JP2002525478A - 燃焼装置の排ガス中の有害物質含有量を低減する排ガス浄化設備及び方法 - Google Patents
燃焼装置の排ガス中の有害物質含有量を低減する排ガス浄化設備及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
通常のディーゼル触媒の場合、正確な反応剤の添加に問題がある。この問題を解決するため、本発明では、反応剤(11)の添加量を関数関係により燃焼装置(1)の運転に関連するパラメータに結びつけ、この関数関係を有害物質の測定により修正することを試みる。有害物質の測定及び場合によっては修正も、排ガス浄化設備(8)に属さない、外部の排ガス検査装置(30)により行う。
Description
【0001】 本発明は、排ガスが貫流可能な触媒、排ガス中に反応剤を添加するための添加
装置及びこの添加装置と接続されている制御ユニットを有する、燃焼装置用排ガ
ス浄化設備に関する。制御ユニットは、単位時間毎に燃焼装置から放出される有
害物質量を、燃焼装置の運転に関連するパラメータから関数関係により算出する
ために配置されている。
装置及びこの添加装置と接続されている制御ユニットを有する、燃焼装置用排ガ
ス浄化設備に関する。制御ユニットは、単位時間毎に燃焼装置から放出される有
害物質量を、燃焼装置の運転に関連するパラメータから関数関係により算出する
ために配置されている。
【0002】 更に本発明は、反応剤を排ガスに添加し、触媒で有害物質と反応させる、燃焼
装置の排ガス中の有害物質含有量を接触作用により低減する方法に関する。関数
関係により、燃焼装置の運転に関連するパラメータから、単位時間毎に燃焼装置
から放出される有害物質量及びこれに基づき反応剤の添加量を制御ユニットによ
り算出する。更に関数関係を点検し、必要に応じて修正する。
装置の排ガス中の有害物質含有量を接触作用により低減する方法に関する。関数
関係により、燃焼装置の運転に関連するパラメータから、単位時間毎に燃焼装置
から放出される有害物質量及びこれに基づき反応剤の添加量を制御ユニットによ
り算出する。更に関数関係を点検し、必要に応じて修正する。
【0003】 関数関係とは、単数又は複数の変数により決定される状相に1つの値を割り当
てる数理的関数のことである。この関数関係は特に1特性曲線又は多次元の性能
グラフの形を有していてもよい。
てる数理的関数のことである。この関数関係は特に1特性曲線又は多次元の性能
グラフの形を有していてもよい。
【0004】 燃焼装置、特に自動車を駆動するための内燃機関において、化石のエネルギー
坦体を使用することは、排ガス中に含まれる有害物質のため、とりわけ先進工業
国において大きな問題を引き起している。オットーエンジンの排ガス中の有害物
質を低減する目的で、炭化水素及び一酸化炭素を、窒素酸化物及び残留酸素と共
に二酸化炭素、窒素及び水に変換する、種々の貴金属含有触媒が公知である。デ
ィーゼル機関の有害物質放出量を低減するため、当今各所で本格的なディーゼル
触媒の開発が行われている。即ち、この触媒でディーゼル機関の排ガス中の窒素
酸化物含有量を著しく低下できる。その際、排ガス中に含まれる窒素酸化物を、
適当な反応剤(通常アンモニア)を使用し、選択還元触媒(SCR)法により無
害の窒素と水に変換する、所謂脱硝触媒を使用すると有利である。この場合反応
剤又はこの反応剤の前駆物質を、排ガスの流れ方向において触媒の手前の排ガス
中に入れ、これが更に排ガス中に含まれる窒素酸化物と均質に混合されて触媒に
入っていくようにする。
坦体を使用することは、排ガス中に含まれる有害物質のため、とりわけ先進工業
国において大きな問題を引き起している。オットーエンジンの排ガス中の有害物
質を低減する目的で、炭化水素及び一酸化炭素を、窒素酸化物及び残留酸素と共
に二酸化炭素、窒素及び水に変換する、種々の貴金属含有触媒が公知である。デ
ィーゼル機関の有害物質放出量を低減するため、当今各所で本格的なディーゼル
触媒の開発が行われている。即ち、この触媒でディーゼル機関の排ガス中の窒素
酸化物含有量を著しく低下できる。その際、排ガス中に含まれる窒素酸化物を、
適当な反応剤(通常アンモニア)を使用し、選択還元触媒(SCR)法により無
害の窒素と水に変換する、所謂脱硝触媒を使用すると有利である。この場合反応
剤又はこの反応剤の前駆物質を、排ガスの流れ方向において触媒の手前の排ガス
中に入れ、これが更に排ガス中に含まれる窒素酸化物と均質に混合されて触媒に
入っていくようにする。
【0005】 車両を駆動する燃焼装置は、変動する負荷及びトルクで運転される。これは、
単位時間毎に生成する窒素酸化物量及び排ガス流量、そしてまた排ガス温度が大
きく変動することを意味する。現下のところ、単位時間毎に排ガス中に加えられ
る反応剤量を、内燃機関の運転状態と関係なく、同時に反応剤を外界にごく微量
だけ放出しながら、窒素酸化物の高い分離率を達成するように調整するための解
決法は知られていない。更にアンモニアのような反応剤は毒性があり、数ppm
に過ぎない濃度で、既に著しい悪臭を放ち、人体に負担を及ぼすと言う難点があ
る。この理由から、アンモニアの外界への放出、所謂反応剤の漏出は、どうして
も回避しなければならない。
単位時間毎に生成する窒素酸化物量及び排ガス流量、そしてまた排ガス温度が大
きく変動することを意味する。現下のところ、単位時間毎に排ガス中に加えられ
る反応剤量を、内燃機関の運転状態と関係なく、同時に反応剤を外界にごく微量
だけ放出しながら、窒素酸化物の高い分離率を達成するように調整するための解
決法は知られていない。更にアンモニアのような反応剤は毒性があり、数ppm
に過ぎない濃度で、既に著しい悪臭を放ち、人体に負担を及ぼすと言う難点があ
る。この理由から、アンモニアの外界への放出、所謂反応剤の漏出は、どうして
も回避しなければならない。
【0006】 ドイツ特許出願公開19536571号明細書から、単位時間毎に排ガス中に
添加する反応剤の量を、エンジン、触媒及び排ガス等の運転に関連するパラメー
タにより調整する装置及び方法が公知である。制御ユニット内に関数関係を性能
グラフの形で記憶し、それを使って運転に関連するパラメータから、エンジンの
窒素酸化物放出量及び単位時間毎に添加する反応剤の分量を算出する。実際にエ
ンジンにより生成される、例えば老朽化又はその他の長期作用による窒素酸化物
量の変化を、窒素酸化物量の算出に入れるために、運転中の性能グラフを修正す
る。更にセンサが、適した条件の下に内燃機関の排ガス中の有害物質濃度を測定
し、この測定値を、性能グラフにより運転に関連するパラメータから算出された
値と比較する。測定値と、算出値が許容限度を超えて異なる場合、性能グラフの
修正を行う。
添加する反応剤の量を、エンジン、触媒及び排ガス等の運転に関連するパラメー
タにより調整する装置及び方法が公知である。制御ユニット内に関数関係を性能
グラフの形で記憶し、それを使って運転に関連するパラメータから、エンジンの
窒素酸化物放出量及び単位時間毎に添加する反応剤の分量を算出する。実際にエ
ンジンにより生成される、例えば老朽化又はその他の長期作用による窒素酸化物
量の変化を、窒素酸化物量の算出に入れるために、運転中の性能グラフを修正す
る。更にセンサが、適した条件の下に内燃機関の排ガス中の有害物質濃度を測定
し、この測定値を、性能グラフにより運転に関連するパラメータから算出された
値と比較する。測定値と、算出値が許容限度を超えて異なる場合、性能グラフの
修正を行う。
【0007】 例えば燃焼装置が老朽化した場合、反応剤の添加量を適合させるこのような方
法を実施するには、排ガス中の窒素酸化物量の測定を必要とする。めまぐるしく
変化する運転条件の下で信頼のおける測定値を提供するため、現在はまだ十分迅
速に反応する窒素酸化物の感知センサがないため、ドイツ特許出願公開1953
6571号明細書に記載されている方法は、その実施に難があり、困難である。
法を実施するには、排ガス中の窒素酸化物量の測定を必要とする。めまぐるしく
変化する運転条件の下で信頼のおける測定値を提供するため、現在はまだ十分迅
速に反応する窒素酸化物の感知センサがないため、ドイツ特許出願公開1953
6571号明細書に記載されている方法は、その実施に難があり、困難である。
【0008】 本発明の課題は、反応剤の添加量を燃焼装置の老朽化又は劣化により変化した
条件に容易に適合させることができる、燃焼装置の排ガス中の有害物質含有量を
接触作用により低減するための、燃焼装置用排ガス浄化設備及び方法を提供する
ことにある。
条件に容易に適合させることができる、燃焼装置の排ガス中の有害物質含有量を
接触作用により低減するための、燃焼装置用排ガス浄化設備及び方法を提供する
ことにある。
【0009】 排ガス浄化設備に関しては、この課題は排ガスが貫流可能な触媒、排ガス中に
反応剤を添加するための添加装置及びこの添加装置と接続されている、単位時間
毎に燃焼装置から放出される有害物質量を、運転に関連する燃焼装置のパラメー
タから関数関係により算出するため配置された制御ユニットを備える排ガス浄化
設備により解決され、その際本発明によれば、制御ユニットは外部の測定装置又
は外部の制御ユニットと接続する接続部を有する。
反応剤を添加するための添加装置及びこの添加装置と接続されている、単位時間
毎に燃焼装置から放出される有害物質量を、運転に関連する燃焼装置のパラメー
タから関数関係により算出するため配置された制御ユニットを備える排ガス浄化
設備により解決され、その際本発明によれば、制御ユニットは外部の測定装置又
は外部の制御ユニットと接続する接続部を有する。
【0010】 燃焼装置の老朽化又は劣化により変化した条件に反応剤の添加量を適合させる
ために、関数関係を点検しなければならない。これは、排ガス中の有害物質量の
測定及びこの測定値と、関数関係から算出された値との比較により行われる。算
出された値が測定された値に対して許容範囲を越えているとき、関数関係は修正
プログラムに基づき修正される。
ために、関数関係を点検しなければならない。これは、排ガス中の有害物質量の
測定及びこの測定値と、関数関係から算出された値との比較により行われる。算
出された値が測定された値に対して許容範囲を越えているとき、関数関係は修正
プログラムに基づき修正される。
【0011】 本発明は、第1の段階で、目下使用できる窒素酸化物を感知するセンサが、信
頼のおける測定値を形成するために測定データを比較的長い測定期間にわたり累
積せねばならないセンサであるという考え方から出発する。これらのセンサは比
較的長時間にわたり変わることのない運転条件を、信頼のおける結果を伴う測定
のために必要とする。これらの運転条件は、燃焼装置の通常の運転では達成され
得ない。特に自動車においては、内燃機関の運転条件は通常大きく変動する。従
って信頼性のある測定値を提供できる窒素酸化物の測定は、特別にこのセンサ用
に調整して燃焼装置を運転する場合にのみ達成されるものである。
頼のおける測定値を形成するために測定データを比較的長い測定期間にわたり累
積せねばならないセンサであるという考え方から出発する。これらのセンサは比
較的長時間にわたり変わることのない運転条件を、信頼のおける結果を伴う測定
のために必要とする。これらの運転条件は、燃焼装置の通常の運転では達成され
得ない。特に自動車においては、内燃機関の運転条件は通常大きく変動する。従
って信頼性のある測定値を提供できる窒素酸化物の測定は、特別にこのセンサ用
に調整して燃焼装置を運転する場合にのみ達成されるものである。
【0012】 第2の段階で、本発明は窒素酸化物の測定に必要な燃焼装置のテスト運転は専
門家により守られるべき運転条件を顧慮して行われるものであるという考え方か
ら出発する。特に自動車用内燃機関の窒素酸化物の放出量を点検する場合、自動
車の保有者は、簡単にテスト運転を行うことができる状況にはない。窒素酸化物
測定の点検が、燃焼装置の運転者に不当な付加的出費を課さないように、このよ
うな点検を、燃焼装置の整備作業の実施、又は特に自動車のエンジンの場合、法
的に規定された排ガスの特別検査の実施と組合わせることは重要である。
門家により守られるべき運転条件を顧慮して行われるものであるという考え方か
ら出発する。特に自動車用内燃機関の窒素酸化物の放出量を点検する場合、自動
車の保有者は、簡単にテスト運転を行うことができる状況にはない。窒素酸化物
測定の点検が、燃焼装置の運転者に不当な付加的出費を課さないように、このよ
うな点検を、燃焼装置の整備作業の実施、又は特に自動車のエンジンの場合、法
的に規定された排ガスの特別検査の実施と組合わせることは重要である。
【0013】 第3の段階で本発明は、専門家により行われる窒素酸化物の測定が、排ガス浄
化設備の添加装置に属するセンサにより行われず、外部の、即ち添加装置に属し
ていないセンサにより有利に行われるという考え方から出発する。これは、例え
ば専門家により作業場で操作される排ガス検査装置のセンサであってもよい。排
ガス検査装置内の、設備が整い、信頼のおける、従って高価なセンサは、センサ
を排ガス浄化設備内に固定した状態で組込んでいる場合よりも、極めて費用をか
けずに使用できる。関数関係を排ガス検査装置により行われる窒素酸化物の測定
によって修正するために、排ガス浄化設備の制御ユニットと排ガス検査装置との
間のデータの交換が必要である。このようなデータの交換を可能にするために、
測定装置又は排ガス検査装置の制御ユニットを接続することのできる接続部を有
する制御ユニットを設置することは重要である。
化設備の添加装置に属するセンサにより行われず、外部の、即ち添加装置に属し
ていないセンサにより有利に行われるという考え方から出発する。これは、例え
ば専門家により作業場で操作される排ガス検査装置のセンサであってもよい。排
ガス検査装置内の、設備が整い、信頼のおける、従って高価なセンサは、センサ
を排ガス浄化設備内に固定した状態で組込んでいる場合よりも、極めて費用をか
けずに使用できる。関数関係を排ガス検査装置により行われる窒素酸化物の測定
によって修正するために、排ガス浄化設備の制御ユニットと排ガス検査装置との
間のデータの交換が必要である。このようなデータの交換を可能にするために、
測定装置又は排ガス検査装置の制御ユニットを接続することのできる接続部を有
する制御ユニットを設置することは重要である。
【0014】 制御ユニットを排ガス検査装置に接続可能な排ガス浄化設備は、関数関係の点
検のために燃焼装置の有害物質放出量を測定するための当該装置に専用のセンサ
を必要としない。これは、特に排ガス浄化設備を有する燃焼装置をシステムアッ
プする際に、センサ自体のみならず、センサを燃焼装置の排ガス溝内に組込むこ
とも省略できるので、価格的利点を生ずる。関数関係の点検及び修正を排ガス検
査装置により行うことができるので、排ガス浄化設備のこのような制御ユニット
では、関数関係を修正するための独自のプログラムも必要としない。これは制御
ユニットを簡素化し、制御ユニットの製造コストにも効を奏する。
検のために燃焼装置の有害物質放出量を測定するための当該装置に専用のセンサ
を必要としない。これは、特に排ガス浄化設備を有する燃焼装置をシステムアッ
プする際に、センサ自体のみならず、センサを燃焼装置の排ガス溝内に組込むこ
とも省略できるので、価格的利点を生ずる。関数関係の点検及び修正を排ガス検
査装置により行うことができるので、排ガス浄化設備のこのような制御ユニット
では、関数関係を修正するための独自のプログラムも必要としない。これは制御
ユニットを簡素化し、制御ユニットの製造コストにも効を奏する。
【0015】 制御ユニットの接続部が、差込み式又はねじ込み式コネクタとして形成されて
いると有利である。それにより、制御ユニットを測定装置又は排ガス検査装置の
制御装置と簡単に手で接続することが可能になる。この接続部は、簡単に制御ユ
ニットに取り付けることができ、その結果差込みを手で簡単に行うことが可能に
なる。
いると有利である。それにより、制御ユニットを測定装置又は排ガス検査装置の
制御装置と簡単に手で接続することが可能になる。この接続部は、簡単に制御ユ
ニットに取り付けることができ、その結果差込みを手で簡単に行うことが可能に
なる。
【0016】 制御ユニットは、接続部を介して外部の測定装置又は外部の制御装置にデータ
を送ることができるように構成されていると有利である。こうして、制御ユニッ
トに記憶された関数関係を、データの形で排ガス検査装置に送ることができ、こ
の装置は関数関係を測定値に基づき点検、場合によっては修正する。引続きこの
関数関係は、制御ユニットに返送される。このように形成した制御ユニットは、
関数関係を当然点検及び修正する必要がない。従って制御ユニットの構成は著し
く簡素化される。
を送ることができるように構成されていると有利である。こうして、制御ユニッ
トに記憶された関数関係を、データの形で排ガス検査装置に送ることができ、こ
の装置は関数関係を測定値に基づき点検、場合によっては修正する。引続きこの
関数関係は、制御ユニットに返送される。このように形成した制御ユニットは、
関数関係を当然点検及び修正する必要がない。従って制御ユニットの構成は著し
く簡素化される。
【0017】 制御ユニットを、データとして燃焼装置及び場合によっては排ガスの運転に関
連するパラメータの瞬時の値を接続部により伝送できるように構成すると有利で
ある。これらの値は、排ガス検査装置の関数関係の点検に必要となる。これらの
値は、排ガス浄化設備の運転中の各時点において、制御ユニットに利用できる。
こうして、それらの値は排ガス検査装置にそれほど出費を要することなく使用で
き、従って排ガス検査装置はそれらの値を個別に算出することを要としない。
連するパラメータの瞬時の値を接続部により伝送できるように構成すると有利で
ある。これらの値は、排ガス検査装置の関数関係の点検に必要となる。これらの
値は、排ガス浄化設備の運転中の各時点において、制御ユニットに利用できる。
こうして、それらの値は排ガス検査装置にそれほど出費を要することなく使用で
き、従って排ガス検査装置はそれらの値を個別に算出することを要としない。
【0018】 本発明のもう1つの実施形態では、制御ユニットを関数関係の修正のために設
ける。本発明のこの実施形態では、制御ユニットを排ガス検査装置による有害物
質測定値の受信のためと、該測定値に基づく関数関係の点検のために配置する。
この実施形態は、関数関係を点検及び修正のため排ガス検査装置に伝える必要が
なく、測定値の送達後、直ちに制御ユニットにより修正できる利点を有する。
ける。本発明のこの実施形態では、制御ユニットを排ガス検査装置による有害物
質測定値の受信のためと、該測定値に基づく関数関係の点検のために配置する。
この実施形態は、関数関係を点検及び修正のため排ガス検査装置に伝える必要が
なく、測定値の送達後、直ちに制御ユニットにより修正できる利点を有する。
【0019】 もう1つの利点は、この制御ユニットを、関数関係を運転に関連するパラメー
タの個々の部位の測定値をベースとして、パラメータ値の全ての範囲又はその一
部について修正するように構成することにより得られる。このように構成した制
御ユニットでは、燃焼装置の有害物質放出量をパラメータ値の全範囲について測
定することなく、関数関係の修正を行うことができる。
タの個々の部位の測定値をベースとして、パラメータ値の全ての範囲又はその一
部について修正するように構成することにより得られる。このように構成した制
御ユニットでは、燃焼装置の有害物質放出量をパラメータ値の全範囲について測
定することなく、関数関係の修正を行うことができる。
【0020】 第2に挙げた課題の解決に関しては、燃焼装置の運転に関連するパラメータか
ら関数関係により単位時間毎に燃焼装置から放出される有害物質量及びそれに基
づき反応剤の添加量を制御ユニットにより算出し、関数関係を点検し、必要に応
じて修正するようにして、反応剤を排ガスに添加し、触媒で有害物質と反応させ
る方法を提示するが、その際本発明では有害物質量を外部の測定装置で測定し、
この測定値に基づき点検を行う。
ら関数関係により単位時間毎に燃焼装置から放出される有害物質量及びそれに基
づき反応剤の添加量を制御ユニットにより算出し、関数関係を点検し、必要に応
じて修正するようにして、反応剤を排ガスに添加し、触媒で有害物質と反応させ
る方法を提示するが、その際本発明では有害物質量を外部の測定装置で測定し、
この測定値に基づき点検を行う。
【0021】 反応剤の添加量を、例えば燃焼装置の老朽化又は劣化のような変化した運転条
件に適合させるため、燃焼装置から放出される有害物質量の測定は、運転に関連
するパラメータの値に依存する必要がある。これらの測定を行うには、測定装置
に適合した運転条件を必要とし、従って、特にこの目的に合わせた装置により監
視すべきである。測定装置及び監視装置が単一構造をなすと有利である。かかる
測定・監視装置を排ガス浄化設備に個々に備えると出費が嵩むので、有害物質の
測定を外部の、即ち排ガス浄化設備に付随しない測定装置で測定すると有利であ
る。測定装置及び監視装置は、例えば排ガス検査装置の一部であっても良い。
件に適合させるため、燃焼装置から放出される有害物質量の測定は、運転に関連
するパラメータの値に依存する必要がある。これらの測定を行うには、測定装置
に適合した運転条件を必要とし、従って、特にこの目的に合わせた装置により監
視すべきである。測定装置及び監視装置が単一構造をなすと有利である。かかる
測定・監視装置を排ガス浄化設備に個々に備えると出費が嵩むので、有害物質の
測定を外部の、即ち排ガス浄化設備に付随しない測定装置で測定すると有利であ
る。測定装置及び監視装置は、例えば排ガス検査装置の一部であっても良い。
【0022】 排ガス浄化設備に固定的に取り付けられた測定装置は、経済的理由から、排ガ
ス検査装置に属する測定装置の場合ほど便利でも、信頼できるように配置するこ
ともできないので、燃焼装置の有害物質の測定は、外部の単一の測定装置により
極めて容易に実施できる。
ス検査装置に属する測定装置の場合ほど便利でも、信頼できるように配置するこ
ともできないので、燃焼装置の有害物質の測定は、外部の単一の測定装置により
極めて容易に実施できる。
【0023】 点検、場合によっては関数関係の修正も、簡単に外部の装置、例えば排ガス検
査装置により行える。このような装置は、経済的理由から排ガス浄化設備の場合
よりも、極めて便利で、正確なプログラムにより関数関係の点検及び修正に使用
できる。また排ガス検査装置に付属する唯一の修正プログラムの更新は、全ての
排ガス浄化設備のプログラムが実現できるよりも遙かに容易にかつ価格的に有利
に行える。従って排ガス検査装置を、費用を要さずに最新の技術で使用できる。
査装置により行える。このような装置は、経済的理由から排ガス浄化設備の場合
よりも、極めて便利で、正確なプログラムにより関数関係の点検及び修正に使用
できる。また排ガス検査装置に付属する唯一の修正プログラムの更新は、全ての
排ガス浄化設備のプログラムが実現できるよりも遙かに容易にかつ価格的に有利
に行える。従って排ガス検査装置を、費用を要さずに最新の技術で使用できる。
【0024】 関数関係の点検及び場合によっては修正を、燃焼装置の整備作業に関連して行
うと有利である。これは、自動車の内燃機関の場合、例えば法的に規制された排
ガスの特別検査に関連して実施可能である。この方法は、自動車の保有者にとっ
て、最低の出費を意味する。
うと有利である。これは、自動車の内燃機関の場合、例えば法的に規制された排
ガスの特別検査に関連して実施可能である。この方法は、自動車の保有者にとっ
て、最低の出費を意味する。
【0025】 本発明のもう1つの有利な実施形態では、関数関係の点検及び修正を制御ユニ
ット自体で行う。この方法は、排ガス浄化設備の制御ユニットと排ガス検査装置
との間のデータの伝達を簡素化する利点を提供する。更にこの方法は、排ガス検
査装置を異なる燃焼装置の多数の異なる関数関係の修正にために配置する必要が
ない利点を提供する。
ット自体で行う。この方法は、排ガス浄化設備の制御ユニットと排ガス検査装置
との間のデータの伝達を簡素化する利点を提供する。更にこの方法は、排ガス検
査装置を異なる燃焼装置の多数の異なる関数関係の修正にために配置する必要が
ない利点を提供する。
【0026】 本発明の有利な実施形態では、関数関係を運転に関連するパラメータの個々の
部位の測定値をベースとして、全てのパラメータ値の範囲について又はその一部
について修正する。この方法は、関数関係の点検に燃焼装置の有害物質放出量を
それぞれの運転に関連するパラメータ値の全ての範囲について測定する必要がな
く、有害物質放出量を1つの選択されたパラメータ値の測定で十分なものとする
利点がある。この修正は、例えば補間法により又は特に燃焼装置について編集さ
れた修正アルゴリズムにより行うことができる。
部位の測定値をベースとして、全てのパラメータ値の範囲について又はその一部
について修正する。この方法は、関数関係の点検に燃焼装置の有害物質放出量を
それぞれの運転に関連するパラメータ値の全ての範囲について測定する必要がな
く、有害物質放出量を1つの選択されたパラメータ値の測定で十分なものとする
利点がある。この修正は、例えば補間法により又は特に燃焼装置について編集さ
れた修正アルゴリズムにより行うことができる。
【0027】 本発明の有利な実施の形態では、制御ユニットは外部の測定装置又は外部の制
御装置に適した、運転に関連するパラメータの値を関数関係の点検のために伝え
る。例えば算出される有害物質放出量が、パラメータの小さな変更で大きい変動
を生ずる値が適している。更に、例えば算出される有害物質放出量が、パラメー
タの変化で局所的な最大値を形成する値が適している。制御ユニットにより調べ
たこれらの値での有害物質放出量の測定は、関数関係の修正メカニズムの実施を
著しく容易なものとする。
御装置に適した、運転に関連するパラメータの値を関数関係の点検のために伝え
る。例えば算出される有害物質放出量が、パラメータの小さな変更で大きい変動
を生ずる値が適している。更に、例えば算出される有害物質放出量が、パラメー
タの変化で局所的な最大値を形成する値が適している。制御ユニットにより調べ
たこれらの値での有害物質放出量の測定は、関数関係の修正メカニズムの実施を
著しく容易なものとする。
【0028】 本発明の有利な実施の形態では、排ガス流中の有害物質の測定を触媒の手前で
行う。燃焼装置と触媒との間のこの範囲で、排ガス中の有害物質含有量を直接測
定することができる。
行う。燃焼装置と触媒との間のこの範囲で、排ガス中の有害物質含有量を直接測
定することができる。
【0029】 本発明のもう1つの有利な実施の形態では、排ガス流中の有害物質の測定を触
媒の後方で行い、触媒の活性を調べる。同時に有害物質の測定を触媒の手前で行
うと、触媒の活性を簡単に両方の測定値から求めることができる。触媒の手前で
有害物質の測定を行わない場合、触媒の活性は、関数関係により算出された燃焼
装置の有害物質放出量と、触媒後方の排ガス中で測定された有害物質量とから検
出可能である。排ガス浄化設備の通常運転で排ガス中への反応剤の添加量を算出
する場合、触媒の活性が考慮される。これは、活性をパラメータとして関数関係
の修正に加えるようにして行われる。これは、触媒の活性が低下した排ガス浄化
設備の運転時に、例えば排ガス中への反応剤の添加量を少なくすることになる。
媒の後方で行い、触媒の活性を調べる。同時に有害物質の測定を触媒の手前で行
うと、触媒の活性を簡単に両方の測定値から求めることができる。触媒の手前で
有害物質の測定を行わない場合、触媒の活性は、関数関係により算出された燃焼
装置の有害物質放出量と、触媒後方の排ガス中で測定された有害物質量とから検
出可能である。排ガス浄化設備の通常運転で排ガス中への反応剤の添加量を算出
する場合、触媒の活性が考慮される。これは、活性をパラメータとして関数関係
の修正に加えるようにして行われる。これは、触媒の活性が低下した排ガス浄化
設備の運転時に、例えば排ガス中への反応剤の添加量を少なくすることになる。
【0030】 触媒の活性が規定値を下回る場合、表示装置に信号を送ると有利である。こう
して、例えば老朽化による触媒の欠陥及び不適性を報知する。このようにして触
媒を交換せねばならないことを知らせる。
して、例えば老朽化による触媒の欠陥及び不適性を報知する。このようにして触
媒を交換せねばならないことを知らせる。
【0031】 本発明の実施例を図面に基づき以下に詳述する。
【0032】 図1は排ガス浄化設備8と、これに接続された排ガス検査装置30を備える燃
焼装置1とを示す。燃焼装置1は、自動車を駆動するディーゼル機関である。デ
ィーゼル機関は、運転に関連するパラメータの実際値を把握する接続部2を有す
る。燃料供給管3及び空気供給管4を介して、ディーゼル機関に燃焼のための燃
料/空気混合気が供給される。ディーゼル機関の排ガス5を、屈曲管を介して排
ガス通路6、更に触媒7に通す。触媒7は所謂脱硝触媒として形成され、これは
公知のSCR法により窒素酸化物を反応剤のアンモニアにより分子状窒素と水と
に変換する。必要量のアンモニアは、添加した尿素から加水分解により得る。
焼装置1とを示す。燃焼装置1は、自動車を駆動するディーゼル機関である。デ
ィーゼル機関は、運転に関連するパラメータの実際値を把握する接続部2を有す
る。燃料供給管3及び空気供給管4を介して、ディーゼル機関に燃焼のための燃
料/空気混合気が供給される。ディーゼル機関の排ガス5を、屈曲管を介して排
ガス通路6、更に触媒7に通す。触媒7は所謂脱硝触媒として形成され、これは
公知のSCR法により窒素酸化物を反応剤のアンモニアにより分子状窒素と水と
に変換する。必要量のアンモニアは、添加した尿素から加水分解により得る。
【0033】 触媒7は、触媒7の外になお添加装置10及び制御ユニット20を含む排ガス
浄化設備8の一部である。添加装置10は反応剤11(尿素)を添加するために
備えられており、尿素を入れる貯蔵タンク12、供給導管13、調整弁14及び
噴射ノズル15を有する。
浄化設備8の一部である。添加装置10は反応剤11(尿素)を添加するために
備えられており、尿素を入れる貯蔵タンク12、供給導管13、調整弁14及び
噴射ノズル15を有する。
【0034】 添加装置10は、制御ユニット20により制御される。ディーゼル機関の接続
部2と制御ユニット20との間のコネクタ21、22、23を介し、制御ユニッ
ト20に運転に関連するパラメータとして、回転数、走行ペダルの状態及びエン
ジン温度の実際値が与えられる。これらの値から、制御ユニット20は多次元の
性能グラフの形で、制御ユニット20内に記憶された関数関係により、単位時間
毎にディーゼル機関から放出される有害物質の量を算出する。制御ユニット20
は、接続部24を介して添加装置10の調整弁14と接続されている。運転に関
連するパラメータから算出された単位時間毎の反応剤11の量を、噴射ノズル1
5により排ガス5に添加する。
部2と制御ユニット20との間のコネクタ21、22、23を介し、制御ユニッ
ト20に運転に関連するパラメータとして、回転数、走行ペダルの状態及びエン
ジン温度の実際値が与えられる。これらの値から、制御ユニット20は多次元の
性能グラフの形で、制御ユニット20内に記憶された関数関係により、単位時間
毎にディーゼル機関から放出される有害物質の量を算出する。制御ユニット20
は、接続部24を介して添加装置10の調整弁14と接続されている。運転に関
連するパラメータから算出された単位時間毎の反応剤11の量を、噴射ノズル1
5により排ガス5に添加する。
【0035】 制御ユニット20は、接続部32を介して排ガス検査装置30の制御ユニット
31と接続されている。接続部32は、制御ユニット20と制御ユニット31と
の間の接続ケーブルの対応する雌型プラグを容易に差し込むことのできる雄型プ
ラグとして形成されている。
31と接続されている。接続部32は、制御ユニット20と制御ユニット31と
の間の接続ケーブルの対応する雌型プラグを容易に差し込むことのできる雄型プ
ラグとして形成されている。
【0036】 排ガス検査装置30は、制御ユニット31、排ガス導管33及び制御ユニット
31と接続部35及び37により接続されている有害物質センサ34、36を有
する。有害物質センサ34、36は、窒素酸化物の濃度を導電率の変化により測
定し、またそれらは触媒7の前後の排ガス中に配置されている。有害物質センサ
36は、エンジンの排ガス5中の窒素酸化物量を測定し、排ガス通路6内のその
ために設けられた箇所に入れられる。有害物質センサ34は、排ガス検査装置3
0の排ガス導管33と接続されている。
31と接続部35及び37により接続されている有害物質センサ34、36を有
する。有害物質センサ34、36は、窒素酸化物の濃度を導電率の変化により測
定し、またそれらは触媒7の前後の排ガス中に配置されている。有害物質センサ
36は、エンジンの排ガス5中の窒素酸化物量を測定し、排ガス通路6内のその
ために設けられた箇所に入れられる。有害物質センサ34は、排ガス検査装置3
0の排ガス導管33と接続されている。
【0037】 性能グラフを点検するため、接続部32を介して排ガス浄化設備の制御ユニッ
ト20と、排ガス検査装置30の制御ユニット31との間に接続を形成する。こ
れは、エンジン又は車両に実施されるべき整備、点検又は修理作業の枠内で、又
は法的に規制された排ガスの特別検査に関連して行われる。次いで制御ユニット
20が、記憶した性能グラフから、性能グラフを点検する運転に関連するパラメ
ータ値を算出する。次いでこれらの値は、排ガス検査装置30の制御ユニット3
1に伝えられる。更に制御ユニット31に、運転と関連するパラメータの実際値
が、制御ユニット20から伝えられる。制御ユニット31は適切な値の1つであ
るかどうか、また有害物質の測定に適した運転条件が支配しているかどうかを点
検する。これらの運転条件を作るために、運転に関連するパラメータの値を、例
えば排ガス検査装置30に付随する表示装置に示す。運転に関連するパラメータ
は、手動で調整できる。適した運転条件であれば、一回又は複数回の有害物質の
測定を、排ガスの流れ方向において触媒7の手前に配置したセンサ36により行
う。測定により求めた窒素酸化物放出量及びそれに属する運転に関連するパラメ
ータの値を、引続き制御ユニット31により制御ユニット20に伝える。
ト20と、排ガス検査装置30の制御ユニット31との間に接続を形成する。こ
れは、エンジン又は車両に実施されるべき整備、点検又は修理作業の枠内で、又
は法的に規制された排ガスの特別検査に関連して行われる。次いで制御ユニット
20が、記憶した性能グラフから、性能グラフを点検する運転に関連するパラメ
ータ値を算出する。次いでこれらの値は、排ガス検査装置30の制御ユニット3
1に伝えられる。更に制御ユニット31に、運転と関連するパラメータの実際値
が、制御ユニット20から伝えられる。制御ユニット31は適切な値の1つであ
るかどうか、また有害物質の測定に適した運転条件が支配しているかどうかを点
検する。これらの運転条件を作るために、運転に関連するパラメータの値を、例
えば排ガス検査装置30に付随する表示装置に示す。運転に関連するパラメータ
は、手動で調整できる。適した運転条件であれば、一回又は複数回の有害物質の
測定を、排ガスの流れ方向において触媒7の手前に配置したセンサ36により行
う。測定により求めた窒素酸化物放出量及びそれに属する運転に関連するパラメ
ータの値を、引続き制御ユニット31により制御ユニット20に伝える。
【0038】 性能グラフの点検及び修正のために配置されている制御ユニット20は、性能
グラフを制御ユニット31から与えられた値に基づいて点検する。更に制御ユニ
ット31から与えられた運転に関連するパラメータの値に属する燃焼装置1の有
害物質放出量を算出し、測定値と比較する。算出された値が測定により求められ
た当該値と許容範囲を越えて異なる場合は、多次元の性能グラフを測定により求
められた値に相応しく、一定範囲でその値程度に修正する。こうして性能グラフ
を測定により得られた有害物質の個々の値をベースとして、性能グラフのパラメ
ータ値の全範囲又はその一部について修正する。
グラフを制御ユニット31から与えられた値に基づいて点検する。更に制御ユニ
ット31から与えられた運転に関連するパラメータの値に属する燃焼装置1の有
害物質放出量を算出し、測定値と比較する。算出された値が測定により求められ
た当該値と許容範囲を越えて異なる場合は、多次元の性能グラフを測定により求
められた値に相応しく、一定範囲でその値程度に修正する。こうして性能グラフ
を測定により得られた有害物質の個々の値をベースとして、性能グラフのパラメ
ータ値の全範囲又はその一部について修正する。
【0039】 もう1つの別の方法では、性能グラフを排ガス検査装置30の制御ユニット3
1により点検し、場合によっては修正する。更に運転に関連するパラメータのデ
ータに加えて、性能グラフも制御ユニット20により制御ユニット31に送る。
1により点検し、場合によっては修正する。更に運転に関連するパラメータのデ
ータに加えて、性能グラフも制御ユニット20により制御ユニット31に送る。
【0040】 本発明の方法の更にもう1つの工程で、有害物質の測定を、排ガスの流れ方向
に触媒7の前後で2つの有害物質センサ36及び34により行う。その測定値か
ら触媒7の活性を求める。活性が所定値を下回るとき、排ガス検査装置30の制
御ユニット31から、信号を表示装置(図示せず)に送る。こうして触媒7を欠
陥又は老化による活性の劣化のため交換しなければならないことを知らせる。
に触媒7の前後で2つの有害物質センサ36及び34により行う。その測定値か
ら触媒7の活性を求める。活性が所定値を下回るとき、排ガス検査装置30の制
御ユニット31から、信号を表示装置(図示せず)に送る。こうして触媒7を欠
陥又は老化による活性の劣化のため交換しなければならないことを知らせる。
【図1】 本発明による排ガス浄化設備及びそれに接続している排ガス検査装置を有する
燃焼装置を示す図。
燃焼装置を示す図。
1 燃焼装置 2、24、32、35、37 接続部 3 燃料供給管 4 空気供給管 5 排ガス 6 排ガス通路 7 触媒 8 排ガス浄化設備 10 添加装置 11 反応剤 12 貯蔵タンク 13 供給導管 14 調整弁 15 噴射ノズル 20 制御ユニット 21、22、23 コネクタ 30 排ガス検査装置 31 外部の制御ユニット 33 排ガス導管 34、36 有害物質センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G046 AA11 AA13 AA22 AA23 BG01 DC13 DC18 EB01 3G091 AA02 AA18 AA28 AB04 BA14 BA32 CA17 CB08 DA01 DA02 DB10 DC01 EA01 EA07 EA16 EA33 FB10 GA06 HA36 HA37 HA42 3K070 DA02 DA06 DA14 DA25 DA38
Claims (14)
- 【請求項1】 排ガスの貫流可能な触媒7、排ガス(5)中に反応剤(11
)を添加するための添加装置(10)及びこの添加装置(10)と接続されてい
る、単位時間毎に燃焼装置(1)から放出される有害物質量を、燃焼装置(1)
の運転に関連するパラメータから、関数関係により算出するために配置されてい
る制御ユニット(20)を有する燃焼装置(1)用排ガス浄化設備(8)におい
て、 制御ユニット(20)が外部の測定ユニット又は制御ユニット(31)に接続
可能な接続部(32)を有することを特徴とする燃焼装置用排ガス浄化設備。 - 【請求項2】 接続部(32)が、差込み式コネクタ又はねじ込み式コネク
タとして形成されていることを特徴とする請求項1記載の設備。 - 【請求項3】 接続部(32)を介してデータを外部の測定ユニット又は制
御ユニット(31)に伝達可能であるように、制御ユニット(20)が配置され
ていることを特徴とする請求項1又は2記載の設備。 - 【請求項4】 制御ユニット(20)が、データとして運転に関連するパラ
メータ値を伝達可能であるように配置されていることを特徴とする請求項3記載
の設備。 - 【請求項5】 制御ユニット(20)が関数関係を修正するために配置され
ていることを特徴とする請求項1乃至4の1つに記載の設備。 - 【請求項6】 制御ユニット(20)により、個々の測定点をベースとして
パラメータ値の全ての範囲又はその一部範囲について、関数関係を修正可能であ
ることを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の設備。 - 【請求項7】 反応剤(11)を排ガス(5)に添加し、触媒(7)で有害
物質と反応させ、その際関数関係により、燃焼装置(1)の運転に関連するパラ
メータから、単位時間毎に燃焼装置(1)から放出される有害物質量及びそれに
基づき制御ユニット(20)により反応剤(11)の添加量を算出し、関数関係
を点検し、必要に応じて修正する、燃焼装置(1)の排ガス(5)中の有害物質
含有量を接触作用により低減する方法において、有害物質量を外部の測定装置に
より測定し、測定値に基づき点検を行うことを特徴とする方法。 - 【請求項8】 点検及び場合によっては修正を、燃焼装置(1)の整備作業
に関連して行うことを特徴とする請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 制御ユニット(20)により関数関係の修正を行うことを特
徴とする請求項7又は8記載の方法。 - 【請求項10】 関数関係を、個々の測定点をベースとして運転に関連する
パラメータの値の全ての範囲又はその一部範囲について修正することを特徴とす
る請求項7乃至9の1つに記載の方法。 - 【請求項11】 制御ユニット(20)が関数関係の点検のために、運転に
関連するパラメータの適した値を外部の測定装置又は外部の制御ユニット(31
)に送ることを特徴とする請求項7乃至10の1つに記載の方法。 - 【請求項12】 排ガス流中の有害物質の測定を触媒(7)の手前で行うこ
とを特徴とする請求項7乃至11の1つに記載の方法。 - 【請求項13】 排ガス流中の有害物質の測定を触媒(7)の後方で行い、
触媒(7)の活性を調べることを特徴とする請求項7乃至12の1つに記載の方
法。 - 【請求項14】 活性が所定値を下回る場合、信号を表示装置に送ることを
特徴とする請求項13記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843136A DE19843136A1 (de) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur katalytischen Verringerung des Schadstoffgehalts im Abgas einer Verbrennungsanlage |
DE19843136.8 | 1998-09-21 | ||
PCT/DE1999/003008 WO2000017493A2 (de) | 1998-09-21 | 1999-09-21 | Abgasreinigungsanlage und verfahren zur katalytischen verringerung des schadstoffgehalts im abgas einer verbrennungsanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002525478A true JP2002525478A (ja) | 2002-08-13 |
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ID=7881638
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000571116A Withdrawn JP2002525478A (ja) | 1998-09-21 | 1999-09-21 | 燃焼装置の排ガス中の有害物質含有量を低減する排ガス浄化設備及び方法 |
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Country | Link |
---|---|
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DK (1) | DK1117907T3 (ja) |
ES (1) | ES2188291T3 (ja) |
WO (1) | WO2000017493A2 (ja) |
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US10125653B2 (en) * | 2015-02-19 | 2018-11-13 | General Electric Company | System and method for engine emission control harness |
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1998
- 1998-09-21 DE DE19843136A patent/DE19843136A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-09-21 JP JP2000571116A patent/JP2002525478A/ja not_active Withdrawn
- 1999-09-21 KR KR1020017003612A patent/KR20010079882A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-09-21 WO PCT/DE1999/003008 patent/WO2000017493A2/de not_active Application Discontinuation
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2001
- 2001-03-21 US US09/814,488 patent/US20010014298A1/en not_active Abandoned
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