DE102008030755A1

DE102008030755A1 - Method for adding a reagent to the exhaust system of a mobile internal combustion engine

Info

Publication number: DE102008030755A1
Application number: DE102008030755A
Authority: DE
Inventors: Jan Hodgson; Rolf BRÜCK
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2009-12-31
Also published as: WO2009156272A1

Abstract

Verfahren zur Zugabe eines Reaktionsmittels (1) zu einem katalytischen Konverter (2) mit einer Speicherbeschichtung (3) im Abgassystem (4) einer Verbr (6) der Speicherbeschichtung (3) in einem Abgas-Einströmbereich (7) des katalytischen Konverters (2) bestimmt wird und eine Zugabe von Raktionsmittel (1) vorgenommen wird, wenn der Sättigungsgrad (6) der Speicherbeschichtung (3) im Abgaseinströmbereich (7) kleiner als ein vorgegebener Grenzwert (8) ist. Das Verfahren ist insbesondere bei der Durchführung eines SCR-Verfahrens geeignet.Method for adding a reaction medium (1) to a catalytic converter (2) with a storage coating (3) in the exhaust system (4) of a burn-off (6) of the storage coating (3) in an exhaust gas inflow region (7) of the catalytic converter (2) is determined and an addition of Raktionsmittel (1) is made when the degree of saturation (6) of the storage coating (3) in the Abgaseinströmbereich (7) is less than a predetermined limit (8). The method is particularly suitable for carrying out an SCR method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugabe eines Reaktionsmittels zu einem katalytischen Konverter mit Speicherbeschichtung im Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine.The The present invention relates to a method for adding a reactant to a catalytic converter with storage coating in the exhaust system an internal combustion engine.

Das Verfahren findet insbesondere Anwendung als Strategie zur Zudosierung einer Harnstoff-Wasser-Lösung zum Abgas eines Dieselmotors bei Kraftfahrzeugen wie beispielsweise Nutzfahrzeugen.The Method is used in particular as a strategy for metering a urea-water solution to the exhaust of a diesel engine in motor vehicles such as Commercial vehicles.

Es sind bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Zugabe-Strategien für Reaktionsmittel in den Abgasstrom einer mobilen Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen worden. Dabei wurde regelmäßig darauf hingewiesen, dass bei der Zugabe von zuwenig Reaktionsmittel eine unvollständige Konvertierung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe erfolgt, wie z. B. bei der Zugabe von Reduktionsmitteln für die Konvertierung von Stickoxiden. Im anderen Fall, wenn also zuviel Reaktions- bzw. Reduktionsmittel zugegeben wird, wird dieses nicht konvertiert und gelangt somit in die Umgebung, was gerade bei Harnstoff bzw. bei Ammoniak aufgrund des Geruchs nicht erwünscht ist. Insofern ist als bekannt anzusehen, dass Zugabe-Strategien eingesetzt werden, die verbrauchsorientiert die im Betrieb verbrauchte Menge an Reduktionsmittel wieder nachführen.It are already a variety of different addition strategies for reactants proposed in the exhaust stream of a mobile internal combustion engine Service. It was regularly on it noted that when adding too little reagent one incomplete Conversion of the pollutants contained in the exhaust gas takes place, such as z. B. in the addition of reducing agents for the conversion of nitrogen oxides. In the other case, if so too much reaction or reducing agents added it will not be converted and thus gets into the environment, especially with urea or with ammonia due to the smell not wanted is. In that respect, it is considered to be known that adding strategies be used, the consumption-oriented consumed during operation Refill amount of reducing agent again.

Die verbrauchsorientierte Menge des Reaktionsmittels kann insbesondere unter Einbezug von Motor-Kenndaten, Kennwerten des Abgases und Zustandsgrößen des Reaktionsmittels (und insbesondere eines Reduktionsmittels) bestimmt, errechnet oder anhand eines Modells abgeschätzt werden. Insoweit kann auch als bekannt angesehen werden, dass die Zugabe-Mengen im Verlauf des Betriebes einer Verbrennungskraftmaschine variieren.The consumption-oriented amount of the reaction agent can in particular with inclusion of engine characteristics, characteristic values of the exhaust gas and state variables of the Reactant (and in particular a reducing agent) determines calculated or estimated using a model. In that regard, too be regarded as known that the addition amounts in the course vary the operation of an internal combustion engine.

Es wurde nun erkannt, dass auch unter Einhaltung der verbrauchsorientierten Zugabe-Strategie signifikante Konvertierungs-Unterschiede festgestellt werden können.It was now recognized that even in compliance with the consumption-oriented Addition strategy significant conversion differences are found can.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zur Zugabe eines Reaktionsmittels zu einem katalytischen Konverter mit einer Speicherbeschichtung im Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine angegeben werden, das aktuelle Zustandsgrößen des katalytischen Konverters bzw. der darauf befindlichen Speicherbeschichtung für das Reaktionsmittel berücksichtigt. Auch sollen hier gegebenenfalls thermische Einflüsse auf den katalytischen Konverter Berücksichtigung finden, um eine verbesserte Reaktionsempfindlichkeit bzw. ein verbessertes Reaktionsvermögen des katalytischen Konverters mit Hilfe des Reaktionsmittels zu ermöglichen.Of these, It is an object of the present invention, with reference At least partially attributed to the prior art problems to solve. In particular, a method for adding a reagent is intended to a catalytic converter with a memory coating be specified in the exhaust system of an internal combustion engine, the current state variables of the catalytic converter or the memory coating thereon for the Reagent considered. Here too, thermal influences on the catalytic converter should optionally be used consideration find an improved reaction sensitivity or an improved responsiveness allow the catalytic converter by means of the reagent.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, gerade im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die Erfindung weiter und nennt zusätzliche Ausführungsbeispiele.These Tasks are solved with a method according to the features of claim 1. Further preferred embodiments are in the dependent formulated claims specified. It should be noted that the individual in the claims listed Features in any, technologically meaningful way with each other can be combined and show further embodiments of the invention. The description, especially in connection with the figures, the invention further explains and calls additional Embodiments.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Zugabe eines Reaktionsmittels zu einem katalytischen Konverter mit einer Speicherbeschichtung im Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine ist so gestaltet, dass ein Sättigungsgrad der Speicherbeschichtung in einem Abgas-Einströmbereich des katalytischen Konverters bestimmt wird und eine Zugabe von Reaktionsmittel vorgenommen wird, wenn der Sättigungsgrad der Speicherbeschichtung im Abgas-Einströmbereich kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.The inventive method for adding a reactant to a catalytic converter with a storage coating in the exhaust system of an internal combustion engine is designed to be a saturation level the storage coating in an exhaust gas inflow region of the catalytic Converter is determined and made an addition of reagent is when the saturation level the storage coating in the exhaust gas inflow region is smaller than a predetermined limit value is.

Bei dem hier genannten Verfahren handelt es sich insbesondere um ein Verfahren zur Zugabe von Reduktionsmittel, wie insbesondere Harnstoff und/oder Ammoniak, insbesondere flüssige Harnstoff-Wasser-Lösung. Der katalytische Konverter ist nunmehr mit einer Speicherbeschichtung ausgeführt, also mit einer Beschichtung, die dazu geeignet ist, das Reaktionsmittel zumindest temporär zu binden bzw. einzulagern. Damit wird das Reaktionsmittel in dem katalytischen Konverter fixiert und steht somit zu einer Konvertierung der Abgasbestandteile zur Verfügung. Als eine solche Speicherbeschichtung kommen insbesondere Washcoat-Beschichtungen und/oder Zeolith in Betracht. Die Speicherbeschichtung ist dabei insbesondere geeignet, Harnstoff, Ammoniak und/oder Sauerstoff temporär zu binden, insbesondere in einem vorgegebenen Temperaturbereich.at The method mentioned here is in particular a Process for the addition of reducing agents, in particular urea and / or Ammonia, in particular liquid Urea-water solution. The catalytic converter is now with a memory coating executed, so with a coating that is suitable for the reagent at least temporarily to bind or store. Thus, the reagent in the catalytic converter fixed and thus stands for a conversion the exhaust components available. As such a memory coating are in particular washcoat coatings and / or Zeolite into consideration. The memory coating is in particular suitable for temporarily binding urea, ammonia and / or oxygen, in particular in a predetermined temperature range.

Hier wurde nun insbesondere der Abgas-Einströmbereich als eine kritische Zone des katalytischen Konverters für die Umsatzrate des Reaktionsmittels mit dem Abgas identifiziert. Der Abgas-Einströmbereich stellt den Bereich des katalytischen Konverters dar, der zuerst mit dem Abgas und/oder Reaktionsmittel in Kontakt ist. Damit reagiert dieser Abgas-Einströmbereich auch besonders sensibel auf veränderte Konzentrationen des Reaktionsmittels und/oder des Abgases sowie auf Temperaturunterschiede. Es wurde herausgefunden, dass im Abgas-Einströmbereich ein besonders großer Anteil der gesamten Umsetzung des katalytischen Konverters stattfindet (Umsatzraten bis ca. 40%), so beispielsweise bei einer Länge des Abgas-Einströmbereich von 30 mm (ausgehend von einer Stirnseite des Konverters) und/oder einer Länge des Abgas-Einströmbereichs von etwa einem Viertel der gesamten Länge des katalytischen Konverters. Diese Reaktionsfreudigkeit des katalytischen Konverters im Abgas-Einströmbereich führt gleichermaßen dazu, dass hier besonders rasch das eingelagerte Reaktionsmittel und/oder der eingelagerte Sauerstoff aufgebraucht wird und demnach der katalytische Konverter anschließend nur als thermische Masse die Reaktionsvorgänge, insbesondere nachteilig, beeinflusst. Eine solche Verarmung der Konzentration bzw. Sättigung des katalytischen Konverters im Bereich des Abgas-Einströmbereichs soll hier also gezielt vermieden werden. So soll Reaktionsmittel, insbesondere für eine Konvertierung im größeren Umfang, wie beispielsweise für einen Beschleunigungsfall der Verbrennungskraftmaschine, bereits ausreichend gespeichert sein. Deshalb wird hier vorgeschlagen, den Sättigungsgrad in der Speicherbeschichtung für das Reaktionsmittel im Abgas-Einströmbereich über einem vorgegebenen Grenzwert zu halten und/oder gegebenenfalls eine Zugabe von Reaktionsmittel zu veranlassen, um diesen Grenzwert sicher einzuhalten. Bei dem Grenzwert kann es sich um eine fest vorgegebene Größe handeln, es ist aber auch möglich, dass der Grenzwert in Abhängigkeit diverser Parameter variiert wird. Jedenfalls ist der Grenzwert so anzusetzen, dass die erhöhte Reaktionsfreudigkeit des katalytischen Konverters in diesem Abgas-Einströmbereich aufrechterhalten wird.Here, in particular, the exhaust gas inflow region has been identified as a critical zone of the catalytic converter for the conversion rate of the reactant with the exhaust gas. The exhaust gas inflow region represents the region of the catalytic converter that is first in contact with the exhaust gas and / or reactant. In this way, this exhaust gas inflow region also reacts particularly sensitively to changed concentrations of the reaction medium and / or the exhaust gas as well as to temperature differences. It has been found that in the exhaust gas inflow region, a particularly large proportion of the total conversion of the catalytic con 40%), for example, with a length of the exhaust gas inflow region of 30 mm (starting from an end face of the converter) and / or a length of the exhaust gas inflow region of about one quarter of the entire length of the catalytic converter , This reactivity of the catalytic converter in the exhaust gas inflow region likewise leads to the depleted reactant and / or the stored oxygen being consumed particularly rapidly, and accordingly the catalytic converter subsequently only influences the reaction processes, in particular disadvantageously, as thermal mass. Such a depletion of the concentration or saturation of the catalytic converter in the region of the exhaust gas inflow region should therefore be purposefully avoided here. So should reactant, especially for a large scale conversion, such as for an acceleration case of the internal combustion engine, already sufficiently stored. Therefore, it is proposed here to keep the degree of saturation in the storage coating for the reagent in the exhaust gas inflow region above a predetermined limit value and / or optionally to induce an addition of reactant in order to safely maintain this limit value. The limit value may be a fixed size, but it is also possible that the limit value is varied depending on various parameters. In any case, the limit value should be set so that the increased reactivity of the catalytic converter is maintained in this exhaust gas inflow region.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens betrifft der Grenzwert zumindest 80% des aktuellen Sättigungsvermögens der Speicherbeschichtung des katalytischen Konverters im Abgas-Einströmbereich. Das heißt mit anderen Worten, dass der katalytische Konverter von den aktuell vorliegenden Umgebungsbedingungen ein bestimmbares maximales Sättigungsvermögen aufweist. Betrachtet man beispielsweise eine SCR-Beschichtung, so hat diese beispielsweise ein Sättigungsvermögen von ca. 900 mg/l des Konvertervolumens bei 200°C, allerdings nur noch ein Sättigungsvermögen von 400 mg/l Katalysatorvolumen bei 400°C. Darüber hinaus ist noch zu berücksichtigen, dass eine solche Speicherbeschichtung bzw. ein katalytischer Konverter altert. Für einen bereits gealterten katalytischen Konverter können bei einer SCR-Beschichtung folgende Sättigungsvermögen in etwa angenommen werden: 400 mg/l Katalysatorvolumen bei 200°C und 100 mg/l Katalysatorvolumen bei 400°C.According to one preferred embodiment of the procedure, the limit value is at least 80% of the current one Saturation capacity of the memory coating of the catalytic converter in the exhaust gas inflow area. In other words, that the catalytic converter of the currently existing environmental conditions has a determinable maximum saturation power. Consider, for example, an SCR coating, this one has For example, a saturation of about 900 mg / l of the converter volume at 200 ° C, but only a saturation of 400 mg / l catalyst volume at 400 ° C. In addition, it is still to be considered that Such a memory coating or a catalytic converter aging. For an already aged catalytic converter can at an SCR coating the following saturation power in about 400 mg / l catalyst volume at 200 ° C and 100 mg / l catalyst volume at 400 ° C.

Insoweit ist also vom dem aktuellen Sättigungsvermögen des katalytischen Konverters auszugehen, das gemessen, bestimmt und/oder berechnet werden kann. Der Grenzwert ist dann auf zumindest 80% dieses aktuellen Sättigungsvermögens festzusetzen und die Zugabe des Reaktionsmittels entsprechend durchzuführen. Ganz besonders bevorzugt ist, dass der Grenzwert zumindest 90% oder sogar zumindest 96% des aktuellen Sättigungsvermögens der Speicherbeschichtung des katalytischen Konverters im Abgas-Einströmbereich beträgt.in this respect is therefore from the current saturation of the catalytic converter that measured, determined and / or can be calculated. The limit is then at least 80% to fix this current saturation and carry out the addition of the reagent accordingly. All it is particularly preferred that the limit be at least 90% or even at least 96% of the current saturation power of the Storage coating of the catalytic converter in the exhaust gas inflow area is.

Zudem wird als vorteilhaft erachtet, dass der Sättigungsgrad der Speicherbeschichtung in einem Abgas-Einströmbereich des katalytischen Konverters so mittels der Zugabe von Reaktionsmittel geregelt wird, das dieser oberhalb eines gemittelten Gesamtsättigungsgrades der Speicherbeschichtung im gesamten katalytischen Konverter liegt. Das bedeutet mit anderen Worten auch, dass der Sättigungsgrad in Strömungsrichtung des Abgas nachgelagerten Zonen des katalytischen Konverters niedriger liegen kann bzw. hier sogar niedriger geregelt werden kann, um das Reaktionsmittel sparsam einzusetzen und direkt umzusetzen. Eine Kompensation der Verarmung an Reaktionsmittel im Abgas-Ausströmbereich des katalytischen Konverters kann so folglich mit niedrigeren Grenzwerten ermöglicht werden.moreover it is considered advantageous that the saturation level of the memory coating in an exhaust gas inflow area the catalytic converter so by the addition of reagent is regulated, that this above an average total saturation degree the memory coating is located throughout the catalytic converter. In other words, this means that the degree of saturation in the flow direction lower downstream of the exhaust gas downstream zones of the catalytic converter can lie down or here even lower can be regulated to the Use sparingly and react directly. A Compensation of the depletion of reactants in the exhaust gas outflow area The catalytic converter can thus thus with lower limits allows become.

Einer Weiterbildung des Verfahrens zur Folge wird zumindest mit einem Start oder mit einem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine eine vorbestimmte Menge des Reaktionsmittels zugegeben. In besonderen Fällen kann es auch sinnvoll sein, sowohl beim Start als auch beim Abstellen der Verbrennungskraftma schine Reaktionsmittel zuzugeben. „Mit dem Start” bedeutet insbesondere, dass beispielsweise mit der Zündung und/oder unmittelbar nach den ersten Verbrennungsvorgängen in der Verbrennungskraftmaschine Reaktionsmittel auf den Abgas-Einströmbereich aufgegeben wird, um dort die Speicherbeschichtung zu füllen. So wird sichergestellt, dass mit dem Start der Verbrennungskraftmaschine jedenfalls der Sättigungsgrad nahe am aktuellen Sättigungsvermögen der Speicherbeschichtung des katalytischen Konverters im Abgas-Einströmbereich liegt.one Continuing the procedure results in at least one Start or with a shutdown of the internal combustion engine a predetermined amount of the reagent added. In particular make It may also be useful, both at the start and when parking the combustion engine to add reactants. "With the Start "means in particular, that, for example, with the ignition and / or directly after the first combustion processes in the internal combustion engine, reactants on the exhaust gas inflow area is abandoned, there to fill the memory coating. So will ensure that with the start of the internal combustion engine in any case, the degree of saturation close to the current saturation of the Storage coating of the catalytic converter in the exhaust gas inflow area lies.

Zudem wird auch als vorteilhaft erachtet, dass die Zugabe eines Reaktionsmittels verbrauchsorientiert erfolgt, eine zusätzliche, vorbestimmte Menge des Reaktionsmittels zugegeben wird, wenn in einem Zeitintervall von höchstens 10 Sekunden keine verbrauchsorientierte Zugabe eines Reaktionsmittels erfolgt. Aktuelle verbrauchsorientierte Zugabestrategien orientieren sich im gesamten katalytischen Konverter verfügbaren Reaktionsmittel und geben dann neues Reaktionsmittel zu, wenn der Füllstand des gesamten katalytischen Konverters einen Richtwert unterschreitet, beispielsweise 80%. Bei dieser Strategie wird dann die Menge an Reaktionsmittel zugegeben, die seit der letzten Zugabe verbraucht wurde, wobei die verbrauchte Menge regelmäßig anhand diverser Motorkenndaten berechnet wird. Hier wird nun aber die Anpassung vorgeschlagen, dass nicht (nur) der Füllstand betrachtet wird, sondern auch die Zeit, die seit der letzten Zugabe verstrichen ist. Ist das Zeitintervall von 10 Sekunden erreicht, soll demnach eine Zugabe von Reaktionsmittel erfolgen, um den Sättigungsgrad der Speicherbeschichtung im Abgas-Einströmbereich wieder über den vorgegebenen Grenzwert anzuheben. In einigen Fällen kann es auch sinnvoll sein, die Zeitintervalle noch kleiner zu wählen, beispielsweise auf 5 Sekunden zu begrenzen.In addition, it is also considered advantageous that the addition of a reaction agent is consumption-oriented, an additional, predetermined amount of the reagent is added, if in a time interval of at most 10 seconds, no consumption-oriented addition of a reagent. Current consumption-based addition strategies are based on available reactants in the entire catalytic converter and then give new reactant when the level of the entire catalytic converter is below a guideline value, for example 80%. This strategy then adds the amount of reactant that has been consumed since the last addition, with the amount consumed calculated periodically based on various engine characteristics becomes. Here, however, the adaptation is suggested that not (only) the level is considered, but also the time that has elapsed since the last addition. If the time interval of 10 seconds is reached, therefore, an addition of reactants should take place in order to raise the degree of saturation of the storage coating in the exhaust gas inflow region again above the predetermined limit value. In some cases, it may also be useful to select the time intervals even smaller, for example, to limit to 5 seconds.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Sättigungsgrad der Speicherbeschichtung im Abgas-Einströmbereich mittels eines Sensors erfasst. Hierzu können insbesondere sogenannte Stickoxid-Sensoren eingesetzt werden. Beson ders bevorzugt ist hierbei, dass die sensorische Erfassung bzw. Bestimmung des Sättigungsgrades direkt im Abgas-Einströmbereich erfolgt, also ein Sensor genau im Abgas-Einströmbereich positioniert ist. Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Stickoxid-Sensor direkt mit dem Abgas im Abgas-Einströmbereich in Kontakt ist. Es ist aber auch möglich, einen Sensor vorzusehen, der direkt mit der Speicherbeschichtung in Kontakt ist und so (direkt) den Sättigungsgrad der Speicherbeschichtung bestimmt.According to one Continuing the process, the saturation level of the memory coating in the Exhaust inflow detected by a sensor. For this purpose, in particular so-called nitric oxide sensors be used. Especially preferred is that the sensory Detection or determination of the degree of saturation directly in the exhaust gas inflow area takes place, so a sensor is positioned exactly in the exhaust gas inflow area. It is particularly preferred that the nitrogen oxide sensor directly with the exhaust gas in the exhaust gas inflow area is in contact. But it is also possible to provide a sensor, which is in direct contact with the memory coating and so (directly) the degree of saturation the memory coating determined.

Außerdem wird auch vorgeschlagen, dass die vorbestimmte Menge des Reaktionsmittels zur Anhebung des Sättigungsgrades der Speicherbeschichtung im Abgas-Einströmbereich in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Parameter bestimmt wird: Abgasmassenstrom, Temperatur der Speicherbeschichtung, Temperatur des Abgases, Zusammensetzung des Abgases, Zeitintervall seit der letzten Zugabe, Leistungsanfrage an die Verbrennungskraftmaschine. Grundsätzlich sei hierzu angemerkt, dass der Parameter bestimmt, berechnet und/oder geschätzt sein kann. Wie bereits dargestellt, sind die Konvertierungsvorgänge (gerade im Zusammenhang mit einer SCR-Beschichtung) stark temperaturabhängig, so dass die Temperaturen von Abgas und Speicherbeschichtung bzw. katalytischem Konverter besonders relevant eingestuft werden. Bezüglich der Leistungsanfrage an die Verbrennungskraftmaschine sei erläutert, dass es sich hier beispielsweise um einen Beschleunigungsfall handeln kann, also für den Fall, dass der Benutzer eine größere Leistung von der Verbrennungskraftmaschine anfordert. Diese Leistungsanfrage geht mit einem (zukünftigen) erhöhten Abgasmassenstrom einher, so dass mit einer vorherigen Zugabe an Reaktionsmittel der Abgas-Einströmbereich entsprechend „vorbereitet” wird.In addition, will also suggested that the predetermined amount of the reagent to increase the degree of saturation the storage coating in the exhaust gas inflow depending on is determined by at least one of the following parameters: exhaust gas mass flow, Temperature of the storage coating, temperature of the exhaust gas, composition of exhaust gas, time interval since the last addition, power request to the internal combustion engine. Basically, it should be noted that the parameter is determined, calculated and / or estimated can. As already shown, the conversion operations (even in connection with an SCR coating) strongly dependent on temperature, so that the temperatures of exhaust and storage coating or catalytic converter particularly relevant. Regarding the service request to the internal combustion engine is explained that this is for example can be an acceleration case, so in case that the user has a bigger performance from the internal combustion engine request. This service request goes with a (future) increased Exhaust gas mass flow accompanied, so that with a previous addition of Reactant of the exhaust gas inflow area accordingly "prepared".

Ganz besonders bevorzugt findet das Verfahren Einsatz bei einem katalytischen Konverter mit einer SCR-Beschichtung, wobei als Sättigungsgrad der Ammoniak-Sättigungsgrad betrachtet wird. Folglich handelt es sich hierbei insbesondere um eine Harnstoffzugabe-Strategie für SCR-Systeme in Abgasanlagen von Dieselmotoren.All The process is particularly preferably used in a catalytic process Converter with an SCR coating, where as saturation of the Ammonia saturation is looked at. Consequently, this is in particular a urea addition strategy for SCR systems in exhaust systems of diesel engines.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante veranschaulichen, die Erfindung jedoch darauf nicht begrenzt ist. Es zeigen schematisch:The Invention and the technical environment are based on the figures explained in more detail. It It should be noted that the figures are a particularly preferred variant illustrate, but the invention is not limited thereto. It show schematically:

1: eine Vorrichtung zum einem SCR-System und 1 : a device for an SCR system and

2: ein Diagramm zum Sättigungsgrad eines katalytischen Konverters. 2 : a diagram of the degree of saturation of a catalytic converter.

In 1 ist eine Vorrichtung 13 eines Kraftfahrzeugs 14 schematisch veranschaulicht, mit der sich insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren verwirklichen lässt. Das Kraftfahrzeug 14 hat hier eine Verbrennungskraftmaschine 5, der ein Abgassystem 4 folgt, durch welches Abgas in einer Strömungsrichtung 20 hindurchgeleitet wird. Zur Umwandlung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe wird das Abgas (unter anderem) einem katalytischen Konverter 2 mit einer Speicherbeschichtung 3, insbesondere einer SCR-Beschichtung, zugeführt. Das Abgas trifft dabei zunächst den hier schraffiert dargestellten Abgas-Einströmbereich 7 des katalytischen Konverters 2. In diesem Abgas-Einströmbereich 7 ist zudem ein Sensor 11 vorgesehen. Kurz vor (stromaufwärts) des katalytischen Konverters 2 ist eine Einspritzdüse 18 für Reaktionsmittel, insbesondere flüssige Harnstoff-Wasser-Lösung (Reduktionsmittel), vorgesehen. Diese ist insbesondere so angeordnet, dass sie Reaktionsmittel mit und/oder ohne Unterstützung des Abgasstroms hin zum katalytischen Konverter 2 bzw. den Abgas-Einströmbereich 7 zugeben kann. Als Zugabesystem für das Reaktionsmittel 1 ist regelmäßig ein Tank 15 vorgesehen, der über eine Förderleitung 16 und eine Pumpe 17 mit der Einspritzdüse 18 in Verbindung steht. Zur Regelung bzw. Steuerung der Zugabe von Reaktionsmittel 1 ist eine Steuerung 12 vorgesehen, die mit diversen Sensoren 11 und/oder Bestandteilen der Verbrennungskraftmaschine 5, der Einspritzdüse 18 und der Pumpe 17 über elektrische Verbindungen 19 in Kontakt ist, so dass hier eine gezielte Regelung stattfinden kann.In 1 is a device 13 of a motor vehicle 14 schematically illustrates, with which in particular the inventive method can be realized. The car 14 has an internal combustion engine here 5 that has an exhaust system 4 follows, through which exhaust gas in a flow direction 20 is passed through. To convert the pollutants contained in the exhaust gas, the exhaust gas is (among other things) a catalytic converter 2 with a memory coating 3 , in particular an SCR coating fed. In this case, the exhaust gas initially strikes the exhaust gas inflow region shown hatched here 7 of the catalytic converter 2 , In this exhaust gas inflow area 7 is also a sensor 11 intended. Just before (upstream) the catalytic converter 2 is an injector 18 for reactants, in particular liquid urea-water solution (reducing agent) provided. This is in particular arranged so that it reactants with and / or without the support of the exhaust gas flow to the catalytic converter 2 or the exhaust gas inflow area 7 can admit. As an addition system for the reagent 1 is a regular tank 15 provided by a conveyor line 16 and a pump 17 with the injector 18 communicates. To control the addition of reactant 1 is a controller 12 provided with various sensors 11 and / or components of the internal combustion engine 5 , the injector 18 and the pump 17 via electrical connections 19 is in contact, so that a targeted regulation can take place here.

2 zeigt ein Diagramm, bei dem über die Länge 21 des hier gepunktet angedeuteten katalytischen Konverters 2 exemplarisch ein Sättigungsgrad 6 dargestellt ist. Im Hinblick auf den angedeuteten katalytischen Konverter ist anzumerken, dass links der Abgas-Einströmbereich 7 schraffiert gekennzeichnet ist, auf den das Abgas, das in Strömungsrichtung 20 auf den katalytischen Konverter 2 zuströmt, auftrifft. Der Abgas-Einströmbereich macht insbesondere (höchstens) ein Viertel der Länge 21 des katalytischen Konverters 2 aus, gegebenenfalls ist er auch auf 30 mm begrenzt. 2 shows a diagram in which the length 21 of the here indicated dotted catalytic converter 2 an example of saturation 6 is shown. With regard to the indicated catalytic converter, it should be noted that, on the left, the exhaust gas inflow region 7 hatched is marked, on which the exhaust, in the direction of flow 20 on the catalytic converter 2 flows, impinges. The exhaust gas inflow area makes in particular (at most) a quarter of the length 21 of the catalytic converter 2 if necessary, it is also limited to 30 mm.

Als Verlauf über die Länge 21 ist zunächst ein gestrichelt dargestellter Sättigungsgrad 6 dargestellt. Aus diesem Sättigungsgrad 6 ergibt sich insbesondere der ebenfalls gestrichelt angedeutete Gesamtsättigungsgrad 10. Aus dem Verlauf des Sättigungsgrades kann jedoch erkannt werden, dass gerade im Abgas-Einströmbereich 7 der geringste Sättigungsgrad 6 über die Länge 21 des katalytischen Konverters 2 vorliegt. Genau hier setzt die Erfindung an und verschafft Abhilfe, so dass eine Verarmung in gerade diesem sehr reaktionsfreudigen Abgas-Einströmbereich vermieden wird. Nun wird das Reaktionsmittel 1 so zugegeben, dass der Sättigungsgrad 6 im Abgas-Einströmbereich 7 über einen (hier nur für den Abgas-Einströmbereich geltenden) Grenzwert 8 angehoben wird (dieser Verlauf des Sättigungsgrades 6 ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt). Oberhalb dieses Sättigungsgrades 6, wie er beispielsweise gemäß der Erfindung eingestellt werden soll, ist noch das aktuelle Sättigungsvermögen 9 der Speicherbeschichtung veranschaulicht. Der hier angeführte Verlauf des Sättigungsgrades 6 erreicht insbesondere zumindest 80% des aktuellen Sättigungsvermögens 9 im Abgas-Einströmbereich. Insofern wird mit dem Verfahren auch sichergestellt, dass der Sättigungsgrad rechtzeitig im Abgas-Einströmbereich wieder angehoben wird und somit der katalytische Konverter 2 effektiv betrieben wird.As course over the length 21 is initially a dashed line saturation 6 shown. From this saturation level 6 in particular results in the total saturation level, also indicated by dashed lines 10 , From the course of the degree of saturation, however, it can be recognized that it is precisely in the exhaust gas inflow region 7 the lowest saturation level 6 over the length 21 of the catalytic converter 2 is present. This is where the invention comes in and provides a remedy so that depletion in this very responsive exhaust gas inflow region is avoided. Now the reaction agent 1 so added that the degree of saturation 6 in the exhaust gas inflow area 7 Over a (here applicable only for the exhaust gas inflow) limit 8th is raised (this course of saturation 6 is shown by a solid line). Above this saturation level 6 how it should be adjusted according to the invention, for example, is still the current saturation power 9 the storage coating illustrates. The course of saturation given here 6 reaches in particular at least 80% of the current saturation power 9 in the exhaust gas inflow area. In this respect, the method also ensures that the degree of saturation is raised again in time in the exhaust gas inflow area and thus the catalytic converter 2 is operated effectively.

11: Reaktionsmittelreactant
22: katalytischen Konvertercatalytic converter
33: Speicherbeschichtungmemory coating
44: Abgassystemexhaust system
55: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
66: Sättigungsgradsaturation
77: Abgas-EinströmbereichExhaust inflow
88th: Grenzwertlimit
99: Sättigungsvermögensaturation capacity
1010: GesamtsättigungsgradTotal saturation
1111: Sensorsensor
1212: Steuerungcontrol
1313: Vorrichtungcontraption
1414: Kraftfahrzeugmotor vehicle
1515: Tanktank
1616: Förderleitungdelivery line
1717: Pumpepump
1818: Einspritzdüseinjection
1919: elektrische Verbindungelectrical connection
2020: Strömungsrichtungflow direction
2121: Längelength

Claims

Verfahren zur Zugabe eines Reaktionsmittels (1) zu einem katalytischen Konverter (2) mit einer Speicherbeschichtung (3) im Abgassystem (4) einer Verbrennungskraftmaschine (5), wobei ein Sättigungsgrad (6) der Speicherbeschichtung (3) in einem Abgas-Einströmbereich (7) des katalytischen Konverters (2) bestimmt wird und eine Zugabe von Reaktionsmittel (1) vorgenommen wird, wenn der Sättigungsgrad (6) der Speicherbeschichtung (3) im Abgas-Einströmbereich (7) kleiner als ein vorgegebener Grenzwert (8) ist.Process for adding a reagent ( 1 ) to a catalytic converter ( 2 ) with a memory coating ( 3 ) in the exhaust system ( 4 ) an internal combustion engine ( 5 ), whereby a degree of saturation ( 6 ) of the memory coating ( 3 ) in an exhaust gas inflow region ( 7 ) of the catalytic converter ( 2 ) and an addition of reagent ( 1 ) is carried out when the degree of saturation ( 6 ) of the memory coating ( 3 ) in the exhaust gas inflow region ( 7 ) smaller than a predetermined limit ( 8th ).

Verfahren nach Patentanspruch 1, bei dem der Grenzwert (8) zumindest 80% des aktuellen Sättigungsvermögens (9) der Speicherbeschichtung (3) des katalytischen Konverters (2) im Abgas-Einströmbereich (7) betrifft.Method according to claim 1, in which the limit value ( 8th ) at least 80% of the current saturation power ( 9 ) of the memory coating ( 3 ) of the catalytic converter ( 2 ) in the exhaust gas inflow region ( 7 ).

Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem der Sättigungsgrad (6) der Speicherbeschichtung (3) in einem Abgas-Einströmbereich (7) des katalytischen Konverters (2) so mittels der Zugabe von Reaktionsmittel (1) geregelt wird, dass dieser oberhalb eines gemittelten Gesamtsättigungsgrades (10) der Speicherbeschichtung (3) im gesamten katalytischen Konverter (2) liegt.Method according to claim 1 or 2, in which the degree of saturation ( 6 ) of the memory coating ( 3 ) in an exhaust gas inflow region ( 7 ) of the catalytic converter ( 2 ) so by the addition of reagent ( 1 ) that it is above an average total saturation ( 10 ) of the memory coating ( 3 ) in the entire catalytic converter ( 2 ) lies.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem zumindest mit einem Start oder mit einem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine (5) eine vorbestimmte Menge des Reaktionsmittels (1) zugegeben wird.Method according to one of the preceding claims, in which at least with a start or with a shutdown of the internal combustion engine ( 5 ) a predetermined amount of the reagent ( 1 ) is added.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Zugabe eines Reaktionsmittels (1) verbrauchsorientiert erfolgt, eine zusätzliche, vorbestimmte Menge des Reaktionsmittels (1) zugegeben wird, wenn in einem Zeitintervall von höchstens 10 Sekunden keine verbrauchsorientierte Zugabe eines Reaktionsmittels (1) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the addition of a reagent ( 1 ) is consumption-oriented, an additional, predetermined amount of the reagent ( 1 ) is added, if in a time interval of at most 10 seconds no consumption-oriented addition of a reagent ( 1 ) he follows.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem der Sättigungsgrad (6) der Speicherbeschichtung (3) im Abgas-Einströmbereich (7) mittels eines Sensors (11) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, in which the degree of saturation ( 6 ) of the memory coating ( 3 ) in the exhaust gas inflow region ( 7 ) by means of a sensor ( 11 ) is detected.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die vorbestimmte Menge des Reaktionsmittels (1) zur Anhebung des Sättigungsgrades (6) der Speicherbeschichtung (3) im Abgas-Einströmbereich (7) in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Parameter bestimmt wird: Abgasmassenstrom, Temperatur der Speicherbeschichtung, Temperatur des Abgases, Zusammensetzung des Abgases, Zeitintervall seit der letzten Zugabe, Leistungsantrage an die Verbrennungskraftmaschine.Method according to one of the preceding claims, in which the predetermined amount of the reagent ( 1 ) to increase the degree of saturation ( 6 ) of the memory coating ( 3 ) in the exhaust gas inflow region ( 7 ) is determined as a function of at least one of the following parameters: exhaust gas mass flow, temperature of the storage coating, temperature of the exhaust gas, composition of the exhaust gas, time interval since the last addition, power application to the internal combustion engine.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem der katalytische Konverter (2) mit einer SCR-Beschichtung ausgeführt ist und als Sättigungsgrad (6) der Ammoniak-Sättigungsgrad betrachtet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the catalytic converter ( 2 ) is carried out with an SCR coating and as degree of saturation ( 6 ) of ammonia saturation grad is considered.