DE102017102874A1

DE102017102874A1 - Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors und Verfahren zur Beladung und/oder Regeneration von Partikelfiltern

Info

Publication number: DE102017102874A1
Application number: DE102017102874.9A
Authority: DE
Inventors: Falk-Christian Baron von Ceumern-Lindenstjerna; Stefan PAUKNER
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanlage für einen Verbrennungsmotor. Die Abgasnachbehandlungsanlage ist in einem ersten Bereich stromabwärts eines Auslasses des Verbrennungsmotors einflutig ausgeführt und teilt sich stromabwärts in einem zweiten Bereich in zwei Abgasfluten auf, wobei in jeder der Abgasfluten ein Partikelfilter angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Strömungsquerschnitt der Abgasanlage vergrößert werden und somit ein Anstieg des Abgasgegendrucks durch die Beladung eines oder mehrerer Partikelfilter zumindest abgemildert werden.Es ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit der Motorleistung und/oder des Abgasvolumenstroms des Verbrennungsmotors eine sequenzielle oder parallele Beladung der beiden Partikelfilter in den unterschiedlichen Abgasfluten erfolgt. Zur Regeneration des Partikelfilter ist vorgesehen, dass diese bevorzugt sequenziell regeneriert werden, um die Möglichkeit eines aktiven Bauteilschutzes zu bewahren, indem in kritischen Phasen heißes, sauerstoffreiches Abgas über den im Wesentlichen unbeladenen Partikelfilter geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanlage für einen Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zur Beladung und/oder Regeneration von Partikelfiltern in einer solchen Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors.
Die kontinuierliche Verschärfung der Abgasgesetzgebung stellt hohe Anforderungen an die Fahrzeughersteller, welche durch entsprechende Maßnahmen zur Reduktion der motorischen Rohemissionen und durch eine entsprechende Abgasnachbehandlung gelöst werden. Mit Einführung der Gesetzgebungsstufe EU6 wird für Ottomotoren ein Grenzwert für eine Partikelanzahl vorgeschrieben, der in vielen Fällen den Einsatz eines Ottopartikelfilters notwendig macht. Solche Rußpartikel entstehen besonders nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors aufgrund einer unvollständigen Verbrennung in Kombination mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis sowie kalter Zylinderwände während des Kaltstarts. Die Kaltstartphase ist somit maßgeblich für die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Partikelgrenzwerte. Im Fahrbetrieb wird ein solcher Ottopartikelfilter weiter mit Ruß beladen. Damit der Abgasgegendruck nicht zu stark ansteigt, muss dieser Ottopartikelfilter kontinuierlich oder periodisch regeneriert werden. Der Anstieg des Abgasgegendrucks kann zu einem Mehrverbrauch des Verbrennungsmotors, Leistungsverlust und einer Beeinträchtigung der Laufruhe bis hin zu Zündaussetzern führen. Um eine thermische Oxidation des im Ottopartikelfilter zurückgehaltenen Rußes mit Sauerstoff durchzuführen, ist ein hinreichend hohes Temperaturniveau in Verbindung mit gleichzeitig vorhandenem Sauerstoff in der Abgasanlage des Ottomotors notwendig. Da moderne Ottomotoren normalerweise ohne Sauerstoffüberschuss mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ=1) betrieben werden, sind dazu zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Dazu kommen als Maßnahmen beispielsweise eine Temperaturerhöhung durch eine Zündwinkelverstellung, eine zeitweise Magerverstellung des Ottomotors, das Einblasen von Sekundärluft in die Abgasanlage oder eine Kombination dieser Maßnahmen infrage. Bevorzugt wird bislang eine Zündwinkelverstellung in Richtung spät in Kombination mit einer Magerverstellung des Ottomotors angewandt, da dieses Verfahren ohne zusätzliche Bauteile auskommt und in den meisten Betriebspunkten des Ottomotors eine ausreichende Sauerstoffmenge liefern kann.
Aus der DE 102 41 898 A1 ist die Aufteilung eines Abgasstroms in zwei oder mehr Teilströme bekannt, um eine dem Abgasstrom zugeführte aktive Substanz gezielt in nur einen Teilstrom einzubringen, während der andere Teilstrom nicht mit der aktiven Substanz beaufschlagt wird. Dadurch können beispielsweise gezielt Teilbereiche einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung regeneriert werden.
Aus der DE 10 2008 063 809 A1 ist eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für einen Dieselmotor mit einem Partikelfilter und einer Bypassleitung zum Partikelfilter bekannt, bei der durch eine gezielte Klappensteuerung zwei strömungstechnisch parallelgeschaltete Bereiche eines Partikelfilters unabhängig voneinander regeneriert werden können, indem der jeweils andere Bereich aus der Abgasströmung ausgekoppelt werden kann. Ziel dieser Erfindung ist es, eine für die Regeneration des Partikelfilters notwendige Temperatur sicherzustellen und die Abwärmeverluste zwischen dem Auslass des Verbrennungsmotors und dem Partikelfilter möglichst gering zu halten.
Auch wenn die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen eine gezielte Regeneration von Teilbereichen des Partikelfilters ermöglichen und durch die Aufteilung des Partikelfilters in zwei Teilbereiche vergleichsweise geringe Abgasströme genügen, um die zur Regeneration notwendige Temperatur zu erreichen, bleibt der Strömungsquerschnitt im Abgaskanal konstant, sodass eine Beladung des Partikelfilters mit Rußpartikeln zu einem schnellen Anstieg des Abgasgegendrucks führt. Zudem beschäftigen sich die aus dem Stand der Technik bekannten Konzepte mit der Abgasnachbehandlung von selbstzündenden Verbrennungsmotoren nach dem Dieselprinzip, welche prinzipbedingt weniger stark auf einen Anstieg des Abgasgegendrucks reagieren als fremdgezündete Verbrennungsmotoren nach dem Ottoprinzip.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Anstieg des Abgasgegendrucks durch die Beladung des Partikelfilters bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor ohne zusätzliche Regenerationsintervalle des Partikelfilters möglichst gering zu halten und somit die eingangs genannten Nachteile bei einem Anstieg des Abgasgegendrucks, nämlich einen Mehrverbrauch, einen Leistungsverlust oder einen Verlust der Laufruhe des Verbrennungsmotors zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Abgasnachbehandlungsanlage für einen Verbrennungsmotor gelöst, wobei ein Abgaskanal stromabwärts eines Auslasses des Verbrennungsmotors einen ersten Abschnitt aufweist, in dem der Abgaskanal einflutig ausgeführt ist und in dem ein Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist, wobei der Abgaskanal stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators einen zweiten Abschnitt aufweist, an dem sich der einflutige Abgaskanal an einer Verzweigung in eine erste Abgasflut und eine zweite Abgasflut aufteilt, und wobei in der ersten Abgasflut ein erster Partikelfilter und in der zweiten Abgasflut ein zweiter Partikelfilter angeordnet ist. Bevorzugt ist der Drei-Wege-Katalysator dabei motornah und die beiden Partikelfilter in einer Unterbodenlage eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Unter einer motornahen Anordnung wird in diesem Zusammenhang eine Anordnung des Drei-Wege-Katalysators in einem Abstand von maximal 60 cm, vorzugsweise maximal 30 cm, nach dem Auslass des Verbrennungsmotors verstanden. Die Partikelfilter weisen vorzugsweise eine drei-Wege-katalytisch wirksame Beschichtung auf, können in einer einfachen Version der vorliegenden Erfindung jedoch auch unbeschichtet ausgeführt sein.
Durch die zweiflutige Ausführung kann der Gegendruck in der Abgasnachbehandlungsanlage auch bei hohen Volumenströmen gering gehalten werden, wodurch die Intervalle zwischen zwei notwendigen Regenerationen der Partikelfilter vergleichsweise lang gehalten werden können. Dies erhöht den Fahrkomfort eines Kraftfahrzeuges mit einem solchen Verbrennungsmotor und senkt den Mehrverbrauch des Motors, da der Anstieg des Abgasgegendrucks vergleichsweise langsam und gut kontrollierbar erfolgt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors möglich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Abgaskanal stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators mindestens ein Stellelement, vorzugsweise mindestens eine Abgasklappe, angeordnet ist, mit der ein Abgasstrom des Verbrennungsmotors zumindest im Wesentlichen durch die erste Abgasflut, durch die zweite Abgasflut oder durch beide Abgasfluten geleitet werden kann. Durch eine oder mehrere Stellelemente in dem Abgaskanal der Abgasnachbehandlungsanlage können die Partikelfilter wahlweise parallel oder sequenziell beladen und/oder regeneriert werden. Zudem kann ein beladener Partikelfilter aus Gründen des Bauteilschutzes, um einen unkontrollierten Rußabbrand in einer Schubphase des Verbrennungsmotors zu vermeiden, aus dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors ausgekoppelt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stellelement, insbesondere eine Abgasklappe, an der Verzweigung angeordnet ist. Somit ist es mit nur einem Stellelement möglich, den Abgasstrom des Verbrennungsmotors gezielt durch beide Abgasfluten oder jeweils nur eine der beiden Abgasfluten zu führen. Dabei kann der Gegendruck in der Abgasanlage minimiert werden, indem der Abgasstrom bei Erreichen eines kritischen Beladungszustands des einen Partikelfilters in einer der Abgasfluten des Abgaskanals auf den unbeladenen Partikelfilter in der jeweils anderen Abgasflut umgeschaltet wird.
Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass in der ersten Abgasflut eine erste Abgasklappe und in der zweiten Abgasflut eine zweite Abgasklappe angeordnet ist, mit der die jeweiligen Abgasfluten gesperrt oder freigegeben werden können. Durch zwei separate Abgasklappen können die beiden Abgasfluten gezielt einzeln geöffnet und/oder geschlossen werden, sodass der Abgasstrom des Verbrennungsmotors entweder durch eine der Abgasfluten oder durch beide Abgasfluten geleitet wird. Zusätzlich eröffnet sich in einem Schubbetrieb des Verbrennungsmotors die Möglichkeit, die Bremsleistung der Motorbremse zu erhöhen, indem beide Abgasklappen geschlossen werden und der Staudruck stromaufwärts der Abgasklappen erhöht wird. Diese Möglichkeit besteht insbesondere dann, wenn die Abgasklappen stromaufwärts der Partikelfilter in den beiden Abgasfluten angeordnet sind, da in diesem Fall beide Partikelfilter im Wesentlichen aus dem Abgasstrom entkoppelt werden.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Abgasklappen in den beiden Fluten jeweils in Strömungsrichtung stromabwärts des Partikelfilters angeordnet sind. Durch ein Anordnung der Abgasklappen in den zwei Fluten jeweils stromabwärts des Partikelfilters kann die thermische Belastung der Abgasklappen gering gehalten werden. Dadurch können vergleichsweise einfache und kostengünstige Werkstoffe für die Abgasklappen verwendet werden und auf teure, hochtemperaturfeste Speziallegierungen verzichtet werden.
In einer weiteren bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators mindestens eine Einleitstelle zur Einbringung von Sekundärluft in den Abgaskanal vorgesehen ist. Durch die Einleitung von Sekundärluft in Verbindung mit einer katalytischen Beschichtung der Partikelfilter ist ein gezieltes Beheizen des Partikelfilters durch eine Kombination aus Sekundärluft und unterstöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis des Verbrennungsmotors möglich. Dabei werden die unverbrannten oder teilverbrannten Kraftstoffbestandteile des Verbrennungsgemischs auf der katalytisch wirksamen Oberfläche des Partikelfilters exotherm umgesetzt, sodass sich der Partikelfilter schneller erwärmt und zuverlässig seine zur Regeneration notwendige Temperatur erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einleitstelle in dem einflutigen Abschnitt des Abgaskanals stromaufwärts der Verzweigung liegt. Bei einer Position der Einleitstelle von Sekundärluft stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators und stromaufwärts der Verzweigung ist nur eine Einleitstelle zur Beheizung beider Abgasfluten notwendig. Dadurch werden weniger Bauteile benötigt und das Sekundärluftsystem kann kostengünstiger ausgeführt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in jeder der Abgasfluten stromabwärts der Verzweigung und stromaufwärts des jeweiligen Partikelfilters eine Einleitstelle zur Einbringung von Sekundärluft in den Abgaskanal vorgesehen ist. Durch zwei separate Einleitstellen zur Einbringung von Sekundärluft in den beiden Abgasfluten kann die Lauflänge zwischen der Sekundärlufteinbringung und dem katalytisch beschichteten Partikelfilter reduziert werden. Dabei können die beiden Abgasfluten unabhängig von einander mit Sekundärluft versorgt werden.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Einleitstellen in den unterschiedlichen Abgasfluten über eine gemeinsame Sekundärluftquelle versorgt werden. Werden beide Einleitstellen von einer gemeinsamen Sekundärluftquelle, insbesondere von einer gemeinsamen Sekundärluftpumpe versorgt, so kann auf eine zweite Sekundärluftpumpe verzichtet werden. Dies senkt die Kosten für das Sekundärluftsystem.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Beladung und/oder Regeneration von mindestens zwei Partikelfiltern in einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, in welcher stromabwärts eines Auslasses des Verbrennungsmotors der Abgaskanal einflutig ausgeführt ist und das Abgas des Verbrennungsmotors durch einen Drei-Wege-Katalysator geleitet wird, wobei sich der Abgaskanal stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators an einer Verzweigung in eine erste Abgasflut und eine zweite Abgasflut aufteilt, wobei in jeder der beiden Abgasfluten jeweils ein Partikelfilter angeordnet ist, und wobei in einem Normalbetrieb des Verbrennungsmotors zumindest einer der Partikelfilter mit den bei der Verbrennung im Verbrennungsmotor entstehenden Rußpartikeln beladen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, den Anstieg des Abgasgegendruckes während der Beladung der Partikelfilter gering zu halten und somit negative Effekte wie einen Kraftstoffmehrverbrauch, Leistungseinbußen oder Einbußen in der Laufruhe des Verbrennungsmotors zu reduzieren.
In einer Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Abgasstrom durch die Partikelfilter durch zumindest ein Stellelement in der Abgasnachbehandlungsanlage stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators gesteuert wird. Durch eine oder mehrere Stellelemente in dem Abgaskanal der Abgasnachbehandlungsanlage können die Partikelfilter wahlweise parallel oder sequenziell beladen und/oder regeneriert werden. Zudem kann ein beladener Partikelfilter aus Gründen des Bauteilschutzes, um einen unkontrollierten Rußabbrand in einer Schubphase des Verbrennungsmotors zu vermeiden, aus dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors ausgekoppelt werden. Zudem ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade in der Regenerationsstrategie der Partikelfilter.
Bevorzugt ist dabei, wenn in einem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors, insbesondere in einem (unteren) Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors eine der Abgasfluten geöffnet ist und die jeweils andere Abgasflut geschlossen ist oder geschlossen wird. In einem Teillastbetrieb, insbesondere nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors kann ein moderater, niedriger Abgasvolumenstrom durch einen der beiden Partikelfilter hinreichend gereinigt werden, ohne dass es zu einem unzulässigen Anstieg des Abgasgegendrucks kommt. Dies bietet den Vorteil, dass der weitere Partikelfilter in der jeweils anderen Abgasflut im Wesentlichen unbeladen zurückgehalten werden kann und somit entweder in einem folgenden Betriebszustand zur Absenkung des Abgasgegendrucks oder zum Bauteilschutz des beladenen Partikelfilters in einer für den beladenen Partikelfilter kritischen Betriebssituation des Verbrennungsmotors genutzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors, insbesondere bei einer Regeneration des Partikelfilters, die Abgasflut mit dem stärker beladenen Partikelfilter geöffnet ist, und die jeweils andere Abgasflut mit dem weniger stark beladenen Partikelfilter geschlossen ist oder geschlossen wird. In einem Teillastbetrieb ist es vorteilhaft, den Abgasstrom nur durch die Abgasflut mit dem beladenen Partikelfilter zu führen, um möglichst geringe Abwärmeverluste zu haben und den beladenen Partikelfilter somit möglichst schnell auf seine zur Regeneration notwendige Temperatur aufheizen zu können.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Abgasflut mit dem weniger stark beladenen Partikelfilter geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor in einem dritten Betriebszustand mit einer höheren Last als im zweiten Betriebszustand betrieben wird, und die Leistung des Verbrennungsmotors oder der Abgasgegendruck in der Abgasflut mit dem stärker beladenen Partikelfilter einen Schwellenwert übersteigt. Übersteigt das Abgasvolumen und/oder der Abgasgegendruck aufgrund einer Erhöhung der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor einen kritischen Schwellenwert, wird zusätzlich die zweite Abgasflut geöffnet, um den Abgasgegendruck abzusenken und den Strömungsquerschnitt stromabwärts der Verzweigung zu vergrößern.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem vierten Betriebszustand, insbesondere in einer Schubphase des Verbrennungsmotors bei hohen Partikelfiltertemperaturen des stärker beladenen Partikelfilters die Abgasflut mit dem stärker beladenen Partikelfilter geschlossen wird und der Abgasstrom über die jeweils andere Abgasflut mit dem im Wesentlichen unbeladenen Partikelfilter geleitet wird. Wird der Verbrennungsmotor nach einem Hochlast- oder Volllastbetrieb, in dem beide Abgasfluten geöffnet waren, plötzlich in einem Schubbetrieb betrieben, wird durch den ungefeuerten Verbrennungsmotor Sauerstoff in den stark aufgeheizten Abgaskanal gefördert. Dies kann dazu führen, dass es bei einem beladenen Partikelfilter zu einem unkontrollierten Abbrand des Rußes und somit zu einer Schädigung des Partikelfilters kommen kann. Um dies zu vermeiden, wird der Abgasstrom über den leeren Partikelfilter in der zweiten Abgasflut geleitet, und die erste Abgasflut mit dem beladenen Partikelfilter gesperrt, um den Partikelfilter in der ersten Abgasflut vor einer thermischen Schädigung durch einen unkontrollierten Rußabbrand zu schützen.
In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach einer Betriebsphase, in der der Abgasstrom des Verbrennungsmotors parallel durch beide Abgasfluten geleitet wird und beide Partikelfilter beladen werden, eine Regeneration der Partikelfilter zeitlich nacheinander erfolgt, und der jeweils andere Partikelfilter durch eine Stellung des Stellelements oder der Stellelemente aus dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors ausgekoppelt wird. Durch eine sequenzielle Regeneration der Partikelfilter wird sichergestellt, dass zumindest einer der Partikelfilter kalt und aus dem Abgasstrom ausgekoppelt ist, um kurzfristig als Bauteilschutzmaßnahme oder zur Vergrößerung des Strömungsquerschnitts zugeschaltet werden kann.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion in den Zeichnungen jeweils mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage;
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage mit einer zentralen Abgasklappe;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei an den einflutigen Abschnitt des Abgaskanals eine Einleitstelle für Sekundärluft vorgesehen ist;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei an den beiden Abgasfluten jeweils eine Einleitstelle für Sekundärluft vorgesehen ist;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei an beiden Abgasfluten jeweils eine Einleitstelle für Sekundärluft vorgesehen ist, welche aus einer gemeinsamen Sekundärluftquelle gespeist werden;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei an den beiden Abgasfluten jeweils eine Einleitstelle für Sekundärluft vorgesehen ist, jedoch nur eine Abgasflut eine Abgasklappe aufweist;
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei an den einflutigen Abschnitt des Abgaskanals eine Einleitstelle für Sekundärluft vorgesehen ist, jedoch nur eine Abgasflut eine Abgasklappe aufweist;
8 eine Beladung eines Partikelfilters in einem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors;
9 eine parallele Beladung beider Partikelfilter in einem weiteren Betriebszustand des Verbrennungsmotors;
10 ein Steuerdiagramm zur Stellung der Abgasklappen in Abhängigkeit des Abgasgegendrucks und des Abgasvolumenstroms;
11 eine Regeneration des ersten Partikelfilters in einem zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors;
12 eine Regeneration des ersten Partikelfilters in einem dritten Betriebszustand des Verbrennungsmotors; und
13 eine Unterbrechung der Regeneration des ersten Partikelfilters in einem vierten Betriebszustand des Verbrennungsmotors zum Bauteilschutz des beladenen Partikelfilters.

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10 für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise einen mit Zündkerzen fremdgezündeten Verbrennungsmotor 10 nach dem Ottoprinzip, welcher mit seinem Auslass 14 mit einer Abgasnachbehandlungsanlage 12 verbunden ist. Der Auslass 14 umfasst einen Abgaskrümmer, welcher die Abgase der unterschiedlichen Brennräume des Verbrennungsmotors einem Abgaskanal 20 der Abgasnachbehandlungsanlage 12 zuführt. Der Abgaskanal 20 ist stromabwärts des Auslasses 14 einflutig ausgeführt, wobei in dem Abgaskanal 20 motornah ein Drei-Wege-Katalysator 18 angeordnet ist. Der Abgaskanal 20 teilt sich stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 18 an einer Verzweigung 36 in eine erste Abgasflut 22 und eine zweite Abgasflut 24. Dabei bildet der Bereich des Abgaskanals 20 von dem Auslass 14 bis zur Verzweigung 36 einen ersten Abschnitt 52, und der Bereich stromabwärts der Verzweigung 36 einen zweiten Abschnitt 54 des Abgaskanals 20. In der ersten Abgasflut 22 ist stromabwärts der Verzweigung 36 ein erster Partikelfilter 26 und in der zweiten Abgasflut 24 stromabwärts der Verzweigung 36 ein zweiter Partikelfilter 28 angeordnet. In der ersten Abgasflut 22 ist stromabwärts des ersten Partikelfilters 26 eine erste Abgasklappe 32 angeordnet, mit welcher die erste Abgasflut 22 gesperrt werden kann. In der zweiten Abgasflut 24 ist stromabwärts des zweiten Partikelfilters 28 eine zweite Abgasklappe 34 angeordnet, mit welcher die zweite Abgasflut 24 gesperrt werden kann. Alternativ können die Abgasklappen 32, 34 in den beiden Abgasfluten 22, 24 auch stromabwärts der Verzweigung 36 und stromaufwärts der Partikelfilter 26, 28 angeordnet werden. Eine Anordnung stromabwärts der Partikelfilter 26, 28 hat jedoch den Vorteil, dass die thermische Belastung auf die Abgasklappen 32, 34 reduziert ist und hier gegebenenfalls günstigere Werkstoffe eingesetzt werden können, welche eine geringere Temperaturfestigkeit aufweisen.
In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 12 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 1 ausgeführt, ist hier anstelle der beiden Abgasklappen 32, 34 ein zentrales Stellelement 30, vorzugsweise eine Abgasklappe 30, an der Verzweigung 36 angeordnet, mit welcher der Abgasstrom des Verbrennungsmotors 10 wahlweise in die erste Abgasflut 22, in die zweite Abgasflut 24 oder in beide Abgasfluten 22, 24 eingeleitet werden kann.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 12. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 1 ausgeführt, ist in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich in dem einflutigen ersten Abschnitt 52 des Abgaskanals 20 stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 18 und stromaufwärts der Verzweigung 36 eine Einleitstelle 46 zur Einleitung von Sekundärluft vorgesehen. Die Sekundärluft wird durch eine Sekundärluftquelle 38, vorzugsweise durch eine Sekundärluftpumpe 40, bereitgestellt und an der Einleitstelle 46 in den Abgaskanal 20 eingeleitet, um ein Aufheizen der Partikelfilter 26, 28 auf eine Regenerationstemperatur zu unterstützen und/oder den zur Oxidation der in den Partikelfiltern 26, 28 zurückgehaltenen Rußpartikel notwendigen Sauerstoff zur Verfügung zu stellen.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 12 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 3 beschrieben, sind in diesem Ausführungsbeispiel anstelle der einen Einleitstelle 46 stromaufwärts der Verzweigung 36 in jeder Abgasflut 22, 24, stromabwärts der Verzweigung 36 und stromaufwärts des jeweiligen Partikelfilters 26, 28 eine Einleitstelle 48, 50 zur Einleitung von Sekundärluft in die jeweilige Abgasflut 22, 24 des Abgaskanals 20 vorgesehen. Dabei werden die beiden Einleitstellen 48, 50 über zwei Sekundärluftpumpen 42, 44 unabhängig voneinander mit Sekundärluft versorgt.
In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 12 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 4 ausgeführt, werden die beiden Einleitstellen 48, 50 in diesem Ausführungsbeispiel aus einer gemeinsamen Sekundärluftquelle 38, vorzugsweise einer gemeinsamen Sekundärluftpumpe 40, gespeist.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 12 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Ausbau wie zu 4 ausgeführt, ist in der ersten Abgasflut 22 stromabwärts des ersten Partikelfilters 26 keine Abgasklappe 32 angeordnet, sondern lediglich eine Abgasklappe 34 in der zweiten Abgasflut 24 stromabwärts des zweiten Partikelfilters 28. Alternativ kann auch die zweite Abgasflut 24 abgasklappenfrei ausgeführt werden und lediglich eine Abgasklappe 32 in der ersten Abgasflut 22 stromabwärts des ersten Partikelfilters 26 vorgesehen werden.
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 12 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 3 ausgeführt, ist in der ersten Abgasflut 22 stromabwärts des ersten Partikelfilters 26 keine Abgasklappe 32 angeordnet, sondern lediglich eine Abgasklappe 34 in der zweiten Abgasflut 24 stromabwärts des zweiten Partikelfilters 28. Alternativ kann auch die zweite Abgasflut 24 abgasklappenfrei ausgeführt werden und lediglich eine Abgasklappe 32 in der ersten Abgasflut 22 stromabwärts des ersten Partikelfilters 26 vorgesehen werden.
Insbesondere bei Hochleistungsvarianten von Verbrennungsmotoren 10 mit hohen Abgasmassenströmen kann ein Partikelfilter in einer einflutigen Abgasnachbehandlungsanlage 12 zu einer Erhöhung des Abgasgegendrucks führen. Kritisch wird dies insbesondere dann, wenn konstruktivbedingt der Querschnitt des Abgaskanals 20 und der Durchmesser des Partikelfilters eingeschränkt sind. Durch eine Aufteilung des Abgaskanals 20 auf zwei Abgasfluten 22, 24 stromabwärts eines motornahen Drei-Wege-Katalysators 18 mit jeweils einem in Unterbodenlage eines Kraftfahrzeugs verbauten Partikelfilter 26, 28 in jeder der Abgasfluten 22, 24 kann der Abgasgegendruck deutlich reduziert werden. Dabei ergeben sich durch zwei separate Partikelfilter 26, 28 in den beiden Abgasfluten 22, 24 zusätzliche Freiheitsgrade bei der Regeneration der Partikelfilter 26, 28 sowie bezüglich Bauteilschutzmaßnahmen, um einen unkontrollierten Rußabbrand auf einem der Partikelfilter 26, 28 und somit eine thermische Schädigung zu vermeiden. So kann beispielsweise ein gefeuerter Schubbetrieb eines beladenen Partikelfilters 26, 28 durch eine getrennte Regeneration der beiden Partikelfilter 26, 28 in den beiden Abgasfluten 22, 24 vermieden werden, wenn ein entsprechender Bauteilschutz erforderlich ist.
In 8 ist eine Beladung des ersten Partikelfilters 26 in der ersten Abgasflut 22 bei einem Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors 10 dargestellt. In der Teillast treten vergleichsweise geringe Abgasmassenströme auf, sodass der komplette Abgasstrom durch die erste Abgasflut 22 geführt und durch den ersten Partikelfilter 26 gereinigt werden kann, ohne dass es zu einem starken Anstieg des Abgasgegendrucks kommt. Mit zunehmender Beladung des ersten Partikelfilters 26 können bei Erreichen eines Schwellenwertes für die Beladung und/oder den Abgasgegendruck die Abgasklappen 32, 34 derart gestellt werden, dass nun die erste Abgasflut (mit dem beladenen ersten Partikelfilter 26) gesperrt ist und die zweite Abgasflut 24 mit dem noch unbeladenen zweiten Partikelfilter 28 geöffnet wird. Dadurch wird der zweite Partikelfilter 28 in der zweiten Abgasflut 24 nach dem ersten Partikelfilter 26 in der ersten Abgasflut beladen, wodurch eine seltenere Einleitung einer Regeneration der Partikelfilter als bei einer einflutigen Abgasnachbehandlungsanlage 12 möglich ist, ohne dass der Abgasgegendruck unzulässig stark ansteigt.
In 9 ist die Beladung der Partikelfilter 26, 28 in einem Hochlast- oder Volllastbetrieb des Verbrennungsmotors 10 dargestellt. Dazu sind die beiden Abgasklappen 32, 34 in den beiden Abgasfluten 22, 24 geöffnet, sodass das Abgas des Verbrennungsmotors 10 parallel durch die ersten Abgasflut 22 und die zweite Abgasflut 24 strömt. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt im Abgaskanal 20 stromabwärts der Verzweigung 36 vergrößert, wodurch der Abgasgegendruck reduziert werden kann beziehungsweise trotz Volllast nur moderat ansteigt. Dabei werden beide Partikelfilter 26, 28 parallel beladen. Alternativ kann der Abgasstrom des Verbrennungsmotors 10 auch durch ein zentrales Steuerelement an der Verzweigung 36 auf die beiden Abgasfluten 22, 24 aufgeteilt werden.
In 10 ist ein Steuerdiagramm zur Stellung der Abgasklappen während der Beladung der Partikelfilter 26, 28 in Abhängigkeit des Abgasgegendrucks und des Abgasvolumenstroms des Verbrennungsmotors 10 dargestellt. Dabei ist das Abgasvolumenstrom V auf der Abszisse und der Abgasgegendruck p_G auf der Ordinate aufgetragen. Bei geringen Abgasvolumina ist nur die erste Abgasflut 22 oder die zweite Abgasflut 24 geöffnet und die jeweils andere Abgasflut 22, 24 durch die entsprechende Abgasklappe 32, 34 verschlossen. Der Verlauf des Abgasgegendrucks bei geöffneter erster Abgasflut 22 und geschlossener zweiter Abgasflut 24 ist in der Kurve p₁ dargestellt. Dabei ist in dem Kurvenabschnitt p₁* zu erkennen, dass der Abgasgegendruck im hohen Lastbereich bei nur einer geöffneten Abgasflut 22, 24 den maximal zulässigen Abgasgegendruck p_max übersteigen würde. Übersteigt der Abgasgegendruck p_G einen Schwellenwert p_s, so wird zusätzlich die zweite Abgasklappe 32, 34 geöffnet und der Abgasstrom verteilt sich auf beide Abgasfluten 22, 24 des Abgaskanals 20. Der Abgasgegendruck bei beiden geöffneten Abgasfluten ist in der Kurve p₁₊₂ dargestellt. Somit wird sichergestellt, dass auch bei Erreichen der Nennleistung P_N im Volllastbetrieb des Verbrennungsmotors 10 der Abgasgegendruck p_G unterhalb des maximal zulässigen Gegendrucks p_max bleibt. Prinzipiell kann über das gesamte Kennfeld des Verbrennungsmotors 10 während der Beladungsphase der Partikelfilter 26, 28 mit zwei geöffneten Abgasklappen 32, 34 gefahren werden. Dann werden beide Partikelfilter 26, 28 nahezu gleich mit den Rußpartikeln des Verbrennungsmotors 10 beladen. Alternativ kann, insbesondere bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10, eine der beiden Abgasklappen 32, 34 verschlossen werden und der gesamte Abgasstrom des Verbrennungsmotors 10 über nur eine der Abgasfluten 22, 24 geführt werden. Dadurch wird nur einer der Partikelfilter 26, 28 mit den beim Kaltstart emittierten Rußpartikeln beladen. Der jeweils andere Partikelfilter 26, 28 in der verschlossenen Abgasflut 22, 24 bleibt im Wesentlichen unbeladen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass in einer Teillastregenerationsphase der gesamte Abgasmassenstrom über den beladenen Partikelfilter 22, 24 geleitet wird und somit durch den hohen Wärmestrom eine sehr schnelle und effektive Regeneration des Partikelfilters 26, 28 möglich ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit einer effektiven Bauteilschutzmaßnahme des beladenen Partikelfilters 26, indem in kritischen Phasen des Motorbetriebs das Abgas des Verbrennungsmotors 10 über den unbeladenen Partikelfilter 28 geleitet wird.
In den 11 bis 13 ist eine lastabhängige Klappenschaltung der Abgasklappen 32, 34 während der Regeneration der Partikelfilter 26, 28 dargestellt. Dabei ist in einer ersten Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 die erste Abgasflut 22 geöffnet und die zweite Abgasflut 24 geschlossen. In einer zweiten Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 sind beide Abgasklappen 32, 34 und somit beide Abgasfluten 22, 24 geöffnet. In einer dritten Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 ist die erste Abgasflut 22 geschlossen und die zweite Abgasflut 24 geöffnet. Wurde nur ein Partikelfilter 26, 28 beladen, beispielsweise der erste Partikelfilter 26 in der ersten Abgasflut 22, so kann dieser, wie in 11 dargestellt, in einem Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors 10 in der ersten Klappenstellung regeneriert werden. Wird während der Regeneration in einen höheren Lastpunkt des Verbrennungsmotors 10 gewechselt, welcher zu einer Überschreitung des maximal zulässigen Abgasgegendrucks p_max führen würde, wird, wie in 12 dargestellt, in die zweite Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 umgeschaltet. Ist ein Bauteilschutz des ersten Partikelfilters 26 notwendig, beispielsweise bei hohen Temperaturen im Abgaskanal 20 und einer Schubphase des Verbrennungsmotors 10 bei gleichzeitig hoher Partikelbeladung des ersten Partikelfilters 26, so wird, wie in 13 dargestellt, in die dritte Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 geschaltet und der Abgasstrom über den unbeladenen zweiten Partikelfilter 28 in der zweiten Abgasflut 24 geleitet.
Wurden in der Beladungsphase die Partikelfilter 26, 28 beladen, können diese entweder nacheinander in der ersten und dritten Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 oder gleichzeitig in der zweiten Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 regeneriert werden. Ein Bauteilschutz der Partikelfilter 26, 28 ist nur in der ersten und in der dritten Klappenstellung möglich, da in der zweiten Klappenstellung beide Partikelfilter 26, 28 aufgeheizt sind. Aus diesem Grund wird eine sequenzielle Regeneration der Partikelfilter 26, 28 gegenüber einer parallelen Regeneration beider Partikelfilter 26, 28 bevorzugt. Bei einem Wechsel auf eine höhere Motorlast des Verbrennungsmotors 10 muss aber auch bei einer sequenziellen Regeneration der beiden Partikelfilter 26, 28 in die zweite Klappenstellung der Abgasklappen 32, 34 geschaltet werden, um den Abgasgegendruck p_G nicht über den maximal zulässigen Abgasgegendruck p_max ansteigen zu lassen. In diesem Fall können zusätzliche Maßnahmen zum Bauteilschutz, wie ein Verbot eines Schubbetriebs, getroffen werden, um einen unkontrollierten Rußabbrand auf einem der Partikelfilter 26, 28 durch hohe Temperaturen und gleichzeitig hohe Sauerstoffkonzentrationen im Abgaskanal 20 zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

10: Verbrennungsmotor
12: Abgasnachbehandlungsanlage
14: Auslass
16: Abgaskrümmer
18: Drei-Wege-Katalysator
20: Abgaskanal
22: erste Abgasflut
24: zweite Abgasflut
26: erster Partikelfilter
28: zweiter Partikelfilter
30: Stellelement / Abgasklappe
32: erste Abgasklappe
34: zweite Abgasklappe
36: Verzweigung
38: Sekundärluftquelle
40: Sekundärluftpumpe
42: erste Sekundärluftpumpe
44: zweite Sekundärluftpumpe
46: Einleitstelle
48: erste Einleitstelle
50: zweite Einleitstelle
52: erster Abschnitt
54: zweiter Abschnitt
p_G: Abgasgegendruck
p_max: maximal zulässiger Abgasgegendruck
p_S: Schwellenwert des Abgasgegendrucks
p₁: Abgasgegendruck bei geöffneter erster Abgasflut
p₁₊₂: Abgasgegendruck bei beiden geöffneten Abgasfluten
P_N: Nennleistung des Verbrennungsmotors

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10241898 A1 [0003]
DE 102008063809 A1 [0004]

Claims

Abgasnachbehandlungsanlage (12) für einen Verbrennungsmotor (10), wobei ein Abgaskanal (20) stromabwärts eines Auslasses (14) des Verbrennungsmotors (10) einen ersten Abschnitt (52) aufweist, in dem der Abgaskanal (20) einflutig ausgeführt ist und in dem ein Drei-Wege-Katalysator (18) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskanal (20) stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators (18) einen zweiten Abschnitt (54) aufweist, an dem sich der einflutige Abgaskanal (20) an einer Verzweigung (36) in eine erste Abgasflut (22) und eine zweite Abgasflut (24) aufteilt, wobei in der ersten Abgasflut (22) ein erster Partikelfilter (26) und in der zweiten Abgasflut (24) ein zweiter Partikelfilter (28) angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgaskanal (20) stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators (18) mindestens ein Stellelement (30, 32, 34) angeordnet ist, mit dem ein Abgasstrom des Verbrennungsmotors (10) im Wesentlichen durch die erste Abgasflut (22), durch die zweite Abgasflut (24) oder durch beide Abgasfluten (22, 24) geleitet werden kann.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (30) an der Verzweigung (36) angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Abgasflut (22) eine erste Abgasklappe (32) und in der zweiten Abgasflut (24) eine zweite Abgasklappe (34) angeordnet ist, mit der die jeweiligen Abgasfluten (22, 24) gesperrt oder freigegeben werden können.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators (18) mindestens eine Einleitstelle (46, 48, 50) zur Einbringung von Sekundärluft in den Abgaskanal (20) vorgesehen ist.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitstelle (46) in dem einflutigen Abschnitt des Abgaskanal (20) stromaufwärts der Verzweigung (36) liegt.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Abgasfluten (22, 24) stromabwärts der Verzweigung (36) und stromaufwärts des jeweiligen Partikelfilters (26, 28) eine Einleitstelle (48, 50) zur Einbringung von Sekundärluft in den Abgaskanal (20) vorgesehen ist.
Abgasnachbehandlungsanlage (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitstellen (48, 50) in den unterschiedlichen Abgasfluten (22, 24) über eine gemeinsame Sekundärluftquelle (38) versorgt werden.
Verfahren zur Beladung und/oder Regeneration von mindestens zwei Partikelfiltern (26, 28) in einer Abgasnachbehandlungsanlage (12) eines Verbrennungsmotors (10), in welcher stromabwärts eines Auslasses (14) des Verbrennungsmotors (10) der Abgaskanal (20) einflutig ausgeführt ist und das Abgas des Verbrennungsmotors (10) durch einen Drei-Wege-Katalysator (18) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abgaskanal (20) stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators (18) an einer Verzweigung in eine erste Abgasflut (22) und eine zweite Abgasflut (24) aufteilt, wobei in jeder der beiden Abgasfluten (22, 24) jeweils ein Partikelfilter (26, 28) angeordnet ist, und wobei in einem Normalbetrieb des Verbrennungsmotors (10) zumindest einer der Partikelfilter (26, 28) mit den bei der Verbrennung im Verbrennungsmotor (10) entstehenden Rußpartikeln beladen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom durch die Partikelfilter (26, 28) durch zumindest ein Stellelement (30) in der Abgasanlage stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators (18) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors (10), insbesondere in einem Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors (10), eine der Abgasfluten (22, 24) geöffnet ist und die jeweils andere Abgasflut (22, 24) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei einer Regeneration des Partikelfilters (26, 28) die Abgasflut (22, 24) mit dem stärker beladenen Partikelfilter (26, 28) geöffnet ist, und die jeweils andere Abgasflut (22, 24) mit dem weniger stark beladenen Partikelfilter (26, 28) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasflut (22, 24) mit dem weniger stark beladenen Partikelfilter (26, 28) geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor (10) in einem dritten Betriebszustand mit einer höheren Last als im zweiten Betriebszustand betrieben wird, und die Leistung des Verbrennungsmotors (10) oder der Abgasgegendruck in der Abgasflut (22, 24) mit dem stärker beladenen Partikelfilter (26, 28) einen Schwellenwert (S_P, S_D) übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Betriebszustand, insbesondere in einer Schubphase des Verbrennungsmotors (10) bei hohen Partikelfiltertemperaturen des stärker beladenen Partikelfilters (26, 28) die Abgasflut (22, 24) mit dem stärker beladenen Partikelfilter (22, 24) geschlossen wird und der Abgasstrom über die jeweils andere Abgasflut mit dem im Wesentlichen unbeladenen Partikelfilter (26, 28) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Betriebsphase, in der der Abgasstrom des Verbrennungsmotors (10) parallel durch beide Abgasfluten (22, 24) geleitet wird und beide Partikelfilter (26, 28) mit Rußpartikeln beladen werden eine Regeneration der Partikelfilter (26, 28) zeitlich nacheinander erfolgt, und der jeweils andere Partikelfilter (26, 28) durch eine Stellung des Stellelements (30) oder der Stellelemente (32, 34) aus dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors (10) ausgekoppelt wird.