[go: up one dir, main page]

DE102019203061A1 - Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102019203061A1
DE102019203061A1 DE102019203061.0A DE102019203061A DE102019203061A1 DE 102019203061 A1 DE102019203061 A1 DE 102019203061A1 DE 102019203061 A DE102019203061 A DE 102019203061A DE 102019203061 A1 DE102019203061 A1 DE 102019203061A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
catalytic converter
nox storage
storage catalytic
gas recirculation
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.)
Granted
Application number
DE102019203061.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102019203061B4 (de
Inventor
Helmut Kindl
Andreas Kuske
Jörg Kemmerling
Vanco Smiljanovski
Franz Arnd Sommerhoff
Christoph Boerensen
Michael Forsting
Hanno Friederichs
Frank Wunderlich
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 DE102019203061.0A priority Critical patent/DE102019203061B4/de
Priority to CN202010137528.9A priority patent/CN111663984A/zh
Priority to US16/810,574 priority patent/US11220941B2/en
Publication of DE102019203061A1 publication Critical patent/DE102019203061A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102019203061B4 publication Critical patent/DE102019203061B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents using means for controlling, e.g. purging, the absorbents or adsorbents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0233Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/029Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust
    • F01N3/0293Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust injecting substances in exhaust stream
    • F01N3/0296Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust injecting substances in exhaust stream having means for preheating additional substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust 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
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/206Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/206Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. by adjusting the dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/306Preheating additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/168Control of the pumps by bypassing charging air into the exhaust conduit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination 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
    • F01N2240/36Combination 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 exhaust flap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06Influencing 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602Temperature of exhaust gas apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1614NOx amount trapped in catalyst
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0235Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using exhaust gas throttling means
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators (13) einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) einer Verbrennungsmotoranordnung (1), welche einen Verbrennungsmotor (2), einen elektrisch angetriebenen Lader (9, 41), einen Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29), einen Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) mit einem Einlass stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) und ein Abgasventil (65), welches stromabwärts des Einlasses des Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanals (33) angeordnet ist, umfasst, mit den Schritten: Erfassen (51) eines Abschaltens des Verbrennungsmotors (2); Bestimmen (52) der Beladung des NOx-Speicherkatalysators (13); Bestimmen (53) der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5); falls die bestimmte Beladung des NOx-Speicherkatalysators (13) einen festgelegten Schwellenwert überschreitet (54) und die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur einen festgelegten Schwellenwert überschreitet (55), Regenerieren (56) des NOx-Speicherkatalysators (13) nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors (2), wobei das Abgasventil (65) geschlossen wird und Abgas durch den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) geleitet wird, mittels des elektrisch angetriebenen Laders (9, 41) Frischluft und über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) zurückgeführtes Abgas durch den Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29) zu dem NOx-Speicherkatalysator (13) geleitet und dabei erwärmt wird, und das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) mit verdampftem Kraftstoff zu einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem eine Steuervorrichtung für das Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, eine Motoranordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Computerprogrammprodukt.
  • 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.
  • Im Zusammenhang mit zunehmend strenger werdenden rechtlichen Anforderungen an die Emissionen von Kraftfahrzeugen ergeben sich weitreichende Herausforderungen an die Abgasnachbehandlung. Insbesondere die im Zusammenhang mit einem Kaltstart eines Dieselmotors entstehenden Emissionen stellen eine Herausforderung im Zusammenhang mit dem Einhalten zukünftiger Abgasnormen dar. Zur Speicherung der nach einem Kaltstart erzeugten Stickoxide wird üblicherweise ein NOx-Speicherkatalysator verwendet, welcher stromaufwärts eines Katalysators zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR - Selective Catalytic Reduction) angeordnet ist. Mittels des NOx-Speicherkatalysators werden Stickoxide gespeichert, bevor der SCR-Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat. Dabei ist es allerdings erforderlich, dass der NOx-Speicherkatalysator für den Fall eines Kaltstartes die erforderliche Speicherkapazität aufweist, also nicht vollständig beladen ist. Um dies zu gewährleisten, werden beispielsweise hinreichend große NOx-Speicherkatalysatoren genutzt, welche dann jeweils bereits bei einer Beladung von 50% bis 60% regeneriert werden müssen, um die für einen nächsten Kaltstart erforderliche Speicherkapazität sicherzustellen. Das dabei erforderliche große Volumen und der damit für den NOx-Speicherkatalysator beanspruchte Bauraum sowie die hohe thermische Trägheit des NOx-Speicherkatalysators - was bedeutet, dass er eine erhöhte Zeit zum Aufheizen benötigt - stellen sich als nachteilig dar. Ein erster Nachteil ist der hohe erforderliche Bauraum, ein zweiter Nachteil besteht in der bereits genannten thermischen Trägheit.
  • Zu Beginn jedes Regenerationsvorgangs des NOx-Speicherkatalysators muss zuerst die Sauerstoff-Speicher reduziert werden bevor die gespeicherten Stickoxide zu Stickstoff reduziert werden können. Dies ist jedoch im Hinblick auf Kohlendioxidemissionen und das Risiko einer Ölverdünnung nachteilig. Darüber hinaus ist die Effizienz einer Reduktion der gespeicherten Stickoxide mittels Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) aus dem Brennstoff begrenzt durch die chemische Reaktionsgeschwindigkeit, Massentransferbeschränkungen und eine ungleichmäßige Flussverteilung, sodass ein CO/HC-Durchbruch auftreten kann bevor das gespeicherte NOx umgewandelt wurde.
  • In dem Dokument JP 3997868 B2 wird ein Verfahren zum Regenerieren des Einlasssystems nach dem Stoppen des Motors mittels eines elektrisch angetriebenen Turbolader-Rotors beschrieben. In dem Dokument US 7213396 wird ein Verfahren zur Verhinderung von Kohlenwasserstoffemissionen nach einem Abschalten eines Verbrennungsmotors beschrieben, wobei ein elektrischer Turbolader verwendet wird. In dem Dokument JP 2004308595 A wird eine Konfiguration mit zwei Superlader-Pumpen beschrieben, wobei die Abgasspülung aus den Motor verbessert wird. In dem Dokument US 8468801 wird ein System zum Aufwärmen eines Katalysators beschrieben, ebenso in dem Dokument US 2011/0146274 A1 . Weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen sind in den Dokumenten US 20100236223 A1 , US 20170370259 A1 , US 8096111 B2 und US 8857154 B2 beschrieben.
  • Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Abgasnachbehandlung zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere die Abgasnachbehandlung im Zusammenhang mit einem Kaltstart verbessert.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, eine Steuervorrichtung für das Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators gemäß Patentanspruch 10, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 11, eine Motoranordnung gemäß Patentanspruch 16, ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 17 und ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 18 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Verbrennungsmotoranordnung bezieht sich auf eine Verbrennungsmotoranordnung, welche einen Verbrennungsmotor, einen elektrisch angetriebenen Lader, einen Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal, einen Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal mit einem Einlass stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Abgasventil, welches stromabwärts des Einlasses des Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanals angeordnet ist, umfasst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte: Ein Abschalten des Verbrennungsmotors wird erfasst. Die Beladung des NOx-Speicherkatalysators wird bestimmt. Die Bestimmung der Beladung erfolgt zum Beispiel mit Hilfe von Modellen in der Motorsteuerung, die Beladung wird somit fortlaufend berechnet und der Wert steht beim Abstellen des Motors sofort zur Verfügung. Die aktuelle Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung wird bestimmt, beispielsweise an einer festgelegten Komponente der Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
  • Falls die bestimmte Beladung des NOx-Speicherkatalysators einen festgelegten Schwellenwert überschreitet und die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur einen festgelegten Schwellenwert überschreitet, wird nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors der NOx-Speicherkatalysator regeneriert. Dabei wird das Abgasventil geschlossen und Abgas durch den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal geleitet, mittels des elektrisch angetriebenen Laders Frischluft und über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal zurückgeführtes Abgas durch den Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal zu dem NOx-Speicherkatalysator geleitet, insbesondere zum Einlass des NOx-Speicherkatalysators. Dabei wird die Frischluft erwärmt und die Frischluft stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators, vorzugsweise unmittelbar stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators, also vorzugsweise am Einlass des NOx-Speicherkatalysators, mit verdampftem Kraftstoff zu einem fetten Luft-Kraftstoff-Gem isch verm ischt.
  • Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass ein Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators auch dann durchgeführt werden kann, wenn der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist, also insbesondere nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Speicherkapazität des NOx-Speicherkatalysators vollständig genutzt werden kann. Dabei kann der NOx-Speicherkatalysator beispielsweise so dimensioniert sein, dass seine Speicherkapazität in Bezug auf die erforderliche Speicherkapazität während eines Kaltstartes optimiert ist. Damit kann der NOx-Speicherkatalysator so klein wie möglich gehalten werden und seine thermische Trägheit gleichzeitig reduziert werden.
  • Weiterhin wird eine Ölverdünnung durch Kraftstoff verhindert, wie sie bei einer Nacheinspritzung im Zylinder passieren kann. Darüber hinaus ist der NOx-Speicherkatalysator bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors immer für einen anschließenden Kaltstart vorbereitet. Zudem sind keine zusätzliche Luftzufuhr bzw. entsprechende Luftzufuhrsysteme erforderlich, um insbesondere vorgewärmte Luft stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators einzuspeisen. Weitere Vorteile bestehen darin, dass die Regeneration auch im Rahmen einer Start/Stopp-Funktion während der Stopp-Phasen erfolgen kann, der Regenerationsprozess im Hinblick auf die chemische Reaktionseffizienz, den Kraftstoffverbrauch und den Abgasmassenfluss verbessert wird. Zum Beispiel kann das Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors das endgültige Abschalten zum Beenden einer Fahrt oder das Abschalten im Rahmen einer Start-Stopp-Automatik bzw. Start-Stopp-Funktion umfassen.
  • In einer vorteilhaften Variante umfasst der Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal ein Niederdruck-Abgasrückführungsventil, welches vor dem Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators geöffnet wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal ein Hochdruck-Abgasrückführungsventil umfassen, welches vor dem Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators geöffnet wird. Insbesondere kann der Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal eine für die Abgasrückführung festgelegte Strömungsrichtung aufweisen und das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas kann in zu dieser Strömungsrichtung entgegengesetzter Richtung durch den Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal zu dem NOx-Speicherkatalysator geleitet werden. Auf diese Weise werden vorhandene Strömungskanäle optimal für eine effiziente Regeneration des NOx-Speicherkatalysators genutzt.
  • Die Verwendung der Abgasrückführungsströmungskanäle zum Einspeisen von Frischluft stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators im Zusammenhang mit dessen Regeneration hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Strömungskanäle für ein Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators vorgesehen werden müssen. Damit wird Bauraum eingespart und die Komplexität und Fehleranfälligkeit der Anordnung reduziert.
  • In einer besonders vorteilhaften Variante wird das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas mittels eines elektrischen Heizers erwärmt. Der elektrische Heizer kann Bestandteil des NOx-Speicherkatalysators sein oder als elektrisch beheizter Katalysator (E-Kat) ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas mittels der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder des Verbrennungsmotors erwärmt werden. Die genannten Varianten haben den Vorteil, dass keine zusätzlichen Vorrichtungen zum Erwärmen Gemischs aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas erforderlich sind und die in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorhandene Restwärme optimal zum Erreichen der für die Regeneration erforderlichen Temperatur genutzt wird. Das Gemisch kann zum Beispiel durch von dem Verbrennungsmotor abgegebene Wärme, beispielsweise abgestrahlte Wärme, erwärmt werden. Dazu kann das Gemisch zum Beispiel durch einen in der Nähe des Zylinderkopfes und/oder des Motorblocks oder durch in den Zylinderkopf und/oder in den Motorblock integrierte Abgasrückführungsströmungskanäle geleitet werden. Der Verbrennungsmotor umfasst in diesem Fall einen Zylinderkopf und einen Motorblock.
  • Das Mischungsverhältnis des Gemischs aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas wird vorzugsweise gesteuert. Zum Steuern des Mischungsverhältnisses kann das Mischungsverhältnis mittels eines stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordneten Lambda-Sensors und/oder eines stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordneten Lambda-Sensors bestimmt werden. Es kann auch ein Luftmassensensor verwendet werden. Durch eine Steuerung des Mischungsverhältnisses kann die Regeneration optimiert werden.
  • In einer weiteren Variante wird während des Regenerierens Stickoxid, nämlich höchstens eine festgelegte Maximalmenge an Stickoxid, aus dem NOx-Speicherkatalysator freigesetzt, also durch einen Auslass des NOx-Speicherkatalysators herausgeleitet, und weiter zu einem SCR-Katalysator geleitet. Das Stickoxid wird dann durch noch in dem SCR-Katalysator gespeichertes Ammoniak (NH3) gebunden. Auf diese Weise kann der Regenerationsprozess des NOx-Speicherkatalysators beschleunigt werden.
  • Beispielsweise kann die Menge an aus dem NOx-Speicherkatalysator freigelassenem Stickoxid mittels eines stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordneten NOx-Sensors erfasst werden und beim Überschreiten eines festgelegten Stickoxidgrenzwertes kann Harnstoff bzw. Urea stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators und stromaufwärts des SCR-Katalysators eingespritzt werden. Das Einspritzen kann insbesondere bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor erfolgen und ermöglicht eine vollständige Reduktion der Stickoxide mittels des SCR-Katalysators solange die Temperatur des SCR Katalysators noch ausreichend hoch ist oder durch eine beispielsweise elektrische Heizmaßnahme erhalten werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt hat die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits genannten Vorteile.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für das Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuervorrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors, eine Einrichtung zum Bestimmen der Beladung des NOx-Speicherkatalysators und eine Einrichtung zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst und dazu ausgelegt ist, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung hat die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits genannten Merkmale und Vorteile.
  • Die Einrichtung zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann einen Temperatursensor umfassen. Zum Beispiel kann die Einrichtung zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung an einer festgelegten Komponente der Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet sein, insbesondere an einer stromaufwärts oder stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordneten Komponente. Durch das Bestimmen bzw. das Erfassen der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und der Berücksichtigung dieser im Zusammenhang mit einem Einleiten eines Regenerationsvorganges des NOx-Speicherkatalysators wird sichergestellt, dass die für ein Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators erforderliche Temperatur des zugeführten Gemischs aus Frischluft und Abgas während der Regeneration vorliegt.
  • Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst einen NOx-Speicherkatalysator, einen elektrisch angetriebenen Lader, zum Beispiel einen elektrisch angetriebenen Kompressor oder Turbolader. Vorzugsweise handelt es sich bei dem elektrisch angetriebenen Lader um einen zum Aufladen des Verbrennungsmotors ohnehin vorhandenen Lader. Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst zudem einen Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal, einen Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal mit einem Einlass stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Abgasventil, welches stromabwärts des Einlasses des Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanals angeordnet ist. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Steuervorrichtung. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung dazu ausgelegt, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung hat die bereits genannten Merkmale und Vorteile.
  • Der NOx-Speicherkatalysator umfasst einen Einlass. Vorteilhafterweise ist stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators eine Vorrichtung zum Verdampfen und/oder Einspritzen von Kraftstoff in einen zum Einlass des NOx-Speicherkatalysators führenden Strömungskanal angeordnet. Die Vorrichtung zum Verdampfen und/oder Einspritzen von Kraftstoff kann insbesondere dazu ausgelegt sein, Kraftstoff in verdampfter Form einzuspritzen und mit dem zugeführten Gemisch aus Frischluft und Abgas zu vermischen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante ist der elektrisch angetriebene Lader als elektrischer Turbolader oder elektrisch angetriebener Kompressor ausgestaltet. Die beschriebene Nutzung des elektrisch angetriebenen Laders hat den Vorteil, dass auf effiziente Weise nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors Frischluft und Abgas zum Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators durch ohnehin vorhandene Abgasrückführungskanäle geleitet werden kann.
  • Vorteilhafterweise sind stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators ein SCR-Katalysator und/oder ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung angeordnet, wobei stromaufwärts davon eine Urea-Einspritzvorrichtung angeordnet sein kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Lambda-Sensor stromaufwärts und/oder ein Lambda-Sensor stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordnet sein und/oder ein Luftmassensensor vorhanden sein. Weiterhin kann ein elektrisch beheizter Katalysator (E-Kat) zum Erwärmen bzw. Aufheizen des NOx-Speicherkatalysators vorhanden sein oder der NOx-Speicherkatalysator kann als elektrisch beheizter Katalysator (E-Kat) ausgestaltet sein.
  • Die erfindungsgemäße Motoranordnung umfasst einen Verbrennungsmotor und eine oben beschriebene erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Motoranordnung. Die erfindungsgemäße Motoranordnung und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug haben die bereits genannten Vorteile. Sie ermöglicht insbesondere eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators auch nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors und gewährleisten damit optimale Voraussetzungen für einen nachfolgenden Kaltstart des Verbrennungsmotors im Hinblick auf eine Verringerung von Stickoxidemissionen im Zusammenhang mit einem Kaltstart. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann es sich um ein Motorrad, einen Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, einen Bus oder Kleinbus handeln.
  • Die Figuren zeigen:
    • 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Motoranordnung.
    • 2 zeigt schematisch eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Motoranordnung.
    • 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren in Form eines Flussdiagramms.
    • 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung.
    • 5 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
  • Die in der 1 schematisch gezeigte Motoranordnung 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5, eine Hochdruckabgasrückführungsvorrichtung 6 und eine Niederdruck-Abgasrückführungsvorrichtung 7. Weiterhin umfasst die Motoranordnung 1 einen mittels eines Elektromotors 8 angetriebenen Turbolader 9. Der Elektromotor 8 kann auch gleichzeitig als Generator ausgelegt sein. Der Turbolader 9 umfasst einen Kompressor 11 und eine Turbine 12.
  • Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 umfasst einen NOx-Speicherkatalysator 13 und einen stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 13 angeordneten Partikelfilter mit optionaler SCR-Beschichtung 14. Der NOx-Speicherkatalysator 13 umfasst einen Einlass 16 und einen Auslass 17. Unmittelbar stromaufwärts des Einlasses 16 des NOx-Speicherkatalysators 13 ist eine Vorrichtung 19 zum Verdampfen oder Einspritzen von Kraftstoff in den zu dem NOx-Speicherkatalysator 13 führenden Strömungskanal 18 angeordnet.
  • Stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 und stromabwärts der Niederdruck-Abgasrückführungsvorrichtung 7 ist ein Abgasventil 65 angeordnet.
  • Der Verbrennungsmotor 2 umfasst eine Anzahl Zylinder 3, in der gezeigten Variante vier Zylinder, ein Schwungrad 4, einen Einlasskrümmer 20 und einen Abgaskrümmer 21. Weiterhin ist in dem Verbrennungsmotor 2 ein Ölkühler 22 und eine Hochdruckkraftstoffpumpe 23 angeordnet.
  • Beim Betreiben des Verbrennungsmotors 2 wird den Zylindern 3 über die Kraftstoffpumpe 23 Kraftstoff zugeführt. Weiterhin wird durch einen Luftfilter 24 Ladeluft mittels des Kompressors 11 angesaugt. In der gezeigten Variante umfasst der Luftfilter 24 einen Luftmassensensor 39. Der von dem Luftfilter 24 zu dem Kompressor 11 führende Strömungskanal ist mit der Bezugsziffer 25 gekennzeichnet. Die durch den Kompressor 11 verdichtete Ladeluft bzw. das im Falle einer Abgasrückführung mit der Ladeluft vermischte Abgas wird durch einen Strömungskanal 26 zu einer Drossel 27 und weiter durch einen Ladeluftkühler 28 zu dem Einlasskrümmer 21 und zu den Zylindern 3 geleitet.
  • In der gezeigten Variante ist ein Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 29 vorhanden, welcher von dem Abgaskrümmer 21 abzweigt und unmittelbar stromaufwärts des Einlasskrümmers 20 in diesen mündet. Der Strömungskanal 29 umfasst zudem ein Hochdruckabgasrückführungsventil 30.
  • Das den Verbrennungsmotor 2 verlassende Abgas wird über den Abgaskrümmer 21 zur Turbine 12 geleitet, wodurch der Kompressor 11 angetrieben wird. Anschließend wird das Abgas durch den Strömungskanal 18 zu den bereits genannten Abgasnachbehandlungskomponenten geleitet. Nach dem Passieren der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 wird das gereinigte Abgas durch das Abgasventil 65 zum Auslass 31 geleitet. Die Strömungsrichtung des Abgases ist mit der Bezugsziffer 32 gekennzeichnet.
  • Stromaufwärts des Auslasses 31 ist ein Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 33 angeordnet. Dieser Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 33 umfasst einen Schmutzfilter 34 und einen Kühler 35, sowie ein Ventil 36. In der gezeigten Variante wird der Abgasrückführungskühler 35 von einem Bypass-Strömungskanal 37 mit einem Niederdruck-Abgasrückführungsbypassventil38 überbrückt. Der Niederdruck-Abgasrückführungskanal 33 ist zudem über ein Abgasrückführungskombiventil 43 mit dem Strömungskanal 25 verbunden. Während der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind das Abgasventil 65 geschlossen und das Abgasrückführungskombiventil 43, das Niederdruck-Abgasrückführungsbypassventil 38, das Ventil 36 und das Hochdruckabgasrückführungsventil 30 geöffnet. Die Strömungsrichtung des durch den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 33 zurückgeführten Abgases ist mit der Bezugsziffer 44 gekennzeichnet.
  • In folgendem wird der Betrieb der gezeigten Motoranordnung 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben. Dabei wird zunächst ein Abschalten des Verbrennungsmotors 2 erfasst. Die Beladung des NOx-Speicherkatalysators 13 ist durch die kontinuierliche, modellbasierte Ermittlung bekannt. Weiterhin wird die aktuelle Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung, insbesondere des NOx-Speicherkatalysators 13 bestimmt. Vorzugsweise kann ein ohnehin vorhandener Sensor genutzt werden. In der Regel wird die Gas-Temperatur stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 13 bzw. stromaufwärts eines SCR-Katalysators, zum Beispiel des Partikelfilters mit SCR-Beschichtung 14, gemessen um die Funktion des SCR-Katalysators sicherzustellen. Diese Größe kann, gegebenenfalls zusammen mit der Betriebsdauer, genutzt werden um die Bauteiltemperatur des NOx-Speicherkatalysators 13 zu bestimmen, insbesondere zu modellieren. Die Temperatur im Inneren des NOx-Speicherkatalysators 13 wird zum Beispiel kontinuierlich durch ein Model ermittelt, das diese Temperatur basierend auf den Massenflüssen, der Temperatur stromaufwärts und stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 13 sowie der chemischen Zusammensetzung des Abgases berechnet. Dabei werden auch chemische Reaktionen berücksichtigt, die Wärme freisetzen und die Temperatur im Innern erhöhen können
  • Falls die Beladung der NOx-Speicherkatalysator 13 einen festgelegten Schwellenwert überschreitet und die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur einen festgelegten Schwellenwert überschreitet, wird der NOx-Speicherkatalysator 13 nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors 2 regeneriert. Dazu wird das Abgasventil 65 geschlossen. Abgas wird über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 33 zu dem Strömungskanal 25 geleitet. Mittels des Elektromotors 8 wird der Turbolader 9 betrieben und dabei Frischluft angesaugt, welche sich mit dem zurückgeführten Abgas vermischt. Die Strömungsrichtung der angesaugten Frischluft ist mit Pfeilen mit der Bezugsziffer 40 gekennzeichnet. Die Strömungsrichtung des Abgas-Luft-Gemisches ist mit Pfeilen mit der Bezugsziffer 45 gekennzeichnet.
  • Das über den Kompressor 11 angesaugte Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas passiert anschließend den Abgasrückführungsströmungskanal 26 und wird anschließend bei einem geöffneten Hochdruck-Abgasrückführungsventil 30 über den Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal 29 an dem Verbrennungsmotor 2 vorbeigeleitet. In dem Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal 29 verläuft die Strömungsrichtung 45 in zu der Strömungsrichtung des Abgases im Falle einer Abgasrückführung während des Betriebs des Verbrennungsmotors entgegengesetzter Richtung. Dabei wird das angesaugte Gemisch durch von dem Strömungskanal 26 und dem Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal 29 abgegebene Wärme erwärmt, insbesondere von den Zylindern 3, also dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock, abgegebene Wärme erwärmt.
  • Das erwärmte Gemisch erreicht über den Strömungskanal 18 den Einlass 16 des NOx-Speicherkatalysator 13. Stromaufwärts des Einlasses 16 des NOx-Speicherkatalysators 13 wird über die Vorrichtung zum Verdampfen und Einspritzen von Kraftstoff 19 Kraftstoff zu dem angesaugten Gemisch zugeführt und mit diesem vermischt. Dabei wird ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch erzeugt, mit welchem der NOx-Speicherkatalysator 13 regeneriert wird. Bei dieser Vorgehensweise wird der Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 29 in einer zur Anwendung im Rahmen der Hochdruckabgasrückführung entgegengesetzten Strömungsrichtung von der angesaugten Luft durchströmt. Dadurch sind keine zusätzlichen Strömungskanäle für ein Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators 13 nach abgeschaltetem Verbrennungsmotor 2 erforderlich. Durch den mittels des Elektromotors 8 betriebenen Turbolader 9 kann das Abgas-Luft-Gemisch auch nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors 2 angesaugt und zu dem NOx-Speicherkatalysator 13 geleitet werden.
  • In der in der 2 gezeigten Variante ist im Unterschied zu der in der 1 gezeigten Variante ein Turbolader ohne elektrischen Antrieb vorgesehen. Zusätzlich ist stromabwärts des Kompressors 11 des Turboladers 9 ein weiterer Kompressor 41 vorgesehen, welcher durch einen Elektromotor 42 betrieben wird. In der in der 3 gezeigten Variante ist im Unterschied zu der in der 2 gezeigten Variante der Strömungskanal 25 stromabwärts des Abgasrückführungskombiventil 43 und stromaufwärts des Turboladers 9 mit einem Ventil 46 und einem das Ventil 46 überbrückenden Bypass-Strömungskanal, welcher den durch einen Elektromotor 42 betriebenen Kompressor 41 umfasst, ausgestattet.
  • Im Rahmen der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer der in den 2 und 3 gezeigten Konfigurationen wird zum Ansaugen des Abgas-Luft-Gemischs nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors 2 der elektrisch angetriebenen Kompressors 41 verwendet. In der in der 3 gezeigten Variante wird dabei das Ventil 46 geschlossen. Im Übrigen entspricht die Funktionsweise der im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Funktionsweise. Der elektrisch angetriebene Kompressor 41 kann auch an einer anderen geeigneten Position angeordnet sein.
  • Die 4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren in Form eines Flussdiagramms. In einem ersten Schritt 51 wird ein Abschalten des Verbrennungsmotors 2 erfasst. Ist der Verbrennungsmotor 2 abgeschaltet, so wird in Schritt 52 die Beladung des NOx-Speicherkatalysators 13 bestimmt. In Schritt 53 wird die aktuelle Betriebstemperatur des NOx-Speicherkatalysators 13 oder einer anderen Abgasnachbehandlungskomponente bestimmt. Die Schritte 52 und 53 können auch gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.
  • In Schritt 54 wird überprüft, ob die bestimmte Beladung des NOx-Speicherkatalysators 13 einen festgelegten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird das Verfahren mit Schritt 55 fortgesetzt. Ist dies nicht der Fall, springt das Verfahren zu Schritt 51 zurück. In Schritt 55 wird bestimmt, ob die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur des NOx-Speicherkatalysators 13 einen festgelegten Schwellenwert überschreitet. Die Schritte 54 und 55 können auch gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
  • Falls die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur den festgelegten Schwellenwert nicht überschreitet, so springt das Verfahren zu Schritt 51 zurück. Überschreitet die aktuelle Betriebstemperatur den festgelegten Schwellenwert, so wird der NOx-Speicherkatalysator 13 in Schritt 56 regeneriert bzw. gespült, wobei das Abgasventil 65 geschlossen wird, mittels des elektrisch angetriebenen Laders 9 oder 41, zum Beispiel wie im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschrieben, über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal 33 zurückgeführtes Abgas und Frischluft zu dem NOx-Speicherkatalysator 13 geleitet, dabei erwärmt und stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators 13, vorzugsweise unmittelbar vor dem Einlass 16 der NOx-Speicherkatalysator 13, mit verdampften Kraftstoff zu einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt wird.
  • Die 5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 60. Die Steuervorrichtung 60 umfasst eine Einrichtung 61 zum Bestimmen der Beladung des NOx-Speicherkatalysators 13, eine Einrichtung 62 zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur des NOx-Speicherkatalysators 13, beispielsweise einen Temperatursensor, eine Einrichtung 63 zum Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors 2 und eine Auswertungseinrichtung 64. Die genannten Einrichtungen 61, 62 und 63 sind dazu ausgelegt, Signale an die Auswertungseinrichtung 64 zu übertragen. Die Steuervorrichtung 60 ist dazu ausgelegt ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, beispielsweise ein im Zusammenhang mit der 4 beschriebenes Verfahren.
  • Die 6 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 10. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 10 umfasst eine erfindungsgemäße Motoranordnung 1, beispielsweise eine anhand der 1 bis 3 beschriebene Motoranordnung 1. Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 10 oder die Motoranordnung 1 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 60 umfassen. Die erfindungsgemäße Motoranordnung 1 ist dazu ausgelegt, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, beispielsweise ein im Zusammenhang mit der in 4 erläutertes erfindungsgemäßes Verfahren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Motoranordnung
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Zylinder
    4
    Schwungrad
    5
    Abgasnachbehandlungsvorrichtung
    6
    Hochdruck-Abgasrückführungsvorrichtung
    7
    Niederdruck-Abgasrückführungsvorrichtung
    8
    Elektromotor
    9
    Turbolader
    10
    Kraftfahrzeug
    11
    Kompressor
    12
    Turbine
    13
    NOx-Speicherkatalysator
    14
    Partikelfilter mit SCR-Beschichtung
    15
    Urea-Einspritzvorrichtung
    16
    Einlass
    17
    Auslass
    18
    Strömungskanal
    19
    Kraftstoffinjektor
    20
    Einlasskrümmer
    21
    Abgaskrümmer
    22
    Ölkühler
    23
    Hochdruckkraftstoffpumpe
    24
    Luftfilter
    25
    Strömungskanal
    26
    Strömungskanal
    27
    Drossel
    28
    Ladeluftkühler
    29
    Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal
    30
    Hochdruckabgasrückführungsventil
    31
    Auslass
    32
    Strömungsrichtung
    33
    Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal
    34
    Schmutzfilter
    35
    Kühler
    36
    Ventil
    37
    Bypass-Strömungskanal
    38
    Niederdruck-Abgasrückführungsbypassventil
    39
    Luftmassensensor
    40
    Strömungsrichtung der angesaugten Frischluft
    41
    Kompressor
    42
    Elektromotor
    43
    Abgasrückführungskombiventil
    44
    Strömungsrichtung von zurückgeführtem Abgas
    45
    Strömungsrichtung des Gemischs aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas
    46
    Ventil
    51
    Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors
    52
    Bestimmen der Beladung der NOx-Speicherkatalysator
    53
    Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur der NOx-Speicherkatalysator
    54
    Ist festgelegter Schwellenwert für Beladung der NOx-Speicherkatalysator überschritten?
    55
    Ist festgelegter Schwellenwert für aktuelle Betriebstemperatur überschritten?
    56
    Regeneration der NOx-Speicherkatalysator
    60
    Steuervorrichtung
    61
    Einrichtung zum Bestimmen der Beladung der NOx-Speicherkatalysator
    62
    Einrichtung zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur der NOx-Speicherkatalysator
    63
    Einrichtung zum Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors
    64
    Auswertungseinrichtung
    65
    Abgasventil
    J
    ja
    N
    nein
  • 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 3997868 B2 [0005]
    • US 7213396 [0005]
    • JP 2004308595 A [0005]
    • US 8468801 [0005]
    • US 2011/0146274 A1 [0005]
    • US 20100236223 A1 [0005]
    • US 20170370259 A1 [0005]
    • US 8096111 B2 [0005]
    • US 8857154 B2 [0005]

Claims (18)

  1. Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators (13) einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) einer Verbrennungsmotoranordnung (1), welche einen Verbrennungsmotor (2), einen elektrisch angetriebenen Lader (9, 41), einen Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29), einen Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) mit einem Einlass stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) und ein Abgasventil (65), welches stromabwärts des Einlasses des Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanals (33) angeordnet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Erfassen (51) eines Abschaltens des Verbrennungsmotors (2), - Bestimmen (52) der Beladung des NOx-Speicherkatalysators (13), - Bestimmen (53) der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5), - falls die bestimmte Beladung des NOx-Speicherkatalysators (13) einen festgelegten Schwellenwert überschreitet (54) und die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur einen festgelegten Schwellenwert überschreitet (55), Regenerieren (56) des NOx-Speicherkatalysators (13) nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors (2), wobei - das Abgasventil (65) geschlossen wird und Abgas durch den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) geleitet wird, - mittels des elektrisch angetriebenen Laders (9, 41) Frischluft und über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) zurückgeführtes Abgas durch den Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29) zu dem NOx-Speicherkatalysator (13) geleitet und dabei erwärmt wird, und - das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) mit verdampftem Kraftstoff zu einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) ein Niederdruck-Abgasrückführungsventil (38) umfasst und dieses vor dem Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators (13) geöffnet wird und/oder der Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29) ein Hochdruck-Abgasrückführungsventil (30) umfasst und dieses vor dem Regenerieren des NOx-Speicherkatalysators (13) geöffnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29) eine für die Abgasrückführung festgelegte Strömungsrichtung aufweist und das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas in zu dieser Strömungsrichtung entgegengesetzter Richtung (45) durch den Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29) zu dem NOx-Speicherkatalysator (13) geleitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassen (51) eines Abschaltens des Verbrennungsmotors (2) das Abschalten im Rahmen einer Start-Stopp-Automatik/Funktion umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas mittels eines elektrischen Heizers und/oder mittels der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) und/oder des Verbrennungsmotors (2) erwärmt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis des Gemischs aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas gesteuert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Steuern des Mischungsverhältnisses das Mischungsverhältnis mittels eines stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) angeordneten Lambda-Sensors und/oder eines stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) angeordneten Lambda-Sensors bestimmt wird und/oder ein Luftmassensensor (39) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des Regenerierens höchstens eine festgelegte Maximalmenge an Stickoxid aus dem NOx-Speicherkatalysator (13) freigelassen und zu einem SCR-Katalysator (14) geleitet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an aus dem NOx-Speicherkatalysator (13) freigelassenem Stickoxid mittels eines stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) angeordneten NOx-Sensors erfasst wird und beim Überschreiten eines festgelegten Stickoxidgrenzwertes Harnstoff stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) und stromaufwärts des SCR-Katalysators (14) eingespritzt wird.
  10. Steuervorrichtung (60) für das Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (60) eine Einrichtung (63) zum Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors (2), eine Einrichtung (61) zum Bestimmen der Beladung des NOx-Speicherkatalysators (13) und eine Einrichtung (62) zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) umfasst und dazu ausgelegt ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
  11. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) für eine Verbrennungsmotoranordnung (1), welche einen Verbrennungsmotor (2), einen elektrisch angetriebenen Lader (9, 41), einen Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (29), einen Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal (33) mit einem Einlass stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) und ein Abgasventil (65), welches stromabwärts des Einlasses des Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanals angeordnet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) eine Steuervorrichtung (60) gemäß Anspruch 10 umfasst und/oder dazu ausgelegt ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
  12. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der NOx-Speicherkatalysator (13) einen Einlass (16) umfasst und stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators (16) eine Vorrichtung (19) zum Verdampfen und/oder Einspritzen von Kraftstoff in einen zum Einlass (16) des NOx-Speicherkatalysators (13) führenden Strömungskanal (18) angeordnet ist.
  13. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch angetriebene Lader (9, 41) als elektrischer Turbolader (9) oder elektrisch angetriebener Kompressor (41) ausgestaltet ist.
  14. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) ein SCR-Katalysator und/oder ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (14) angeordnet ist und/oder ein Lambda-Sensor stromaufwärts und/oder ein Lambda-Sensor stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators (13) angeordnet ist und/oder ein Luftmassensensor (39) vorhanden ist.
  15. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch beheizter Katalysator zum Erwärmen des NOx-Speicherkatalysators (13) vorhanden ist oder der NOx-Speicherkatalysator (13) als elektrisch beheizter Katalysator ausgestaltet ist.
  16. Motoranordnung (1), welche einen Verbrennungsmotor (2) und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15 umfasst.
  17. Kraftfahrzeug (10), welches eine Motoranordnung (1) gemäß Anspruch 16 umfasst.
  18. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
DE102019203061.0A 2019-03-06 2019-03-06 Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung Active DE102019203061B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019203061.0A DE102019203061B4 (de) 2019-03-06 2019-03-06 Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
CN202010137528.9A CN111663984A (zh) 2019-03-06 2020-03-03 用于排气后处理装置的NOx存储催化转化器的再生的方法
US16/810,574 US11220941B2 (en) 2019-03-06 2020-03-05 Methods and systems for an aftertreatment system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019203061.0A DE102019203061B4 (de) 2019-03-06 2019-03-06 Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019203061A1 true DE102019203061A1 (de) 2020-09-10
DE102019203061B4 DE102019203061B4 (de) 2024-10-24

Family

ID=72146641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019203061.0A Active DE102019203061B4 (de) 2019-03-06 2019-03-06 Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11220941B2 (de)
CN (1) CN111663984A (de)
DE (1) DE102019203061B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022128134A1 (de) 2022-10-25 2024-04-25 Ford Global Technologies Llc Vorrichtung zum Nachbehandeln eines Abgases sowie Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungsmotoranordnung
DE102022128878A1 (de) 2022-11-01 2024-05-02 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Erwärmen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, Steuervorrichtung und Motoranordnung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021107008A1 (de) * 2021-03-22 2022-10-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Erwärmung einer Abgasrückführleitung während eines Schubbetriebs eines Verbrennungsmotors

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004308595A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 蒸発燃料処理装置及びその装置の診断装置
US7213396B2 (en) * 2002-02-14 2007-05-08 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
JP3997868B2 (ja) * 2002-09-17 2007-10-24 トヨタ自動車株式会社 過給掃気手段を有する内燃機関
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
US20110146274A1 (en) * 2008-06-11 2011-06-23 Ihi Corporation Method and system for regenerating particulate filter
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
DE102014223491A1 (de) * 2014-11-18 2016-05-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Abgasbehandlung
US20170370259A1 (en) * 2015-01-12 2017-12-28 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research NOx REDUCTION SYSTEM
DE102017213004A1 (de) * 2017-07-27 2019-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009257301A (ja) 2008-03-19 2009-11-05 Ihi Corp 排気ガス浄化触媒の暖機方法及びシステム
JP4870179B2 (ja) * 2009-02-06 2012-02-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8181452B2 (en) * 2009-09-29 2012-05-22 Ford Global Technologies, Llc Particulate filter regeneration during engine shutdown
US8347613B2 (en) * 2009-09-29 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Controlling operation of exhaust of an engine including a particulate filter
US9279375B2 (en) * 2013-06-05 2016-03-08 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling an engine that includes low pressure EGR
CN105829689B (zh) * 2013-12-20 2018-09-04 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
DE102015207595B3 (de) * 2015-04-24 2016-07-21 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators eines eine Zylinderabschaltung aufweisenden Verbrennungsmotors und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
DE102016219548B4 (de) * 2015-11-04 2023-12-14 Ford Global Technologies, Llc Ammoniak-Schlupf-Detektion
US10156211B1 (en) * 2017-08-11 2018-12-18 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for particulate filter cleaning

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7213396B2 (en) * 2002-02-14 2007-05-08 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
JP3997868B2 (ja) * 2002-09-17 2007-10-24 トヨタ自動車株式会社 過給掃気手段を有する内燃機関
JP2004308595A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 蒸発燃料処理装置及びその装置の診断装置
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
US20110146274A1 (en) * 2008-06-11 2011-06-23 Ihi Corporation Method and system for regenerating particulate filter
US8857154B2 (en) * 2012-01-23 2014-10-14 Southwest Research Institute Exhaust aftertreatment for NOx-containing exhaust from an internal combustion engine
DE102014223491A1 (de) * 2014-11-18 2016-05-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Abgasbehandlung
US20170370259A1 (en) * 2015-01-12 2017-12-28 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research NOx REDUCTION SYSTEM
DE102017213004A1 (de) * 2017-07-27 2019-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022128134A1 (de) 2022-10-25 2024-04-25 Ford Global Technologies Llc Vorrichtung zum Nachbehandeln eines Abgases sowie Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungsmotoranordnung
DE102022128878A1 (de) 2022-11-01 2024-05-02 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Erwärmen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, Steuervorrichtung und Motoranordnung

Also Published As

Publication number Publication date
CN111663984A (zh) 2020-09-15
US20200284176A1 (en) 2020-09-10
US11220941B2 (en) 2022-01-11
DE102019203061B4 (de) 2024-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017101177B4 (de) Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters sowie Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einem Partikelfilter
DE102016211274A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
WO2005093235A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine mit abgasturboaufladung
DE102016115322A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
AT522990B1 (de) Hybridkraftfahrzeug und Betriebsverfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
DE112017006739T5 (de) Nachbehandlungstemperatursteuerungsvorrichtung und - verfahren
DE102018216571A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridkraftfahrzeugs
DE102021111152A1 (de) Motoranordnung und Verfahren
DE102019203061B4 (de) Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102019135831A1 (de) Katalysatorvorwärmungssteuerungsvorrichtung und -verfahren
DE102020121573A1 (de) Verfahren und system zur ablufteinspritzung
DE102015111158B4 (de) Motorsystem und Verfahren zum Steuern einer Strömung von Abgas
DE102010003337A1 (de) Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor sowie Verfahren zu dessen Betrieb
DE102017103560A1 (de) Verbrennungsmotor und Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgaskanal eines Verbrennungsmotors
DE102014211804B4 (de) Verfahren zur Kühlung wenigstens eines Bauteils einer Brennkraftmaschine
DE102019115141A1 (de) Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators sowie Verbrennungsmotor und Kraftfahrzeug mit einem Katalysator
DE102019203849A1 (de) Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102015216751A1 (de) Kraftfahrzeug mit Abgasrückführung
DE102019122917A1 (de) Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102021205170A1 (de) Brennkraftmaschine mit einer stromab eines Frischgasverdichters abzweigenden Sekundärluftleitung
DE102019202349A1 (de) Verfahren zum Regenerieren einer Mager-NOx-Falle einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102015217394A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Partikelfilters und Kraftfahrzeug
DE102018203859A1 (de) Verfahren, Verarbeitungs- und Steuereinheit sowie Anordnung zum Regenerieren eines LNT-Katalysators und Kraftfahrzeug
DE102018201487A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Kühlen von Abgasnachbehandlungseinrichtungen, Kraftfahrzeug und Computerprogrammprodukt
DE102011002500A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

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

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final