(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）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を酸化させるように配置されている第１の酸化触媒（３１１）と、
前記第１の酸化触媒（３１１）の下流に配置されており、第１の添加剤を前記排気流（３０３）の中へ供給するように配置されている、第１の投与デバイス（３７１）と、
前記第１の投与デバイス（３７１）の下流に配置されており、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されており、前記第１の添加剤の使用によって、スート粒子を捕らえて酸化させるように、また、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの量の第１の還元のために配置されている、触媒フィルタ（３２０）と、
前記触媒フィルタ（３２０）の下流に直接隣接して前記触媒フィルタ（３２０）からの前記排気流（３０３）をすべて受け取るように配置されており、また、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物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、第２の酸化触媒（３１２）と、
前記第２の酸化触媒（３１２）の下流に配置されており、また、第２の添加剤を前記排気流（３０３）の中へ供給するように配置されている、第２の投与デバイス（３７２）と、
前記第２の投与デバイス（３７２）の下流に配置されており、また、前記第１の添加剤および前記第２の添加剤のうちの少なくとも１つの使用によって、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの第２の還元のために配置されている、還元触媒デバイス（３３０）と、
を含み、
前記第１の投与デバイス（３７１）による前記第１の添加剤の前記供給は、二酸化窒素ＮＯ２＿１が前記触媒フィルタ（３２０）のフィルタ構造体の中に存在し、前記二酸化窒素ＮＯ２＿１の一部が、前記触媒フィルタ（３２０）の中のスート粒子の前記酸化を促進するよう使用されるように、前記触媒フィルタ（３２０）の上流における二酸化窒素と窒素酸化物との間の分配比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１に基づいて制御される、
ことを特徴とする、排気処理システム（３５０）。
【請求項２】
前記第１の添加剤および前記第２の添加剤のうちの少なくとも１つは、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、請求項１に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項３】
前記還元触媒デバイス（３３０）は、
選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）；
下流のスリップ触媒（ＳＣ）と一体化されている選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）であって、前記スリップ触媒（ＳＣ）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選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）を支援するように配置されている、かつ／または、前記排気流（３０３）の中の添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）；
分離したスリップ触媒（ＳＣ）が下流に続く選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）であって、前記スリップ触媒（ＳＣ）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選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）を支援するように配置されており、および／または、前記排気流（３０３）の中の添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）；
前記排気流（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、および／または、前記排気流（３０３）の中の添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、スリップ触媒（ＳＣ）
の群からの１つを含む、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】
前記触媒フィルタ（３２０）における還元特性を有する前記少なくとも部分的に触媒のコーティングが、前記触媒フィルタ（３２０）の入口部に関連して配置されており、また、選択還元触媒（ＳＣＲ）における前記還元特性に対応する還元特性を有する、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】
前記触媒フィルタ（３２０）における還元特性を有する前記少なくとも部分的に触媒のコーティングは、前記触媒フィルタ（３２０）の出口部に関連して配置されており、また、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）における前記還元特性に対応する還元特性を有する、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６】
前記触媒フィルタ（３２０）における還元特性を有する前記少なくとも部分的に触媒のコーティングは、実質的に前記触媒フィルタ（３２０）の全体長さにわたって配置されており、また、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）における前記還元特性に対応する還元特性を有する、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７】
前記排気処理システム（３５０）は、添加剤の供給のためのシステム（３７０）を含み、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、前記第１の投与デバイス（３７１）および第２の投与デバイス（３７２）に前記第１の添加剤および前記第２の添加剤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】
添加剤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、請求項７に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項９】
添加剤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、前記第１の添加剤の第１の投与は、前記第１の投与デバイス（３７１）の使用を通し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、前記第２の添加剤の第２の投与は、前記第２の投与デバイス（３７２）の使用を通して前記排気流に供給される、第２のポンプ制御デバイス（３７９）と
を含む、請求項７に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項１０】
前記第１の酸化触媒（３１１）は、下流に嵌め込まれているコンポーネントのために熱を発生させるようにも配置されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
【請求項１１】
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の酸化触媒（３１１）の使用による、前記排気流の中の窒素、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（４０１）と、
前記第１の酸化触媒（３１１）の下流に配置されている第１の投与デバイス（３７１）の使用による、前記排気流（３０３）の中への第１の添加剤の供給（４０２）の制御と、
前記第１の投与デバイス（３７１）の下流に配置されている触媒フィルタ（３２０）の使用による、前記排気流（３０３）の中のスート粒子の捕集および酸化（４０３）であって、前記触媒フィルタ（３２０）は、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されている、捕集および酸化（４０３）と、
前記第１の添加剤および前記触媒フィルタ（３２０）の前記還元特性の使用による、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元（４０４）と、
前記触媒フィルタ（３２０）の下流に直接隣接して前記触媒フィルタ（３２０）からの前記排気流（３０３）をすべて受け取るように配置されている第２の酸化触媒（３１２）の使用による、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数の第２の酸化（４０５）と、
前記第２の酸化触媒（３１２）の下流に配置されている第２の投与デバイス（３７２）の使用による、前記排気流（３０３）の中への第２の添加剤の供給（４０６）の制御と、
前記第２の投与デバイス（３７２）の下流に配置されている還元触媒デバイス（３３０）の中の前記第１の添加剤および前記第２の添加剤のうちの少なくとも１つの使用による、前記排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの第２の還元（４０７）と、
を含み、
前記第１の投与デバイス（３７１）の使用による前記第１の添加剤の前記供給の制御は、二酸化窒素ＮＯ２＿１が前記触媒フィルタ（３２０）のフィルタ構造体の中に存在し、前記二酸化窒素ＮＯ２＿１の一部が、前記触媒フィルタ（３２０）の中のスート粒子の前記酸化を促進するよう使用されるように、前記触媒フィルタ（３２０）の上流における二酸化窒素と窒素酸化物との間の分配比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１に基づいて行われる、
ことを特徴とする、方法。
【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１１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、第１の酸化触媒、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】
また、ＷＯ２０１４０４４３１８などのような、触媒微粒子フィルタＳＣＲＦを含む先行技術の排気処理システムが存在している。触媒微粒子フィルタは、触媒コーティングを含むフィルタであり、コーティングが窒素酸化物ＮＯｘの還元のために使用され得るという特性を備えている。しかし、これらの先行技術の排気処理システムは、触媒フィルタＳＣＲＦの中の不十分なスート酸化に関する問題を経験することが多い。これらの問題は、窒素酸化物ＮＯｘの還元の中に含まれる反応が、スート酸化の中に含まれる反応よりも速いという事実に、少なくとも部分的に起因する。それに加えて、ＷＯ２０１４０４４３１８の還元システムは、体積の観点から比較的大きく、それは、上述のような問題につながる可能性がある。また、ＷＯ２０１４０４４３１８の第２のＳＣＲ触媒は、この構成の中で相対的に非効率的になる。
【００１４】
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。
【００１５】
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１１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。
【００１６】
本発明による排気処理システムは、
−  前記排気流の中の窒素、炭素、および水素のうちの１つまたは複数を含む化合物を酸化させるように配置されている第１の酸化触媒と、
−  第１の酸化触媒の下流に配置されており、第１の添加剤を排気流の中へ供給するように配置されている、第１の投与デバイスと、
−  第１の投与デバイスの下流に配置されており、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されており、第１の添加剤の使用によって、スート粒子を捕らえて酸化させるように、また、排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの量の第１の還元のために配置されている、触媒フィルタと、
−  触媒フィルタの下流に配置されており、また、排気流の中の窒素酸化物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、第２の酸化触媒と、
−  第２の酸化触媒の下流に配置されており、また、第２の添加剤を排気流の中へ供給するように配置されている、第２の投与デバイスと、
−  第２の投与デバイスの下流に配置されており、また、第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つの使用によって、排気流の中の窒素酸化物ＮＯｘの第２の還元のために配置されている、還元触媒デバイスと
を含む。
【００１７】
したがって、排気処理システムは、投与デバイスおよび触媒フィルタがその後に続く第１の酸化触媒と、投与デバイスおよび還元触媒デバイスがその後に続く第２の酸化触媒とを含む。触媒フィルタの中の改善されたスート酸化が、本発明の使用によって得られ得る。具体的には、排気処理システムの中の窒素酸化物の還元に関する２つの可能性、すなわち、触媒フィルタの中の第１の還元、および、還元触媒デバイスの中の第２の還元が存在しているので、二酸化窒素に基づく改善されたパッシブなスート酸化が実現され得る。したがって、触媒フィルタに到達する二酸化窒素ＮＯ２の一部は、フィルタの中の触媒コーティングによる還元において消費される代わりに、触媒フィルタの中のスート粒子を酸化させるために使用され得る。
【００１８】
換言すれば、触媒フィルタの中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元は制限され得、排気流の中のすべての二酸化窒素ＮＯ２が第１の還元において消費されるわけではなく、消費されていない二酸化窒素の残りがスート酸化において使用され得るようになっている。排気処理システムが、それが触媒フィルタの下流に還元触媒デバイスを含むという事実のおかげで、必要とされる／望まれる／要求される窒素酸化物ＮＯｘの還元を全体で提供することができるので、これが可能である。
【００１９】
下流に嵌め込まれた還元触媒デバイスが排気処理システムの中に含まれていないとすれば、触媒フィルタは、必要とされる窒素酸化物ＮＯｘの還元をそれ自身の上で提供しなければならないことになる。これは、第１の投与デバイスが多量の添加剤を供給することを必要とすることになり、すなわち、必要とされる還元が提供され得るほど多くの添加剤を供給することを必要とすることになる。また、窒素酸化物ＮＯｘの還元を含む反応は、スート酸化の中に含まれる反応よりも速いので、排気流の中の実質的にすべての二酸化窒素ＮＯ２が還元において消費されることになることを必然的に伴うことになる。したがって、必要とされるパッシブな二酸化窒素ベースのスート酸化を実現するには不十分な量の二酸化窒素ＮＯ２が、排気流の中に残ることになる。換言すれば、触媒フィルタの中の還元およびスート酸化は、排気流の中の二酸化窒素ＮＯ２を得るために争い、還元が、これらの速い反応に起因して、あまりに多くの二酸化窒素を消費するので、フィルタの中の効率的なスート酸化を提供することができないようになっている。
【００２０】
しかし、本発明によれば、添加剤の２つの別々の投入によって、窒素酸化物ＮＯｘの２つの別々の還元が使用される。したがって、第２の投入および第２の還元が、触媒フィルタの中の通常の効果的なスート酸化を促進するように制御され得、それは、先行技術の解決策によっては可能でないことになる。換言すれば、第１および第２の還元は、スート酸化／スート燃焼が効率的になるのと同時に、必要とされる窒素酸化物ＮＯｘの還元を一緒に提供することが可能である。
【００２１】
酸化触媒は、排気処理システムにとって重要ないくつかの特徴を有する。これらの特徴のうちの１つは、酸化触媒が、排気流の中に生じる一酸化窒素ＮＯを二酸化窒素ＮＯ２へと酸化させることである。二酸化窒素ＮＯ２の供給は、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、および、窒素酸化物ＮＯｘの還元にとって重要である。したがって、本発明による排気処理システムは、第１の酸化触媒の後の二酸化窒素ＮＯ２の入手可能性のおかげで、触媒フィルタの中の良好なスート酸化を提供することが可能である。同時に、触媒フィルタが、上流に配置されている第１の酸化触媒によって先行されているので、および、還元触媒デバイスが、上流に配置されている第２の酸化触媒によって先行されているので、二酸化窒素ＮＯｘの全体的な良好な還元が提供され得る。触媒フィルタの中の第１の還元に関する反応速度、および、還元触媒デバイスの中の第２の還元に関する反応速度は、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る。したがって、それぞれ、第１および第２の酸化触媒の中での、二酸化窒素ＮＯ２への窒素酸化物ＮＯの先の酸化のおかげで、触媒フィルタおよび還元触媒デバイスの中のより効率的な第１および第２の還元が、それぞれ得られ得る。
【００２２】
特許請求の範囲による、還元触媒デバイスの上流に触媒フィルタを設置することは、還元触媒デバイスの下流に触媒フィルタを設置することと比較して大きな利点を有する。次いで、第１の投与デバイスは、上述のように、二酸化窒素ＮＯ２が触媒フィルタの中のスート酸化に利用可能となるように制御され得る。したがって、本発明による排気処理システムの中の第１および第２の投与デバイスは、必要とされるスート酸化が触媒フィルタの中で得られ得るように制御され得る。その理由は、下流に／最後に設置されている還元触媒デバイスが存在しており、第２の投与デバイスがそれに関して制御され得、それが窒素酸化物ＮＯｘのエミッションが適切な閾値の中に維持されることを確実にするようになっているからである。したがって、下流に設置されている還元触媒デバイスは、それがシステムの中の最後に設置されているので、十分な量の窒素酸化物ＮＯｘを排除することに焦点を合わせることが可能である。
【００２３】
また、本発明による、上流に設置されている触媒フィルタは、システムの総合性能にとって有利である。その理由は、フィルタの上流の場所は、フィルタの下流に設置されている還元触媒デバイスの潜在的な化学的な汚染を低減させるからである。また、本発明による、上流に設置されている触媒フィルタは、触媒フィルタが還元触媒デバイスの下流に設置されていたとした場合よりもはるかに多い量の窒素酸化物ＮＯｘによって到達され、すなわち、それは、また、はるかに多数の二酸化窒素粒子ＮＯ２によって到達される。これは、たとえば、還元触媒デバイスの上流に設置された触媒フィルタの中の排気流、および、還元触媒デバイスの下流に設置された触媒フィルタの中の排気流に関して、比率ＮＯ２／ＮＯｘが同じ値を有するとした場合でも、触媒フィルタの設置の下流／上流にそれぞれ到達する二酸化窒素粒子ＮＯ２の数の間に大きな差が存在することを意味している。したがって、本発明による、上流に設置されている触媒フィルタは、下流に設置された触媒フィルタが有することになるものよりも、スート酸化において使用され得る相当に多数の二酸化窒素粒子ＮＯ２へのアクセスを有することになる。
【００２４】
また、本発明の使用によって、第１の投与デバイスによって添加剤を投入することが可能であり、二酸化窒素が触媒フィルタの中に常に存在するようになっているという事実は、より詳細に下記に説明されているように、フィルタの中の触媒コーティングの中の窒素酸化物ＮＯｘの還元が、いわゆる「ｆａｓｔＳＣＲ」によって、実質的に常に可能になることになるという効果を有する。また、これは、還元システムが小型／コンパクトになり得ることも意味している。したがって、本発明による排気処理システムは、コンパクトであることが可能であり、それは、本発明による排気処理システムが多数の車両の中で使用され得ることを意味している。本発明によるシステムに関連した要件などのような、小さい体積の要件は、明らかに大きな全体的な利点である。
【００２５】
本発明の使用を通して、排気のより温度効率的な処理も実現される。その理由は、排気処理システムの中の上流に嵌め込まれた触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングが、いくつかの動作モードにおいて、下流に嵌め込まれた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できるからである。たとえば、低い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、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングは、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。
【００２６】
特定の他の動作モードにおいて、同様に、下流に嵌め込まれた還元触媒デバイスは、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングの温度よりも好適な温度で動作することが可能である。
【００２７】
本発明の使用を通して、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングに関して、および、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、窒素酸化物ＮＯｘの第１および第２の還元は、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還元を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、通常の車両動作においても起こ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。
【００２８】
本発明は、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングおよび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、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングと還元触媒デバイスとの間に得られ、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングは、それが露出される第１の熱質量および第１の温度関数（第１の温度プロセス）に関して最適化され、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。
【００２９】
それに加えて、本発明によれば、排気処理システムの中での２つの酸化ステップの使用、すなわち、触媒フィルタの上流に嵌め込まれた第１の酸化触媒、および、フィルタの下流に嵌め込まれた第２の酸化触媒の使用は、排気流が触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングおよび還元触媒デバイスにそれぞれ到達するときに、排気流の中の二酸化窒素ＮＯ２の割合の増加をもたらす。したがって、速い反応経路を介して、すなわち、「ｆａｓｔＳＣＲ」を介して起こる、窒素酸化物ＮＯｘの総変換の割合は、窒素酸化物ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２についての反応経路を介して還元が起こる場合に、増加され得る。ｆａｓｔＳＣＲによる変換の割合の増加は、ＮＯｘ変換がそれに伴って起こる応答が急速に増加し、触媒体積に関する要件が減少することを意味している。ｆａｓｔＳＣＲは、さらに詳細に下記に説明されている。
【００３０】
また、触媒フィルタの上流に嵌め込まれた酸化触媒は、本発明による排気処理システムの中に熱を発生させるために使用され得る。第１の酸化触媒は、なかでも排気流の中の炭化水素化合物を酸化させる（それは、熱を発生させる）ようにセットアップされているので、この熱を発生させることが可能である。この発生された熱は、１つの実施形態によれば、排気処理コンポーネントの再生において、たとえば、排気処理システムの中の還元触媒デバイスまたは触媒フィルタなどの再生において使用され得、ロバストな再生が、本発明の使用によって実現され得るようになっている。
【００３１】
したがって、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティング、および／または、還元触媒デバイスは、還元触媒デバイス、および／または、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングに関する特性、たとえば、触媒特性などに基づいて最適化され得る。たとえば、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構築／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。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、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングの触媒特性は、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。
【００３２】
触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティング、および／または、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、可変の温度プロファイルおよび／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。
【００３３】
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、熱によって寄与することが可能である。その熱慣性に起因して、この点における触媒フィルタは、排気流よりも高温であり、したがって、排気流がフィルタによって加熱され得る。
【００３４】
この有利な特性に加えて、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングは、特に、過渡的な動作において、スロットルに関連して生じる、より高い温度を使用することが可能である。したがって、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングは、スロットルの後に、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。触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングに関する、このより高い温度は、本発明によって使用され、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングに関するＮＯｘ還元を改善する。２つの還元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、エネルギー効率的な様式で、利用可能な熱の使用を最大化することが可能である。
【００３５】
第１の酸化および／または第２の酸化は、なかでも炭化水素化合物の酸化において熱を発生させる。本発明を通して、この熱は、触媒フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティング、および／または、還元触媒デバイスに関して、ＮＯｘ還元を改善するために使用され得る。したがって、本発明によれば、排気処理システムのさまざまなコンポーネント、および、排気浄化からのそれらの生成物は、全体的に効率的な排気処理システムを提供するために使用され得る。
【００３６】
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。
【００３７】
本発明による排気処理システムは、比較的コンパクトにされ得る。その理由は、コンポーネントパーツ、たとえば、還元触媒が、体積の観点から大きくなる必要がなく、少なくとも部分的に触媒のコーティングが、触媒フィルタの中に実装されているからである。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。
【００３８】
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。
【００３９】
十分な二酸化窒素ベースの（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）、および、本発明による排気処理システムの中の上流に嵌め込まれた第１の投与デバイスによって実現される添加剤投与の制御は、特定の基準を満たす必要があり得る。
【００４０】
第１の酸化触媒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、本発明によれば、第１の投与デバイスによる適切に選択された添加剤の投入と一緒になって、十分なＮＯ２ベースのスート酸化が触媒フィルタの中に得られるための条件を提供する。
【００４１】
第１の酸化触媒および第２の酸化触媒の使用は、酸化触媒の中の一酸化窒素ＮＯの酸化において二酸化窒素ＮＯ２が生成されるので、より効率的なスート酸化が、下流に続く触媒フィルタの中で得られ得ることを伴う。さらに、二酸化窒素ＮＯ２の発生は、二酸化窒素と窒素酸化物との間の比率ＮＯ２／ＮＯｘが、還元触媒デバイスにおいて、窒素酸化物ＮＯｘの効率的な還元に関して適切な値を得ることができることを伴う。追加的に、酸化触媒は、排気流の中の炭化水素ＨＣとの発熱反応を通して熱を発生させることに関して良い機会を提供する。したがって、エンジンは、外部注入器として見ることが可能であり、外部注入器は、第１の酸化触媒および／または第２の酸化触媒に炭化水素ＨＣを供給し、ここで、炭化水素ＨＣが、熱を発生させるために使用され得る。
【００４２】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の添加剤の供給は、触媒フィルタの中の二酸化窒素と窒素酸化物との間の分配比率ＮＯ２／ＮＯｘに少なくとも部分的に基づいて、第１の投与デバイスの使用によって制御される。これは、このケースでは、第１の投与デバイスによる第１の添加剤の投入が制御され得、フィルタの中の触媒コーティングによる第１の還元の後に排気流が何分の１かの二酸化窒素ＮＯ２を常に含有するようになっているという利点を有する。したがって、良好な二酸化窒素ベースの（ＮＯ２ベースの）スート酸化、および、窒素酸化物ＮＯｘの効率的な還元が、触媒フィルタの中のいわゆる「ｆａｓｔＳＣＲ」を介して促進される。
【００４３】
また、本発明は、２つの協働する投与デバイスが、触媒フィルタおよび還元触媒デバイスの上流において、添加剤／還元剤、たとえば尿素の投与のために組み合わせて使用され、それが、添加剤の注入が２つの物理的に別々の位置の間で分割されているので、添加剤の混合および潜在的な蒸発を軽減して促進するという利点を有する。これは、添加剤が排気処理システムを局所的に冷却するリスク（それは、添加剤が注入される位置において、または、そのような位置の下流に、堆積物を潜在的に形成する可能性がある）を低減させる。
【００４４】
添加剤の蒸発の緩和は、排気背圧が潜在的に小さくされ得ることを意味している。その理由は、還元ステップごとのＮＯｘ変換に関する要件が減少され、また、添加剤の注入が２つの位置の間に分割されているので、以前の単一の投与位置と比較して、蒸発されなければならない添加剤の量も減少されるようになっているからである。また、本発明によって、１つの投与位置における投与を遮断すること、および、次いで、熱を使用して、生じ得る可能性のある析出物を除去することが可能である。
【００４５】
非限定的な例は、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムの中の単一の投与デバイスが、９８％ＮＯｘ変換を提供する還元剤の蒸発および分配を提供するように最適化される場合には、本発明による排気処理システムの中の２つのそれぞれの還元ステップのＮＯｘ変換が、たとえば、６０％および９５％までそれぞれ低下され得ることであることが可能である。このケースではそれぞれの２つの位置において蒸発されなければならない添加剤の量は、低下されるようになり、添加剤の割り当ては、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムの中と同程度に、本発明によるシステムの中で最適化される必要はない。Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムによって必要とされるような、添加剤の最適なおよび均質な分配は、高い排気背圧をもたらすことが多い。その理由は、添加剤が排気と混合されることになるときに、すなわち、窒素酸化物ＮＯｘと混合されることになるときに、進化した蒸発／混合が使用されなければならないからである。添加剤の最適なおよび均質な分配に関する要件は、本発明によるシステムに関するものほど高くないので、本発明が使用されるときの排気背圧を低減させる可能性が存在する。
【００４６】
したがって、本発明において使用される２つの投与位置は、全体的に、１つだけの投与位置がシステムの中で使用されたとした場合よりも多くの添加剤が排気流に供給され得ることを促進する。これは、改善された性能が提供され得ることを意味している。
【００４７】
したがって、本発明は、混合および潜在的な蒸発のための負荷の除去を提供する。ダブルの投与位置は、一方では、添加剤が、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムの中のような１つの位置の代わりに、２つの位置で混合され、潜在的に蒸発されることを意味しており、また、他方では、ダブルの投与位置は、より低い変換レベル、ひいては、好適な比率を備えた投与が使用され得ることを意味している。変換レベルのサイズおよび投与の比率の影響が、さらに詳細に下記に説明されている。
【００４８】
液体形態の添加剤を使用する実施形態に関して、本発明によるシステムが使用されるときに、蒸発も改善される。これは、一方では、排気流に供給されることになる添加剤の合計量が、２つの物理的に別々の投与位置の間で分割されるからであり、また、他方では、システムが、１つだけの投与位置を備えたシステムよりも重く負荷をかけられ得るからである。添加剤の残留物が潜在的に生じる位置における投与が、必要とされる場合に、総エミッションに関する基準が同時に満たされ得る状態で、本発明によるシステムによって減少され／閉じられ得るので、システムがより重く負荷をかけられ得る。
【００４９】
また、本発明による排気処理システムは、添加剤の投与量におけるエラーに対するロバストネスを提供する。本発明の１つの実施形態によれば、ＮＯｘセンサは、排気処理システムの中の２つの投与デバイスの間に設置されている。これは、第２の投与デバイスによる用量の投入に関連して、第１の投与デバイスにおける潜在的な投与エラーを補正することが可能であることを意味している。
【００５０】
下記の表１は、変換レベルおよびエミッションの非限定的な例を示しており、それは、１０ｇ／ｋＷｈ  ＮＯｘのケースにおいて、還元剤に関する１０％投与エラーの結果である。１つの還元ステップを備えるシステムにおいて、例によれば、９８％の変換ＮＯｘが要求される。２つの還元ステップを備える排気処理システムの中のＮＯｘの９８％変換を提供するために、ＮＯｘの６０％変換が、第１の還元に関して要求され、ＮＯｘの９５％変換が、第２の還元に関して要求される。表に図示されているように、Ｅｕｒｏ  ＶＩ−システムなどのような、１つの還元ステップを備えるシステムは、１．１８ｇ／ｋＷｈエミッションをもたらす。本発明によるシステムなどのような、２つの還元ステップは、その代わりに、例によれば、０．６７ｇ／ｋＷｈのエミッションをもたらす。本発明によるシステムに関するこの相当に低い結果として生じるエミッションは、表１によって図示されているように、２つの投与ポイント／還元ステップの使用の数学的な結果である。２つの投与デバイスの間に設置されているＮＯｘセンサは、第２の投与デバイスによる投与に関連して、第１の投与デバイスにおける投与エラーを補正するこの可能性を提供する。
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【００５１】
今日のＥｕｒｏ  ＶＩ−システムの中にすでに存在しているＮＯｘセンサが、補正に関連して使用され得るので、この実施形態は、低いレベルの追加される複雑さを伴って実装され得る。ＮＯｘセンサは、通常、消音器入口部の中に着座している。本発明の中の第１の還元およびその第１の投与は、必ずしも、すべての窒素酸化物ＮＯｘを排気流から除去することを必要とするわけではないので、第１の還元、およびその第１の投与は、触媒フィルタの上流の窒素酸化物ＮＯｘについての任意の測定された情報なしに潜在的に対処することが可能である。しかし、還元触媒デバイスの中のエミッションは、低いレベルまで、多くの場合、ゼロに近いレベルまで低減されなければならないので、還元触媒デバイスの上流の窒素酸化物ＮＯｘについての正しい情報、すなわち、比較的高い精度を有する情報を得ることが重要である。したがって、この位置、すなわち、還元触媒デバイスにおける位置、または、還元触媒デバイスの上流の位置は、本発明の１つの実施形態によれば、ＮＯｘセンサを適切に装備しているべきである。したがって、このＮＯｘセンサは、本発明の実施形態によれば、フィルタの下流に設置され得、また、フィルタの下流は、フィルタの上流の環境と比較して、化学的中毒の視点から攻撃的でない環境である。
【００５２】
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。
【００５３】
上述のように、第１および第２の還元は、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、触媒フィルタおよび還元触媒デバイスによって占められる体積のうちの１つまたは複数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。
【００５４】
本発明による排気処理システムの中の２つのそれぞれの投与デバイスに対応するＮＯｘ変換がそれぞれ６０％または９５％を構成する、上述の非限定的な例に関して、本発明による排気処理システムは、１つだけの還元触媒によって９８％を表すＮＯｘ変換を提供するためのＥｕｒｏ  ＶＩ−システムの中の還元触媒デバイスの必要とされるサイズに等しい、触媒フィルタおよび還元触媒デバイスに関する合計体積を理論的に必要とする。しかし、実際には、高い９８％変換レベルに関するＥｕｒｏ  ＶＩ−システムの要件は、本発明の要件による、より低い変換レベル６０％および９５％それぞれの総和を表す触媒体積よりも大きい触媒体積が必要とされることを意味している。これは、体積と変換レベルとの間の非線形関係に起因している。たとえば９８％などのような、高い変換レベルにおいて、排気および／または添加剤の分配の不完全性は、触媒体積に関する要件に、より大きく影響を与える。また、高い変換レベルは、触媒表面の上の添加剤のより大きい堆積／カバーレベルをもたらすので、高い変換レベルは、より大きい触媒体積を必要とする。次いでそのような堆積された添加剤が特定の排気条件において脱着し得るリスク、すなわち、いわゆるアンモニアスリップが生じ得るリスクが存在する。
【００５５】
添加剤の分配の効果、および、増加するＮＨ３スリップの効果の１つの例が、図６に図示されている。図は、変換レベルに関する比率、すなわち、勾配／微分係数（左側のｙ軸）が、高い変換レベルにおいて化学量論比（ｘ軸）に関して減少することを示しており、すなわち、変換レベルに関する曲線は、高い変換レベルに関して平坦であり、それは、なかでも、排気および／または添加剤の分配の不完全性に起因する。また、図は、ＮＨ３スリップ（右側のｙ軸）の増加が、より高い変換レベルにおいて生じることを示している。化学量論比に関して１よりも高い値において、理論的に必要とされるよりも多くの添加剤が追加され、それは、また、ＮＨ３スリップのリスクを増加させる。
【００５６】
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。
【００５７】
追加的に、第１の酸化ステップにおける窒素酸化物ＮＯｘ＿１のレベルがエンジン手段によって制御されるので、本発明の使用を通して、第１の還元ステップに関して、比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１に関する値が制御され得る。
【００５８】
比率ＮＯ２／ＮＯｘは、一般的に、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／ＮＯｘ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のレベルが、アクティブに制御され得、それは、酸化触媒の中の、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／ＮＯｘ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。
【００５９】
換言すれば、二酸化窒素ＮＯ２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、たとえば、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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触媒フィルタの中の還元は、酸化温度間隔Ｔｏｘよりも少なくとも部分的に低い還元温度間隔Ｔｒｅｄにおいてアクティブであり、それは、フィルタ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、フィルタ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の還元における窒素酸化物ＮＯｘの還元は、フィルタ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、触媒フィルタの中の良好に選択されて最適化された触媒コーティングは、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の還元が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いる。
【００６２】
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。次いで、アンモニアＮＨ３の結果として生じるレベルが、本発明が使用されるときに、同様に下にシフトされ得る。
【００６３】
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。
【００６４】
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】
【００６５】
【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３】本発明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】とりわけ、ＮＯｘ変換とＮＨ３スリップとの間の比率を示す図である。
【図７】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】
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、シリンダーから構成され得る。
【００７０】
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。
【００７１】
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ＣｘＨｙ（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。
【００７２】
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、アンモニアおよび／または尿素ベースであることが多く、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。
【００７３】
また、この例では、排気処理システム２５０は、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を装備しており、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
また、添加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。
【００８０】
図３は、本発明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、および、排気流３０３（矢印によって示されている）は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１に導かれ、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１は、排気処理システム３５０の中の排気流３０３の中の窒素化合物、炭素化合物、および／または炭化水素化合物を酸化させるように配置されている。第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１の中での酸化のときに、排気流３０３の中の一酸化窒素ＮＯの一部が、二酸化窒素ＮＯ２へと酸化される。第１の投与デバイス３７１が、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１の下流に配置されており、第１の添加剤を排気流３０３の中に供給するように配置されている。
【００８１】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の加水分解触媒（それは、実質的に任意の適切な加水分解コーティングから構成され得る）、および／または、第１のミキサーが、第１の投与デバイス３７１に関連して配置され得る。次いで、第１の加水分解触媒、および／または、第１のミキサーは、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。
【００８２】
排気システム３５０は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１の下流に、触媒微粒子フィルタＳＣＲＦ３２０を含み、触媒微粒子フィルタＳＣＲＦ３２０は、スート粒子を捕らえるため、および、スート粒子を酸化させるため、の両方のために配置されており、それは、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを含む。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。窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元が、第１の投与デバイス３７１によって排気流に供給される添加剤の助けを借りて、フィルタＳＣＲＦの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングによって実施される。より詳細には、第１の還元における触媒コーティングは、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元において、添加剤、たとえば、アンモニアＮＨ３または尿素（アンモニアがそれから発生／形成／放出され得る）を使用する。この添加剤は、たとえば、上述のＡｄＢｌｕｅから構成され得る。
【００８３】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも部分的に触媒のコーティングは、触媒フィルタ３２０の入口部に関連して配置されており、また、選択触媒還元触媒ＳＣＲにおける還元特性に対応する還元特性を有する。換言すれば、触媒フィルタを通過する排気流３０３は、最初に、少なくとも部分的に触媒のコーティングに到達し、排気流がフィルタ３２０への途中にいるときに、窒素酸化物ＮＯｘの還元が実施され、それに続いて、スート粒子が、フィルタ３２０の中で捕らえられて酸化される。
【００８４】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも部分的に触媒のコーティングは、触媒フィルタ３２０の出口部に関連して配置されており、また、選択触媒還元触媒ＳＣＲにおける還元特性に対応する還元特性を有する。換言すれば、触媒フィルタを通過する排気流３０３は、スート粒子がフィルタの中に捕らえられて酸化された後に、少なくとも部分的に触媒のコーティングに到達し、排気流がフィルタ３２０への途中にいるときに、窒素酸化物ＮＯｘの還元が実施されるようになっている。
【００８５】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも部分的に触媒のコーティングは、触媒フィルタ３２０の実質的に全体長さを横切って配置されており、たとえば、全体長さにわたって実質的に均質に配置されており、選択触媒還元触媒ＳＣＲの還元特性に対応する還元特性を有する。換言すれば、触媒フィルタを通過する排気流３０３は、スート粒子と実質的に並列に、すなわち、スート粒子がフィルタの中で捕らえられて酸化されるときの間に、少なくとも部分的に触媒のコーティングに到達する。
【００８６】
触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の上流に設置されている第１の酸化触媒デバイスＤＯＣ１３１１の使用によって得られる、排気流３０３の中の二酸化窒素ＮＯ２の割合の増加は、窒素酸化物ＮＯｘの総変換のより大きい割合が、速い反応経路を介して、すなわち、ｆａｓｔＳＣＲを介して起こり、ここで、還元が、窒素酸化物および二酸化窒素ＮＯ２の両方についての反応経路を介して起こることを意味している。
【００８７】
触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の上流に嵌め込まれた第１の酸化触媒３１１は、また、排気流の中の可能性のある炭化水素化合物の酸化において熱を発生させ、それは、この熱がたとえばＮＯｘ還元を最適化するために使用され得ることを意味している。
【００８８】
１つの実施形態によれば、本発明は、エンジン手段および／または燃焼手段を用いて、第１の酸化触媒に到達する窒素酸化物ＮＯｘのレベル／量を調節することによって、第１の還元ステップに関する二酸化窒素ＮＯ２＿１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の量との間で、ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１の比率の制御を促進する。換言すれば、必要とされるときには、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の中の触媒コーティングに到達する二酸化窒素ＮＯ２＿１の第１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量との間で、比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１の適合が実施される。調節は、エンジン手段および／または燃焼手段を用いて、エンジンから排出されてその後に第１の酸化触媒３１１に到達する窒素酸化物の量をアクティブ制御することによって実現される。また、間接的に、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量のアクティブ制御が、それによって得られる。その理由は、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量のレベルが、エンジンから排出される窒素酸化物の量に依存するからである。
【００８９】
また、１つの実施形態によれば、本発明は、第１の還元触媒デバイスにおける添加剤の投与を適合させることによって、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の量との間で、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２の制御を促進する。
【００９０】
本発明による排気処理システム３５０は、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の下流に第２の酸化触媒ＤＯＣ２３１２を含む。第２の酸化触媒ＤＯＣ２３１２は、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたはいくつかを酸化させるように配置されている。
【００９１】
第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１および／または第２の酸化触媒ＤＯＣ２３１２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、ここで、この酸化コーティングは、少なくとも１つの貴金属、たとえば、プラチナを含むことが可能である。第１の酸化触媒３１１および第２の酸化触媒３１２の使用は、このように、二酸化窒素ＮＯ２への一酸化窒素ＮＯの酸化を結果として生じさせ、それは、より効率的なスート酸化が触媒微粒子フィルタＳＣＲＦの中で得られ得ることを意味している。さらに、発生される二酸化窒素ＮＯ２は、下流に配置されている還元触媒デバイス３３０における、二酸化窒素と窒素酸化物との間の比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する適切な値をもたらすことが可能であり、そして、それは、還元触媒デバイス３３０の中での窒素酸化物ＮＯｘの効率的な還元を伴う。追加的に、第１の酸化触媒３１１および／または第２の酸化触媒３１２は、排気流の中の炭化水素ＨＣとの発熱反応を通して、熱を生成することが可能である。
【００９２】
１つの実施形態によれば、排気処理システム３５０は、第１の酸化触媒３１１および／または第２の酸化触媒３１２に炭化水素ＨＣを供給する少なくとも１つの外部注入器を含むことが可能である。
【００９３】
また、このケースでは、エンジンは、第１の酸化触媒３１１、および／または第２の酸化触媒３１２に炭化水素ＨＣを供給する注入器として見ることも可能であり、ここで、炭化水素ＨＣは、熱を発生させるために使用され得る。
【００９４】
本発明によるシステムは、ＮＯ２に基づくパッシブな再生を通して、スートから触媒フィルタを浄化するように設計されている。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、触媒フィルタ３２０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。
【００９５】
触媒フィルタＳＣＲＦの再生においてエンジンの注入システムの使用のときに、第１の酸化触媒３１１および／または第２の酸化触媒３１２は、燃料を酸化させ、主に二酸化炭素ＣＯ２にすることになる。したがって、第１の酸化触媒デバイス３１１、および／または第２の酸化触媒デバイス３１２が、必要な熱を発生させるために使用され得るので、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の再生、または、たとえば、還元触媒デバイス３３０などのような別の排気処理コンポーネントの再生が簡単化される。
【００９６】
触媒微粒子フィルタ３２０の下流において、排気処理システム３５０は、上述のように、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、第２の添加剤を排気流３０３に供給するように配置されており、ここで、そのような第２の添加剤は、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。ここで、第２の添加剤は、上述の第１の添加剤と同じ添加剤から構成され得、すなわち、第１および第２の添加剤は、同じタイプのものであり、また、場合によっては、同じタンクから来ることが可能である。また、第１および第２の添加剤は、異なるタイプのものであってもよく、異なるタンクから来ることが可能である。
【００９７】
また、本発明の１つの実施形態によれば、第２の加水分解触媒および／または第２のミキサーが、第２の投与デバイス３７２に関連して配置され得る。第２の加水分解触媒および／または第２のミキサーの機能および実施形態は、第１の加水分解触媒および第１のミキサーに関して上記に説明されているものに対応している。
【００９８】
また、排気処理システム３５０は、第２の還元触媒デバイス３３０を含み、第２の還元触媒デバイス３３０は、第２の投与デバイス３７２の下流に配置されている。還元触媒デバイス３３０は、第２の添加剤の使用を通して、および、排気流３０３が還元触媒デバイス３３０に到達したときに第１の添加剤が排気流３０３の中に残っている場合には、第１の添加剤の使用にもよって、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。
【００９９】
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３６１、３６３、３６４、３６５、および／または、１つもしくはいくつかの温度センサ３６１、３６２、３６３、３６４、３６５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、３６５は、図３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３１１、３２０、３１２、３３０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３１１、３２０、３１２、３３０のうちの１つまたは複数の中に／において／の上に配置され得る。投入された添加剤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、触媒フィルタ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。
【０１００】
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、ＳＣＲＦ３２０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、第１の投与デバイス３７１によって実施された投与からの添加剤の余剰の残留物によって、第１の酸化触媒３１１および／または第２の酸化触媒３１２にわたって生成され得る。
【０１０１】
還元触媒デバイス３３０の下流のＮＯｘセンサ３６４は、添加剤の投入のフィードバックにおいて使用され得る。
【０１０２】
図３に表示されている排気処理システム３５０の使用を通して、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０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、フィルタＳＣＲＦ３２０および還元触媒デバイス３３０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、フィルタＳＣＲＦ３２０は、どのようにその熱質量が還元触媒３３０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。
【０１０３】
触媒フィルタ３２０の熱慣性を考慮することによって、還元触媒デバイス３３０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最適化され得る。本発明によれば、最適化された触媒フィルタＳＣＲＦ、および、最適化された還元触媒デバイス３３０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、または、そのコンポーネントの少なくとも一部は、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。
【０１０４】
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からの、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。
【０１０５】
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、本発明の使用によって、２つの還元が排気処理システム３５０の中で実施されるので、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／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、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の上で窒素酸化物ＮＯｘを還元することによって、還元触媒デバイス３３０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、触媒フィルタ３２０と、還元触媒デバイス、すなわち、第２の酸化触媒ＤＯＣ２３１２との間の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。
【０１０６】
１つの実施形態によれば、排気処理システム３５０の中の触媒フィルタ３２０の中での還元は、酸化温度間隔Ｔｏｘよりも低い還元剤温度間隔Ｔｒｅｄにおいてアクティブであり、酸化温度間隔Ｔｏｘにおいて、二酸化窒素ベースのスート酸化、すなわち、フィルタＳＣＲＦ３２０の中での不完全に酸化された炭素化合物の酸化がアクティブである。換言すれば、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の中で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、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０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。したがって、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元は、必ずしも、フィルタＳＣＲＦ３２０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。
【０１０７】
排気処理システムは、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、第１の酸化触媒３１１および触媒フィルタ３２０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。
【０１０８】
本発明の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０の中の第１の触媒コーティング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、触媒フィルタ３２０の中の還元が、好適な温度で動作することが可能であるからである。
【０１０９】
特定の先行技術の解決策とは対照的に、本発明によれば、触媒フィルタ３２０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。本発明によれば、触媒フィルタ３２０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、添加剤のためのより長い混合距離が、エンジンおよび／またはターボと触媒フィルタ３２０の中の触媒コーティングとの間で、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、触媒フィルタ３２０の中の還元に関して、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。
【０１１０】
本発明の追加的な利点は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１、触媒フィルタ３２０、および還元触媒デバイス３３０が、熱的に異なる位置に位置／設置されているという事実に起因する可能性がある。これは、たとえば、スロットルのときに、還元触媒デバイス３３０がより高い温度に到達する前に、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１および触媒フィルタ３２０がより高い排気温度を実現することになることを伴う。次いで、触媒フィルタの中の触媒コーティングが与えられ、上述のように、還元触媒デバイス３３０の前に、窒素酸化物ＮＯｘの効率的な還元の可能性が与えられる。また、追加的に、排気処理システム３５０のレイアウト／構成は、還元触媒デバイス３３０がｆａｓｔＳＣＲにしたがって還元を実施する、より大きい可能性を有することを意味することになる。その理由は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１が、一酸化窒素ＮＯを二酸化窒素ＮＯ２に早期に変換し始めることができるからである。クリティカルなパワー出力のときに、高い排気温度の不足が存在するときに、本発明の使用によって、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１が排気処理システム３５０の中に含まれていなかったとした場合のものよりも有利な、二酸化窒素と窒素酸化物との間の比率ＮＯ２／ＮＯｘを介して、第１および／または第２の還元に関して、より好適な環境が得られる。
【０１１１】
本発明の異なる実施形態によれば、還元触媒デバイス３３０は、
−  選択触媒還元触媒ＳＣＲ；
−  下流でスリップ触媒ＳＣと一体化されている選択触媒還元触媒ＳＣＲであって、スリップ触媒ＳＣは、一次的に、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置され、二次的に、添加剤の残留物の酸化のために配置されており、残留物は、排気流３０３の中で、たとえば、尿素、アンモニアＮＨ３、またはイソシアン酸ＨＮＣＯから構成され得る、選択触媒還元触媒ＳＣＲ；
−  下流に別々のスリップ触媒ＳＣがその後に続く選択触媒還元触媒ＳＣＲであって、スリップ触媒ＳＣは、一次的に、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置され、二次的に、添加剤の残留物の酸化のために配置されており、残留物は、排気流３０３の中で、たとえば、尿素、アンモニアＮＨ３、またはイソシアン酸ＨＮＣＯから構成され得る、選択触媒還元触媒ＳＣＲ；および、
−  一次的に、窒素酸化物ＮＯｘの還元のために配置され、二次的に、添加剤の残留物の酸化のために配置されているスリップ触媒ＳＣであって、残留物は、排気流３０３の中で、たとえば、尿素、アンモニアＮＨ３、またはイソシアン酸ＨＮＣＯから構成され得る、スリップ触媒ＳＣのうちの１つから構成されている。
【０１１２】
この文献では、スリップ触媒ＳＣという用語は、触媒を示すために全体的に使用されており、それは、排気流３０３の中の添加剤を酸化させるように、また、それは、排気流３０３の中の残留窒素酸化物ＮＯｘを低減させることができるように配置されている。より詳細には、そのようなスリップ触媒ＳＣは、一次的に、窒素酸化物ＮＯｘを還元するように配置され、および二次的に、添加剤を酸化させるように配置されている。換言すれば、スリップ触媒ＳＣは、添加剤および窒素酸化物ＮＯｘの両方のスリップ残留物に対処することが可能である。また、これは、スリップ触媒ＳＣ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、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、一般的なスリップ触媒ＳＣ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、それが添加剤および窒素酸化物ＮＯｘの両方の残留物に対処することを意味している。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、たとえば、多機能のスリップ触媒ＳＣの中で実施され得、それは、窒素酸化物ＮＯｘを還元すること、および、添加剤を酸化させることの両方を行う。
ＮＨ３＋Ｏ２→Ｎ２；      （等式１）
および
ＮＯｘ＋ＮＨ３→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ      （等式２）
ここで、等式１による反応は、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２による反応は、窒素酸化物ＮＯｘの還元をもたらす。
【０１１３】
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を酸化させるために使用され得る。
【０１１４】
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、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、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。
【０１１５】
第１の触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０の両方に関して、これらの触媒特性は、それらが露出されている環境、または、それら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、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０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、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０の中のコーティングは、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、コーティングの中に、および／または、還元触媒デバイス３３０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。
【０１１６】
したがって、図３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ＤＯＣ１、ＳＣＲＦ、ＤＯＣ２、ＳＣＲ、ＳＣは、文献全体に説明されているそれぞれの特性を有する。第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１および／または第２の酸化触媒ＤＯＣ２３１２の触媒酸化コーティングは、その特性にしたがって、一方では、窒素酸化物ＮＯを酸化させるように適合され、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。
【０１１７】
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ＤＯＣ１−ＳＣＲＦ−ＤＯＣ２−ＳＣＲ−ＳＣを有する。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１を含み、触媒フィルタＳＣＲＦ、すなわち、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタがその下流に続き、第２の酸化触媒ＤＯＣ２がその下流に続き、選択触媒還元触媒ＳＣＲがその下流に続き、スリップ触媒ＳＣ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、還元触媒ＳＣＲは、スリップ触媒ＳＣがその下流に続いているので、たとえば、第２の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スリップ触媒ＳＣによって対処され得るので、スリップ触媒ＳＣ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。
【０１１８】
本発明の１つの実施形態によれば、スリップ触媒ＳＣは、多機能であり、したがって、（上記に説明されているように）添加剤の残留物を使用することによって、また、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。追加的に、排気処理システムの中の第１の酸化触媒ＤＯＣ１および第２の酸化触媒ＤＯＣ２の中での２つの酸化ステップの使用は、排気流が触媒フィルタＳＣＲＦおよび還元触媒デバイスにそれぞれ到達するときに、排気流の中の二酸化窒素ＮＯ２の割合の増加を結果として生じさせ、速い反応経路を介して、すなわち、ｆａｓｔＳＣＲを介して起こる窒素酸化物ＮＯｘの総変換の割合が増加されるようになっており、ここで、還元は、一酸化窒素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。また、第１の酸化触媒ＤＯＣ１は、本発明による排気処理システムの中に熱を発生させるために使用され得、それは、たとえば、還元触媒デバイス、または、排気処理システムの中のフィルタなどのような、排気処理コンポーネントの再生において使用され得る。
【０１１９】
本発明によって提供される排気処理システムの中の二酸化窒素の２つの可能な還元、すなわち、触媒フィルタの中の第１の還元、および、還元触媒デバイスの中の第２の還元は、触媒フィルタに到達する二酸化窒素ＮＯ２の一部が、フィルタの中の触媒コーティングによる還元において消費される代わりに、触媒フィルタの中のスート粒子を酸化させるために使用され得ることを意味している。したがって、排気流の中のすべての二酸化窒素ＮＯ２が第１の還元において消費されることを回避するために、触媒フィルタの中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元は制限され得、消費されない二酸化窒素の残留物が、スート酸化において使用され得るようになっている。排気処理システムは、触媒フィルタの下流に還元触媒デバイスも含むため、窒素酸化物ＮＯｘの必要な還元を全体的に提供することが可能であるので、これが可能である。したがって、本発明の使用によって、触媒フィルタの中の改善されたパッシブな二酸化窒素ベースのスート酸化が得られ得る。
【０１２０】
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ＤＯＣ１−ＳＣＲＦ−ＤＯＣ２−ＳＣＲを有する。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１を含み、触媒フィルタＳＣＲＦ、すなわち、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタがその下流に続き、第２の酸化触媒ＤＯＣ２がその下流に続き、選択触媒還元触媒ＳＣＲ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の中の触媒フィルタＳＣＲＦおよび選択触媒還元触媒ＳＣＲ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の中のスリップ触媒ＳＣ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。排気処理システムの中の第１の酸化触媒ＤＯＣ１および第２の酸化触媒ＤＯＣ２の中での２つの酸化ステップの使用は、排気流が触媒フィルタＳＣＲＦおよび還元触媒デバイスにそれぞれ到達するときに、排気流の中の二酸化窒素ＮＯ２の割合の増加を結果として生じさせ、速い反応経路を介して、すなわち、ｆａｓｔＳＣＲを介して起こる窒素酸化物ＮＯｘの総変換の割合が増加されるようになっており、ここで、還元は、一酸化窒素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。また、第１の酸化触媒ＤＯＣ１は、本発明による排気処理システムの中に熱を発生させるために使用され得、それは、たとえば、還元触媒デバイス、または、排気処理システムの中の触媒フィルタなどのような、排気処理コンポーネントの再生において使用され得る。
【０１２１】
本発明によって提供される排気処理システムの中の二酸化窒素の２つの可能な還元、すなわち、触媒フィルタの中の第１の還元、および、還元触媒デバイスの中の第２の還元は、触媒フィルタに到達する二酸化窒素ＮＯ２の一部が、フィルタの中の触媒コーティングによる還元において消費される代わりに、触媒フィルタの中のスート粒子を酸化させるために使用され得ることを意味している。したがって、排気流の中のすべての二酸化窒素ＮＯ２が第１の還元において消費されることを回避するために、触媒フィルタの中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元は制限され得、消費されない二酸化窒素の残留物が、スート酸化において使用され得るようになっている。排気処理システムは、触媒フィルタの下流に還元触媒デバイスも含むため、窒素酸化物ＮＯｘの必要な還元を全体的に提供することが可能であるので、これが可能である。したがって、本発明の使用によって、触媒フィルタの中の改善されたパッシブな二酸化窒素ベースのスート酸化が得られ得る。
【０１２２】
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ＤＯＣ１−ＳＣＲＦ−ＤＯＣ２−ＳＣを有する。すなわち、排気処理システム３５０は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１を含み、触媒フィルタＳＣＲＦ、すなわち、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタがその下流に続き、第２の酸化触媒ＤＯＣ２がその下流に続き、スリップ触媒ＳＣがその下流に続いている。本発明の１つの実施形態によれば、スリップ触媒ＳＣは、多機能であり、したがって、（上記に説明されているように）添加剤の残留物を使用することによって、また、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。
【０１２３】
追加的に、排気処理システムの中の第１の酸化触媒ＤＯＣ１および第２の酸化触媒ＤＯＣ２の中での２つの酸化ステップの使用は、排気流が触媒フィルタＳＣＲＦおよび還元触媒デバイスにそれぞれ到達するときに、排気流の中の二酸化窒素ＮＯ２の割合の増加を結果として生じさせ、速い反応経路を介して、すなわち、ｆａｓｔＳＣＲを介して起こる窒素酸化物ＮＯｘの総変換の割合が増加されるようになっており、ここで、還元は、一酸化窒素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。また、第１の酸化触媒ＤＯＣ１および／または第２の酸化触媒ＤＯＣ２は、本発明の１つの実施形態による排気処理システムの中に熱を発生させるために使用され得、それは、たとえば、還元触媒デバイス、または、排気処理システムの中のフィルタなどのような、排気処理コンポーネントの再生において使用され得る。
【０１２４】
本発明によって提供される排気処理システムの中の二酸化窒素の２つの可能な還元、すなわち、触媒フィルタの中の第１の還元、および、還元触媒デバイスの中の第２の還元は、触媒フィルタに到達する二酸化窒素ＮＯ２の一部が、フィルタの中の触媒コーティングによる還元において消費される代わりに、触媒フィルタの中のスート粒子を酸化させるために使用され得ることを意味している。したがって、排気流の中のすべての二酸化窒素ＮＯ２が第１の還元において消費されることを回避するために、触媒フィルタの中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元は制限され得、消費されない二酸化窒素の残留物が、スート酸化において使用され得るようになっている。排気処理システムは、触媒フィルタの下流に還元触媒デバイスも含むため、窒素酸化物ＮＯｘの必要な還元を全体的に提供することが可能であるので、これが可能である。したがって、本発明の使用によって、触媒フィルタの中の改善されたパッシブな二酸化窒素ベースのスート酸化が得られ得る。
【０１２５】
上記に列挙されている構成では、第１の酸化触媒ＤＯＣ１、触媒フィルタＳＣＲＦ、および第２の酸化触媒ＤＯＣ２は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１、触媒フィルタＳＣＲＦ、および第２の酸化触媒ＤＯＣ２のうちの２つ以上を含む、一体化されたユニットとして構成され得、または、第１の酸化触媒ＤＯＣ１、触媒フィルタＳＣＲＦ、および第２の酸化触媒ＤＯＣ２に関する別々のユニットから構成され得る。
【０１２６】
同様に、還元触媒ＳＣＲおよびスリップ触媒ＳＣは、ＳＣＲおよびＳＣ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、ＳＣＲおよびＳＣ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。
【０１２７】
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１の投与デバイス３７１および第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。
【０１２８】
１つの実施形態によれば、システム３７０は、第１の３７１および第２の３７２投与デバイスのうちの少なくとも１つに、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２つの還元ステップの最適化された使用を確実にし、ここで、最適化された使用は、たとえば、第１の投与デバイスおよび第２の投与デバイスの両方が異なるタイプの動作において投与のために使用され得ることを伴うことが可能である。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にだけ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。
【０１２９】
追加的に、液体添加剤だけが使用可能である場合には、車両は、１つの追加的な投与デバイス、すなわち、第１の投与デバイス３７１だけを備えて完成されることが必要とされるである。したがって、液体添加剤だけの使用を通して、追加される複雑さが最小化される。たとえば、液体添加剤に加えてガス状添加剤も使用される場合には、排気処理システムは、ガス状添加剤の供給のための完全なシステムとともに使用されることを必要とする。それに加えて、ガス状添加剤の供給のための流通網および／またはロジスティクスが構築されることを必要とする。
【０１３０】
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および第２の投与デバイス３７２の両方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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２の両方による投与のために液体の形態の添加剤を使用することは、ジョイントタンクが添加剤の貯蔵のために使用され得るので、システム３７０の複雑さが低く維持されることを意味している。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２つの還元ステップの最適化された使用を確実にする。
【０１３３】
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つにガスの形態の添加剤を供給する。１つの実施形態によれば、このガス状添加剤は、水素Ｈ２から構成され得る。
【０１３４】
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３に概略的に表示されており、図３では、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、第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２は、触媒フィルタ３２０の上流に、および、還元触媒３３０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、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。
【０１３５】
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、第１および第２の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、第１および第２の添加剤をそれぞれ給送する。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１８０℃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、第１の添加剤の第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、第２の添加剤の第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。
【０１３６】
第１および第２の添加剤は、通常、同じタイプの添加剤、たとえば、尿素から構成されている。しかし、本発明の１つの実施形態によれば、第１の添加剤および第２の添加剤は、異なるタイプのもの、たとえば、尿素およびアンモニアであることも可能であり、それは、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０のうちのそれぞれの１つへの投与、ひいては、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０のそれぞれに関する機能が、添加剤のタイプに関しても最適化され得ることを意味している。異なるタイプの添加剤が使用される場合には、タンク３７６は、いくつかのサブタンクを含み、サブタンクは、異なるそれぞれのタイプの添加剤を含有する。したがって、１つまたはいくつかのポンプ３７３が、異なるタイプの添加剤を第１の投与デバイス３７１および第２の投与デバイス３７２に供給するために使用され得る。上述のように、１つまたはいくつかのタンク、および、１つまたはいくつかのポンプが、添加剤の状態にしたがって適合され、すなわち、添加剤がガスであるかまたは液体であるかにしたがって適合される。
【０１３７】
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に関する制御信号を発生させ、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、それぞれ触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
方法の第１のステップ４０１において、排気流３０３の中の窒素化合物、炭素化合物、および／または炭化水素化合物の酸化が実施される。この酸化は、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１によって実施され、第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１は、排気流３０３がそれを通過するように配置されている。
【０１４０】
方法の第２のステップ４０２において、排気流は、第１の投与デバイス３７１の使用によって、第１の添加剤を供給され、第１の投与デバイス３７１は、第１の酸化触媒３１１の下流に配置されている。
【０１４１】
方法の第３のステップ４０３において、排気流の中のスート粒子は、触媒フィルタ３２０の使用によって、捕らえられて酸化され、触媒フィルタ３２０は、第１の投与デバイス３７１の下流に配置されている。したがって、排気流３０３はフィルタを通され、スート粒子が、フィルタ３２０によって捕らえられ、次いで酸化されるようになっている。
【０１４２】
方法の第４のステップ４０４において、窒素酸化物ＮＯｘの還元が、第１の添加剤および少なくとも部分的に触媒のコーティングの使用によって、排気流の中で実施され、少なくとも部分的に触媒のコーティングは、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の中に配置されている。この文献の中の触媒フィルタＳＣＲＦ３２０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。
【０１４３】
第３のステップ４０３は、たとえば、触媒フィルタがその出口部に少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えて配置されている場合には、第４のステップ４０４の前に少なくとも部分的に実施され得ることが留意されるべきである。その代わりに、フィルタの中の少なくとも部分的に触媒のコーティングがその入口部に配置されている場合には、第４のステップ４０４が、代わりに、第３のステップ４０３の前に少なくとも部分的に実施され得る。これは、図４に図示されており、２つの代替的な経路が、本発明による方法の第３のステップ４０３および第４のステップ４０４を含む。
【０１４４】
少なくとも部分的に触媒のコーティングが、その代わりに、触媒フィルタ３２０の全体長さを実質的に横切って配置されている場合には、第４のステップ４０４は、代わりに、第３のステップ４０３と実質的に並列に／同時に実施され得る。
【０１４５】
方法の第５のステップ４０５において、排気流の中の１つまたはいくつかの不完全に酸化された窒素および／または炭素化合物が、第２の酸化触媒３１２によって酸化され、たとえば、ＣｘＨｙ、ＣＯ、および／またはＮＯが酸化されるようになっている。
【０１４６】
方法の第６のステップ４０６において、第２の添加剤が、第２の投与デバイス３７２の使用によって、排気流３０３に供給される。
【０１４７】
方法の第７のステップ４０７において、排気流３０３の中の窒素酸化物ＮＯｘの還元が、第２の投与デバイス３７２の下流に配置されている還元触媒デバイス３３０の中の少なくとも第２の添加剤の使用によって実施され、還元触媒デバイス３３０は、選択触媒還元触媒ＳＣＲおよび／またはスリップ触媒ＳＣを含むことが可能である。第２のスリップ触媒は、それが還元触媒デバイス３３０の中に含まれる場合の実施形態に関して、窒素酸化物ＮＯｘの還元を提供し、および／または、排気流３０３の中のアンモニアを酸化させる。この文献の中の還元触媒デバイス３３０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。
【０１４８】
触媒フィルタ３２０が露出される第１の温度Ｔ１、および、還元触媒デバイス３３０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。
【０１４９】
触媒フィルタＳＣＲＦ３２０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、それらが排気処理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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
２つの酸化ステップが、本発明による排気処理システムの中で使用されているので、すなわち、第１の方法ステップ４０１において（第１の方法ステップ４０１では、窒素化合物、炭素化合物、および／または炭化水素化合物の酸化が、第１の酸化触媒１、３１１によって実施される）、および、第５の方法ステップ４０５において（第５の方法ステップ４０５では、窒素酸化物ＮＯ、および不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数の酸化が、第２の酸化触媒ＤＯＣ２３１２によって実施される）、総合ＮＯｘ変換の割合の増加が、ｆａｓｔＳＣＲを介して、すなわち、一酸化窒素ＮＯおよび二酸化窒素ＮＯ２の両方を介して、得られ得る。一酸化窒素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、より大きい還元の割合が起こるときに、ＮＯｘ還元に関する過渡的な応答が改善されている状態で、全体的に必要とされる触媒体積が低減され得る。
【０１５２】
追加的に、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０の上流に嵌め込まれた第１の酸化触媒ＤＯＣ１３１１は、また、下流に嵌め込まれたコンポーネントの中に熱を発生させるために使用され得、それは、１つの実施形態によれば、排気処理システム３５０の中のフィルタ３２０の再生のロバストな開始のために使用され得、および／または、排気処理システム３５０の中のＮＯｘ還元を最適化するために使用され得る。
【０１５３】
上述のように、本発明の１つの実施形態によれば、スリップ触媒ＳＣが、いくつかの実施形態によれば、還元触媒デバイス３３０の中に実装され得、スリップ触媒ＳＣは、多機能のスリップ触媒ＳＣ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。これらの特性を得るために、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。還元触媒デバイス３３０の中に含まれるそのような多機能のスリップ触媒ＳＣは、本発明の１つの実施形態によれば、それ自身の上に還元触媒デバイス３３０を構成することが可能であり、それは、還元触媒デバイス３３０が多機能のスリップ触媒ＳＣだけから構成されることを意味している。
【０１５４】
多機能のスリップ触媒ＳＣ７００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７０２、７０３を含み、少なくとも２つの活性層／階層７０２、７０３は、少なくとも１つの安定化層（安定化構造体）７０１の上に配置されており、それは、図７に概略的に図示されている。図７に表示されている実施形態は、単に、多機能のスリップ触媒ＳＣ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。たとえば等式１および２に対応し得る、上記に説明された反応が多機能のスリップ触媒ＳＣによって実現される限り、多機能のスリップ触媒ＳＣは、複数の他の方式で適合され得る。したがって、図７に表示されているものは別にして、窒素酸化物ＮＯｘの還元および添加剤の酸化をもたらす多機能のスリップ触媒ＳＣの複数の設計が、多機能のスリップ触媒ＳＣに関して使用され得る。
【０１５５】
これらの活性層の第１の層７０２は、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行うのと同様の特性（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７０３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７０３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。本発明の１つの実施形態によれば、多機能のスリップ触媒ＳＣは、比較的小さいサイズのものであり、おおよそ毎時５０，０００を超える空間速度が、走行モードの大部分に関して得られ得るようになっている。
【０１５６】
本発明の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０は、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、それは、当然に、排気流の中に生じる。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、フィルタＳＣＲＦ３２０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。
【０１５７】
また、第１の酸化触媒ＤＯＣ１および／または触媒フィルタ３２０の中での炭化水素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、排気処理システム３５０の中の触媒フィルタ３２０および／または他のコンポーネントに関する温度上昇が起こるようになっている。そのような温度上昇は、フィルタＳＣＲＦ３２０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つの発熱反応の結果として、触媒フィルタの中の炭化水素ＨＣの酸化も可能にされる。追加的に、触媒フィルタ３２０の中の少なくとも部分的に触媒のコーティングは、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、再生を通して還元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。したがって、熱を発生させる発熱反応が、再生を通して触媒フィルタの機能を確保するために使用され得、触媒フィルタの硫黄の量が再生のときに低減されるようになっている。
【０１５８】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、第１の投与デバイス３７１および／または第２の投与デバイス３７２への添加剤の供給は、残留物／析出物／結晶化が生じ得る、供給される添加剤のレベルまで増加される。このレベルは、たとえば、供給に関する所定の閾値との比較によって決定され得る。したがって、この実施形態の使用は、添加剤の残留物／析出物／結晶が生成されることをもたらす可能性がある。
【０１５９】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、第１の投与デバイス３７１および／または第２の投与デバイス３７２への添加剤の供給は、添加剤の析出物／残留物が形成されたときに低減され、これらの析出物が加熱されてなくなることができるようになっている。このケースでは、低減は、供給が完全にカットされることを伴うことが可能である。したがって、たとえば、触媒フィルタＳＣＲＦ３２０に関する第１の投与位置において、より大きい投与量が許容され得る。その理由は、この時間の間にエミッション要件が還元触媒デバイス３３０によって満たされるのと同時に、潜在的な析出物／残留物が自然に加熱されてなくなることが可能であるからである。ここで、供給の低減／中断は、現在測定され、モデル化され、および／または予測される、燃焼エンジン、排気流、および／または排気処理システムに関する動作条件に依存し得る。予測される動作条件は、たとえば、ＧＰＳ情報および／またはマップデータなどのような、位置情報に基づいて決定され得る。したがって、たとえば、還元触媒デバイス３３０は、すべての動作モードに関して、第１の投与デバイス３７１を通した供給の中断に対処するようにセットアップされる必要はない。したがって、インテリジェント制御は、より小さいシステムを促進し、それは、適切なときに、および、このシステムが必要とされる触媒機能を提供するときに、使用され得る。触媒機能という用語は、本明細書で使用されているように、たとえば、窒素酸化物ＮＯｘの変換レベルに対応する機能を意味している。したがって、必要とされる／望まれる／要求される窒素酸化物ＮＯｘの量／レベルが排気処理システムから排出されることが保証され得る。
【０１６０】
この文献の中で言及されている必要とされる影響／還元／触媒機能は、窒素酸化物ＮＯｘの最大許容エミッションに関連することが可能であり、それは、たとえば、Ｅｕｒｏ  ＶＩエミッション規格の中のエミッション要件、または、他の既存のおよび／もしくは将来のエミッション規格の中のエミッション要件に基づくことが可能である。
【０１６１】
第１の添加剤の供給４０２の制御は、１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０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実施され得る。また、第１の添加剤の供給４０２の制御は、還元触媒デバイス３３０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得る。また、第１の添加剤の供給４０２の制御は、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０に関する特性および／または動作条件の組み合わせに基づいて制御され得る。
【０１６２】
同様に、第２の添加剤の供給４０６の制御は、還元触媒デバイス３３０に関する１つまたは複数の特性および／または動作条件に基づいて実施され得る。第２の添加剤の供給４０６の制御は、１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０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実施され得る。また、第２の添加剤の供給４０６の制御は、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０に関する特性および／または動作条件の組み合わせに基づいて制御され得る。
【０１６３】
本発明の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０の還元能力は、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０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、還元触媒デバイス３３０は、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０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。触媒フィルタおよび／または還元触媒デバイス３３０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。
【０１６４】
触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０に関する上述の特性は、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０に関する１つまたは複数の触媒特性、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０に関する触媒タイプ、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０がアクティブになっている温度間隔、ならびに、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０に関するアンモニアのカバー率（ｃｏｖｅｒａｇｅ）に関連することが可能である。
【０１６５】
本発明の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０は、それぞれ、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０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、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０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、触媒フィルタ３２０および還元触媒デバイス３３０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。
【０１６６】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の添加剤の供給は、触媒フィルタ３２０の中の二酸化窒素と窒素酸化物との間の分配比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１に基づいて、第１の投与デバイス３７１の使用によって制御される。これは、第１の投与デバイス３７１による第１の添加剤の投入が、次いで、排気流が触媒フィルタに到達するときに何分の１かの二酸化窒素ＮＯ２＿１を含有するように制御され得、それは、触媒フィルタ３２０の中の少なくとも部分的に触媒のコーティングの上での還元における効率的な反応速度、および、触媒フィルタ３２０の中の二酸化窒素ベースの（ＮＯ２ベースの）スート酸化の両方を促進するという点において１つの利点を有する。換言すれば、二酸化窒素ＮＯ２＿１の入手可能性は、ここで、フィルタ３２０のスート酸化において保証され得る。その理由は、第１の添加剤の投入は、スート酸化がフィルタ３２０の中で起こるフィルタ構造体の中の場所において、二酸化窒素ＮＯ２＿１が常に排気流３０３の中に残っているように制御され得るからである。
【０１６７】
本発明の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿１の第１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量との間の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔが、下側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ以下である場合には（（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔ≦（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ）、触媒フィルタ３２０に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の増加が、触媒フィルタ３２０の中で実現されるように、第１の添加剤の供給４０２の制御が実施される。ここで、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元のこの増加は、第１の添加剤の供給を増加させる制御手段に起因して実現され得る。
【０１６８】
本発明の１つの実施形態によれば、下側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０の温度の表現に依存する値を有する。１つまたはいくつかの温度のこれらの表現は、たとえば、触媒フィルタおよび／または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。下側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、たとえば、５０％、４５％、３０％、２０％、または１０％を表す値を有することが可能である。
【０１６９】
１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿１の第１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量との間の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔが、上側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ以上である場合には（（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔ≧（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ）、触媒フィルタ３２０に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の減少が、触媒フィルタ３２０の中で実現されるように、第１の添加剤の供給４０２の制御が実施される。ここで、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元のこの減少は、第１の添加剤の供給を低減させる制御手段に起因して実現され得る。
【０１７０】
本発明の１つの実施形態によれば、上側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０の温度の表現に依存する値を有しており、それは、たとえば、触媒フィルタおよび／または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つまたは複数の温度センサを使用して、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。この上側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、たとえば、４５％、５０％、６０％、または＞６５％を表す値を有することが可能である。
【０１７１】
触媒フィルタ３２０の上流の二酸化窒素ＮＯ２＿１の量、および、したがって、二酸化窒素と窒素酸化物との間の比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１の割り当ては、たとえば、第１の酸化触媒３１１に関する所定のデータ、たとえば、第１の酸化触媒３１１の後の二酸化窒素ＮＯ２＿１に関するマッピングされた値の形態のデータに基づいて決定され得る。第１の添加剤の投与のそのような制御によって、投入される実質的にすべての添加剤、および、触媒フィルタ３２０の上でのＮＯｘ変換の実質的に全体が、ｆａｓｔＳＣＲによって消費されることになり、それは、この文献の中で述べられている利点を有する。
【０１７２】
非限定的な例として、第１の添加剤の投入が、二酸化窒素ＮＯ２＿１の割合と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の割合との間の比率の２倍に関する値を超えるＮＯｘ変換に対応することは非常にまれにしかないように、すなわち、第１の添加剤の投与が（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）＊２よりも小さいＮＯｘ変換に対応するように、制御が実施され得る。たとえば、ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１＝３０％である場合には、第１の添加剤の投与は、６０％（２＊３０％＝６０％）よりも小さいＮＯｘ変換、たとえば、おおよそ５０％に等しいＮＯｘ変換に対応するように制御され得、それは、触媒フィルタ３２０の上での反応速度が速いこと、および、二酸化窒素ＮＯ２＿１の５％が微粒子フィルタ３２０を通したＮＯ２ベースのスート酸化のために残っていることを保証することになる。
【０１７３】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０によって実装される還元のアクティブ制御は、還元触媒デバイス３３０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、それが還元触媒デバイス３３０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、より効率的な低減が得られ得る。したがって、より詳細には、触媒フィルタ３２０は、触媒フィルタ３２０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。還元触媒デバイス３３０において、次いで、還元触媒デバイス３３０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、還元触媒デバイス３３０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、第２の還元をより効率的にする値を有する比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２を提供する意図を持って、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値に基づいて、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、ここで、予測される値は、たとえば、ＧＰＳ情報および／またはマップデータなどのような、位置情報に基づいて決定され得る。
【０１７４】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の添加剤の供給４０２の制御は、還元触媒デバイス３３０に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の第２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量との間の第２の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔに基づいている。次いで、比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔが下側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ以下である場合には（（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔ≦（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ）、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の増加が触媒フィルタ３２０の中で実施されるように、第１の添加剤の供給４０２の制御が実施される。窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元のこの増加は、第１の添加剤の供給を増加させる制御手段に起因して実現される。
【０１７５】
下側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、たとえば、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０の温度の表現に依存する値を有することが可能であり、それは、たとえば、触媒フィルタおよび／または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して、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いている。下側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、たとえば、５０％、４５％、３０％、２０％、または１０％を表す値を有することが可能である。
【０１７６】
本発明の１つの実施形態によれば、第１の添加剤の供給４０２の制御は、還元触媒デバイス３３０に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の第２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量との間の第２の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔに基づいている。次いで、比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔが上側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ以上である場合には（（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔ≧（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ）、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の減少が触媒フィルタ３２０の中で実現されるように、第１の添加剤の供給４０２の制御が実施される。ここで、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元のこの減少は、第１の添加剤の供給４０２を減少させる制御手段に起因して実現され得る。
【０１７７】
上側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、触媒フィルタ３２０および／または還元触媒デバイス３３０の中の温度の表現に依存する値を有することが可能であり、それは、たとえば、触媒フィルタおよび／または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して、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いている。上側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、たとえば、４５％、５０％６０％、または＞６５％を表す値を有することが可能である。
【０１７８】
本発明の１つの実施形態によれば、触媒フィルタ３２０の中の第１の還元に関する比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１に関する値は、エンジンに関して実施されるエンジン手段および／または燃焼手段の制御／調節を通して、触媒フィルタ３２０における窒素酸化物ＮＯｘ＿１のレベル、すなわち、第１の酸化触媒３１１を離れていく窒素酸化物ＮＯｘ＿１の制御を介して制御され得る。
【０１７９】
また、本発明の１つの実施形態によれば、燃焼エンジン３０１は、第１の酸化触媒３１１および／または触媒フィルタ３２０を加熱するための熱を発生させるように制御され得る。この加熱は、窒素酸化物ＮＯｘの変換に関して所定の性能が提供され得る温度に触媒フィルタ３２０が到達するような程度に起こるべきである。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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１、図３、および図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。
【０１８６】
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３の制御デバイス３６０、ならびに、図３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。
【０１８７】
本明細書で説明されている制御デバイスは、この文献の中で説明されている方法ステップを実施するように配置されている。たとえば、これらの制御デバイスは、たとえば、プログラムコードの形態の中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、それぞれの制御デバイスがアクティブであるとき／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、プロセッサーに給送され、プロセッサーによって使用される。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
さらに、本発明は、以下の条項に係る実施形態を含む。
［条項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、
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を酸化させるように配置されている第１の酸化触媒（３１１）と、
第１の酸化触媒（３１１）の下流に配置されており、第１の添加剤を排気流（３０３）の中へ供給するように配置されている、第１の投与デバイス（３７１）と、
第１の投与デバイス（３７１）の下流に配置されており、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されており、第１の添加剤の使用によって、スート粒子を捕らえて酸化させるように、また、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの量の第１の還元のために配置されている、触媒フィルタ（３２０）と、
触媒フィルタ（３２０）の下流に配置されており、また、排気流（３０３）の中の窒素酸化物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、第２の酸化触媒（３１２）と、
第２の酸化触媒（３１２）の下流に配置されており、また、第２の添加剤を排気流（３０３）の中へ供給するように配置されている、第２の投与デバイス（３７２）と、
第２の投与デバイス（３７２）の下流に配置されており、また、第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つの使用によって、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの第２の還元のために配置されている、還元触媒デバイス（３３０）と
を含むことを特徴とする、排気処理システム（３５０）。
［条項２］
第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つは、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、条項１に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項３］
還元触媒デバイス（３３０）は、
選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）；
下流のスリップ触媒（ＳＣ）と一体化されている選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）であって、スリップ触媒（ＳＣ）は、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの追加的な還元によって選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）を支援するように配置されている、かつ／または、排気流（３０３）の中の添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）；
分離したスリップ触媒（ＳＣ）が下流に続く選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）であって、スリップ触媒（ＳＣ）は、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの追加的な還元によって選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）を支援するように配置されており、および／または、排気流（３０３）の中の添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）；
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、および／または、排気流（３０３）の中の添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、スリップ触媒（ＳＣ）
の群からの１つを含む、条項１または２に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項４］
触媒フィルタ（３２０）における還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングが、触媒フィルタ（３２０）の入口部に関連して配置されており、また、選択還元触媒（ＳＣＲ）における還元特性に対応する還元特性を有する、条項１から３のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項５］
触媒フィルタ（３２０）における還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングは、触媒フィルタ（３２０）の出口部に関連して配置されており、また、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）における還元特性に対応する還元特性を有する、条項１から３のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項６］
触媒フィルタ（３２０）における還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングは、実質的に触媒フィルタ（３２０）の全体長さにわたって配置されており、また、選択触媒還元触媒（ＳＣＲ）における還元特性に対応する還元特性を有する、条項１から３のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項７］
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、システム（３７０）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１の投与デバイス（３７１）および第２の投与デバイス（３７２）に第１の添加剤および第２の添加剤をそれぞれ供給するように配置されている、条項１から６のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項８］
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、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、条項７に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項９］
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、
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、第１の添加剤の第１の投与は、第１の投与デバイス（３７１）の使用を通して排気流に供給される、第１のポンプ制御デバイス（３７８）と、
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、第２の添加剤の第２の投与は、第２の投与デバイス（３７２）の使用を通して排気流に供給される、第２のポンプ制御デバイス（３７９）と
を含む、条項７に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項１０］
第１の酸化触媒（３１１）は、下流に嵌め込まれているコンポーネントのために熱を発生させるようにも配置されている、条項１から９のいずれか一項に記載の排気処理システム（３５０）。
［条項１１］
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の酸化触媒（３１１）の使用による、排気流の中の窒素、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（４０１）と、
第１の酸化触媒（３１１）の下流に配置されている第１の投与デバイス（３７１）の使用による、排気流（３０３）の中への第１の添加剤の供給（４０２）の制御と、
第１の投与デバイス（３７１）の下流に配置されている触媒フィルタ（３２０）の使用による、排気流（３０３）の中のスート粒子の捕集および酸化（４０３）であって、触媒フィルタ（３２０）は、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されている、捕集および酸化（４０３）と、
第１の添加剤および触媒フィルタ（３２０）の還元特性の使用による、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの第１の還元（４０４）と、
触媒フィルタ（３２０）の下流に配置されている第２の酸化触媒（３１２）の使用による、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯおよび不完全に酸化された炭素化合物のうちの１つまたは複数の第２の酸化（４０５）と、
第２の酸化触媒（３１２）の下流に配置されている第２の投与デバイス（３７２）の使用による、排気流（３０３）の中への第２の添加剤の供給（４０６）の制御と、
第２の投与デバイス（３７２）の下流に配置されている還元触媒デバイス（３３０）の中の第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つの使用による、排気流（３０３）の中の窒素酸化物ＮＯｘの第２の還元（４０７）と
を含むことを特徴とする、方法。
［条項１２］
燃焼エンジン（３０１）は、触媒フィルタ（３２０）が窒素酸化物ＮＯｘの変換のための所定の性能に到達するような程度にまで、第１の酸化触媒（３１１）および触媒フィルタ（３２０）のうちの少なくとも１つの加熱のための熱を発生させるように制御される、条項１１に記載の方法。
［条項１３］
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）のうちの１つの使用による、第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つの供給（４０２、４０６）は、添加剤の析出物が発生されるリスクが存在するレベルにまで増加される、条項１１または１２に記載の方法。
［条項１４］
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）のうちの１つの使用による、第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つの供給（４０２、４０６）は低減され、それに続いて、第１の添加剤および第２の添加剤のうちの少なくとも１つの残留物が、排気流の中の熱によって排除され、方法を実施する排気処理システム（３５０）のために必要とされる全体の触媒機能が、低減の後に提供され得る場合に、供給の低減が実施される、条項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
［条項１５］
必要とされる触媒機能は、燃焼エンジン（３０１）および／または排気流（３０３）に関する、現在測定され、モデル化され、および／または予測される動作条件に依存する、条項１４に記載の方法。
［条項１６］
供給の低減は、供給の中断を構成する、条項１４または１５に記載の方法。
［条項１７］
第１の添加剤の供給（４０２）の制御は、触媒フィルタ（３２０）に関する１つまたはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて実施される、条項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。
［条項１８］
第１の添加剤の供給（４０２）の制御は、還元触媒デバイス（３３０）に関する１つまたはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて実施される、条項１１から１７のいずれか一項に記載の方法。
［条項１９］
第２の添加剤の供給（４０６）の制御は、還元触媒デバイス（３３０）に関する１つまたはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて実施される、条項１１から１８のいずれか一項に記載の方法。
［条項２０］
第２の添加剤の供給（４０６）の制御は、触媒フィルタ（３２０）に関する１つまたはいくつかの特性および／または動作条件に基づいて実施される、条項１１から１９のいずれか一項に記載の方法。
［条項２１］
触媒フィルタ（３２０）および還元触媒デバイス（３３０）に関する特性は、それぞれ、
触媒フィルタ（３２０）に関する触媒特性；
還元触媒デバイス（３３０）に関する触媒特性；
触媒フィルタ（３２０）に関する触媒タイプ；
還元触媒デバイス（３３０）に関する触媒タイプ；
触媒フィルタ（３２０）がその間に活性状態である温度間隔；
第１の還元触媒デバイス（３３０）がその間に活性状態である温度間隔；
触媒フィルタ（３２０）に関するアンモニアのカバー率レベル；および、
還元触媒デバイス（３３０）に関するアンモニアのカバー率レベル
の群からの１つまたはいくつかに関連している、条項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
［条項２２］
触媒フィルタ（３２０）および還元触媒デバイス（３３０）に関する動作特性は、それぞれ、
触媒フィルタ（３２０）に関する温度；
還元触媒デバイス（３３０）に関する温度；
触媒フィルタ（３２０）に関する温度トレンド；および、
還元触媒デバイス（３３０）に関する温度トレンド
の群からの１つまたはいくつかに関連している、条項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。
［条項２３］
第１の投与デバイス（３７１）の使用による、第１の添加剤の供給は、触媒フィルタ（３２０）の上流における二酸化窒素と窒素酸化物との間の分配比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１に基づいて制御される、条項１１から２２のいずれか一項に記載の方法。
［条項２４］
第１の添加剤の供給（４０２）は、二酸化窒素ＮＯ２＿１が触媒フィルタ（３２０）のフィルタ構造体の中に存在するように制御され、二酸化窒素ＮＯ２＿１が、触媒フィルタ（３２０）の中のスート粒子の酸化を促進するように使用されるようになっている、条項２３に記載の方法。
［条項２５］
触媒フィルタ（３２０）の中の少なくとも部分的に触媒のコーティングは、
触媒フィルタ（３２０）への入口部において；
触媒フィルタ（３２０）からの出口部において；および、
実質的に触媒フィルタ（３２０）の全体長さにわたって、
の群からの１つにしたがって配置されている、条項１１から２４のいずれか一項に記載の方法。
［条項２６］
触媒フィルタ（３２０）は、第１の酸化触媒（３１１）から出る窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元を実施し、
第１の酸化触媒（３１１）から出る二酸化窒素ＮＯ２＿１の第１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量との間の比率ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１の適合が、必要とされるときには実施され、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量のアクティブ制御が、エンジン手段および／または燃焼手段によって実施される、条項１１から２５のいずれか一項に記載の方法。
［条項２７］
還元触媒デバイス（３３０）は、還元触媒デバイス（３３０）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、
還元触媒デバイス（３３０）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、必要とされるときには実施され、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元のアクティブ制御は、比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値に基づいて実施される、条項１１から２６のいずれか一項に記載の方法。
［条項２８］
比率ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２に関する値は、
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、条項２７に記載の方法。
［条項２９］
第１の酸化触媒（３１１）および／または第２の酸化触媒（３１２）は、下流に取り付けられたコンポーネントのために熱を生成する、条項１１から２８のいずれか一項に記載の方法。
［条項３０］
触媒フィルタ（３２０）に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿１の第１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量との間の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔが、下側閾値ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ以下である場合には（（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔ≦（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ）、触媒フィルタ（３２０）に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の増加が、触媒フィルタ（３２０）の中で実施されるように、第１の添加剤の供給（４０２）の制御が実施される、条項１１から２９のいずれか一項に記載の方法。
［条項３１］
窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の増加は、第１の添加剤の供給を増加させる制御により実現される、条項３０に記載の方法。
［条項３２］
下側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、
５０％；
４５％；
３０％；
２０％；および、
１０％
の群からの１つを表す値を有する、条項３０または３１に記載の方法。
［条項３３］
下側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、触媒フィルタ（３２０）および／または還元触媒デバイス（３３０）の温度の表現に依存する値を有する、条項３０から３２のいずれか一項に記載の方法。
［条項３４］
触媒フィルタ（３２０）に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿１の第１の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量との間の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔが、上側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ以上である場合には（（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｄｅｔ≧（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ）、触媒フィルタ（３２０）に到達する窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の減少が、触媒フィルタ（３２０）の中で実施されるように、第１の添加剤の供給（４０２）の制御が実施される、条項１１から３３のいずれか一項に記載の方法。
［条項３５］
窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の減少は、第１の添加剤の供給を減少させる制御に起因して実現される、条項３４に記載の方法。
［条項３６］
上側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、
４５％；
５０％；
６０％；および、
＞６５％
の群からの１つを表す値を有する、条項３４または３５に記載の方法。
［条項３７］
上側閾値（ＮＯ２＿１／ＮＯｘ＿１）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、触媒フィルタ（３２０）および／または還元触媒デバイス（３３０）の温度の表現に依存する値を有する、条項３４から３６のいずれか一項に記載の方法。
［条項３８］
第１の添加剤の供給（４０２）の制御は、還元触媒デバイス（３３０）に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の第２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量との間の第２の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔに基づいており、
比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔが下側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ以下である場合には（（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔ≦（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗ）、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の増加が触媒フィルタ（３２０）の中で実施されるように、第１の添加剤の供給（４０２）の制御が実施される、条項１１から３７のいずれか一項に記載の方法。
［条項３９］
窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の増加は、第１の添加剤の供給を増加させる制御に起因して実現される、条項３８に記載の方法。
［条項４０］
下側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、
５０％；
４５％；
３０％；
２０％；および、
１０％
の群からの１つを表す値を有する、条項３８または３９に記載の方法。
［条項４１］
下側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｌｏｗは、触媒フィルタ（３２０）および／または還元触媒デバイス（３３０）の温度の表現に依存する値を有する、条項３０から３２のいずれか一項に記載の方法。
［条項４２］
第１の添加剤の供給（４０２）の制御は、還元触媒デバイス（３３０）に到達する二酸化窒素ＮＯ２＿２の第２の量と窒素酸化物ＮＯｘ＿２の第２の量との間の第２の比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔに基づいており、
比率に関する決定された値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔが上側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ以上である場合には（（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｄｅｔ≧（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈ）、窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の減少が触媒フィルタ（３２０）の中で実施されるように、第１の添加剤の供給（４０２）の制御が実施される、条項１１から４１のいずれか一項に記載の方法。
［条項４３］
窒素酸化物ＮＯｘ＿１の第１の量の第１の還元の減少は、第１の添加剤の供給を減少させる制御により実現される、条項４２に記載の方法。
［条項４４］
上側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、
４５％；
５０％；
６０％；および、
６５％
の群からの１つを表す値を有する、条項４２または４３に記載の方法。
［条項４５］
上側閾値（ＮＯ２＿２／ＮＯｘ＿２）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｈｉｇｈは、触媒フィルタ（３２０）および／または還元触媒デバイス（３３０）の温度の表現に依存する値を有する、条項４２から４４のいずれか一項に記載の方法。
［条項４６］
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、プログラムコードは、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、コンピュータが条項１１から４５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。
［条項４７］
コンピュータ可読媒体および条項４６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、コンピュータプログラムは、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。
【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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