(57)【要約】  本発明は、排気ガスを受け取る排気システム（６）に関する。前記排気システム（６）は第１のＳＣＲ触媒（１０）と、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒（１６）と、を含む。第１の噴射器（４４）は前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の上流に提供され、第２の噴射器（６４）は前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の上流に提供される。前記排気システム（６）は更に、前記第１の噴射器（４４）に流体接続され、前記第１の噴射器（４４）によってガス状アンモニアを前記排気ガスに供給するためのガス状アンモニア供給装置（４０）と、前記第２の噴射器（６４）に流体接続され、尿素などの流体アンモニア含有還元剤を、前記第２の噴射器（６４）によって前記排気ガスに供給するためのアンモニア含有還元剤リザーバ（６０）とを有する。前記第１のＳＣＲ触媒（１０）は、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）を迅速に予熱するために前記第２のＳＣＲ触媒（１６）よりも小さい体積を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを受け取る排気システム（６）において、
第１のＳＣＲ触媒（１０）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒（１６）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の上流に提供された第１の噴射器（４４）と、
前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の上流に提供された第２の噴射器（６４）とを含む排気システム（６）であって、更に、
前記第１の噴射器（４４）に流体接続され、前記第１の噴射器（４４）によってガス状アンモニアを前記排気ガスに供給するためのガス状アンモニア供給装置（４０）と、
前記第２の噴射器（６４）に流体接続され、尿素などの流体アンモニア含有還元剤を、前記第２の噴射器（６４）によって前記排気ガスに供給するためのアンモニア含有還元剤リザーバ（６０）とを有し、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）を迅速に予熱するために前記第２のＳＣＲ触媒（１６）よりも小さい体積を有する、排気システム（６）。
【請求項２】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の体積が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の体積の５％乃至６０％の範囲内、好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の体積の５％乃至４０％の範囲内、より好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の体積の１０％乃至２５％の範囲内である、請求項１に記載の排気システム（６）。
【請求項３】
前記排気システム（６）が、更に、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の下流に配置されたアンモニア酸化触媒（１８）を含む、請求項１又は２に記載の排気システム（６）。
【請求項４】
前記第１と第２のＳＣＲ触媒（１０，１６）間に微粒子フィルタ（１４）が位置決めされた、請求項１乃至３のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項５】
前記排気システム（６）が、更に、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流かつ前記微粒子フィルタ（１４）の上流に配置された酸化触媒（１２）を含む、請求項４に記載の排気システム（６）。
【請求項６】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）が、バナジア系触媒であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）が、ゼオライト系触媒である、請求項１乃至５のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項７】
前記ガス状アンモニア供給装置（４０）が、
前記ガス状アンモニアの供給源であるアルカリ土類金属塩化物塩を蓄えるように構成された貯蔵容器、又は
水などの溶剤に溶かされたアンモニアの溶液を収容する貯蔵容器、又は
加圧アンモニアガスを収容するガス容器を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項８】
前記第１の噴射器（４４）が、前記排気システム（６）の排気通路の側壁を通り抜ける金属パイプ（４２）によって構成され、また前記排気通路内の放出口となり、その結果、前記ガス状アンモニア供給装置（４０）からのガス状アンモニアを、前記金属パイプ（４２）によって前記排気通路内の排気ガス流に供給することができる、請求項１乃至７のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項９】
前記第１の噴射器（４４）に、熱可塑性材料又は他の感熱性材料で作成された部分がない、請求項８に記載の排気システム（６）。
【請求項１０】
前記電子制御装置（３０）が、前記第１の噴射器（４４）によるガス状アンモニアの噴射を制御するように構成され、その結果、前記第１の噴射器（４４）による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに限定され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度における前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められる、請求項１乃至９のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１１】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）に関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第１の値（Ｔ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項１０に記載の排気システム（６）。
【請求項１２】
電子制御装置（３０）が、前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成され、その結果、前記第２の噴射器（６４）によるアンモニア含有還元剤の前記排気ガスへの供給は、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに制限される、請求項１乃至１１のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１３】
前記第２のＳＣＲ触媒（１６）に関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項１２に記載の排気システム（６）。
【請求項１４】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）が、前記エンジン（２）の排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．６メートル未満下流、好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．４メートル未満下流、より好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．２５メートル未満下流に配置された、請求項１乃至１３のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１５】
電子制御装置（３０）が、前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成された、請求項１乃至１４のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１６】
前記第２の噴射器（４６）が、前記微粒子フィルタ（１４）の下流に提供された、請求項４又は５に記載の排気システム（６）。
【請求項１７】
第１のＳＣＲ触媒（１０）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒（１６）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の上流に提供された第１の噴射器（４４）と、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の上流に提供された第２の噴射器（６４）とを含む排気システム（６）を操作する方法であって、
第１の噴射器（４４）によるガス状アンモニアの噴射を制御して、その結果、前記第１の噴射器（４４）による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに制限され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度における前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められるようにする段階を含む方法。
【請求項１８】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Τ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御して、その結果、前記第２の噴射器（６４）による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに限定されるようにする段階を含む、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
排気ガスを受け取る排気システムにおいて、
第１のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器と、
前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器とを含む排気システムであって、
前記第１の噴射器に流体接続され、前記第１の噴射器によって前記排気ガスにガス状アンモニアを供給するためのガス状アンモニア供給装置と、
前記第２の噴射器に流体接続され、前記第２の噴射器によって尿素などの流体アンモニア含有還元剤を前記排気ガスに供給するためのアンモニア含有還元剤リザーバとを更に含み、前記第１のＳＣＲ触媒が、前記第１のＳＣＲ触媒を迅速に予熱するために前記第２のＳＣＲ触媒より小さい体積を有する排気システム。
【請求項２２】
前記第１のＳＣＲ触媒の前記体積が、前記第２のＳＣＲ触媒の体積の５％乃至６０％の範囲内、好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒の体積の５％乃至４０％の範囲内、より好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒の体積の１０％乃至２５％の範囲内にある、請求項２１に記載の排気システム。
【請求項２３】
前記排気システムが、更に、前記第２のＳＣＲ触媒の下流に配置されたアンモニア酸化触媒を含む、請求項２１又は２２に記載の排気システム。
【請求項２４】
微粒子フィルタが、前記第１と第２のＳＣＲ触媒の間で位置決めされた、請求項２１乃至２３のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２５】
前記排気システムが、更に、前記第１のＳＣＲ触媒の下流かつ前記微粒子フィルタの上流に配置された酸化触媒を含む、請求項２４に記載の排気システム。
【請求項２６】
前記第１のＳＣＲ触媒が、バナジア系触媒であり、前記第２のＳＣＲ触媒が、ゼオライト系触媒である、請求項２１乃至２５のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２７】
前記ガス状アンモニア供給装置が、
前記ガス状アンモニアの供給源であるアルカリ土類金属塩化物塩を蓄えるように構成された貯蔵容器、又は
水などの溶剤に溶かされたアンモニアの溶液を収容する貯蔵容器、又は
加圧アンモニアガスを収容するガス容器を含む、請求項２１乃至２６のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２８】
前記第１の噴射器が、前記排気システムの排気通路の側壁を通り抜ける金属パイプによって構成され、前記排気通路内で排出口となり、その結果、前記ガス状アンモニア供給装置からのガス状アンモニアを前記金属パイプによって前記排気通路内の排気ガス流に供給できるようになる、請求項２１乃至２７のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２９】
前記第１の噴射器には、熱可塑性材料又は他の感熱性材料で作成された部分がない、請求項２８に記載の排気システム。
【請求項３０】
電子制御装置が、前記第１の噴射器によるガス状アンモニアの噴射を制御して、その結果、前記第１の噴射器による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに限定され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度での前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められるようにする段階を含む、請求項２１乃至２９のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３１】
前記第１のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Ｔ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項３０に記載の排気システム。
【請求項３２】
電子制御装置が、前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成され、その結果、前記第２の噴射器による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給が、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに限定される、請求項２１乃至３１のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３３】
前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項３２に記載の排気システム。
【請求項３４】
前記第１のＳＣＲ触媒が、前記エンジンの排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．６メートル未満下流、好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．４メートル未満下流、より好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．２５メートル未満下流に配置された、請求項２１乃至３３のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３５】
電子制御装置（３０）が、前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成された、請求項２１乃至３４のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３６】
前記第２の噴射器が、前記微粒子フィルタの下流に提供された、請求項３４又は３５に記載の排気システム。
【請求項３７】
第１のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器と、
前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器とを含む排気システムを操作する方法であって、
前記第１の噴射器によるガス状アンモニアの噴射を制御して、その結果、記第１の噴射器による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給が、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに制限され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度で前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高くなるようにする段階を含む方法。
【請求項３８】
前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Τ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御して、その結果、前記第２の噴射器による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給が、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高いときに動作モードに制限されるようにする段階を含む、請求項３７又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスを受け取る排気システムに関し、排気システムは、第１のＳＣＲ触媒、前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒、前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器、及び前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器を含む。
【背景技術】
【０００２】
エンジン、特に当該技術分野で既知のディーゼル式内燃機関や他のエンジンは、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物ＮＯ及びＮＯ２（ＮＯｘ）、並びに炭素質物（即ち、すす）を含有する粒子状物質（ＰＭ）を含む幾つかの空気汚染物質を含有する排気ガスを生成する。
【０００３】
環境問題と健康被害対策への関心の高まりにより、排気ガス規制は、ますます厳しくなっている。
【０００４】
排気ガス中のＮＯｘの量を減らすために、幾つかのエンジンは、ＮＯｘとアンモニア（ＮＨ３）の混合物を窒素ガス（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に変換する選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを装備している。例えば、特許文献１は、第１のＳＣＲ触媒、第２のＳＣＲ触媒、及び前記第１と第２のＳＣＲ触媒の間に位置決めされた微粒子フィルタを含む、ＮＯｘを還元する排気システムを示す。しかしながら、このシステムは、エンジンのコールドスタート後や低温運転（例えば、低速都市走行状態）中などの低温排気状態では、前述の汚染物質を除去する効率が限られる。したがって、低温排気状態において、微粒子フィルタ内に蓄えられたＰＭの効率的なＮＯ２酸化を、前述のＮＯｘ汚染物質の最大除去効率と組み合わせるには、本発明による還元剤投入規定及び専用操作手順の更なる改善が有益である。
【０００５】
効率的な排気処理システムに関する別の問題は、ＳＣＲ触媒の操作に必要とされるアンモニア供給源の補充間隔が比較的短いことである。
【０００６】
効率的な排気処理システムに関する更に別の問題は、システムの物理サイズと最新車両内の有限な利用スペースであり、これにより排気後処理システムの実装が難しくなる。
【０００７】
したがって、前述の欠点を除去する改善された排気後処理システムが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００６０３４８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、前述の問題が回避される排気ガスを収容する独創的な排気システム及びそのシステムの操作方法を提供することである。前記排気システムは、第１のＳＣＲ触媒、前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒、前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器、及び前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器を含む。
【００１０】
本発明の目的は、請求項１の特徴部分の特徴によって少なくとも部分的に達成され、前記排気システムは、更に、前記第１の噴射器に流体接続されて、前記第１の噴射器によって前記排気ガスにガス状アンモニアを供給するガス状アンモニア供給装置と、前記第２の噴射器に流体接続されて、前記第２の噴射器によって尿素などの流体アンモニア含有還元剤を前記排気ガスに供給するアンモニア含有還元剤リザーバとを含む。前記第１のＳＣＲ触媒は、前記第１のＳＣＲ触媒を素早く予熱するために前記第２のＳＣＲ触媒より小さい体積を有する。
【００１１】
独創的な構成は、低温排気ガス動作モードと高温排気ガス処理動作モードの２つの明白な動作モードを有することが好ましい。低温排気ガス動作モードでは、ガス状アンモニアは、第１のＳＣＲ触媒の上流で噴射され、これにより、排気ガスのＮＯｘが効率的に還元される。一般に、この動作モードで、第２の噴射器によってアンモニア含有還元剤は噴射されない。高温排気ガス動作モードにおいて、アンモニア含有還元剤は、第２のＳＣＲ触媒の上流に噴射され、これにより、排気ガスのＮＯｘが効率的に還元される。一般に、この動作モードで、第１の噴射器によってガス状アンモニアが噴射されない。その結果、独創的構成によって、一般にコールドスタート時及び低温排気動作状態におけるＮＯｘ排出物制御が大幅に改善されるだけなく、排気後処理システムの長い保守間隔も維持され、排気システムの実装も改善される。
【００１２】
独創的な排気システムは、先行技術より低い排気温度レベルでも第１のＳＣＲ触媒によって効率的なＮＯｘ還元を実行するように設計されており、その結果、エンジンコールドスタートの際の初期の段階で触媒ＮＯｘを還元することができる。この技術的効果の背後に、幾つかの基礎となる理由がある。
【００１３】
第１のＳＣＲ触媒は、第２のＳＣＲ触媒より小さい体積を呈する。任意の物質に関して、物体の熱容量は、その物体が含む物質の量に正比例する。その結果、大きい体積のＳＣＲ触媒よりも小さい体積のＳＣＲ触媒の方が熱容量が小さいので、大きい体積のＳＣＲ触媒よりも小さい体積のＳＣＲ触媒の方が温度が早く上昇することがある。
【００１４】
ＳＣＲ触媒は、排気ガス中のＮＯｘ排出物を触媒除去するためにアンモニアを必要とする。尿素などの流体アンモニア含有還元剤を噴射するとき、排気通路内の活性反応物ガス状アンモニアに対する前記還元剤の分解反応は、実質的に完全な分解のために噴射位置で特定の温度レベル（例えば、通常は約２００℃）の排気ガスを必要とする。したがって、前記温度レベルよりかなり低い温度ではアンモニア含有還元剤の噴射を開始できず、それにより、ＮＯｘ排出物還元効率がかなり制限される。しかしながら、流体アンモニア含有還元剤の代わりにガス状アンモニアを供給することによって、排気ガスが前記温度レベルに達するまで噴射を待つ必要がなくなる。したがって、ＮＯｘ排出物還元をもっと低い温度で開始することができ、例えば約１５０℃まで低いＳＣＲ触媒の完全活性温度ウィンドウを使用することができる。
【００１５】
更に、その結果、独創的構成によって、交通渋滞や低速都市走行状態などの低温排気運転状態になったときのＮＯｘ排出物制御が改善され、その理由は、システムが、必要なときに前述のように高温排気ガス動作モードから低温排気ガス動作モードに必ず戻ることができるからである。
【００１６】
小さい第１のＳＣＲ触媒を有する更に他の独創的利点は、スペースがきわめて限られる場合に、エンジン又はターボチャージャの出口近くの前記触媒の機構が単純化されたことである。第１のＳＣＲ触媒が比較的小さいサイズなので、その機構をエンジンに近づけることができる。したがって、第１のＳＣＲ触媒のサイズの制限は、本発明の改善されたＮＯｘ排出物還元を支援する因子である。第１のＳＣＲ触媒の上流にガス状アンモニアを追加することにより、ターボチャージャの出口のすぐ下流に生じる乱流を利用して、混合距離をきわめて短くすることができ、コンパクトな実装解決策が可能になる。
【００１７】
本発明の別の独創的利点は、本発明の第１と第２のＳＣＲ触媒への活性反応物アンモニアの特定の供給機構から得られる。第１のＳＣＲ触媒へのガス状アンモニアの供給と、第２のＳＣＲ触媒への尿素などの流体アンモニア含有還元剤の供給との組み合わせが、前記第１と第２のアンモニア供給源の知的な投入方法によって、排気後処理システムの保守間隔を長くし、前記システムの効率、信頼性、コスト効率を高めることを可能にする。例えば、コールドスタートや特定の都市走行状態などの低温排気ガス動作モードの間と、第２のＳＣＲ触媒で特定の排気ガス温度に達したときだけ、第１の噴射器によってガス状アンモニアを第１のＳＣＲ触媒に供給し、第２の噴射器によってアンモニア含有還元剤を第２のＳＣＲ触媒に供給し同時にガス状アンモニアの供給を停止することによって、第１と第２のＳＣＲ触媒が、ある程度非同時に操作される。このタイプの投入方法は、独創的構成によって可能であり、燃料経済性の不利益なしにきわめて高いＮＯｘ変換効率を可能にするだけでなく、その結果、排気後処理システムの保守間隔がきわめて長くなり、即ち、アンモニア供給源の補充と交換の時間間隔が長くなる。当然ながら、第１の噴射器と第２の噴射器での噴射間の遷移の違いを少なくすることができ、また第１又は第２のＳＣＲ触媒及びこれらの両方のＳＣＲ触媒の触媒操作が、遷移期間中に同時に触媒活性するように構成されてもよい。
【００１８】
実質的に非同時の投入方法を有する利点は、排気システムに提供されたときに微粒子フィルタのＮ０２ＰＭ再生プロセスの効率が高まることであり、その理由は、ＮＯ２ＰＭ再生プロセスが、基本的には第１のＳＣＲ触媒へのガス状アンモニアの投入が停止されたときだけ可能であり、その結果、後で詳細な説明でより詳しく述べるように、触媒成分の温度劣化が少なくなり、燃料経済性の不利益が少なくなるからである。ＮＯ２ＰＭ再生プロセスが活性の温度範囲（例えば、２５０乃至４５０℃）では、第２のＳＣＲ触媒へのアンモニア含有還元剤（例えば、尿素）の投入が、完全に活性なので、第１のＳＣＲ触媒へのガス状アンモニアの投入が停止された場合でも排出物コンプライアンスが維持される。
【００１９】
更に他の利点は、従属クレームの特徴のうちの１つ又は幾つかを実施することによって達成される。本発明によれば、前記第１のＳＣＲ触媒の体積は、前記第２のＳＣＲ触媒の体積の５％乃至６０％の範囲内、具体的には前記第２のＳＣＲ触媒の体積の５％乃至４０％の範囲内、より具体的には前記第２のＳＣＲ触媒の体積の１０％乃至２５％の範囲内である。大型トラック用のディーゼルエンジン内の前記体積の典型的な値は、第１のＳＣＲ触媒は約５乃至１０リットル、第２のＳＣＲ触媒は約４０リットルである。第１のＳＣＲ触媒の体積が限られるので、エンジン又はターボチャージャ出口の近くの予熱が早くなり位置決めが単純化される。体積が限られるので、第１のＳＣＲ触媒は、エンジンの上側運転荷重領域で、即ち高出力需要時に、ＮＯｘ排出物の十分な触媒除去を提供する能力がないことがあるが、この能力は、通常コールドスタート及び低温排気ガス都市走行、即ち比較的低い運転エンジン荷重と関係するエンジン運転状態においては十分である。
【００２０】
本発明によれば、前記排気システムは、更に、前記第２のＳＣＲ触媒の下流に配置されたアンモニア酸化触媒を含む。排気後処理システムの端にあるアンモニア酸化触媒は、残留アンモニアの酸化によって、第２のＳＣＲ触媒で反応しなかった排気ガス内の残留アンモニアを除去することができる。
【００２１】
本発明によれば、前記排気システムは、更に、前記第１と第２のＳＣＲ触媒の間に位置決めされた微粒子フィルタを含む。使用される燃料のタイプにより、多少のすす及び粒子状物質が生成される。例えば、ディーゼル燃料は、より多くのすすを生成し、したがって法定排出物要件を満たすために微粒子フィルタを必要とすることが多く、一方、天然ガスやジメチルエーテルなどの燃料は、一般に、わずかな量のすすを生成し、それにより、微粒子フィルタが不要なことが多い。
【００２２】
本発明によれば、前記排気システムは、更に、前記第１のＳＣＲ触媒の下流にかつ前記微粒子フィルタの上流に配置された酸化触媒を含む。酸化触媒は、炭化水素と一酸化炭素を二酸化炭素と水に酸化する働きをする。また、酸化触媒は、排気温度を高める。酸化触媒は、第２のＳＣＲ触媒の上流に配置され、第２のＳＣＲ触媒は、通常の高速道路運転や他の通常及び高温排気運転状態の際に単独のＳＣＲ触媒として使用されるように構成される。
【００２３】
本発明によれば、第１のＳＣＲ触媒は、バナジア系（例えば、Ｖ２０５／ＴｉＯ２／ＷＯ３）触媒であり、前記第２のＳＣＲ触媒は、ゼオライト系触媒である。バナジア系触媒を第１のＳＣＲ触媒として使用することは、ＮＯｘ排出物の効率的な選択接触還元にＮＯ２を必要としないので有利である。エンジン又はターボチャージャ出口のすぐ後の排気ガス中ではＮＯ２が実質的に利用できない。更に、高硫黄燃料（例えば、＞３００ｐｐｍＳ）を誤供給した場合、幾つかのゼオライト系ＳＣＲ触媒は、吸着硫黄種を除去してＳＣＲ触媒性能を回復させるために高い温度（例えば、６００℃）を必要とする。バナジア系ＳＣＲ触媒は、一般に、きわめて耐硫黄性が高く、吸着硫黄種を除去するために高い温度を必要としない。
【００２４】
第２のＳＣＲ触媒は、その広い活性温度ウィンドウ、良好な熱抵抗、及び有効なＮＯｘ還元のために、ゼオライト系触媒によって実施されることが好ましいが、第２のＳＣＲ触媒は、バナジア系触媒によって実施されてもよい。
【００２５】
本発明によれば、ガス状アンモニア供給装置を幾つかの方法で実装することができる。例えば、加圧アンモニアガスを収容する１つ又は複数のガス容器が、第１の噴射器に提供され結合され、その結果、ガス状アンモニアが、コールドスタート直後又は類似の条件で、第１のＳＣＲ触媒の上流に噴射されるようにしてもよい。ガス容器の交換と取り扱いも比較的容易である。代替実施形態によれば、前記ガス状アンモニアの供給源として働く、アルカリ土類金属塩化物塩を蓄えるように構成された貯蔵容器が提供されてもよい。容器は、好ましくは、電線などによって加熱され、それによりガス状アンモニアの放出が容易になる。アルカリ土類金属塩化物塩などの固体貯蔵媒体でアンモニアを輸送すると、アンモニア供給源の十分な安全性と取り扱い性が得られ、ガス状アンモニアを放出するのに必要な熱が少なくなる。更に別の代替によれば、ガス状アンモニア供給装置は、水などの溶剤に溶かされたアンモニア溶液を収容する貯蔵容器を含んでもよい。
【００２６】
本発明によれば、前記第１の噴射器は、前記排気システムの排気通路の側壁を通り抜ける金属パイプによって構成され、前記排気通路内の放出口となり、その結果、前記金属パイプによって、前記ガス状アンモニア供給装置からガス状アンモニアを前記排気通路内の排気ガス流に供給することができる。前述したように、第１のＳＣＲ触媒は、好ましくは、迅速に加熱するためにエンジン又はターボチャージャ出口のきわめて近くに位置決めされる。しかしながら、第１の噴射器は、第１のＳＣＲ触媒にガス状アンモニアを供給するように構成され、第１のＳＣＲ触媒の上流に配置され、その結果、前記出口の更に近くに配置されなければならない。したがって、第１の噴射器の位置がきわめて高温になるという問題がある。アンモニア供給装置からガス状アンモニアを受け取り、排出口によってガス状アンモニアを排気通路内で放出するように構成された金属パイプだけで第１の噴射器を構成することによって、第１の噴射器が、きわめて耐熱性になり、その結果、第１の噴射器の設計と実施の信頼性とコスト効率が高まる。
【００２７】
本発明によれば、前記第１の噴射器は、熱可塑性材料や他の感熱性材料で作成された部分がない。前述のように、耐熱性の高い第１の噴射器を提供することにより、システム信頼性が改善され、コストが下がる。また、第１のＳＣＲ触媒の上流にガス状アンモニアを追加することにより、尿素などのアンモニア含有流体の対応する噴射と比較して、混合距離をかなり短くすることができる。
【００２８】
本発明によれば、電子制御装置が、前記第１の噴射器によるガス状アンモニアの噴射を制御するように構成され、その結果、前記第１の噴射器による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度ＴＳＣＲ１が、第１の値Ｔ１より高く、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度ＴＳＣＲ２が、第２の値Ｔ２より低い動作モードに制限され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度での前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が、少なくともある程度高められる。第１のＳＣＲ触媒の活性温度ウィンドウの下端は、前記第１の値Ｔ１によって定義され、その温度レベルより下では、効率的なＮＯｘ還元が達成されなくなる。更に、前述のように、システムは、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度ＴＳＣＲ２が第２の値Ｔ２に達したとき、第１のＳＣＲ触媒の上流のガス状アンモニアの噴射を停止するように構成される。
【００２９】
本発明の別の独創的利点は、本発明の第１及び第２のＳＣＲ触媒への活性反応物アンモニアの特定の供給機構によるものである。第１のＳＣＲ触媒へのガス状アンモニア供給と、第２のＳＣＲ触媒への尿素の供給などの流体アンモニア含有還元剤供給との組み合わせは、前記アンモニア供給源の知的な投入方法によって、排気後処理システムの保守間隔を長くし、前記システムの効率、信頼性及びコスト効率を高めることを可能にする。例えば、コールドスタートや特定の都市走行条件などの低温排気ガス運転状態の間だけ、第１の噴射器を介してガス状アンモニアを第１のＳＣＲ触媒に供給し、第２のＳＣＲ触媒が特定の排気ガス温度に達したときに、第２のＳＣＲ触媒に第２の噴射器を介してアンモニア含有還元剤を供給し同時にガス状アンモニアの供給を停止することによって、第１と第２のＳＣＲ触媒が、ある程度非同時に操作される。このタイプの投入方法は、独創的構成によって可能であり、燃料経済性の不利益なしにきわめて高いＮＯｘ変換効率を可能にするだけでなく、排気後処理システムの保守間隔を大幅に長くし、即ち、アンモニア供給源の補充又は交換の時間間隔を長くすることになる。より具体的には、アンモニア含有貯蔵容器の交換は、例えばエンジンオイルの通常の車両保守間隔で行なうことができる。
【００３０】
本発明によれば、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度ＴＳＣＲ１は、前記第１のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度ＴＳＣＲ２は、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値Ｔ１は、約１２０℃、好ましくは約１５０℃であり、前記第２の値Ｔ２は、約２７０℃、好ましくは約２５０℃である。
【００３１】
本発明によれば、電子制御装置は、前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成され、その結果、前記第２の噴射器による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給は、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度レベルＴＳＣＲ２が、第２のＳＣＲ触媒の活性温度ウィンドウの下端に対応する第３の値Ｔ３より高い動作モードに制限される。第２の値Ｔ２は、Ｔ３と等しく設定されてもよく、その結果、第１の噴射器の噴射は、第２の噴射器の噴射が始まるときに終了する。
【００３２】
あるいは、第２の値は、第３の値Ｔ３より高い特定レベルに構成されてもよく、その結果、第１と第２の噴射器によって特定の噴射の重複が起こる。換言すると、重複する温度範囲は、第２の値Ｔ２と第３の値Ｔ３によって定義され、第１と第２のＳＣＲ触媒が両方とも、１つのＳＣＲ触媒から他のＳＣＲ触媒へのＮＯｘ接触還元の引き渡しと起動中に、一時的に同時動作モードであることを意味する。電子制御装置は、特に独創的システムによって使用される特定の投入方法に関して、一般に排気後処理システムの高速で経済的な制御を可能にする。
【００３３】
本発明によれば、前記第２のＳＣＲ触媒に関係する前記温度ＴＳＣＲ２は、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値Ｔ３は、２００℃、好ましくは２５０℃である。
【００３４】
本発明によれば、前記第１のＳＣＲ触媒は、前記エンジンの排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．６メートル未満下流、好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．４メートル未満下流、より好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．２５メートル未満下流に配置される。第１のＳＣＲ触媒を排気マニホールド出口、又はターボチャージャが提供された場合はターボ排気出口のより近くに配置することによって、第１のＳＣＲ触媒を通る排気ガスが加熱され、それにより前記触媒の予熱が早くなる。
【００３５】
本発明によれば、電子制御装置が、前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成される。電子制御装置は、特に独創的システムによって使用される特定の投入方法に関して、一般に排気後処理システムの高速で経済的な制御を可能にする。
【００３６】
本発明によれば、前記第２の噴射器は、前記微粒子フィルタの下流に提供される。この機構は、アンモニア含有還元剤がＤＰＦに入るのを防ぐ。
【００３７】
本発明の目的は、請求項１７の特徴によって、より具体的には、第１のＳＣＲ触媒と、前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒と、前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器と、前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器とを含む排気システムを操作する方法によって少なくとも部分的に達成され、この方法は、第１の噴射器によるガス状アンモニアの噴射を制御して、その結果、前記第１の噴射器による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに制限され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度での前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められるようにする段階を含む。
【００３８】
方法の第１の実施形態によれば、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Ｔ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である。
【００３９】
第２の実施形態によれば、方法は、前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御して、その結果、前記第２の噴射器による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給は、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）よりも高い動作モードに制限されるようにする段階を含む。
【００４０】
方法の第１の実施形態によれば、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明は、次に、図を参照して詳細に説明される。
【００４２】
【図１】本発明による排気システムの概略構造を示す図である。
【図２】本発明による典型的な投入方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、本発明の種々の態様が、本発明を例証し限定しないように提供された添付図面と関連して説明される。
【００４４】
自動車産業では、ＮＯｘ排出物を還元する選択接触還元法（ＳＣＲ）の使用が広まっており、この方法は、ＮＯｘ排出物を触媒除去するためにアンモニア（ＮＨ３）の前駆体として尿素（ＮＨ２ＣＯＮＨ２）を使用する最も一般的な技術を使用する。本発明は、アンモニア含有還元剤として尿素に限定されず、代替として、アンモニア水など、ＳＣＲ用に現在使用されている他の還元剤タイプが使用されてもよい。ＳＣＲ触媒のＮＯｘ還元効率は、２倍の温度依存性を有し、低温排気状態での効率を制限する。ＮＯｘ除去の触媒反応の反応速度は、温度に依存し、活性温度ウィンドウは、一般に、供給ガスＮＯｘ排出物のＮＯ：ＮＯ２比率にも依存し、例えば１５０℃の触媒温度から始まる。
【００４５】
尿素がＳＣＲの還元剤として使用される場合、分解反応（即ち、ガス状アンモニアと二酸化炭素を生成する尿素の加熱分解と加水分解）は、温度に大きく依存する。ＳＣＲ触媒の上流の排気温度が、特定レベル（例えば、２００℃）より低い場合は、尿素分解が不完全になり、したがってＮＯｘ除去効率が制限される可能性がある。また、重合反応によって望ましくない固体副生成物が形成され、ＳＣＲ触媒の詰まりと排気後処理システムの背圧の増加を引き起こす危険がある。
【００４６】
複数のタイプの触媒を含む複合式排気後処理システムでは、ＳＣＲ触媒の上流にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）とディーゼル排気微粒子フィルタ（ＤＰＦ）を配置することが有益である。その理由の１つは、ＤＯＣの場合、ＣＯとＨＣの変換並びにＮＯからＮＯ２への変換を活性化させるために、温度を、一般に点火温度と呼ばれる特定のしきい値より高くする必要がある。
【００４７】
ＤＰＦの場合、一般に再生として知られるプロセスは、微粒子フィルタ内に収集された炭素ＰＭを酸化させ除去するために行なわれ、主に２つの酸化メカニズムが知られている。排気ガス流中の残留酸素によって比較的迅速に再生するには、微粒子フィルタの温度を、ディーゼルエンジン動作中に通常生じる排気温度よりかなり高いレベルまで（例えば、５５０乃至６５０℃）高めなければならない。酸化剤として酸素ではなくＮＯ２が使用される場合、ＤＰＦの再生は、かなり低い温度（例えば、２５０乃至４５０℃）で行なわれることがある。ＮＯ２を利用するＰＭ再生プロセスは、酸素を利用する再生よりも遅いが、利点は、触媒成分の温度劣化が少ないことと燃料の経済的不利益が少ないことである。更に、排気温度が低いほど、ＮＯｘ排出物の下流選択接触還元の効率が高まる。
【００４８】
ＮＯ２を利用する再生プロセスは、ＤＰＦをＤＯＣの下流に位置決めすることによってかなり強化される。ＳＣＲ触媒が、ＤＰＦの上流に配置された場合、ＮＯ２を利用する再生は、ＳＣＲ触媒の下流にＮＯｘ排出物がないので、非効果になる。その結果、最良の解決策は、一般に、ＳＣＲ触媒をＤＯＣとＤＰＦ両方の下流に配置することである。
【００４９】
この構成は、ＤＰＦ内のＰＭを効率的に再生するには有利であるが、そのような排気後処理システム定義の欠点は、ＳＣＲ触媒のコールドスタート特性が、したがってＮＯｘ排出物制御のためにも、全く理想的でないことである。ＳＣＲ触媒の作用温度を十分に高め、アンモニア含有還元剤（例えば、尿素）の投入を可能にするには、ＤＯＣ及びＤＰＦユニットの温度を高めるためにかなりの熱量が必要とされる。更に、ＳＣＲ触媒の前の排気後処理で温度損失が生じることがある。前述の理由のため、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ還元効率は、その位置が、選択された排気後処理システム定義においてエンジンから比較的遠いときに制限される可能性がある。
【００５０】
ＳＣＲ触媒をＤＰＦの上流に位置決めすると他の問題が生じる。アンモニア還元剤噴射器が、ＳＣＲ触媒の上流、したがってターボチャージャのすぐ近くに位置決めされなければならない。しかしながら、アンモニア還元剤噴射器は、一般に、高温暴露の影響を受けやすく、また設計が大型になり、それにより、通常利用できる実装スペースがターボチャージャ出口の近くにきわめて限られるという実装問題が生じることがある。更に、一般に、尿素などのアンモニア還元剤を分解するには、ＳＣＲ触媒の前に特定の混合長（例えば、最小０．５０ｍ）を必要とし、更に、設備にかかる幾何学的実装の負担が大きくなる。更に、ＳＣＲ触媒前に尿素を完全に分解するには、排気温度は、約２００℃でなければならない。したがって、低温時又はコールドスタート直後のＮＯｘ還元効率は、主に、ＳＣＲ触媒のＳＣＲ反応速度ではなく尿素分解速度によって限定される。
【００５１】
本発明では、ＳＣＲ触媒の温度条件を改善し、かつ尿素を活性反応物アンモニアに分解する温度制限をなくすことによって、ＳＣＲの活性温度範囲が、大幅に拡大される。更に、ＤＰＦの再生は、主にＮＯ２を利用したものでよく、効率的で、あまり有害でなく、より経済的再生が保証される。
【００５２】
本発明による独創的排気システムが図１に示される。圧縮点火エンジン２の場合、排気流４は、排気システム６を含み、排気システム６は、前記順序で、小さい方の第１の選択接触還元触媒１０、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）とも呼ばれる酸化触媒１２、エンジンから粒子状物質を収集するための微粒子フィルタ１４、及びＮＯｘ排出物を還元するための大きい方の第２の選択接触還元触媒１６からなる。第２の選択接触還元触媒１６の下流に、過剰アンモニアを変換するためのアンモニア酸化触媒１８が位置決めされることがある。
【００５３】
ガス状アンモニアの供給は、第１の選択接触還元触媒１０の上流に位置決めされる。アンモニア供給装置４０からの投入率が制御されたアンモニアガスは、パイプ４２と第１の噴射器４４により、第１の選択接触還元触媒１０の上流で排気ガス流４に導入される。第１の噴射器４４は、第１の選択接触還元触媒１０のすぐ上流に位置決めされる。
【００５４】
アンモニア供給装置４０は、様々な方法で構成され得る。第１の好ましい例によれば、アンモニア供給装置４０は、加圧アンモニアガスを収容するガス容器によって構成される。アンモニアガスの供給率は、例えばマスフロー制御装置を通して、電子制御ユニット３０によって制御され得る。
【００５５】
第２の例によれば、アンモニア供給装置４０は、アンモニアを、アンモニアとのアルカリ土類金属塩化化合物（例えば、Ｓｒ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２、Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２）の形で容易に蓄えるアルカリ土類金属塩化物塩（ＳｒＣｌ２、ＣａＣｌ２又はＭｇＣｌ２）を収容する容器によって構成される。アンモニア収容容器は、化合物をアルカリ土類金属塩化物塩とアンモニアに分解し、それによりガス状アンモニアの分圧を高める加熱装置を装備することがある。またこの場合、アンモニアガスの投入量は、例えばマスフロー制御装置を通して、電子制御ユニット３０によって制御されてもよい。
【００５６】
第３の例では、アンモニア供給装置４０は、溶媒（例えば、水）に溶かされたアンモニアの溶液を収容する容器によって構成される。アンモニアガスの送り量は、例えばポンプユニットを介して、電子制御ユニット３０によって制御されてもよい。
【００５７】
尿素などのアンモニア含有還元剤を収容するリザーバ６０が、ポンピングユニット６２に接続される。電子制御ユニット３０は、ポンピングユニット６２と、第２の選択接触還元触媒１６の上流に位置決めされた第２の噴射器６４への流体の流量を制御する。第２の噴射器６４は、第２の選択接触還元触媒１６のすぐ上流に位置決めされる。第２の噴射器６４は、酸化触媒１２の下流に位置決めされる。第２の噴射器６４は、微粒子フィルタ１４の下流に位置決めされる。
【００５８】
燃料投入ユニット７０は、燃料容器（図示せず）から燃料供給７２を受け、酸化触媒１２の上流で前記排気後処理システム６に燃料に投入してもよい。燃料投入ユニット７０は、電子制御ユニット３０によって制御され、排気温度をあるレベルまで高める目的で操作され、そのレベルは、微粒子フィルタ１４に装填された炭素質ＰＭの酸化効率が、酸化触媒１２と微粒子フィルタ１４のどちらの完全性も損なわずに素早くＰＭを酸化させるように強化されるものである。あるいは、未燃焼燃料が、適切な噴射タイミングで内燃機関の燃料噴射器によって排気システムに一時的に供給されてもよい。
【００５９】
排気後処理システム６の制御は、複数のガス検出装置の支援によって行なわれる。エンジン２のすぐ下流に、供給ガスＮＯｘ排出物レベルを評価するための第１のＮＯｘ排出物センサ２０を備える。アンモニア酸化触媒１８のすぐ下流には、周囲環境に放出される排気ガスのＮＯｘ排出物レベルを評価するための第２のＮＯｘ排出物センサ２８を備える。小さい方の第１の選択接触還元触媒１０の上流に第１の温度センサ２２が位置決めされる。微粒子フィルタ１４の上流に第２の温度センサ２４が位置決めされ、微粒子フィルタ１４の下流に第３の温度センサ２６が位置決めされる。
【００６０】
検出ユニット２０、２２、２４、２６及び２８のそれぞれの測定信号が、電子制御ユニット３０に送られ、電子制御ユニット３０から、第１と第２の噴射器４４，６４及び燃料投入ユニット７０が、前述のように制御される。ＮＯｘセンサ２０及び２８からの測定信号は、還元剤投入方法への入力として電子制御ユニット３０に導かれる。
【００６１】
図２では、典型的なエンジンコールドスタート時の投入方法が示される。上のグラフでは、時間がｘ軸に沿ってプロットされ、それぞれのＳＣＲ触媒の温度がｙ軸を上方にプロットされ、真ん中のグラフは、ｘ軸に沿って時間がプロットされ、ｙ軸を上方にプロットされた第１の噴射器４４の対応する投入活動を極めて概略的に示し、下のグラフは、同様に、ｘ軸に沿って時間がプロットされ、ｙ軸を上方にプロットされた第２の噴射器６４の対応する投入活動を示す。各噴射器４４，６４の前記投入活動は、電子制御ユニット３０によって制御され、ここでは、オンとオフの２つの状態だけで示される。最初に、エンジンコールドスタート時の直後の時間ｔ０に、第１と第２のＳＣＲ触媒１０，１６の温度ＴＳＣＲ１、ＴＳＣＲ２は、周囲温度ＴＡに近く、第１の噴射器４４からも第２の噴射器６４からも噴射は行なわれない。エンジンの動作中、第１のＳＣＲ触媒１０の位置が、エンジン又はターボチャージャ出口に近く、その熱容量が比較的小さいので、高温の排気ガスは、第１のＳＣＲ触媒１０をすぐに加熱する。明らかに示されたように、第１のＳＣＲ触媒１０は、第２のＳＣＲ触媒１６より迅速に熱くなる。
【００６２】
時間ｔ１で、第１のＳＣＲ触媒と関係する温度が、第１のＳＣＲ触媒１０の活性温度ウィンドウの下端を表わす第１の値Ｔ１（例えば、１５０℃）に達し、真ん中のグラフに示されたように、第１の噴射器４４によるガス状アンモニアの噴射が開始される。開示された実施形態では、電子制御ユニット３０は、第１の温度センサ２２によって測定されたような排気ガスの温度に基づいて、第１のＳＣＲ触媒の温度を決定する。時間ｔ１は、ＳＣＲ触媒のタイプ、エンジンサイズ、出力などの多くの因子に依存し、典型的には約１分でよい。
【００６３】
時間ｔ２で、第２のＳＣＲ触媒と関係する温度は、第２のＳＣＲ触媒１６によって効率的ＮＯｘ還元が実現されることがある最低温度である第２の値Ｔ２（例えば、２５０℃）に達し、ガス状アンモニアを生成する加熱分解と加水分解によるアンモニア含有還元剤の効率的分解が実現されることがある。時間ｔ２は、ＳＣＲ触媒のタイプ、エンジンサイズ、出力、アンモニア含有還元剤などの多くの因子に依存し、典型的には約１０分でよい。この時点で、図２の真ん中と下のグラフに示されたように、第１の噴射器４４によるガス状アンモニアの噴射が中止され、その代わりに、第２の噴射器６４による流体アンモニア含有還元剤の噴射が開始される。第１の噴射器４４による噴射から第２の噴射器６４による噴射への移行は、瞬間的に達成されてもよく、ある程度の重なりを有してもよく、両方において、第１と第２の噴射器４４，６４は、ＮＯｘ排出物の効率還元を常に保証するように同時に動作される。開示された実施形態において、電子制御ユニット３０は、第２のＳＣＲ触媒の温度を、第２の温度センサ２６によって測定された排気ガスの温度に基づいて決定する。
【００６４】
その後の動作において、エンジンが、低温動作条件で使用され、排気温度が、第２のＳＣＲ触媒の前述のしきい値（例えば、２５０℃）より下がった場合は、第１の噴射器４４でのガス状アンモニアの噴射が、再開されてもよく、第２の噴射器６４でのアンモニア含有還元剤の噴射は、第２のＳＣＲ触媒の上流の排気管内の尿素の不完全な分解と固体副生成物の形成を防ぐために、停止されるか制限される。
【００６５】
このタイプの動的投入方法は、燃料経済性を犠牲にせずにきわめて高いＮＯｘ変換効率を可能にする。更に、この手順は、ＮＯ２ＰＭ再生プロセスが活性になり始める温度（例えば、２５０℃）で、第１のＳＣＲ触媒１０へのアンモニア投入を停止することによって、微粒子フィルタ１４の効率的なＮＯ２ＰＭ再生プロセスを可能にするように調整されてもよい。
【００６６】
更に、アンモニア供給装置４０から全アンモニア内容物が出されて空になるまでの時間を長くするために、ガス状アンモニアの消費を制限してもよい。
【００６７】
全アンモニア内容物が出されて空になったときのアンモニア供給装置４０へのアンモニアの補給は、ユニット全体をアンモニアを満たしたユニットと交換することによって行わなければならない。多くの車両用途、特に高荷重で運転され供給ガスＮＯｘ排出物の質量流量が大きい車両の場合、この交換は、比較的頻繁に行われなければならない。そのような保守の実際的問題は、そのようなユニットを広範囲に流通させるためのインフラストラクチャの不足によって起こる。これと対照的に、商品名ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）又はＤＥＦで商用尿素溶液を広範囲に流通させるためのインフラストラクチャは、多くの市場で確立されており、世界中のより多くの市場で確立されることになる。
【００６８】
本発明の重要な利点は、アンモニア供給装置４０の寸法決定と、ガス状アンモニア及びアンモニア含有還元剤（例えば、尿素）両方を必要とする動的投入方法とを制御して、通常の車両保守間隔でアンモニア供給装置４０だけを交換すればよいようにできることである。アンモニア供給装置４０の流通は、従来の工場に拡張されるだけでよく、それにより、そのようなアンモニア供給装置４０を広範囲に流通させるためのインフラストラクチャは過剰にある。アンモニア含有還元剤（例えば、尿素）のリザーバ６０への補給は、商用尿素溶液（例えば、ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）又はＤＥＦ）の広範囲の流通を利用して行なうことができる。
【００６９】
前述の概念と比較した独創的利点は、第１の投入機構が、金属パイプ４２と第１の噴射器４４から成り、高温に容易に耐え必要スペースを最小にできるきわめて単純な設計を有することである。第１の噴射器４４は、金属パイプの端部の開口によって構成されることが好ましい。マスフロー制御装置は、一般に、温度の影響を受け易く、本発明ではターボチャージャ近くの高温面から遠くに位置決めされることができる。アンモニアガス投入に関して、第１のＳＣＲ触媒１０の断面全体に均一にアンモニアガスを分布させるには、比較的短い混合長（例えば、０．２５ｍ）が必要である。還元剤として尿素を使用する場合と対照的に、還元剤が、望ましい反応物アンモニアの形で添加されるので、本発明では、低温時のＮＯｘ還元効率が、尿素分解速度によって制限されない。したがって、第１のＳＣＲ触媒１０の活性温度ウィンドウ全体を使用することができる。
【００７０】
ＳＣＲ触媒の体積という用語は、本明細書では、触媒基質の外側幾何学寸法から求められる幾何学的体積を定義すると考えられる。
【００７１】
請求項で言及された参照符号は、請求項によって保護される内容の範囲を限定すると見なされるべきではない。本発明は、添付の特許請求の範囲から全く逸脱しない様々な明白な点で修正することができる。したがって、図面及びその説明は、本質的に例示と見なされ、限定と見なされるべきでない。
【符号の説明】
【００７２】
６          排気システム
１０，１６  ＳＣＲ触媒
４０        ガス状アンモニア供給装置
４４，６４  噴射器
６０        アンモニア含有還元剤リザーバ
【図１】
2015507118.tif 000003
【図２】
2015507118.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月20日(2013.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを受け取る排気システム（６）において、
第１のＳＣＲ触媒（１０）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒（１６）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の上流に提供された第１の噴射器（４４）と、
前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の上流に提供された第２の噴射器（６４）とを含む排気システム（６）であって、更に、
前記第１の噴射器（４４）に流体接続され、前記第１の噴射器（４４）によってガス状アンモニアを前記排気ガスに供給するためのガス状アンモニア供給装置（４０）と、
前記第２の噴射器（６４）に流体接続され、尿素などの流体アンモニア含有還元剤を、前記第２の噴射器（６４）によって前記排気ガスに供給するためのアンモニア含有還元剤リザーバ（６０）とを有し、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）を迅速に予熱するために前記第２のＳＣＲ触媒（１６）よりも小さい体積を有する、排気システム（６）。
【請求項２】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の体積が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の体積の５％乃至６０％の範囲内、好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の体積の５％乃至４０％の範囲内、より好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の体積の１０％乃至２５％の範囲内である、請求項１に記載の排気システム（６）。
【請求項３】
前記排気システム（６）が、更に、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の下流に配置されたアンモニア酸化触媒（１８）を含む、請求項１又は２に記載の排気システム（６）。
【請求項４】
前記第１と第２のＳＣＲ触媒（１０，１６）間に微粒子フィルタ（１４）が位置決めされた、請求項１乃至３のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項５】
前記排気システム（６）が、更に、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流かつ前記微粒子フィルタ（１４）の上流に配置された酸化触媒（１２）を含む、請求項４に記載の排気システム（６）。
【請求項６】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）が、バナジア系触媒であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）が、ゼオライト系触媒である、請求項１乃至５のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項７】
前記ガス状アンモニア供給装置（４０）が、
前記ガス状アンモニアの供給源であるアルカリ土類金属塩化物塩を蓄えるように構成された貯蔵容器、又は
水などの溶剤に溶かされたアンモニアの溶液を収容する貯蔵容器、又は
加圧アンモニアガスを収容するガス容器を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項８】
前記第１の噴射器（４４）が、前記排気システム（６）の排気通路の側壁を通り抜ける金属パイプ（４２）によって構成され、また前記排気通路内の放出口となり、その結果、前記ガス状アンモニア供給装置（４０）からのガス状アンモニアを、前記金属パイプ（４２）によって前記排気通路内の排気ガス流に供給することができる、請求項１乃至７のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項９】
前記第１の噴射器（４４）に、熱可塑性材料又は他の感熱性材料で作成された部分がない、請求項８に記載の排気システム（６）。
【請求項１０】
前記電子制御装置（３０）が、前記第１の噴射器（４４）によるガス状アンモニアの噴射を制御するように構成され、その結果、前記第１の噴射器（４４）による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに限定され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度における前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められる、請求項１乃至９のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１１】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）に関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第１の値（Ｔ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項１０に記載の排気システム（６）。
【請求項１２】
電子制御装置（３０）が、前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成され、その結果、前記第２の噴射器（６４）によるアンモニア含有還元剤の前記排気ガスへの供給は、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに制限される、請求項１乃至１１のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１３】
前記第２のＳＣＲ触媒（１６）に関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項１２に記載の排気システム（６）。
【請求項１４】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）が、前記エンジン（２）の排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．６メートル未満下流、好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．４メートル未満下流、より好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．２５メートル未満下流に配置された、請求項１乃至１３のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１５】
電子制御装置（３０）が、前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成された、請求項１乃至１４のいずれかに記載の排気システム（６）。
【請求項１６】
前記第２の噴射器（４６）が、前記微粒子フィルタ（１４）の下流に提供された、請求項４又は５に記載の排気システム（６）。
【請求項１７】
第１のＳＣＲ触媒（１０）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒（１６）と、
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）の上流に提供された第１の噴射器（４４）と、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）の上流に提供された第２の噴射器（６４）とを含む排気システム（６）を操作する方法であって、
第１の噴射器（４４）によるガス状アンモニアの噴射を制御して、その結果、前記第１の噴射器（４４）による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに制限され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度における前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められるようにする段階を含み、また前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御して、その結果、前記第２の噴射器（６４）による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに限定されるようにする段階を含む方法。
【請求項１８】
前記第１のＳＣＲ触媒（１０）と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒（１０）のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Τ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のＳＣＲ触媒（１６）と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
排気ガスを受け取る排気システムにおいて、
第１のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器と、
前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器とを含む排気システムであって、
前記第１の噴射器に流体接続され、前記第１の噴射器によって前記排気ガスにガス状アンモニアを供給するためのガス状アンモニア供給装置と、
前記第２の噴射器に流体接続され、前記第２の噴射器によって尿素などの流体アンモニア含有還元剤を前記排気ガスに供給するためのアンモニア含有還元剤リザーバとを更に含み、前記第１のＳＣＲ触媒が、前記第１のＳＣＲ触媒を迅速に予熱するために前記第２のＳＣＲ触媒より小さい体積を有する排気システム。
【請求項２１】
前記第１のＳＣＲ触媒の前記体積が、前記第２のＳＣＲ触媒の体積の５％乃至６０％の範囲内、好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒の体積の５％乃至４０％の範囲内、より好ましくは前記第２のＳＣＲ触媒の体積の１０％乃至２５％の範囲内にある、請求項２０に記載の排気システム。
【請求項２２】
前記排気システムが、更に、前記第２のＳＣＲ触媒の下流に配置されたアンモニア酸化触媒を含む、請求項２０又は２１に記載の排気システム。
【請求項２３】
微粒子フィルタが、前記第１と第２のＳＣＲ触媒の間で位置決めされた、請求項２０乃至２２のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２４】
前記排気システムが、更に、前記第１のＳＣＲ触媒の下流かつ前記微粒子フィルタの上流に配置された酸化触媒を含む、請求項２３に記載の排気システム。
【請求項２５】
前記第１のＳＣＲ触媒が、バナジア系触媒であり、前記第２のＳＣＲ触媒が、ゼオライト系触媒である、請求項２０乃至２４のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２６】
前記ガス状アンモニア供給装置が、
前記ガス状アンモニアの供給源であるアルカリ土類金属塩化物塩を蓄えるように構成された貯蔵容器、又は
水などの溶剤に溶かされたアンモニアの溶液を収容する貯蔵容器、又は
加圧アンモニアガスを収容するガス容器を含む、請求項２０乃至２５のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２７】
前記第１の噴射器が、前記排気システムの排気通路の側壁を通り抜ける金属パイプによって構成され、前記排気通路内で排出口となり、その結果、前記ガス状アンモニア供給装置からのガス状アンモニアを前記金属パイプによって前記排気通路内の排気ガス流に供給できるようになる、請求項２０乃至２６のいずれかに記載の排気システム。
【請求項２８】
前記第１の噴射器には、熱可塑性材料又は他の感熱性材料で作成された部分がない、請求項２７に記載の排気システム。
【請求項２９】
電子制御装置が、前記第１の噴射器によるガス状アンモニアの噴射を制御するように構成され、その結果、前記第１の噴射器による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給は、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに限定され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度での前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高められるようにする、請求項２０乃至２８のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３０】
前記第１のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の前記排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Ｔ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項２９に記載の排気システム。
【請求項３１】
電子制御装置が、前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成され、その結果、前記第２の噴射器による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給が、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに限定される、請求項２０乃至３０のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３２】
前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項３１に記載の排気システム。
【請求項３３】
前記第１のＳＣＲ触媒が、前記エンジンの排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．６メートル未満下流、好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．４メートル未満下流、より好ましくは排気マニホールド出口又はターボ排気出口から０．２５メートル未満下流に配置された、請求項２０乃至３２のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３４】
電子制御装置（３０）が、前記第２の噴射器（６４）による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御するように構成された、請求項２０乃至３３のいずれかに記載の排気システム。
【請求項３５】
前記第２の噴射器が、前記微粒子フィルタの下流に提供された、請求項３３又は３４に記載の排気システム。
【請求項３６】
第１のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の下流に位置決めされた第２のＳＣＲ触媒と、
前記第１のＳＣＲ触媒の上流に提供された第１の噴射器と、
前記第２のＳＣＲ触媒の上流に提供された第２の噴射器とを含む排気システムを操作する方法であって、
前記第１の噴射器によるガス状アンモニアの噴射を制御して、その結果、記第１の噴射器による前記排気ガスへのガス状アンモニアの供給が、前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が第１の値（Ｔ１）より高く、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ２）が第２の値（Ｔ２）より低い動作モードに制限され、それにより、前記第２のＳＣＲ触媒（１６）による前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が低いときの温度で前記排気ガスのＮＯｘ変換効率が少なくともある程度高くなるようにする段階を含み、また前記第２の噴射器による流体アンモニア含有還元剤の噴射を制御して、その結果、前記第２の噴射器による前記排気ガスへのアンモニア含有還元剤の供給が、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する温度レベル（ＴＳＣＲ２）が第３の値（Ｔ３）より高い動作モードに制限されるようにする段階を含む方法。
【請求項３７】
前記第１のＳＣＲ触媒と関係する温度（ＴＳＣＲ１）が、前記第１のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第１の値（Τ１）が、１２０℃、好ましくは１５０℃であり、前記第２の値（Ｔ２）が、２７０℃、好ましくは２５０℃である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第２のＳＣＲ触媒と関係する前記温度（ＴＳＣＲ２）が、前記第２のＳＣＲ触媒のすぐ上流の領域内の排気ガスの温度であり、前記第３の値（Ｔ３）が、２００℃、好ましくは２５０℃である、請求項３６に記載の方法。
【国際調査報告】
2015507118.tif 000005
2015507118.tif 000006
2015507118.tif 000007
2015507118.tif 000008