DE102019203061A1 - Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung - Google Patents
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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
wird ein Verfahren zum Regenerieren des Einlasssystems nach dem Stoppen des Motors mittels eines elektrisch angetriebenen Turbolader-Rotors beschrieben. In dem DokumentJP 3997868 B2 US 7213396 wird ein Verfahren zur Verhinderung von Kohlenwasserstoffemissionen nach einem Abschalten eines Verbrennungsmotors beschrieben, wobei ein elektrischer Turbolader verwendet wird. In dem Dokument wird eine Konfiguration mit zwei Superlader-Pumpen beschrieben, wobei die Abgasspülung aus den Motor verbessert wird. In dem DokumentJP 2004308595 A US 8468801 wird ein System zum Aufwärmen eines Katalysators beschrieben, ebenso in dem Dokument . Weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen sind in den DokumentenUS 2011/0146274 A1 US 20100236223 A1 ,US 20170370259 A1 ,US 8096111 B2 undUS 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 Motoranordnung1 umfasst einen Verbrennungsmotor2 , eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung5 , eine Hochdruckabgasrückführungsvorrichtung6 und eine Niederdruck-Abgasrückführungsvorrichtung7 . Weiterhin umfasst die Motoranordnung1 einen mittels eines Elektromotors8 angetriebenen Turbolader9 . Der Elektromotor8 kann auch gleichzeitig als Generator ausgelegt sein. Der Turbolader9 umfasst einen Kompressor11 und eine Turbine12 . - Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung
5 umfasst einen NOx-Speicherkatalysator13 und einen stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators13 angeordneten Partikelfilter mit optionaler SCR-Beschichtung14 . Der NOx-Speicherkatalysator13 umfasst einen Einlass16 und einen Auslass17 . Unmittelbar stromaufwärts des Einlasses16 des NOx-Speicherkatalysators13 ist eine Vorrichtung19 zum Verdampfen oder Einspritzen von Kraftstoff in den zu dem NOx-Speicherkatalysator13 führenden Strömungskanal18 angeordnet. - Stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung
5 und stromabwärts der Niederdruck-Abgasrückführungsvorrichtung7 ist ein Abgasventil65 angeordnet. - Der Verbrennungsmotor
2 umfasst eine Anzahl Zylinder3 , in der gezeigten Variante vier Zylinder, ein Schwungrad4 , einen Einlasskrümmer20 und einen Abgaskrümmer21 . Weiterhin ist in dem Verbrennungsmotor2 ein Ölkühler22 und eine Hochdruckkraftstoffpumpe23 angeordnet. - Beim Betreiben des Verbrennungsmotors
2 wird den Zylindern3 über die Kraftstoffpumpe23 Kraftstoff zugeführt. Weiterhin wird durch einen Luftfilter24 Ladeluft mittels des Kompressors11 angesaugt. In der gezeigten Variante umfasst der Luftfilter24 einen Luftmassensensor39 . Der von dem Luftfilter24 zu dem Kompressor11 führende Strömungskanal ist mit der Bezugsziffer25 gekennzeichnet. Die durch den Kompressor11 verdichtete Ladeluft bzw. das im Falle einer Abgasrückführung mit der Ladeluft vermischte Abgas wird durch einen Strömungskanal26 zu einer Drossel27 und weiter durch einen Ladeluftkühler28 zu dem Einlasskrümmer21 und zu den Zylindern3 geleitet. - In der gezeigten Variante ist ein Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal
29 vorhanden, welcher von dem Abgaskrümmer21 abzweigt und unmittelbar stromaufwärts des Einlasskrümmers20 in diesen mündet. Der Strömungskanal29 umfasst zudem ein Hochdruckabgasrückführungsventil30 . - Das den Verbrennungsmotor
2 verlassende Abgas wird über den Abgaskrümmer21 zur Turbine12 geleitet, wodurch der Kompressor11 angetrieben wird. Anschließend wird das Abgas durch den Strömungskanal18 zu den bereits genannten Abgasnachbehandlungskomponenten geleitet. Nach dem Passieren der Abgasnachbehandlungsvorrichtung5 wird das gereinigte Abgas durch das Abgasventil65 zum Auslass31 geleitet. Die Strömungsrichtung des Abgases ist mit der Bezugsziffer32 gekennzeichnet. - Stromaufwärts des Auslasses
31 ist ein Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal33 angeordnet. Dieser Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal33 umfasst einen Schmutzfilter34 und einen Kühler35 , sowie ein Ventil36 . In der gezeigten Variante wird der Abgasrückführungskühler35 von einem Bypass-Strömungskanal37 mit einem Niederdruck-Abgasrückführungsbypassventil38 überbrückt. Der Niederdruck-Abgasrückführungskanal33 ist zudem über ein Abgasrückführungskombiventil43 mit dem Strömungskanal25 verbunden. Während der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind das Abgasventil65 geschlossen und das Abgasrückführungskombiventil43 , das Niederdruck-Abgasrückführungsbypassventil38 , das Ventil36 und das Hochdruckabgasrückführungsventil30 geöffnet. Die Strömungsrichtung des durch den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal33 zurückgeführten Abgases ist mit der Bezugsziffer44 gekennzeichnet. - In folgendem wird der Betrieb der gezeigten Motoranordnung
1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben. Dabei wird zunächst ein Abschalten des Verbrennungsmotors2 erfasst. Die Beladung des NOx-Speicherkatalysators13 ist durch die kontinuierliche, modellbasierte Ermittlung bekannt. Weiterhin wird die aktuelle Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung, insbesondere des NOx-Speicherkatalysators13 bestimmt. Vorzugsweise kann ein ohnehin vorhandener Sensor genutzt werden. In der Regel wird die Gas-Temperatur stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators13 bzw. stromaufwärts eines SCR-Katalysators, zum Beispiel des Partikelfilters mit SCR-Beschichtung14 , gemessen um die Funktion des SCR-Katalysators sicherzustellen. Diese Größe kann, gegebenenfalls zusammen mit der Betriebsdauer, genutzt werden um die Bauteiltemperatur des NOx-Speicherkatalysators13 zu bestimmen, insbesondere zu modellieren. Die Temperatur im Inneren des NOx-Speicherkatalysators13 wird zum Beispiel kontinuierlich durch ein Model ermittelt, das diese Temperatur basierend auf den Massenflüssen, der Temperatur stromaufwärts und stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators13 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-Speicherkatalysator13 nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors2 regeneriert. Dazu wird das Abgasventil65 geschlossen. Abgas wird über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal33 zu dem Strömungskanal25 geleitet. Mittels des Elektromotors8 wird der Turbolader9 betrieben und dabei Frischluft angesaugt, welche sich mit dem zurückgeführten Abgas vermischt. Die Strömungsrichtung der angesaugten Frischluft ist mit Pfeilen mit der Bezugsziffer40 gekennzeichnet. Die Strömungsrichtung des Abgas-Luft-Gemisches ist mit Pfeilen mit der Bezugsziffer45 gekennzeichnet. - Das über den Kompressor
11 angesaugte Gemisch aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas passiert anschließend den Abgasrückführungsströmungskanal26 und wird anschließend bei einem geöffneten Hochdruck-Abgasrückführungsventil30 über den Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal29 an dem Verbrennungsmotor2 vorbeigeleitet. In dem Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal29 verläuft die Strömungsrichtung45 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 Strömungskanal26 und dem Hochdruckabgasrückführungs-Strömungskanal29 abgegebene Wärme erwärmt, insbesondere von den Zylindern3 , also dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock, abgegebene Wärme erwärmt. - Das erwärmte Gemisch erreicht über den Strömungskanal
18 den Einlass16 des NOx-Speicherkatalysator13 . Stromaufwärts des Einlasses16 des NOx-Speicherkatalysators13 wird über die Vorrichtung zum Verdampfen und Einspritzen von Kraftstoff19 Kraftstoff zu dem angesaugten Gemisch zugeführt und mit diesem vermischt. Dabei wird ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch erzeugt, mit welchem der NOx-Speicherkatalysator13 regeneriert wird. Bei dieser Vorgehensweise wird der Hochdruck-Abgasrückführungsströmungskanal29 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-Speicherkatalysators13 nach abgeschaltetem Verbrennungsmotor2 erforderlich. Durch den mittels des Elektromotors8 betriebenen Turbolader9 kann das Abgas-Luft-Gemisch auch nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors2 angesaugt und zu dem NOx-Speicherkatalysator13 geleitet werden. - In der in der
2 gezeigten Variante ist im Unterschied zu der in der1 gezeigten Variante ein Turbolader ohne elektrischen Antrieb vorgesehen. Zusätzlich ist stromabwärts des Kompressors11 des Turboladers9 ein weiterer Kompressor41 vorgesehen, welcher durch einen Elektromotor42 betrieben wird. In der in der3 gezeigten Variante ist im Unterschied zu der in der2 gezeigten Variante der Strömungskanal25 stromabwärts des Abgasrückführungskombiventil43 und stromaufwärts des Turboladers9 mit einem Ventil46 und einem das Ventil46 überbrückenden Bypass-Strömungskanal, welcher den durch einen Elektromotor42 betriebenen Kompressor41 umfasst, ausgestattet. - Im Rahmen der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer der in den
2 und3 gezeigten Konfigurationen wird zum Ansaugen des Abgas-Luft-Gemischs nach einem Abschalten des Verbrennungsmotors2 der elektrisch angetriebenen Kompressors41 verwendet. In der in der3 gezeigten Variante wird dabei das Ventil46 geschlossen. Im Übrigen entspricht die Funktionsweise der im Zusammenhang mit der1 beschriebenen Funktionsweise. Der elektrisch angetriebene Kompressor41 kann auch an einer anderen geeigneten Position angeordnet sein. - Die
4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren in Form eines Flussdiagramms. In einem ersten Schritt51 wird ein Abschalten des Verbrennungsmotors2 erfasst. Ist der Verbrennungsmotor2 abgeschaltet, so wird in Schritt52 die Beladung des NOx-Speicherkatalysators13 bestimmt. In Schritt53 wird die aktuelle Betriebstemperatur des NOx-Speicherkatalysators13 oder einer anderen Abgasnachbehandlungskomponente bestimmt. Die Schritte52 und53 können auch gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. - In Schritt
54 wird überprüft, ob die bestimmte Beladung des NOx-Speicherkatalysators13 einen festgelegten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird das Verfahren mit Schritt55 fortgesetzt. Ist dies nicht der Fall, springt das Verfahren zu Schritt51 zurück. In Schritt55 wird bestimmt, ob die bestimmte aktuelle Betriebstemperatur des NOx-Speicherkatalysators13 einen festgelegten Schwellenwert überschreitet. Die Schritte54 und55 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-Speicherkatalysator13 in Schritt56 regeneriert bzw. gespült, wobei das Abgasventil65 geschlossen wird, mittels des elektrisch angetriebenen Laders9 oder41 , zum Beispiel wie im Zusammenhang mit den1 bis3 beschrieben, über den Niederdruck-Abgasrückführungsströmungskanal33 zurückgeführtes Abgas und Frischluft zu dem NOx-Speicherkatalysator13 geleitet, dabei erwärmt und stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators13 , vorzugsweise unmittelbar vor dem Einlass16 der NOx-Speicherkatalysator13 , mit verdampften Kraftstoff zu einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt wird. - Die
5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung60 . Die Steuervorrichtung60 umfasst eine Einrichtung61 zum Bestimmen der Beladung des NOx-Speicherkatalysators13 , eine Einrichtung62 zum Bestimmen der aktuellen Betriebstemperatur des NOx-Speicherkatalysators13 , beispielsweise einen Temperatursensor, eine Einrichtung63 zum Erfassen eines Abschaltens des Verbrennungsmotors2 und eine Auswertungseinrichtung64 . Die genannten Einrichtungen61 ,62 und63 sind dazu ausgelegt, Signale an die Auswertungseinrichtung64 zu übertragen. Die Steuervorrichtung60 ist dazu ausgelegt ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, beispielsweise ein im Zusammenhang mit der4 beschriebenes Verfahren. - Die
6 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug10 . Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug10 umfasst eine erfindungsgemäße Motoranordnung1 , beispielsweise eine anhand der1 bis3 beschriebene Motoranordnung1 . Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug10 oder die Motoranordnung1 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung60 umfassen. Die erfindungsgemäße Motoranordnung1 ist dazu ausgelegt, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, beispielsweise ein im Zusammenhang mit der in4 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
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- 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)
- 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.
- 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. - 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. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass Erfassen (51) eines Abschaltens des Verbrennungsmotors (2) das Abschalten im Rahmen einer Start-Stopp-Automatik/Funktion umfasst. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , 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. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis des Gemischs aus Frischluft und zurückgeführtem Abgas gesteuert wird. - 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. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , 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. - 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. - 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 bis9 auszuführen. - 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 derAnsprüche 1 bis9 auszuführen. - 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. - Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der
Ansprüche 11 oder12 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch angetriebene Lader (9, 41) als elektrischer Turbolader (9) oder elektrisch angetriebener Kompressor (41) ausgestaltet ist. - Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der
Ansprüche 11 bis13 , 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. - Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der
Ansprüche 11 bis14 , 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. - Motoranordnung (1), welche einen Verbrennungsmotor (2) und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) gemäß einem der
Ansprüche 11 bis15 umfasst. - Kraftfahrzeug (10), welches eine Motoranordnung (1) gemäß
Anspruch 16 umfasst. - Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis9 auszuführen.
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Cited By (2)
| 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 |
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Families Citing this family (1)
| 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)
| 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)
| 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 |
-
2019
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-
2020
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- 2020-03-05 US US16/810,574 patent/US11220941B2/en active Active
Patent Citations (10)
| 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)
| 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 |
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