JP2002530563A - ＮＯｘ吸収触媒の監視方法とこの方法を実施するための排気ガス浄化装置 - Google Patents

ＮＯｘ吸収触媒の監視方法とこの方法を実施するための排気ガス浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 希薄混合気燃焼の内燃機関（１２）の後に接続配置されたＮＯｘ吸収触媒（１４）を監視するための方法の場合には、ＮＯｘ吸収触媒（１４）の手前と後の排気ガス中のＮＯｘ濃度から、触媒（１４）のＮＯｘ吸収効率が求められ、予め定めた閾値と比較される。方法を実施するために、例えばラムダ値＞１や２００〜６００°Ｃの触媒温度のような予め定めた運転条件を守らなければならない。方法を実施するために適した本発明による排気ガス浄化装置は、ＮＯｘ吸収触媒（１４）を備え、この触媒は排気ガス中の酸素含有量を測定するために、その手前に接続配置された酸素センサ（１６）とその後に接続配置された酸素センサ（１８）およびＮＯｘセンサ（２２）とを備えている。それによって、希薄混合気燃焼運転の場合にのみ触媒の検査が行われる。手前に接続配置されたＮＯｘセンサ（２０）と後に接続配置されたＮＯｘセンサ（２２）は触媒（１４）の手前または後の排気ガスのＮＯｘ濃度を測定するために役立つ。このＮＯｘ濃度から所望なＮＯｘ吸収効率が求められる。触媒（１４）の排気ガスＮＯｘ濃度は、モデル化装置を介して計算することもできる。排気ガス浄化装置は更に、触媒温度を測定するために手前およびまたは後に接続配置された温度センサを備えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、希薄混合気燃焼式内燃機関の後に接続配置されたＮＯｘ吸収触媒を
監視するための方法とこの方法を実施するための排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】 ＮＯｘ吸収触媒はＮＯｘ吸収成分だけ拡張されている普通の三元コーティング
からなっている。この吸収触媒は、希薄混合気燃焼時に硝酸塩を形成することに
よって、排気ガス中に含まれる窒素酸化物を蓄積し、濃い排気ガス内で還元条件
下で間欠的に触媒再生するときに無害の窒素に変換される。この場合、吸収触媒
は適切に排出され、窒素酸化物の吸収能力のほぼ全部が取り戻される。この吸収
能力は希薄混合気燃焼相において窒素酸化物の負荷が増大するにつれて低下する
。
【０００３】 これに対して、熱によって損傷または汚染した吸収触媒の場合には、ＮＯｘ吸
収能力または吸収効率が相応して小さくなる。これは希薄混合気燃焼時に、吸収
触媒の後のＮＯｘ濃度またはＮＯｘ質量を迅速に増大させることになる。従って
、正常な排気ガス浄化はもはや保証されない。
【０００４】 従って、ＮＯｘ吸収触媒を実際に使用するために、触媒の正常な機能を検査す
るための監視方法または診断方法が重要である。従来の一般的な触媒診断方法の
場合には、触媒の酸素吸収能力が酸素センサによって測定され、触媒変換および
エミッション状態と関連する。この従来の触媒診断方法は希薄混合気燃焼方法に
は適していない。将来の希薄混合気燃焼のためにエミッションを決定する運転範
囲であるλ＞１の運転の場合、排気ガス中の持続的な残留酸素のために、充分な
分解能を有する利用可能な信号が酸素センサから出力されない。
【０００５】 そこで、本発明の課題は、触媒欠陥または触媒汚染とそれによって生じる触媒
作用または吸収効率の低下が確実にかつ迅速に認識可能であり、それによって常
に触媒の正常な機能が保証される、希薄混合気燃焼式内燃機関の後に接続配置さ
れたＮＯｘ吸収触媒のための監視方法または診断方法を提供することである。課
題は更に、この方法を実施するための、ＮＯｘ吸収触媒を含む排気ガス浄化装置
を提供することである。
【０００６】 この課題は請求項１記載の方法によって解決される。この場合、好ましい実施
形は従属請求項２〜１７から推測可能である。
【０００７】 本発明による方法の場合、ＮＯｘ吸収触媒の手前と後で排気ガス中のＮＯｘ濃
度を測定し、ＮＯｘ流量に換算する。この値から、固有のＮＯｘ吸収効率を求め
、充分に機能しないかまたは欠陥のある吸収触媒を示す閾値と比較し、この閾値
を上回るときに触媒の欠陥を表示する。
【０００８】 触媒作用または吸収効率の低下が例えば高すぎる窒素酸化物負荷およびまたは
可逆の硫黄汚染に起因すると考えることができるので、閾値を上回るときに、好
ましくは先ず最初に、少なくともＮＯｘ再生およびまたは脱硫を行い、吸収効率
が新たに求められる。予め定めた閾値を新たに上回るときに初めて、不可逆の触
媒損傷であると見なされ、表示される。
【０００９】 触媒検査の前または検査中に、例えば触媒負荷、触媒温度およびラムダ値に関
する予め定めた運転条件を満足するかどうかが検査される。この運転条件は特に
、触媒検査が希薄混合気燃焼の排気ガス条件下でおよび触媒がＮＯｘ貯蔵作用す
る温度範囲において行われることを保証する。従って、触媒温度は予め定めた温
度範囲内、特に２００〜６００°Ｃになければならない。この温度範囲はその都
度使用される触媒装置と、特に触媒コーティングに依存する。更に、触媒のＮＯ
ｘ負荷は、好ましくは完全に再生される触媒に相当する予め定めた閾値よりも低
くなければならない。更に、ＮＯｘ吸収触媒の手前およびまたは後のラムダ値は
１よりも大きくなければならない。この場合好ましくは、希薄混合気燃焼運転の
維持をエンジン制御装置の状態ビットによって表示しなければならない。
【００１０】 この条件を満足しない場合には、触媒監視が行われないかまたは既に開始され
た監視が停止または少なくとも中断される。
【００１１】 監視方法の開始時に、好ましくは、時間関数または時間カウンタがスタートし
、時間カウンタが予め定めた監視時間または診断時間と比較される。この時間に
達した後で、検出されたＮＯｘ吸収効率が記憶される。この場合、記憶された吸
収効率は好ましくはカウントされ、予め定めた記憶値の数に達した後で平均が求
められる。このようにして求められた平均値は最後に、上記の閾値と比較される
。
【００１２】 吸収効率が触媒負荷と空間速度に左右されないようにするために、ＮＯｘ吸収
触媒の後で測定された排気ガス濃度またはそれから求められたＮＯｘ流量が、こ
の両値に依存して評価または重み付けされる。
【００１３】 吸収効率は好ましくは監視時間内に求められた平均触媒温度によって重み付け
される。この触媒温度は吸収触媒の手前と後に配置された温度センサによって測
定されるかまたは付設の制御装置においてモデル化によって計算される。
【００１４】 他の有利な方法では、複数の異なる温度のためのＮＯｘ吸収効率が平均触媒温
度の関数として定められ、かつ特性曲線またはマップに記憶され、この特性曲線
またはマップの特性的な変化から、ＮＯｘ吸収触媒の老化または汚染現象または
触媒欠陥が簡単に認識可能であり、かつ確実に診断可能である。マップの特性変
化は所定の温度での吸収効率の低下、所定の温度範囲にわたる吸収効率の低下の
平均値の変化または所定の効率の達成時の触媒温度の変化を含むことができる。
【００１５】 ＮＯｘ吸収触媒に流入する排気ガスおよびまたはこの触媒から流出する排気ガ
スのラムダ値とＮＯｘ濃度は好ましくは、手前または後に接続配置された多機能
センサによって測定され、この多機能センサはＮＯｘに反応し酸素に反応する測
定装置を含んでいる。
【００１６】 この方法を実施するための本発明による排ガス装置は、請求項１８〜２２に記
載に従って、ＮＯｘ吸収触媒を備え、このＮＯｘ吸収触媒の手前または後には、
触媒に流入する排気ガスおよびまたはこの触媒から流出する排気ガスの酸素比を
測定するために、それぞれ１個の酸素センサが接続配置されている。ＮＯｘ吸収
触媒の手前または後には更に、流入する排気ガスまたは流出する排気ガス中のＮ
Ｏｘ濃度を測定するために、ＮＯｘセンサが接続配置されている。その代わりに
、流入する排気ガスＮＯｘ濃度は、付設のモデル化装置によって決定可能である
ので、手前に接続配置されたＮＯｘセンサは省略可能である。
【００１７】 この排気ガス浄化装置の好ましい実施形は例えば、手前およびまたは後に接続
配置された温度センサあるいは多機能センサを備えている。この多機能センサに
はＮＯｘに反応し酸素に反応する測定装置が統合されている。
【００１８】 使用されるセンサがゼロ点ドリフトと特性曲線オフセットに関して適応されて
いると有利である。 本発明による排気ガス浄化装置は更に、センサ信号を評価するためおよびまた
は上記の診断方法を制御するために、評価装置およびまたは制御装置を備えてい
る。
【００１９】 本発明による方法と、この方法を実施するための本発明による排気ガス浄化装
置の他の特徴と利点は、特許請求の範囲から単独でおよびまたは組み合わせて明
らかになるだけでなく、図面に関連する好ましい実施の形態の次の説明からも明
らかになる。
【００２０】 図１ａ，１ｂに示した、希薄混合気燃焼内燃機関の後に接続配置されたＮＯｘ
吸収（貯蔵）触媒（ＳＫ）を監視するための本発明による方法の場合には、ブロ
ックＢＥＤ ＤＩＡＧＮＯＳＥにおいて先ず最初に、所定の運転条件が守られて
いるかどうかが検査される。この運転条件は特に、後続の触媒の検査が希薄混合
気燃焼の排気ガス条件下で行われることを保証する。この場合特に、ＮＯｘ吸収
触媒の手前とＮＯｘ吸収触媒の後のラムダが１よりも大きい（空燃比が理論混合
比よりも大きい）かどうかおよび希薄混合気燃焼がエンジン制御装置の状況ビッ
トによって表示されるかどうかが検査される。しかし場合によっては、方法を制
御するために上記の１つの空燃比で充分である。
【００２１】 更に、触媒温度Ｔ kat は、触媒がＮＯｘの吸収（貯蔵）ために働く所定の温
度範囲ＴＫＡＴＭＩＮ＜Ｔ kat ＜ＴＫＡＴＭＡＸ内になければならない。この
温度範囲はその都度使用される触媒装置、特に触媒コーティングに依存する。代
表的な温度範囲は２００〜６００°Ｃである。
【００２２】 この検査を行うために必要な温度とラムダの値は、センサを用いて、図５に基
づいて詳細に説明する方法で測定される。
【００２３】 更に、吸収触媒のＮＯｘ負荷は所定の負荷閾値よりも低くなければならない。
この負荷閾値は理想的には完全に再生される触媒に相当する。
【００２４】 更に、吸収効率（貯蔵効率）を決定するために使用される、図５に基づいて後
述するＮＯｘセンサが、ゼロ点ドリフトと特性曲線オフセットに関して適応して
いるかどうかが検査される。
【００２５】 これらの条件を満足する場合、ブロックＥＴＡＮＯＸにおいて、ＮＯｘ吸収効
率ＥＴＡＮＯＸが、図２に基づいて詳細に説明するように、ＮＯｘ吸収触媒の手
前と後の、ＮＯｘ流量に換算されるＮＯｘ排気ガス濃度から決定される。同時に
、時間関数または時間カウンタＴ ＤＩＡＧがスタートする。この時間カウンタ
は監視時間または診断時間を一緒にカウントする。診断のための開始条件が適用
可能な適切な時間にわたって供されると、ブロックＥＴＡＮＯＸにおける吸収効
率の計算が停止され、ブロックＥＴＡＮＯＸ ＥＲＧＥＢにおいて診断結果が記
憶される。
【００２６】 条件を満足しないと、方法はスタートしない。この場合、Ｔ ＤＩＡＧとＥＴ
ＡＮＯＸはゼロにセットされる。
【００２７】 規定通りの触媒診断を保証するために、ブロックＢＥＤ ＤＩＡＧＮＯＳＥに
記載された条件の遵守が方法の実行中にも連続的に検査される。条件が守られな
いと、監視方法または診断方法は過早に停止されるかまたは少なくとも中断され
る。
【００２８】 このようにして得られた診断結果の数は、ブロックＡＮＺ ＥＲＧＥＢでカウ
ントされ、予め定めた数と比較される。予め定めたこの数を下回ると、新たな診
断が行われ、そうでない場合には記憶された診断結果ＥＴＡＮＯＸ ＥＲＧＥＢ
の平均が求められる。このようにして求められた平均的な触媒効率ＥＴＡＮＯＸ ＭＩＴＴＥＬは、欠陥のある触媒から充分に機能する触媒への移行に相当する
予め定めた閾値ＮＯｘＭＡＸと比較される。平均的な触媒効率ＥＴＡＮＯＸ Ｍ
ＩＴＴＥＬが予め定めた閾値ＮＯｘＭＡＸよりも大きいと、触媒は正常であり、
そうでない場合には触媒の欠陥が疑われる。
【００２９】 しかし、触媒の働きが大きすぎる窒素酸化物負荷によっておよびまたは例えば
硫黄による可逆の汚染によっても損なわれるので、差し当たりエラーが留保され
、先ず最初に少なくとも脱硫およびまたはＮＯｘ再生が開始される。続いて、上
記の診断アルゴリズムが繰り返され、新たに触媒効率が求められる。予め設定さ
れた閾値ＮＯｘＭＡＸを新たに下回ると、触媒に欠陥があると見なされ、触媒の
欠陥が表示される。
【００３０】 吸収効率ＥＴＡＮＯＸの実際の計算は既に述べた図１ａのブロックＥＴＡＮＯ
Ｘで行われる。このブロックは図２にもう一度詳細に示してある。触媒監視の実
施または触媒診断の提供のための上記の許容前提条件または開始条件が満足され
ると、ＮＯｘ排気ガス濃度から求められた、ＮＯｘ吸収触媒ＭＮＯＶＫまたはＭ
ＮＯＮＫの手前と後のＮＯｘ流量が、監視インターバルまたは診断インターバル
Ｔ ＤＩＡＧでその都度積分される。この場合、ＮＯｘ吸収触媒の後のＮＯｘ流
量は吸収体負荷に依存してあるいは吸収体充填レベルと空間速度ＲＧに依存して
評価され、積分を行う前に重み付けされる。なぜなら、このパラメータが吸収率
に大きな影響を与え、それによってＮＯｘ吸収触媒の後のＮＯｘ放出量に大きな
影響を与えるからである。このようにして得られた、ＮＯｘ吸収触媒の手前と後
のＮＯｘ流量、すなわちＮＯｘ質量から、時間インターバルＴ ＤＩＡＧの経過
後、ＮＯｘ吸収効率が当該の時間インターバルで計算される。図４から判るよう
に、例えば触媒の温度による老化または硫黄汚染に基づく働きの低下のようない
ろいろな悪化状態についてのＮＯｘ吸収作用の識別が、温度に非常に左右される
ので、このようにして求められた吸収効率は、図１ａ，１ｂに関連して説明した
ように最後に触媒診断のために使用される実際の吸収効率ＥＴＡＮＯＸを求める
ために、監視時間または診断時間Ｔ ＤＩＡＧ内で求められた触媒温度ＴＫＡＴ mit によって重み付けされるので、平均的な触媒温度ＴＫＡＴ mit が本発明
に従って吸収効率ＥＴＡＮＯＸの評価に取り込まれる。
【００３１】 ＮＯｘ吸収効率ＥＴＡＮＯＸに対する平均触媒温度ＴＫＡＴ mit の影響を考
慮するための他の方法は、平均触媒温度ＴＫＡＴ mit の関数としてのＮＯｘ吸
収効率の特性曲線またはマップを作成し、この特性曲線またはマップから、老化
した、欠陥のあるまたは汚染した触媒の特徴的な変化を認識し、確実に診断する
ことにある。
【００３２】 この場合、図３に概略的に示すように、マップの作成は例えばいろいろな触媒
温度について求められたＮＯｘ吸収効率を異なる記憶セルに“格納”することに
よって行われる。この記憶セルはそれぞれ所定の平均触媒温度に割り当てられて
いる。この場合、“格納”は、（例えば記憶セル内の値が実際の値よりも大きい
ときの記憶セルの増分または記憶セル内の値が実際の値よりも小さいときの減分
のような）簡単な伝送、平均化または適応である。
【００３３】 従って、異なる触媒温度を生じる異なる運転状態でエンジンを或る程度の時間
運転した後で、所属の評価装置またはエンジン制御装置のメモリ内に、特性曲線
またはマップが存在する。このマップでは吸収効率が触媒温度に依存する。図４
から判るように、ＮＯｘ吸収触媒のＮＯｘ吸収能力は先ず最初は、触媒温度の上
昇につれて大きく増大し、そして広い幅に形成された最大値を通過し、そして再
び急に低下する。この場合、そのカーブは吸収触媒の実際の運転状態に大きく左
右される。例えば、老化または汚染したＮＯｘ吸収触媒の場合には、カーブが新
しい状態と比べて特有の態様で変化する。これは例えば遅いカーブ始端、低いカ
ーブ最大値および触媒の温度がより高いときのＮＯｘ吸収触媒の過早の損失に認
められる。従って、触媒の最小許容ＮＯｘ吸収能力によって決まる運転範囲が相
応して狭くなる。他の特有の変化は例えば、所定の温度のときの吸収効率の低下
、所定の温度範囲における吸収効率低下の平均値の変化または触媒温度の変化で
ある。この触媒温度の変化の場合、所定の効率が達成される。これらの特徴は評
価装置またはエンジン制御装置で決定され、予め定めた誤差閾値と比較される。
この誤差閾値を上回ると、触媒の欠陥が信号で知らせられるかまたは過大の硫黄
負荷およびまたはＮＯｘ負荷あるいは触媒老化が検出される。
【００３４】 図５は、上記の方法を実施するために適した排気ガス浄化装置を概略的に示し
ている。この排気ガス浄化装置は希薄混合気燃焼式内燃機関１２の排気管１０内
に配置されている。排気ガス浄化装置はＮＯｘ吸収触媒（ＮＯｘ貯蔵触媒）１４
を備え、この触媒は内燃機関１２から放出される窒素酸化物を希薄混合気燃焼中
に貯蔵し、間欠的に行われる触媒再生時に濃い混合気燃焼条件を短時間生じるこ
とによって無害の窒素酸化物として放出される。
【００３５】 ＮＯｘ吸収触媒１４の手前と後にそれぞれ１つの酸素センサ（ラムダセンサ）
１６または１８が接続配置されている。この酸素センサは運転範囲全体において
触媒１４に流入する排気または触媒から流出する排気の中の空気比、ひいてはラ
ムダ値を連続的に測定する。
【００３６】 これに加えて、ＮＯｘ吸収触媒１４の手前と後には更に各々１個のＮＯｘセン
サ２０または２２が接続配置されている。このＮＯｘセンサはＮＯｘ吸収触媒１
４の手前とＮＯｘ吸収触媒１４の後の窒素酸化物の排気濃度を測定する。ＮＯｘ
センサ２０または２２はゼロ点ドリフトと特性曲線オフセットに関して適応され
ている。
【００３７】 触媒１４に流入する排気ガス内の窒素酸化物濃度またはＮＯｘ流量に関する必
要な情報は、マップ（回転数、噴射量）を使用してモデル化することによって計
算可能であるので、手前に接続配置されたＮＯｘセンサ２０は本発明による方法
を実施するために必ずしも必要ではなく、その代わりに適当なモデル化装置を含
む本発明の他の実施の形態の場合には省略可能である。
【００３８】 更に、後に接続配置されたＮＯｘセンサ２２と後に接続配置された酸素センサ
１８は、多機能センサに統合可能である。この多機能センサはＮＯｘ吸収触媒１
４の後のＮＯｘ濃度と酸素濃度または酸素含有量を測定することができる。同じ
ことがＮＯｘ吸収触媒１４の手前に接続配置されたセンサ１６，２０についても
当てはまる。
【００３９】 更に、ＮＯｘ吸収触媒１４の手前または後に、それぞれ１つの（図示していな
い）温度センサが接続配置されている。この温度センサの平均測定値から、必要
な触媒温度Ｔ kat が決定される。
【００４０】 センサ信号は（図示していない）導体を経て（同様に図示していない）評価装
置に供給される。この評価装置において、方法を実施するために必要な情報、例
えば触媒ＭＮＯＶＫまたはＭＮＯＮＫの手前と後の触媒温度Ｔ kat やＮＯｘ流
量が、測定結果から求められ、そして上述の本発明による方法を制御するための
（同様に図示していない）制御装置に供給される。評価装置と制御装置は内燃機
関（１２）に付設された（図示していない）エンジン制御装置に統合可能である
。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明による方法のフローチャートの最初の半分を示す図である。
【図１ｂ】 図１ａのフローチャートの第２の半分を示す図である。
【図２】 吸収効率を決定する図１ａのブロックＥＴＡＮＯＸを詳細に示す図である。
【図３】 触媒平均温度に依存するＮＯｘの吸収効率の評価／重み付けを概略的に示す図
である。
【図４】 新しいＮＯｘ吸収触媒、老化したＮＯｘ吸収触媒および硫黄によって汚染した
ＮＯｘ吸収触媒の場合の、触媒温度に対するＮＯｘ吸収効率の依存性の原理的な
例を示す図である。
【図５】 本発明による排気ガス浄化装置の概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月１７日（２００１．２．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 従って、ＮＯｘ吸収触媒を実際に使用するために、触媒の正常な機能を検査す
るための監視方法または診断方法が重要である。従来の一般的な触媒診断方法の
場合には、触媒の酸素吸収能力が酸素センサによって測定され、触媒変換および
エミッション状態と関連する。この従来の触媒診断方法は希薄混合気燃焼方法に
は適していない。将来の希薄混合気燃焼のためにエミッションを決定する運転範
囲であるλ＞１の運転の場合、排気ガス中の持続的な残留酸素のために、充分な
分解能を有する利用可能な信号が酸素センサから出力されない。 英国特許出願公開第２３１５５６９号明細書は、窒素酸化物のエミッションが
少ない、内燃機関、特にディーゼルエンジンの運転方法と装置を開示している。
内燃機関の後にＮＯｘ触媒が接続配置されている。この触媒の機能は、その手前
または後に接続配置されたＮＯｘセンサを用いて、触媒に流入する排気ガスとそ
れから流出する排気ガスのＮＯｘ濃度を測定することによって監視される。効果
的な触媒による窒素酸化物還元のために適した温度範囲（この温度範囲の維持は
触媒温度センサによって監視される）内でＮＯｘ触媒の機能が低下している場合
、自動的に警報信号が表示される。この場合、機能を再び生じるためのＮＯｘ触
媒の再生は考慮されていない。 特開平７−１６６８５１号公報は、内燃機関用エミッション制御装置を開示し
ている。このエミッション制御装置の後にはＮＯｘ吸収体が接続配置されている
。このＮＯｘ吸収体の機能は同様に、手前または後に接続配置されたＮＯｘセン
サを用いて、その中に流入する排気ガスと流出する排気ガスのＮＯｘ濃度を測定
することによって監視される。場合によっては、監視のために、後に接続配置さ
れたＮＯｘセンサだけが使用される。機能が低下している場合には、ＮＯｘ吸収
体は自動的に再生される。触媒故障の認識と信号化はこの文献には記載されてい
ない。 米国特許第５８８１６８６号明細書は、ＮＯｘ吸収触媒を後に接続配置したデ
ィーゼルエンジンを運転するための方法と装置を開示している。この場合、ＮＯ
ｘ吸収触媒の後の排気ガスのＮＯｘ濃度は、後続配置のＮＯｘセンサによって測
定され、所定のＮＯｘ閾値と比較される。この閾値を上回ると、ＮＯｘ吸収触媒
のＮＯｘ再生が自動的に行われる。触媒故障の認識と信号化はこの文献にも記載
されていない。 米国特許第５４２６９３４号公報は後続配置されたＮＯｘ触媒を備えた希薄混
合気燃焼式内燃機関のための排気ガス浄化装置を開示している。触媒に流入する
排気ガスと流出する排気ガスのＮＯｘ濃度を測定するために、触媒の手前または
後に各々１個のＮＯｘセンサが接続配置されている。更に、酸素含有量を測定す
るための酸素センサがＮＯｘ触媒の手前に接続配置されている。センサはセンサ
信号を検出および評価しかつ測定されたＮＯｘ濃度から触媒の有効性を求めるた
めの付設の評価装置に接続されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 この課題の第１の部分は請求項１記載の方法によって解決される。この場合、
好ましい実施形は従属請求項から推測可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 本発明による方法の場合、ＮＯｘ吸収触媒の手前と後で排気ガス中のＮＯｘ濃
度を測定し、ＮＯｘ流量に換算する。この値から、固有のＮＯｘ吸収効率を求め
、充分に機能しないかまたは欠陥のある吸収触媒を示す閾値と比較する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 触媒作用または吸収効率の低下が、触媒損傷または触媒故障に起因するだけで
なく、例えば高すぎる窒素酸化物負荷およびまたは可逆の硫黄汚染に起因すると
考えることができるので、閾値を上回るときに、好ましくは先ず最初に、少なく
ともＮＯｘ再生およびまたは脱硫を行い、吸収効率が新たに求められる。予め定
めた閾値を新たに上回るときに初めて、不可逆の触媒損傷であると見なされ、表
示される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 この方法を実施するための本発明による排ガス装置は、ＮＯｘ吸収触媒を備え
、このＮＯｘ吸収触媒の手前または後には、触媒に流入する排気ガスおよびまた
はこの触媒から流出する排気ガスの酸素比を測定するために、それぞれ１個の酸
素センサが接続配置されている。ＮＯｘ吸収触媒の手前または後には更に、流入
する排気ガスまたは流出する排気ガス中のＮＯｘ濃度を測定するために、ＮＯｘ
センサが接続配置されている。それに追加してまたはその代わりに、流入する排
気ガスＮＯｘ濃度は、付設のモデル化装置によって決定可能であるので、手前に
接続配置されたＮＯｘセンサは省略可能である。本発明による排気ガス浄化装置
は更に、センサ信号を評価するための評価装置と、本発明による上記の監視方法
または診断方法を制御するための制御装置を備えている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】 使用されるセンサがゼロ点ドリフトと特性曲線オフセットに関して適応されて
いると有利である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドリュックハンマー・イェンス ドイツ連邦共和国、38108 ブラウンシュ ヴァイク、ヴィッヒェルンストラーセ、47 ベー (72)発明者 シュルツェ・フランク ドイツ連邦共和国、38533 フォーアドル フ、アン・デア・シューレ、７ Ｆターム(参考） 3G091 AA12 AB09 BA14 BA33 DA08 DB01 DB02 DB10 EA02 EA18 EA33 EA34 HA36 HA37 4D048 AA06 AB02 AB07 BC01 BD02 CC38 CD06 CD08 DA01 DA02 DA03 DA08 DA13 DA20 EA04 【要約の続き】 算することもできる。排気ガス浄化装置は更に、触媒温 度を測定するために手前およびまたは後に接続配置され た温度センサを備えることができる。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 希薄混合気燃焼の内燃機関（１２）の後に接続配置されたＮ
    Ｏｘ吸収触媒（１４）を監視するための方法において、 ａ）ＮＯｘ吸収触媒（１４）の手前と後で排気ガス中のＮＯｘ濃度を測定し、 ｂ）このようして測定されたこの排気ガス中のＮＯｘ濃度から、ＮＯｘ吸収効率 ＥＴＡＮＯＸを求め、 ｃ）このようにして求められたＮＯｘ吸収効率ＥＴＡＮＯＸを、予め定めた第１ の閾値ＮＯｘＭＡＸと比較し、この閾値を上回るときに、 ｄ）触媒の欠陥を表示する ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 第１の閾値ＮＯｘＭＡＸを上回るときに、先ず最初に少なく
    ともＮＯｘ再生およびまたは脱硫を行い、方法ステップａ）からｃ）までを繰り
    返すことによって、ＮＯｘ吸収効率ＥＴＡＮＯＸが新たに求められ、かつ第１の
    閾値ＮＯｘＭＡＸと比較され、この閾値を新たに上回って初めて、触媒の欠陥が
    表示されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 監視方法を開始するためにおよび監視方法を実施する際に、
    触媒負荷、触媒温度Ｔ kat および排気ガスの酸素含有量、すなわちラムダ値に
    関する予め定めた条件を満たさなければならないことを特徴とする請求項１また
    は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）のＮＯｘ負荷が予め定めた第２の閾
    値よりも低いことを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）が完全に再生されることを特徴とす
    る請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 触媒温度Ｔ kat が予め定めた温度範囲ＴＫＡＴＭＩＮ＜Ｔ kat ＴＡＫＡＴＭＡＸ内にあることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つ
    に記載の方法。
  7. 【請求項７】 温度範囲が２００〜６００°Ｃであることを特徴とする請求
    項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）の手前およびまたは後のラムダ値が
    １よりも大きいことを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載の方法。
  9. 【請求項９】 希薄混合気燃焼運転が付設のエンジン制御装置によって表示
    されることを特徴とする請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 方法の開始によって、時間関数Ｔ ＤＩＡＧがスタートし
    、予め定めた診断時間に達したときに、検出されたＮＯｘ吸収効率ＥＴＡＮＯＸ ＥＲＧＥＢが記憶されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載
    の方法。
  11. 【請求項１１】 記憶された吸収効率ＥＴＡＮＯＸ ＥＲＧＥＢがカウント
    され、予め定めた記憶値の数に達した後で平均が求められ、このようにして求め
    られた平均値ＥＴＡＮＯＸ ＭＩＴＴＥＬが第１の閾値ＮＯｘＭＡＸと比較され
    ることを特徴とする請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 検出された吸収効率が診断時間Ｔ ＤＩＡＧ内で求められ
    た平均触媒温度ＴＫＡＴ mit によって重み付けされることを特徴とする請求項
    １０または１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 ＮＯｘ吸収効率ＥＴＡＮＯＸが平均触媒温度ＴＫＡＴ mi
    t の関数として定められ、かつマップに記憶され、このマップの特性的な変化か
    ら、ＮＯｘ吸収触媒（１４）の老化または汚染現象または触媒欠陥が診断される
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 特性的な変化が、所定の温度での吸収効率の低下、所定の
    温度範囲にわたる吸収効率の低下の平均値の変化または所定の効率の達成時の触
    媒温度の変化によって決定されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）の後の排気ガス中のＮＯｘ濃度ま
    たはＮＯｘ流量ＭＮＯＮＫが、吸収触媒の充填レベルと空間速度ＲＧに依存して
    重み付けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 平均触媒温度ＴＫＡＴ mit がＮＯｘ吸収触媒（１４）の
    手前と後に配置された温度センサによって測定されるかまたは付設のエンジン制
    御装置に存在する情報から計算されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれ
    か一つに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）に流入する排気ガスおよびまたは
    この触媒から流出する排気ガスのラムダ値とＮＯｘ濃度が、手前または後に接続
    配置された多機能センサによって測定され、この多機能センサがＮＯｘに反応し
    酸素に反応する測定装置を含んでいることを特徴とする請求項１〜１６のいずれ
    か一つに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）と、その後に接続配置された酸素
    センサ（１８）およびＮＯｘセンサ（２２）とを備えた、希薄混合気燃焼式内燃
    機関（１２）のための排気ガス浄化装置において、ＮＯｘ吸収触媒（１４）の手
    前に酸素センサ（１６）が接続配置され、ＮＯｘ吸収触媒（１４）の手前にＮＯ
    ｘセンサ（２０）が接続配置され、およびまたは排気浄化装置がＮＯｘ吸収触媒
    （１４）に流入する排気ガス中のＮＯｘ濃度を求めるためのモデル化装置を備え
    ていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
  19. 【請求項１９】 ＮＯｘ吸収触媒（１４）の手前およびまたは後に温度セン
    サが接続配置されていることを特徴とする請求項１８記載の排気ガス浄化装置。
  20. 【請求項２０】 手前およびまたは後に接続配置されたセンサ（１６，２０
    または１８，２２）がそれぞれ多機能センサに統合され、この多機能センサがＮ
    Ｏｘに反応し酸素に反応する測定装置を含んでいることを特徴とする請求項１８
    または１９記載の排気ガス浄化装置。
  21. 【請求項２１】 センサ（１６〜２２）がゼロ点ドリフトと特性曲線オフセ
    ットに関して適応されていることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一つ
    に記載の排気ガス浄化装置。
  22. 【請求項２２】 センサ信号を評価するためおよびまたは請求項１〜１７の
    いずれか一つに記載の方法を制御するために、評価装置およびまたは制御装置を
    備えていることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか一つに記載の排気ガス
    浄化装置。
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