DE102018222571A1 - Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102018222571A1
DE102018222571A1 DE102018222571.0A DE102018222571A DE102018222571A1 DE 102018222571 A1 DE102018222571 A1 DE 102018222571A1 DE 102018222571 A DE102018222571 A DE 102018222571A DE 102018222571 A1 DE102018222571 A1 DE 102018222571A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
gas aftertreatment
aftertreatment device
nox storage
catalytic converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018222571.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Kindl
Andreas Kuske
Jörg Kemmerling
Vanco Smiljanovski
Franz Arnd Sommerhoff
Frank Wunderlich
Michael Forsting
Hanno Friederichs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to DE102018222571.0A priority Critical patent/DE102018222571A1/de
Publication of DE102018222571A1 publication Critical patent/DE102018222571A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1614—NOx amount trapped in catalyst
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eines Kraftfahrzeugs (2), mit den Schritten:(S100) Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine (4) des Kraftfahrzeugs (2), und(S300) Durchführen einer Regeneration (RE) eines NOx-Speicherkatalysators (8) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators (8) mit einem fetten Gemisch, wenn eine Stillsetzung (ST) einer Brennkraftmaschine (4) erfasst wurde.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
  • Mit Abgasnachbehandlungseinrichtungen werden Verbrennungsgase, nachdem sie den Brennraum oder die Brennkammer einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine verlassen haben, auf mechanischem, katalytischem oder chemischem Wege gereinigt, um so gesetzliche Schadstofflimits einhalten zu können.
  • Abgasnachbehandlungseinrichtungen weisen zur Erreichung strenger Emissionsbedingungen mehrere verschiedene Katalysatoren auf, die motornah und/oder im Fahrzeugunterboden eher motorfern angeordnet sein können. Derartige Abgasnachbehandlungseinrichtungen sind z.B. aus der US 2010 0236223 A1 , der US 7 240 483 B2 , der US 8 096 111 B2 , der US 8 074 443 B2 , der US 2017 0370259 A1 oder der US 8 857 154 bekannt.
  • Zur Entfernung von Stickoxiden (NOx) aus dem Abgasstrom weisen derartige Abgasnachbehandlungseinrichtungen SCR-Katalysatoren und NOx-Speicherkatalysatoren auf, wobei der NOx-Speicherkatalysator stromauf des SCR-Katalysators angeordnet ist. So kann sichergestellt werden, dass bei einem Motorstart NOx in dem in dem NOx-Speicherkatalysator zwischengespeichert wird, wenn der SCR-Katalysator noch nicht seine Mindestbetriebstemperatur erreicht hat. Hierzu wird der NOx-Speicherkatalysator sehr groß dimensioniert bzw. überdimensioniert, derart, dass er schon bei einer NOx-Beladung mit 50% bis 60% regeneriert wird. Dies erfordert allerdings einen sehr großen NOx-Speicherkatalysator mit einer entsprechend großen Wärmekapazität, die das Aufwärmen bis zur Betriebstemperatur verzögert, und entsprechend häufige Regenerationen des NOx-Speicherkatalysators erfordert.
  • Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie eine derartige Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs effizienter betrieben werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:
    • Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs, und
    • Durchführen einer Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators der Abgasnachbehandlungseinrichtung durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators mit einem fetten Gemisch, wenn eine Stillsetzung einer Brennkraftmaschine erfasst wurde.
  • Es wird also nach Stillsetzung der Brennkraftmaschine der Abgasnachbehandlungseinrichtung der NOx-Speicherkatalysator regeneriert, indem dieser für eine vorbestimmte Zeitdauer von z.B. 5 Sekunden mit einem fetten Gemisch beaufschlagt wird. Somit wird der NOx-Speicherkatalysator am Ende jeder Fahrt regeneriert. Daher steht bei Beginn einer erneuten Fahrt ein NOx-Speicherkatalysator mit maximaler NOx-Speicherkapazität zur Verfügung, der NOx solange aufnimmt, bevor der SCR-Katalysator seine Mindestbetriebstemperatur erreicht hat. So kann eine derartige Abgasnachbehandlungseinrichtung effizienter betrieben und zugleich der NOx-Speicherkatalysator kleiner dimensioniert werden, was weniger Bauraum in Anspruch nimmt und zugleich zu mit einer verkleinerten Wärmekapazität einhergehenden kleineren Zeitkonstanten der Abgasnachbehandlungseinrichtung führt, so dass sich die Abgasnachbehandlungseinrichtung schneller erwärmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform in einem weiteren Schritt ein Temperaturwert der Abgasnachbehandlungseinrichtung erfasst, und eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators der Abgasnachbehandlungseinrichtung durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators mit einem fetten Gemisch wird durchgeführt, wenn der erfasste Temperaturwert größer als ein Referenzwert ist. Es wird also unter Ausnutzung der in der Abgasnachbehandlungseinrichtung gespeicherten Restwärme eine Regeneration durchgeführt, sofern die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine hierfür ausreichend hohe Temperatur aufweist, d.h. die in der Abgasnachbehandlungseinrichtung gespeicherte Restwärme hierfür ausreicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in einem weiteren Schritt ein Temperaturwert der Abgasnachbehandlungseinrichtung erfasst, und erwärmte Luft wird in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingespeist, wenn der erfasste Temperaturwert kleiner als ein Grenzwert ist. Hierzu kann ein integrierter Heizer Verwendung finden, der im Betrieb von einem Lüfter unterstützt wird. So kann eine Regeneration auch dann durchgeführt werden, wenn die in der Abgasnachbehandlungseinrichtung gespeicherte Restwärme für eine Regeneration nicht ausreicht, wie dies z.B. nach einer längeren Standzeit der Fall sein kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zum Durchführen der Regeneration Kraftstoff stromauf des NOx-Speicherkatalysators in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingespritzt. Dabei kann das Einspritzen von Kraftstoff, wie z.B. Diesel oder Benzin, ein Vernebeln des Kraftstoffes umfassen. Hierzu kann eine zusätzliche Einspritzstelle vorgesehen sein. Es wird so gezielt im NOx-Speicherkatalysator ein fettes Gemisch erzeugt, während andere Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung, die stromab des NOx-Speicherkatalysators liegen, nicht mit einem fetten Gemisch beaufschlagt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zum Durchführen der Regeneration Luft stromauf des NOx-Speicherkatalysators in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingespeist. Hierzu kann eine zusätzliche Einspeisestelle vorgesehen sein. So kann besonders einfach und zuverlässig ein fettes Gemisch erzeugt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Luft stromauf des Kraftstoffs eingespeist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Luft erwärmt wird, um eine ausreichende Temperatur für die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators zu gewährleisten. Mit anderen Worten, in Strömungsrichtung vor der zusätzlichen Einspritzstelle ist die zusätzliche Einspeisestelle angeordnet. Somit wird der Kraftstoff der erwärmten Luft hinzugefügt, so dass das Leitungssystem der Abgasnachbehandlungseinrichtung nicht unnötig Kraftstoff transportieren muss mit den daher eingehenden Gefahren einer ungewollten Entzündung des Kraftstoffes.
  • Ferner gehören zur Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein Steuergerät, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Abgasnachbehandlungseinrichtung.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
    • 2 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf zum Betrieb der in 1 gezeigten Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen.
  • Die 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 4 und eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 eines Kraftfahrzeugs 2, wie z.B. eines PKWs.
  • Die Brennkraftmaschine 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Dieselmotor. Der Dieselmotor wird im Normalbetrieb mit einem Sauerstoffüberschuss (A > 1) im Magerbetrieb betrieben. Abweichend hiervon kann die Brennkraftmaschine 4 auch als Ottomotor im Magerbetrieb zur Erhöhung des Motorwirkungsgrades ausgebildet sein.
  • Die Brennkraftmaschine 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel turboaufgeladen, so dass im Abgasstrom der Brennkraftmaschine 4 eine Turbine 14 eines Abgasturboladers 12 nachgeschaltet ist, die einen Verdichter 16 antreibt.
  • Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Abgasrückführung (AGR) ausgebildet und weist daher Komponenten einer Hochdruck Abgasrückführung 24 auf, bei der eine Entnahme von Abgas vor der Turbine 14 des Turboladers 12 und der Abgasnachbehandlung 6 erfolgt und die Einleitung nach einem Ladeluftkühler 30 und einer Drosselklappe 32.
  • Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen NOx-Speicherkatalysator 8 und einen SCR-Katalysator 18 auf.
  • Der NOx-Speicherkatalysator 8 ist zur Speicherung von NOx (Stickoxiden) ausgebildet. Er weist einen Aufbau mit einem geeigneten Träger mit einem Edelmetallkatalysator, wie z.B. Platin, und einer NOx-Speicherkomponente, wie z.B. ein Erdalkalimetall wie Barium, auf. Im Normalbetrieb, wenn die Brennkraftmaschine 4 mit einem mageren Gemisch betrieben wird, speichert der NOx-Speicherkatalysator 8 NOx, während das gespeicherte NOX während Regenerationsphasen eines Betriebs der Brennkraftmaschine 4 mit einem fetten Gemisch freigesetzt und in der fetten Atmosphäre umgewandelt wird. Der Wechsel von dem mageren zum fetten Gemisch und umgekehrt bzw. der Wechsel zwischen einem Normalbetrieb und einem Regenerationsbetrieb wird von einem Steuergerät 10 gesteuert, das für diese und die nachfolgend beschriebenen Aufgaben und Funktionen Hard- und/oder Software-Komponenten aufweisen kann.
  • Der SCR-Katalysator 18 ist zur selektiven katalytischen Reduktion von NOx unter der Zugabe einer harnstoffhaltigen Lösung, wie z.B. AbBlue, ausgebildet, die an einer Harnstoffeinspritzstelle in den Abgasstrom eingespritzt wird. Zusätzlich ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der SCR-Katalysator 18 als Dieselrußpartikelfilter (SDPF) zur Reduzierung der im Abgasstrom vorhandenen Partikel ausgebildet. Mit anderen Worten, der SCR-Katalysator 18 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Doppelfunktion auf.
  • Jedoch benötigt der SCR-Katalysator 18 eine Mindestbetriebstemperatur um wirksam NOx aus dem Abgasstrom entfernen zu können. Diese Mindestbetriebstemperatur wird erst nach einiger Zeit nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine 4 erreicht. In der Zwischenzeit nimmt der NOx-Speicherkatalysator 8 NOx aus dem Abgasstrom auf.
  • Um sicherzustellen, dass der NOx-Speicherkatalysator 8 bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine 4 eine ausreichende NOx-Speicherkapazität aufweist wird nach einer Stillsetzung der Brennkraftmaschine 4 der NOx-Speicherkatalysator 8 durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators 8 mit einem fetten Gemisch regeneriert.
  • Hierzu ist das Steuergerät 10 dazu ausgebildet einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 4 des Kraftfahrzeugs 2 zu erfassen und einen Temperaturwert der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 einzulesen. Wenn eine Stillsetzung der Brennkraftmaschine 4 erfasst wurde und der erfasste Temperaturwert größer als ein Referenzwert ist wird eine Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators 8 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators 8 mit einem fetten Gemisch bewirkt.
  • Es wird also nach Stillsetzung der Brennkraftmaschine 4 unter Ausnutzung der Restwärme der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 der NOx-Speicherkatalysator 8 regeneriert, indem dieser für eine vorbestimmte Zeitdauer von z.B. 5 Sekunden mit einem fetten Gemisch beaufschlagt wird. Somit wird der NOx-Speicherkatalysator 8 am Ende jeder Fahrt regeneriert, sofern die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 eine hierfür ausreichend hohe Temperatur aufweist. Daher steht bei Beginn einer erneuten Fahrt ein NOx-Speicherkatalysator 8 mit maximaler NOx-Speicherkapazität zur Verfügung, der NOx solange aufnimmt, bevor der SCR-Katalysator 18 seine Mindestbetriebstemperatur erreicht hat.
  • Zur Einspritzung von Kraftstoff, wie z.B. Diesel, in Form eines Kraftstoffnebels ist eine von dem Steuergerät 10 ansteuerbare Einspritzstelle 28 stromauf des NOx-Speicherkatalysators 8 vorgesehen.
  • Zum Einspeisen von Luft ist eine von dem Steuergerät 10 ansteuerbare Einspeisestelle 26, vorgesehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel stromauf des NOx-Speicherkatalysators 8 und stromauf der Einspritzstelle 28 angeordnet ist.
  • Die Einspeisestelle 26 wird mit Luft aus der Ladeluftzufuhr 24 versorgt. Mit anderen Worten, eine Versorgungsleitung zweigt von der Leitung ab, mit der der Ladeluftzufuhr 24 Luft zugeführt wird.
  • Um Luft der Einspeisestelle 26 zuzuführen wird ein Gebläse 22 vorgesehen. Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Heizer 20 zum Erwärmen der Luft vorgesehen, die über die Einspeisestelle 26 eingespeist werden soll. Dabei ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Gebläse 22 in Strömungsrichtung der Luft vor dem Heizer 20 angeordnet. Somit wird das Gebläse 22 mit von dem Heizer 20 erwärmter Luft nicht beaufschlagt.
  • Ferner ist das Steuergerät 10 dazu ausgebildet den Heizer 20 sowie das Gebläse 22 zu aktivieren, um erwärmte Luft in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 einzuspeisen, wenn der erfasste Temperaturwert T kleiner als ein Grenzwert GW ist. So kann eine Regeneration auch dann bewirkt werden, wenn die in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 gespeicherte Restwärme für eine Regeneration nicht ausreicht, wie dies z.B. nach einer längeren Standzeit des Kraftfahrzeugs 2 der Fall ist.
  • Es wird nun unterzusätzlicher Bezugnahme auf die 2 ein Verfahrensablauf zum Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 erläutert.
  • In einem ersten Schritt S100 erfasst das Steuergerät 10 einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 4. Wenn ein Stillstand der Brennkraftmaschine 4 vorliegt wird z.B. einer logischen Variablen ST der logische Wert Null zugewiesen. Andernfalls wird der logischen Variablen ST der logische Wert Eins zugewiesen.
  • In einem weiteren Schritt S200 liest das Steuergerät 10 einen Temperaturwert T der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 ein.
  • Wenn in einem weiteren Schritt S300 das Steuergerät 10 feststellt, dass eine Stillsetzung T einer Brennkraftmaschine 4 erfasst wurde und der erfasste Temperaturwert T größer als ein vorbestimmter Referenzwert RW ist bewirkt das Steuergerät 10 eine Regeneration RE des NOx-Speicherkatalysators 8 durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators 8 mit einem fetten Gemisch.
  • Hierzu wird Kraftstoff in Form eines Kraftstoffnebels an der Einspritzstelle 28 eingespritzt und Luft an der Einspeisestelle 26 eingespeist. Zugleich wird das Gebläse 22 und der Heizer 10 aktiviert, um einen Luftstrom erwärmter Luft zu bewirken.
  • Wenn hingegen in einem weiteren Schritt S400 das Steuergerät 10 feststellt, dass eine Stillsetzung T einer Brennkraftmaschine 4 erfasst wurde und der erfasste Temperaturwert T kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert GW ist bewirkt das Steuergerät 10 zusätzlich eine Aktivierung des Heizers 20 sowie des Gebläses 22, um erwärmte Luft für eine Regeneration RE in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 einzuspeisen.
  • Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Schritte auch eine andere sein. Ferner können mehrere Schritte zeitgleich bzw. simultan ausgeführt werden.
  • So wird der NOx-Speicherkatalysator 8 am Ende jeder Fahrt regeneriert, sofern die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 eine hierfür ausreichend hohe Temperatur T aufweist. Daher steht bei Beginn einer erneuten Fahrt ein NOx-Speicherkatalysator 8 mit maximaler NOx-Speicherkapazität zur Verfügung, der NOx solange aufnimmt, bevor der SCR-Katalysator 18 seine Mindestbetriebstemperatur erreicht hat. So kann eine derartige Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 effizienter betrieben werden und zugleich der NOx-Speicherkatalysator 18 kleiner dimensioniert werden, was weniger Bauraum in Anspruch nimmt und zugleich zu mit einer verkleinerten Wärmekapazität einhergehenden kleineren Zeitkonstanten der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 führt, so dass sich die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 schneller erwärmt.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Kraftfahrzeug
    4
    Brennkraftmaschine
    6
    Abgasnachbehandlungseinrichtung
    8
    NOx-Speicherkatalysators
    10
    Steuergerät
    12
    Turbolader
    14
    Turbine
    16
    Verdichter
    18
    SCR-Katalysator
    20
    Heizer
    22
    Gebläse
    24
    Ladeluftzufuhr
    26
    Einspeisestelle
    28
    Einspritzstelle
    30
    Ladeluftkühler
    32
    Drosselklappe.
    GW
    Grenzwert
    RE
    Regeneration
    ST
    logische Variable
    T
    Temperaturwert
    S100
    Schritt
    S200
    Schritt
    S300
    Schritt
    S400
    Schritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20100236223 A1 [0003]
    • US 7240483 B2 [0003]
    • US 8096111 B2 [0003]
    • US 8074443 B2 [0003]
    • US 20170370259 A1 [0003]
    • US 8857154 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eines Kraftfahrzeugs (2), mit den Schritten: (S100) Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine (4) des Kraftfahrzeugs (2), und (S300) Durchführen einer Regeneration (RE) eines NOx-Speicherkatalysators (8) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators (8) mit einem fetten Gemisch, wenn eine Stillsetzung (ST) einer Brennkraftmaschine (4) erfasst wurde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem weiteren Schritt (S200) ein Temperaturwert (T) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) erfasst wird, und eine Regeneration (RE) des NOx-Speicherkatalysators (8) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators (8) mit einem fetten Gemisch durchgeführt, wenn der erfasste Temperaturwert (T) größer als ein Referenzwert (RW) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem weiteren Schritt (S400) ein Temperaturwert (T) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) erfasst wird, und erwärmte Luft in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eingespeist wird, wenn der erfasste Temperaturwert (T) kleiner als ein Grenzwert (GW) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei zum Durchführen der Regeneration (RE) Kraftstoff stromauf des NOx-Speicherkatalysators (8) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eingespritzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zum Durchführen der Regeneration (RE) Luft stromauf des NOx-Speicherkatalysators (8) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eingespeist wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Luft stromauf des Kraftstoffs eingespeist wird.
  7. Computerprogrammprodukt, ausgebildet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Steuergerät (10) zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das Steuergerät (10) dazu ausgebildet ist einen Betriebszustand einer Brennkraftmaschine (4) des Kraftfahrzeugs (2) zu erfassen, und eine Regeneration (RE) eines NOx-Speicherkatalysators (8) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators (8) mit einem fetten Gemisch zu bewirken, wenn eine Stillsetzung (ST) einer Brennkraftmaschine (4) erfasst wurde.
  9. Steuergerät (10) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (10) dazu ausgebildet ist einen Temperaturwert (T) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) einzulesen und eine Regeneration (RE) des NOx-Speicherkatalysators (8) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) durch Beaufschlagen des NOx-Speicherkatalysators (8) mit einem fetten Gemisch zu bewirken, wenn der erfasste Temperaturwert (T) größer als ein Referenzwert (RW) ist.
  10. Steuergerät (10) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (10) dazu ausgebildet ist einen Temperaturwert (T) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) einzulesen, und erwärmte Luft in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) einzuspeisen, wenn der erfasste Temperaturwert (T) kleiner als ein Grenzwert (GW) ist.
  11. Steuergerät (10) nach Anspruch 8, 9 oder 10, wobei das Steuergerät (10) dazu ausgebildet ist zum Durchführen der Regeneration (RE) eine Kraftstoffeinspritzung stromauf des NOx-Speicherkatalysators (8) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) zu bewirken.
  12. Steuergerät (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Steuergerät (10) dazu ausgebildet ist zum Durchführen der Regeneration (RE) eine Lufteinspeisung stromauf des NOx-Speicherkatalysators (8) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) zu bewirken.
  13. Steuergerät (10) nach Anspruch 12, wobei das Steuergerät (10) dazu ausgebildet ist die Lufteinspeisung stromauf der Kraftstoffeinspritzung zu bewirken.
  14. Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) mit einem Steuergerät (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 13.
  15. Kraftfahrzeug (2) mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) nach Anspruch 14.
DE102018222571.0A 2018-12-20 2018-12-20 Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs Pending DE102018222571A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018222571.0A DE102018222571A1 (de) 2018-12-20 2018-12-20 Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018222571.0A DE102018222571A1 (de) 2018-12-20 2018-12-20 Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018222571A1 true DE102018222571A1 (de) 2020-06-25

Family

ID=70969134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018222571.0A Pending DE102018222571A1 (de) 2018-12-20 2018-12-20 Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018222571A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7240483B2 (en) 2004-08-02 2007-07-10 Eaton Corporation Pre-combustors for internal combustion engines and systems and methods therefor
US20100236223A1 (en) 2007-08-30 2010-09-23 Energy Conversion Technology As Exhaust gas apparatus and method for the regeneration of a nox trap and a particle filter
US8074443B2 (en) 2007-11-13 2011-12-13 Eaton Corporation Pre-combustor and large channel combustor system for operation of a fuel reformer at low exhaust temperatures
US8096111B2 (en) 2007-06-22 2012-01-17 Ford Global Technologies, Llc Reduction of NOx trap at engine shutoff
US8857154B2 (en) 2012-01-23 2014-10-14 Southwest Research Institute Exhaust aftertreatment for NOx-containing exhaust from an internal combustion engine
US20170370259A1 (en) 2015-01-12 2017-12-28 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research NOx REDUCTION SYSTEM

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7240483B2 (en) 2004-08-02 2007-07-10 Eaton Corporation Pre-combustors for internal combustion engines and systems and methods therefor
US8096111B2 (en) 2007-06-22 2012-01-17 Ford Global Technologies, Llc Reduction of NOx trap at engine shutoff
US20100236223A1 (en) 2007-08-30 2010-09-23 Energy Conversion Technology As Exhaust gas apparatus and method for the regeneration of a nox trap and a particle filter
US8074443B2 (en) 2007-11-13 2011-12-13 Eaton Corporation Pre-combustor and large channel combustor system for operation of a fuel reformer at low exhaust temperatures
US8857154B2 (en) 2012-01-23 2014-10-14 Southwest Research Institute Exhaust aftertreatment for NOx-containing exhaust from an internal combustion engine
US20170370259A1 (en) 2015-01-12 2017-12-28 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research NOx REDUCTION SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017113366A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
EP3115566A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur abgasnachbehandlung einer brennkraftmaschine
DE102013212801A1 (de) Anordnung zur Abgasnachbehandlung für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102017100892A1 (de) Regeneration eines Partikelfilters oder Vier-Wege-Katalysators in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors
DE102017201401B4 (de) Abgasnachbehandlung
DE112020001863T5 (de) Systeme und Verfahren zur Desulfatisierung von in Nachbehandlungssystemen eingeschlossenen Katalysatoren
DE102016112657A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE102017222235A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufheizung einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine
DE102019008956A1 (de) Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens
EP1859131B1 (de) Verfahren zur abgasnachbehandlung bei dieselmotoren oder dergleichen, und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
DE10361791A1 (de) Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Regeneration einer solchen Abgasreinigungsanlage
DE102020105330A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE102018222571A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102015219113A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE102018123586A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE102020103897A1 (de) Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors und Abgasnachbehandlungssystem
DE102016112363B4 (de) Abgasnachbehandlungssystem
DE102019211114A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE102019206109A1 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit Turbolader zwischen Stickoxid-Speicherkatalysator und Partikelfilter
DE102019202943A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators mit Bypass-Strömungskanal
DE102018208958A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem Abgassystem aufweisend einen LNT-Katalysator, einen elektrisch beheizbaren eSCR-Katalysator und einen Partikelfilter und Verfahren zum Betreiben so eines Kraftfahrzeugs
DE102020121384B4 (de) Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor
DE102018210561B4 (de) Anordnung einer Brennkraftmaschine mit zwei Stickoxidspeicherkatalysatoren in Kombination mit einem aktiven Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion
DE102017201597A1 (de) Abgasbehandlungssystem, bei dem ein reaktionsmittel in einen turbolader-bypass-kanal eingespritzt wird
DE102017205197B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: MARKOWITZ, MARKUS, DR.-ING., DE