KR100641462B1 - ＮＯｘ 저장 촉매 컨버터의 재생 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법에 관한 것이다. 연료 소비 및 배기의 관점에서 희박 내연 기관용 NOx 저장 촉매 컨버터의 재생을 최적화하기 위해, 재생제의 농도는 재생 단계 동안 상기 NOx 촉매 컨버터의 하부에 배치된 산소 센서의 신호(UL)에 따라 변화된다. 따라서, 촉매 컨버터를 통과하는 재생제량이 최소화될 수 있다.

Description

ＮＯｘ 저장 촉매 컨버터의 재생 방법 {METHOD FOR REGENERATING AN NOx STORAGE CATALYTIC CONVERTER}
본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법에 관한 것이다.
오토모터식 구동 장치를 갖는 자동차의 연료 소비를 줄이기 위해, 희박 혼합기(lean mixture)로 구동되는 내연 기관이 점차 더 자주 사용되고 있다. 요구된 배기 가스 방출 한계치를 충족시키기 위해 상기와 같은 내연 기관에는 특수한 배기 가스 후처리가 필요하다. 이를 위해, NOx 저장 촉매 컨버터가 사용된다. 상기 NOx 저장 촉매 컨버터는 코팅되었기 때문에 저장 단계 동안 희박 연소시 생성되는 배기 가스로부터 나온 NOx 화합물을 흡착할 수 있다. 흡착된 또는 저장된 NOx 화합물은 재생 단계 동안 환원제의 첨가에 의해 무해한 화합물로 변환된다. 희박 연소식 오토형(Otto) 내연 기관용 환원제로는 CO, H2 및 HC(탄화 수소)가 사용될 수 있다. 상기 환원제들은 농후 혼합기(rich mixture)에 의한 내연 기관의 단기 구동에 의해 생성되어 배기 가스 성분으로서 NOx 저장 촉매 컨버터에 공급됨으로써, 촉매 컨버터에 저장되어 있던 NOx 화합물이 분해된다.
그러한 NOx 저장 촉매 컨버터의 저장 효율은 문헌에 기록된 수많은 작동 변수에 따라 좌우된다. 1차 작동 변수는 촉매 컨버터 배출 정도를 나타내는데, 다시 말해 희박 구동 단계가 점점 더 지속됨에 따른 NOx의 저장에 의해 저장 효율이 연속적으로 감소되기 때문에, 배기 가스 한계치 또는 부가의 구동 조건의 고려하에 농후 연소식 구동, 즉 재생 구동으로 전환될 필요가 있다. 재생 구동시 연료 소비 및 배기와 관련하여 하기의 요구 조건들이 제기된다. 즉,
- NOx 저장 촉매 컨버터의 재생이 연료 소비 효율 및 배기에 유리하게 이루어지도록 하기 위해서 재생제가 가능한 한 중단없이 제공되어야 한다. 다시 말해 운전 용이도(driveability)의 조건으로 인정될 수 있는 가능한 한 농후한 혼합기(예컨대, 람다(λ)= 0.7 - 0.8)가 선택되어야 한다.
- 재생 구동에 의해 나타나는 NOx 탈착 피크점에서는 배기와 관련된 이유로 가능한 한 적은 양의 NOx가 외부로 배출되어야 한다.
- 재생제 분해시 NOx 저장 촉매 컨버터로부터 배출되는 재생제의 양이 가능한 한 적어야 한다.
전술한 1차적 요건들을 최적의 재생 단계로 변환하는 것은 전환 시점에 산출된 배출량의 부정확성 및 재생제 요구량 검출의 부정확성으로 인해 매우 어려워진다.
이러한 문제점의 공지된 해결책은 현재 배출량, 재생제 요구량 또는 재생 기간의 검출을 위한 가변식 모델 계산(model calculation)을 기초로 하는데, 이때 모델의 품질(구조 및 보정)이 전술한 문제점의 해결 품질을 결정한다(예컨대 DE 195 17 168 A1에 공지되어 있음).
EP 0 597 106 A1에는 NOx 저장 촉매 컨버터에 의해 흡착된 NOx 화합물의 양이 내연 기관의 구동 데이터에 따라 산출되는 NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법이 공지되어 있다. NOx 저장 촉매 컨버터에 저장된 NOx의 규정된 한계량을 초과할 때 재생 단계가 시작된다. 그러나 이러한 방식으로 배기 가스 방출 한계치가 확실히 지켜지는 것은 아니다.
본 발명의 목적은 재생제 요구량이 연료 소비 및 배기와 관련하여 가장 적합하게 산출됨으로써, 농후 연소식 구동으로부터 희박 연소식 구동으로의 전환 시점이 가능한 한 정확하게 결정될 수 있게 하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은 청구항 1항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.
본 발명에 따른 방법의 장점은 재생제량이 배기 가스 내에 함유된 산소의 양에 따라 변화된다는 것이다. 또한, 배기 가스 내에 함유된 산소량이 희박 연소식 구동으로부터 농후 연소식 구동으로의 전환을 트리거링하는데 사용됨으로써, 재생제 첨가(dosing)의 정확도가 증가된다. 흐름 방향으로 볼 때 NOx 저장 촉매 컨버터의 하부에 있는 배기 가스 내에 함유된 산소량에 상응하는 프로브 신호를 사용함으로써, NOx 저장 촉매 컨버터의 실제 NOx 배출의 분산시 나타나는 모든 부정확성이 보상된다. 왜냐하면, 농후 연소식 구동 동안 재생제가 사용되는 경우에만, 재생제가 촉매 컨버터에 저장된 NOx의 분해에 대해 능동적으로 관여되기 때문이다.
그러한 NOx 저장 촉매 컨버터에 따른 프로브 신호를 고려하여, 재생의 시작시 재생제량이 연료 소비 및 배기와 관련하여 최적으로 선택될 수 있다(LAM_SOLL = 0.7 내지 0.8). 재생의 시작시 달성된 최대값에 비해 재생이 지속되는 동안 배기 가스 내에 함유된 산소량이 연속적으로 감소될 경우, 재생제량은 값 0에 근접할 때까지 단계적으로 람다값 = 1에 매칭된다. 이와 같이 재생제량이 변화됨으로써, 배기 가스에 함유된 산소량에 상응하는 재생제량의 정밀 도우징에 의해 재생제 분해가 최소화될 수 있다.
본 발명은 하기의 도면에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1은 NOx 저장 촉매 컨버터를 갖는 내연 기관의 개략도,
도 2는 내연 기관의 농후 연소식 구동시 공기비(람다)의 변화가 없을 경우의 재생을 위한 상이한 신호들의 시간에 따른 파형에 대한 다이어그램,
도 3은 내연 기관의 농후 연소식 구동시 공기비(람다)의 변화가 있을 경우의 재생을 위한 상이한 신호들의 시간에 따른 파형에 대한 다이어그램.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 적용된, 배기 가스 후처리 장치를 갖는 내연 기관의 블록도이다. 상기 도면에는 본 발명의 이해에 필요한 부분 및 부품만 도시되어 있다.
내연 기관(10)은 흡기 시스템(11) 및 배기 시스템(12)을 갖는다. 상기 흡기 시스템(11) 내에 연료 측정 장치가 배치되며, 상기 연료 측정 장치 중 하나의 분사 밸브(13)만 개략적으로 도시되어 있다. 흡입관 내로 분사하는 방법의 대안으로 연료를 내연 기관의 실린더 내로 직접 분사할 수도 있다(직접 분사). 상기 배기 시스템(12) 내에는 희박 배기 가스용 배기 가스 후처리 장치가 제공된다. 상기 배기 가스 후처리 장치는 모터 가까이에 있는 삼원 촉매 컨버터(three way catalyst; 14), 즉 예비 촉매 컨버터 및 배기 가스 흐름으로 볼 때 하부에 연결된 NOx 저장 촉매 컨버터(15)로 이루어진다. 상기 예비 촉매 컨버터(14)의 선택 및 치수 설계에 있어서, 활성화(Light off) 특성 이외에도 산소 저장 능력이 고려될 수 있다. 농후 연소식 구동시 공급된 재생제량이 가능한 한 감소되지 않으면서 NOx 저장 촉매 컨버터(15)에 제공되도록 하기 위해, O2 저장 용량을 최소화하는 것이 바람직하다. 내연 기관의 희박 연소식 구동시 예비 촉매 컨버터(14) 내에서 이미 진행된 HC 및 CO의 산화는 NOx 저장 효율에 유리하게 작용한다.
NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 코팅시 귀금속 성분에 의해 화학량론적 작동 범위에 있는 삼원 기능이 함께 통합된다.
상기 배기 가스 후처리 장치용 센서 메커니즘의 최소 구성에는 흐름 방향으로 볼 때 예비 촉매 컨버터(14)의 상부에 있는 산소 센서(16), 예비 촉매 컨버터(14)와 NOx 저장 촉매 컨버터(15) 사이의 연결관 내에 상기 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 유입구에 가깝게 제공된 온도 센서(17) 및 흐름 방향으로 볼 때 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 하부에 있는 추가 산소 센서(18)가 포함된다.
상기 산소 센서(16)로는 바람직하게 광대역 람다 프로브가 사용되며, 상기 센서는 배기 가스 내에 함유된 산소량에 따라 일정한, 예컨대 선형 출력 신호를 송출한다. 상기 광대역 람다 프로브(16)의 신호에 의해 희박 연소식 구동 동안 및 농후 혼합기를 사용한 재생 단계 동안의 공기비가 규정된 목표값에 상응하게 조절된다. 바람직하게 내연 기관(10)의 작동을 제어하는 제어 장치(20) 내로 통합되는, 공지된 람다 조절 장치(19)가 이러한 기능을 수행한다. 통상적으로 하나의 마이크로프로세서를 포함하고 연료 분사 및 점화 이외에도 다수의 부가 제어 및 조절 기능, 특히 배기 가스 후처리 장치의 제어를 수행하는 상기와 같은 전자 제어 장치는 이미 공지되어 있기 때문에, 하기에는 단지 본 발명에 관련된 구조 및 그의 기능만 설명된다. 특히 상기 제어 장치(20)는 특히 특성 곡선 및 상이한 한계치들이 저장되어 있는 메모리 장치(21)에 연결되며, 상기 특성 곡선 및 한계치의 각각의 의미는 하기의 도면 설명에 의해 더 자세히 설명될 것이다.
이론 공연비(stoichiometric mixture ratio)로의 구동시 최적의 공연비 폭(lambda window) 내에서 내연 기관의 연료/공기 혼합을 조절하기 위해, NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 하부(후방)에 연결되면서 가이드 프로브로서 형성된 산소 센서(18)의 신호가 필요하다. 상기 산소 센서(18)로는 바람직하게 산화 지르코늄(ZrO2)을 기재로 하는 2진 람다 프로브(2점 람다 프로브)가 사용되며, 상기 2진 람다 프로브는 람다값이 λ=1 일 때 상기 프로브의 출력 신호와 관련하여 점프 특성을 나타낸다. NOx 저장 촉매 컨버터의 하부에 배치된 람다 프로브의 프로브 신호는 메모리 재생의 제어 및 예컨대 산소 또는 NOx 저장 용량과 같은 모델값의 적응을 위해 사용된다.
산소 센서(18)로서 2진 람다 프로브 대신, 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위해 흐름 방향으로 볼 때 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 하부에 있는 산소 농도에 상응하는 신호를 송출하는 다른 센서도 사용될 수 있다. 따라서, 광대역 람다 프로브(일정한 람다 프로브) 이외에도 특히 NOx 센서도 사용될 수 있으며, 상기 NOx 센서의 출력 신호로부터 배기 가스 내에 함유된 산소 농도를 나타내는 값이 도출될 수 있다. 이러한 측정 센서는 예컨대 N. Kato 외 공저, "Performance of Thick Film NOx Sensor on Diesel and Gasoline Engines", Society of Automotive Engineers, Publ. No. 970858에 공지되어 있다. 이러한 전류검출식(amperometric) NOx 측정 센서의 신호는 람다값 또는 배기 가스 내에 함유된 산소 농도를 나타내며, 2점 특성을 가진다. 다시 말해, 람다가 1인 범위에서 람다 변화가 적을 때 신호는 크게 변경된다.
시스템의 연료 소비 및 배기를 최적으로 제어하기 위해 필요한 NOx 저장 촉매 컨버터의 온도는 온도 모델에 의해 온도 센서(17)의 센서 신호로부터 산출된다. 이러한 측정 신호를 기초로 하여 촉매 컨버터 가열 또는 보호 처리도 시작된다. 이에 대한 대안으로서 온도 센서가 NOx 저장 촉매 컨버터의 하우징 내에 직접 배치됨으로써, NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 온도가 직접 측정될 수도 있다.
또한, 상기 제어 장치(19)는 개략적으로 도시된 데이터 라인 및 제어 라인(22)을 통해 내연 기관에 할당된 부가의 센서들 및 작동기에 연결된다.
하기의 도면들은 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 재생시 재생제의 매칭을 수반하는 재생제 분해(도 2) 및 재생제 매칭을 수반하지 않는 재생제 분해(도 3)를 구체적으로 도시한다.
도 2는 산소 센서(18)의 출력 신호(UL)의 시간에 따른 파형을 도시한 것으로, 여기서는 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 재생 단계 이전, 재생 단계 동안 및 재생 단계 이후의 2진 람다 프로브의 신호가 도시되었다. 여기서, 상기 2진 람다 프로브의 전기 회로는 배기 가스 내에 함유된 산소량이 과잉일 때(희박 연소식 구동) 낮은 출력 전압을 송출하고 산소 결핍시(농후 연소식 구동) 높은 출력 전압을 송출한다.
또한 상기 다이어그램에는 내연 기관을 구동시키는 람다 목표값(LAM_SOLL)의 특성곡선이 도시되어 있다. NOx 저장 촉매 컨버터(15)가 재생 단계에 들어가기 전에는 내연 기관이 희박 혼합기(LAM_SOLL=1.4)에 의해 구동된다. 시점(t0)에서 재생 단계가 시작될 때, 람다 목표값(LAM_SOLL)은 값(LAM_SOLL=1.4)으로부터 농후 혼합기를 표시하는 값(LAM_SOLL=0.8)으로 점프된다. 전체 재생 단계 동안 공기비 람다(LAM_SOLL)는 일정하게 유지된다. 시점(t1)에서 재생 단계가 종료된 후에 내연 기관은 재차 희박 혼합기에 의해 작동된다.
또한, 도 2의 다이어그램에서는 흐름 방향으로 볼 때 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 하부에 있는 재생제인 탄화수소 및 일산화탄소의 시간에 따른 농도가 HC_down 및 CO_down으로 표기되어 있다. CO_down-신호 및 시간축(t)의 곡선 프로파일로 둘러싸인 면적은 분해된 재생제의 양(재생제 통과량)에 대한 척도로서 간주될 수 있다.
도 3에 따른 다이어그램은 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 재생 단계 동안 흐름 방향으로 볼 때 NOx 저장 촉매 컨버터의 하부에 있는 산소 센서(18)의 출력 신호에 따라 재생제 농도가 변경될 경우에 대해, 도 2에서와 동일한 신호 파형을 도시한다.
NOx 저장 촉매 컨버터(15)에 따른 신호 함량을 검출하기 위해 2진 람다 프로브(ZrO2 프로브)의 신호가 재사용된다. 내연 기관이 재생 단계로 들어가기 전에 희박 혼합기(LAM_SOLL=1.4)에 의해 구동되었기 때문에, 이러한 프로브 신호의 재생 시작시 재생 람다가 LAM_SOLL=0.8 일 때 전형적으로 0.08 V의 값에 도달된다(흐름 방향으로 볼 때 NOx 저장 촉매 컨버터의 하부에 있는 배기 가스 내에 함유된 산소 과잉의 표시기). 제시된 값은 여러 가지 영향에 따라, 특히 배기 가스 온도에 따라 좌우됨으로써, 정해진 배기 가스 온도에서 특정한 프로브 타입에 적용된다. 이러한 값은 재생 단계의 시작 시점에 검출되어, 전자 제어 장치(20)의 메모리 장치(21) 내에 최소값(UL_MIN)으로 저장된다.
재생이 계속 진행되면 프로브 신호(UL)는 최소값에 비해 천천히 상승한다. 저장된 최소값(UL_MIN)과의 비교에 의해 이제 값(LAM_SOLL)의 매칭을 이용하여 재생제량의 감소가 실행될 수 있다. 이를 위해, 2진 람다 프로브의 신호가 정해진 시간 간격(주사 래스터)으로 검출되고 저장된 최소값(UL_MIN)과 실제로 존재하는 값(UL) 간의 차이(ΔUL)가 형성된다. 이어서, 이러한 차이(ΔUL)에 대해 메모리 장치(21) 내에 저장된 특성 곡선(KF)으로부터 희박 혼합기 방향으로의 람다값(LAM_SOLL)의 이동에 대한 종속값(Δλ)이 판독된다. 이러한 희박 혼합기(도 3의 영역 I) 방향으로의 람다값의 이동에 의해 재생제의 농도가 하강된다. 신호(UL)가 비교적 크게 상승될 경우, 즉 차이(ΔUL)가 비교적 커질 경우, 화학량론적 값(도 3의 영역 II)에 람다값(LAM_SOLL)이 더 크게 매칭되고 환원제 분해가 달성될 때까지, 다시 말해 재생이 중단되어야만 할 정도의 차이(ΔUL)에 대해 미리 주어진 목표값(SW2)이 초과될 때까지 상기 값(λ
Figure 112006022512046-pct00001
0.98-0.99)의 근방에서 유지된다.
차이(Δλ)가 미리 주어진 한계치(SW2)를 초과할 경우, 다시 말해 NOx 저장 촉매 컨버터 이후의 배기 가스 내에 함유된 산소량이 거의 0에 가깝고 즉시 재생제 분해가 이루어질 경우, 곧바로 희박 연소식 구동으로의 전환이 실시된다.
본 발명의 더욱 간단한 실시예에서는 특성 곡선(KF)에 의해 람다 목표값(LAM_SOLL)의 연속 매칭이 이루어지는 것이 아니라, 차이(ΔUL)의 제 1 한계치(SW1)가 달성되면 즉시 람다 목표값(LAM_SOLL)이 거의 λ=1에 가깝게, 예컨대 0.97로 조절되고 제 1 한계치보다 훨씬 더 높은 제 2 한계치(SW2)가 달성될 때는 희박 연소식 구동으로 전환된다.
출력 전압(UL)의 차(ΔUL)와 람다 이동(Δλ) 간의 함수 배열 및 한계치(SW1, SW2)의 크기는 실험에 의해 검출된다.
도 2와 도 3의 다이어그램의 비교를 통해, NOx 저장 촉매 컨버터 이후의 산소 센서의 신호를 기초로 하는 람다 목표값(LAM_SOLL)의 조절에 의한 재생제의 매칭으로 인해 CO_down-신호의 곡선 아래로 훨씬 더 작은 면적이 형성된다는 사실을 알 수 있다. 이는 재생제 분해가 더 적게 나타난다는 것을 의미한다.

Claims (9)

  1. NOx 저장 촉매 컨버터(15)를 적어도 부분적으로 과잉 공기에 의해 구동되는 내연 기관(10)의 배기 시스템(12) 내에 배치하고,
    상기 내연 기관(10)이 희박 공연비로 구동되면 상기 NOx 저장 촉매 컨버터가 저장 단계 동안 NOx를 흡착하며,
    상기 NOx 저장 촉매 컨버터는 재생제가 첨가되는 재생 단계에서 저장된 NOx를 촉매 작용에 의해 변환시키며,
    상기 내연 기관(10)이 상기 저장 단계에 비해 단시간동안 이론 공연비 또는 농후 공연비(LAM_SOLL)로 구동됨으로써 상기 재생제를 공급하고,
    흐름 방향으로 볼 때 상기 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 하부(후방)에 있는 배기 가스 내에 함유된 산소 농도를 검출하는 센서(18)를 갖는 NOx 저장 촉매 컨버터(15)의 재생 방법에 있어서,
    상기 재생 단계의 시작시 산소 농도에 대한 정보를 포함하는 상기 센서(18)의 출력 신호(UL)를 검출하고, 상기 출력 신호 값을 최소값(UL_MIN)으로 저장하며,
    상기 재생 단계 동안 상기 센서(18)의 출력 신호(UL)를 정해진 간격으로 검출하여 각각 실제값(UL)과 상기 최소값(UL_MIN) 간의 차(ΔUL)를 구하고,
    상기 차(ΔUL)의 값에 따라 상기 출력 신호(UL)가 한계치(SW2)에 도달될 때까지 공기비(LAM_SOLL)를 변경시키고, 이어서 상기 내연 기관(10)의 구동 모드를 이론 공연비 구동 모드 또는 희박 연소식(lean burn) 구동 모드로 전환시킴으로써,
    상기 재생 단계 동안 재생제의 농도를 공연비(LAM_SOLL)의 변동에 의해 검출된 산소 농도에 따라 희박 혼합기의 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 하는,
    NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생제의 농도를 희박 혼합기의 방향으로 단계적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는,
    NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차(ΔUL)에 따라 상기 내연 기관(10)에 할당된 제어 장치(20)의 메모리 장치(21)의 특성도(KF)로부터 공연비(LAM_SOLL)의 희박 혼합기 방향으로의 이동에 대한 값(Δλ)을 판독하는 것을 특징으로 하는,
    NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 단계 동안 산소 농도에 대한 정보를 포함하는 센서(18)의 출력 신호(UL)를 정해진 간격으로 검출하고,
    상기 신호를 제 1 한계치(SW1)와 비교하여 상기 제 1 한계치(SW1)를 초과할 경우 공연비(LAM_SOLL)를 화학량론적 혼합물에 대한 값에 근사하도록 희박 혼합기의 방향으로 이동시키며,
    상기 출력 신호(UL)를 계속 검출하여 제 2 한계치(SW2)를 초과하면 상기 내연 기관(10)의 구동 모드를 상기 이론 공연비 구동 모드 또는 상기 희박 연소식 구동 모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서(18)로서 2진 람다 프로브를 사용하며, 상기 프로브는 람다값이 정확하게 1일 때 상기 프로브의 출력 신호와 관련하여 점프 특성을 갖는 것을 특징으로 하는,
    NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서(18)로서 광대역 람다 프로브를 사용하며, 상기 프로브는 배기 가스 내에 함유된 산소량에 따라 일정한 출력 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는, NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서(18)로서 NOx 센서를 사용하며, 상기 센서의 출력 신호로부터 산소 농도를 나타내는 변수를 도출하는 것을 특징으로 하는,
    NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101467190B1 (ko) * 2007-09-27 2014-12-01 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 스토리지 촉매 변환기의 재생 방법

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3858554B2 (ja) * 2000-02-23 2006-12-13 株式会社日立製作所 エンジン排気浄化装置
DE10011920B4 (de) * 2000-03-11 2011-01-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine der Ottobauart
DE10023049B4 (de) * 2000-05-11 2008-04-30 Volkswagen Ag Verfahren zur Bestimmung eines Montagepunktes eines Vorkatalysators im Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine
DE10025076B4 (de) * 2000-05-20 2008-04-30 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur Steuerung/Regelung der Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
JP3687495B2 (ja) * 2000-06-26 2005-08-24 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10034874B4 (de) * 2000-07-18 2004-01-22 Siemens Ag Verfahren zum Adaptieren einer NOx-Rohkonzentration
DE10035525A1 (de) * 2000-07-21 2002-02-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben eines Katalysators
DE10057936A1 (de) * 2000-11-22 2002-05-23 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators
DE10057938A1 (de) * 2000-11-22 2002-05-23 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators
DE50114044D1 (de) * 2000-11-22 2008-08-07 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtungen zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators
US6453661B1 (en) * 2001-06-20 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. System and method for determining target oxygen storage in an automotive catalyst
DE10160704B4 (de) * 2001-12-11 2013-07-18 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb von Abgasreinigungsvorrichtungen
FR2843044B1 (fr) * 2002-07-31 2005-04-08 Renault Sa Procede et dispositif de gestion du fonctionnement d'un piege a oxydes d'azote pour un moteur a combustion interne fonctionnant en melange pauvre.
DE10239258A1 (de) * 2002-08-22 2004-03-04 Volkswagen Ag Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit einer Kraftstoffregelungsvorrichtung
DE10241500B4 (de) * 2002-09-07 2004-08-12 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Stickoxid-Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges
DE10255308B4 (de) * 2002-11-27 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuereinrichtung zur Regeneration eines katalytischen Volumens im Abgas eines Verbrennungsmotors
DE10305635B4 (de) * 2003-02-11 2011-01-13 Continental Automotive Gmbh Abgasreinigungsverfahren für Magerbrennkraftmaschinen
DE10312440B4 (de) * 2003-03-20 2006-04-06 Siemens Ag Abgasreinigungsverfahren für Magerbrennkraftmaschinen
DE10351590A1 (de) * 2003-11-05 2005-06-02 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges
FR2871849B1 (fr) 2004-06-17 2006-09-08 Renault Sas Procede et dispositif pour gerer le fonctionnement d'un piege a oxydes d'azote, et diagnostiquer son etat de vieillissement
GB2424197B (en) * 2005-03-15 2009-01-14 Ford Global Tech Llc A method for adaptively controlling the regeneration of a lean nox trap
DE102008043706B4 (de) * 2008-11-13 2013-09-05 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden in Abgasen
DE102013200538A1 (de) * 2013-01-16 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Systemgröße
AT516469B1 (de) 2014-11-07 2018-06-15 Avl List Gmbh Verfahren zur gezielten generierung von nh3 während des regenerationsvorgangs eines nox-speicherkatalysators
FR3030620B1 (fr) * 2014-12-22 2018-03-09 Renault S.A.S Procede de purge d'un piege a oxydes d'azote et dispositif de motorisation associe
GB2538961B (en) * 2015-06-01 2017-10-11 Ford Global Tech Llc A method of adaptively controlling purging of a lean NOx trap
JP7044022B2 (ja) 2018-09-25 2022-03-30 株式会社デンソー 排気浄化システムの制御装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993008383A1 (fr) * 1991-10-14 1993-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif d'echappement et d'epuration pour moteurs a combustion interne
JP2692530B2 (ja) * 1992-09-02 1997-12-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
EP0636770B1 (en) * 1993-01-19 1999-09-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas cleaning device for an internal combustion engine
DE19517168B4 (de) * 1994-05-10 2004-06-24 Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. Vorrichtung und Verfahren für die Steuerung eines Verbrennungsmotors
JP2836522B2 (ja) * 1995-03-24 1998-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JPH1071325A (ja) * 1996-06-21 1998-03-17 Ngk Insulators Ltd エンジン排ガス系の制御方法および触媒／吸着手段の劣化検出方法
WO1998055742A1 (de) * 1997-06-03 1998-12-10 Siemens Aktiengesellschaft VERFAHREN ZUR REGENERATION EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS
EP0898067B1 (en) * 1997-08-21 2004-03-17 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying system of internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101467190B1 (ko) * 2007-09-27 2014-12-01 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 스토리지 촉매 변환기의 재생 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1117917B1 (de) 2002-07-17
EP1117917A1 (de) 2001-07-25
DE59902070D1 (de) 2002-08-22
DE19844082C1 (de) 1999-10-14
KR20010075350A (ko) 2001-08-09
WO2000019075A1 (de) 2000-04-06

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