(57)【要約】  選択的触媒還元（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：ＳＣＲ）システムにおけるアンモニアスリップを制御する方法、装置およびシステム。この方法は、エンジン運転の遷移事象を検出するステップと、ＳＣＲ触媒へのＮＯｘを増大させるステップと、還元剤添加を減少させるステップとを含む。このシステムは、エンジンの遷移信号を受け入れ、そのエンジン遷移信号に応答してＳＣＲ触媒における温度遷移を予期し、ＳＣＲ触媒におけるその温度遷移と同時に、ＳＣＲ触媒への排気ガス流れ中のＮＯｘの増大と、ＳＣＲ触媒に対する還元剤の減少とを惹起する制御器を含む。この装置は、前記エンジン遷移信号に応答して、ＳＣＲ触媒への排気ガス流れ中のＮＯｘの増大を惹起するＮＯｘ増大モジュールを含む。この装置は、さらに、前記エンジン遷移信号に応答して、排気ガス流れへの還元剤添加を停止させるように構成される還元剤遮断モジュールを含む。
2016505749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムにおけるアンモニアスリップの制御方法において、
エンジン運転の遷移事象を検出するステップと、
エンジンの排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるステップと、
前記排気ガス流れへの還元剤の添加を減少させるステップと
を有してなる方法。
【請求項２】
前記検出するステップが、燃料流量の増大と、前記エンジンへの燃料供給圧力における変化と、エンジン燃料の噴射タイミングの変化と、エンジンの毎分回転数（ｒｐｍ）の変化と、エンジントルクの変化との少なくとも１つを示す信号を受け取るステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エンジンの遷移事象を検出した後、第１の時間長さの間、ＮＯｘの増大を遅らせるステップと、
前記エンジンの遷移事象を検出した後、第２の時間長さの間、前記還元剤の添加の遮断を遅らせるステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
内燃機関システムの選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムを制御するように構成される装置において、
エンジンの遷移信号に応答して、エンジンの排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるように構成されるＮＯｘ増大モジュールと、
前記エンジンの遷移信号に応答して、前記エンジンの排気ガス流れにおける還元剤添加を減少させるように構成される還元剤制御モジュールと、
エンジンの遷移事象を検出し、その検出に応答してエンジンの遷移信号を発生するように構成される遷移センサーモジュールと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項５】
前記ＮＯｘ増大モジュールが、前記エンジン遷移信号に応答して、前記ＮＯｘ増大を惹起する前に、第１の遅れ時間長さを設けるように構成され、
前記還元剤制御モジュールが、前記エンジン遷移信号に応答して、前記還元剤の遮断信号を生成する前に、第２の遅れ時間長さを設けるように構成される、
ことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
内燃機関の選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムにおいて、
排気ガス流れを生成するように構成される内燃機関と、
前記排気ガス流れを受け入れて、該排気ガス流れ中のＮＯｘ排出物質を、還元剤の存在の下で還元する選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、
エンジンの遷移事象を検出し、その検出に応答してエンジンの遷移信号を発生するように構成される遷移センサーモジュールと、
前記エンジンの遷移信号を受け入れ、そのエンジン遷移信号に応答して、前記排気ガス流れ中のＮＯｘの増大と、前記ＳＣＲ触媒に対する還元剤添加の減少とを惹起するように構成されるＳＣＲシステム制御器と
を備えることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１２年１１月３０日付で出願された米国特許出願第６１／７３１，５４６号の米国特許法第１１９条に基づく優先権の利益、および、２０１３年３月１５日付で出願された米国特許出願第１３／８３７４９２号の米国特許法第１２０条に基づく優先権の利益を主張するものであり、本願はこの両特許出願の内容に依拠すると共に、この両特許出願の内容は、その全体が参照によって本願に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、選択的触媒還元（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：ＳＣＲ）システムにおけるアンモニアスリップを制御する方法、システムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
選択的触媒還元（ＳＣＲ）技術は、今日、世界中で、例えば米国および欧州において、オンロードの重荷重および軽荷重用のディーゼルエンジン用途のような内燃機関用として用いられる最も一般的なＮＯｘ低減技術の１つである。ＳＣＲシステムにおいて使用される主要な薬剤は尿素である。ＳＣＲシステムにおいて使用される尿素の一形態は、米国においてはディーゼル排気液（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｆｌｕｉｄ：ＤＥＦ）と呼称され、欧州ではＡＵ３２またはＡＤＢＬＵＥ（商標）と呼称される。この両者はいずれも尿素の３２．５％水溶液である。注入された尿素は、熱および水分の存在の下で分解して、アンモニアおよび二酸化炭素を形成する。続いて、アンモニアは、ＳＣＲ触媒の存在の下でＮＯｘと反応し、ＮＯｘを窒素および水に還元する。ＳＣＲシステムの最適操作は、アンモニアスリップを最少にして全ＮＯｘ排出量を最少化するのに資する効率的な制御方策によって決定されると言うことができる。アンモニアスリップとは、ＳＣＲシステムからの未反応のアンモニア排出物の流出のことを言う。ＳＣＲ触媒を通過したアンモニアスリップの殆どを窒素および他の有害度が低い化合物に転換して、テールチューブからのアンモニアの排出を避けるために、ＳＣＲ触媒の下流側のアンモニア酸化（ａｍｍｏｎｉａ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ：ＡＭＯＸ）触媒が必要になる可能性がある。
【０００４】
アンモニアスリップは、ＳＣＲ触媒反応の好ましくない副生物質であり、最少に維持することが望まれる。アンモニアは欧州においては規制排出物質であり、認証サイクル全体における平均アンモニアスリップは、オンロードの場合１０ｐｐｍ未満、ノンロードの場合２５ｐｐｍ未満とすることが要求されている。米国においても、近い将来規制されることが予想される。殆どのＳＣＲ触媒は、ＳＣＲ触媒の存在の下でのＮＯｘ還元用として使用し得る低温度条件（約３００℃未満）において、アンモニアを吸着する。アンモニアは、ＳＣＲ触媒の基板が高温（３５０℃より高く４００℃までの温度）に曝露されると脱着される可能性があり、これによって、アンモニアの瞬間的な急増が生じることがある。瞬間的なアンモニアの急増は、アンモニアスリップの増大をもたらすだけでなく、未使用の（無駄に廃棄される）アンモニアを生じる結果にもなる。従って、規制の観点からと、ＳＣＲシステムの運転の効率性の立場との両者から、このようなアンモニアスリップを避ける方法を有することが望まれる。
【０００５】
この背景技術の節において開示した上記の情報は、単に本発明の背景状況の理解を促進するためのものであり、従って、それは、先行技術のいかなる部分をも形成しない情報、また、先行技術が当業者に示唆し得るものをも形成しない情報を含むことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムにおけるアンモニアスリップの制御方法を提供する。
【０００７】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、また、内燃機関の選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムの制御装置を提供する。
【０００８】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、さらに、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒におけるアンモニアスリップの制御システムを提供する。
【０００９】
特許請求する本発明のさらなる特徴を以下の説明において述べるが、これは、以下の説明から部分的に明らかになるか、あるいは、特許請求する本発明を実践することによって会得することができる。
【００１０】
典型的な一実施形態は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムにおけるアンモニアスリップの制御方法を開示する。この方法は、エンジン運転の遷移事象を検出するステップと、エンジンの排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるステップと、排気ガス流れに対する還元剤添加を減少させるステップと、を含む。
【００１１】
典型的な一実施形態は、また、内燃機関システムの選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムを制御するように構成される装置を開示する。この装置は、エンジンの運転遷移信号に応答してエンジンの排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるように構成されるＮＯｘ増大モジュールを含む。この装置は、さらに、エンジンの運転遷移信号に応答してエンジンの排気ガス流れにおける還元剤添加を減少させるように構成される還元剤制御モジュールを含む。
【００１２】
典型的な一実施形態は、さらに、内燃機関の選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムを開示する。このシステムは、排気ガス流れを生成するように構成される内燃機関と、その排気ガス流れを受け入れて、還元剤の存在の下で排気ガス流れ中のＮＯｘ排出物質を低減する選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、エンジンの運転遷移事象を検出し、その検出に応答してエンジン運転遷移信号を発生するように構成される遷移センサーモジュールとを含む。このシステムは、エンジン運転遷移信号を受け入れて、そのエンジン運転遷移信号に応答して、排気ガス流れ中のＮＯｘを増大させ、かつＳＣＲ触媒への還元剤の添加を減少させるように構成されるＳＣＲシステム制御器を含む。
【００１３】
以上の一般的な説明および以下の詳細説明は、いずれも例示的かつ説明的なものであって、特許請求される本発明のさらなる説明を提供するように意図されていることが理解されるべきである。
【００１４】
添付の図面は、特許請求される本発明のさらなる理解を提供するように意図されており、本明細書に組み込まれると共にその一部を構成するが、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態を図解し、以下の説明と共に特許請求される本発明の原理の説明に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の典型的な一実施形態による選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムを有する内燃機関の概略的なブロック図である。
【図２】エンジンの状態遷移後の温度応答およびアンモニアスリップにおける遅れを示すＳＣＲシステムからのデータのプロット図である。
【図３】エンジン状態のステップ的遷移に応答して約６５０ｐｐｍのアンモニア（ＮＨ３）のピークを示す通常運転の下におけるＳＣＲシステムからのデータのプロット図である。
【図４】アンモニアスリップを低減するため、エンジンの状態遷移に続く短時間のＮＯｘの増大と尿素注入の停止とを示す、本開示の典型的実施形態によるＳＣＲシステムからのデータのプロット図である。
【図５】図４に示す本開示の典型的実施形態による累積還元剤消費量の減少を示す、図３および４に示すＳＣＲシステムからのデータのプロット図である。
【図６】ＮＯｘパルスの増大によるアンモニアスリップの低減を示す、本開示の典型的な一実施形態によるＳＣＲシステムからのデータのプロット図である。
【図７】本開示の典型的な一実施形態によるＳＣＲシステムにおけるアンモニアスリップの制御方法の概略的なフローチャート図である。
【図８】典型的な一実施形態によって、エンジン運転の遷移を検出し、ＳＣＲ触媒への排気ガスの流れ中のＮＯｘを増大させ、ＳＣＲ触媒への還元剤を減少させるように構成される制御システムの概略的なフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、典型的ないくつかの実施形態が示される添付の図面を参照して、本開示をさらに詳しく記述する。しかし、請求項は、多くの異なる形態において具現化することができるので、本明細書において記述する実施形態に限定されると見做されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十全なものであるように、かつ当業者に請求項の範囲を完全に伝達するように提供されている。図面においては、層および領域のサイズおよび相対的サイズは明確化のため誇張されている場合がある。図面における同じ符号は同じ要素を指示する。
【００１７】
ある要素が、別の要素の「上に（ｏｎ）」ある、または、別の要素に「接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」と言う場合、その要素は、別の要素の直接上にあるか、または、別の要素に直接接続されることが可能であるか、あるいは、介在要素が存在してもよい、ことが理解されるであろう。対照的に、ある要素が、別の要素の「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」ある、または、別の要素に「直接接続されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」と言う場合は、介在要素は存在しない。本開示の目的に関して、「Ｘ、ＹおよびＺの少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  Ｘ、Ｙ  ａｎｄ  Ｚ）」と言う場合、それは、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、または、Ｘ、ＹおよびＺの２つ以上の項の任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹＹ、ＹＺ、ＺＺ）と見做し得ることが理解されるであろう。
【００１８】
図１は、本開示の典型的な一実施形態による選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムを有する内燃機関の概略的なブロック図である。内燃機関１００は、排気ガスの流れを排出するディーゼルエンジン、ガソリンエンジンまたは同類のエンジンとすることができる。入力制御装置１１０が、内燃機関１００の運転を制御するために、内燃機関１００に制御信号を入力することができる。入力制御装置１１０は、ペダルの動きを検出して、そのペダルの動きをエンジン制御ユニット（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１１１に伝達することができる。ＥＣＵ１１１は、続いて、ペダルの動きに応答して内燃機関１００を制御することができる。ＥＣＵ１１１は、ペダルの動きまたは他の検出入力値に応答して、検索テーブルまたは計算に基づいて、内燃機関１００を閉ループ制御または開ループ制御で制御することができる。
【００１９】
内燃機関１００は、排気ガスマニホルド１２０において、排気ガスの流れを排出する。排気ガス再循環（ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：ＥＧＲ）弁１３０が、排気ガスの流れの一部を、流入ポート１４０において内燃機関１００に戻すように導くことができる。図１においては、吸気空気（ＩＡ）、排気（Ｅｘ）、ターボチャージャ（Ｔｃ）およびアフタクーラ（Ａｃ）も示されている。種々の化合物および／または粒子状物質を除去するように構成される排気ガス後処理システム２００を、内燃機関１００の排気マニホルド１２０に接続することができる。排気ガス後処理システム２００は、酸化触媒（ＯＣ）および／または粒子状物質（ＰＭ）フィルタ２１０と、ＳＣＲ触媒２３０、還元剤注入器２４０、還元剤源２５０、還元剤制御弁２６０およびＳＣＲ触媒制御器２７０を有するＳＣＲシステム２２０とを含むことができる。いくつかの典型的な実施形態においては、ＳＣＲ触媒２３０は、ＳＣＲ触媒機能を有する粒子状物質フィルタとすることができる。排気ガス後処理システム２００は、さらに、アンモニア酸化（ａｎｍｏｎｉａ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ：ＡＭＯＸ）触媒２８０を含むことができる。また、温度センサー「Ｔ」、質量流量センサー「ｍ」、ＮＯｘセンサー「ＮＯｘ」およびアンモニアセンサー「Ａｍ」を、ＥＣＵ１１１またはＳＣＲ触媒制御器２７０による閉ループエンジン制御用として、排気ガス後処理システム２００において使用することができる。例えば、温度センサー「Ｔ」を、ＯＣおよび／またはＰＭフィルタ２１０の前、ＳＣＲ触媒２３０の前、ＳＣＲ触媒２３０の後、およびテールチューブ２９０に装着することができる。ＮＯｘセンサー「ＮＯｘ」をＯＣおよび／またはＰＭフィルタ２１０の前に装着することができる。
【００２０】
内燃機関１００の排気ガスの流れは、内燃機関１００から排気システムのマニホルド１２０の中に流出する。ＥＧＲ弁１３０が、排気ガスの流れの一部を、内燃機関１００に戻すように導くことができる。ＥＧＲ１３０を通過する排気ガスの流れの一部は任意選択としてのＯＣおよび／またはＰＭフィルタ２１０に流入することができる。ＯＣおよび／またはＰＭフィルタ２１０を通過した後、ＯＣおよび／またはＰＭフィルタ２１０の下流側の排気ガスの流れを、還元剤注入器２４０において排気ガスの流れに添加される還元剤によって処理することができる。還元剤を同伴した排気ガスの流れは、続いて、ＳＣＲ触媒２３０を通過する。ＳＣＲ触媒２３０から流出する排気ガスの流れは、次に、任意選択としてのＡＭＯＸフィルタ２８０を通過し、テールチューブ２９０から流出する。
【００２１】
ＳＣＲシステム２２０は、還元剤源２５０と、還元剤注入器２４０のような供給機構とを含む還元剤供給システムを含む。還元剤源２５０は、例えばアンモニア（ＮＨ３）または尿素のような還元剤を保有し得る容器またはタンクとすることができる。ＳＣＲシステム２２０は、還元剤を、還元剤源２５０から還元剤制御弁２６０を通して供給機構（還元剤注入器２４０）に供給する。還元剤制御弁２６０は、ＳＣＲ触媒制御器２７０によって制御できる。ＳＣＲ触媒制御器２７０は、ＥＣＵ１１１の一部、またはＥＣＵ１１１内の一モジュール、または別個のモジュールとすることができる。還元剤注入器２４０はＳＣＲ触媒２３０の上流側に配置できる。注入器２４０は、還元剤を、ＳＣＲ触媒２３０に流入する前の排気ガスの流れに直接供給するように選択的に制御可能である。いくつかの典型的な実施形態においては、還元剤を、アンモニア、あるいは、分解してアンモニアを生成する尿素のいずれかとすることができる。以下に詳述するように、これらの実施形態においては、アンモニアが、ＳＣＲ触媒２３０の存在の下でＮＯｘと反応し、ＮＯｘをＮ２およびＨ２Ｏのような有害度が低い排出物質に還元する。ＳＣＲ触媒２３０は、当分野で知られる種々の触媒の内の任意のものとすることができる。例えば、いくつかの実施態様においては、ＳＣＲ触媒２３０はバナジウムベースの触媒であり、他のいくつかの実施態様においては、ＳＣＲ触媒２３０は、ＣｕゼオライトまたはＦｅゼオライト触媒のようなゼオライトベースの触媒である。典型的な一実施形態においては、還元剤が尿素の水溶液で、ＳＣＲ触媒２３０がゼオライトベースの触媒である。
【００２２】
ＳＣＲシステムの転換効率はいくつかの因子によって決定されるが、これらの因子としては、使用する触媒、ＮＯｘの量、流入するＮＯｘ中のＮＯ：ＮＯ２比、排気温度、注入還元剤（尿素）の量、排気ガス流量、触媒ブリックのサイズ、触媒の量、および、触媒のアンモニア吸着および脱着が含まれる。ゼオライトのようないくつかのＳＣＲ触媒は、低温におけるアンモニアの吸着に非常に効率的である。この吸着されたアンモニアは、後でＮＯｘの還元のために用いることができ、ＳＣＲ触媒が吸着に好適な条件になった時に再補充することができる。触媒からのアンモニアの脱着は、排気ガスの流れにおいて高温への遷移が生じた時に生起する。脱着は、通常、３５０℃より高く４００℃までの温度で生起する。このような場合には、開始および終端の温度と、高温遷移の前に吸着されたアンモニアの量とに応じて、排気ガスの流れにおけるアンモニアの急増を惹起する脱着事象が生じる可能性がある。このアンモニアの急増は、その結果として、ＳＣＲ触媒からの未反応アンモニアのスリップ現象をもたらすことになる。アンモニアは、通常、ＮＯｘとの１：１のモル比で使用される。その結果、アンモニアの急増が生じた場合、アンモニアが消費されるためには、相当する量の排気ガス中のＮＯｘであって、それがなければＳＣＲ触媒から未反応状態でアンモニアがスリップするようなＮＯｘが存在しなければならない。ＳＣＲの適切な運転は、アンモニアスリップを最低にして全ＮＯｘ排出量を最少化するのに役立つ効率的な制御方策に依拠している。本明細書において記述しかつ特許請求する方法は、予期されるアンモニアの脱着の時間長さの間のＮＯｘ濃度を増大させることによって、予期される脱着事象におけるアンモニアスリップを低減する。予期されるアンモニアの脱着の時間長さの間の排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させることによって、脱着された（過剰な）アンモニアの殆どまたはすべてを、ＮＯｘの、Ｎ２およびＨ２Ｏのような有害度が低い排出物質への還元に用いることが可能になる。予想されるアンモニアの脱着の時間長さの間の排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度の増大がなければ、脱着されたアンモニアは未反応のまま残り、テールチューブから排出されるであろう。
【００２３】
排気ガス流れにおいて高温への遷移が生起した場合の触媒からのアンモニアの脱着は、さらに、この温度の遷移相の間の尿素の注入を減少または停止できることをも意味している。増大されたＮＯｘ排出量は、脱着された利用可能なアンモニアと反応するであろう。他の利点は、エンジンからのＮＯｘの増大に用いられるいかなる手段も、燃料消費に関する限り、通常有利になるという点である。アンモニアスリップは、ＳＣＲ反応の好ましくない副生物質であり、最低に維持されることが望まれる。アンモニアは、いくつかの国においては規制排出物質であり、認証サイクル全体における平均アンモニアスリップは、オンロードの場合１０ｐｐｍ未満、ノンロードの場合２５ｐｐｍ未満とすることが要求されているからである。本開示は、適切なエンジン制御と還元剤の注入方策とによってアンモニアスリップを最少化できる典型的な実施形態を記述する。開示される方法の利点は、この方法が、燃料消費を低減し、その結果、燃料の経済性の増大とＣＯ２排出量の削減とに資する点にある。
【００２４】
最も一般的なＳＣＲ反応は次のとおりである。
【００２５】
６ＮＯ＋４ＮＨ３→５Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ                  （１）
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ              （２）
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ                （３）
２ＮＯ２＋４ＮＨ３＋Ｏ２→３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ            （４）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ              （５）
式（２）が優勢な主要ＳＣＲ反応である。式（３）〜（５）はＮＯ２との反応を含んでいる。式（５）は「急速ＳＣＲ反応（Ｆａｓｔ  ＳＣＲ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）」と呼称され、ＮＯおよびＮＯ２の両者を含んでいる。この反応は、ＮＯ２の支援による低温ＮＯｘ還元に関与している。
【００２６】
アンモニアは、通常、ＮＯｘとの１：１のモル比で使用される（上記の式（２）および（５）参照）。その結果、アンモニアの急増が生じると、アンモニアが完全に反応するためには、相当する量の排気ガス中のＮＯｘであって、それがなければアンモニアが未使用のまま（すなわち未反応状態で）スリップするようなＮＯｘが存在しなければならない。典型的な一実施形態によれば、本開示の方法は、ＳＣＲ触媒の入口温度の予期される上昇に応答して、エンジンからのＮＯｘ濃度を増大させることである。ＳＣＲ触媒の入口温度の上昇は、ＳＣＲ温度を上昇させることが予想されるエンジン運転条件の変更の結果として予期される。ＮＯｘ濃度は、エンジンの制御によって、例えば、ＮＯｘを所要のレベルに増大させるようにＥＧＲを減少すること、または燃料噴射のタイミングを変更することによって増大させることができる。ＥＧＲ減少のレベルおよび燃料噴射タイミングの変更のレベルは、予想されるアンモニアの脱着によって決まるであろう。放出（脱着）され得るアンモニアの量は、有効なアンモニア貯蔵モデルから、かつ、エンジンの排気条件、例えば質量流量、温度および使用されるアンモニアの量を監視することによって、計算することが可能である。このアンモニア貯蔵モデルは、ＳＣＲ触媒の表面被覆率、添加（注入）される還元剤（尿素）の量を含む（しかしこれに限定されない）いくつかの因子に基づくものとすることができる。また、アンモニアセンサーが、即時ベースにおけるアンモニア貯蔵計算においてアンモニア貯蔵モデルをより効率化できる。
【００２７】
図２は、任意の低温ステップＡから任意の高負荷／高温ステップＢへのエンジン運転における遷移を示す。方法を適切に明確化するために、定常状態のエンジンの運転が示されている。この方法の典型的ないくつかの実施形態は、殆どの過渡的なエンジンの運転にも同様に適用することができる。図２に示す例のステップＡは１５００ｒｐｍのエンジン速度におけるものであり（曲線「Ｄ」）、トルク／出力要求のために消費されている燃料は２０ｋｇ／ｈであって（曲線「Ｃ」）、これは、ＳＣＲ触媒の入口において約２８０℃の排気ガス温度（曲線「Ｂ」）をもたらす。この条件におけるアンモニアスリップは約８０ｐｐｍであると見られる（曲線「Ａ」）が、これは、ＳＣＲ触媒のアンモニア貯蔵容量と尿素添加方策とによって左右される。ステップＢは、１７００ｒｐｍの速度であり（曲線「Ｄ」）、トルク要求値の増大に基づいて燃料消費量が６５ｋｇ／ｈになっている（曲線「Ｃ」）が、このステップＢへの遷移によって、ＳＣＲ入口温度が約３８５℃に上昇している（曲線「Ｂ」）。これによって、さらに、脱着に誘起されたアンモニアの急増が生じており、それは約６５０ｐｐｍに達している（曲線「Ａ」）。ＳＣＲ触媒内に貯蔵されたアンモニアの殆どが温度の上昇と共に放出されるので、アンモニアスリップは、その後漸減し、続いて、その特定の運転条件に対する尿素の添加方策に基づいて、約１００ｐｐｍに安定する。エンジン速度および燃料注入の変化時点から、ＳＣＲ触媒の入口温度の上昇時点までに、約５０〜８０秒の時間遅れがある（「Ｔ」）ことが分かる。この時間遅れは、エンジンの排気マニホルドと、ＳＣＲ触媒の入口との間の距離の結果である。装備される可能性がある他の排気ガス処理設備の構成要素（例えば、ディーゼル酸化触媒（ｄｉｅｓｅｋ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｃａｔａｌｙｓｔ：ＤＯＣ）、ＰＭフィルタなど）および排気管は熱シンクとして作用し、その結果、ＳＣＲ触媒の入口における温度応答に時間遅れをもたらす。本開示は、この時間遅れを利用して、エンジン運転条件における遷移から生じる脱着に誘起されたアンモニアの急増に効果的に対処する方策を実行するのである。従って、エンジン運転の遷移と、それによる温度変化との結果としてのアンモニアスリップは、殆どまたは全く生起しない。
【００２８】
図３は、エンジンがステップＡからステップＢに遷移してアンモニアスリップを生じる通常運転の間に生起する事象を示す。図３は、脱着に誘起されたアンモニアの急増に効果的に対処する方法が適用されない場合を示している。図３において、曲線「Ａ」はアンモニアスリップ、曲線「Ｂ」はＳＣＲの入口温度、曲線「Ｄ」はエンジン速度、曲線「Ｅ」は尿素の濃度、曲線「Ｆ」はエンジン出口のＮＯｘ、そして、曲線「Ｇ」はテールチューブ出口のＮＯｘ、である。図４は、ステップＡからステップＢへの同じエンジン遷移を示すが、この場合は、本明細書に記述するようにＮＯｘ濃度を増大させ、尿素の注入を減少させる本開示の方法の典型的な一実施形態が実行されている。図４において、曲線「Ｈ」はアンモニアスリップ、曲線「Ｂ」はＳＣＲの入口温度、曲線「Ｄ」はエンジン速度、曲線「Ｅ」は尿素の濃度、曲線「Ｆ」はエンジン出口のＮＯｘ、そして、曲線「Ｇ」はテールチューブ出口のＮＯｘ、である。この方法の典型的一実施形態は次のような手順を有する。すなわち、エンジンの運転を連続方式で監視し、ＳＣＲ触媒の入口温度が高温になると見られる遷移が感知されると、ＮＯｘ濃度を増大させる（図４における高ＮＯｘパルスすなわち「ＨＮＯｘＰ」）手順を実行し、同時に、脱着されたアンモニアを利用していかなるアンモニアの急増をも防止または低減するために、尿素の添加を短時間減少するかまたは停止する（図４の「尿素注入不可（ｕｒｅａ  ｉｎｊｃｔｉｏｎ  ｄｉｓａｂｌｅｄ：ＵＩＤ）」）、という手順である。この方法は、脱着されたアンモニアがＮＯｘ増大方策から消尽されると、ステップＢのエンジン状態に対する通常の尿素添加方策を回復して、脱着されたアンモニアが消尽された後、通常のＮＯｘレベルに戻ることができる。
【００２９】
図４から、増大したＮＯｘ（「ＨＮＯｘＰ」）が、図３に見たように（未反応のまま）無駄に廃棄されたであろうアンモニアを消費していることが分かる。アンモニアの急増の減少および関連するアンモニアスリップの減少が、図３および図４の間に見られる差異である。すなわち、ステップＡからステップＢへのエンジンの遷移に続くアンモニアの急増が、約６５０ｐｐｍ（曲線「Ａ」）から約２１０ｐｐｍ（曲線「Ｈ」）に低減している。また、図３および４を比較すると、テールチューブのＮＯｘ（曲線「Ｇ」）は、用いられた方策（すなわち、エンジン出口ＮＯｘの増大および尿素添加の減少または遮断）の結果として有意の影響を受けていないことも分かる。図３および４の例が示すように、ともかくテールチューブＮＯｘのいかなる増大をも排除するために、ＮＯｘを増大させるステップおよび還元剤（尿素）の添加を減少または遮断するステップを最適化することができるようなエンジン制御をさらに効率的に利用できる。図３および４に示す運転の持続時間における総括的なＮＯｘ転化は９９％より高い。
【００３０】
図５は、２つの場合（例えば図３に示すような、曲線「Ｉ」の通常の運転、および、例えば図４に示すような、曲線「Ｊ」の運転であって、本開示の手順の典型的な一実施形態に基づく運転）の間の累積的尿素消費の比較を示す。本明細書に記述する本開示の手順によって、予期された高温遷移に基づいて尿素添加を短時間減少または遮断する結果として、尿素消費が低減されることが分かる。例としての試験の短時間の間における２つの場合の間の燃料消費について差異は見られなかったが、ＮＯｘ濃度の増大および尿素注入の減少という本開示の方策に基づく、エンジンの全寿命にわたる全体的な燃料消費の利点は存在するであろう。本記述の方法の結果としての車両／輸送隊の全寿命にわたる尿素および燃料経済の利点は、米国およびＥＵにおける殆どのディーゼルエンジンがＮＯｘ還元用のＳＣＲ触媒に依拠しているという事実を考慮すると、重要であると思われる。
【００３１】
図６は、本明細書に開示する方法の典型的ないくつかの実施形態に基づいてＮＯｘパルスを変化させた場合の、アンモニアスリップの急増の減少を示している。アンモニアの急増の大きさおよび関連するアンモニアスリップの大きさは、ＳＣＲ触媒へのエンジン出口のＮＯｘ濃度（ＮＯｘパルス）の増大と共に低減している。最も高いアンモニアピークは、脱着に誘起されたアンモニアの急増に効果的に対処する方法が適用されていない場合（図３）、すなわち、図６において「Ａ［ＮＯｘ］」によって表現されるＮＯｘ濃度を有する曲線「Ａ」の場合である。次に低いアンモニアのピークは、エンジン出口のＮＯｘ濃度の増大および尿素注入の減少による本開示の方法の典型的な一実施形態が実行される場合であって、図４に示す場合（曲線「Ｈ」）である。最も低いアンモニアのピークは、本明細書に記述するエンジン出口のＮＯｘ濃度の増大および尿素注入の減少による本開示の方法の典型的な一実施形態を実行する第２の場合である（曲線「Ｋ」）が、この第２の場合は、図４に示す第１の場合の「Ｈ［ＮＯｘ］」より高い、ＳＣＲ触媒へのエンジン出口のＮＯｘ濃度「Ｋ［ＮＯｘ］」を含んでいた。第１の場合より高いＳＣＲ触媒へのＮＯｘ濃度による第２の場合によって、アンモニアの急増および関連するアンモニアスリップが低下する結果が得られる。
【００３２】
図７は、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアスリップを低減または除去するための前記の本開示の方法７００の典型的な一実施形態のフローチャートの一例を示す。ここで図１に戻ると、ＳＣＲシステム２２０は、ＳＣＲ触媒２３０におけるアンモニアスリップを低減または除去するために、本開示の方法７００の典型的な実施形態を遂行することができる。操作７１０において、エンジン１００を連続方式で監視する。エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１１１またはＳＣＲ触媒制御器２７０が、タイミング、回転数（ｒｐｍ）、エンジン吸気、エンジン温度、燃料流量、排気温度、排気ガス質量流量、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度などのようなエンジン１００の状態の監視を、操作７１０において遂行することができる。操作７２０においては、ＳＣＲ触媒２３０において高温の排気ガスの流れをもたらすと見られるエンジンの高温事象が予期されるか否かについての決定がなされる。エンジンの高温事象は、センサー１１０を介して、ペダルの動きまたは他の運転者制御入力を検出することによって予期することができる。また、エンジンの高温事象は、エンジン１００の状態のＥＣＵ１１１によって制御された変化を検出することによって予期することができる。例えば、この事象は、エンジン１００のタイミングの進みまたは遅れ、エンジン１００のトルクの増大または減少、エンジン１００への燃料流量の変化などによって予期することができる。高温事象は、さらに、ＳＣＲシステムの上流側に設けられる能動的再生粒子フィルタの場合のすすの焼尽によっても、あるいは、排気ガス温度の上昇をもたらす他の事象によっても予期することができる。
【００３３】
７２０においてエンジンの高温事象が予期されないと決定されると、システムは、エンジン１００の状態を監視する操作に戻る。７２０における決定が肯定的であると、操作７３０において、システムは、エンジンの遷移事象から、高温の排気ガスがＳＣＲ触媒２３０に達してＳＣＲ触媒床からのアンモニアの放出を惹起するまでの時間遅れを決定する。システムは、操作７３０において、さらに、その時間遅れの決定に基づいて還元剤（尿素）の添加を減少するかまたは停止する。ＳＣＲ触媒制御器２７０は、決定された時間遅れに基づいて、還元剤制御弁２６０に、還元剤注入器２４０への還元剤を減少または停止させることができるか、あるいは、還元剤の供給を減少または停止させるように、還元剤注入器２４０を直接制御することができる。操作７３０においては、また、ＳＣＲシステム２２０が、前記時間遅れの決定と予期されるアンモニアの放出とに基づいて、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させる（ＮＯｘ増加またはＮＯｘパルス）。ＥＣＵ１１１またはＳＣＲ触媒制御器２７０は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁１３０に、増加ＮＯｘを排気ガス流れおよびＳＣＲ触媒の入口に供給させることができる。他の典型的ないくつかの実施形態、例えば非ＥＧＲシステムにおいては、増加ＮＯｘを、燃料供給圧力、空気圧、背圧の調整などによって供給することができる。このような圧力の調整は、ＥＣＵ１１１またはＳＣＲ触媒制御器２７０によって制御することができる。操作７３０において、システムは、予期されるアンモニア急増の持続時間を推定する。例えば、図３においては、アンモニア急増の持続時間は約３００〜５００秒であった。ＥＣＵ１１１またはＳＣＲ触媒制御器２７０は、予期されるアンモニア急増の持続時間を、モデル、計算、検索テーブルなどを用いて、還元剤の呼称添加量およびＳＣＲ触媒表面におけるアンモニア貯蔵量に基づいて推定することができる。アンモニアの貯蔵量は、排気ガスの質量流量、ＳＣＲ触媒の温度およびアンモニア対ＮＯｘ比のようなパラメータを考慮して推定することが可能である。アンモニア急増の持続時間を推定するためのＳＣＲ触媒表面におけるアンモニア貯蔵量の推定用として、計算、モデルまたは検索テーブルにおいて、温度、ＮＯｘおよび質量流量の各センサーからのフィードバックを用いることができる。
【００３４】
操作７４０において、ＳＣＲ触媒床からのアンモニア放出の持続時間が完結しているか否かが決定される。７４０における決定が否定的であれば、７５０において、還元剤（尿素）添加の減少または停止が継続されると共に、ＳＣＲ触媒２３０への排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度の増大が継続される。すなわちアンモニアスリップの低減方策が継続される。一方、７４０における決定が肯定的であれば、７６０において通常運転が回復される。すなわち、エンジン１００の非遷移運転状態用として、通常の還元剤添加率を回復すると共に、ＳＣＲ触媒２３０への排気ガス流れ中の通常のＮＯｘ濃度を回復させる。
【００３５】
図８は、ＳＣＲ触媒制御器２７０の典型的な一実施形態の概略図である。本開示の典型的ないくつかの実施形態によれば、ＳＣＲ触媒制御器２７０は、別個のユニットとするか、または、ＥＣＵ１１１に含めることができる。ＳＣＲ触媒制御器２７０は、通常の運転モジュール８００と、入力信号を受け入れるための入力モジュール８１０と、還元剤添加の減少または停止およびＮＯｘの増大（ＮＯｘ増加またはＮＯｘパルス）の遅れを生じさせる時間遅れモジュール８２０と、ＮＯｘの増大を生じさせるＮＯｘ増大モジュール８３０と、還元剤の減少または停止を生じさせる還元剤減少または停止モジュール８４０と、高温排気ガス遷移が経過した持続時間の後に還元剤添加およびＮＯｘのレベルを回復するように、通常運転モジュール８００に信号送信する持続時間モジュール８５０とを含むことができる。
【００３６】
エンジンの非遷移状態の間、通常運転モジュール８００は、ＳＣＲ触媒２３０への排気ガス流れにおける通常のＮＯｘ濃度レベルと、通常の還元剤添加レベルとを生じさせる。通常運転モジュール８００は、ＥＧＲ弁１３０と還元剤制御弁２６０との制御器に、ＳＣＲ触媒２３０内におけるアンモニアを用いてＮＯｘ排出量を還元させることができる。
【００３７】
ＳＣＲ触媒制御器２７０は、入力信号を受け入れる入力モジュール８１０を含むことができるが、この入力信号は、エンジンの高温運転遷移事象が生起しそうであること、あるいは、その高温運転遷移事象が受信した入力信号と同時に生起しつつあること、あるいは、その高温運転遷移事象が受信した入力信号と共に既に開始されていることを示すものである。エンジンの運転遷移事象は、ＳＣＲ触媒２３０を通過する排気ガス流れにおける高温遷移事象をもたらすことが予期される。入力モジュール８１０は、入力センサー１１０から入力信号を受け入れることができる。入力センサー１１０は、ペダルの動きのような運転者の入力、あるいは、ＥＣＵの信号、例えば、エンジンタイミングの進みまたは遅れ、トルクの増大または低減、または、エンジンの高温遷移を予期させることを示す他の類似の事象を検出することができる。入力モジュール８１０は、エンジンの高温運転遷移事象からの高温の排気ガスの流れがＳＣＲ触媒２３０に到達する前に、入力信号を受け入れる。入力モジュール８１０は、エンジンの高温遷移事象が予期されること、および、その結果として、ＳＣＲ触媒２３０を通過する排気ガス流れの高温遷移が予期されることを決定する。入力モジュール８１０は、予期される高温排気遷移信号を、時間遅れモジュール８２０に送信する。
【００３８】
時間遅れモジュール８２０は、予期されるエンジンの高温遷移事象によって、高温遷移排気ガス流れがＳＣＲ触媒２３０に達する結果が生じるまでの時間遅れを決定する。時間遅れモジュール８２０は、高温の遷移排気ガス流れがＳＣＲ触媒２３０に達する時間遅れを決定するための、検索テーブル８２２、および／または、エンジン１００および排気システムの仕様に基づくモデルおよび式８２４を含むことができる。時間遅れモジュール８２０は、また、質量流量センサー「ｍ」および排気ガス温度センサー「Ｔ」から、排気ガス質量流量および排気ガス温度のフィードバック値を受け入れることができる。
【００３９】
時間遅れモジュール８２０は、排気ガス流れにおける予期される高温遷移とほぼ同じ時点において、排気ガス流れ中の増大されたＮＯｘ濃度がＳＣＲ触媒２３０に達するであろう時の第１の時間長さを決定する。時間遅れモジュール８２０は、また、排気ガス流れにおける予期される高温遷移とほぼ同じ時点において、還元剤が減少または停止された排気ガス流れがＳＣＲ触媒２３０に達するであろう時の第２の時間長さを決定する。第１の時間長さおよび第２の時間長さは同じであるか、または、第２の時間長さが第１の時間長さより長いか、または、第１の時間長さが第２の時間長さより長いであろう。一般的に、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度の増大（ＮＯｘ増加）は、通常ＳＣＲ２３０の入口の近傍で注入される還元剤より、排気管系に沿って長く移動しなければならないであろう。従って、第２の時間長さは、一般的に第１の時間長さより僅かに長いであろう。第１の時間長さは、１ミリ秒より長く、例えば、約０．０５秒、約１秒、約２秒、約４秒、約６秒、約８秒、約１０秒、約２０秒、約３０秒、約４０秒、約５０秒、約６０秒、約７０秒、約８０秒、約９０秒、約１００秒、約２００秒、またはさらに約３００秒とすることができる。第１の時間長さは、約０．１秒〜約２００秒、約２秒〜約１００秒、約１０秒〜約７５秒、あるいは、約０．００１秒〜約５秒の範囲内とすることができる。第２の時間長さは、約１ミリ秒より長く、例えば、約０．０５秒より長く、約１秒より長くすることができる。第２の時間長さは、例えば、約２秒、約４秒、約６秒、約８秒、約１０秒、約２０秒、約３０秒、約４０秒、約５０秒、約６０秒、約７０秒、約８０秒、約９０秒、約１００秒、約２００秒、約３００秒、またはさらに約４００秒とすることができる。第２の時間長さは、約０．０１秒〜約３００秒、約１秒〜約３００秒、約２秒〜約２００秒、約２秒〜約１００秒、あるいは、約１０秒〜約７５秒の範囲内とすることができる。
【００４０】
時間遅れモジュール８２０は、第１の時間長さの終わりに、ＮＯｘ増大信号をＮＯｘ増大モジュール８３０に送信する。時間遅れモジュール８２０は、第２の時間長さの終わりに、還元剤の減少または停止信号を還元剤減少または停止モジュール８４０に送信する。
【００４１】
ＮＯｘ増大モジュール８３０は、第１の時間長さの終わりにＮＯｘ増大信号を受け取ると、ＥＧＲ弁１３０に、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させる。すなわち、例えば、ＮＯｘ増大モジュール８３０は、ＥＧＲ弁１３０を調整するのに必要な信号を送る。第２の時間長さの終わりに還元剤減少または停止信号を受け取ると、還元剤減少または停止モジュール８４０は、還元剤制御弁２６０に、還元剤の添加を減少または停止させる。すなわち、例えば、還元剤減少または停止モジュール８４０は、還元剤制御弁２６０を調整するのに必要な信号を送る。別の典型的な実施形態によれば、ＮＯｘ増大モジュール８３０は、ＥＣＵ１１１に、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させることができる。ＥＣＵ１１１は、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるか、あるいは、排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるように、ＥＧＲ弁１３０を制御することができる。
【００４２】
持続時間モジュール８５０が、ＳＣＲ触媒床からのアンモニア放出の持続時間が完結しているか否かを決定する。持続時間モジュール８５０は、ＳＣＲ触媒床からのアンモニア放出の持続時間が完結しているか否かを決定するために、検索テーブル８５２、モデル８５４、計算式８５６などを使用することができる。持続時間モジュール８５０は、還元剤制御弁２６０からアンモニアの添加の経緯に関するフィードバックを、ガスの質量流量センサー「ｍ」から排気ガスの質量流量に関するフィードバックを、温度センサー「Ｔ」から排気ガス流れの温度に関するフィードバックを、ＥＣＵ１１１またはセンサーから排気ガス流れのＮＯｘレベルおよび／またはエンジン１００の他の性能データに関するフィードバックを受け取って、ＳＣＲ触媒床からのアンモニア放出の持続時間が完結しているか否かを決定することができる。持続時間は、増大されたＮＯｘと反応するべきＳＣＲ触媒床からの放出アンモニアの量によって定まるであろう。すなわち、持続時間は、中和されるべきアンモニアの量によって定まる。ＳＣＲ触媒床からのアンモニア放出の持続時間が完結したことが決定されると、持続時間モジュール８５０は、ＳＣＲシステム２２０の制御を通常運転モジュール８００に戻す。例えば、図６は、その持続時間が約２００秒〜約５００秒になり得ることを示している。持続時間モジュール８５０は、第１の持続時間であって、その時間の後、持続時間モジュール８５０が、ＮＯｘ増大モジュール８３０に、排気ガス流れおよびＳＣＲ触媒入口への増大ＮＯｘ流れを停止させる第１の持続時間を決定することができる。持続時間モジュール８５０は、第２の持続時間であって、その時間の後、持続時間モジュール８５０が、還元剤減少または停止モジュール８４０に、排気ガス流れおよびＳＣＲ触媒入口への通常の還元剤添加供給を回復させる第２の持続時間を決定することができる。第１の持続時間および第２の持続時間は、ＳＣＲ触媒床からのアンモニア放出の持続時間がほぼ完結しているか、または完結に近付いている否かに基づくことができる。
【００４３】
持続時間モジュール８５０は、ＳＣＲ触媒床から放出されたアンモニアの量が中和された時とほぼ同じ時点において、排気ガス流れ中の通常のＮＯｘ濃度がＳＣＲ触媒２３０に達するであろう時に基づいて第１の持続時間を決定することができる。持続時間モジュール８５０は、ＳＣＲ触媒床から放出されたアンモニアの量が中和された時とほぼ同じ時点において、排気ガス流れ中の通常の還元剤がＳＣＲ触媒２３０に達するであろう時に基づいて第２の持続時間を決定することができる。第１の持続時間および第２の持続時間は同じであるか、または、第２の持続時間が第１の持続時間より長いか、または、第１の持続時間が第２の持続時間より長いであろう。一般的に、排気ガス流れにおける通常のＮＯｘ濃度の回復は、通常ＳＣＲの入口の近傍で注入される還元剤より、排気管系に沿って長く移動しなければならないであろう。従って、第２の持続時間は、一般的に第１の持続時間より僅かに長いであろう。図４は、第１の持続時間が約２０〜１００秒であり、第２の持続時間が約７０〜１００秒である例を示しているが、第１の持続時間および第２の持続時間はこれらの値に制限されない。例えば、第１の持続時間は、１秒より長く、例えば、約５秒より長く、約１０秒、約２０秒、約４０秒、約６０秒、約８０秒、約１００秒、約２００秒、約３００秒、約４００秒、またはさらに約５００秒より長くすることができる。第１の持続時間は、約１０秒〜約２００秒、約２０秒〜約１００秒、約４０秒〜約９０秒、あるいは、約５０秒〜約８０秒の範囲内とすることができる。第２の持続時間は、約１秒より長く、例えば、約５秒より長く、約１０秒より長くすることができる。例えば、第２の持続時間は、約２秒、約４秒、約６秒、約８秒、約１０秒、約２０秒、約３０秒、約４０秒、約５０秒、約６０秒、約７０秒、約８０秒、約９０秒、約１００秒、約２００秒、約３００秒、またはさらに約４００秒とすることが可能である。第２の持続時間は、約１秒〜約３００秒、約１０秒〜約２５０秒、約２０秒〜約２００秒、約３０秒〜約１００秒、あるいは、約４０秒〜約８０秒の範囲内とすることができる。
【００４４】
通常運転モジュール８００は、エンジン１００の非遷移運転状態用の通常の還元剤添加と、通常の排気ガスの流れのＮＯｘレベルとを回復する。例えば、ＳＣＲ触媒床は、エンジン１００の通常の状態の間、アンモニアを再吸着することができる。
【００４５】
従って、本開示の典型的ないくつかの実施形態は、ＳＣＲ装備車両のテールチューブにおけるアンモニアの急増を防止し、その結果、アンモニアが規制される地域において、車両にアンモニア規制を遵守させることになるであろう。
【００４６】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、還元剤の消費についても改善し、本開示の方法によらなければ無駄に廃棄されるアンモニアをＳＣＲ触媒上で消費することによって還元剤の制御方策を最適化する。
【００４７】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、さらに、予想されるアンモニア脱着の間に、脱着されたアンモニアとＮＯｘが反応し得るように排気ガス流れ中のＮＯｘ濃度を増大させるために取られるステップの結果として、燃料消費を直接低減し、出力を増大させる。
【００４８】
本開示の典型的ないくつかの実施形態は、アンモニアスリップを回避する方法として、短時間の高ＮＯｘパルスを使用するが、これによって、高ＮＯｘパルスを使用するごとに、上流側のディーゼル粒子状物質（ＰＭ）フィルタにおけるすすの燃焼が促進される。
【００４９】
本開示の典型的ないくつかの実施形態によって、高ＮＯｘパルスが放出されたアンモニアと反応できるようになるが、その結果としてテールチューブのＮＯｘに有意の不具合が生じることはなく、総括的なＮＯｘ転化効率に影響が及ぶことはない。
【００５０】
従って、本開示の典型的ないくつかの実施形態を用いることによって、アンモニア酸化（ＡＭＯＸ）触媒を小型化することができるか、それを完全に省略することができる。
【００５１】
本明細書に記述したいくつかの機能ユニットには、その実施の独立性を強調するためにモジュールという名前を付与した。例えば、モジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路またはゲートアレイを含むハードウェア回路として、あるいは論理チップ、トランジスタのような既製の半導体として、あるいは他の別個の構成要素として実施することができる。モジュールは、また、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイ論理、プログラマブル論理デバイスなどのようなプログラマブルハードウェアデバイスにおいて実施することもできる。モジュールは、さらに、弁、ピストン、ギヤ、連結部材、スプリングなどを含むように実施することができる。
【００５２】
モジュールは、また、種々のタイプのプロセスによる実行用としてのソフトウェアにおいて実施することができる。実行可能なコードの特定モジュールは、例えば、コンピュータ命令の１つ以上の物理的または論理的ブロックを含み、このブロックは、例えば、１つの目的、手順または機能として構成することができる。それにも拘らず、特定モジュールのこの実行可能ファイルは、物理的に一緒に配置する必要はなく、異なる場所に保存される異種指令であって、論理的に一緒に結合された時に、そのモジュールを構成し、かつ、そのモジュールに対して記述された目的を達成する異種指令を含むことができる。
【００５３】
実行可能なコードのモジュールは、単一の命令もしくは多数の命令とすることができ、かつ、さらに、複数の異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラムの中に、いくつかの記憶装置を跨いで分布させることができる。同様に、運転データを、特定して、モジュールの範囲内においてこの記憶装置の中に表現することができ、かつ、任意の適切な形に具現化して、任意の適切なタイプのデータ構造の内部に構成することができる。この運転データは、単一のデータ集合として集めることができるか、あるいは、異なる保存装置を含む異なる場所に配置することができる。
【００５４】
本明細書を通しての典型的ないくつかの実施形態への言及、および本明細書を通しての類似の用語は、同じ実施形態に関するものであることが多いが必ずしもそれに限らない。さらに、典型的な一実施形態を参照して本明細書に記述した主題事項の記述された特徴、構造または特性は、１つ以上の典型的な実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせることができる。本明細書においては、主題事項の実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細、例えば、制御、構造、アルゴリズム、プログラミング、ソフトウェアモジュール、使用者選択、ネットワークトランザクション、データベースクエリー、データベースの構造、ハードウェアモジュール、ハードウェア回路、ハードウェアチップなどの例のような詳細が提供されている。しかし、当業者は、主題事項は、１つ以上の特定の詳細なしでも実施し得ること、あるいは、他の方法、構成要素、材料などと共に実施し得ることを認めるであろう。他のいくつかの例においては、開示される主題事項の態様を不明瞭にするのを避けるために、周知の構造、材料または操作が示されていないか、または、詳細には記述されていない。
【００５５】
前記の概略的なフローチャート図および方法の概略図は、一般的に論理フローチャート図として表記されている。従って、表現された順序および命名されたステップは、代表的な実施形態の指標となるものである。概略図に表現された方法の機能、論理、またはその方法の１つ以上のステップまたは部分に対する効果において等価である別のステップまたは方法を考えることができる。さらに、用いられる形式および記号は、概略図の論理ステップの説明用として提供されたものであって、図が表現する方法の範囲を制限しないと理解される。概略図において種々のタイプの矢印および線を使用しているが、それらは、対応する方法の範囲を制限しないと理解される。実際、いくつかの矢印または他の結合子は、方法の論理的流れのみを示すために用いられる。例えば、矢印は、表現された方法の列挙されたステップ間の、特定されない持続時間の待機または監視時間長さを示すことができる。さらに、特定の方法が生起する順序は、提示された対応するステップの順序に厳密に合致してもしなくてもよい。
【００５６】
本発明において、本発明の本質または範囲から逸脱することなく、種々の修正または変更をなし得ることは当業者には明らかであろう。従って、本発明の修正または変更が添付の請求項およびその等価物の範囲内に含まれる限り、本発明はその修正または変更を包含することが意図されている。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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