(57)【要約】本発明は、リーン−混合マルチシリンダエンジン（１０）の排気ガス浄化システムに取り付けられた少なくとも１つの触媒の温度を制御するための方法に関する。エネルギーは、ラムダ分割によって排気ガス浄化システム（１２）内に導入される。本発明は、対応するマルチシリンダエンジン（１０）にも関する。本発明は、エネルギーの供給がパラメータである触媒温度、排気ガス温度及び排気ガス質量流量の少なくとも１つに依存して制限され、および／またはパラメータである触媒温度、排気ガス温度及び排気ガス質量流量の変化の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度、排気ガス温度、排気ガス質量流量の変化の速度の少なくとも１つに依存して制限される。
2006521482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーン走行可能なマルチシリンダエンジン（１０）の排気ガス浄化システム（１２）に配置された少なくとも１つの触媒の温度を制御するための方法であって、エネルギーが、ラムダ分割によって排気ガス浄化システム（１２）内に導入され、エネルギーの導入は、パラメータである触媒温度、排気ガス温度、および排気ガス質量流量速度の少なくとも１つに、および／またはパラメータである触媒温度の変化、排気ガス温度の変化、および排気ガス質量流量速度の変化の少なくとも１つに、またはパラメータである触媒温度の変化の速度、排気ガス温度の変化の速度および排気ガス質量流量速度の変化の速度の少なくとも１つに依存して、限定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
排気ガス浄化システム（１２）が、マルチシリンダエンジン（１０）と少なくとも１つの触媒との間に、少なくとも２つの排気ガス経路を有し、予め定義可能なラムダ値を少なくとも２つの排気ガス経路に適用することができることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
排気ガス浄化システム（１２）が、少なくとも２つの上流プリ触媒（１８、１８’）を備えた少なくとも１つのメイン触媒（２４）を有し、各プリ触媒（１８、１８’）は、予め定義可能なラムダ値を適用することができる対応する排気ガス経路（１６、１６’）に配置されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
エネルギーの導入が、少なくとも１つの触媒の、またはメイン触媒（２４）の、増加する、測定されたかもしくはモデル化された温度で限定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
エネルギーの導入が、少なくとも１つの触媒の、またはメイン触媒（２４）の、高い正の時間依存の温度勾配に限定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
エネルギーの導入が、排気ガス質量流量が減少するときに限定されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
導入されるエネルギーの量が分割因子によって画定され、エネルギーの導入が要求されるときに決定され、分割因子は、排気ガス浄化デバイス（１２）の個々の排気ガス経路（１６、１６’）のラムダ値を画定することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの触媒またはメイン触媒（２４）の前にラムダ値が所望の値に制御され、リーン排気ガス経路（１６’）の該ラムダ値が、少なくとも１つの触媒またはメイン触媒（２４）の前後に測定されたラムダ値に依存して、要求された分割因子から生じるリーンラムダ値に制御され、リッチ排気ガス経路（１６）が前制御されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
リーン排気ガス経路（１６’）を非常にリーンな状態に設定し、リッチ排気ガス経路（１６）の前制御がそれに応じて適合されない場合に、混合物全体の少なくとも一時的な濃縮が可能になるか、またはリッチ排気ガス経路（１６）がリーンラムダ値に前制御されるか、のいずれかであり、任意に分割因子が減少され、および／またはより少ないエネルギーが導入されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
リーン排気ガス経路（１６’）のラムダ値が１．３より大きい状態で、リッチ排気ガス経路（１６）の前制御がそれに応じて適合されない場合に、混合物全体の少なくとも一時的な濃縮が可能になるか、またはリッチ排気ガス経路（１６）がリーンラムダ値に前制御されるか、のいずれかであり、任意に分割因子が減少され、および／またはより少ないエネルギーが導入されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
リーン排気ガス経路（１６’）のラムダ値が１．４５より大きい状態で、リッチ排気ガス経路（１６）の前制御がそれに応じて適合されない場合に、混合物全体の少なくとも一時的な濃縮が可能になるか、またはリッチ排気ガス経路（１６）がリーンラムダ値に前制御されるか、のいずれかであり、任意に分割因子が減少され、および／またはより少ないエネルギーが導入されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）が、ＮＯｘ吸蔵触媒であり、その温度は、排気ガス浄化システム内にエネルギーを導入することによって制御され、ＮＯｘ吸蔵触媒を脱硫することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
ラムダ分割可能な排気ガス浄化システム（１２）を備え、排気ガス浄化システム（１２）に配置された少なくとも１つの触媒を備えたリーン走行可能なマルチシリンダエンジン（１０）であって、マルチシリンダエンジン（１０）は、少なくとも１つの触媒の温度を制御するための手段を含み、手段は、パラメータである触媒温度、排気ガス温度、および排気ガス質量流量速度の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度の変化、排気ガス温度の変化、および排気ガス質量流量速度の変化の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度の変化の速度、排気ガス温度の変化の速度、および排気ガス質量流量速度の変化の速度の少なくとも１つに依存して、マルチシリンダエンジン（１０）の少なくとも１つの動作パラメータに影響を与えることによって、少なくとも１つの触媒の温度を制御するための排気ガス関連の測定の適用を可能にするマルチシリンダエンジン。
【請求項１４】
マルチシリンダエンジン（１０）と少なくとも１つの触媒との間に配置された排気ガス浄化システム（１２）が、少なくとも２つの排気ガス経路（１６、１６’）を有し、それに対して予め定義可能なラムダ値を適用することができることを特徴とする、請求項１３記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１５】
排気ガス浄化システム（１２）は、少なくとも２つの上流プリ触媒（１８、１８’）を備えた少なくとも１つのメイン触媒（２４）を有し、各プリ触媒（１８、１８’）は、対応する排気ガス経路（１６、１６’）に配置され、それに対して予め定義可能なラムダ値を、エネルギーを導入するために、適用することができることを特徴とする、請求項１３または１４記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１６】
少なくとも１つの触媒および／または該メイン触媒（２４）が、ＮＯｘ吸蔵触媒であることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１７】
少なくとも２つのプリ触媒（１８、１８’）の貴金属含有量が、３．５９ｇ／ｄｍ３以下であることを特徴とする、請求項１５または１６記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１８】
少なくとも２つのプリ触媒（１８、１８’）の貴金属含有量が、２．８７ｇ／ｄｍ３以下であることを特徴とする、請求項１５または１６記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１９】
手段が制御装置を含み、その中に、排気ガス関連および性能関連の測定の協調制御モデルおよびアルゴリズムが、デジタル形式で記憶されることを特徴とする、請求項１３〜１８のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項２０】
マルチシリンダエンジン（１０）が、ガソリンエンジン、特に、直噴ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンであることを特徴とする、請求項１３〜１９のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーン走行可能なマルチシリンダエンジンの排気ガス浄化システムに配置された少なくとも１つの触媒の温度を制御するための方法に関し、エネルギーは、ラムダ分割によって排気ガス浄化システム内に、およびラムダ分割可能な排気ガス浄化システムを備えた対応するマルチシリンダエンジンに、導入される。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガスは、典型的に触媒作用で浄化することができる。排気ガスは、これによって、少なくとも１つの触媒を通り、排気ガスの１つまたはいくつかの汚染物質成分を変換する。異なる種類の触媒が公知である。酸化触媒は、未燃焼炭水化物（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を促進し、一方、還元触媒は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を持続させる。上述の成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）はまた、三元触媒を使用することによって、同時に触媒作用で変換することができる。
【０００３】
加えて、吸蔵触媒、例えばＮＯｘ吸蔵触媒も、公知である。これらを使用して、内燃機関の排気ガスを浄化し、少なくとも一時的にリーン動作モードで、すなわち、λが１を超える酸素を豊富に含む排気ガスで動作し、燃料消費を最適化し、大量の酸化窒素ＮＯｘを生成する。ＮＯｘは、未燃焼炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯの酸化触媒変換によって、環境的に中立の窒素に完全に変換することはできない。この状況は、上述のＮＯｘ吸蔵触媒を内燃機関の排気チャネルに位置づけることによって改善することができ、その間に、リーン動作フェーズがＮＯｘを窒素として保存する。ＮＯｘ吸蔵触媒は、内燃機関をリッチまたは半化学量論的操作モード（λ≦１）に切り替えることによって、時折再生成されなければならない。
【０００４】
上述の触媒は高温で操作しているときに老化し、未損傷触媒と比較して、ピーク変換率を減少させる。触媒の老化を減じるために、排気ガスシステムの最大許容温度をモニタリングし、エンジンの動作パラメータを、好ましくは燃焼過程のラムダ値を、調節することによって限定する。
【０００５】
他方、触媒の最適温度枠に到達するように、そしてＮＯｘ触媒を脱硫するように、触媒を加熱する必要があり、すなわち、エネルギーを排気ガスシステム内に導入する必要があるが、これらが、燃料に含まれる硫黄によって触媒作用を損なわせる傾向があるからである。触媒を加熱して、ＮＯｘ触媒に蓄えられた硫黄を取り除く。硫酸塩の形態で蓄えられる硫黄を脱着させるために、およそ６００℃の最小温度が必要である。
【０００６】
触媒を加熱すると、特にプリ触媒およびメイン触媒を使用するときに、問題が生じる。これは、メイン触媒が所望の温度に達すると、プリ触媒が熱的に過負荷になることがあるからである。
【０００７】
エネルギーは、好ましくはＮＯｘ吸蔵触媒を脱硫するために、触媒、特にメイン触媒を加熱することによって、触媒をリーンおよびリッチな排気ガスに同時にさらすことによって、排気ガス浄化システム内に意図的に導入されることができる。例えば、１．０のメイン触媒の前に排気ガスの所望のラムダ値を達成するために、排気ガスは、所定の量だけ「リッチ」へ向けることによって２つの排気ガス経路の一方へ移され、対向する方向に同様に他方の経路へ移される。このアプローチで、触媒前の排気ガス混合物は、有利なことに同時に高い酸素濃度および汚染物質濃度を含有する。結果として、大量の化学的に結合されたエネルギーが触媒内で変換される。触媒を加熱するために必要なエネルギーは、触媒を加熱するためのみに変換されるため、非断熱排気ガスシステムを通る経路の熱損失は排除される。更に、いかなる既存のプリ触媒も熱的に過負荷にならず、その寿命信頼度を著しく伸ばす。
【０００８】
少なくとも局所の熱過負荷が、強い触媒活性のため、メイン触媒の化学エネルギーの高変換によって予防ができない場合もあるため、このアプローチは、メイン触媒を過負荷にする更なるリスクを導入する場合もある。更に、触媒は、触媒が少なくとも部分的に活性であるならば、すなわち、加熱されるならば、触媒は化学エネルギーを導入するために熱的に活性でなければならないため、ラムダ分割によってのみ加熱されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、リーン走行可能なマルチシリンダエンジンの排気ガス浄化システムに配置された触媒の温度を制御するための方法を提供することであり、エネルギーは、ラムダ分割によって排気ガス浄化システム内におよびラムダ分割可能な排気ガス浄化システムを備えた対応するリーン走行可能なマルチシリンダエンジンに導入され、触媒を熱的に過負荷にするリスクを確実に防止する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１記載の特徴を備えた方法および請求項１３記載の特徴を備えたマルチシリンダエンジンによって解決される。
【００１１】
本発明によると、リーン走行可能なマルチシリンダエンジンの排気ガス浄化システムに配置された触媒の温度を制御するための方法が提供され、エネルギーは、ラムダ分割によって排気ガス浄化システム内に導入されることができ、導入されるエネルギー量は、パラメータである触媒温度、排気ガス温度、および排気ガス質量流量速度の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度の変化、排気ガス温度の変化、および排気ガス質量流量速度の変化（時間に関する１次導関数）の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度の変化の速度、排気ガス温度の変化の速度および排気ガス質量流量速度の変化の速度（時間に関する２次導関数）の少なくとも１つに依存して、決定または限定される。
【００１２】
有利なことに、ラムダ分割可能な排気ガス浄化システムは、マルチシリンダエンジンと少なくとも１つの触媒との間に、少なくとも２つの通路または排気ガス経路を有するように設計され、予め定義可能なラムダ値を加えることができる。これにより、排気ガス浄化システムは、有利なことに、その温度が方法によって制御されるべきである少なくとも１つのメイン触媒と、上流に位置する少なくとも２つのプリ触媒とを含み、各プリ触媒は、その自己の排気ガス経路に配置される。
【００１３】
化学エネルギーの導入は、分割因子を限定することによって有利に制御され、本明細書では、排気ガス経路の一方における濃縮の測定として定義される。１．０の所望の混合ラムダで２５％の分割因子は、４シリンダエンジンにおいて、２つのシリンダがラムダ＝０．３５で動作し、２つのシリンダのラムダが１．５で動作することを示す。触媒の加熱が要求される場合には、排気ガス浄化システムにエネルギーを導入する要求が、実際の触媒温度の関数として、または実際の触媒温度と予め定義可能な目標温度との間の差として、画定される。触媒を目標温度へ急速に加熱することが、典型的に望ましく、大量のエネルギーを排気ガスシステム内に導入することを必要とし、したがって、高初期分割因子も必要とする。最適変換率を達成するために、１．０の所望の混合ラムダが必要である。大半の熱変換加熱方法と比較して、加熱過程に対する高い化学的な寄与は、触媒を過負荷にするリスクを増大する可能性があり、そのため、触媒の温度を制御するために本発明のエネルギーの導入を限定することは、特に有利である。
【００１４】
本発明によると、化学的なエネルギーの導入または分割因子は、下記の場合、上述のパラメータに依存して、本発明にしたがって限定される：
・触媒への損傷を防止するように、特に、目標温度が、不可逆性の熱損傷を生じる前に超えることができない最小温度に近いときに、目標温度への差とは無関係に、測定またはモデル化された触媒温度が上昇する場合
・特に、メイン触媒の温度が高いときに、メイン触媒に大きな正の温度勾配が存在する場合（これは、メイン触媒の潜在的に不均一な温度プロファイルを考慮に入れることができ、これにより、正の温度勾配（ｄ２Ｔ／ｄｔ２）が漸次増加する場合には、限定がより厳しくならなければならず、触媒に散在的な「暴走」状態を示すことができる）
・排気ガス質量流量が減少し、排気ガス質量流量の冷却効果を減少させ、触媒温度よりも低い場合（限定は、高い負の排気ガス質量流量勾配でより厳しくならなければならず、例えば、ギアを変えるとき、低負荷状態へ変えるとき、または発火状態下でオーバーラン中に、排気ガス中のＨＣおよびＯ２含有量が、これらの動作状態下でいずれにせよ単に強力に増加するからである）
【００１５】
触媒で変換することができる排気ガスの化学エネルギーの割合は、還元剤および酸素の利用可能な質量流量によって決定される。したがって、触媒の前に所望のラムダ値を調整すると、リーン経路のラムダ値は、好ましくは、メイン触媒の前後に、測定されたラムダ値に依存して、必要な分割因子から生じるリーンラムダ値へ制御され、一方、リッチ経路は前制御される。このアプローチは、プリ触媒の下流のリッチ経路に位置するラムダセンサの測定誤差によって、例えば水素用のクロス・センシティビティによって、典型的に触媒の後に配置されたセンサにより制御された制御プロセスにおける問題を防止することができる。
【００１６】
リーン経路が、非常にリーンに、すなわち１．４より大きいラムダ値、好ましくは１．５５より大きいラムダ値に設定されるとき、燃焼過程は、その安定した限界に到達することができ、次第に失火を生じさせる。したがって、本発明の方法の一実施態様によると、リーン経路が非常にリーンなラムダ値を有するときには、リッチ経路が適切に前制御されていない場合、混合物全体が少なくとも一時的に濃縮されるか、またはリッチ経路はより小さな分割因子および導入されたエネルギーのより少ない量を受け入れることによって、「リーン」設定へ向けて前制御されることができる。好ましくは、これは、リーン経路のラムダ値が１．３より大きい、好ましくは１．４５より大きい値を有するときに発生する。
【００１７】
本発明の方法は、脱硫用に上流に配置される任意のプリ触媒を備えたＮＯｘ吸蔵触媒で使用されることが好ましい。
【００１８】
有利なことに、本発明の方法は、当技術分野において公知の従来の方とに比較して、触媒システムの負荷を減少させ、一方、ラムダ分割にかける限定はより少ない。
【００１９】
ラムダ分割することが可能である排気ガス浄化システムを備え、排気ガス浄化システムに配置された少なくとも１つの触媒を備えた、本発明のリーン走行可能なマルチシリンダエンジンは、本発明にしたがって、少なくとも１つの触媒の温度を制御するための手段を含み、この手段は、パラメータである触媒温度、排気ガス温度、および排気ガス質量流量速度の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度の変化、排気ガス温度の変化、および排気ガス質量流量速度の変化（１次導関数）の少なくとも１つに依存して、および／またはパラメータである触媒温度の変化の速度、排気ガス温度の変化の速度および排気ガス質量流量速度の変化の速度（第２の派生）の速度の少なくとも１つに依存して、少なくとも１つの動作パラメータに、好ましくはマルチシリンダエンジンのラムダ値に、影響を与えることによって、少なくとも１つの触媒の温度を制御するために、排気ガス関連の測定の適用を可能にする。有利なことに、マルチシリンダエンジンのラムダ分割可能な排気ガス浄化システムは、予め定義可能なラムダ値を適用することができる少なくとも２つの排気ガス経路が、マルチシリンダエンジンと少なくとも１つの触媒との間に配置されるように設計される。特に有利な実施態様によって、排気ガス浄化システムは、少なくとも２つの上流プリ触媒を備えた少なくとも１つのメイン触媒を有し、各プリ触媒は専用排気ガス経路に配置され、予め定義可能なラムダ値を各排気ガス経路に適用することができる。
【００２０】
この手段は、制御装置も含み、モータコントローラに一体化されることが好ましく、排気ガス関連および性能関連の測定の協調制御モデルおよびアルゴリズムを、デジタル形式で記憶することができる。
【００２１】
本発明のマルチシリンダエンジンは、ガソリンエンジンであり、特に、直噴ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。
【００２２】
有利なことに、排気ガス浄化システム、または本発明のマルチシリンダエンジンの排気ガス浄化システムの少なくとも１つの触媒は、低減された貴金属含有量を有する。特に、プリ触媒では、貴金属含有量は、従来のシステムと比較して、著しく減少させることが可能である。
【００２３】
直噴、層状給気ガソリンエンジンを備えた従来の車両は、Ｎｅｕｅｎ  Ｅｕｒｏｐａｉｓｃｈｅｎ  Ｆａｈｒｚｙｋｌｕｓ  ＮＥＦＺ（新欧州ドライビングサイクル（Ｎｅｗ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｃｙｃｌｅ））によると、０．０７ｇ／ｋｍを超えないＨＣ放出および０．０５ｇ／ｋｍを超えないＮＯｘ放出を達成し、熱的に未損傷の触媒システムは、エンジン近傍に配置された１つ以上のプリ触媒と、触媒容量０．２ｇ／ｌを超えない保存された硫黄質量である１つ以上の下流ＮＯｘ吸蔵触媒とを含み、少なくとも２５０秒の間、好ましくは少なくとも３５０秒の間、層状給気で動作し、４．６７ｇ／ｄｍ３（１３０ｇ／ｆｔ３）以上の貴金属含有量を有する触媒を使用する。
【００２４】
有利なことに、本発明のマルチシリンダエンジンにおいて、少なくともプリ触媒の貴金属含有量を、３．５９ｇ／ｄｍ３（１００ｇ／ｆｔ３）以下へ、好ましくは、２．８７ｇ／ｄｍ３（８０ｇ／ｆｔ３）以下へ減少させることができる。上述の方法で、Ｏ２２％およびＨ２１０％を含有する雰囲気で、１１００℃で４時間の間に減少した貴金属含有量を有するプリ触媒の炉アニール後でさえ、およびＯ２２％およびＨ２１０％を含有する雰囲気で８５０℃で４時間の間にＮＯｘ吸蔵触媒の炉アニール後でさえ、ＮＥＦＺによると、同一の車両におけるＨＣ放出は０．１ｇ／ｋｍを超えず、ＮＯｘ放出は０．０８ｇ／ｋｍを超えない。
【００２５】
本発明の更なる有利な実施態様は、従属請求項に列挙される。
【００２６】
本発明の実施態様は、以下に、より詳細に、添付の図面を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、マルチシリンダエンジン１０およびマルチシリンダエンジン１０の下流に配置された複流排気ガス浄化システム１２を示す。マルチシリンダエンジン１０の一対のシリンダ１４、１４’の各々は、排気ガス浄化システム１２の２つの排気ガス経路１６、１６’の対応する一方に関連付けられる。各排気ガス経路１６、１６’は、上流ラムダセンサ２０、２０’を有するプリ触媒１８、１８’を含む。２つの排気ガス経路１６、１６’は、プリ触媒１８、１８’の下流で組み合わされて、メイン触媒２４が配置されている単一の排気ガス経路２２内に入る。ラムダセンサによってまたはＮＯｘセンサによって形成されることができるラムダ測定装置２６が、メイン触媒２４の下流に配置される。それぞれ排気ガス温度または触媒温度を決定するための温度センサ２８が、メイン触媒２４の上流に配置される。リッチ排気ガスが１つの排気ガス経路１６を通って流れ、一方、リーン排気ガスは、第２の排気ガス経路１６’を通って流れる。２つの排気ガス経路のラムダ値は、分割されることが好ましく、そのため、メイン触媒２４で終端する単一の排気ガス経路２２に２つの排気ガス経路が組み合わされた後に、およそ１のラムダ値が達成される。ラムダセンサ２０、２０’と、ラムダ測定装置２６と、温度センサ２８とによって供給された信号が、制御装置で、またはエンジンコントローラ（図示せず）で処理される。
【００２８】
図２は、本発明の過程のフロー図を示す。最初に、例えば、触媒温度ＴＫＡＴと、メイン触媒２４の所望の温度または目標温度との間の差にしたがって、Ｓ１０で熱の流れが要求される。次いで、初期分割因子Ｓ１２が画定され、限定因子Ｓ１４、Ｓ１６、およびＳ１８が決まる。第１の限定因子Ｓ１４は、触媒温度ＴＫＡＴおよび触媒温度勾配ＴＫＡＴＧに基づいて、エンジンオペレーションフィールドＫ１０によって画定される。したがって、エネルギーの導入は、触媒温度ＴＫＡＴと目標温度との間の差を考慮に入れる必要なく、増加する触媒温度ＴＫＡＴで限定される。触媒温度ＴＫＡＴは、触媒温度の勾配の変化ＴＫＡＴＧＡＥとともに、第２の限定因子Ｓ１６の第２のエンジンオペレーションフィールドＫ１２用にも使用され、メイン触媒２４の不均一な温度分布を考慮に入れる。分割因子は、メイン触媒２４の大きな正の温度勾配に、特にメイン触媒２４の温度ＴＫＡＴが既に高い場合に、限定される。正の温度勾配ＴＫＡＴＧが漸次増加すると、分割因子は更に減少され、メイン触媒２４の「暴走」状態のリスクを安全に排除する。第３の限定因子Ｓ１８は、第３のエンジンオペレーションフィールドＫ１４を使用し、排気ガス質量流量ＡＭＳおよび排気ガス質量流量勾配ＡＭＳＧに依存して、分割因子を限定する。これは必要であるかもしれないが、減少した排気ガス質量流量速度はより少ない冷却を与えるからであり、そして動作状態下で、高い負の排気ガス質量流量勾配を必要とし、排気ガスおよび導入された化学エネルギーのＨＣおよびＯ２の含有量が、少なくとも一時的に強い増加を示すからである。次いで、リッチ排気ガスの排気ガス経路１６の所望のラムダ値Ｓ２０およびリーン排気ガスの排気ガス経路１６’の所望のラムダ値Ｓ２２が予め設定され、リッチ排気ガスの排気ガス経路１６用の所望のラムダ値が、ステップＳ２４で前制御され、リーン排気ガスの排気ガス経路１６’用の所望のラムダ値が、メイン触媒２４後に測定されたラムダ値によってステップＳ２６で制御される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の燃焼機関取付の概略図である。
【図２】本発明の方法の概略プロセスフロー図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  マルチシリンダエンジン
１２  排気ガス浄化システム
１４、１４’  シリンダ
１６、１６’  排気ガス経路
１８、１８’  プリ触媒
２０、２０’  ラムダセンサ
２２  排気ガス経路
２４  メイン触媒
２６  ラムダ測定装置
２８  温度センサ
Ｓ１０  熱流れ要求
Ｓ１２  初期分割因子の画定
Ｓ１４  第１の限定因子
Ｓ１６  第２の限定因子
Ｓ１８  第３の限定因子
Ｓ２０  リッチ排気ガス経路用の所望のラムダ値の定義
Ｓ２２  リーン排気ガス経路用の所望のラムダ値の定義
Ｓ２４  プリコントローラ
Ｓ２６  コントローラ
Ｋ１０  第１のエンジンオペレーションフィールド
Ｋ１２  第２のエンジンオペレーションフィールド
Ｋ１４  第３のエンジンオペレーションフィールド
ＴＫＡＴ  触媒温度
ＴＫＡＴＧ  触媒温度勾配
ＴＫＡＴＧＡＥ  触媒温度の勾配の変化
ＡＭＳ  排気ガス質量流量
ＡＭＳＧ  排気ガス質量流量勾配
【図１】
2006521482.tif 000003
【図２】
2006521482.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月12日(2005.1.12)
【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】
リーン走行可能なマルチシリンダエンジン（１０）の排気ガス浄化システム（１２）に配置された少なくとも１つの触媒の温度を制御するための方法であって、エネルギーが、ラムダ分割によって排気ガス浄化システム（１２）内に導入され、エネルギーの導入は、
（ａ）パラメータである触媒温度、排気ガス温度、および排気ガス質量流量速度の少なくとも１つに、および／または
（ｂ）パラメータである触媒温度の変化、排気ガス温度の変化、および排気ガス質量流量速度の変化の少なくとも１つに、
依存して限定され、
エネルギーの導入がさらに、
（ｃ）パラメータである触媒温度の変化の速度、排気ガス温度の変化の速度および排気ガス質量流量速度の変化の速度の少なくとも１つに、
依存して限定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
排気ガス浄化システム（１２）が、マルチシリンダエンジン（１０）と少なくとも１つの触媒との間に配置された少なくとも２つの排気ガス経路（１６、１６’）を含み、予め定義可能なラムダ値を少なくとも２つの排気ガス経路のそれぞれに適用することができることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
排気ガス浄化システム（１２）が、少なくとも２つの上流プリ触媒（１８、１８’）を備えた少なくとも１つのメイン触媒（２４）を有し、各プリ触媒（１８、１８’）は、予め定義可能なラムダ値を適用することができる対応する排気ガス経路（１６、１６’）に配置されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
エネルギーの導入が、少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）の、増加するか、測定されたか、もしくはモデル化された温度で限定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）のエネルギーの導入が、高い正の時間依存の温度勾配に限定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）のエネルギーの導入が、正の時間依存の温度勾配が漸次増加するとき、限定されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
エネルギーの導入が、排気ガス質量流量が減少するときに限定されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
導入されるエネルギーの量が分割因子によって画定され、エネルギーの導入が要求されるときに決定され、分割因子は、排気ガス浄化デバイス（１２）の個々の排気ガス経路（１６、１６’）のラムダ値を画定することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）の前にラムダ値が所望の値に制御され、リーン排気ガス経路（１６’）のラムダ値が、少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）の前後に測定されたラムダ値に依存して、要求された分割因子から生じるリーンラムダ値に制御され、リッチ排気ガス経路（１６）が前制御されることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
リーン排気ガス経路（１６’）を非常にリーンな状態に設定し、リッチ排気ガス経路（１６）の前制御がそれに応じて変更を加えられない場合に、混合物全体の少なくとも一時的な濃縮が可能になるか、またはリッチ排気ガス経路（１６）がリーンラムダ値に前制御されるか、のいずれかであり、任意に分割因子が減少され、および／またはより少ないエネルギーが導入されることを特徴とする、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
リーン排気ガス経路（１６’）のラムダ値が１．３より大きい状態で、リッチ排気ガス経路（１６）の前制御がそれに応じて変更が加えられない場合に、混合物全体の少なくとも一時的な濃縮が可能になるか、またはリッチ排気ガス経路（１６）がリーンラムダ値に前制御されるか、のいずれかであり、任意に分割因子が減少され、および／またはより少ないエネルギーが導入されることを特徴とする、請求項８または９記載の方法。
【請求項１２】
リーン排気ガス経路（１６’）のラムダ値が１．４５より大きい状態で、リッチ排気ガス経路（１６）の前制御がそれに応じて変更されない場合に、混合物全体の少なくとも一時的な濃縮が可能になるか、またはリッチ排気ガス経路（１６）がリーンラムダ値へ前制御されるか、のいずれかであり、任意に分割因子が減少され、および／またはより少ないエネルギーが導入されることを特徴とする、請求項８または９記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの触媒、特にメイン触媒（２４）が、ＮＯｘ吸蔵触媒であり、その温度は、排気ガス浄化システム内にエネルギーを導入することによって制御され、ＮＯｘ吸蔵触媒を脱硫することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
エネルギーの導入が、触媒温度と、触媒温度の時間依存の変化と、触媒温度と排気ガス質量流量との変化の速度と、に依存して限定されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
ラムダ分割可能な排気ガス浄化システム（１２）を備え、排気ガス浄化システム（１２）に配置された少なくとも１つの触媒を備えたリーン走行可能なマルチシリンダエンジン（１０）であって、マルチシリンダエンジン（１０）は、少なくとも１つの触媒の温度を制御するための手段を含み、手段は、マルチシリンダエンジン（１０）の少なくとも１つの動作パラメータに影響を与えることによって、ラムダ分割を介して排気ガス浄化システム（１２）にエネルギーを導入し、かつ、エネルギーの導入は、
（ａ）パラメータである触媒温度、排気ガス温度、および排気ガス質量流量速度の少なくとも１つに、および／または、
（ｂ）パラメータである触媒温度の変化、排気ガス温度の変化、および排気ガス質量流量速度の変化の少なくとも１つに、さらに、
（ｃ）パラメータである触媒温度の変化の速度、排気ガス温度の変化の速度、および排気ガス質量流量速度の変化の速度の少なくとも１つに、
依存して限定されるマルチシリンダエンジン。
【請求項１６】
排気ガス浄化システム（１２）が、マルチシリンダエンジン（１０）と少なくとも１つの触媒との間に配置された少なくとも２つの排気ガス経路（１６、１６’）を含み、予め定義可能なラムダ値を少なくとも２つの排気ガス経路のそれぞれに適用することができることを特徴とする、請求項１５記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１７】
排気ガス浄化システム（１２）は、少なくとも２つの上流プリ触媒（１８、１８’）を備えた少なくとも１つのメイン触媒（２４）を有し、各プリ触媒（１８、１８’）は、対応する排気ガス経路（１６、１６’）に配置され、予め定義可能なラムダ値を適用することができることを特徴とする、請求項１５または１６記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１８】
少なくとも１つの触媒および／またはメイン触媒（２４）が、ＮＯｘ吸蔵触媒であることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項１９】
少なくとも２つのプリ触媒（１８、１８’）の貴金属含有量が、３．５９ｇ／ｄｍ３以下、特に２．８７ｇ／ｄｍ３以下であることを特徴とする、請求項１５〜１８のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項２０】
手段が制御装置を含み、その中に、排気ガス関連および性能関連の測定の協調制御モデルおよびアルゴリズムが、デジタル形式で記憶されることを特徴とする、請求項１５〜１９のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【請求項２１】
マルチシリンダエンジン（１０）が、ガソリンエンジン、特に、直噴ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンであることを特徴とする、請求項１５〜２０のいずれか一項記載のマルチシリンダエンジン。
【国際調査報告】
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