００１３】
本発明の１つの目的は、より高い燃料効率を実現するための条件を改善しながら、排気処理システムの中の排気の浄化を改善することである。
【００１４】
これらの目的は、請求項１の特徴部分による上述の排気処理システムを通して実現される。また、この目的は、請求項２３の特徴部分による上述の方法を通して実現される。また、この目的は、上述のコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品を通して実現される。
【００１５】
本発明によれば、燃焼エンジンからの排気流の処理のために配置されている排気処理システムが提供される。排気処理システムは、第１の還元触媒デバイスを含み、第１の還元触媒デバイスは、排気流が第１の還元触媒デバイスに到達するときに排気流の中に含まれている一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用を通して、排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている。この文献において、炭化水素ＨＣという用語は、一般的に、炭化水素化合物ＣａＨｂに関して使用され、炭化水素化合物ＣａＨｂは、炭素Ｃおよび水素Ｈを異なる比率で含む化合物を含む。したがって、本発明による窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元は、自然に生じるか、または、エンジンからの排気流の中で生成される、もしくは、エンジンからの排気流の中へ導入される、化合物に基づいて実施される。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイスの上流におけるアンモニアを含む添加剤の供給のための必要性が排除される。また、これは、第１の還元触媒デバイスの中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元が単に排気をベースとすることができるという可能性として説明され得、そこでは、自然に生じるか、または、燃焼エンジンにおいて排気の中にすでに生成される、化合物の使用によって、排気の中の窒素酸化物ＮＯｘが還元される。
【００１６】
また、排気処理システムは、微粒子フィルタを含むことが可能であり、微粒子フィルタは、第１の還元触媒デバイスの下流に配置され、排気流の中のスート粒子を捕らえて酸化させる。
【００１７】
排気処理システムは、微粒子フィルタの下流に配置されている第２の投与デバイスを含み、アンモニア、または、アンモニアがそれから抽出および／または放出され得る物質を含む添加剤を、排気流の中へ供給する。
【００１８】
また、排気処理システムは、第２の投与デバイスによって供給される添加剤の使用による排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のために、第２の投与デバイスの下流に配置されている第２の還元触媒デバイスを含む。
【００１９】
したがって、本発明の使用によって、自然に生じるか、または、排気流の中で生成される、もしくは、排気流の中へ導入される、化合物は、第１の還元触媒デバイスによる窒素酸化物ＮＯｘの還元において使用され得る。したがって、いくつかの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイスの上流に嵌め込まれる、アンモニアまたはＡｄＢｌｕｅなどのような添加剤の投与のための第１の投与デバイスに関連する要件が排除され、それは、車両の製造コストおよびサービスコストを低減させる。追加的に、第１の還元触媒デバイスの上流において添加剤の蒸発および／または混合が必要とされないので、排気処理システムの技術的な複雑さが低減される。換言すれば、本発明のいくつかの実施形態が使用されるときに、第１の投与デバイスも、また、第１の投与デバイスに添加剤を供給する任意のデバイスも必要とされない。排気処理システムは、第１の還元触媒デバイスの上流に、第１の蒸発デバイスまたは第１のミキサーを含む必要がない。追加的に、ＡｄＢｌｕｅまたはそれと同等のものなどのような添加剤の消費が低減されるので、車両の動作コストが低減される。その理由は、第１の還元が、添加剤の代わりに、排気流の中で生じる化合物によって、第１の還元触媒によって実施されるからである。
【００２０】
さらに、本発明による窒素酸化物ＮＯｘの還元は、添加剤が不足している場合でも継続することが可能である。その理由は、還元が、エンジンからの排気流の中で生じる化合物に基づいて実施され得るからである。
【００２１】
また、本発明の使用を通して、排気のより温度効率的な処理が実現される。その理由は、本発明による排気処理システムの中で上流に嵌め込まれている第１の還元触媒デバイスが、いくつかの動作モードにおいて、下流に嵌め込まれている第２の還元触媒デバイスの温度よりも好適な温度で動作することが可能であるからである。たとえば、コールドスタートにおいて、および、低い温度からのパワー出力の増加において、第１の還元触媒デバイスは、より早く動作温度に到達し、その動作温度において、窒素酸化物ＮＯｘの効率的な還元が得られる。したがって、本発明によれば、利用可能な熱が、よりエネルギー効率的な様式で使用され、それは、たとえば、低い排気温度からのコールドスタートおよびスロットルのときに、上記に説明されている先行技術の排気処理システムによって可能になることになるものよりも、早いおよび／または効率的な窒素酸化物ＮＯｘの還元をもたらす。
【００２２】
同様に、特定の他の動作モードにおいて、下流に嵌め込まれている第２の還元触媒デバイスは、上流に嵌め込まれている第１の還元触媒デバイスの温度よりも好適な温度で動作することが可能である。
【００２３】
本発明の使用を通して、第１の還元触媒デバイスおよび第２の還元触媒デバイスに関して、異なる熱慣性が得られ、それは、これらの第１および第２の還元触媒デバイスが活性および選択性に関して異なって最適化され得ることを意味している。したがって、第１および第２の還元触媒デバイスは、システムの視点から、すなわち、全体的な排気処理システムの機能に関する視点から最適化され得、したがって、別々に最適化された触媒が提供することができることになるものよりも、全体的に効率的な排気の浄化を提供するために使用され得る。本発明による第１および第２の還元触媒デバイスのそのような最適化は、たとえばコールドスタートにおいて、また、実質的にすべての車両動作においても、この全体的なより効率的な浄化を提供するために使用され得る。その理由は、温度の過渡的要素および／または流れの過渡的要素が、通常の車両運転時にも発生することが多いからである。また、上述のように、本発明は、車両以外の他のユニットの中の排気浄化、たとえば、異なるタイプの船舶などの中の排気浄化に関して使用され得、ここで、そのユニットからの排気の全体的により効率的な浄化が得られる。
【００２４】
本発明は、第１および第２の還元触媒デバイスの両方に関する機能をこの慣性に基づいて最適化することによって、機能の利点に対して微粒子フィルタの熱慣性／熱質量を使用する。したがって、本発明を通して、協働／共生が、第１の還元触媒デバイスの間に得られ、第１の還元触媒デバイスは、それが露出される第１の熱質量および第１の温度関数／温度プロセスに関して最適化され、第２の還元触媒デバイスは、それが露出される第２の熱質量および第２の温度プロセスに関して最適化される。
【００２５】
したがって、第１の還元触媒デバイスおよび／または第２の還元触媒デバイスは、第２の還元触媒デバイスおよび／または第１の還元触媒デバイスに関する特性、たとえば、触媒特性に基づいて最適化され得る。たとえば、第２の還元触媒デバイスは、低い温度において、その触媒特性が効率的でなくなるように解釈／選択され得、それは、高い温度において、その触媒特性が最適化され得ることを促進する。第２の還元触媒デバイスのこれらの触媒特性が考慮される場合には、第１の還元触媒デバイスの触媒特性は、次いで、それが高い温度において効率的となることが必要ないように最適化され得る。
【００２６】
第１の還元触媒デバイスおよび／または、第２の還元触媒デバイスを最適化するこれらの可能性は、実質的にすべてのタイプの走行モード、特に、可変の温度−および／または流れプロファイルをもたらす極めて過渡的な動作において生じるエミッションに適切な排気浄化を本発明が提供することを意味している。過渡的な動作は、たとえば、車両の比較的多くのスタートおよびブレーキ、または、比較的多くの上り坂および下り坂を含むことが可能である。比較的多くの車両、たとえば、バス停に頻繁に停止するバス、および／または、都市交通または小山の多い地形で運転される車両などは、そのような過渡的な動作を経験するので、本発明は、重要で非常に有用な排気浄化を提供し、それは、本発明がその中に実装されている車両からのエミッションを全体的に低減させる。
【００２７】
したがって、本発明は、主にＥｕｒｏ  ＶＩ−システムの中の微粒子フィルタの中の以前には問題のあった熱質量および熱交換をプラスの特性として使用する。本発明による排気処理システムは、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムと同様に、排気流、および、短いのろのろした期間にわたって、または、他の低温動作（そのような低温動作がより高い動作温度による動作によって先行される場合）に関して、下流に嵌め込まれた還元触媒デバイスに、熱を寄与することが可能である。その熱慣性に起因して、この点における微粒子フィルタは、排気流よりも高温であり、したがって、排気流が微粒子フィルタによって加熱され得る。
【００２８】
追加的に、上流に設置されている還元触媒デバイスが、特に、過渡的な動作において、パワー出力の増加に関連して生じる、より高い温度を使用することが可能であるという事実によって、この良好な特性は補償される。したがって、第１の還元触媒デバイスは、パワー出力の増加の後に、第２の還元触媒デバイスが経験するよりも高い温度を経験する。第１の還元触媒デバイスに関するそのようなより高い温度が、第１の還元触媒デバイスのＮＯｘ還元を改善するために、本発明によって使用される。２つの還元触媒デバイスを使用する本発明は、小さい熱慣性によるＮＯｘ還元に関する可能性を追加することによって、両方のこれらのプラスの特性を使用することが可能であり、すなわち、本発明による排気処理システムは、大きい熱慣性の上流のＮＯｘ変換、および、大きい熱慣性の下流のＮＯｘ変換の両方を含む。次いで、本発明による排気処理システムは、エネルギー効率的に、利用可能な熱を最大まで使用することが可能であり、それは、上流に設置されている還元触媒デバイスによって経験される迅速で「フィルタを通されていない」熱が、本発明による排気処理システムを効率的にするために使用され得ることを意味している。
【００２９】
本発明による排気処理システムは、Ｅｕｒｏ  ＶＩエミッション規格の中のエミッション要件を満たす可能性がある。追加的に、本発明による排気処理システムは、いくつかの他の既存のおよび／または将来のエミッション規格の中のエミッション要件を満たす可能性がある。
【００３０】
本発明による排気処理システムは、コンパクトにされ得る。その理由は、それが、それが送達し得る性能／浄化の程度に関連して、排気処理システムの中の数個のユニットしか含まないからである。これらの比較的少ないユニットは、本発明によるバランスされた排気処理システムに関して、大きい体積を有する必要がない。ユニットの数およびこれらのユニットのサイズが本発明によって最小化されるので、排気背圧も制限され得、それは、車両のための、より低い燃料消費を伴う。特定の触媒の浄化を得るために、単位担体体積当たりの触媒の性能が、より小さい担体体積に関して交換され得る。排気処理システムのための限られたスペースを備えた車両ではよくあることであるが、所定のサイズ、および／または、所定の外部幾何学形状を有する排気浄化デバイスに関して、より小さい担体体積は、排気浄化の所定のサイズの中のより大きい体積が、排気浄化デバイスの中の排気流の分配、混合、および旋回のために使用され得ることを意味している。これは、単位担体体積当たりの性能が増加される場合には、排気背圧が、所定のサイズおよび／または所定の外部幾何学形状を有する排気浄化デバイスに関して低減され得ること意味している。したがって、本発明による排気処理システムの合計体積は、少なくともいくつかの先行技術のシステムと比較して、低減され得る。代替的に、排気背圧は、本発明の使用によって低減され得る。
【００３１】
また、本発明の使用において、排気ガス再循環システム（排気ガス再循環；ＥＧＲ）に対する必要性が、低減されるかまたは排除され得る。排気ガス再循環システムを使用する必要性の低減は、なかでも、ロバストネス、ガス交換の複雑さ、およびパワー出力に関して、利点を有する。
【００３２】
車両の新しい生産において、本発明によるシステムは、限定されたコストで容易に嵌め込まれ得る。その理由は、別々の酸化触媒ＤＯＣ、すなわち、酸化触媒ＤＯＣのための別々の担体、および、先行技術システムの中に存在していたそのような担体の設備が、製造時において、本発明による第１の還元触媒デバイスと交換されるからである。また、本発明による排気処理システムの改造も、容易に実施され得る。その理由は、先行技術システムの中に存在していた酸化触媒ＤＯＣが、また、すでに生産された車両の中の本発明による第１の還元触媒デバイスと交換され得るからである。自然に生じるか、または、排気流の中で生成される、もしくは、排気流の中へ導入される、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物が、本発明による窒素酸化物ＮＯｘの還元において使用されるので、追加的な投与デバイスが必要とされないことになる。十分な酸化窒素ベースの（ＮＯ２ベースの）スート酸化を実現するために、窒素酸化物とスートとの間のエンジンの比率（ＮＯｘ／スート比率）は、本発明のいくつかの実施形態によれば、特定の基準を充足する必要がある可能性がある。
【００３３】
本発明の１つの実施形態によれば、微粒子フィルタは、従来のコーティングされていない微粒子フィルタから構成されている。
【００３４】
本発明の別の実施形態によれば、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムの中で酸化触媒ＤＯＣの中に位置付けされている、たとえば貴金属を含む酸化コーティングは、その代わりに、ディーゼル微粒子フィルタｃＤＰＦの中に少なくとも部分的に実装され得、そこにおいて、十分なＮＯ２ベースのスート酸化に関する条件が得られ得る。したがって、本発明による排気処理システムのコンパクトな設計が得られる。また、酸化触媒特性を有するディーゼル微粒子フィルタｃＤＰＦの使用を通して、二酸化窒素ＮＯ２の形成に関する予測可能性の向上が得られ得る。これは、触媒活性シートの非活性化、たとえば、リンによって引き起こされる非活性化などが、軸線方向の濃度勾配を有することが多いという事実に起因している。これは、比較的短い物理的な長さを有する触媒が、より大きい物理的な長さを有する触媒よりも、これらの中毒（ｉｎｔｏｘｉｃａｔｉｏｎｓ）に対して感度が高くなり得ること意味している。たとえばプラチナなどのような貴金属が、物理的により短い酸化触媒ＤＯＣの代わりに、物理的に長いディーゼル微粒子フィルタｃＤＰＦの上に設置されている場合には、より安定したレベルの二酸化窒素ＮＯ２が、長期間にわたって潜在的に得られ得る。
【００３５】
本発明の１つの実施形態によれば、微粒子フィルタは、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている触媒還元コーティングを少なくとも部分的に含む。
【００３６】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイスは、酸化コーティングの上流に保護担体を少なくとも部分的に構成し、酸化コーティングは、酸化触媒の中に、または、微粒子フィルタの中に含まれ得、微粒子フィルタは、たとえば貴金属によってコーティングされている。第１の還元触媒デバイスに関する触媒コーティングは、１つの実施形態によれば、化学的中毒に耐える点においてロバストとなるように選択され得、それは、長期間にわたって、第２の還元触媒デバイスに到達する二酸化窒素と窒素酸化物との間の比率ＮＯ２／ＮＯｘに関して、より安定したレベルを提供することが可能である。
【００３７】
追加的に、排気処理システムの中のいくつかのＮＯｘセンサの適合／較正は、本発明によるシステムの中で容易に実施され得る。その理由は、エミッションレベルが適合／較正の間に合理的なレベルに維持され得るのと同時に、センサが同じＮＯｘレベルにさらされ得るからである。たとえば、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムに関して、適合／較正は、適合／較正自身の間に、および、また、適合／較正自身の部分的に後に、エミッションが高くなり過ぎることを伴うことが多い。
【００３８】
上述のように、第１および第２の還元触媒デバイスは、個別に、および、排気処理システム全体の機能を考慮して最適化され得、それは、排気の全体的な非常に効率的な浄化をもたらすことが可能である。また、この個々の最適化は、第１および第２の還元触媒デバイスによって占められる体積のうちの１つまたはいくつかを低減させるために使用され得、コンパクトな排気処理システムが得られるようになっている。
【００３９】
また、本発明は、１つの実施形態によれば、第２の還元ステップに関する二酸化窒素ＮＯ２＿２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の量との間の比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２の制御を促進し、それは、システムがこの比率に関して過度に高い値を回避し、たとえば、ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２＞５０％を回避することを意味しており、また、投与を増加させることによって、システムは、値が低過ぎるときに、たとえば、ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２＜５０％である場合に、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値を増加させることが可能であることを意味している。ここで、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値は、たとえば、本発明の実施形態の使用を通して、窒素酸化物ＮＯｘ＿２のレベルを低減させることによって増加され得る。比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２は、たとえば、システムがしばらくの間にわたって老化した後に、より低い値をとることが可能である。したがって、本発明は、この特性に対抗するための可能性を提供し、この特性は、時間の経過とともに劣化し、また、システムに対してマイナスであり、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関して低過ぎる値をもたらす。したがって、本発明の使用を通して、二酸化窒素ＮＯ２＿２のレベルが、アクティブに制御され得、それは、酸化触媒または微粒子フィルタの中の、たとえば貴金属を含有する、触媒酸化コーティングの上流で、ＮＯｘ＿２レベルが調節され得ることによって可能にされる。また、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２のこの制御は、より高いＮＯｘ変換などのような、触媒の性能の利点は別として、二酸化窒素ＮＯ２のエミッションを特に低減させる可能性をもたらすことが可能であり、それは、非常に有毒で強い匂いのするエミッションをもたらす。これは、二酸化窒素ＮＯ２に関する別々の規制要件の潜在的な将来の導入において利点をもたらすことが可能であり、また、二酸化窒素ＮＯ２の有害なエミッションの低減を促進することが可能である。これは、たとえば、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムと比較され得、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムでは、排気浄化において提供される二酸化窒素ＮＯ２の割合は、排気処理システム自身の中で影響を受けない可能性がある。
【００４０】
換言すれば、二酸化窒素ＮＯ２＿２のレベルのアクティブ制御は、本発明の使用において促進され、ここで、アクティブ制御が、走行モードにおいて二酸化窒素ＮＯ２＿２のレベルを増加させるために使用され得、これは走行モードに必要である。したがって、排気処理システムが選択／特定され得、それは、より少ない貴金属を必要とし、したがって、また、より安価に製造することができる。
【００４１】
窒素酸化物ＮＯｘの総変換のうち、急速な反応経路を介して、すなわち、ｆａｓｔＳＣＲを介して起こる割合が（ここで、窒素酸化物ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２の両方についての反応経路を介して還元が起こる）、二酸化窒素ＮＯ２＿２のレベルのアクティブ制御を通して増加され得る場合には、上記に説明されている触媒体積要件も低減され得る。
【００４２】
本発明の１つの実施形態によれば、排気処理システムの中の第１の還元触媒デバイスは、酸化温度間隔Ｔｏｘよりも低い還元温度間隔Ｔｒｅｄにおいてアクティブであり、それは、微粒子フィルタＤＰＦの中の二酸化窒素ベースのスート酸化のために必要とされる。例として、微粒子フィルタＤＰＦの中の二酸化窒素ベースのスート酸化は、２７５℃を超える温度で起こることが可能である。これによって、第１の還元触媒デバイスにおける窒素酸化物ＮＯｘの還元は、微粒子フィルタＤＰＦの中のスート酸化と著しくは競合しない。その理由は、それらが、少なくとも部分的に異なる温度間隔Ｔｒｅｄ≠Ｔｏｘの中でアクティブであるからである。たとえば、良好に選択されて最適化された第１の還元触媒デバイスは、おおよそ２００℃においても、窒素酸化物ＮＯｘの著しい変換をもたらすことが可能であり、それは、この第１の還元触媒デバイスが微粒子フィルタのスート酸化性能と競合する必要がないことを意味しており、効率的なスート酸化が実現されるようになっている。
【００４３】
さらに、本発明の使用によって、アンモニアＮＨ３および／または亜酸化窒素（笑気ガス）Ｎ２Ｏのエミッションなどのような、二次的なエミッションが、所与の変換レベルおよび／または所与のＮＯｘレベルに関連して低減され得る。触媒、たとえば、ＳＣ（スリップ触媒）は、特定の管轄権に関するエミッションが非常に低いレベルまで低減されなければならない場合には、第２の還元ステップの中に含まれ得、その触媒は、たとえば、亜酸化窒素Ｎ２Ｏに対して特定の選択性を有することが可能であり、それは、本発明による追加的な還元ステップの使用を通したＮＯｘレベルの還元が、また、亜酸化窒素Ｎ２Ｏに関して結果として生じるレベルを下向きにシフトさせることを意味している。アンモニアＮＨ３の結果として生じるレベルは、本発明が使用されるときに、同様に下向きにシフトされ得る。
【００４４】
本発明の使用を通して、より良好な燃料最適化が、車両に関して得られ得る。その理由は、したがって、燃料効率的な様式でエンジンを制御する可能性が存在しており、エンジンに関してより高い効率が得られるようになっているからである。したがって、性能ゲインおよび／または二酸化炭素ＣＯ２のエミッションの低減が、本発明が使用されるときに得られ得る。
【００４５】
本発明は、同封された図面とともに、より詳細に下記に図示されることになり、図面において、同様の参照符号は、同様のパーツに関して使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を含むことができる例示的な車両を示す図である。
【図２】従来の排気処理システムを示す図である。
【図３ａ】本発明の異なる実施形態による排気処理システムを示す図である。
【図３ｂ】本発明の異なる実施形態による排気処理システムを示す図である。
【図４】本発明による排気処理のための方法に関するフローチャートを示す図である。
【図５】本発明による制御デバイスを示す図である。
【図６】多機能のスリップ触媒を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、排気処理システム１５０を含む例示的な車両１００を概略的に示しており、排気処理システム１５０は、本発明の１つの実施形態による排気処理システム１５０であることが可能である。パワートレインは、燃焼エンジン１０１を含み、燃焼エンジン１０１は、慣習的な様式で、燃焼エンジン１０１の上の出力シャフト１０２を介して、通常、フライホイールを介して、クラッチ１０６を介してギヤボックス１０３に接続されている。
【００４８】
燃焼エンジン１０１は、制御デバイス１１５を介して、エンジンの制御システムによって制御される。同様に、クラッチ１０６およびギヤボックス１０３は、１つまたは複数の適用可能な制御デバイス（図示せず）の助けを借りて、車両の制御システムによって制御され得る。また、車両のパワートレインは、別のタイプのものであり、たとえば、従来の自動ギヤボックスを備えたタイプのものなどであり、ハイブリッドパワートレインを備えたタイプのものなどであることが可能である。
【００４９】
ギヤボックス１０３からの出力シャフト１０７が、たとえば、慣習的なディファレンシャルなどのようなファイナルドライブ１０８と、前記ファイナルドライブ１０８に接続されている駆動シャフト１０４、１０５とを介して、ホイール１１３、１１４を駆動する。
【００５０】
また、車両１００は、燃焼エンジン１０１の燃焼室の中の燃焼から結果として生じる排気ガスの処理／浄化のための排気処理システム／排気浄化システム１５０を含み、燃焼室は、シリンダから構成され得る。
【００５１】
図２は、先行技術の排気処理システム２５０を示しおり、排気処理システム２５０は、上述のＥｕｒｏ  ＶＩ−システムを図示している可能性があり、排気処理システム２５０は、排気導管２０２を介して燃焼エンジン２０１に接続されており、ここで、燃焼で発生される排気、すなわち、排気流２０３は、矢印によって示されている。排気流２０３は、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）２１０を介して、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）２２０に導かれる。燃焼エンジンの中の燃焼の間に、スート粒子が形成され、微粒子フィルタＤＰＦ２２０は、これらのスート粒子を捕らえるために使用されている。ここで、排気流２０３は、フィルタ構造体を通して導かれ、排気流２０３からのスート粒子は、微粒子フィルタ２２０を通過して捕らえられ、微粒子フィルタ２２０の中に貯蔵される。
【００５２】
酸化触媒ＤＯＣ２１０は、いくつかの機能を有しており、通常、排気浄化において主に使用され、排気流２０３の中の残りの炭化水素ＣａＨｂ（ＨＣとも称される）および一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素ＣＯ２および水Ｈ２Ｏに酸化させる。また、酸化触媒ＤＯＣ２１０は、排気流の中に生じる一酸化窒素ＮＯの大部分を二酸化窒素ＮＯ２に酸化させることが可能である。二酸化窒素ＮＯ２への一酸化窒素ＮＯの酸化は、フィルタの中の二酸化窒素ベースのスート酸化にとって重要であり、また、窒素酸化物ＮＯｘの潜在的な後続の還元において有利である。この点において、排気処理システム２５０は、微粒子フィルタＤＰＦ２２０の下流に、ＳＣＲ（選択触媒還元）触媒２３０をさらに含むことが可能である。ＳＣＲ触媒は、排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のための添加剤として、アンモニアＮＨ３を使用し、または、アンモニアがそこから発生／形成され得る組成物、たとえば、尿素を使用する。しかし、この還元の反応速度は、排気流の中の一酸化窒素ＮＯと二酸化窒素ＮＯ２との間の比率によって影響を受け、酸化触媒ＤＯＣの中での先のＮＯ２へのＮＯの酸化によって、還元反応がプラスの方向に影響を受けるようになっている。これは、最大で、おおよそ５０％のモル比ＮＯ２／ＮＯｘを表す値まで当てはまる。より高いモル比ＮＯ２／ＮＯｘの割合に関して、すなわち、５０％を超える値に関して、反応速度が、強力にマイナスの様式で影響を受ける。
【００５３】
上述のように、ＳＣＲ触媒２３０は、排気流２０３の中の化合物、たとえば、窒素酸化物ＮＯｘなどの濃度を低減させるために添加剤を必要とする。そのような添加剤は、ＳＣＲ触媒２３０（図２には表示されていない）の上流の排気流の中に注入される。そのような添加剤は、従来アンモニアおよび／または尿素ベースであり、または、アンモニアがそれから抽出もしくは放出され得る物質から構成されることが多く、たとえば、ＡｄＢｌｕｅから構成され得、ＡｄＢｌｕｅは、基本的に、水と混合された尿素から構成されている。尿素は、加熱（加熱分解）において、および、ＳＣＲ触媒の中の酸化表面の上の不均一触媒作用（加水分解）において、アンモニアを形成し、その表面は、たとえば、二酸化チタンＴｉＯ２から構成され得る。また、排気処理システムは、別々の加水分解触媒を含むことが可能である。
【００５４】
また、排気処理システム２５０は、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）２４０を装備しており、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）２４０は、ＳＣＲ触媒２３０の後に残り得る余分なアンモニアを酸化させるように配置されている。
【００５５】
また、排気処理システム２５０は、１つまたはいくつかのセンサを装備しており、それは、たとえば、排気処理システムの中の窒素酸化物および／または温度の決定のための１つもしくはいくつかのＮＯｘセンサおよび／または温度センサ２６１、２６２、２６３、２６４などである。
【００５６】
図２に表示されている先行技術の排気処理システム、すなわち、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムは、触媒が効率的な熱交換器であるという点において問題があり、それは、たとえば、排気導管２０２、ならびに、サイレンシングおよびさまざまな接続のための材料およびスペースを含む、排気システムの残りのものと一緒になって、かなりの熱質量／熱慣性を有する。触媒温度がその最適な動作温度（それは、たとえば、おおよそ３００℃であることが可能である）の下方にある始動時において、および、低い排気温度からのスロットル時において（それは、たとえば、軽い市街地走行が高速道路ドライビングへ移行するときに、または、アイドリングおよびパワーテイクオフの後に起こる可能性がある）、排気温度は、この大きい熱質量によってフィルタ処理される。したがって、機能、および、したがって、還元の効率は、たとえば、ＳＣＲ触媒２３０の中の窒素酸化物ＮＯｘによって影響を受け、それは、図２に表示されているシステムによって不十分な排気浄化が提供されることを伴う可能性がある。これは、排気浄化がより効率的である場合と比較して（それは、より複雑なエンジンおよび／またはより低い燃料効率に関する要件につながる）、より少ない量の排出された窒素酸化物ＮＯｘが、エンジン１０１から放出されることを許容され得ること意味している。
【００５７】
また、先行技術の排気処理システムでは、比較的低温の還元剤が排気パイプパーツを局所的に冷却し、それによって、析出物を生じさせ得るリスクが存在している。還元剤の注入される量が大きくなければならない場合には、注入の下流の析出物のこのリスクが増加する。
【００５８】
とりわけ、たとえば、コールドスタートおよび低負荷の動作における熱／温度の限られた入手可能性を補償するために、いわゆるｆａｓｔＳＣＲが、還元を制御するために使用され得、それは、可能な限り多くの場合において、窒素酸化物ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２の両方についての反応経路を介して起こるようになっている。ｆａｓｔＳＣＲの場合には、反応は、等量の一酸化窒素ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２を使用し、それは、モル比ＮＯ２／ＮＯｘの最適な値が５０％に近いことを意味している。
【００５９】
触媒温度および流れに関するいくつかの条件において、すなわち、触媒の中の特定のドゥエルタイム（ｄｗｅｌｌ−ｔｉｍｅ）（「空間速度」）に関して、二酸化窒素ＮＯ２の有利でない割合が得られるリスクが存在している。具体的には、比率ＮＯ２／ＮＯｘが５０％を超えるリスクが存在しており、それは、排気浄化に関する現実の問題を構成する可能性がある。したがって、上述のクリティカルな低温動作モードに関する比率ＮＯ２／ＮＯｘの最適化は、他の動作モードにおいて、たとえば、より高い温度において、高過ぎる二酸化窒素ＮＯ２の割合を提供するリスクを冒す。このより高い二酸化窒素ＮＯ２の割合は、ＳＣＲ触媒に関して、より大きい体積要件を結果として生じさせ、および／または、エンジンから放出される窒素酸化物の量の制限を結果として生じさせ、したがって、車両に関して、より不十分な燃料効率をもたらす。それに加えて、より高い二酸化窒素ＮＯ２の割合が笑気ガスＮ２Ｏのエミッションももたらすリスクが存在している。生じる二酸化窒素ＮＯ２の有利でない割合のこれらのリスクが、システムの経年劣化に起因して存在する。たとえば、比率ＮＯ２／ＮＯｘは、システムが老化したときに、より低い値をとる可能性があり、それは、老化していない状態で高過ぎるＮＯ２／ＮＯｘの割合をもたらす触媒仕様が、経年劣化を補償するために使用されなければならないことを伴う可能性がある。
【００６０】
また、還元剤の量に関する投与エラーに対して不十分な制御ロバストネス、および／または、センサエラーに対する不十分な制御ロバストネスは、高いＮＯｘ変換レベルにおける排気処理システムに関する問題を構成することが可能である。
【００６１】
図３ａは、本発明の１つの実施形態による排気処理システム３５０を概略的に示しており、そのシステムは、排気導管３０２を介して燃焼エンジン３０１に接続されている。エンジン３０１の中の燃焼において発生される排気は、排気流３０３（矢印によって示されている）の中で第１の還元触媒デバイス３３１に導かれる。第１の還元触媒デバイス３３１が、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用を通した、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されており、その化合物は、それが第１の還元触媒デバイス３３１に到達するときに、排気流３０３の中に含まれている。より詳細には、第１の還元触媒デバイス３３１は、１つまたはいくつかの化合物を使用し、１つまたはいくつかの化合物は、自然に生じるか、または、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元において、燃焼エンジン３０１からの排気の中で生成される。
【００６２】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも以下の簡単化された反応が、たとえば、第１の還元触媒デバイス３３１によって実施され得る。
ＨＣ＋ＮＯｘ→Ｎ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ      （等式１）
ＣＯ＋ＮＯｘ→Ｎ２＋ＣＯ２      （等式２）
【００６３】
これらの簡単化された反応公式において、ＨＣは、１つまたはいくつかの炭化水素化合物ＣａＨｂを表している。等式１および等式２の両方は、窒素酸化物ＮＯｘの還元を提供しおり、ここで、ＨＣおよびＣＯは、それぞれ、還元において使用されている。
【００６４】
本発明の１つの実施形態によれば、燃焼エンジン３０１は、１つまたはいくつかの選択された動作エリアの中で、エンジンの中へ注入される燃料を燃やすように制御され得、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物のレベルの上昇が、排気流３０３の中で起こり、そのような化合物のレベルの上昇が第１の還元において使用され得るようになっている。
【００６５】
本発明による排気処理システム３５０は、第１の還元触媒デバイス３３１の下流に微粒子フィルタ３２０を含み、そのフィルタは、スート粒子を捕らえて酸化させるように配置されている。ここで、排気流３０３は、微粒子フィルタのフィルタ構造体を通して導かれ、スート粒子は、通過する排気流３０３からフィルタ構造体の中に捕らえられ、微粒子フィルタの中に貯蔵されて酸化される。
【００６６】
本発明の１つの実施形態によれば、排気処理システム３５０は、第１の還元触媒３３１の上流に配置されている第１の酸化触媒３１１を含む。このケースでは、第１の酸化触媒３１１は、排気流３０３の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたはいくつかを含む化合物の第１の酸化および／または分解を実施するように配置され、および／または、発熱反応を生成するように配置されている。
【００６７】
本発明の１つの実施形態によれば、微粒子フィルタ３２０は、排気流３０３が第１の還元触媒デバイス３３１を通過した後に、排気流３０３によって到達される最初の排気処理システムコンポーネントとなるように、微粒子フィルタ３２０は配置されている。換言すれば、実施形態による微粒子フィルタ３２０は、還元触媒デバイス３３１と微粒子フィルタ３２０との間の潜在的な導管接続を除いて、任意の中間排気処理システムコンポーネントなしに、還元触媒デバイス３３１の下流に接続されている。
【００６８】
本発明の別の実施形態によれば、排気処理システム３５０は、第２の酸化触媒３１２を含み、第２の酸化触媒３１２は、第１の還元触媒デバイス３３１の下流および微粒子フィルタ３２０の上流に配置され、前記排気流３０３の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つもしくはいくつかを含む化合物の第２の酸化および／または分解を実施し、ならびに／または、発熱反応を生成する。
【００６９】
本発明の１つの実施形態によれば、排気処理システム３５０は、第３の酸化触媒３１３を含み、第３の酸化触媒３１３は、微粒子フィルタ３２０の下流および第２の還元触媒デバイス３３２の上流に配置され、前記排気流３０３の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つもしくはいくつかを含む化合物の第３の酸化および／または分解を実施し、ならびに／または、発熱反応を生成する。
【００７０】
より詳細に下記に説明されているように、１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、第１の触媒還元触媒ＣＲ１を含むか、下流に第１のスリップ触媒ＳＣ１が続く第１の触媒還元触媒ＣＲ１を含むか、下流に第１の触媒還元触媒デバイスＣＲ１が続く第１のスリップ触媒ＳＣ１を含むか、または、第１のスリップ触媒ＳＣ１だけを含むことが可能である。
【００７１】
本発明の１つの実施形態によれば、微粒子フィルタＤＰＦ３２０は、従来のコーティングされていない微粒子フィルタ、すなわち、任意の触媒酸化コーティングなしの微粒子フィルタＤＰＦである。
【００７２】
本発明の別の実施形態によれば、微粒子フィルタ３２０は、触媒酸化コーティングによって、少なくとも部分的にコーティングされており、そのような酸化コーティングは、少なくとも１つの貴金属を含むことが可能である。すなわち、微粒子フィルタ３２０は、たとえばプラチナなど、１つまたはいくつかの貴金属によって、少なくとも部分的にコーティングされ得る。本発明の１つの実施形態によれば、フィルタのコーティングは、フィルタの第１の部分に配置されており、すなわち、フィルタの流入に関連して配置されている。また、これは、たとえば、１つまたはいくつかの貴金属を含むコーティングが、排気流がフィルタに流入するフィルタのその端部に設置されているというように表現され得る。酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０は、酸化コーティングなしの従来型の微粒子フィルタＤＰＦと比較して、いくつかの利点を有する。酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０は、ＮＯ２ベースのフィルタの再生の改善につながり、すなわち、ＮＯ２ベースのスート酸化の改善につながり、それは、フィルタのパッシブな再生とも称され得る。また、酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０は、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関して、より安定した条件をもたらす。追加的に、酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、比率ＮＯ２／ＮＯｘに関する値、すなわち、ＮＯ２のレベルが制御され得ることを意味している。
【００７３】
また、触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含む微粒子フィルタ３２０は、酸化コーティングのおかげで、スート粒子、ならびに、１つまたはいくつかの不完全に酸化された窒素および／または炭素化合物を、より効率的に酸化させることが可能である。
【００７４】
本発明の１つの実施形態によれば、微粒子フィルタ３２０は、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されている触媒還元コーティングによって、少なくとも部分的にコーティングされている。
【００７５】
本発明の実施形態によるシステムは、ＮＯ２ベースのパッシブな再生によって、スートのフィルタをクリーニングすることに関する。しかし、本発明は、また、有利には、フィルタのアクティブな再生に関連して使用され得、それは、すなわち、たとえば、注入器の使用を通して、フィルタの上流の燃料の注入によって再生が開始されるときである。アクティブな再生において、本発明による排気処理システムは、再生に起因して、フィルタの下流に配置されている第２の還元触媒デバイスが、高い変換レベルを実現する際に困難を有するような高い温度を経験するときの間に、第１の還元触媒デバイスが自分自身で特定のＮＯｘ変換に対処することができるという点において、１つの利点を有する。
【００７６】
微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦの再生におけるエンジンの注入システムの使用において、第１の還元触媒デバイスは、主に一酸化炭素ＣＯへと燃料を部分的に酸化させることによって、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦを少なくとも部分的に支援することになる。したがって、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦの再生は、本発明による第１の還元触媒デバイスを有していない排気処理システムと比較して、簡単化されている。
【００７７】
微粒子フィルタ３２０の下流において、排気処理システム３５０は、第２の投与デバイス３７２を装備しており、第２の投与デバイス３７２は、添加剤を排気流３０３に供給するように配置されており、ここで、そのような添加剤は、上記に説明されているように、アンモニアＮＨ３、または、アンモニアがそれから発生／形成／放出され得る物質、たとえば、ＡｄＢｌｕｅを含む。また、本発明の１つの実施形態によれば、加水分解触媒および／またはミキサーが、第２の投与デバイス３７２に関連して配置され得る。加水分解触媒は、実質的に任意の十分な加水分解コーティングから構成され得る。ミキサーが、第２の投与デバイス３７２に関連して配置され得る。加水分解触媒および／またはミキサーは、アンモニアへの尿素の分解の速度を増加させるために、および／または、添加剤とエミッションを混合するために、および／または、添加剤を蒸発させるために使用される。
【００７８】
また、排気処理システム３５０は、第２の還元触媒デバイス３３２を含み、第２の還元触媒デバイス３３２は、第２の投与デバイス３７２の下流に配置されている。第２の還元触媒デバイス３３２は、添加剤の使用を通して、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘを還元するために配置されている。
【００７９】
また、排気処理システム３５０は、１つまたはいくつかのセンサを装備していることが可能であり、それは、たとえば、１つもしくはいくつかのＮＯｘセンサ、および／または、温度センサ３６１、３６３、３６４などであり、それらは、それぞれ、排気処理システム３５０の中のＮＯｘ濃度および温度の決定のために配置されている。温度センサ３６１、３６２、３６３、３６４は、図３ａ〜ｂに図示されているように、排気処理システム３５０の中のコンポーネント３３１、３２０、３３２の上流および／または下流に配置され得る。また、温度センサは、排気処理システム３５０の中のコンポーネント３３１、３２０、３３２のうちの１つまたはいくつかの中に／において／の上に配置され得る。
【００８０】
還元触媒デバイスに関する１つまたはいくつかの温度の表現は、たとえば、それぞれの還元触媒デバイスの中に／そこに／その上に、その上流に、および／またはその下流に配置され得る、本明細書で説明されている１つまたはいくつかの温度センサを使用することによって、たとえば、測定され、モデル化され、および／または予測される排気処理システムの中の温度に基づくことが可能である。
【００８１】
また、２つの投与デバイス３７１と３７２との間の、および、好ましくは、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦ３２０と第２の投与デバイス３７２との間の、ＮＯｘセンサ３６３の設置は、窒素酸化物ＮＯｘに関して第２の投与デバイス３７２によって投入される添加剤の量を補正することを可能にし、それは、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦ３２０にわたって生成され得る。
【００８２】
第２の還元触媒デバイス３３２の下流のＮＯｘセンサ３６４は、添加剤の投与のフィードバックにおいて使用され得る。
【００８３】
１つまたはいくつかのセンサ３６１、３６２、３６３、３６４が、制御デバイス３６０に接続され得、制御デバイス３６０は、１つまたはいくつかの制御信号を提供するように配置されており、１つまたはいくつかの制御信号は、燃焼エンジン３０１の制御において使用され得、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む所望の量の化合物が、燃焼エンジン３０１から放出される排気流３０３の中に存在するようになっている。したがって、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含むこの所望の量の化合物が制御され得、その化合物が窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元において第１の還元触媒デバイス３３１によって使用され得るようになっている。
【００８４】
本発明の数個の実施形態によれば、燃焼エンジン３０１のアクティブ制御は、燃焼エンジンに関する少なくとも１つの注入戦略の選択を含む。
【００８５】
本発明の１つの実施形態によれば、燃焼エンジンの中のそれぞれのシリンダの中への燃料の注入のタイミングが制御され得、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む所望の量の化合物が、燃焼エンジン３０１から放出される排気流３０３の中に存在するようになっている。
【００８６】
本発明の１つの実施形態によれば、燃焼エンジンの中のそれぞれのシリンダの中への燃料の注入に関する注入圧力が制御され得、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む所望の量の化合物が、燃焼エンジン３０１から放出される排気流３０３の中に存在するようになっている。
【００８７】
本発明の１つの実施形態によれば、それぞれのシリンダの中への燃料の注入に関する注入位相合わせ（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｐｈａｓｉｎｇ）が制御され得、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む所望の量の化合物が、燃焼エンジン３０１から放出される排気流３０３の中に存在するようになっている。注入位相合わせは、その用語が本明細書で使用されているように、どのように注入が時間の経過とともに変化するか、たとえば、どのように注入に関する圧力が時間の経過とともに変化するかを意味している。注入位相合わせの表現（手段）は、たとえば、シリンダ圧力に関する時間微分であることが可能である。
【００８８】
本発明の１つの実施形態によれば、燃焼エンジン３０１のアクティブ制御は、交換ガス再循環（ＥＧＲ）のためのデバイスの制御を含む。燃焼エンジンは、入口部において空気を供給され、同様にエンジンに供給される燃料とともに、燃焼に適切なガス混合物を実現する。燃焼は、エンジンのシリンダの中で起こり、そこで、ガス混合物が燃やされる。燃焼は、排気を発生させ、排気は、出口部においてエンジンから離れていく。排気再循環導管は、エンジンの出口部からその入口部へ配置されており、排気の一部を出口部から入口部へ導いて戻す。したがって、空気取り入れ口における吸い込み損失が低減され得、エンジンからの一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の量が調節され得る。
【００８９】
本発明の１つの実施形態によれば、排気処理システム３５０は、添加剤の供給のためのシステム３７０を含み、それは、少なくとも１つのポンプ３７３を含み、少なくとも１つのポンプ３７３は、第２の投与デバイス３７２に、添加剤、すなわち、たとえばアンモニアまたは尿素を供給するように配置されている。
【００９０】
１つの実施形態によれば、システム３７０は、第２の３７２投与デバイスに、液体の形態の添加剤を供給する。液体の形態の添加剤は、燃料が提供される多くの補給／ガソリンステーションにおいて充填され得、添加剤が補充され得ることを確実にし、したがって、排気処理システムの最適化された使用を確実にする。したがって、今日では、液体添加剤に関する既存の流通網がすでに存在しており、車両が運転されている場所での添加剤の入手可能性を確実にしている。
【００９１】
液体の形態の添加剤は、燃料が提供される多くの補給ステーション／ガソリンスタンドにおいて充填され得、添加剤が補充され得ることを確実にし、したがって、排気処理システムの中での最適化された使用を確実にする。
【００９２】
別の実施形態によれば、システム３７０は、第２の投与デバイス３７２にガスの形態の添加剤を供給する。１つの実施形態によれば、この添加剤は、水素Ｈ２および／またはアンモニアガスＮＨ３から構成され得る。
【００９３】
添加剤の供給のためのそのようなシステム３７０の１つの例は、図３ａに概略的に表示されており、図３ａでは、システムは、第２の投与デバイス３７２を含み、第２の投与デバイス３７２は、第２の還元触媒３３２の上流に、配置されている。第２の投与デバイス３７２は、投与ノズルから構成されていることが多く、投与ノズルは、排気流３０３に添加剤を投入し、そのような添加剤と排気流３０３を混合し、第２の投与デバイス３７２は、添加剤のための導管３７５を介して、少なくとも１つのポンプ３７３によって添加剤を供給される。少なくとも１つのポンプ３７３は、添加剤のための１つまたはいくつかのタンク３７６から、１つまたは複数のタンク３７６と少なくとも１つのポンプ３７３との間の１つまたはいくつかの導管３７７を介して、添加剤を得る。ここで、添加剤は、上記に説明されているように、液体形態であってもよく、および／または、ガス状の形態であってもよいことが認識されるべきである。添加剤が液体形態である場合に、ポンプ３７３は、液体ポンプであり、１つまたはいくつかのタンク３７６は、液体タンクである。添加剤がガス状形態である場合に、ポンプ３７３は、ガスポンプであり、１つまたはいくつかのタンク３７６は、ガスタンクである。ガス状添加剤および液体添加剤の両方が使用される場合には、いくつかのタンクおよびポンプが配置されており、少なくとも１つのタンクおよび１つのポンプが、液体添加剤を供給するためにセットアップされ、少なくとも１つのタンクおよび１つのポンプが、ガス状添加剤を供給するためにセットアップされる。
【００９４】
添加剤システム３７０の特定の機能が、先行技術において十分に説明されており、したがって、添加剤の注入のための正確な方法は、本明細書でさらに詳細には説明されていない。しかし、一般的に、硝酸アンモニウムＮＨ４ＮＯ３などのような望まれない副産物の析出および形成を回避するために、注入／ＳＣＲ−触媒の点における温度は、下側閾値温度の上方にあるべきである。そのような下側閾値温度の値の例は、おおよそ２００℃であることが可能である。本発明の１つの実施形態によれば、添加剤の供給のためのシステム３７０は、投与制御デバイス３７４を含み、投与制御デバイス３７４は、添加剤が排気流に供給されるように、少なくとも１つのポンプ３７３を制御するように配置されている。１つの実施形態によれば、投与制御デバイス３７４は、第２のポンプ制御デバイス３７９を含み、第２のポンプ制御デバイス３７９は、添加剤の第２の投与が第２の投与デバイス３７２を介して排気流３０３に供給されるように、少なくとも１つのポンプ３７３を制御するように配置されている。
【００９５】
したがって、１つまたはいくつかのポンプ３７３は、投与制御デバイス３７４によって制御され、投与制御デバイス３７４は、添加剤の供給の制御のための制御信号を発生させ、所望の量が、第２の還元触媒デバイス３３２の助けを借りて、排気流３０３の中へ注入されるようになっている。
【００９６】
また、投与制御デバイス３７４は、制御デバイス３６０に接続され得、制御デバイス３６０は、燃焼エンジン３０１のための制御信号を提供するように配置されている。したがって、制御デバイス３６０は、投与制御デバイス３７４からの情報に基づいて、これらの制御信号の生成を行うことが可能であり、燃焼エンジン３０１の制御において添加剤の投与が考慮され得るようになっており、また、その逆も同様である。
【００９７】
図３ａに表示されている実施形態による排気処理システムは、第１の還元触媒デバイス３３１の上流に第１の投与を有する必要がないことが留意されるべきである。その理由は、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１の還元が、自然に生じるか、または、排気流３０３の中で生成される、もしくは、排気流３０３の中へ導入される、一酸化炭素および／または炭化水素ＨＣの化合物に基づいて実施され得る。
【００９８】
図３ｂは、本発明の１つの実施形態による排気処理システム３５０を概略的に示しており、排気処理システム３５０は、燃焼エンジン３０１の中の燃焼において発生される排気を処理する。図３ｂは、図３ａに図示されて上記に説明されている排気処理システムと共通の多数のコンポーネントを有する。図３ｂの中のこれらの共通のコンポーネントは、図３ａに関連して上記に説明されているような対応する機能を有しており、したがって、それらは、図３ｂに関連して詳細には説明されていない。
【００９９】
したがって、図３ｂに図示されている実施形態による排気処理システムは、図３ａに図示されている実施形態に関する特徴を含む。追加的に、排気処理システムは、図３ｂに図示されている実施形態によれば、添加剤の供給のためのシステム３７０を含み、そのシステムは、少なくとも１つのポンプ３７３を含み、少なくとも１つのポンプ３７３は、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物を第１の投与デバイス３７１に供給するように配置されており、また、添加剤、すなわち、たとえば、アンモニアまたは尿素を、第２の投与デバイス３７２に供給するように配置されている。
【０１００】
システム３７０は、１つの実施形態によれば、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２のうちの少なくとも１つに、液体の形態の一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣならびに添加剤をそれぞれ供給する。
【０１０１】
液体の形態の添加剤は、燃料が提供される多くの補給ステーション／ガソリンステーションにおいて充填され得、添加剤の充填が確保され得るようになっている。また、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物は、たとえば、ディーゼル、天然ガス、バイオガス、またはエタノールの形態で、特定の補給ステーション／ガソリンステーションにおいて充填され得、それは、これらの化合物が基本的にどこでも入手可能であることを意味している。
【０１０２】
これは、第１の投与デバイスおよび第２の投与デバイスの両方の最適な使用が、異なるタイプの動作で信頼性高く提供され得ること意味している。次いで、最適化された使用は、たとえば、第１の投与デバイスがコールドスタートのときだけに使用されることに限定されない。したがって、今日では、液体添加剤および化合物に関する既存の流通網がすでに存在しており、車両が運転されている場合での添加剤および化合物の入手可能性を確実にしている。
【０１０３】
燃焼エンジンの通常の動作において（すなわち、コールドスタートのときだけではない）、たとえば、アンモニアＮＨ３、二酸化窒素ＮＯ２、および／または笑気ガスＮ２Ｏの全体的な排気処理システムの二次的なエミッションは、本発明の１つの実施形態の使用を通して、第１の投与デバイス３７１において一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣが投入されることによって、ならびに、第２の投与デバイス３７２において添加剤が投入されることによって、還元され得る。しかし、これは、実施形態の使用において、実質的に連続的な投与を提供することができることを推定する。液体の形態の添加剤および化合物を使用することによって、添加剤は、サービスを中断することなく、より長く続くことが可能である。その理由は、液体の形態の添加剤および化合物が、通常のガソリンスタンドにおいて購入可能であるからである。したがって、車両に関する通常のサービス間隔の全体の間に、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２の両方による実質的に連続的な投与が行われ得る。
【０１０４】
第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２の両方による実質的に連続的な投与の可能性は、排気処理システムがその全潜在能力まで使用され得ることを意味している。したがって、システムが添加剤および／またはＣＯ／ＨＣ化合物の不足を埋め合わせる必要なく、ロバストで非常に高い合計レベルのＮＯｘ変換が長期にわたって得られ得るように、システムが制御され得る。また、添加剤および／または化合物の保証された入手可能性は、ＮＯ２レベルＮＯ２／ＮＯｘの信頼性の高い制御が常に実施され得ること、すなわち、サービス間隔の全体の間に実施され得ることを意味している。
【０１０５】
別の実施形態によれば、システム３７０は、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２のうちの少なくとも１つに、ガスの形態のＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ供給する。１つの実施形態によれば、この添加剤は、水素ガスＨ２および／またはアンモニアガスＮＨ３から構成され得る。
【０１０６】
添加剤の供給のためのそのようなシステム３７０の１つの例が、図３ｂに概略的に表示されており、システムは、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２を含み、それらは、第１の還元触媒３３１の上流に、および、第２の還元触媒３３２の上流に、それぞれ配置されている。第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２は、投与ノズルから構成されていることが多く、投与ノズルは、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤を排気流３０３にそれぞれ投入し、また、これらを排気流３０３と混合し、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２は、添加剤のための導管３７５を介して、少なくとも１つのポンプ３７３によってＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ供給される。少なくとも１つのポンプ３７３は、添加剤のための２つ以上のタンク３７６ａ〜ｂから、タンク３７６ａ〜ｂと少なくとも１つのポンプ３７３との間の２つ以上の導管３７７を介して、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ得る。ここで、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤は、上記に説明されているように、それぞれ、液体形態であってもよく、および／または、ガス状の形態であってもよいことが認識されるべきである。ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤がそれぞれ液体形態である場合に、ポンプ３７３は、液体ポンプであり、２つ以上のタンク３７６ａ〜ｂは、液体タンクである。ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤がそれぞれガス状形態である場合に、ポンプ３７３は、ガスポンプであり、２つ以上のタンク３７６ａ〜ｂは、ガスタンクである。ガス状のＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤、ならびに、液体のＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤の両方がそれぞれ使用される場合には、いくつかのタンクおよびポンプが配置されており、少なくとも１つのタンクおよび１つのポンプが、液体のＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ供給するためにセットアップされ、少なくとも１つのタンクおよび１つのポンプが、ガス状のＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ供給するためにセットアップされる。
【０１０７】
図３ｂに図示されている実施形態によれば、化合物が存在しており、化合物は、排気流３０３が第１の還元触媒デバイス３３１に到達するときに、排気流３０３の中に一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含み、燃焼エンジン３０１によって部分的に放出されており、第１の投与デバイス３７１によって排気流に部分的に供給される。第１の還元触媒デバイス３３１は、上記に説明されているように、排気流の中に存在する一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含むこれらの化合物の使用によって、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元を実施するように配置されている。
【０１０８】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つのポンプ３７３は、ジョイントポンプを含み、ジョイントポンプは、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２の両方に、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ給送する。本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つのポンプは、第１および第２のポンプを含み、第１および第２のポンプは、それぞれ、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２に、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤をそれぞれ給送する。
【０１０９】
添加剤システム３７０の特定の機能が、先行技術において十分に説明されており、したがって、添加剤の注入のための正確な方法は、本明細書でさらに詳細には説明されていない。しかし、一般的に、硝酸アンモニウムＮＨ４ＮＯ３などのような望まれない副産物の析出および形成を回避するために、注入／ＳＣＲ触媒のポイントにおける温度は、下側閾値温度の上方にあるべきである。そのような下側閾値温度の値の例は、おおよそ２００℃であることが可能である。本発明の１つの実施形態によれば、添加剤の供給のためのシステム３７０は、投与制御デバイス３７４を含み、投与制御デバイス３７４は、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤が排気流にそれぞれ供給されるように、少なくとも１つのポンプ３７３を制御するように配置されている。１つの実施形態によれば、投与制御デバイス３７４は、第１のポンプ制御デバイス３７８を含み、第１のポンプ制御デバイス３７８は、ＣＯ／ＨＣ化合物の第１の投与が第１の投与デバイス３７１を介して排気流３０３に供給されるように、少なくとも１つのポンプ３７３を制御するように配置されている。また、投与制御デバイス３７４は、第２のポンプ制御デバイス３７９を含み、第２のポンプ制御デバイス３７９は、添加剤の第２の投与が第２の投与デバイス３７２を介して排気流３０３に供給されるように、少なくとも１つのポンプ３７３を制御するように配置されている。
【０１１０】
したがって、１つまたはいくつかのポンプ３７３は、投与制御デバイス３７４によって制御され、投与制御デバイス３７４は、ＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤の供給の制御に関する制御信号をそれぞれ発生させ、所望の量が、それぞれ第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２の助けを借りて、それぞれ第１の還元触媒デバイス３３１および第２の還元触媒デバイス３３２の上流に、排気流３０３の中へ注入されるようになっている。より詳細には、第１のポンプ制御デバイス３７８は、ジョイントポンプ、または、第１の投与デバイス３７１専用のポンプのいずれかを制御するように配置されており、第１の投与が、第１の投与デバイス３７１を介して排気流３０３に供給されるように制御されるようになっている。第２のポンプ制御デバイス３７９は、ジョイントポンプ、または、第２の投与デバイス３７２専用のポンプのいずれかを制御するように配置されており、第２の投与が、第２の投与デバイス３７２を介して排気流３０３に供給されるように制御されるようになっている。
【０１１１】
また、投与制御デバイス３７４は、制御デバイス３６０に接続され得、制御デバイス３６０は、燃焼エンジン３０１に関する制御信号を提供するように配置されている。したがって、制御デバイス３６０は、投与制御デバイス３７４からの情報に基づいて、これらの制御信号の生成を行うことが可能であり、燃焼エンジン３０１の制御においてＣＯ／ＨＣ化合物および添加剤の投与が考慮され得るようになっており、また、その逆も同様である。
【０１１２】
投入されたＣＯ／ＨＣ化合物の用量のエラーに対するロバストネスは、本発明の実施形態によって実現され得、ＮＯｘセンサ３６３が、排気処理システム３５０の中で、２つの投与デバイス３７１と３７２との間に、および、好ましくは、触媒フィルタ３２０と第２の投与デバイス３７２との間に設置されている。これは、第２の投与デバイス３７２によって、第１の還元デバイス３７１および／または微粒子フィルタ３２０の下流の不測のエミッションレベルを生成した潜在的な投与エラーを補正することを可能にする。
【０１１３】
また、２つの投与デバイス３７１と３７２との間の、および、好ましくは、微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０と第２の投与デバイス３７２との間の、ＮＯｘセンサ３６３のこの設置は、窒素酸化物ＮＯｘに関して第２の投与デバイス３７２によって投入される添加剤の量を補正することを可能にし、それは、１つの実施形態によれば、第１の投与デバイス３７１によって実施された投与からのＣＯ／ＨＣ化合物の余剰の残留物によって、触媒コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０にわたって生成され得る。
【０１１４】
第２の還元触媒デバイス３３２の下流のＮＯｘセンサ３６４は、添加剤の投与のフィードバックにおいて使用され得る。
【０１１５】
図３ａ〜ｂに表示されている排気処理システム３５０の使用を通して、第１の還元触媒デバイス３３１および第２の還元触媒デバイス３３２の両方が、窒素酸化物ＮＯｘの還元に関する触媒特性の選択に関して、および／または、第１の還元触媒デバイス３３１および第２の還元触媒デバイス３３２に関する体積に関して、それぞれ最適化され得る。本発明によって、微粒子フィルタ３２０は、どのようにその熱質量が第２の還元触媒３３２の温度に影響を与えるかを考慮することによって、機能の利点に対して使用される。微粒子フィルタが触媒コーティングｃＤＰＦを有するそれらの実施形態に関して、微粒子フィルタｃＤＰＦの機能は、どのようにその触媒コーティングが排気浄化において第２の還元触媒３３２の上流のＮＯ２／ＮＯｘ割合に影響を与えるかを考慮することによって、利点として使用され得る。
【０１１６】
触媒フィルタ３２０の熱慣性を考慮することによって、第１の還元触媒デバイス３３１および第２の還元触媒デバイス３３２は、それぞれが経験することになる特定の温度関数に関してそれぞれ最適化され得る。本発明によれば、最適化された第１の３３１、および、第２の３３２還元触媒デバイスは、協働して排気を浄化するようにセットアップされているので、排気処理システム３５０は、コンパクトにされることが可能である。たとえば、車両の中の排気処理システム３５０に割り当てられたスペースは限られているので、本発明にしたがって使用される触媒の高い使用度を通して、コンパクトな排気処理システムを提供することは大きな利点である。また、そのような高い使用度、および、関連のより小さい体積要件が、低減された背圧に関する可能性を提供し、したがって、より低い燃料消費も提供する。
【０１１７】
本発明は、排気処理システム３５０を提供し、排気処理システム３５０は、実質的にすべての走行モードにおいて、排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの量を効率的に低減させ、実質的にすべての走行モードは、特に、低い排気温度および負荷低減からの、すなわち、低減された要求トルクでの、コールドスタート、および、スロットル、すなわち、増加された要求トルクを含む。したがって、本発明による排気処理システム３５０は、実質的にすべての走行モードにおいて適切であり、それは、排気処理における過渡的な温度発達を生じさせる。そのような走行モードの１つの例は、多くの始動および減速を含む市街地走行から構成され得る。
【０１１８】
二酸化窒素ＮＯ２の高過ぎる割合に関連する、先行技術に伴う問題は、２つの還元触媒デバイス３７１、３７２が排気処理システム３５０の中に含まれているので、本発明の使用によって、少なくとも部分的に解決され得る。触媒酸化コーティングによってコーティングされたフィルタおよび／または担体の下流で、どれくらい大きな二酸化窒素ＮＯ２の割合が得られるかを、窒素酸化物ＮＯｘの量が制御するという知識、すなわち、窒素酸化物ＮＯｘの量が比率ＮＯ２／ＮＯｘの値を制御するために使用され得るという知識と、本発明とを組み合わせることによって、その問題は解決され得る。低い温度での動作の間に、第１の還元触媒デバイス３７１上で窒素酸化物ＮＯｘを還元することによって、第２の還元触媒デバイス３７２に到達する排気の中の二酸化窒素と窒素酸化物との間の所与の比率ＮＯ２／ＮＯｘに関する要件は、酸化コーティングのより小さい量によって、したがって、よりコストの低い量によって、満たされ得る。
【０１１９】
本発明は、本発明の結果として追加される製造コストが低いレベルに維持され得るという点において利点を有する。その理由は、製造時に先行技術システムの中で利用可能な酸化触媒ＤＯＣ２１０が、本発明の１つの実施形態によれば、本発明による第１の還元触媒デバイス３３１によって交換され得るからである。本発明の１つの実施形態によれば、第１の投与デバイスも必要とされない。その理由は、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１の還元が、自然に生じるか、または、排気流の中で生成される、もしくは、排気流の中へ導入される一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣとの反応を通して起こるからである。したがって、酸化触媒ＤＯＣ２１０の組み立てを含む製造動作は、本発明による第１の還元触媒デバイス３３１の組み立てを含む別の製造動作と容易に交換され得る。これは、組み立ておよび／または製造に対する最小の追加コストをもたらす。
【０１２０】
先行技術システムの中に存在していた酸化触媒ＤＯＣ２１０が、本発明による第１の還元触媒デバイス３３１と交換され得るので、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−仕様にしたがった排気処理システムを含む、すでに製造されたユニットに対する改造が可能である。
【０１２１】
本発明の特定の実施形態に関して、第１の投与デバイス３７１は、上記に説明されているように、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣの投入に関して使用される。ここで、エンジンから放出され、および／または、第１の投与デバイス３７１によって追加される、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物が、第１の還元触媒デバイスの中での還元において使用される。これらの実施形態に関して、追加的な投与デバイスは、排気処理システムの中に嵌め込まれることが必要とされる。
【０１２２】
排気処理システム３５０の中の第１の還元触媒デバイス３３１は、１つの実施形態によれば、より低い還元温度間隔Ｔｒｅｄにおいてアクティブであり、還元温度間隔Ｔｒｅｄは、酸化温度間隔Ｔｏｘとは少なくとも部分的に異なっており、酸化温度間隔Ｔｏｘにおいて、微粒子フィルタ３２０の中の不完全に酸化された炭素化合物の二酸化窒素ベースのスート酸化がアクティブである。たとえば、還元温度間隔Ｔｒｅｄは、酸化温度間隔Ｔｏｘよりも低いことが可能であり、微粒子フィルタ３２０の中のスート酸化に関するいわゆる「ライトオフ（ｌｉｇｈｔ−ｏｆｆ）」に関する温度は、第１の還元触媒デバイス３３１の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元に関する「ライトオフ」よりも高いことが可能である。したがって、第１の還元触媒デバイス３３１の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元は、必ずしも、微粒子フィルタ３２０の中のスート酸化と競合するわけではない。その理由は、それらが、少なくとも部分的に異なる温度間隔の中でアクティブであるからである；Ｔｒｅｄ≠Ｔｏｘ。
【０１２３】
排気処理システムは、制御デバイス３６０の中で発生される制御信号によって、排気浄化に関して十分な効率を実現することができるように、エンジンが排気処理システムのための熱を発生させることを要求する場合がある。次いで、この熱発生は、燃料消費に関するエンジンの効率を犠牲にして実現され、エンジンの効率は減少する。本発明による排気処理システムの１つの有利な特性は、フィルタの上流の第１の還元触媒デバイスが、そのような発生された熱に対して、たとえば、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムによって可能であったものよりも速く反応するようにされ得ることである。したがって、本発明の使用によって、より少ない燃料が全体的に消費される。
【０１２４】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイスを特定の所与の温度／性能に到達させる程度にまで、エンジンがそのような熱を発生させるように、エンジンは制御される。したがって、効率的な排気浄化が得られ得る。その理由は、不必要な加熱が回避された状態で、したがって、燃料効率の悪さが回避された状態で、第１の還元触媒デバイスが、好適な温度で動作することが可能であるからである。
【０１２５】
上述の先行技術の解決策とは対照的に、本発明による第１の還元触媒デバイス３３１は、エンジンおよび／またはターボの近くに接続される必要がない。本発明による第１の還元触媒デバイス３３１が、エンジンおよび／またはターボから離れるように遠くに嵌め込まれ得、また、たとえば、消音器の中に位置付けされ得るという事実は、より長い混合距離が、エンジンおよび／またはターボと第１の還元触媒デバイス３３１との間で、排気流の中に得られ得るという点において、利点を有する。これは、第１の還元触媒デバイス３３１に関して、改善された利用度が得られること意味している。一方、本発明のおかげで、熱慣性フィルタｃＤＰＦの上流および下流の両方の窒素酸化物ＮＯｘの可能性のある還元に関連付けられた、この文献に述べられている多くの利点が実現される。
【０１２６】
本発明の異なる実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用を通して、窒素酸化物ＮＯｘを還元するように配置されており、第１の還元触媒デバイス３３１は、
−  第１の触媒還元触媒ＣＲ１；
−  下流に第１のスリップ触媒ＳＣ１が続く第１の触媒還元触媒ＣＲ１であって、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の残留物を酸化および／または分解するように配置されており、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘのさらなる還元によってＣＲ１を支援するように配置されており、および／または、発熱反応を生成するように配置されている、第１の触媒還元触媒ＣＲ１；
−  下流に第１の触媒還元触媒ＣＲ１が続く第１のスリップ触媒ＳＣ１であって、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つもしくはいくつかを含む化合物を酸化させるように配置されており、ならびに／または、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元によって第１の触媒還元触媒ＣＲ１を支援するように配置されている、第１のスリップ触媒ＳＣ１；および、
−  第１のスリップ触媒ＳＣ１であって、一次的に、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置されており、二次的に、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の残留物の酸化のために配置されている、第１のスリップ触媒ＳＣ１
のうちの１つから構成されている。
【０１２７】
さまざまな実施形態によれば、第２の還元触媒デバイス３３２は、窒素酸化物ＮＯｘ、の還元を実施し、第２の還元触媒デバイス３３２は、添加剤の使用によって、
−  第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２；および、
−  下流に第２のスリップ触媒ＳＣ２が続く第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２であって、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、添加剤の残留物を酸化させるように配置されており、そのような残留物は、たとえば、尿素、アンモニアＮＨ３、またはイソシアン酸ＨＮＣＯから構成され得、および／または、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘのさらなる還元によってＳＣＲ２を支援することが可能である、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２
のうちの１つから少なくとも部分的に構成されている。
【０１２８】
この文献において、第１のスリップ触媒ＳＣ１という用語は、排気流３０３の中のＣＯ化合物および／またはＨＣ化合物を酸化および／または分解するように配置されている第１の触媒を全体的に表すために使用されており、および／または、それは、排気流の中のＣＯ化合物および／またはＨＣ化合物の使用によって、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの残留物を還元するように配置されている。本発明の１つの実施形態によれば、そのような第１のスリップ触媒ＳＣ１は、一次的に、窒素酸化物ＮＯｘを還元するように配置されており、二次的に、化合物を酸化および／または分解するように配置されており、すなわち、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能のスリップ触媒である。換言すれば、多機能の第１のスリップ触媒ＳＣ１は、化合物のスリップ残留物を処置することが可能であり、および／または、窒素酸化物ＮＯｘのスリップ残留物を処置することが可能である。また、これは、スリップ触媒ＳＣ１が拡張されたアンモニアスリップ触媒ＡＳＣであるとして説明され得、それは、また、ＣＯ化合物および／またはＨＣ化合物を酸化および／または分解するように、ならびに、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘを還元するようにセットアップされ、一般的な／多機能の第１のスリップ触媒ＳＣ１が得られるようになっており、それは、いくつかのタイプのスリップに対処しており、それが窒素酸化物ＮＯｘならびに／またはＣＯ化合物および／もしくはＨＣ化合物の残留物の両方に対処することを意味している。
【０１２９】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも以下の反応が、第１の多機能のスリップ触媒ＳＣ１の中で実施され得、第１の多機能のスリップ触媒ＳＣ１は、第１の還元触媒デバイス３３１の中に含まれており、第１の多機能のスリップ触媒ＳＣ１は、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、および／または、化合物を酸化させる。
ＨＣ＋Ｏ２→Ｈ２０＋ＣＯ２      （等式３）
ＨＣ＋ＮＯｘ→Ｎ２＋ＣＯ２      （等式４）
および／または
ＣＯ＋ＮＯｘ→ＮＯ２＋ＣＯ２      （等式５）
これらの簡単化された反応公式において、ＨＣは、１つまたはいくつかの炭化水素化合物ＣａＨｂを表している。ここで、等式３による反応は、炭化水素ＨＣの酸化をもたらす。等式４および５による反応は、窒素酸化物ＮＯｘの還元を提供しており、ここで、ＨＣおよびＣＯは、それぞれ、還元において使用されている。
【０１３０】
これらの特性を得るために、すなわち、第１の多機能のスリップ触媒ＳＣ１を得るために、スリップ触媒は、１つの実施形態によれば、プラチナ金属（ＰＧＭ；プラチナグループ金属）の中に含まれる１つまたはいくつかの物質を含むことが可能であり、すなわち、イリジウム、オスミウム、パラジウム、プラチナ、ロジウム、およびルテニウムのうちの１つまたはいくつかを含むことが可能である。また、スリップ触媒ＳＣ１は、プラチナグループ金属と同様の特性をスリップ触媒に与える１つまたはいくつかの他の物質を含むことが可能である。また、スリップ触媒は、ＮＯｘ還元コーティングを含むことが可能であり、ここで、コーティングは、たとえば、ゼオライトまたはバナジウムを含むことが可能である。ここで、ゼオライトは、たとえば銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）などのような、活性金属によって活性化され得る。また、スリップ触媒ＳＣ１は、銀Ａｇを含むことが可能である。
【０１３１】
第１の還元触媒デバイス３３１に関して、その触媒特性は、それが露出されている環境、または、それが露出されることになる環境に基づいて選択され得る。追加的に、第１の還元触媒デバイス３３１および第２の還元触媒デバイス３３２に関する触媒特性が適合され得、それらが、互いに共生して動作することが許容され得るようになっている。また、第１の還元触媒デバイス３３１は、触媒特性を提供する１つまたはいくつかの材料を含むことが可能である。たとえば、バナジウムおよび／またはタングステンなどのような遷移金属が、たとえば、Ｖ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２を含む触媒の中で使用され得る。また、鉄および／または銅などのような金属は、第１の還元触媒デバイス３３１の中に、たとえば、ゼオライトベースの触媒の中に含まれ得る。また、銀Ａｇおよび／またはプラチナ金属ＰＧＭは、上述のように、第１の還元触媒の中に含まれ得る。
【０１３２】
この文献において、第２のスリップ触媒ＳＣ２という用語は、概して、触媒を示すために使用されており、それは、排気流３０３の中の添加剤を酸化および／または分解するように配置されており、および／または、それは、それが排気流３０３の中の残留窒素酸化物ＮＯｘを還元することができるように配置されている。上述のように、添加剤は、尿素、アンモニアＮＨ３、およびイソシアン酸ＨＮＣＯのうちの１つまたはいくつかを含むことが可能である。本発明の１つの実施形態によれば、そのような第２のスリップ触媒ＳＣ２は、一次的に、窒素酸化物ＮＯｘを還元するように配置されており、二次的に、添加剤の残留物を酸化および／または分解するように配置されており、すなわち、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、多機能のスリップ触媒である。換言すれば、多機能の第２の多機能のスリップ触媒ＳＣ２は、添加剤のスリップ残留物を処置することが可能であり、および／または、窒素酸化物ＮＯｘのスリップ残留物を処置することが可能である。また、これは、第２のスリップ触媒ＳＣ２が拡張されたアンモニアスリップ触媒ＡＳＣであるとして説明され得、それは、窒素酸化物を還元し、および／または、添加剤を分解するように、ならびに、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘを還元するようにセットアップされ、一般的な／多機能の第２のスリップ触媒ＳＣ２が得られるようになっており、それは、いくつかのタイプのスリップに対処しており、それが窒素酸化物ＮＯｘおよび／または添加剤の残留物に対処することを意味している。
【０１３３】
本発明の１つの実施形態によれば、たとえば、少なくとも以下の反応が、第２の多機能のスリップ触媒ＳＣ２の中で実施され得、第２の多機能のスリップ触媒ＳＣ２は、第２の還元触媒デバイス３３２の中に含まれており、第２の多機能のスリップ触媒ＳＣ２は、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、および／または、添加剤を酸化させる。
ＮＨ３＋Ｏ２→Ｎ２      （等式６）
および／または
ＮＯｘ＋ＮＨ３→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ      （等式７）
ここで、等式６による反応は、添加剤の酸化、たとえば、アンモニアを含む添加剤の残留物の酸化をもたらす。等式７による反応は、窒素酸化物ＮＯｘの還元をもたらす。したがって、添加剤、たとえば、アンモニアＮＨ３、イソシアン酸ＨＮＣＯ、尿素、または類似物の残留物が、酸化され得る。また、ここで、添加剤のこれらの残留物、すなわち、アンモニアＮＨ３、ＨＮＣＯ、尿素、または類似物が、窒素酸化物ＮＯｘを還元するために使用され得る。
【０１３４】
これらの特性を得るために、すなわち、多機能のスリップ触媒を得るために、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、１つの実施形態によれば、プラチナ金属（ＰＧＭ；プラチナグループ金属）の中に含まれる１つまたはいくつかの物質を含むことが可能であり、すなわち、イリジウム、オスミウム、パラジウム、プラチナ、ロジウム、およびルテニウムのうちの１つまたはいくつかを含むことが可能である。また、スリップ触媒は、プラチナグループ金属と同様の特性をスリップ触媒に与える１つまたはいくつかの他の物質を含むことが可能である。また、スリップ触媒は、ＮＯｘ還元コーティングを含むことが可能であり、ここで、コーティングは、たとえば、ゼオライトまたはバナジウムを含むことが可能である。ここで、ゼオライトは、たとえば銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）などのような、活性金属によって活性化され得る。
【０１３５】
第２の３３２還元触媒デバイスに関して、これらの触媒特性は、それが露出されている環境、または、それが露出されることになる環境に基づいて選択され得る。追加的に、第１の３３１および第２の３３２還元触媒デバイスに関する触媒特性が適合され得、それらが、互いに共生して動作することが許容され得るようになっている。また、第２の３３２還元触媒デバイスは、触媒特性を提供する１つまたはいくつかの材料を含むことが可能である。たとえば、バナジウムおよび／またはタングステンなどのような遷移金属が、たとえば、Ｖ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２を含む触媒の中で使用され得る。また、鉄および／または銅などのような金属は、第１の３３１および／または、第２の３３２還元触媒デバイスの中に、たとえば、ゼオライトベースの触媒の中に含まれ得る。
【０１３６】
したがって、図３ａ〜ｂに概略的に図示されている排気処理システム３５０は、異なる実施形態によれば、複数の異なる構造／構成を有することが可能であり、それは、下記のように要約され得、ここで、それぞれのユニットＣＲ１、ＳＣＲ２、ＤＰＦ、ｃＤＰＦ、ＳＣ１、ＳＣ２は、文献全体に説明されているそれぞれの特性を有する。ここで、従来の微粒子フィルタ、すなわち、コーティングされていない微粒子フィルタは、ＤＰＦと称される。ここで、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタ３２０は、ｃＤＰＦと称される。触媒酸化コーティングは、その特性にしたがって適合され得、一方では、窒素酸化物ＮＯを酸化させるように適合されており、他方では、不完全に酸化された炭素化合物を酸化させるように適合され得る。不完全に酸化された炭素化合物は、たとえば、エンジンの注入システムを通して生成された燃料残留物から構成され得る。
【０１３７】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の触媒還元触媒ＣＲ１を含み、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続いている。排気処理システム３５０の中の第１の触媒還元触媒ＣＲ１および第２の選択的に触媒還元触媒ＳＣＲ２の共生的な使用法は、特定の用途において、たとえば、制限されたＮＯｘレベルにおいて（それは、制限された変換レベル要件をもたらす）、排気処理システム３５０の中の第２のスリップ触媒ＳＣ２の省略を促進することが可能である。これは、たとえば、上述のＥｕｒｏ  ＶＩ−システムと比較して利点であり、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムでは、スリップ触媒が実際には必要とされる。本発明のこの実施形態のおかげで、ＳＣＲ触媒は、典型的にＳＣ触媒よりも安価であるので、製造コストが、第２のスリップ触媒ＳＣ２を省略することによって低減され得る。
【０１３８】
第１の触媒還元触媒ＣＲ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化によって、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、第１の触媒還元触媒ＣＲ１および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中に堆積される硫黄の量が、すなわち、第１の触媒還元触媒ＣＲ１およびその下流に配置されているコンポーネントのうちの少なくとも１つの中で低減される。
【０１３９】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１４０】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の触媒還元触媒ＣＲ１を含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１がその下流に続き、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続いている。上述のように、排気処理システム３５０の中の第１の触媒還元触媒ＣＲ１および第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２の両方の使用は、いくつかの用途に関して、排気処理システム３５０の中の第２のスリップ触媒ＳＣ２の省略を促進し、それは、車両に関する製造コストを低減させる。第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、より大きい負荷を促進させ、したがって、第１の触媒還元触媒ＣＲ１のより良好な使用を促進する。
【０１４１】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能であり、したがって、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の残留物を使用することによって、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、また、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、（上記に説明されているように）化合物の残留物を酸化および／または分解する。これは、排気処理システムに関して複数の利点を伴う。ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、第１の還元触媒ＣＲ１と共生して使用され得、窒素酸化物ＮＯｘの還元、ならびに、化合物の残留物の酸化および／または分解、ならびに、化合物に関するスリップ触媒ＳＣ１の堆積特性に関して、第１のスリップ触媒ＳＣ１の活性が、第１の還元触媒ＣＲ１の機能を補完するものを構成するようになっている。第１の還元触媒ＣＲ１および第１のスリップ触媒ＳＣ１を含む、第１の還元触媒デバイス３３１に関するこれらの特性の組み合わせは、より高い変換レベルが第１の還元触媒デバイス３３１の全体にわたって得られ得ることを意味している。それに加えて、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、排気処理システムの中の第１の還元触媒デバイス３３１の下流に設置されているコンポーネントの中でＣＯ／ＨＣ化合物の非選択的な酸化が起こることを回避することを可能にする条件をもたらす。
【０１４２】
第１の触媒還元触媒ＣＲ１、および／または、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化によって、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、第１の触媒還元触媒ＣＲ１および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中に堆積される硫黄の量が、すなわち、第１の触媒還元触媒ＣＲ１およびその下流に配置されているコンポーネントのうちの少なくとも１つの中で低減される。
【０１４３】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１４４】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の触媒還元触媒ＣＲ１を含み、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続き、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いている。この排気処理システム３５０は、ゼロ近い窒素酸化物ＮＯｘに関するエミッションレベルを促進する。その理由は、第２の還元触媒ＳＣＲ２は、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いているので、たとえば、添加剤の投与の増加によって、重い負荷をとることができるからである。追加的なスリップが第２のスリップ触媒ＳＣ２によって対処され得るので、第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、システムに関して追加的に改善された性能をもたらす。
【０１４５】
第１の触媒還元触媒ＣＲ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化によって、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、第１の触媒還元触媒ＣＲ１および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中に堆積される硫黄の量が、すなわち、第１の触媒還元触媒ＣＲ１およびその下流に配置されているコンポーネントのうちの少なくとも１つの中で低減される。
【０１４６】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１４７】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の触媒還元触媒ＣＲ１を含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１がその下流に続き、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続き、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いている。この排気処理システム３５０は、ゼロ近い窒素酸化物ＮＯｘに関するエミッションレベルを促進する。その理由は、第２の還元触媒ＳＣＲ２は、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いているので、たとえば、添加剤の投与の増加によって、激しく働かせられ得るからである。追加的なスリップが第２のスリップ触媒ＳＣ２によって対処され得るので、第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、システムに関して追加的に改善された性能をもたらす。また、第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、ＮＯｘ還元に関するスタート温度（「ライトオフ」温度）の低減を促進させ、また、より大きい負荷をもたらすことが可能であり、したがって、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２の利用度の改善をもたらすことが可能である。
【０１４８】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能であり、したがって、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の残留物を使用することによって、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、また、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、（上記に説明されているように）化合物の残留物を酸化および／または分解する。これは、排気処理システムに関して複数の利点を伴う。ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、第１の還元触媒ＣＲ１と共生して使用され得、窒素酸化物ＮＯｘの還元、ならびに、ＣＯ／ＨＣ化合物の残留物の酸化および／または分解、ならびに、ＣＯ／ＨＣ化合物に関するスリップ触媒ＳＣ１の堆積特性に関して、第１のスリップ触媒ＳＣ１の活性が、第１の還元触媒ＣＲ１の機能を補完するものを構成するようになっている。第１の還元触媒ＣＲ１および第１のスリップ触媒ＳＣ１を含む、第１の還元触媒デバイス３３１に関するこれらの特性の組み合わせは、より高い変換レベルが第１の還元触媒デバイス３３１の全体にわたって得られ得ることを意味している。それに加えて、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、排気処理システムの中の第１の還元触媒デバイス３３１の下流に設置されているコンポーネントの中でＣＯ／ＨＣ化合物の非選択的な酸化が起こることを回避することを可能にする条件をもたらす。
【０１４９】
第１の触媒還元触媒ＣＲ１、および／または、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化によって、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、第１の触媒還元触媒ＣＲ１および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中に堆積される硫黄の量が、すなわち、第１の触媒還元触媒ＣＲ１およびその下流に配置されているコンポーネントのうちの少なくとも１つの中で低減される。
【０１５０】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１５１】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含み、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続いている。ここで、同様に、第１のスリップ触媒ＳＣ１、および第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２の両方の使用に起因して、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、特定の用途に関して、排気処理システム３５０から省略され得る。
【０１５２】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１だけを含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能であり、また、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の残留物の使用を通して、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、また、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、（上記に説明されているように）化合物を酸化および／または分解する。これは、排気処理システムに関して複数の利点を伴う。
【０１５３】
第１のスリップ触媒ＳＣ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化によって、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、また、触媒および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進することが可能である。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中にインターカレートされる硫黄の量が低減される。
【０１５４】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１５５】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含み、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続き、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いている。この排気処理システム３５０は、ゼロ近い窒素酸化物ＮＯｘに関するエミッションレベルを促進する。その理由は、第２の還元触媒ＳＣＲ２は、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いているので、重い負荷をとることが可能であり、すなわち、第２の添加剤の比較的高い投与を取ることが可能であるからである。追加的なスリップが第２のスリップ触媒ＳＣ２によって対処され得るので、第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、システムに関して追加的に改善された性能をもたらす。第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、ＮＯｘ還元に関するスタート温度（「ライトオフ」温度）の低減を促進する。
【０１５６】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１だけを含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能であり、また、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用を通して、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、また、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、（上記に説明されているように）化合物を酸化および／または分解する。これは、排気処理システムに関して複数の利点を伴う。第１のスリップ触媒ＳＣ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化によって、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、また、触媒および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中にインターカレートされる硫黄の量が低減される。
【０１５７】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１５８】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含み、第１の触媒還元触媒ＣＲ１がその下流に続き、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続いている。上述のように、排気処理システム３５０の中の第１の触媒還元触媒ＣＲ１および第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２の両方の使用は、いくつかの用途に関して排気処理システム３５０の中の第２のスリップ触媒ＳＣ２の省略を促進させ、それは、車両に関する製造コストを低減させる。第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、より大きい負荷を促進させ、したがって、第１の触媒還元触媒ＣＲ１のより良好な使用を促進する。
【０１５９】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１だけを含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能であり、また、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用を通して、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、また、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、（上記に説明されているように）化合物を酸化および／または分解し、それは、排気処理システムに関して複数の利点を伴う。ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、第１の還元触媒ＣＲ１と共生して使用され得、窒素酸化物ＮＯｘの還元、ならびに、添加剤の酸化、ならびに、ＣＯ／ＨＣ化合物に関するスリップ触媒ＳＣ１の堆積特性に関して、第１のスリップ触媒ＳＣ１の活性が、第１の還元触媒ＣＲ１の機能を補完するものを構成するようになっている。第１の還元触媒ＣＲ１および第１のスリップ触媒ＳＣ１を含む、第１の還元触媒デバイス３３１に関するこれらの特性の組み合わせは、より高い変換レベルが第１の還元触媒デバイス３３１の全体にわたって得られ得ることを意味している。それに加えて、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、排気処理システムの中の第１の還元触媒デバイス３３１の下流に設置されているコンポーネントの中でＣＯ／ＨＣ化合物の非選択的な酸化が起こることを回避することを可能にする条件をもたらす。
【０１６０】
第１の触媒還元触媒ＣＲ１、および／または、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化を通して、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、触媒および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中にインターカレートされる硫黄の量が低減される。第１の触媒還元触媒ＣＲ１の上流での第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、この熱を生成するための良好な可能性をもたらす。
【０１６１】
酸化コーティングを含む微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０の使用は、フィルタのＮＯ２ベースの再生の改善、第２の還元触媒デバイス３３２における二酸化窒素レベルＮＯ２に関するより安定した条件、および／または、ＮＯ２／ＮＯｘ比率に関する値を制御する可能性をもたらす。
【０１６２】
本発明による１つの構成によれば、排気処理システムは、構造ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２を含む。すなわち、排気処理システム３５０は、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含み、第１の触媒還元触媒ＣＲ１がその下流に続き、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦがその下流に続き、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２がその下流に続き、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いている。この排気処理システム３５０は、ゼロ近い窒素酸化物ＮＯｘに関するエミッションレベルを促進する。その理由は、第２の還元触媒ＳＣＲ２は、第２のスリップ触媒ＳＣ２がその下流に続いているので、たとえば、添加剤の投与の増加によって、激しく働かせられ得るからである。また、第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、ＮＯｘ還元に関するスタート温度（「ライトオフ」温度）の低減を促進させ、また、より大きい負荷をもたらすことが可能であり、したがって、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２の利用度の改善をもたらすことが可能である。追加的なスリップが第２のスリップ触媒ＳＣ２によって対処され得るので、第２のスリップ触媒ＳＣ２の使用は、システムに関して追加的に改善された性能をもたらす。
【０１６３】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１だけを含み、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能であり、また、一酸化炭素および炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用を通して、窒素酸化物ＮＯｘを還元し、また、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、（上記に説明されているように）化合物を酸化および／または分解し、それは、排気処理システムに関して複数の利点を伴う。ここで、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、第１の還元触媒ＣＲ１と共生して使用され得、窒素酸化物ＮＯｘの還元、ならびに、ＣＯ／ＨＣ化合物の残留物の酸化および／または分解、ならびに、ＣＯ／ＨＣ化合物に関するスリップ触媒ＳＣ１の堆積特性に関して、第１のスリップ触媒ＳＣ１の活性が、第１の還元触媒ＣＲ１の機能を補完するものを構成するようになっている。第１の還元触媒ＣＲ１および第１のスリップ触媒ＳＣ１を含む、第１の還元触媒デバイス３３１に関するこれらの特性の組み合わせは、より高い変換レベルが第１の還元触媒デバイス３３１の全体にわたって得られ得ることを意味している。それに加えて、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、排気処理システムの中の第１の還元触媒デバイス３３１の下流に設置されているコンポーネントの中でＣＯ／ＨＣ化合物の非選択的な酸化が起こることを回避することを可能にする条件をもたらす。
【０１６４】
第１の触媒還元触媒ＣＲ１、および／または、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、たとえば、排気流の中の炭化水素ＨＣの酸化を通して、熱を発生させる目的によって使用され得、それは、触媒および／またはその下流に配置されているコンポーネントなどのような、硫黄で汚染されたコンポーネントの再生を促進する。硫黄で汚染されたコンポーネントの再生において、コンポーネントの中にインターカレートされる硫黄の量が低減される。第１の触媒還元触媒ＣＲ１の上流での第１のスリップ触媒ＳＣ１の使用は、この熱を生成するための良好な可能性をもたらす。
【０１６５】
実施形態による上記に列挙されている構成では、第１の還元触媒ＣＲ１および第１のスリップ触媒ＳＣ１は、ＣＲ１およびＳＣ１の両方を含む一体化されたユニットから構成され得、または、ＣＲ１およびＳＣ１に関する別々のユニットから構成され得る。
【０１６６】
同様に、第１の還元触媒デバイス３３１、および、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦは、第１の還元触媒デバイス３３１および微粒子フィルタｃＤＰＦの両方を含む一体化されたユニットから構成され得、または、第１の還元触媒デバイス３３１およびフィルタｃＤＰＦに関する別々のユニットから構成され得る。
【０１６７】
同様に、第２の還元触媒ＳＣＲ２および第２のスリップ触媒ＳＣ２は、ＳＣＲ２およびＳＣ２の両方を含む一体化されたユニットから構成されるか、または、ＳＣＲ２およびＳＣ２に関する別々のユニットから構成されるかのいずれかであることが可能である。
【０１６８】
同様に、第１のスリップ触媒ＳＣ１、および、少なくとも部分的に触媒の酸化コーティングを備えた微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０は、少なくとも部分的に一体化されたユニットを構成することが可能であり、または、別々のユニットを含むことが可能である。
【０１６９】
また、上記に説明されている本発明による構成は、本発明の異なる実施形態によれば、第１の還元触媒３３１の上流に配置されている第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１を含み、上記に説明されているように、前記排気流３０３の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第１の酸化を実施することが可能である。次いで、構成は、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２として簡潔に記載され得る。
【０１７０】
また、上記に説明されている本発明による構成は、本発明の異なる実施形態によれば、第１の還元触媒３３１の下流におよびコーティングされていない微粒子フィルタＤＰＦ３２０の上流に配置されている第２の酸化触媒３１２を含み、上記に説明されているように、前記排気流３０３の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第２の酸化を実施することが可能である。次いで、構成は、ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２として、簡潔にそれぞれ記載され得る。
【０１７１】
また、上記に説明されている本発明による構成は、本発明の異なる実施形態によれば、コーティングされたｃＤＰＦまたはコーティングされていない微粒子フィルタＤＰＦ３２０の下流におよび第２の還元触媒デバイス３３２の上流に配置されている第３の酸化触媒３１３を含み、上記に説明されているように、前記排気流３０３の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたはいくつかを含む化合物の第２の酸化を実施することが可能である。次いで、構成は、ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＤＯＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ｃＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＯＣ２−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２として、簡潔にそれぞれ記載され得る。
【０１７２】
また、第２の酸化触媒ＤＯＣ２を含まない、本発明による上記に説明されている構成のものは、本発明の異なる実施形態によれば、コーティングされていない微粒子フィルタＤＰＦ３２０を含むことが可能である。次いで、構成は、ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２；およびＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＣＲ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２、ＤＯＣ１−ＳＣ１−ＣＲ１−ＤＰＦ−ＤＯＣ３−ＳＣＲ２−ＳＣ２として、簡潔にそれぞれ記載され得る。
【０１７３】
上記に詳細に説明されているように、上記に列挙されている本発明の構成のうちのそれぞれ１つは、第２の還元触媒デバイス３３２の上流に第２の投与デバイス３７１を含むことが可能であり、また、第１の還元触媒デバイス３３１の上流に第１の投与デバイス３７１を含むことが可能であり、または、含まなくてもよい。
【０１７４】
本発明の１つの態様によれば、排気流３０３の処理のための方法が提供され、排気流３０３は、燃焼エンジン３０１によって排出される。この方法は、図４の助けを借りて本明細書で説明されており、図４では、方法ステップは、排気処理システム３５０を通る排気流の流れにしたがっている。
【０１７５】
方法の第１のステップ４１０において、排気流３０３の中に存在する一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物の使用によって、第１の還元触媒デバイス３３１の中で、排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元が実施される。第１の還元触媒デバイス３３１は、異なる実施形態によれば、第１の触媒還元触媒ＣＲ１、および／または、第１のスリップ触媒ＳＣ１を含むことが可能である。第１のスリップ触媒ＳＣ１は、ＣＯ／ＨＣ化合物を酸化および／または分解するように配置されており、および／または、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの追加的な還元を与える。この文献の中の第１の還元触媒デバイス３３１による窒素酸化物ＮＯｘの還元は、全体的な反応が窒素酸化物ＮＯｘの還元を構成する限り、部分的な酸化を含むことが可能であることが留意されるべきである。
【０１７６】
方法の第２のステップ４２０において、排気流は、フィルタを通され、スート粒子が、微粒子フィルタ３２０によって捕らえられて酸化されるようになっている。さまざまな実施形態によれば、微粒子フィルタ３２０は、従来のコーティングされていない微粒子フィルタＤＰＦ、または微粒子フィルタｃＤＰＦから構成され得、微粒子フィルタｃＤＰＦは、触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、そのような触媒酸化コーティングが、捕らえられたスート粒子、ならびに、１つまたはいくつかの不完全に酸化された窒素化合物および／または炭素化合物を酸化させる。
【０１７７】
方法の第３のステップ４３０において、排気流３０３への添加剤の供給が、第２の投与デバイス３７２の使用によって制御される。
【０１７８】
方法の第４のステップ４４０において、第２の還元触媒デバイス３３２の中の少なくとも添加剤の使用を通して排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元が実施され、第２の還元触媒デバイス３３２は、第２の選択触媒還元触媒ＳＣＲ２を含み、また、いくつかの構成では、第２の投与デバイス３７１の下流に配置された第２のスリップ触媒ＳＣ２を含むことが可能である。ここで、第２の還元触媒３３２の中の還元は、第３のステップ４３０の中の添加剤の供給によって影響を受ける。ここで、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、アンモニアなどのような添加剤の余剰を酸化させ、および／または、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘ追加的な還元を提供する。この文献の中の第２の還元触媒デバイス３３２による窒素酸化物ＮＯｘの還元は、全体的な反応が窒素酸化物ＮＯｘの還元を構成する限り、部分的な酸化を含むことが可能であることが留意されるべきである。
【０１７９】
第１の還元触媒デバイス３３１が露出される第１の温度Ｔ１、および、第２の還元触媒デバイス３３２が露出される第２の温度Ｔ２が、排気処理システム３５０の機能に対して非常に重要であることが留意され得る。しかし、これらの温度Ｔ１、Ｔ２を制御することは困難である。その理由は、それらが、どのように運転者が車両を運転するかに大きく依存しており、すなわち、第１のＴ１および第２のＴ２温度は、車両の現在の動作、および、たとえば車両の中のアクセルペダルを介した入力に依存する。
【０１８０】
第１の還元触媒デバイス３３１に関する第１の温度Ｔ１が、たとえば始動プロセスにおいて、より高い第１の温度Ｔ１に関する値に、より速く到達することによって、ひいては、本発明による方法を通して、窒素酸化物ＮＯｘの還元において、より高い効率を実現することによって、排気処理のための方法、および、排気処理システム３５０自身は、（図２に表示されているような）従来のシステムよりもかなり効率的になる。したがって、たとえば、コールドスタートおよび低い排気温度からのスロットルのときに、窒素酸化物ＮＯｘのより効率的な還元が得られ、そのような走行モードにおいて、より少ない燃料消費の増加をもたらす。換言すれば、本発明は、第１の温度Ｔ１および第２の温度Ｔ２温度を利用し、それらは、それらが排気浄化システムの全体的な効率を増加させることに貢献するように、都合よく制御することが困難である。
【０１８１】
また、排気処理システム３５０に関する上述の利点は、本発明による方法に関しても得られる。
【０１８２】
本発明の１つの実施形態によれば、燃焼エンジン３０１から排気流３０３の中への一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含む化合物のエミッション４０１が制御される。この実施形態に関して、第１の還元触媒デバイス３３１の使用による排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元４１０は、排気流３０３の中へ放出される一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたはいくつかを含むこれらの化合物を使用する。本発明のこの実施形態によれば、１つまたはいくつかの制御信号が提供され、１つまたはいくつかの制御信号は、燃焼エンジン３０１の制御において使用され得、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む所望の量の化合物が、燃焼エンジン３０１から排気流３０３へ放出されるようになっている。したがって、第１の還元触媒デバイスの中の還元を実現するために、第１の還元触媒デバイスの上流に投与デバイスは必要とされない。
【０１８３】
また、本発明の１つの実施形態によれば、１つまたはいくつかの制御信号が提供され、１つまたはいくつかの制御信号は、燃焼エンジン３０１を制御するために使用され得、第１の還元触媒デバイス３３１がその機能にとって適切な所定の温度に到達する程度にまで、第１の還元触媒デバイス３３１を加熱するための熱が生成されるようになっている。
【０１８４】
本発明の１つの実施形態によれば、排気流３０３への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給４０２は、第１の投与デバイス３７１の使用によって制御され、第１の投与デバイス３７１は、燃焼エンジン３０１の下流および第１の還元触媒デバイス３３１の上流に配置されている。この実施形態に関して、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元は、第１の方法ステップ４１０において、これらの供給される化合物を使用する。したがって、第１の還元触媒３３１は、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む供給される化合物のうちの１つまたは複数を使用する。したがって、この実施形態によれば、排気処理システム３５０は、第１の投与デバイス３７１を含む。ここで、第１の投与デバイス３７１による一酸化炭素および／または炭化水素化合物の供給を制御するために使用され得る、１つまたは複数の制御信号が提供される。
【０１８５】
本発明の１つの実施形態によれば、エンジン３０１からのエミッションおよび第１の投与デバイス３７１による供給の両方を制御するために使用され得る、１つまたは複数の制御信号が提供される。したがって、燃焼エンジン３０１から排気流３０３の中への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物のエミッション４０１が制御される。また、排気流３０３への、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む化合物の供給４０２は、第１の投与デバイス３７１の使用によって制御され、第１の投与デバイス３７１は、燃焼エンジン３０１の下流および第１の還元触媒デバイス３３１の上流に配置されている。第１の還元触媒デバイス３３１による排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元４１０は、これらの供給された化合物、および、これらの放出された化合物のうちの１つまたは複数の使用によって起こる。ここで、供給された化合物および放出された化合物は、上記に説明されているように、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのうちの１つまたは複数を含む。
【０１８６】
上記に説明されている本発明の実施形態によれば、供給４０２は、１つまたは複数の制御信号によって提供され、１つまたは複数の制御信号は、燃焼エンジン３０１を制御するために使用され得、排気流の中の一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物の所望の放出された量を得るようになっており、または、第１の還元触媒デバイスの加熱のための熱を得るようになっている。ここでは、これらの１つまたは複数の制御信号は、図３ａ〜ｂに図示されているように、制御デバイス３６０によって生成され、エンジン３０１に提供され得る。
【０１８７】
同様に、制御デバイス３６０は、排気流への、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物の供給を制御するために、および、図３ｂに図示されているように、それらを投与制御デバイス３７４に提供するために、上述の１つまたは複数の制御信号を生成することが可能である。
【０１８８】
上述のように、本発明の１つの実施形態によれば、第１のスリップ触媒ＳＣ１は、多機能のスリップ触媒であることが可能であり、それは、たとえば、一次的に窒素酸化物ＮＯｘを還元することによって、および、二次的にＣＯ／ＨＣ化合物の残留物を酸化させることによって、窒素酸化物ＮＯｘを還元すること、および、ＣＯ／ＨＣ化合物の残留物を酸化させることの両方を行う。これらの特性を得るために、実施形態による第１のスリップ触媒ＳＣ１は、プラチナ金属グループの中に含まれる１つもしくは複数の物質および／または銀Ａｇを含むことが可能である。
【０１８９】
第１の還元触媒デバイス３３１の中に含まれるそのような多機能の第１のスリップ触媒ＳＣ１は、本発明の１つの実施形態によれば、それ自身の上に第１の還元触媒デバイス３３１を構成することが可能であり、それは、第１の還元触媒デバイス３３１が多機能のスリップ触媒ＳＣ１だけから構成されることを意味している。
【０１９０】
第１の還元触媒デバイス３３１の中に含まれるそのような多機能の第１のスリップ触媒ＳＣ１は、本発明の別の実施形態によれば、第１の還元触媒ＣＲ１と組み合わせて、第１の還元触媒デバイス３３１を構成することが可能であり、それは、第１の還元触媒デバイス３３１が第１の還元触媒ＣＲ１および多機能の第１のスリップ触媒ＳＣ１から構成されることを意味している。
【０１９１】
上述のように、本発明の１つの実施形態によれば、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、多機能のスリップ触媒であることが可能であり、それは、たとえば、一次的に窒素酸化物ＮＯｘを還元し、二次的に添加剤の残留物を酸化させることによって、窒素酸化物ＮＯｘを還元すること、および、添加剤の残留物を酸化させることの両方を行う。
【０１９２】
これらの特性を得るために、第２のスリップ触媒ＳＣ２は、１つの実施形態によれば、プラチナ金属の中に含まれる１つもしくはいくつかの物質を含むことが可能であり、および／または、プラチナ金属グループと同様の特性をスリップ触媒に提供する１つもしくはいくつかの他の物質を含むことが可能である。
【０１９３】
第２の還元触媒デバイス３３２の中の第２のスリップ触媒ＳＣ２に関して、単に低いレベルの窒素酸化物ＮＯｘだけがこのポイントにおいて排気流３０３の中で利用可能であるので、第２の還元触媒ＳＣＲ２を通過した添加剤の残留物の実質的に酸化だけが得られることが多い。
【０１９４】
多機能の第２のスリップ触媒ＳＣ２６００は、１つの実施形態によれば、少なくとも２つの活性層／階層を含み、少なくとも２つの活性層／階層は、少なくとも１つの安定化層／階層６０１の上に配置されており、それは、図６に概略的に図示されている。図６に表示されている実施形態は、単に、多機能の第２のスリップ触媒ＳＣ２の可能な設計の例に過ぎないことが留意されるべきである。上記に説明された反応が多機能の第２のスリップ触媒ＳＣ２によって実現される限り、多機能のスリップ触媒ＳＣ２は、複数の他の方式で適合され得る。したがって、図６に表示されているものは別として、添加剤の酸化および窒素酸化物ＮＯｘの還元をもたらす、多機能の第２のスリップ触媒ＳＣ２の複数の設計が、多機能の第２のスリップ触媒ＳＣ２に関して使用され得る。
【０１９５】
これらのアクティブ層の第１の層６０２は、第２のスリップ触媒ＳＣ２に関して、プラチナ金属の中に含まれる１つもしくはいくつかの物質を含み、または、プラチナ金属グループが提供するのと同様の特性、すなわち、たとえばアンモニアの酸化をスリップ触媒に提供する、１つもしくはいくつかの他の物質を含む。第２の層６０３は、たとえば、Ｃｕ−ゼオライトもしくはＦｅ−ゼオライトまたはバナジウムを含む、ＮＯｘ還元コーティングを含むことが可能である。ここで、ゼオライトは、たとえば銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）などのような、活性金属によって活性化される。ここで、第２の層６０３は、排気処理システムを通過する排気流３０３に直接接触している。
【０１９６】
したがって、本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１、すなわち、第１のスリップ触媒ＳＣ１、および／または第１の還元触媒ＣＲ１は、自然に生じるか、または、排気流の中で生成される、もしくは、排気流の中へ導入される、炭化水素ＨＣおよび／または一酸化炭素ＣＯの酸化のために使用され得る。たとえば、排気流３０３の中の炭化水素ＨＣは、燃焼エンジン１０１の中の燃焼からの、および／または、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦの再生に関連した燃料の余剰な注入からの、燃料残留物の中に含まれ得る。
【０１９７】
また、第１の還元触媒デバイス３３１の中の炭化水素ＨＣの酸化は、少なくとも１つの発熱反応を含むことが可能であり、すなわち、熱を発生させる反応を含むことが可能であり、第１の還元触媒デバイス３３１に関して、および／または、排気処理システム３５０の中の下流に続くコンポーネント、たとえば、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦ３２０および／または消音器に関して、温度上昇が続いて起こるようになっている。そのような温度上昇は、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦ３２０の中のスート酸化において使用され得、および／または、たとえば尿素などのような副産物の消音器をクリーニングするために使用され得る。この少なくとも１つの発熱反応を通して、炭化水素ＨＣの酸化が、また、第１の還元触媒デバイス３３１の中で促進される。追加的に、第１のスリップ触媒ＳＣ１の中のＣＲ層が、たとえば、硫黄によって、時間の経過とともに非活性化され得、それは、再生を通して第１のスリップ触媒ＳＣ１の機能を確保するために、熱を発生させる発熱反応が必要とされ得ることを意味している。同様に、熱を発生させる発熱反応は、再生を通して第１の還元触媒ＣＲ１の機能を確保するために使用され得る。上述のように、再生は、再生される触媒／コンポーネントの中の硫黄の量を低減させる。
【０１９８】
上記に列挙されている特性、および、第１の還元触媒デバイス３３１の中の第１の多機能のスリップ触媒ＳＣ１に関して特定されている利点は、上記に説明されているように、すなわち、第１の還元触媒デバイス３３１によって、排気処理システム３５０に関して非常に上手く機能するようにされ得、第１の還元触媒デバイス３３１は、微粒子フィルタ３２０がその下流に続き、微粒子フィルタ３２０は、１つの実施形態によれば、触媒コーティングによって部分的にコーティングされ得、第２の還元触媒デバイス３３２がその下流に続いている。
【０１９９】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、還元は、第１の還元触媒デバイス３３１によって制御され、それが、還元温度間隔Ｔｒｅｄの中で起こるようになっており、還元温度間隔Ｔｒｅｄは、酸化温度間隔Ｔｏｘとは少なくとも部分的に異なっておりＴｒｅｄ≠Ｔｏｘ、酸化温度間隔Ｔｏｘにおいて、微粒子フィルタ３２０の中の著しいスート酸化が起こり、第１の還元触媒デバイスの中の窒素酸化物ＮＯｘの還元が、微粒子フィルタＤＰＦ／ｃＤＰＦの中の二酸化窒素ベースのスート酸化とそれほど競合しないようになっている。
【０２００】
方法の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１は、第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスに関する特性、たとえば、触媒特性などに基づいて最適化される。追加的に、第２の還元触媒デバイス３３２は、第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスに関する特性、たとえば、触媒特性などに基づいて最適化され得る。第１の還元触媒デバイスおよび／または第２の還元触媒デバイスを最適化するこれらの可能性は、全体的に効率的な排気浄化を結果として生じさせ、それは、完全な排気処理システムの条件をより良好に反映している。
【０２０１】
第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスに関する上述の特性は、第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスに関する１つまたは複数の触媒特性、第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスに関する触媒タイプ、第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスがアクティブになっている温度間隔、ならびに、第１の３３１および／または第２の３３２還元触媒デバイスそれぞれに関するＣＯ／ＨＣおよびアンモニアのカバー率（ｃｏｖｅｒａｇｅ）それぞれに関連することが可能である。
【０２０２】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１および第２の還元触媒デバイス３３２は、それぞれ、第１の３３１および第２の３３２還元触媒デバイスにそれぞれ関する動作条件に基づいて最適化される。これらの動作条件は、第１の３３１および第２の３３２還元触媒デバイスにそれぞれ関する温度、すなわち、静温度に関連することが可能であり、ならびに／または、第１の３３１および第２の３３２還元触媒デバイスにそれぞれ関する温度トレンド、すなわち、温度の変化に関連することが可能である。
【０２０３】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１によって実装される還元のアクティブ制御は、第２の還元触媒デバイス３３２に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の量との間の関係に基づいて実施される。換言すれば、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２は、それが第２の還元触媒デバイス３３２の中での還元に適切な値を有するように制御され、それを通して、より効率的な還元が得られ得る。したがって、さらに詳細には、本明細書では、第１の還元触媒デバイス３３１は、第１の還元触媒デバイス３３１に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元を実施する。第２の還元触媒デバイス３３２において、第２の還元触媒デバイス３３２に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量の第２の還元が実施され、第２の還元触媒デバイス３３２に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量との間の比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２の適合が実施される。ここでは、この適合は、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２が第２の還元をより効率的にする値を有すべきという意図で、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔに基づいて、第１の還元のアクティブ制御の使用によって実施される。ここで、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔは、測定される値、モデル化される値、および／または、予測される値から構成され得る。ここで、予測される値は、車両の前方の道路区間の表現に基づいて決定され得る。この表現は、たとえば、ＧＰＳ情報およびマップデータなどのような、位置決め情報に基づくことが可能である。
【０２０４】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第１の酸化は、排気流３０３の中で実施される。次いで、この第１の酸化は、第１の酸化触媒３１１によって実施され、第１の酸化触媒３１１は、第１の還元触媒３３２の上流に配置されている。
【０２０５】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第２の酸化は、排気流３０３の中で実施される。次いで、この第２の酸化は、第２の酸化触媒３１２によって実施され、第２の酸化触媒３１２は、第１の還元触媒３３２の下流および微粒子フィルタ３２０の上流に配置されており、微粒子フィルタ３２０は、このケースでは、コーティングされていない微粒子フィルタＤＰＦであることが可能である。
【０２０６】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物の第３の酸化は、排気流３０３の中で実施される。次いで、この第３の酸化は、第３の酸化触媒３１３によって実施され、第３の酸化触媒３１３は、微粒子フィルタ３２０の下流および第２の還元触媒デバイスの上流に配置されている。
【０２０７】
本発明の１つの実施形態によれば、微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０は、触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、触媒酸化コーティングは、排気流の中の一酸化窒素ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数を酸化させるように配置されている。
【０２０８】
本発明の１つの実施形態によれば、還元触媒デバイス３３１からの一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含有する化合物のスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが、スリップ閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となるように（ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ≦ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、還元４１０は、第１の還元触媒デバイス３３１によって制御される。このスリップ閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、たとえば、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物の５００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、または１０ｐｐｍの値を有することが可能である。ここで、化合物のスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐは、還元触媒デバイス３３１から放出される一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣのいずれかの量、または、一酸化炭素ＣＯおよび炭化水素ＨＣの合計量に等しいことが可能である。
【０２０９】
一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣのスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが制限されるように、第１の還元触媒デバイス３３１による還元４１０を制御することができることは、排気処理システムの中の第１の還元触媒デバイス３３１の下流に配置されているコンポーネントに関する利点を伴う。たとえば、微粒子フィルタＤＰＦ３２０および第２の還元触媒デバイス３３２が、第１の還元触媒デバイス３３１の下流に配置されている場合には、スリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが微粒子フィルタ３２０を真っ直ぐに通過し、第２の還元触媒デバイス３３２に到達することができるというリスクが存在している。次いで、第２の還元触媒デバイス３３２の機能は、このスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐによってマイナスの影響を受ける可能性がある。したがって、スリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが制限されるので、第２の還元触媒デバイス３３２の中の窒素酸化物ＮＯｘの効率的な還元が、本発明のこの実施形態によって提供され得る。
【０２１０】
たとえば、微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０が、排気流の中の一酸化窒素ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数を酸化させるように配置されている触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０が、第１の還元触媒デバイス３３１の下流に配置されている場合には、スリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐがフィルタｃＤＰＦの中のスート酸化を制限し得るというリスクが存在している。その理由は、フィルタｃＤＰＦは、次いで、二酸化窒素ＮＯ２を生成する代わりに、スリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐを酸化させるのに忙しくなるからである。したがって、スリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐが制限されるので、フィルタｃＤＰＦの中の効率的なスート酸化が、本発明のこの実施形態によって提供される。
【０２１１】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の還元触媒デバイス３３１からのアンモニアのスリップＮＨ３＿ｓｌｉｐが、アンモニアスリップ閾値ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以下となるように（ＮＨ３＿ｓｌｉｐ≦ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、還元４１０は、第１の還元触媒デバイス３３１によって制御される。ここで、アンモニアスリップ閾値ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、たとえば、１００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または０ｐｐｍアンモニアＮＨ３の値を有することが可能である。特定の状況下で、第１の還元触媒デバイス３３１は、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣによる窒素酸化物ＮＯｘの還元において、低いレベルのアンモニアＮＨ３を副産物として生成することが可能である。第１の還元触媒デバイス３３１から放出されるアンモニアスリップＮＨ３＿ｓｌｉｐを制限することによって、より効率的なスート酸化が、第１の還元触媒デバイス３３１の下流に配置されている微粒子フィルタＤＰＦの中で実現され得る。その代わりに、微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０が、排気流の中の一酸化窒素ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数を酸化させるように配置されている触媒酸化コーティングを少なくとも部分的に含み、微粒子フィルタｃＤＰＦ３２０が、第１の還元触媒デバイス３３１の下流に配置されている場合には、アンモニアスリップＮＨ３＿ｓｌｉｐが笑気ガスなどのような１つまたは複数の望まれない化合物に変換される可能性があるというリスク、および／または、それがフィルタｃＤＰＦの中での酸化窒素ＮＯｘの望まれない再生成につながる可能性があるというリスクが存在している。
【０２１２】
還元４１０の制御は、さまざまなタイプの上述のスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ、ＮＨ３＿ｓｌｉｐを制限する目的によって少なくとも部分的に行われ、還元４１０の制御は、燃焼エンジン３０１から排気流３０３の中への、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物のエミッション４０１の制御を含むことが可能であり、および／または、第１の還元触媒デバイス３３１の上流に配置されている第１の投与デバイス３７１の使用によって、排気流３０３への、一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣを含む化合物の供給４０２の制御を含むことが可能である。したがって、燃焼エンジン３０１の制御、および／または、第１の投与デバイス３７１による一酸化炭素ＣＯおよび／または炭化水素ＨＣの供給は、第１の還元触媒デバイスから放出されるスリップＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ、ＮＨ３＿ｓｌｉｐがそれぞれの閾値ＨＣ／ＣＯｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、ＮＨ３＿ｓｌｉｐ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも低いことを実現するように制御される。
【０２１３】
本発明による排気流の処理のための方法は、また、コンピュータプログラムの中で実装され得、それは、コンピュータの中で実行されたとき、コンピュータにその方法を実行させることになることを当業者は認識するであろう。コンピュータプログラムは、通常、コンピュータプログラム製品５０３の一部を形成しており、コンピュータプログラム製品は、適切なデジタル不揮発性の／永久的な／持続的な／耐久性の記憶媒体を含み、その記憶媒体の上に、コンピュータプログラムが記憶される。前記不揮発性の／永久的な／持続的な／耐久性のコンピュータ可読媒体は、適切なメモリー、たとえば、ＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、ＰＲＯＭ（プログラマブルリードオンリーメモリー）、ＥＰＲＯＭ（消去可能なＰＲＯＭ）、Ｆｌａｓｈ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なＰＲＯＭ）、ハードディスクデバイスなどから構成されている。
【０２１４】
図５は、制御デバイス５００を概略的に示している。制御デバイス５００は、計算ユニット５０１を含み、計算ユニット５０１は、適切なタイプのプロセッサーまたはマイクロコンピュータ、たとえば、デジタル信号処理（デジタル信号プロセッサー、ＤＳＰ）のための回路、または、所定の特定の機能を備えた回路（特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣ）から本質的に構成され得る。計算ユニット５０１は、メモリーユニット５０２に接続されており、メモリーユニット５０２は、制御デバイス５００の中にインストールされており、たとえば、記憶されているプログラムコードおよび／または記憶されているデータを計算デバイス５０１に提供し、計算デバイス５０１は、計算を実施することができるために必要である。また、計算ユニット５０１は、メモリーユニット５０２の中の計算の中間結果または最終結果を記憶するようにセットアップされている。
【０２１５】
さらに、制御デバイス５００は、入力信号および出力信号をそれぞれ受信および送信するためのデバイス５１１、５１２、５１３、５１４を装備している。これらの入力信号および出力信号は、波形、パルス、または他の属性を含有することが可能であり、それは、入力信号の受信のためのデバイス５１１、５１３によって、情報として検出され得、また、計算ユニット５０１によって処理され得る信号に変換され得る。次いで、これらの信号は、計算ユニット５０１に提供される。出力信号を送信するためのデバイス５１２、５１４は、計算ユニット５０１からの計算結果を、車両の制御システムの他のパーツ、および／または、信号が対象とするコンポーネントの他のパーツへの伝達のための出力信号に変換するように配置されている。
【０２１６】
入力信号および出力信号の受信および送信のためのデバイスへの接続のそれぞれ１つは、ケーブル；データバス、たとえば、ＣＡＮ（コントローラーエリアネットワーク）バス、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）バス、または、任意の他のバス構成など；または、ワイヤレス接続のうちの１つまたはいくつかから構成され得る。
【０２１７】
上述のコンピュータは計算ユニット５０１から構成され得ること、および、上述のメモリーは、メモリーユニット５０２から構成され得ることを当業者は認識するであろう。
【０２１８】
一般的に、現代の車両の中の制御システムは、複数の電子制御デバイス（ＥＣＵ）、またはコントローラー、および、車両の上に局在化された異なるコンポーネントを接続するための１つまたはいくつかの通信バスから構成される、通信バスシステムから構成されている。そのような制御システムは、多数の制御デバイスを含むことが可能であり、また、特定の機能に対する責任は、２つ以上の制御デバイスの間で分配され得る。したがって、示されているタイプの車両は、この技術分野の中の当業者に周知であるように、図５に示されているものよりも著しく多い制御デバイスを含むことが多い。
【０２１９】
当業者が認識するように、図５の制御デバイス５００は、図１の制御デバイス１１５および１６０、図２の制御デバイス２６０、図３ａ〜ｂの制御デバイス３６０、ならびに、図３ａ〜ｂの制御デバイス３７４のうちの１つまたはいくつかを含むことが可能である。
【０２２０】
この文献において、制御デバイスなどのようなデバイスは、本発明による方法の中のステップを実施するように配置されるものとして説明されることが多い。また、これは、デバイスがこれらの方法ステップを実施するように適合および／またはセットアップされることを含む。たとえば、これらのユニットは、たとえば、プログラムコードの形態の異なるグループのインストラクションに対応することが可能であり、それは、それぞれのユニットがアクティブであり、それぞれの方法ステップを実装するために使用されるときに、プロセッサーの中へ給送され、プロセッサーによって使用される。
【０２２１】
表示されている実施形態では、本発明は、制御デバイス５００の中で実装される。しかし、また、本発明は、車両の中に、または、本発明に専用の制御デバイスの中にすでに存在している、１つまたはいくつかの他の制御デバイスの中に全体的にまたは部分的に実装され得る。
【０２２２】
また、上記の排気処理システムは、本発明による方法の異なる実施形態にしたがって修正され得ることを当業者は認識する。それに加えて、本発明は、自動車１００、たとえば、車、トラック、もしくはバスに関し、または、本発明による少なくとも１つの排気処理システムを含む別のユニット、たとえば、船舶もしくは電圧／電流発生機などに関する。
【０２２３】
本発明は、上記に説明されている本発明の実施形態に限定されず、同封されている独立請求項の範囲の中のすべての実施形態に関連してそれらを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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