(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＮＯx還元活性を有しており、熱容量が僅かでありかつ還元剤についての貯蔵能力が僅かである触媒系の前の排ガス導管中への、内燃機関の窒素酸化物含有排ガス中への場所的な還元剤の計量供給の際、参照用内燃機関と関連して確定されたＮＯx濃度及び排ガス量についての機関固有値、又は参照用内燃機関と関連して排ガス量及び内燃機関運転中で触媒前の排ガス流中に配置されたセンサによって検出された測定値から確定したＮＯx濃度についての機関固有値、ならびに少なくとも内燃機関運転中に実際に検知される排ガスの温度及び場合により還元剤濃度を還元剤計量供給のための調整パラメータとして用い、これらパラメータから還元剤量を計算する、還元剤の計量供給方法において、このようにして得られた還元剤量に内燃機関の検出された荷重状態変化に応じて、還元剤量の動的な修正の場合にセンサ検知された排ガスの温度に加えて触媒入口での前記排ガス温度の測定時点前の一定の時間の間の排ガス温度を検知しかつ考慮し、ないしは還元剤量の高度動的な修正の場合に内燃機関の荷重状態変化の率を検知しかつ考慮して、動的ないしは高度動的な修正を行ない、かつ相応して適合された還元剤量を排ガス流に添加することを特徴とする、内燃機関の窒素含有排ガス中への還元剤の計量供給方法。
【請求項２】
調整の目的のために排ガス中のＮＯx濃度の測定を触媒の下流側でも行なう、請求項１記載の方法。
【請求項３】
計算された還元剤量と排ガスに添加された還元剤量との間の設定値−実測値比較を実施し、この際還元剤添加量の実測値を適当な位置に配置されたセンサ又は測定装置によって確認する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
実際の排ガス量が排ガス量の記憶された参照値と一致しているか否かについての指標として、内燃機関運転中の吸気の実際の温度をセンサ（２０）によって検知し、このセンサにより検知された実際の温度を予め設定された参照値と比較し、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の修正のために考慮する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
貯蔵された液状還元剤の濃度をセンサにより検知し、予め設定された参照値と比較し、かつこの設定値−実測値比較の結果に応じて、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の修正を行なう、請求項１記載の方法。
【請求項６】
内燃機関及び触媒の運転の持続から誘発される老化及び該老化と併発する触媒の活性低下を、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の相応する変化のために考慮する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
参照用触媒の測定された還元活性を、異なる還元剤濃度の場合に還元剤の計量供給の最適化のために用いる、請求項１記載の方法。
【請求項８】
定置装置又は乗物、自動車両、商業用車両の中に駆動源として組み込まれている動的もしくは高度動的に運転される内燃機関に関連して使用される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１記載の上位概念によれば、場所的に、少なくともＮＯx還元活性を有しており、熱容量が僅かでありかつ還元剤についての貯蔵能力が僅かである触媒系の前の排ガス導管中への、内燃機関の窒素含有排ガス中への還元剤、殊に尿素ないしは尿素水溶液の計量供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＯxの選択接触還元（ＳＣＲ）の場合には、ＮＯxをＮ2に還元するために、内燃機関及びＳＣＲ触媒の運転状態に応じて一定量の還元剤が排ガス流中に計量導入されなけれならない。過少量の還元剤が計量導入される場合には、還元度が不必要に低下する。過大量の還元剤が計量導入される場合には、還元剤のスリップ及び望ましくない中間生成物及び分解生成物が生じる。その上、このことから、還元剤の不必要に高い消費が発生する。還元剤として尿素が使用される場合には、アンモニア漏出又は、ＳＣＲ触媒に酸化触媒が後接続されている場合には、酸化二窒素Ｎ2Ｏの放出が発生する可能性がある。
【０００３】
EP 0 515 857 A1及びEP 0 697 062 B1は、両方とも触媒の貯蔵能力及び還元剤の化学量論的過剰量の一時的な計量供給に関する方法である。
【０００４】
DE 43 10 961 A1には触媒中に少なくとも１つの温度センサを使用することによる触媒活性の測定方法が記載されている。
【０００５】
全ての公知方法は、これら方法が、内燃機関の動的ないしは高度動的な運転条件下での排ガス中への正確な計量添加を可能にしていない点で共通しており、動的ないしは高度動的な変化これまで全く考慮されないままである。特に、内燃機関の前記の動的交番荷重の場合の触媒活性の正確な測定は、これまで未解決の問題の１つであった。
【０００６】
その上、全ての関連する状態変数ではなく、その幾つかが公知の還元剤−計量供給方法の場合に考慮されていた。即ち、DE 43 10 961 A1から公知の方法の場合には、触媒の状態変化、即ち温度、の測定にために、複数の温度センサを触媒中に組み込むことが提案されている。しかしながら、このことは、実用性は僅かでありかつその上、高出費であると思われる。
【０００７】
ＳＣＲ触媒中の還元剤充填度の正確な測定は、EP 0 697 062 B1及びEP 0 515 857 A1の提案による還元剤計量供給を行なうことができるようにするために必要であるとおり、このような触媒系の複雑な関係のために不可能であった。このような理由から計量供給は、一時的に中断され、かつ触媒は、再度定義された比を得るため、このようにして空運転(leergefahren)される。しかしながら、欠点は、ＮＯx変換が必然的に低下することにある。
【０００８】
即ち上記の公知技術明細書は、その計量供給戦略において還元剤及び熱に関する触媒の明瞭な貯蔵能力から出発している。
【０００９】
この方法は、原理的に、発電所技術から公知である完全触媒(Vollkatalysator)について考えられうる。該方法様式は、完全に活性材料からなり、この活性材料によって該方法様式は、特に低い温度で還元剤を貯蔵することが可能になる。この貯蔵能力のおかげで動的ないしは高度動的交番荷重の場合の還元剤漏出は、過剰量の還元剤、特にＮＨ3、が触媒によって短時間貯蔵されることによって十分に回避することができる。
【００１０】
例えば、現在利用しうる系の排ガス及び重量の顕著な減少が必要である車両への、場所的に著しく制限された条件下でのこのような系の使用については、完全触媒は、ほとんど適当ではなく、それというのも、この完全触媒が上記の要求に関する十分な発展ポテンシャル(Entwicklungspotential)を有していないからである。
【００１１】
上記の理由から被覆触媒は、使用され、この被覆触媒のセル数(Zellenzahl)は、顕著に高く設定することができ、かつこの被覆触媒は、その本質的に僅かな支持体の壁厚によってより大きな開放された向流面積(freie Anstroemflaeche)及びこのことによってより僅かな圧力損失を有している（図６参照）。
【００１２】
しかしながら、このような触媒系は、ＮＨ3に対して僅かな貯蔵能力を有しており、それというのも、本質的により少ない活性材料しか用いることができないからである。従って還元剤ピークは、吸着によって捕捉されることはできず、還元剤生成物の望ましくない放出が容易に生じる。
【００１３】
このことから、計量供給の、及び作用パラメータ、触媒温度、ＮＯx濃度、排ガス量、触媒活性など、の検知の正確さに対する、これまで完全触媒に使用されたものより高い要求が結論される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、前記上位概念による方法、即ち場所的に、少なくともＮＯx還元活性を有しており、熱容量が僅かでありかつ還元剤についての貯蔵能力が僅かである触媒系の前の排ガス導管中への、内燃機関の窒素含有排ガス中への還元剤、殊に尿素ないしは尿素水溶液、の計量供給方法、について、内燃機関運転の動的変化に対して最適化された還元剤量適合という意味において適合された戦略を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明によれば請求項１記載の特徴部に相応してこの特徴部に記載された方法の特徴によって、即ち参照用内燃機関と関連して確定されたＮＯx濃度及び排ガス量についての機関固有値ならびに少なくともなお内燃機関運転中に実際に検知される排ガスの温度及び場合によりなお還元剤濃度を還元剤計量供給のための調整パラメータとして用い、これらパラメータから還元剤量を計算し、かつこのようにして得られた還元剤量に内燃機関の検出された荷重状態変化に応じて動的ないしは高度動的な修正を行ない、かつ相応して適合された還元剤量を排ガス流に添加することを特徴とする、内燃機関の窒素含有排ガス中への還元剤の計量供給方法によって、解決される。
【００１６】
本発明による方法は、先ず、適用時に使用される内燃機関と同じ参照用内燃機に基づいて、例えば動的機関試験台(dynamischen Maschinenpruefstand)で、排ガス中のＮＯx濃度及び放出される排ガス量についての機関固有値を検知しかつ計量供給装置の動作特性(Kennfeld)−もしくはデータ記憶装置(Datenspeicher)を制御する計算機に書き込むことを基礎とする。このデータ／値は、機関運転中に少なくともなお排ガスの実際に感知された温度の値によって補完されかつさらに共通して還元剤−計量供給のための調整パラメータとして用いられる。この場合にはこれら少なくとも３つのパラメータから、場合により還元剤の濃度の考慮下に、一定の還元剤量が計算される。このようにして計算された該還元剤量は、定常的比率(stationaere Verhaeltnisse)のために、内燃機関の検知された荷重状態変化に依存して、動的ないしは高度動的修正にかけられ、その結果、排ガスに相応して高速に、その排ガスの偏差した値を有する変更された排ガス量がそれにもかかわらず触媒によって最適に変換されるようにして適合された、変更された還元剤量を計量供給することができ、この際、還元剤のスリップが生じることもないし、望ましくない中間−もしくは分解生成物が確認されることもない。
【００１７】
一方で、上記課題は、請求項２記載の特徴部によって解決することができる。
【００１８】
このようにして、例えば内燃機関の運転中にＮＯx濃度は、触媒前の排ガス流中に配置されたセンサによって検知されたデータから確定される。内燃機関の排ガス量は、その機関固有値から計算される。内燃機関の運転中に、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の動的ではあるがしかし高度動的ではない修正が要求される荷重変化の場合には、センサにより検知された排ガスの温度に加えて、測定時点前の一定の、場合により変動可能にあらかじめ設定可能な時間にわたる触媒入口での排ガス温度は、考慮することができる。このメモリからの取出し(Memoryabruf)は、将来の機関運転方式及びこのことによって触媒系に対して生じる要求を見越した改善された制御戦略を可能にする。
【００１９】
有利な詳細及び方法の個々の段階は、従属請求項３から１１までのいずれか１項に記載されている。
【００２０】
その上、排ガス中のＮＯx濃度が触媒の下流側でも制御すること及び検知された／確定された制御値を排ガス中に計量導入すべき還元剤量の調整への影響力の行使のために用いることは、有利である。
【００２１】
計算された還元剤量と排ガス中で実際に計量導入された還元剤量との間で設定値−実測値比較を実施することも有利であり、この際、還元剤の添加量の実測値は、適当な個所に配置されたセンサまたは測定器によって確定される。
【００２２】
排ガス中に計量導入すべき還元剤量の高度動的修正を必要とする、その運転中の内燃機関の高度動的荷重状態変化の場合には、制御基準として内燃機関の荷重状態変化の率もが、検知ないしは測定され、かつ考慮される。このようにして荷重変化に良好に適合された反応が可能である。
【００２３】
内燃機関運転中に実際の排ガス量が排ガス量の記憶された参照値と一致しているか否かについての指標として、吸気の実際の温度をセンサによって検知し、かつ予め設定された参照値と比較することも有利である。この設定値−実測値比較が必要とする場合には、この値は、制御技術的に、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の修正のために考慮される。このようにして、内燃機関を使用することができる著しく異なる気候状況及びこのことによって条件付けられる、排ガス量および排ガス組成への影響は、考慮される。
【００２４】
このような著しく温度が異なる使用条件下ではまさに、蓄えられた還元剤の品質を、この還元剤が液状である場合には殊に、制御することが有利である。このことは、例えばセンサによる蓄えられた還元剤の温度の検知によって、かつこの値からその濃度の推論によって行われ、この際、実測値は、予め設定された参照値と比較される。この設定値−実測値比較の結果に応じて、さらに、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の修正が行なわれることができる。
【００２５】
同様に、最初から使用された触媒の老化及び該老化と併発する活性の低下を考慮することは、有利である。この場合には触媒の運転時間は、内燃機関の運転時間から導き出される。さらに、運転時間の向上及び一定の運転時間の間隔に応じて触媒の老化は、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の相応する変化に応じて考慮されることができる。
【００２６】
その上、参照用触媒の測定された還元活性は、異なる還元剤濃度の場合に還元剤の計量供給の最適化に用いられる。
【００２７】
本発明による方法は、定置装置又は乗物、自動車両、商業用車両、特にあらゆる構造様式及び使用様式の貨物自動車及び乗合自動車の中に駆動源として組み込まれている高度動的に運転される内燃機関と関連して特に適当である。
【００２８】
原理的に本発明は、次の考察ないしは理論を基礎としている。
【００２９】
内燃機関の排ガス中に計量導入すべき還元剤量は、一方で排ガス放出量に依存し、かつ他方で該排ガス放出量を減じるための、触媒の、活性の、能力に依存する。
【００３０】
触媒の活性ないしは還元能力は、種々の率式によって記載することができる。
【００３１】
このような式の簡単な例として次の形式的な動力学的な(formalkinetische)式が挙げられ：Ｅ→Ｐ、この際Ｅは還元する排ガス成分、例えばＮＯx、でありかつＰは、還元生成物、例えばＮ2、である、という仮定の反応が存在する場合には、時間（一定容量であると仮定して）についての出発物質Ｅの濃度ｄｃの変化は、次のように記載することができる：
【００３２】
【数１】
0004280335.tif 000002
【００３３】
ＲEは、Ｅの物質量変化率（ｍｏｌ／ｓ）を示し、ｍは、反応の次数［−］である。
【００３４】
速度定数ｋは、反応がいかに速く進行しかつ次のように温度に依存するかに対する尺度である：
【００３５】
【数２】
0004280335.tif 000003
【００３６】
この際、
Ｅは活性化エネルギー［Ｊ／ｍｏｌ］を表しており、
Ｒは一般ガス定数８３１４ Ｊ／（ｍｏｌ＊Ｋ）を表しており、
Ｔは温度［Ｋ］を表しており、
ｋoは衝撃係数を表している。
【００３７】
（１）の積分法によればｎ＝１（一時の反応）と仮定して次のとおり得られる：
（３）      ｃ＝ｃo・ｅ-kl
この際、
ｃは最終濃度［ｍｏｌ／ｍ3］を表しており、
ｃoは出発濃度［ｍｏｌ／ｍ3］を表しており、
ｔは反応時間［ｓ］を表している。
【００３８】
反応時間は、反応器中の滞留時間τに同じである：
【００３９】
【数３】
0004280335.tif 000004
【００４０】
この際、
Ｖは体積流量(Volumenstrom)［ｍ3／ｓ］を表しており、
ＶKatは触媒容量［ｍ3］を表している。
【００４１】
上記の方程式から、最終濃度ｃがこの場合には確かに一定して出発濃度ｃoに依存しているが、しかし滞留時間には一定して依存しておらず、かつ従って体積流量には依存しない。動的な運転の場合には、EP 0 697 062 B1で提案されているとおり、ＮＯx質量流量もしくはＮＯx体積流量のみを示すのは全く十分ではなく、それというのも、このことによって触媒系の運転時点での一義的な割り当てを行なうことは不可能であるからである。このようにしてより高いＮＯx質量流量は、高いＮＯx濃度及び低い排ガス流から得ることもできるし、低いＮＯx濃度、しかし高い排ガス流から得ることもできる。このことによって異なるＮＯx変換が得られる。
【００４２】
反応温度は、率定数ｋによって、物質量変化率への影響を有している。
【００４３】
付加的に、なお還元剤濃度への依存は、考慮され、これについては方程式５及び６が参照される。
【００４４】
形式的な動力学的式：
【００４５】
【数４】
0004280335.tif 000005
【００４６】
機械論的式(Mechanistischer Ansatz)：
【００４７】
【数５】
0004280335.tif 000006
【００４８】
この際、
Ｋは、ＮＨ3の収着平衡定数［ｍ3／ｍｏｌ］を表している。
【００４９】
触媒の活性についてのできるだけ正確な予想を行おうとする場合には、従って、相互に生じるそれぞれの影響を監視することならびにＮＯx濃度及び生じる排ガス量をＮＯx流量に対して結合することは重要である。
【００５０】
概括的な速度式を用いて還元剤−計量供給を実現するためにこのような速度式を確定することは、実際の条件下で不可能かつ望ましくないと思われ、それというのも、該還元剤−計量供給が一方で還元能力を触媒の全体の作業領域にわたって正確には十分に再現しないからであり、かつ他方で関連が直ちには明確にされないからである。還元剤−計量供給の精巧な調整(Feinjustage)を行うことは、このように極めて困難である。
【００５１】
上記の理由から本発明によればＮＯx−還元可能性を確定するために参照用内燃機関の動作特性が採用され(auf ein Kennfeld einer Referenz-Brennkraftmaschine zugegriffen)、この動作特性は、包括的な物質量変化速度式を触媒系の一定の運転時点での各物質量変化速度の割り当て(Zuordnung)によって代替する。
【００５２】
この１つないしは複数の動作特性は、主要作用因子即ちＮＯx濃度ｃ、仮定の作業温度ＴA、排ガス体積流量Ｖ排ガス及び場合により還元剤濃度を含有している。Ｖ排ガスによって滞留時間τならびに、皮膜拡散(Filmdiffusion)の影響に関わる速度は、考慮される。
【００５３】
上記因子を考慮する唯一の動作特性が少なくとも三元でなければならないため、参照用内燃機関の少なくとも２つの動作特性を相互に分離して受容することは、有利であり、これらの組み合わせから後から触媒のＮＯx−還元比を計算することができ、これについては図２が参照される。
【００５４】
このようにして例えば第１の動作特性（ΔｃＶ排ガス＝定数−動作特性、物質量変化速度についての情報を含有している）の場合には最終濃度は、一定のＶ排ガス［ｍ3／ｈ］、変動可能なＮＯx−入口濃度ｃo［ｐｐｍ］及びＴA［℃］の場合に取る(ablegen)ことができる。ＴAは、この場合には仮定の作業用温度である。ｃoは、さしあたり、回転数ｎならびに荷重に依存する信号（例えば噴射量Ｑe）によってプロットされている(aufgetragen)機関固有の動作特性から読み出されることができるか又は内燃機関の運転中に直接ＮＯxセンサによって測定することができる。
【００５５】
仮定の作業用温度ＴA及びＶ排ガス［ｍ3／ｈ］によってプロットされている第２の動作特性（ε−動作特性）は、計算に滞留時間の影響を及ぼすことができるようにするため、しかし他方で向流(Anstroemung)、皮膜拡散の影響、逆流などの場合の異形を補償するために使用される。この動作特性は、修正因子ε［−］を含む。
【００５６】
第１の動作特性からＶ排ガス＝定数＝ｃo−ｃが計算され、かつεで乗ずる。これから、還元剤濃度による高度動的な影響が考慮されないままである場合には、実際に還元可能な濃度差Δｃ修正［ｐｐｍ］が得られる。Ｖ排ガスでの乗法の後に還元可能なＮＯx−質量流量ΔＮＯx［ｍｏｌ／ｈ］が得られる。引き続いての換算によって、必要とされる還元剤量が得られ、この還元剤量について常用される尿素がこの場合にはｍ（ＮＨ２）２ＣＯ、供給［ｇ／ｈ］と呼称される。
【００５７】
影響大である温度の確定
前述で明らかであるとおり、反応温度Ｔが反応速度ひいては変換率への大きな影響を有しているため、温度をできるだけ正確に測定する可能性を見いだすことは不可避である。このことは、排ガス温度が動的運転の場合には常に変化するという点では問題である。触媒の前及び後での温度センサの使用は、触媒内の温度経過を正しく反映することはできず、より多くの温度センサの取り付けは、問題でありかつ高価である。
【００５８】
内燃機関が、例えば比較的高い荷重の後に低い荷重で運転される場合には、触媒によるコールドフロント(Kaltfront)は、移動する。後方の温度センサは、なお高温を示し、その一方で前方の温度センサは、より低い温度を触媒入口において検出する。より高い荷重への荷重の飛躍(Lastsprung)が行なわれる場合には、入口でのセンサは、既に高温を報告し、その一方で終わりでのセンサはなお高温を示すが、しかしながら触媒中の温度は、本質的に低く、これについては図８が参照される。過度に高く仮定される温度のために、このようなモーメントの場合には、もはや変換されることができない過多な還元剤が排ガス中に計量導入される。還元剤のスリップが生じる。このことに対する解決は、計量供給戦略における触媒温度の来歴の考慮であり、これについては図３が参照される。このことのために、温度ピークを捕捉する、触媒入口温度についての増減する(schleifend)平均値Ｔ平均が形成される。他の触媒に関連する温度、例えば触媒の入口及び出口での温度、によって該平均値は、仮定の作業温度ＴAを形成し、さらにこの作業温度ＴAを用いてデータを動作特性から読み出される。
【００５９】
（７）      ＴA＝ｙ，Ｔ平均＋Σ（ｘｉ，Ｔｉ）
この際、
Ｔｉは触媒に関連する温度（例えば触媒入口及び触媒出口Ｔ出口での温度）を表わし、
Ｔ平均は温度の増減する(schleifend)平均値を表わし、
Ｔ平均＝ｆ（Ｔ入口、Ｖ排ガス）であり、
Ｓｘi＋ｙ＝１である。
【００６０】
係数ｘi及びｙによって各温度の重みづけ(Wichtung)が行なわれる。
【００６１】
より大きな排ガス体積流量の場合には、触媒は、より小さな排ガス体積流量の場合より迅速に加熱されるし、冷却される。このような理由から、時間間隔の長さΔｔ、この場合これにより平均される、は、Ｔ平均の応答特性をそれぞれの場合の運転状態により良好に適合させることができるようにするために、Ｖ排ガスの特性曲線によって変動する。
【００６２】
従って、温度Ｔ平均の計算のために一定数の時間間隔が確保されなければならない。
【００６３】
受容周期(Aufnahmefrequenz)ｆについては
ｆ＝ｎ／Δｔ
この際、
ｎは、時間間隔［−］の数を表わし、
Δｔは、平均値の全体受容長さ(Gesammtaufnahmelaenge)を表わす。
【００６４】
固定の周期を予め与えることも可能であり、かつこれに対してそれぞれの場合の時間間隔の数を変動させることも可能である。
【００６５】
影響大である排ガス量（例えば排ガス体積流量）の確定
理論値の空気体積流量は、内燃機関の行程体積、回転数ｎ及び吸込管圧力ｐＬＬから決定され、この理論値の空気体積流量によって機関固有の体積効率が修正され、かつ排ガス体積流量のために、吸込条件のために、回転数ｎ及びＱｅから得られる燃料質量(Kraftstoffmasse)と結合する。
【００６６】
ε−動作特性の場合のプロット(Auftragung)については、Ｖ排ガス、吸込は、なお、Ｔ入口から確定された運転温度に向けて修正されることができる。
【００６７】
影響大であるＮＯx濃度の確定
ＮＯxの入口濃度は、請求項１によれば機関固有データから、例えば動作特性によって確定されることもできるし、請求項２によれば、ＮＯxセンサによって確定されることもできる。
【００６８】
内燃機関の高度動的運転の場合には短時間のＮＯx濃度のピークないしは降下が生じ、これは、静的機関運転の場合に確定される濃度と顕著にずれており、これについては図７が参照される。荷重変化率についての特性曲線によってこの挙動は、高度動的運転の場合には一緒に考慮され、これについては請求項６が参照される。
【００６９】
なお幾つかの註は次のとおりである：
−  公知の設計に比しての利点は、制御にただ１つの通しのトラック(durchgehender Strang)のみが使用されることにある。このことによって適用時の簡単な取り扱いが期待され、それというのも、変化に対する反応を確かに個別の動作特性ないしは計算因子に割り当てることができるからである。その上、作用因子即ち温度、入口濃度、体積流量ならびに場合により還元剤濃度の使用及びこれら作用因子の少なくとも２つの動作特性への割り当てによって最大限の明瞭さが達成される。
【００７０】
−  ＮＯx濃度の使用によってＮＯxセンサを容易に計量供給戦略に組み込むことができる（センサデータによる動作特性ｃＮＯの代替）。その上、センサの取り付けによって触媒の後ろで制御を実現することが可能であり、これについては請求項４が参照される。
【００７１】
−  急荷重交番(ploetzlicher Lastwechsel)の場合にはＮＯx濃度のピークないしは降下が生じ、これは固定して確定することはできない。このように高度動的な状態変化に対して付加的な修正を予定することができ、この修正は、荷重変化率によって計量供給制御への作用することができ、即ちＣＮＯ上もしくは下に向かって修正し、これについては請求項６が参照される。
【００７２】
−  動的修正は、仮定の作業温度ＴAによって行われる。
【００７３】
−  Ｖ排ガスの計算の場合ならびに［ｐｐｍ］から［ｍｏｌ／ｍ3］へ換算の場合には吸込条件とする空気温度が評価される。この場合には温度測定位置が精度を高め、これについては請求項７が参照される。
【００７４】
−  濃度の違いが原因である計量供給の誤りを最小限にするために、尿素−水−溶液のための濃度修正を予定することができ、これについては請求項８が参照される。
【００７５】
【発明の実施の形態】
図２〜５には、上述された各１つの計量供給戦略の種々の概略図が流れ図の様式で示されている。
【００７６】
この場合には図１は、内燃機関及び排ガス後処理装置を概略的に示しており、これら装置によって例えば本発明による計量供給方法が説明される。
【００７７】
図２は、仮定の作業温度による動的修正を用いた尿素計量供給の計量供給戦略を示している。
【００７８】
図３は、還元剤量による高度動的修正を用いた還元剤計量供給の計量供給戦略を示している。
【００７９】
図４は、ＮＯxセンサを用いた還元剤計量供給の計量供給戦略を示している。
【００８０】
図５は、複数のＮＯxセンサを用いた還元剤計量供給の計量供給戦略を示している。
【００８１】
図６は、種々の壁厚によって表される完全触媒−被覆触媒の比較を示している。
【００８２】
図７は、急荷重交番の場合のＮＯxピークの発生を示している。
【００８３】
図８は、触媒によるコールドフロントの移動を示している。
【００８４】
この場合には図１は、荷重された内燃機関が１で示されており、かつ付属の排ガスターボチャージャが２で示されている。排ガスターボチャージャ２のコンプレッサ３によって給気(Ladeluft)は、内燃機関１の給気導管４中に運搬される。排ガスターボチャージャ２のタービン５は、内燃機関１の各シリンダが結合している排ガストラック(Abgasstrang)６から排ガスが、駆動の目的のために供給される。排ガスタービン５の出口から排ガスは、排ガス導管７を介して該導管中に組み込まれた触媒８に達し、かつ該触媒から、清浄化された状態で排出導管９を介して流出する。１０で液状還元剤のための貯蔵容器が示されており、１１で計量供給装置が示されており、この計量供給装置は、該還元剤を導管１２及び排ガス導管内のノズル１３を介して、触媒８前の排ガス流に計量導入され、かつ１４で調整及び制御装置が示されており、この調整及び制御装置は、計量供給装置を制御する。調整及び制御装置１４は、中央調整ユニットとしてマイクロプロセッサを有しており、このマイクロプロセッサは、データバスシステムを介して入力−及び出力周辺機器ならびに動作特性−ないしはデータ記憶装置及びプログラム記憶装置に結合している。プログラム記憶装置内にはソフトウェアに適合して本発明による方法の範囲内の計量供給装置の制御のための調整哲学(Regelphilosophie)及び調整アルゴリズムが入れられている。動作特性−ないしはデータ記憶装置内には参照値及び目標値が入れられており、これら参照値及び目標値によって、本発明による方法の範囲内の計量供給装置の制御が行なわれる。１５で温度センサが示されており、この温度センサは、触媒８中への進入前の排ガス温度が検知される。１６で温度センサが示されており、この温度センサは、触媒出口での排ガス温度が測定される。１７でセンサ−ないしは測定装置が示されており、この装置を用いて触媒の後の排ガス中のＮＯx濃度又はこれに代わる要素が検知される。１８で温度センサが示され、この温度センサは、貯蔵された還元剤の温度を検知しかつこのようにして還元剤の実際の濃度への帰納的推論が可能である。１９でセンサないしは測定装置が示されており、このセンサないしは測定装置は、排ガス中に計量導入すべき還元剤量の還流−ないしは計量供給量（実測値）を検知する。２０で実際の吸気−ないしは給気温度を検知する温度センサが示されている。センサ１５、１６、１７、１８、１９、２０の測定値及び機関運転にとって重要な、ないしは該値への帰納的推論を可能にする更なるセンサの測定値は、調整−及び制御装置１４へその入力周辺機器によって供給され、かつこの場合には内部で利用され、ないしは評価される。計算された制御命令は、出力周辺機器ないしは制御導線２１によって計量供給装置１１に与えられ、この計量供給装置は、該制御命令を排ガス中に計量導入すべき還元剤量に変換する。
【００８５】
請求項２によれば、ＮＯx濃度は、参照用内燃機関によって測定されるのではなく、触媒８の前にかつノズル１３の前に配置されたセンサ２２によって測定される。参照用内燃機関は、排ガス量の測定に使用されるばかりである。
【００８６】
このための計量供給戦略のための個々の段階は、図２〜５の図から理解することができる。
【００８７】
図６の場合には、例えば発電所に使用される完全触媒との、ＮＯx還元に使用される触媒の比較が示されている。この完全触媒は、その熱慣性のために動的過程に使用不可能である。
【００８８】
図７は、荷重交番の場合のＮＯxピークの発生を示している。
【００８９】
図８には触媒によるコールドフロントの移動が示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による計量供給方法を説明するために例示される、内燃機関及び排ガス後処理装置を示す概略図である。
【図２】仮定の作業温度による動的修正を用いた尿素計量供給の計量供給戦略を示す流れ図である。
【図３】還元剤量による高度動的修正を用いた還元剤計量供給の計量供給戦略を示す流れ図である。
【図４】ＮＯxセンサを用いた還元剤計量供給の計量供給戦略を示す流れ図である。
【図５】複数のＮＯxセンサを用いた還元剤計量供給の計量供給戦略を示す流れ図である。
【図６】それぞれの断面図を伴った完全触媒及び被覆触媒の比較を示す図である。
【図７】急荷重交番の場合のＮＯxピークの発生を示す線図である。
【図８】触媒によるコールドフロントの移動を示す線図である。
【符号の説明】
２０，２２  センサ
【図１】
0004280335.tif 000007
【図２】
0004280335.tif 000008
【図３】
0004280335.tif 000009
【図４】
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【図５】
0004280335.tif 000011
【図６】
0004280335.tif 000012
【図７】
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【図８】
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