DE102021203282A1 - Verfahren zum Betreiben einer Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine und Abgastrakt einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine und Abgastrakt einer Brennkraftmaschine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021203282A1 DE102021203282A1 DE102021203282.6A DE102021203282A DE102021203282A1 DE 102021203282 A1 DE102021203282 A1 DE 102021203282A1 DE 102021203282 A DE102021203282 A DE 102021203282A DE 102021203282 A1 DE102021203282 A1 DE 102021203282A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- catalytic converter
- converter device
- temperature
- oxidation catalytic
- 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
Links
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 101
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 101
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 91
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 76
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 22
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 22
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 9
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 101100116570 Caenorhabditis elegans cup-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100116572 Drosophila melanogaster Der-1 gene Proteins 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- 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
- 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
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
-
- 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
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust 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
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
-
- 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
-
- 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
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/021—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting ammonia NH3
-
- 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
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/022—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting CO or CO2
-
- 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
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/023—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting HC
-
- 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
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
-
- 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
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/12—Hydrocarbons
-
- 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
- F01N2900/1626—Catalyst activation temperature
-
- 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
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
-
- 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)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgastrakt (100) einer Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), die zum Oxidieren der im Abgas befindlichen Kohlenstoffverbindungen ausgebildet ist, und einen Abgastrakt (100). Stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) ist ferner ein Abgassensor (130) angeordnet, der dazu ausgebildet ist, den Kohlenstoffgehalt im Abgas zu erfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Ermitteln des Kohlenstoffgehalts im Abgas mittels des Abgassensors (130) und ein Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), wenn der ermittelte Kohlenstoffgehalt im Abgas einen vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert überschreitet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine, einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine.
- In Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Dieselbrennkraftmaschinen, werden Katalysatoren, wie beispielsweise Oxidationskatalysatoren, insbesondere Diesel-Oxidationskatalysatoren („diesel oxydation catalyst“ DOC) zur Abgasnachbehandlung verwendet, um die Emission von Kohlenstoffen, wie Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenstoffmonoxide (CO), durch Konvertierung dieser Stoffe zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zu reduzieren. Ein solcher Vorgang findet in einem Oxidationskatalysator insbesondere beim Erreichen einer Arbeitstemperatur des Oxidationskatalysators von ungefähr 250 °C statt. Bei dieser Temperatur ist die sogenannte „Light-Off“-Temperatur‟ erreicht.
- Zum Erreichen dieser Temperatur kann es erforderlich sein, die Katalysatorvorrichtung zumindest teilweise zu erwärmen. Hierfür ist es bekannt, nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine die Katalysatorvorrichtung beispielweise mittels innermotorischen und/oder externen Heizmaßnahmen, wie z. B. Nacheinspritzung oder das Vorsehen einer elektrischen Heizvorrichtung, möglichst schnell auf ihre Arbeitstemperatur zu erwärmen und bei dieser Temperatur während des Betriebs der Brennkraftmaschine zu halten. Beim Erreichen der vorbestimmten Arbeitstemperatur (d. h. der „Light-Off“-Temperatur) wird im Stand der Technik davon ausgegangen, dass der Diesel-Oxidationskatalysator nahezu sämtliche Kohlenstoffe, wie beispielswiese Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxide, konvertiert.
- In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die tatsächliche Arbeitstemperatur bzw. „Light-Off“-Temperatur kein fester Temperaturschwellwert ist, sondern vielmehr von bestimmten Betriebs- und Randbedingungen abhängt, wie beispielsweise von der Beschichtung der Katalysatorvorrichtung, des Abgasmassenstroms, dem Alterungszustand der Katalysatorvorrichtung und/oder dem Vergiftungsgrad der Katalysatorvorrichtung. Folglich kann es auch bei Temperaturen der Katalysatorvorrichtung größer als die vorbestimmte Arbeitstemperatur, die beispielsweise ungefähr 250 °C beträgt, noch zu einer unvollständigen Konvertierung der Kohlenstoffverbindungen kommen. Andererseits kann die Katalysatorvorrichtung bereits bei einer Temperatur kleiner als die vorbestimmte Arbeitstemperatur ihre „Light-Off“-Temperatur erreichen, so dass ein weiteres externes Erwärmen der Katalysatorvorrichtung nicht mehr notwendig ist.
- Anwendungen von Abgassensoren, wie beispielsweise Stickoxidsensoren und Ammoniaksensoren, in Abgastrakten von Brennkraftmaschinen mit Katalysatorvorrichtungen mit selektiver katalytischer Reduktion sind bekannt aus
JP 2020/016447 A DE 10 2017 201 393 A1 ,US 7 442 555 B2 ,US 6 761 025 B1 US 9 097 192 B2 KR 101 989 111 B1 US 8 499 545 B2 ,US 2019/0345861 A1 US 9 234 447 B2 - Ein auf dem Mischpotentialprinzip beruhender Abgassensor zum Erfassen des Stickoxid- und Ammoniakgehalt im Abgas eine Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der noch nicht offengelegten deutschen Patenanmeldung (DE)
10 2020 214 708.6 bekannt. - Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und einen Abgastrakt bereitzustellen, mit denen eine im Abgastrakt angeordnete Oxidationskatalysatorvorrichtung möglichst effizient betrieben und hinsichtlich ihrer Konvertierungseffizienz überwacht werden kann.
- Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß unabhängigen Anspruch 1 und einem Abgastrakt gemäß unabhängigen Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zu Grunde, eine in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordnete Oxidationskatalysatorvorrichtung in Abhängigkeit des stromabwärts ermittelten Kohlenstoffgehalts zu temperieren bzw. zu heizen. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass beim Erreichen einer vorbestimmten Arbeitstemperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung nahezu sämtliche Kohlenwasserstoffe oxidiert bzw. konvertiert werden. Werden jedoch stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung weiterhin Kohlenwasserstoffe in Abgas erfasst, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass die Oxidationskatalysatorvorrichtung noch nicht ihre tatsächliche Arbeitstemperatur, genauer gesagt „Light-Off“-Temperatur, erreicht hat und folglich ein weiteres Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung notwendig ist, um eine nahezu vollständige Konvertierung der Kohlenwasserstoffe durchführen zu können. Gleichzeitig kann erfindungsgemäß die Oxidationskatalysatorvorrichtung auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft und überwacht werden, da beim Überschreiten einer maximalen Erwärmungstemperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung und gleichzeitig noch weiterhin stromabwärts davon vorhandenen Kohlenwasserstoffe eine defekte bzw. fehlerbehaftete Oxidationskatalysatorvorrichtung festgestellt werden kann.
- Folglich ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysatorvorrichtung vorgesehen, die zum Oxidieren der im Abgas befindlichen Kohlenstoffverbindungen ausgebildet ist. Stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung ist ferner ein Abgassensor angeordnet, der dazu ausgebildet ist, den Kohlenstoffgehalt im Abgas zu erfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren erfasst ein Ermitteln des Kohlenstoffgehalts im Abgas mittels des Abgassensors und ein Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung, wenn der ermittelte Kohlenstoffgehalt im Abgas einen vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert überschreitet.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner ein Ermitteln des Kohlenstoffgehalts im Abgas stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung vorgesehen.
- Wenn festgestellt wird, dass der ermittelte Kohlenstoffgehalt im Abgas den vorbestimmten Kohlenstoffwert überschreitet, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass sich die Oxidationskatalysatorvorrichtung unterhalb ihrer tatsächlichen Arbeitstemperatur befindet und somit ein Erwärmen derselben erforderlich ist. Denn nur eine in ihrem tatsächlichen Arbeitstemperaturbereich erwärmte Oxidationskatalysatorvorrichtung kann ordnungsgemäß und effektiv betrieben werden und nahezu sämtliche Kohlenstoffverbindungen im Abgas, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxide, oxidieren bzw. konvertieren. Zusätzlich oder alternativ kann dabei festgestellt werden, dass die Oxidationskatalysatorvorrichtung beschädigt oder vergiftet ist.
- Vorzugsweise entspricht der vorbestimmte Kohlenstoffschwellenwert ungefähr 15 ppm („parts per million“). Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, den ermittelten Kohlenstoffgehalt über die Zeit zu integrieren und aufzusummieren und ein Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung zu starten, wenn der aufsummierte Kohlenstoffgehalt einen vorbestimmten Summenschwellenwert überschreitet. Das zeitliche Integrieren kann dabei über eine vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise ungefähr 20 Sekunden erfolgen. Mittels des Vergleichs mit dem vorbestimmten Summenschwellenwertkann die Steuerung bzw. Regelung zum Erwärmen der vorbestimmten Summenschwellenwert robuster gemacht werden, so dass nicht beim Ermitteln eines kurzen Peaks bereits ein Erwärmen der vorbestimmten Summenschwellenwert stattfindet.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung mittels einer elektrischen Heizvorrichtung der Oxidationskatalysatorvorrichtung und/oder mittels innermotorischen Heizens. „Innermotorisches Heizen“ bedeutet ein bewusstes Verändern der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise der Verbrennungsparameter, zum Erzeugen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC), die in der Oxidationskatalysatorvorrichtung umgesetzt werden. Bei der Umsetzung der unverbrannten Kohlenwasserstoffe in der Oxidationskatalysatorvorrichtung wird Energie freigesetzt und die Oxidationskatalysatorvorrichtung aufgeheizt. Beispielsweise kann der Zeitpunkt des Einspritzens des Verbrennungsgemischs in die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine verändert, vorzugsweise verzögert, werden, wodurch unverbrannter Kohlenwasserstoff in den Abgastrakt gelangt. In einer beispielhaften Ausgestaltung kann durch eine „spätere“ Einspritzung (sogenannte Nacheinspritzung), z. B. bei einem Kurbelwellenwinkel von größer als ungefähr 40° nach dem oberen Totpunkt, unverbrannte Kohlenwasserstoffe in den Abgastrakt eingebracht werden.
- In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Ermitteln der Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung und ein Ermitteln einer fehlerbehafteten Oxidationskatalysatorvorrichtung, wenn die ermittelte Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet, der größer ist als ein vorbestimmter Arbeitstemperaturwert der Oxidationskatalysatorvorrichtung, bei der die im Abgas befindlichen Kohlenwasserstoffe nahezu vollständig oxidiert werden müssten.
- Wenn also die Oxidationskatalysatorvorrichtung bis auf den vorbestimmten Temperaturschwellenwert, der der maximalen Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung entsprechen kann, erwärmt wird, aber gleichzeitig weiterhin Kohlenwasserstoffe stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung im Abgas ermittelt werden, kann dies ein Indiz dafür sein, dass die Oxidationskatalysatorvorrichtung fehlerhaft bzw. defekt ist und nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet. Daraufhin kann ein Ausgeben einer Warnung an den Betreiber der Brennkraftmaschine erforderlich sein.
- Vorzugsweise entspricht die vorbestimmte Arbeitstemperatur einem Temperaturwert von ungefähr 250°C. Ferner ist es bevorzugt, dass der vorbestimmte Temperaturschwellenwert, der die maximale Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung beschreibt, bei der ein Fehler der Oxidationskatalysatorvorrichtung ermittelt wird, ungefähr 350°C entspricht.
- Vorzugsweise wird die Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung mittels eines Temperatursensors und/oder über die der Heizvorrichtung der Oxidationskatalysatorvorrichtung zugeführte elektrische Leistung und oder und/oder über einen mittels der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine modellierten Temperaturwert ermittelt.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Abgastrakt für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, der eine Oxidationskatalysatorvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, die im Abgas befindlichen Kohlenwasserstoffe zu oxidieren, einen stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung angeordneten Abgassensor, der dazu ausgebildet ist, den Kohlenstoffgehalt im Abgas zu erfassen, und eine Steuervorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben des Abgastrakts auszuführen.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Abgastrakt stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung einen weiteren Abgassensor auf, der ausgebildet ist, die Rohemission an Kohlenstoffverbindungen im Abgas stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung zu erfassen.
- Vorzugsweise handelt es sich bei dem Abgassensor um einen auf dem Mischpotentialprinzip basierenden Abgassensor, der auf Kohlenstoffverbindungen (HC, CO), Ammoniak (NH3) und/oder Stickoxide (NOx) sensitiv ist. Noch bevorzugter handelt es ich bei dem Abgassensor um einen Ammoniaksensor, der auf Kohlenstoffverbindungen querempfindlich ist.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Dieselbrennkraftmaschine mit erfindungsgemäßen Abgastrakt vorgesehen.
- Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
-
1 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abgastrakts einer Brennkraftmaschine zeigt, und -
2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der im Abgastrakt der1 angeordneten Oxidationskatalysatorvorrichtung zeigt. - Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt der Begriff „Kohlenstoffgehalt“ den Gehalt bzw. die Konzentration an Kohlenstoffverbindungen im Abgas. Beispielsweise können dabei Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxide als Kohlenstoffverbindungen angeführt werden. Ferner steht der Begriff „Kohlenstoffgehalt“ für den „Gehalt an kohlenstoffhaltigen, gasförmigen Kohlenstoffverbindungen“, die sich im Abgas der Brennkraftmaschine befinden können. In analoger Weise steht der Begriff „Ammoniakgehalt“ für den „Gehalt bzw. die Konzentration an gasförmigem Ammoniak“, der sich im Abgas der Brennkraftmaschine befinden kann.
- Die
1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abgastrakts 100 einer Brennkraftmaschine (nicht explizit gezeigt), vorzugsweise einer Dieselbrennkraftmaschine. Insbesondere gelangt das Abgas der Brennkraftmaschine über die Pfeile 102 und 104 in den Abgastrakt 100. Der Abgastrakt 100 weist eine Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 und eine stromabwärts davon angeordnete Katalysatorvorrichtung 120 mit selektiver katalytischer Reduktion auf. Beispielsweise kann es sich bei der Katalysatorvorrichtung 120 um eine rein selektive katalytische Reduktionsvorrichtung („selective catalytic reduction“ SCR) handeln oder um einen Partikelfilter mit einer selektiven katalytischen Reduktionsbeschichtung. Bei der Oxidationskatalysator handelt es sich bevorzugt um einen Dieseloxidationskatalysator, in dem eine Oxidation der Kohlenstoffverbindungen erfolgt. Insbesondere werden in der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 die im Abgas befindlichen Kohlenstoffverbindungen, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxide, zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert bzw. umgesetzt bzw. konvertiert. - Der Abgastrakt 100 weist ferner einen stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 angeordneten Abgassensor 130 und einen stromabwärts der Katalysatorvorrichtung 120 angeordneten weiteren Abgassensor 140 auf. Die beiden Abgassensoren 130, 140 sind jeweils dazu ausgebildet, das Abgas hinsichtlich seiner Bestandteile zu vermessen bzw. den Gehalt an speziellen Bestandteilen im Abgas zu ermitteln. Insbesondere handelt es sich bei den Abgassensoren 130, 140 um auf dem Mischpotentialprinzip beruhende Ammoniaksensoren, die den im Abgas befindlichen Ammoniakgehalt erfassen können. Ein solcher auf dem Mischpotentialprinzip beruhender Ammoniaksensor ist, wie aus dem Stand der Technik bekannt, querempfindlich auf im Abgas befindliche Kohlenstoffverbindungen. „Querempfindlich“ in diesem Kontext bedeutet, dass das Signal des Abgassensors 130, 140 jeweils die Summe aus Ammoniakgehalt und Kohlenstoffgehalt anzeigt und folglich der Ammoniakwert mit dem Kohlenstoffgehalt zumindest teilweise verfälscht sein kann.
- In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 ein weiterer Abgassensor (nicht explizit dargestellt) angeordnet sein, der auf dem Mischpotentialprinzip basiert und dazu ausgebildet ist, die Rohemission an Kohlenstoffverbindungen im Abgas stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 zu erfassen.
- Damit in der Katalysatorvorrichtung 120 die selektive katalytische Reduktion stattfinden kann, befindet sich stromaufwärts der Katalysatorvorrichtung 120 und stromabwärts des Abgassensors 130 eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 170, über die ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung, in das Abgas eingespritzt werden kann.
- Optional kann stromabwärts der Katalysatorvorrichtung 120 eine weitere Katalysatorvorrichtung 150 vorgesehen sein, die ebenfalls eine selektive katalytische Reduktionsvorrichtung ist. Folglich befindet sich stromaufwärts der weiteren Katalysatorvorrichtung 150 und stromabwärts des weiteren Abgassensors 140 eine weitere Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 180. Zusätzlich kann dann stromabwärts der weiteren Katalysatorvorrichtung 150 ein weiterer Abgassensor 160, wie beispielsweise ein Stickoxidsensor, angeordnet sein.
- Der Abgastrakt 100 weist ferner eine Steuerungsvorrichtung 190 auf, die über geeignete Verbindungsleitungen mit den Abgassensoren 130, 140, 160 und den Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 170, 180 verbunden und zur Steuerung des Abgastrakts 100 ausgebildet ist.
- Unter zusätzlichen Verweis auf die
2 , die ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln des Ammoniakgehalts im Abgas des Abgastrakts 100 der1 darstellt, wird im Folgenden ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert. - Das Verfahren der
2 startet beim Schritt 200 und gelangt dann zum Schritt 210, an dem die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 auf eine vorbestimmte Temperatur vorgewärmt wird. Diese vorbestimmte Temperatur kann beispielsweise der Arbeitstemperatur bzw. „Light-Off“-Temperatur entsprechen und beträgt ungefähr 250 °C. Alternativ kann jedoch die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 auch auf eine vorbestimmte Temperatur kleiner als die Arbeitstemperatur erwärmt werden, wie beispielsweise ungefähr 200 °C. - In einem darauffolgenden Schritt 220 wird mittels des Abgassensors 130 ein Abgassignal erzeugt, das den Kohlenstoffgehalt im Abgas stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 anzeigt. Insbesondere handelt es sich, wie bereits erwähnt, bei dem Abgassensor 130 um einen auf dem Mischpotentialprinzip basierenden Ammoniaksensor, der sowohl auf Ammoniak als auch auf Kohlenstoff sensitiv ist. Da aber an der Position des Abgassensors 140 das Abgas im Wesentlichen ammoniakfrei ist, zeigt das Abgassignal des Abgassensors 140 lediglich den Kohlenstoffgehalt im Abgas an.
- Bei einem darauffolgenden Schritt 230 wird bestimmt, ob der ermittelte Kohlenstoffgehalt im Abgas größer ist als ein vorbestimmter Kohlenstoffschwellenwert, der beispielsweise ungefähr 15 ppm beträgt. Wird beim Schritt 230 bestimmt, dass der ermittelte Kohlenstoffgehalt den vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert nicht überschreitet (d. h. der ermittelte Kohlenstoffgehalt liegt unterhalb des vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwerts), gelangt das Verfahren zum Schritt 300 und wird beendet. An diesem Zeitpunkt kann davon ausgegangen werden, dass das Vorwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 beim Schritt 210 auf die vorbestimmte Temperatur ausgereicht hat, die „Light-Off“-Temperatur derselben zu erreichen, bei der nahezu sämtliche Kohlenstoffverbindungen im Abgas oxidiert bzw. konvertiert werden oder soweit konvertiert bzw. oxidiert werden, dass der stromabwärts gemessene Kohlenstoffgehalt unterhalb des vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert liegt.
- An dieser Stelle ist festzuhalten, dass es bevorzugt sein kann, den Kohlenstoffgehalt stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 zu ermitteln, beispielsweise mittels eines Modells oder eines weiteren Abgassensors. Falls stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 keine Kohlenstoffverbindungen im Abgas erfasst werden, ist auch stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 keine Kohlenstoffverbindungen vorhanden, was aber nicht automatisch bedeutet, dass die Light-Off-Temperatur bereits erreicht wurde. Hierzu kann es bevorzugt sein, den ermittelten Kohlenstoffgehalt über die Zeit zu integrieren und aufzusummieren und mit einem vorbestimmten Summenschwellenwert zu vergleichen. Das zeitliche Integrieren kann dabei über eine vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise ungefähr 20 Sekunden erfolgen. Mittels des Vergleichs mit dem vorbestimmten Summenschwellenwert kann die Steuerung bzw. Regelung zum Erwärmen der vorbestimmten Summenschwellenwert robuster gemacht werden, so dass nicht beim Ermitteln eines kurzen Peaks bereits ein Erwärmen der vorbestimmten Summenschwellenwert stattfindet.
- Wird beim Schritt 230 bestimmt, dass der ermittelte Kohlenstoffgehalt größer ist als der vorbestimmte Kohlenstoffschwellenwert, gelangt das Verfahren zum Schritt 240, an dem die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 weiter erwärmt wird. Insbesondere kann zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden, dass das beim Schritt 210 durchgeführte Vorwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 auf die vorbestimmte Temperatur nicht ausgereicht hat, die „Light-Off“-Temperatur derselben zu erreichen und folglich die Konvertierungseffizienz der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 zu gering ist. Folglich ist die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 zu kühl, um effizient die Konvertierung bzw. Oxidation der Kohlenstoffverbindungen umzusetzen.
- In einem darauffolgenden Schritt 250, der auch zeitgleich zum Schritt 240 erfolgen kann, wird die Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 ermittelt.
- Bei einem darauffolgenden Schritt 260 wird überprüft, ob die ermittelte Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung 100 einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet. Der vorbestimmte Temperaturschwellenwert kann der maximalen Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 entsprechen, ab der mit hoher Wahrscheinlichkeit eine defekte Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 diagnostiziert werden kann, da ein weiteres Erwärmen derselben nicht mehr zum Ziel des Oxidierens der Kohlenstoffverbindungen führen kann. Wird beim Schritt 260 bestimmt, dass die ermittelte Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 unterhalb des vorbestimmten Temperaturschwellenwerts liegt, gelangt das Verfahren zurück zum Schritt 220, bei dem die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 weiterhin erwärmt wird, falls der ermittelte Kohlenstoffgehalt beim Schritt 230 als unterhalb des vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwerts liegend ermittelt wird.
- Wird jedoch beim Schritt 260 bestimmt, dass die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 den vorbestimmten Temperatuschwellenwert überschreitet, gelangt das Verfahren zum Schritt 270, an dem nochmals der Kohlenstoffgehalt im Abgas mittels des Abgassensors 130 ermittelt wird. Bei einem darauffolgenden Schritt 280 wird wiederum abgefragt, ob der beim Schritt 270, das heißt nach dem erneuten Heizschritt 240, ermittelte Kohlenstoffgehalt größer ist als der vorbestimmte Kohlenstoffschwellenwert. Wird beim Schritt 280 ermittelt, dass der beim Schritt 270 ermittelte Kohlenstoffgehalt durch das beim Schritt 240 durchgeführte weitere Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 den vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert nicht mehr überschreitet, gelangt das Verfahren zum Schritt 300 und wird beendet. An diesem Zeitpunkt kann davon ausgegangen werden, dass das Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 gerade noch ausreichend war, die im Abgas befindlichen Kohlenstoffverbindungen zu oxidieren. Folglich arbeite die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 ordnungsgemäß.
- Wird jedoch beim Schritt 280 bestimmt, dass der beim Schritt 270 ermittelte Kohlenstoffgehalt weiterhin oberhalb des vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwerts liegt, gelangt das Verfahren zum Schritt 290, an dem eine fehlerbehaftete Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 ermittelt wird, bevor das Verfahren wieder beim Schritt 300 beendet wird.
- Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also ermittelt werden, ob die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 noch ordnungsgemäß funktioniert oder ob ein Fehler vorliegt, wie beispielsweise eine übermäßig gealterte oder gar defekte Oxidationskatalysatorvorrichtung 110. Gleichzeitig bietet die vorliegende Erfindung ein Steuerungsverfahren für die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 an, die in Abhängigkeit des stromabwärts davon ermittelten Kohlenstoffgehalts gemacht werden kann.
- Die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 wird solange erwärmt, bis der stromabwärts davon ermittelte Kohlenstoffgehalt unterhalb des vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwerts liegt und/oder die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 den vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet. Wenn also beim kontinuierlichen Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 ermittelt wird, dass sich der Kohlenstoffgehalt stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 nicht mehr reduziert bzw. unterhalb den vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert fällt, jedoch die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 den vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet, kann die Oxidationskatalysatorvorrichtung 110 als fehlerbehaftet bzw. defekt diagnostizier werden.
- 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
-
- JP 2020016447 A [0005]
- DE 102017201393 A1 [0005]
- US 7442555 B2 [0005]
- US 6761025 B1 [0005]
- US 9097192 B2 [0005]
- KR 101989111 B1 [0005]
- US 8499545 B2 [0005]
- US 2019/0345861 A1 [0005]
- US 9234447 B2 [0005]
- DE 102020214708 [0006]
Claims (10)
- Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgastrakt (100) einer Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), die zum Oxidieren der im Abgas befindlichen Kohlenstoffverbindungen ausgebildet ist, wobei stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) ein Abgassensor (130) angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, den Kohlenstoffgehalt im Abgas zu erfassen, wobei das Verfahren aufweist: - Ermitteln des Kohlenstoffgehalts im Abgas mittels des Abgassensors (140), und - Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), wenn der ermittelte Kohlenstoffgehalt im Abgas einen vorbestimmten Kohlenstoffschwellenwert überschreitet.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei der vorbestimmte Kohlenstoffschwellenwert ungefähr 15 ppm entspricht. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erwärmen der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) mittels einer elektrischen Heizvorrichtung der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) und/oder mittels innermotorischen Heizens erfolgt.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner mit: - Ermitteln der Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), und - Ermitteln einer fehlerbehafteten Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), wenn die ermittelte Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet, der größer ist als ein vorbestimmter Arbeitstemperaturwert der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), bei der die im Abgas befindlichen Kohlenwasserstoffe nahezu vollständig oxidiert werden. - Verfahren nach
Anspruch 4 , wobei die vorbestimmte Arbeitstemperatur ungefähr 250 °C entspricht. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 4 und5 , wobei der vorbestimmte Temperaturschwellenwert ungefähr 350 °C entspricht. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 4 bis6 , wobei die Temperatur der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) mittels eines Temperatursensors und/oder über die der Heizvorrichtung der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) zugeführte elektrische Leistung und/oder über einen mittels der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine modellierten Temperaturwert ermittelt wird. - Abgastrakt (100) für eine Brennkraftmaschine, mit: - einer Oxidationskatalysatorvorrichtung (110), die dazu ausgebildet ist, die im Abgas befindlichen Kohlenstoffverbindungen zu oxidieren, - einem stromabwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung (110) angeordneten Abgassensor (130), der dazu ausgebildet ist, den Kohlenstoffgehalt im Abgas zu erfassen, und - einer Steuerungsvorrichtung (190), die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
- Abgastrakt (100) nach
Anspruch 8 , wobei der Abgassensor (130) ein Mischpotentialsensor ist, der auf Kohlenwasserstoffe (HC) und/oder Kohlenstoffmonoxide (CO) und/oder Ammoniak (NH3) und/oder Stickoxide (NOx) sensitiv ist. - Dieselbrennkraftmaschine mit einem Abgastrakt (100) nach einem der
Ansprüche 8 bis9 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021203282.6A DE102021203282A1 (de) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | Verfahren zum Betreiben einer Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine und Abgastrakt einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021203282.6A DE102021203282A1 (de) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | Verfahren zum Betreiben einer Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine und Abgastrakt einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021203282A1 true DE102021203282A1 (de) | 2022-03-03 |
Family
ID=80221139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021203282.6A Pending DE102021203282A1 (de) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | Verfahren zum Betreiben einer Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine und Abgastrakt einer Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021203282A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114961951A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-30 | 潍柴动力股份有限公司 | Doc硫中毒的主动监控方法、装置及*** |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6761025B1 (en) | 2002-12-19 | 2004-07-13 | Caterpillar Inc. | Enhanced ammonia feed control for selective catalytic reduction |
US7442555B2 (en) | 2004-12-28 | 2008-10-28 | Nair Balakrishnan G | Ammonia gas sensor method and device |
US8499545B2 (en) | 2007-08-28 | 2013-08-06 | Daimler Ag | Operating and diagnostic method for an SCR exhaust-gas aftertreatment system |
US9097192B2 (en) | 2011-03-15 | 2015-08-04 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for identifying gas sensor faults |
US9234447B2 (en) | 2010-12-10 | 2016-01-12 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for determining selective catalytic reduction dosing system performance using an ammonia sensor |
DE102017201393A1 (de) | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Fehlererkennung in einem SCR-System mittels eines Ammoniak-Schlupfs |
KR101989111B1 (ko) | 2017-05-23 | 2019-06-13 | 엘지전자 주식회사 | 질소산화물 저감장치 |
US20190345861A1 (en) | 2016-12-08 | 2019-11-14 | Scania Cv Ab | Method and system for controlling an ammonia coverage degree profile |
JP2020016447A (ja) | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 日本碍子株式会社 | 測定用対応関係導出方法,特定ガス濃度測定装置の製造方法,及び特定ガス濃度測定装置 |
-
2021
- 2021-03-31 DE DE102021203282.6A patent/DE102021203282A1/de active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6761025B1 (en) | 2002-12-19 | 2004-07-13 | Caterpillar Inc. | Enhanced ammonia feed control for selective catalytic reduction |
US7442555B2 (en) | 2004-12-28 | 2008-10-28 | Nair Balakrishnan G | Ammonia gas sensor method and device |
US8499545B2 (en) | 2007-08-28 | 2013-08-06 | Daimler Ag | Operating and diagnostic method for an SCR exhaust-gas aftertreatment system |
US9234447B2 (en) | 2010-12-10 | 2016-01-12 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for determining selective catalytic reduction dosing system performance using an ammonia sensor |
US9097192B2 (en) | 2011-03-15 | 2015-08-04 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for identifying gas sensor faults |
US20190345861A1 (en) | 2016-12-08 | 2019-11-14 | Scania Cv Ab | Method and system for controlling an ammonia coverage degree profile |
DE102017201393A1 (de) | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Fehlererkennung in einem SCR-System mittels eines Ammoniak-Schlupfs |
KR101989111B1 (ko) | 2017-05-23 | 2019-06-13 | 엘지전자 주식회사 | 질소산화물 저감장치 |
JP2020016447A (ja) | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 日本碍子株式会社 | 測定用対応関係導出方法,特定ガス濃度測定装置の製造方法,及び特定ガス濃度測定装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114961951A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-30 | 潍柴动力股份有限公司 | Doc硫中毒的主动监控方法、装置及*** |
CN114961951B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-12-15 | 潍柴动力股份有限公司 | Doc硫中毒的主动监控方法、装置及*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3497309B1 (de) | Diagnoseverfahren und vorrichtung zur überprüfung der funktionsfähigkeit einer komponente zur abgasnachbehandlung | |
DE602004001653T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefeloxiden in einem Abgasreinigungssystem | |
EP1337745B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasnachbehandlungssystems | |
EP2233713B1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines SCR-Katalysators | |
EP0689640B1 (de) | Verfahren zur überprüfung der konvertierungsfähigkeit eines katalysators | |
WO2002075128A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines abgasnachbehandlungssystems | |
DE102018205132A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems | |
DE102011004557A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine | |
DE102010040678A1 (de) | Verfahren zur Überwachung der Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem | |
DE102016215207A1 (de) | Abgasnachbehandlungssystem mit Abgasrückführung und zwei Ammoniakoxidationskatalysatoren | |
WO2008145566A1 (de) | Verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs mit einer abgas-heizvorrichtung | |
DE102016200155A1 (de) | Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage | |
DE102021209107B3 (de) | Verfahren zum Ermitteln des Ammoniakgehalts und/oder Stickoxidgehalts im Abgas einer Brennkraftmaschine | |
DE102021203282A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Oxidationskatalysatorvorrichtung einer Brennkraftmaschine und Abgastrakt einer Brennkraftmaschine | |
DE102018207627B4 (de) | Verfahren und Anordnung zum Erwärmen von Abgasnachbehandlungseinrichtungen sowie Kraftfahrzeug | |
DE102017205322A1 (de) | Verfahren zum Erkennen einer Schädigung eines SCR-Katalysators | |
DE102004061247B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102015200751B4 (de) | Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage | |
DE102021202965A1 (de) | Verfahren zum Ermitteln des Ammoniakgehalts und/oder Stickoxidgehalts im Abgas einer Brennkraftmaschine | |
DE102018104385A1 (de) | Verfahren zur Überwachung eines Ammoniak-Schlupf-Katalysators | |
DE102004056412B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102016210143B4 (de) | Verfahren zur Ermittlung eines Alterungszustands eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsanlage eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung | |
DE102018203126A1 (de) | Verfahren zur Abgasnachbehandlung | |
DE10213170A1 (de) | Betriebsverfahren für eine mit einem Abgasnachbehandlungssystem arbeitende Brennkraftmaschine | |
DE102020209156A1 (de) | Abgasstrang für einen Wasserstoffverbrennungsmotor und Verfahren zum Betreiben eines Abgasstrangs eines Wasserstoffverbrennungsmotors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R230 | Request for early publication | ||
R016 | Response to examination communication |