DE102021206402A1 - Verfahren, Recheneinheit und Computerprogramm zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (400) zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage (100, 200, 300) mit zumindest einem ersten Katalysator (11, 12) und einem stromab des zumindest einen ersten Katalysators (11, 12) angeordneten Ammoniaksperrkatalysator (13), umfassend ein Ermitteln (410) eines Betriebsparameters des Ammoniaksperrkatalysators (13), ein Ermitteln (420) eines Regenerationsbedarfs des Ammoniaksperrkatalysators (13) auf Basis des Betriebsparameters, und ein Zuführen (440) von Luft zu dem Ammoniaksperrkatalysator (13) in Abhängigkeit von dem Re-generationsbedarf. Ferner werden eine Recheneinheit (20) sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines solchen Verfahrens (400) vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise Ottomotoren oder Drehkolbenmotoren, werden bei einer unvollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs neben Stickstoff (N2), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) eine Vielzahl von Verbrennungsprodukten ausgestoßen, von denen zumindest Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickstoffoxide (NOx) gesetzlich limitiert sind. Die geltenden Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge können nach heutigem Stand der Technik nur mit einer katalytischen Abgasnachbehandlung eingehalten werden. Durch die Verwendung beispielsweise eines Dreiwegekatalysators können die genannten Schadstoffkomponenten zu relativ unschädlichen Abgaskomponenten, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser, konvertiert werden.
  • Dreiwegekatalysatoren emittieren in bestimmten Betriebszuständen jedoch auch selbst Schadstoffe, beispielsweise Ammoniak. Um diesen Ammoniak nicht in die Atmosphäre gelangen zu lassen, können sogenannte Ammoniaksperrkatalysatoren verwendet werden, die Ammoniak mit hoher Effizienz einspeichern und bei Sauerstoffüberschuss zu Stickstoff und Wasser oxidieren können. Dazu können Ammoniaksperrkatalysatoren typischerweise stromab eines Dreiwegekatalysators angeordnet werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage mit zumindest einem ersten Katalysator und einem stromab des zumindest einen ersten Katalysators angeordneten Ammoniaksperrkatalysator (ASC) umfasst ein Ermitteln eines Betriebsparameters des ASC, ein Ermitteln eines Regenerationsbedarfs des ASC auf Basis des Betriebsparameters und ein Zuführen von Luft zu dem ASC in Abhängigkeit von dem Regenerationsbedarf. Dadurch kann der ASC stets aktiv gehalten werden und eine Regeneration bedarfsgerecht erfolgen, was einerseits zu einer Emissionsminderung im Vergleich zu passiv regenerierten Systemen und andererseits zu einer Effizienzsteigerung im Vergleich zu bedarfsunabhängig aktiv regenerierten Systemen führt.
  • Insbesondere umfasst der Betriebsparameter einen oder mehrere aus der Gruppe aus einer Temperatur, einer Abgaszusammensetzung stromauf und/oder stromab des ASC, einem Anteil an Ammoniak (NH3) und/oder Sauerstoff (O2) an dem Abgas, einem Ammoniak-Füllstand, einem Abgasmassenstrom, einem NH3-Massenstrom und einem O2-Massenstrom in dem Abgas und/oder einen daraus abgeleiteten Parameter. Dies sind besonders relevante Einflussgrößen, die eine präzise Steuerung der Regeneration des ASC erlauben.
  • Das Ermitteln des Betriebsparameters und/oder des Regenerationsbedarfs kann zumindest teilweise basierend auf einem physikalischen Modell des ASC durchgeführt werden. Modellbasierte Steuerungen erlauben eine Berücksichtigung einer Vielzahl von Einflussgrößen und damit die präzise Steuerung auch von sehr komplexen Systemen.
  • Insbesondere kann ein Regenerationsbedarf ermittelt werden, wenn ein modellierter NH3-Füllstand im ASC und/oder ein summierter bzw. integrierter NH3-Eintrag in den ASC und/oder ein aktueller oder summierter bzw. integrierter NH3-Schlupf aus dem ASC einen jeweils vorbestimmbaren Schwellwert überschreitet.
  • Insbesondere kann ein Regenerationsbedarf ermittelt werden, wenn ein Einspeichervermögen des ASC einen vorbestimmbaren Schwellwert unterschreitet und/oder wenn eine vorbestimmbare Zeitdauer und/oder Fahrstrecke durchlaufen ist und/oder ein summierter bzw. integrierter Abgasmassenstrom und/oder ein summierter bzw. integrierter Luftmassenstrom und/oder Kraftstoffmassenstrom stromauf der Quelle des Abgases einen jeweils vorbestimmbaren Schwellwert überschreitet.
  • Insbesondere erfolgt das Zuführen von Luft zu dem ASC durch eine eigene Luftzufuhr stromauf des ASC, die stromab des ersten Katalysators angeordnet ist, so dass die Luftzufuhr zu dem ASC den Betrieb des ersten Katalysators nicht beeinflusst.
  • In vorteilhaften Ausgestaltungen umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer für die Regeneration des ASC notwendigen Luftmenge, wobei das Zuführen der Luft gemäß der ermittelten notwendigen Luftmenge erfolgt. Dadurch kann die Luftzuführung maximal effizient erfolgen, ohne Einbußen in Bezug auf das Emissionsverhalten hinnehmen zu müssen. Ein zur Luftzufuhr verwendetes Sekundärluftsystem wird dadurch nur im notwendigen Maße belastet. Eine unnötige Abkühlung der Abgasnachbehandlungsanlage kann dadurch vermieden sowie Energieverbrauch, Verschleiß und Geräuschemissionen gesenkt werden.
  • Dabei kann insbesondere eine stromauf des zumindest einen ersten Katalysators in die Abgasnachbehandlungsanlage zugeführte Luftmenge bei dem Ermitteln der notwendigen Luftmenge berücksichtigt werden. Dies entlastet die Luftzufuhr einerseits und trägt zu einer präziseren Steuerung und damit zu einer Optimierung des Emissionsverhaltens andererseits bei.
  • Die stromauf des zumindest einen ersten Katalysators in die Abgasnachbehandlungsanlage zugeführte Luftmenge kann dabei vorteilhafterweise eine durch Schubbetrieb zugeführte Luftmenge umfassen, wodurch die aktiv zuzuführende Luftmenge - mit entsprechenden Effizienz- und Emissionsvorteilen - weiter gesenkt wird.
  • Das Verfahren kann in einigen Ausgestaltungen ein Ermitteln eines hohen Regenerationsbedarfs zu Beginn und/oder Ende eines Betriebszyklus der Abgasnachbehandlungsanlage - und somit eine Regeneration des ASC direkt vor bzw. nach einem Betriebsstopp - umfassen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nach einem Kaltstart der Anlage stets die maximale Kapazität des ASC zur Verfügung steht, wodurch Ammoniakemissionen in die Atmosphäre gerade in dieser emissionstechnisch problematischen Betriebsphase vermieden werden.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Anordnung einer Abgasnachbehandlungsanlage, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann.
    • 2 zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Anordnung einer Abgasnachbehandlungsanlage, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann.
    • 3 zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Anordnung einer Abgasnachbehandlungsanlage, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann.
    • 4 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines stark vereinfachten Flussdiagramms.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In den 1, 2 und 3 sind schematisch beispielhafte Anordnungen von Abgasnachbehandlungsanlagen, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, gezeigt und jeweils insgesamt mit 100, 200 bzw. 300 bezeichnet.
  • Die Abgasnachbehandlungsanlagen 100, 200, 300 umfassen jeweils einen ersten Katalysator, insbesondere einen (ersten) Dreiwegekatalysator (TWC) 11. In jeder der Abgasnachbehandlungsanlagen 100, 200, 300 ist ein Ammoniaksperrkatalysator (ASC) 13 stromab zumindest des ersten TWC 11 angeordnet. Stromauf des ASC 13 ist jeweils eine Lufteinleitstelle 15 eines Sekundärluftsystems angeordnet.
  • Die verschiedenen dargestellten Abgasnachbehandlungsanlagen 100, 200, 300 unterscheiden sich in der relativen Anordnung ihrer Komponenten zueinander. Die Anlage 100 umfasst einen einzigen TWC 11, während die Anlagen 200 und 300 jeweils einen ersten 11 und zweiten TWC 12 umfassen. In der Anlage 200 ist der zweite TWC 12 zwischen dem ersten TWC 11 und dem ASC 13 geschaltet, während in der Anlage 300 der ASC 13 zwischen die beiden TWCs 11, 12 geschaltet ist.
  • Optional kann stromauf des zweiten TWC 12 zusätzlich eine Lufteinleitstelle 14 des Sekundärluftsystems vorgesehen sein.
  • Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungsanlage 100, 200, 300 ermöglicht es die Lufteinleitung in das Abgas stromauf des ASC 13, unabhängig vom Betriebszustand des ersten TWC 11 und/oder des zweiten TWC 12 gute Bedingungen zur möglichen Einspeicherung von Ammoniak (NH3) in den ASC und zur Regeneration des ASC zu schaffen. Durch Aktivierung der Lufteinleitung (Lufteinleitstelle 15) stromauf des ASC 13 wird der notwendige Sauerstoff für die Reaktion von NH3 zu N2 und H2O unabhängig von der Einstellung und dem Betriebszustand des bzw. der stromaufwärts liegenden TWC(s) 11 (und ggf. 12) ermöglicht.
  • Grundsätzlich kann die Anlage 100, 200, 300 dabei in ihren emissionsoptimalen Betriebspunkten betrieben werden, d.h. der erste und ggf. zweite TWC 11, 12 so, dass möglichst geringe CO, HC und NOx Emissionen entstehen (z.B. Lambda = 1). Dabei auftretende NH3-Emissionen werden im ASC 13 eingespeichert. Wenn Regenerationsbedarf erkannt worden ist, wird durch Ansteuerung der Lufteinleitstelle 15 die Regeneration des ASC 13 ausgelöst. Zur Bestimmung des Regenerationsbedarfs wird beispielsweise die eingespeicherte NH3-Menge mit einem vorbestimmbaren Schwellwert verglichen. Weiterhin soll der Lufteintrag bestimmt werden, um den Regenerationszustand ASC 13 und die wiederum anschließend einspeicherbare NH3-Menge zu bestimmen. Bei Einleitung der Luft stromab des ersten TWC 11 bleibt auch während der Regeneration des ASC 13 die Funktion des ersten TWC 11 voll erhalten. Bei Lufteinleitung stromab des zweiten TWC 12 (Anlage 200) bleibt die Funktion der kompletten TWC/TWC Anlage erhalten. Durch die zielgerichtete Steuerung wird der ASC 13 bedarfsgerecht eingestellt und somit das Konvertierungsvermögen des ASC 13 optimal genutzt.
  • Eine derartige Lufteinleitung 15 ist auch kompatibel mit TWCs 12, die ihrerseits über eine dedizierte Lufteinleitungsstelle 14 verfügen.
  • In 4 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht in Form eines Flussdiagramms dargestellt und insgesamt mit 400 bezeichnet.
  • Das Verfahren 400 kann zur Steuerung einer der Anlagen 100, 200, 300 verwendet werden und umfasst einen Ermittlungsschritt 410, in dem auf Basis einer oder mehrerer Eingangsgrößen 1, 2, 3, 4, 5 zumindest ein Betriebsparameter des ASC 13 bestimmt wird. Die Eingangsgrößen 1, 2, 3, 4, 5 können beispielsweise einen Abgasmassenstrom eines der Anlage 100, 200, 300 zugeführten Abgases 10, eine Abgastemperatur, eine Abgaszusammensetzung (z.B. Lambdawert, NOx-Sensorwert, NH3-Sensorwert, ...), einen Kraftstoffmassenstrom, eine Außentemperatur und weitere Parameter umfassen. Der zumindest eine Betriebsparameter kann insbesondere einen relativen und/oder absoluten NH3-Füllstand des ASC 13, einen NH3-Schlupf durch den ASC 13, ein Einspeichervermögen des ASC 13 und/oder weitere, für die Steuerung des ASC 13 relevante Größen umfassen.
  • In einem an den Ermittlungsschritt 410 anschließenden Ermittlungsschritt 420 wird auf Basis des zumindest einen Betriebsparameters des ASC ein Regenerationsbedarf ermittelt, der eine Aussage über eine Dringlichkeit einer Regeneration des ASC 13 erlaubt. Beispielsweise kann der so ermittelte Regenerationsbedarf ein Binärwert (z.B. wahr/falsch bzw. 1/0) sein, oder aber ein Wert aus einem abgestuften oder kontinuierlichen Wertebereich in Abhängigkeit von der Dringlichkeit einer Regeneration (z.B. 0...100%, 0...1, o.Ä.). Die Dringlichkeit ist dabei umso höher zu bewerten, je wahrscheinlicher ein Durchbruch von NH3 durch den ASC 13 wird bzw. je näher der NH3-Füllstand des ASC 13 an dessen Kapazitätsgrenze liegt. In den Regenerationsbedarf können auch Zielvorgaben, wie ein Maximalfüllstand, eine angestrebte Regenerationsfrequenz, Sonderregeneration bei bevorstehendem Abstellen der Abgasquelle und weitere, berücksichtigt werden.
  • Optional kann parallel zu dem Schritt 420 in einem Schritt 425 ein Lufteintrag stromauf des ASC 13 ermittelt werden, beispielsweise durch Schubbetrieb einer stromauf der Abgasnachbehandlungsanlage 100, 200, 300 angeordneten Brennkraftmaschine. Die zugeführten Luftanteile reduzieren einerseits den NH3-Füllstand des ASC 13 und damit dessen Regenerationsbedarf, wenn sie außerhalb der Regeneration den ASC 13 erreichen, andererseits reduzieren sie die erforderliche Luftmenge für eine Regeneration, wenn sie im Moment der Regeneration den ASC 13 erreichen.
  • Auf Basis des ermittelten Regenerationsbedarfs wird in einem Schritt 430 eine zu einer gewünschten Regeneration des ASC 13 erforderliche Luftmenge ermittelt. Es ist hierbei anzumerken, dass eine Regeneration nicht notwendigerweise immer vollständig erfolgen muss, in einigen Konstellationen kann es auch vorteilhaft sein, eine gewisse Restfüllung an NH3 im ASC 13 zu belassen. Beispielsweise kann sich das positiv auf die Kinetik der Einspeicherung von weiterem NH3 auswirken. Bei der Ermittlung der erforderlichen Luftmenge können vorteilhafterweise Luftanteile, die in Schritt 425 ermittelt wurden, wie dort beschrieben berücksichtigt werden.
  • In einem Steuerschritt 440 wird dann die Lufteinleitstelle 15 stromauf des ASC 13 gemäß der ermittelten erforderlichen Luftmenge aktiviert. Dazu kann beispielsweise eine Drosselklappe oder ein Ventil der Lufteinleitstelle 15 geöffnet und/oder eine Sekundärluftpumpe des Sekundärluftsystems entsprechend angesteuert werden (z.B. zum Ausgleich eines durch Öffnung der Lufteinleitstelle 15 verursachten Druckabfalls o.Ä.). Bei der Ermittlung der erforderlichen Luftmenge können vorteilhafterweise Luftanteile, die in Schritt 425 ermittelt wurden, wie dort beschrieben berücksichtigt werden.
  • Das Verfahren 400 kann nach dem Schritt 440 zu den Schritten 410 und/oder 425 zurückkehren, wobei die im Rahmen der Regeneration eingeleitete Luftmenge als eine der Eingangsgrößen 1, 2, 3, 4, 5 verwendet werden kann, um den aktuellen Betriebszustand des ASC 13 zu ermitteln.
  • Die erwähnte Ermittlung des Betriebszustands des ASC 13 (z.B. Schritt 410, 420) kann insbesondere modellbasiert, sensorbasiert oder im Rahmen einer Vorsteuerung bzw. in einer Kombination aus zwei oder mehr dieser Vorgehensweisen erfolgen.
  • Eine modellbasierte Vorgehensweise kann beispielsweise entstehende NH3-Emissionen vorhersagen, wenn das NH3-Emissionsverhalten des bzw. der TWC 11, 12 und das mögliche Speicherverhalten des ASC 13 bekannt oder experimentell bestimmbar sind. Bei Erreichen eines vorbestimmbaren Füllstandes des ASC 13 kann dann die Regeneration ausgelöst werden. Mit den Informationen aus dem Modell und Vorgaben bezüglich der Ziele der Regeneration wird dann über die Ansteuerung der Sekundärluft (Lufteinleitstelle 15) entschieden. Wenn Sekundärluft angesteuert wird und somit der ASC 13 regeneriert wird, werden diese Informationen wiederum im Modell berücksichtigt (z.B. Füllstand-Neuinitialisierung).
  • Bei sensorbasierten Ausgestaltungen kann auf Basis von Messwerten von NH3-Sensoren 17, 18, 19 (oder entsprechend querempfindlichen NOxSensoren) der Eintrag von NH3 in den ASC 13 oder ein Durchbruch von NH3 durch den ASC 13 bestimmt werden und die Regeneration bei Erreichen eines vorbestimmbaren Schwellwertes eingetragenen NH3 und/oder bei festgestelltem NH3-Durchbruch ausgelöst werden.
  • Dabei können Sensoren 17, 18 bzw. 18, 19 vor und hinter dem ASC 13 vorgesehen sein. Mit dem vorderen Sensor 17 bzw. 18 wird der NH3 Eintrag bestimmt, mit dem hinteren Sensor 18 bzw. 19 der NH3-Austrag bzw. -Schlupf. Wenn der integrierte NH3-Eintrag einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet oder wenn nennenswerter NH3-Austrag festgestellt wird (größer als Schwellwert), wird die Regeneration durch Luftansteuerung eingeleitet.
  • Alternativ kann nur ein Sensor 17 bzw. 18 stromauf des ASC 13 vorgesehen sein, so dass der NH3-Eintrag bestimmt wird. Wenn der integrierte NH3-Eintrag einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, kann die Regeneration durch Luftansteuerung eingeleitet werden.
  • In einer weiteren Alternative kann ein Sensor 18 bzw. 19 jeweils nur stromab des ASC 13 vorgesehen sein. In diesem Fall kann eine Regeneration durch Luftansteuerung eingeleitet werden, wenn ein bestimmter NH3-Austrag festgestellt wird.
  • Ferner können ein Sensor 17 stromauf des ASC 13 und ein Sensor 19 stromab des zweiten TWC 12 (in einer Konfiguration analog 3) zur Bilanzierung von NH3-Ein- und -Austrag genutzt werden, da der zweite TWC 12 kein nennenswertes Speichervermögen bzgl. NH3 aufweist und daher NH3-Schlupf aus dem ASC 13 den zweiten TWC 13 im Wesentlichen ungehindert passiert.
  • Im Falle einer Kombination aus sensor- und modellbasierter Ermittlung des Regenerationsbedarfs kann der jeweilige Sensormesswert als eine der Eingangsgrößen 1, 2, 3, 4, 5 in das ASC-Modell eingehen, um eine möglichst präzise Abschätzung des Füllstands zu erzielen.
  • Eine sehr einfache Steuerstrategie stellt hingegen die erwähnte Vorsteuerung dar. Dabei können verschiedene Größen einzeln oder kombiniert zur Bestimmung eines Ansteuerintervalls der Lufteinleitstelle 15 benutzt werden. Dabei kommen als Eingangsgrößen 1, 2, 3, 4, 5 beispielsweise ein Ablauf einer vorbestimmbaren Zeitspanne, ein Integral eines durchgesetzten Abgasmassenstromes, ein Integral eines durchgesetzten angesaugten Luftstromes der Brennkraftmaschine und/oder ein Integral eines Kraftstoffmassenstromes oder aus diesen Größen abgeleitete Informationen in Frage. Nach erfolgter Regeneration 440 würden in einem solchen Fall die jeweiligen Eingangsgrößen 1, 2, 3, 4, 5 wieder zurückgesetzt.
  • Beispielsweise kann anhand mehrerer Eingangsgrößen jeweils ein Regenerationsbedarf (z.B. ein Regenerationsbedarf, der sich aus einem Zeitablauf ergibt, einer, der sich aus einem integrierten Abgasmassenstrom ergibt und einer, der sich aus einem integrierten NH3-Eintrag in den ASC 13 ergibt) ermittelt werden, wobei ein effektiver Regenerationsbedarf in einem solchen Fall insbesondere als der dabei maximal ermittelte Bedarf angesehen werden kann. In diesem Zusammenhang ist auch eine Verknüpfung verschiedener Ermittlungsmöglichkeiten denkbar (z.B. ein modellbasierter Regenerationsbedarf und ein sensorbasierter Regenerationsbedarf).
  • Es versteht sich, dass anstelle des bzw. der erwähnten Dreiwegekatalysatoren 11, 12 oder zusätzlich dazu auch andere Katalysatorsysteme verwendet werden können, die insbesondere in der Lage sind, CO, HC und/oder NOx zu konvertieren. Dabei ist für die Erfindung unerheblich, ob es sich bei den verwendeten Katalysatoren um kombinierte Katalysatoren oder Einzelfunktionskatalysatoren handelt. Sobald beim Einsatz eines Katalysators ein Schlupf von NH3 zu befürchten ist, ist der Einsatz der vorliegenden Erfindung sinnvoll, um diese Emissionen zu senken bzw. zu verhindern.
  • In Bezug auf das hier erläuterte Verfahren 400 sei betont, dass die zu Erläuterungszwecken dargestellte schrittweise Abfolge des Verfahrens im Rahmen der Erfindung nicht zwingend erforderlich ist. Auch die Reihenfolge der Schritte ist lediglich als Beispiel zu verstehen, so dass einige der Schritte in anderer, beispielsweise umgekehrter, Reihenfolge oder parallel bzw. simultan zueinander oder integriert durchgeführt werden können, ohne von der der Erfindung zugrundeliegenden Idee abzuweichen.

Claims (12)

  1. Verfahren (400) zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage (100, 200, 300) mit zumindest einem ersten Katalysator (11, 12) und einem stromab des zumindest einen ersten Katalysators (11, 12) angeordneten Ammoniaksperrkatalysator (13), umfassend: Ermitteln (410) eines Betriebsparameters des Ammoniaksperrkatalysators (13), Ermitteln (420) eines Regenerationsbedarfs des Ammoniaksperrkatalysators (13) auf Basis des Betriebsparameters, und Zuführen (440) von Luft zu dem Ammoniaksperrkatalysator (13) in Abhängigkeit von dem Regenerationsbedarf.
  2. Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei der Betriebsparameter einen oder mehrere aus der Gruppe aus einer Temperatur, einer Abgaszusammensetzung stromauf und/oder stromab des Ammoniaksperrkatalysators (13), einem Anteil an Ammoniak (NH3) und/oder Sauerstoff (O2) an dem Abgas (10), einem Ammoniak-Füllstand, einem Abgasmassenstrom, einem NH3-Massenstrom und einem O2-Massenstrom in dem Abgas (10) und/oder einen daraus abgeleiteten Parameter umfasst.
  3. Verfahren (400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ermitteln des Betriebsparameters (410) und/oder des Regenerationsbedarfs (420) zumindest teilweise basierend auf einem physikalischen Modell des Ammoniaksperrkatalysators (13) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Regenerationsbedarf ermittelt wird, wenn ein modellierter NH3-Füllstand in dem Ammoniaksperrkatalysator (13) und/oder ein summierter bzw. integrierter NH3-Eintrag in den Ammoniaksperrkatalysator (13) und/oder ein aktueller oder summierter bzw. integrierter NH3-Schlupf aus dem Ammoniaksperrkatalysator (13) einen jeweils vorbestimmbaren Schwellwert überschreitet, und/oder wenn ein Einspeichervermögen des Ammoniaksperrkatalysators (13) einen vorbestimmbaren Schwellwert unterschreitet und/oder wenn eine vorbestimmbare Zeitdauer und/oder Fahrstrecke durchlaufen ist und/oder ein summierter bzw. integrierter Abgasmassenstrom und/oder ein summierter bzw. integrierter Luftmassenstrom und/oder Kraftstoffmassenstrom stromauf einer Quelle des Abgases (10) einen jeweils vorbestimmbaren Schwellwert überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Zuführen (440) von Luft zu dem Ammoniaksperrkatalysator (13) durch eine eigene Luftzufuhr (15) stromauf des Ammoniaksperrkatalysators (13) erfolgt, die stromab des zumindest einen ersten Katalysators (11, 12) angeordnet ist.
  6. Verfahren (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein Ermitteln (430) einer für die Regeneration des Ammoniaksperrkatalysators (13) notwendigen Luftmenge, wobei das Zuführen (440) der Luft gemäß der ermittelten notwendigen Luftmenge erfolgt.
  7. Verfahren (400) nach Anspruch 6, umfassend ein Berücksichtigen (425) einer stromauf des zumindest einen ersten Katalysators (11, 12) in die Abgasnachbehandlungsanlage (100, 200, 300) zugeführten Luftmenge bei dem Ermitteln (430) der notwendigen Luftmenge.
  8. Verfahren (400) nach Anspruch 7, wobei die stromauf des zumindest einen ersten Katalysators (11, 12) in die Abgasnachbehandlungsanlage (100, 200, 300) zugeführte Luftmenge eine durch Schubbetrieb zugeführte Luftmenge umfasst.
  9. Verfahren (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein Ermitteln eines hohen Regenerationsbedarfs zu Beginn und/oder Ende eines Betriebszyklus der Abgasnachbehandlungsanlage (100, 200, 300).
  10. Recheneinheit (20), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte (410, 420, 425, 430, 440) eines Verfahrens (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  11. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (20) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte (410, 420, 425, 430, 440) eines Verfahrens (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (20) ausgeführt wird.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.
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