(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）が、Ｏ２吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体に分割され、且つＯ２吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体に供給される還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）が決定される、自動車の内燃機関（１）のＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の放出過程のモデル化方法において、
Ｏ２吸蔵体が酸素（Ｏ２）のための第１の積分器により、またＮＯｘ吸蔵体が窒素酸化物（ＮＯｘ）のための第２の積分器によりモデル化され、且つ前記第１の積分器および前記第２の積分器に、分配係数（ｆａｔｍｓｒｅ）に応じて還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）が供給され、この場合、分配係数（ｆａｔｍｓｒｅ）が、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）のＯ２吸蔵容量（ｍｏ２ｓｐ）およびＮＯｘ吸蔵容量（ｍｎｏｓｐ）の関数として且つＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の後方の排気ガス・センサの必要なしに決定されること、
を特徴とするＮＯｘ吸蔵触媒の放出過程のモデル化方法。
【請求項２】
還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）が、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の前方の燃料／空気混合物の組成（λ）および燃焼のために内燃機関（１）に供給された空気質量流量（ｍｓｌ）から決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
内燃機関（１）の排気ガス質量流量（ｍｓａｂ）が、燃焼のために内燃機関（１）に供給された空気質量流量（ｍｓｌ）から決定され、且つ還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）が、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の前方の燃料／空気混合物の組成（λ）および排気ガス質量流量（ｍｓａｂ）から決定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
効率（ｅｔａｒｅｄ）が取り入れられ、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の前方の燃料／空気混合物の組成（λ）および排気ガス質量流量（ｍｓａｂ）から決定された還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）が効率（ｅｔａｒｅｄ）で重み付けされることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
効率（ｅｔａｒｅｄ）が、特性曲線（ＥＴＡＲＥＤ）または特性曲線群により、排気ガス質量流量（ｍｓａｂ）の関数として決定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
Ｏ２吸蔵体のＯ２吸蔵容量の決定において、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）内の温度（ｔｋｉｈｋｍ）が考慮されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
制御装置が、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の、Ｏ２吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体への分割を有する、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の放出過程をモデル化したモデルと、Ｏ２吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体に供給される還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）を決定する第１の手段とを含む、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）を有する自動車の内燃機関（１）用の制御装置（１５）において、
Ｏ２吸蔵体として酸素（Ｏ２）に対する第１の積分器と、ＮＯｘ吸蔵体として窒素酸化物（ＮＯｘ）に対する第２の積分器とを有し、および制御装置（１５）が、さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）のＯ２吸蔵容量（ｍｏ２ｓｐ）およびＮＯｘ吸蔵容量（ｍｎｏｓｐ）の関数として且つＮＯｘ吸蔵触媒（１２′）の後方の排気ガス・センサの必要なしに分配係数（ｆａｔｍｓｒｅ）を決定する第２の手段を有し、この場合、前記第１の積分器および前記第２の積分器に、分配係数（ｆａｔｍｓｒｅ）に応じて還元剤質量流量（ｍｓｒｇ）を供給可能であること、
を特徴とするＮＯｘ吸蔵触媒を有する自動車の内燃機関用の制御装置。
【請求項８】
計算装置で実行可能であり、且つ請求項１ないし６のいずれかに記載の方法を実行するプログラムを記憶している、自動車の内燃機関（１）の制御装置（１５）のための制御要素（１９）。
【請求項９】
前記計算装置がマイクロ・プロセッサ（１８）である請求項８記載の制御要素（１９）。
【請求項１０】
前記制御要素（１９）が読取り専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリ及びフラッシュ・メモリのうちのいずれかである請求項８または９記載の制御要素（１９）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】  本発明は、特に自動車の内燃機関の窒素酸化物（ＮＯｘ）吸蔵触媒の放出過程をモデル化する方法に関するものである。この場合、ＮＯｘ吸蔵触媒が酸素（Ｏ2）吸蔵体および窒素酸化物（ＮＯｘ）吸蔵体に分割される。Ｏ2吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体に供給される還元剤質量流量が決定される。
【０００２】  本発明は、さらに、特に自動車の内燃機関のＮＯｘ吸蔵触媒の放出過程をモデル化したモデルに関するものである。モデルは、ＮＯｘ吸蔵触媒の、Ｏ2吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体への分割と、Ｏ2吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体に供給される還元剤質量流量とを含む。
【０００３】  さらに、本発明は、ＮＯｘ吸蔵触媒を有する、特に自動車の内燃機関用の制御装置に関するものである。制御装置は、ＮＯｘ吸蔵触媒の、Ｏ2吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体への分割を有するＮＯｘ吸蔵触媒の放出過程をモデル化したモデルを含む。さらに、制御装置は、Ｏ2吸蔵体およびＮＯｘ吸蔵体に供給される還元剤質量流量を決定する第１の手段を含む。
【０００４】  最後に、本発明は、このような制御装置の制御要素、特に読取り専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリまたはフラッシュ・メモリにも関するものである。制御要素にプログラムが記憶され、このプログラムは、計算装置、特にマイクロ・プロセッサで実行可能である。
【０００５】  従来の技術
リーンな燃料／空気混合物（λ＞１）で運転可能な内燃機関においては、リーン運転の間に内燃機関から放出されるＮＯｘエミッションを吸蔵するために、ＮＯｘ吸蔵触媒が使用される。このとき、ＮＯｘ吸蔵触媒は、いわゆる吸蔵過程内にある。吸蔵過程の期間の増大と共にＮＯｘ吸蔵触媒の効率が低下し、この結果、ＮＯｘ吸蔵触媒の後方におけるＮＯｘエミッションが上昇することになる。効率低下の原因は、ＮＯｘ吸蔵触媒の窒素酸化物（ＮＯｘ）充填レベルの増大にある。ＮＯｘ充填レベルはモニタリングされ、設定可能なしきい値を超えたのちにＮＯｘ吸蔵触媒の放出過程または再生過程を開始させることができる。ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ充填レベルを決定するために、窒素酸化物（ＮＯｘ）吸蔵モデルが使用されてもよい。ＮＯｘ吸蔵モデルは従来技術から一般に既知である。ＮＯｘ吸蔵モデル内で、内燃機関の運転点を表わすパラメータ（例えば、供給される燃料質量流量または空気質量流量、トルク等）からＮＯｘ充填レベルをモデル化することができる。
【０００６】  放出過程の間に内燃機関の排気ガスに還元剤が添加され、還元剤は、吸蔵窒素酸化物を窒素（Ｎ）および二酸化炭素（ＣＯ2）に還元する。還元剤として、例えば炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および／または水素（Ｈ2）が使用されてもよく、これらは、リッチな燃料／空気混合物の設定（内燃機関の均質燃焼運転）により、排気ガス内に発生させることができる。ＨＣ、ＣＯおよびＨ2もまたリッチ・ガスと呼ばれる。還元剤として、その代わりに尿素が排気ガスに添加されてもよい。この場合、窒素酸化物を窒素および二酸化炭素に還元させるために、尿素のアンモニウム塩が使用される。アンモニウム塩は、尿素溶液から加水分解により生成することができる。
【０００７】  放出過程の終わりごろにおいて、吸蔵窒素酸化物の大部分は還元され、且つ窒素酸化物を窒素および二酸化炭素に還元可能な還元剤が窒素酸化物と反応する量がさらに少なくなる。この結果、放出過程の終わりごろにおいては、ＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガス内の還元剤は増大し、ＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガス内の酸素は低下する。適切な排気ガス・センサ（例えば、Ｏ2センサまたはＮＯｘセンサ）によるＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガスの分析により、窒素酸化物の大部分がＮＯｘ吸蔵触媒から放出されたとき、放出過程を終了させることができる。さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒の充填レベルを放出モデルにより決定し、したがって放出過程の終了をモデル支援により決定することが既知である。
【０００８】  再生過程が短すぎるとＮＯｘ吸蔵触媒を完全に空にすることができず、この結果、ＮＯｘエミッションが上昇するので、再生過程の終了はできるだけ正確に決定されなければならない。他方で、再生過程が長すぎると還元剤エミッション（リッチ・ガスないし尿素）が上昇することになる。ＮＯｘエミッションの上昇のみならず還元剤エミッションの上昇もまた環境を汚染させるので、これらは最小に低減されるべきである。
【０００９】  ＮＯｘ吸蔵触媒後方の排気ガスの分析および再生過程の終了の特定のために適切な排気ガス・センサを使用することは、比較的複雑且つ高価である。再生過程の終了を決定する既知のモデル支援方法においては、燃料／空気混合物の組成（λ）および燃焼のために内燃機関に供給された空気質量流量から、還元剤質量流量が決定される。還元剤質量流量は温度の関数である係数を介して質量流量に換算され、この質量流量の関数として、内燃機関のリーン運転の間に、ＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘの減少が計算される。
【００１０】  このモデル化は比較的不正確であり且つ再生過程の終了を決定するためには制約された条件においてのみ適切であるにすぎないという欠点を有している。この原因は、特に、再生過程の間に、還元剤は吸蔵ＮＯｘのほかに同様に吸蔵Ｏ2をも還元することにある。再生過程の間の特定の時点においてＮＯｘまたはＯ2のいずれの吸蔵ガスが実際に還元されるかは、ＮＯｘ吸蔵触媒の構造に依存している。即ち、従来技術から既知の放出モデルからは、再生過程の間のどの時点においていずれのガスがどれだけ還元されたかを推測することはできない。
【００１１】  したがって、ＮＯｘ吸蔵触媒の放出過程を確実且つ正確にしかもできるだけ少ない費用でモデル化することが本発明の課題である。
【００１２】  この課題を解決するために、本発明は、冒頭記載のタイプの方法から出発して、Ｏ2吸蔵体が酸素のための第１の積分器により、およびＮＯｘ吸蔵体が窒素酸化物（ＮＯｘ）のための第２の積分器によりモデル化され、また第１の積分器および第２の積分器に、分配係数ｆａｔｍｓｒｅに応じて還元剤質量流量ｍｓｒｇが供給され、この場合、分配係数ｆａｔｍｓｒｅがＮＯｘ吸蔵触媒のＯ2吸蔵容量およびＮＯｘ吸蔵容量の関数として決定されることを提案する。
【００１３】  発明の利点
即ち、本発明によって分配係数を取り入れることにより、ＮＯｘ吸蔵触媒の構造の関数として、再生過程の間の種々の時点において異なる吸蔵ガス（ＮＯｘおよび／またはＯ2）が異なる量で還元されることが考慮される。Ｏ2に対する第１の積分器およびＮＯｘに対する第２の積分器に、分配係数の関数として容量に応じて還元剤質量流量が供給される。この場合、分配係数は、還元されるべきそれぞれの成分の状態（Ｏ2吸蔵容量およびＮＯｘ吸蔵容量）から、即ちＯ2に対する第１の積分器の第１の積分値およびＮＯｘに対する第２の積分器の第２の積分値の関数として決定される。即ち、分配係数を計算するために、積分値はいわゆるフィードバックされる。
【００１４】  本発明の方法により、ＮＯｘ吸蔵容量を正確に表わすことができるように、還元剤質量流量は還元されるべき個々の成分に分配される。この方法の高いモデル化精度に基づき、エミッションおよび燃料消費量に関して最適な再生過程の操作ないし制御が可能となる。ＮＯｘ放出過程のモデル化方法は触媒の操作および／または制御または診断に使用することができる。しかしながら、この方法は、センサ信号の妥当性評価または補正のために、例えばＮＯｘ吸蔵触媒後方に発生する排気ガスの分析および再生過程の終了の決定のために使用される排気ガス・センサからの信号の妥当性評価または補正のためにも使用することができる。
【００１５】  還元剤質量流量は任意の方法で決定することができる。還元剤質量流量は、例えば適切なセンサにより測定されてもよい。しかしながら、本発明の有利な変更態様により、還元剤質量流量が、燃料／空気混合物組成および燃焼のために内燃機関に供給された空気質量流量から決定されることが提案される。
【００１６】  本発明の好ましい実施態様により、内燃機関の排気ガス質量流量が、燃焼のために内燃機関に供給された空気質量流量から決定され、且つ還元剤質量流量が、燃料／空気混合物組成および排気ガス質量流量から決定されることが提案される。このとき、排気ガス質量流量から、（１．０／λ−１．０）と乗算することにより、全還元剤質量流量が決定される。
【００１７】  本発明の他の有利な変更態様により、効率が取り入れられ、燃料／空気混合物組成および排気ガス質量流量から決定された還元剤質量流量が効率で重みづけられることが提案される。決定された全還元剤質量流量は効率と乗算され、これにより、吸蔵成分（ＮＯｘ、Ｏ2）の転化に実際に関与する有効還元剤質量流量を形成する。効率を取り入れることにより、還元剤スリップ即ちＮＯｘ吸蔵触媒内でＮＯｘまたはＯ2と反応せずに触媒から後方にそのまま排出された還元剤の部分が求められ、且つこれが本発明によるモデル化方法の精度を向上させる。効率は、特性曲線または特性曲線群により、排気ガス質量流量の関数として決定される。
【００１８】  本発明の他の好ましい実施態様により、Ｏ2吸蔵体のＯ2吸蔵容量の決定において、ＮＯｘ吸蔵触媒内の温度が考慮されることが提案される。この実施態様による本発明の方法は、Ｏ2吸蔵体を空にするために必要な、温度の関数としての還元剤の部分が考慮されるので、エミッションおよび燃料消費量に関して最適な再生過程の操作ないし制御を可能にする。
【００１９】  本発明の課題の他の解決として、冒頭記載のタイプのモデルから出発して、モデルが、Ｏ2吸蔵体として酸素（Ｏ2）に対する第１の積分器と、ＮＯｘ吸蔵体として窒素酸化物（ＮＯｘ）に対する第２の積分器とを有し、またモデルが、さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒のＯ２吸蔵容量およびＮＯｘ吸蔵容量の関数としての分配係数を有し、この場合、第１の積分器および第２の積分器に、分配係数により容量に応じて還元剤質量流量を供給可能であることが提案される。
【００２０】  最後に、本発明の課題を解決するために、冒頭記載のタイプの制御装置から出発して、制御装置が、Ｏ2吸蔵体として酸素に対する第１の積分器と、ＮＯｘ吸蔵体として窒素酸化物（ＮＯｘ）に対する第２の積分器とを有し、且つ制御装置が、さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒のＯ2吸蔵容量およびＮＯｘ吸蔵容量の関数として分配係数を決定する第２の手段を有し、この場合、第１の積分器および第２の積分器に、分配係数により容量に応じて還元剤質量流量を供給可能であることが提案される。
【００２１】  本発明による方法の実行が、特に自動車の内燃機関の制御装置に対して設けられている制御要素の形であることが特に重要である。この場合、計算装置、にマイクロ・プロセッサで実行可能であり、且つ発明による方法を実行するために適しているプログラムが制御要素に記憶されている。即ち、この場合には、本発明は制御要素上に記憶されているプログラムにより実行されるので、プログラムが設けられているこの制御要素は、プログラムがその実行に適している本方法と同様に本発明を示している。制御要素として、特に電子式記憶媒体、例えば読取り専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリまたはフラッシュ・メモリが使用されてもよい。
【００２２】  本発明のその他の特徴、適用可能性および利点が、図面に示されている本発明の実施態様に関する以下の説明から明らかである。この場合、記載または図示されているすべての特徴は、それ自体または任意の組み合わせで本発明の対象を形成し、このとき、特許請求の範囲内のそれらの要約またはそれらの引用並びに明細書ないし図面におけるそれらの形式ないし図示とは無関係である。
【００２３】  実施態様の説明
図１に自動車の直接噴射式内燃機関１が示され、内燃機関１において、ピストン２がシリンダ３内で往復運動可能である。シリンダ３に燃焼室４が設けられ、燃焼室４は、特にピストン２、吸気弁５および排気弁６により囲まれている。吸気管７が吸気弁５と結合され、排気管８が排気弁６と結合されている。
【００２４】  吸気弁５および排気弁６の範囲内で、燃料噴射弁９および点火プラグ１０が燃焼室４内に突出している。噴射弁９を介して燃料を燃焼室４内に噴射可能である。点火プラグ１０により燃焼室４内の燃料を点火可能である。
【００２５】  吸気管７内に旋回可能な絞り弁１１が設けられ、絞り弁１１を介して吸気管７に空気を供給可能である。供給空気質量流量ｍｓｌは、絞り弁１１の角度位置の関数である。空気質量流量ｍｓｌは、空気質量流量センサ（図示されていない）により、または絞り弁１１の位置から決定することができる。排気管８内に触媒１２が設けられ、触媒１２は、燃料の燃焼により発生した排気ガスの浄化を行う。触媒１２は、酸素吸蔵体としての三元触媒１２´´と結合されている窒素酸化物（ＮＯｘ）吸蔵触媒１２´である。しかしながら、代替態様として、触媒１２は、ＮＯｘ吸蔵触媒１２´のみを含むものでもよい。
【００２６】  制御装置１５に、センサにより測定された内燃機関１の運転変数を示す入力信号１６が供給される。制御装置１５は、アクチュエータないし調節装置を介して、それにより内燃機関１の特性を調節可能な出力信号１７を発生する。特に、制御装置１５は、内燃機関１の運転変数を操作および／または制御するように設計されている。このために、制御装置１５にマイクロ・プロセッサ１８が設けられ、マイクロ・プロセッサ１８は、制御要素１９内に、上記の操作および／または制御を実行するのに適しているプログラムを記憶している。制御要素１９は、電子式記憶媒体、特にフラッシュ・メモリとして形成されていることが好ましい。
【００２７】  内燃機関１の第１の運転方式、いわゆる均質燃焼運転においては、絞り弁１１は希望トルクの関数として部分開閉される。燃料は、ピストン２により形成された吸気行程の間に噴射弁９により燃焼室４内に噴射される。噴射された燃料は、同時に絞り弁１１を介して吸い込まれた空気により旋回され、これにより燃焼室４内にほぼ均等に分配される。その後に、燃料／空気混合物は圧縮行程の間に圧縮され、次に点火プラグ１０により点火される。点火された燃料の膨張により、ピストン２が駆動される。発生トルクは、均質燃焼運転においては特に絞り弁１１の位置の関数である。有害物質の発生を少なくする観点から、燃料／空気混合物は、できるだけλ＝１に調節される。
【００２８】  内燃機関１の第２の運転方式、いわゆる成層燃焼運転においては、絞り弁１１は大きく開かれ、即ち燃焼のために燃焼室４に多量の空気質量流量が供給される。燃料は、ピストン２により形成された圧縮行程の間に噴射弁９により燃焼室４内に噴射され、しかも位置的には点火プラグ１０の直接周辺に、並びに時間的には点火時期前の適切な間隔を設けた時点に、噴射される。次に、点火プラグ１０により燃料は点火され、これによりピストン２は、ここで次の作業行程において、点火された燃料の膨張により駆動される。成層燃焼運転においては、発生トルクはほぼ噴射された燃料質量の関数である。本質的に、成層燃焼運転は内燃機関１のアイドル運転および部分負荷運転用に設計されている。成層燃焼運転においては、通常、λ＞１である。
【００２９】  ＮＯｘ吸蔵触媒１２´の吸蔵過程の間は、内燃機関１は成層燃焼運転で運転され、および吸蔵触媒１２´に窒素酸化物および酸素が充填される。再生過程または放出過程において、吸蔵触媒１２´が再び空にされ、これにより、吸蔵触媒１２´は次の成層燃焼運転において新たに窒素酸化物（ＮＯｘ）ないし酸素（Ｏ2）を受け入れることができる。再生過程の間に、触媒１２の前方において排気ガス内に還元剤が与えられる。還元剤として、例えば炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）または尿素が使用されてもよい。炭化水素および一酸化炭素は、リッチな混合物を設定（内燃機関の均質燃焼運転）することにより排気ガス内に発生される。尿素は貯蔵容器から排気ガスへ制御しながら供給することができる。
【００３０】  触媒１２の再生過程の間に、次の過程が行われる。即ち、還元剤は、吸蔵されている窒素酸化物を窒素（Ｎ）および二酸化炭素（ＣＯ2）に還元する。これらの物質は触媒１２から発生するので、内燃機関１がリッチな燃料／空気混合物（酸素不足）で運転されるにもかかわらず、再生過程の間には触媒１２の後方は酸素過剰となる。
【００３１】  排気管８内において、触媒１２の前方に酸素（Ｏ2）センサ１３が配置され、触媒１２の後方に窒素酸化物（ＮＯｘ）センサ１４が配置されている。再生過程の開始時に触媒１２の前方において酸素不足（リッチな混合物を用いた内燃機関１の運転）に切り換えたのちに、Ｏ2センサ１３は実際に遅れなく応答する。成層燃焼運転（リーンな燃料／空気混合物）の間に排気ガス内に支配していた酸素過剰に基づいて、触媒１２の酸素吸蔵場所は最初のうちほぼすべて占有されている。再生過程の開始時に酸素不足（リッチな燃料／空気混合物）に切り換えられたのちに、酸素吸蔵場所は順次に酸素から解放され、次に触媒１２から酸素が放出される。したがって、触媒１２の後方においては、再生過程に切り換えたのち、最初は依然として酸素過剰が支配している。ＮＯｘ吸蔵触媒１２´の吸蔵能力の関数である時間区間が経過したのちに、吸蔵触媒１２´内に吸蔵された全窒素酸化物（ＮＯｘ）は還元され且つ吸蔵された全酸素（Ｏ2）は解放されるので、触媒１２の後方においても酸素不足が発生する。適切な排気ガス・センサによるＮＯｘ吸蔵触媒１２´後方における排気ガスの分析により、窒素酸化物（ＮＯｘ）の大部分がＮＯｘ吸蔵触媒１２´から放出されたとき、再生過程を終了させることができる。
【００３２】  本発明により図２および図３に示されている吸蔵モデルが提案され、この吸蔵モデルにより、ＮＯｘ吸蔵触媒１２´の再生過程を、特に確実且つ正確にモデル化することができる。放出過程をモデル化するために、モデル化方法が、例えば内燃機関１の制御装置１５内で実行される。このために、制御要素１９内にプログラムが記憶され、プログラムはマイクロ・プロセッサ１８で実行可能であり、且つ本発明によるモデル化方法を実行するのに適している。
【００３３】  モデル化の結果は、例えば触媒１２の操作および／または制御、または診断（劣化または被毒の検出）に使用することができる。しかしながら、モデル化の結果はセンサ信号、例えば再生過程の終了を決定するために使用されるＮＯｘセンサ１４の信号の妥当性評価または補正のために使用されてもよい。
【００３４】  本発明による放出モデルが図２および図３に示され、以下にこれらの図を詳細に説明する。最初の機能ブロック２０において全還元剤質量流量ｍｓｒｇが決定され、全還元剤質量流量ｍｓｒｇは、再生過程の間にＮＯｘ吸蔵触媒１２´に供給される。全還元剤質量流量ｍｓｒｇは次式
ｍｓｒｇ＝ｍｓａｂ・（１．０／λ−１．０）
から得られ、ここでｍｓａｂは、排気ガス質量流量およびλは燃料／空気混合物組成である。
【００３５】  排気ガス質量流量ｍｓａｂは、燃焼のために内燃機関１に供給された空気質量流量ｍｓｌから決定される。排気ガス質量流量ｍｓａｂは、時間的に遅延され且つ（温度に著しく依存するので）密度補正された空気質量流量ｍｓｌである。
【００３６】  機能ブロック２１において効率ｅｔａｒｅｄが決定され、効率ｅｔａｒｅｄはその先で全還元剤質量流量ｍｓｒｇと乗算され、これにより、吸蔵成分（ＮＯｘ、Ｏ2）の転化に実際に関与する有効還元剤質量流量ｍｓｒｅを形成する。効率ｅｔａｒｅｄを介して、再生過程の間にＮＯｘ吸蔵触媒１２´内で全還元剤質量流量ｍｓｒｇが還元されるべきＮＯｘまたは還元されるべきＯ2と反応せず、全還元剤質量流量ｍｓｒｇの一部は、ＮＯｘまたはＯ2と反応することなくそのまま触媒１２を離れることが考慮される。効率ｅｔａｒｅｄは、排気ガス質量流量ｍｓａｂから適用特性曲線ＥＴＡＲＥＤにより決定される。特性曲線ＥＴＡＲＥＤはモデル化に先行して実験で決定することができる。
【００３７】  有効還元剤質量流量ｍｓｒｅは、機能ブロック２２内で分配係数ｆａｔｍｓｒｅと乗算され、これにより、触媒１２内でＮＯｘと反応する有効還元剤質量流量部分ｍｓｎｏｓｐａを形成する。同様に、有効還元剤質量流量ｍｓｒｅは、機能ブロック２３内で、１．０と分配係数ｆａｔｍｓｒｅとの差と乗算され、これにより、触媒１２内でＯ2と反応する有効還元剤質量流量部分ｍｓｏ２ｓｐａを形成する。即ち、分配係数ｆａｔｍｓｒｅを介して、有効還元剤質量流量は、ＮＯｘ吸蔵体およびＯ2吸蔵体に分配される。分配係数ｆａｔｍｓｒｅは、ＮＯｘ吸蔵体ないしＯ2吸蔵体の充填レベルの関数である。分配係数ｆａｔｍｓｒｅは本発明によるモデルの本質的な部分を示す。分配係数ｆａｔｍｓｒｅの決定が図３に示され、以下にこれを詳細に説明する。
【００３８】  ＮＯｘ吸蔵体およびＯ2吸蔵体は、本発明による放出モデルにおいては、それぞれ固有の積分器により表わされている。機能ブロック２４において、ＮＯｘ吸蔵容量ｍｎｏｓｐを決定するために、有効還元剤質量流量部分ｍｓｎｏｓｐａはＮＯｘ積分器に供給される。同様に、機能プロツク２５において、Ｏ2吸蔵容量ｍｏ２ｓｐを決定するために、有効還元剤質量流量部分ｍｓｏ２ｓｐａはＯ2積分器に供給される。触媒１２のＯ2吸蔵能力は温度に著しく依存するので、Ｏ2吸蔵容量の計算においては、さらに触媒１２の後方における温度ｔｋｉｈｋｍが考慮される。
【００３９】  図３において、分配係数ｆａｔｍｓｒｅを決定するために、ＮＯｘ吸蔵容量ｍｎｏｓｅおよびＯ2吸蔵容量ｍｏ２ｓｐが使用される。Ｏ2吸蔵容量ｍｏ２ｓｐが０（０．０）に等しい場合、即ちＯ2吸蔵体が既に完全に空にされている場合、分配係数ｆａｔｍｓｒｅは１（１．０）に等しく選択される。図３において決定された分配係数ｆａｔｍｓｒｅは、次に図２において機能ブロック２２および２３に供給される。これは、全有効還元剤質量流量ｍｓｒｅが機能ブロック２２を介して機能ブロック２４内のＮＯｘ吸蔵体に到達し、そこでＮＯｘの還元に関与することを意味する。
【００４０】  図３においてＯ2吸蔵容量ｍｏ２ｓｐが０（０．０）に等しくない場合、ＮＯｘ吸蔵容量ｍｎｏｓｐが０（０．０）に等しいかどうか、即ちＮＯｘ吸蔵体が既に完全に空にされているかどうかが検査される。これが肯定の場合、分配係数ｆａｔｍｓｒｅは０（０．０）に等しく選択される。これは、図２において全有効還元剤質量流量ｍｓｒｅが機能ブロック２３を介して機能ブロック２５内のＯ2吸蔵体に到達し、そこでＯ2の放出に関与することを意味する。
【００４１】  図３においてＮＯｘ吸蔵容量ｍｎｏｓｐが０（０．０）に等しくない場合、分配係数ｆａｔｍｓｒｅは、０と１との間の任意のＰＡＲＡＭＥＴＥＲ（パラメータ）に選択される。ＰＡＲＡＭＥＴＥＲは、モデル化に先行してシミュレーションにより、または内燃機関１の運転の間に実験で決定することができる。ＰＡＲＡＭＥＴＥＲは、ＮＯｘ吸蔵体ないしＯ2吸蔵体の充填レベルの関数として変化することができる。ＰＡＲＡＭＥＴＥＲは、充填レベルと線形にまたは充填レベルと任意の他の形で変化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、好ましい実施態様における本発明による内燃機関の概略ブロック回路図を示す。
【図２】  図２は、好ましい実施態様における本発明によるモデルの概略構成の第１の部分図を示す。
【図３】  図３は、好ましい実施態様における本発明によるモデルの概略構成の第２の部分図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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