AT521310B1 - Verfahren zur regelung eines abgasnachbehandlungssystems - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems (1) eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine (3), wobei in den Abgasstrom ein vorzugsweise harnstoffhaltiges Nachbehandlungsfluid eingespritzt wird, welches in zumindest einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) (6) mit dem Abgasstrom reagiert und der Abgasstrom danach durch einen Dieselpartikelfilter (8) geleitet wird. Aufgabe der Erfindung ist damit, ein Verfahren zur Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems sowie ein Abgasnachbehandlungssystem bereitzustellen, das auf einfache Weise eine Regeneration des Dieselpartikelfilters ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid von der Rußbeladung des Dieselpartikelfilters (8) abhängig ist.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine, wobei in den Abgasstrom ein vorzugsweise harnstoffhaltiges Nachbehandlungsfluid eingespritzt wird, welches in zumindest einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) mit dem Abgasstrom reagiert und der Abgasstrom danach durch einen Dieselpartikelfilter geleitet wird, wobei die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid von der Rußbeladung des Dieselpartikelfilters abhängig ist.
[0002] Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Abgasnachbehandlungssystem eines Abgasstromes eines Fahrzeugs Anwendung finden, wobei das Abgasnachbehandlungssystem zumindest eine Einspritzvorrichtung zur Einspritzung eines Nachbehandlungsfluids in den Abgasstrom, zumindest einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) und stromabwärts des SCR- Katalysators zumindest einen Dieselpartikelfilter aufweist, und eine Regelungseinheit zur Regelung der Menge des eingespritzten Nachbehandlungsfluids mit der Einspritzvorrichtung verbunden ist, wobei die Regelungseinheit mit einer Sensoreinheit zur Bestimmung der Rußbeladung des Dieselpartikelfilters verbunden ist.
[0003] Abgasnachbehandlungssysteme werden insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen oder auch stationären Brennkraftmaschinen wie Gasturbinen zur Reduktion gesundheits- oder umweltschädlicher Substanzen im Abgas eingesetzt. Dabei spielen Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion (auch selective catalytic reduction catalyst oder SCR-Katalysatoren) eine wichtige Rolle bei der Reduktion von Stickstoffdioxid und Stickstoffmonoxid zu Stickstoff. Dazu wird ein Nachbehandlungsfluid in den Abgasstrom vorzugsweise vor dem SCRKatalysator oder auch im SCR-Katalysator eingespritzt. Die Menge des eingespritzten Nachbehandlungsfluids wird dabei in der Regel von einer Reihe von Parametern wie der Abgasmenge, dem Betriebsstatus der Brennkraftmaschine, der Abgastemperatur, usw. abhängig gemacht, um die Stickstoffdioxid- und Stickstoffmonoxidkonzentration im Abgas möglichst niedrig zu halten.
[0004] Zusätzlich werden Dieselpartikelfilter zur Reduktion der Rußpartikel im Abgas bei Diesel verbrennenden Fahrzeugen eingesetzt. Im Laufe der Verwendung lagert sich dabei Ruß des Abgases im Dieselpartikelfilter ab und es kommt zur Bildung einer Rußschicht, auch Filterkuchen oder Rußkuchen genannt. Das Vorhandensein einer nicht zu starken Rußschicht erleichtert die Entfernung von kleineren Rußpartikel, während ein zu dicker Rußkuchen zu einer verminderten Leistung oder Verstopfung des Dieselpartikelfilters führen kann. Stickstoffdioxid im Abgas kann im Zuge einer katalytischen Regeneration zu einem Rußabbrand und damit zu einem Abbau des Rußes im Dieselpartikelfilter führen, wodurch die Rußablagerungen im Filter beseitigt werden können. Dazu weist der Dieselpartikelfilter vorzugsweise entsprechende katalytische Eigenschaften wie katalytische Beschichtungen auf, um die Reduktion des Stickstoffdioxids, bzw. die Oxidation des Rußes zu Kohlendioxid zu katalysieren.
[0005] Es sind Abgasnachbehandlungssysteme bekannt, die SCR-Katalysatoren stromaufwärts von Dieselpartikelfiltern vorsehen. Bei solchen Systemen ist eine katalytische Regeneration des Filters kaum möglich oder stark erschwert, da der SCR-Katalysator die Stickstoffdioxidkonzentration im Abgasstrom auf ein Minimum senkt. Dadurch müssen andere Regenerationsmechanismen verwendet werden, wie beispielsweise eine additivunterstütze Regeneration oder die Nacheinspritzung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine zur Erhöhung der Abgastemperatur. Dies ist aber wenig kraftstoffeffizient und mit erhöhtem Aufwand verbunden. So erfordert es gegebenenfalls einen Zusatz des Additivs zum Kraftstoff oder das regelmäßige Nachfüllen des Additivs in einen entsprechenden Tank des Fahrzeugs.
[0006] Es ist bekannt, dass Abgasnachbehandlungssysteme verschiedener Art temperaturgesteuert Regenerationsprozesse einleiten, wie beispielsweise in der EP 3,150,814 A1 beschrieben. Dabei wird eine Regeneration eines kombinierten SCR-Partikelfilters in Abhängigkeit der Temperatur im SCR-Partikelfilter durchgeführt. Solche Bauweisen sind generell unvorteilhaft, weil sie recht kompliziert sind.
[0007] Aus der EP 2 216 520 A1 ist ein System bekannt, in dem die Harnstoffeinspritzung für einen SCR-Katalysator für definierte Zeit unterbrochen wird, um einen Dieselpartikelfilter stromabwärts des SCR-Katalysators zu regenerieren. Dieser Regenerationszyklus ermöglicht eine Reinigung des Partikelfilters bei niedrigeren Temperaturen, da insbesondere das NO, die Partikel im Dieselpartikelfilter oxidieren und damit verbrennen kann. In der DE 10 2012 219 829 A1 ist darüber hinaus noch beschrieben, dass neben einem primären Regenerationszyklus mit wenig Stickoxiden im Abgas noch ein sekundärer Regenerationszyklus mit mehr Stickoxiden vorgesehen sein kann, falls der Dieselpartikelfilter besonders belastet ist. Insbesondere im Stop-and-Go-Betrieb oder bei kurzen Fahrten sind solche Regenerationszyklen aber unvorteilhaft, da unter Umständen die nötige Temperatur im Dieselpartikelfilter nicht erreicht wird. Dadurch kann es bei andauernder Verwendung in solchen Betriebsarten zu sehr starken Belastungen des Dieselpartikelfiters kommen und die Filtrationsleistung herabsetzen. Dies kann dazu führen, dass mehr Schadstoffe oder schädliche Partikel durch das ausgeleitete Abgas in die Umwelt ausgeblasen werden. Auch die Einführung von zwei Regenerationszyklen unterschiedlicher Intensität ist nicht zielführend, da das Auftreten einer unerwünscht starken Belastung des Dieselpartikelfilters nicht weitgenug minimiert werden kann und zur intensiven Regeneration meist erhöhte Kraftstoffeinspritzmengen notwendig sind.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist damit, ein Verfahren zur Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems bereitzustellen, das eine möglichst geringe Schadstoff- und Partikelbelastung der Umwelt ermöglicht und eine erhöhte Verbrauchseffizienz von Kraftstoff und Nachbehandlungsfluid aufweist.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters gemessen wird, mit einem oberen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreitung des oberen Grenzwertes die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid reduziert wird, dass die Rußbeladung mit einem unteren Grenzwert verglichen wird und bei Überschreitung des unteren Grenzwertes die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid erhöht wird und dass bei einer Rußbeladung in dem Bereich zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid ein Gleichgewicht zwischen Rußabbau und Rußaufbau im Dieselpartikelfilter einstellt.
[0010] Es kann vorgesehen sein, dass das Abgasnachbehandlungssystem stromaufwärts des SCR-Katalysators zumindest einen Dieseloxidationskatalysator aufweist.
[0011] Durch den Einbezug der Menge an Ruß im Dieselpartikelfilter in die Regelung der Einspritzmenge kann die Menge an Stickstoffdioxid des in den Dieselpartikelfilter einströmenden Abgases an den Zustand des Filters angepasst werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da so den SCR-Katalysator und den Dieselpartikelfilter übergreifend die Abgasnachbehandlung optimiert werden kann. Die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters kann optimiert und damit die Funktion des Filters verbessert werden. Gleichzeitig kann auf eine additivunterstützte Regeneration verzichtet werden und auf eine Nacheinspritzung des Kraftstoffes zumindest teilweise verzichtet werden. Solche Systeme können auch bei bestehenden Fahrzeugen nachgerüstet werden, da dies unter Umständen keine mechanische Anpassung erfordert. Derartige Ausführungsformen sind insbesondere bei Großmotoren wie Eisenbahnen, Kränen, Baggern und anderen Arbeitsmaschinen wegen der Höheren gesetzlichen Vorschriften für maximalen Stickstoffdioxid- und Stickstoffmonoxidmengen im Abgas vorteilhaft.
[0012] Im Rahmen der Erfindung kann der Dieselpartikelfilter mit Vorteil entweder unbeschichtet, katalytisch beschichtet oder auch selektiv katalytisch beschichtet (also als SDPF) ausgeführt sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist folglich für DPF-EAS-Konzepte und für SDPF-EASKonzepte anwendbar.
[0013] Neben der Rußbeladung können auch eine Reihe weiterer Parameter Einfluss auf die Menge an eingespritzten Nachbehandlungsfluid nehmen, beispielsweise die bereits genannten Parameter, die Verbrennungstemperatur oder die Abgastemperatur.
[0014] Unter Rußbeladung wird dabei die Menge an Ruß verstanden, welche sich im Dieselpar-
tikelfilter ansammelt.
[0015] Im Rahmen der Erfindung wird darunter, dass der Abgasstrom zuerst durch den SCRKatalysator und danach durch einen Dieselpartikelfilter geleitet wird, verstanden, dass der Dieselpartikelfilter in Strömungsrichtung des Abgasstromes stromabwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist. Als Nachbehandlungsfluid wird im Rahmen der Erfindung beispielsweise ein harnstoffhaltiges Fluid, Harnstoff oder auch NH3 verwendet. Es kann also auch eine direkte Einspritzung NH3 vorgesehen sein.
[0016] Besonders vorteilhaft ist, wenn die zugesetzte Menge an Nachbehandlungsfluid bei höherer Rußbeladung des Dieselpartikelfilters reduziert wird. Dadurch kann bei zu viel Ruß im Dieselpartikelfilter die Stickstoffdioxidkonzentration im Abgasstrom erhöht werden, die nicht vom Nachbehandlungsfluid reduziert werden. Dadurch erfolgt ein verstärkter Rußabbrand und damit eine Verringerung der Rußmenge im Dieselpartikelfilter. So kann die Rußmenge stets in einem Bereich gehalten werden, in dem der Rußkuchen keine Leistungsverminderung oder Verstopfung verursacht. Vorzugsweise wird die zugesetzte Menge an Nachbehandlungsfluid bei besonders niedriger Rußbeladung des Dieselpartikelfilters erhöht. Dies führt dazu, dass bei vollständiger Regeneration des Dieselpartikelfilters oder sehr schwach ausgebildeten Rußkuchen ein Teil des Stickstoffdioxids nicht aus dem Abgas entfernt wird, wodurch der Rußabbau und damit die Regeneration des Dieselpartikelfilters durch die Reaktion mit dem restlichen Stickstoffdioxid reduziert wird. Dies führt zu einem verstärkten Aufbau eines Rußkuchens, der die Filtration insbesondere in Bezug auf Feinstpartikel verbessert.
[0017] Es ist vorteilhaft, dass die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters gemessen wird, mit einem oberen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreitung des oberen Grenzwertes die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid reduziert wird. Dem entsprechend ist auch vorteilhaft, dass die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters gemessen wird, mit einem unteren Grenzwert verglichen wird und bei Überschreitung des unteren Grenzwertes die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid erhöht wird. Dadurch sind Grenzwerte für die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters definiert, in welchen sich nach Möglichkeit die Rußbeladung im Normalbetrieb bewegen soll. Insbesondere, wenn sowohl unterer als auch oberer Grenzwert so überwacht werden, kann die Rußmenge im Dieselpartikelfilter in einem optimalen Bereich gehalten werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid dynamisch und stufenlos über die derzeitigen Rußbeladung geregelt wird. Vorteilhaft wird die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters mit einem oder mehreren Sensoren gemessen. Als Sensoren können hierfür beispielsweise ein Differenzdrucksensor (gibt den Rußwert mit einer Korrelation zum Gegendruck aus) und/oder ein Schallsensor (gibt den Rußwert direkt aus) verwendet werden.
[0018] Alternativ kann es auch günstig sein, wenn die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters über einen Modellwert ermittelt wird, wobei die ermittelte Rußbeladung einem oberen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreitung des oberen Grenzwertes die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid reduziert wird. Dabei wird der Ruß über ein physikalisches Rußmodell ermittelt und/oder geregelt. Als Eingangsgrößen werden hierbei insbesondere eine Temperatur, ein Massenstrom und/oder ein NOx-Wert und/oder ein NO2-Wert verwendet. Die übrige Vorgehensweise entspricht der oben beschriebenen, bei welcher ein Sensor zur Messung der Rußbeladung verwendet wird.
[0019] Grundsätzlich kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters sowohl gemessen als auch mit einem Modell bestimmt wird. Sprich beide Methoden werden miteinander kombiniert.
[0020] Besonders vorteilhaft ist, dass bei einer Rußbeladung in dem Bereich zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid ein Gleichgewicht zwischen Rußabbau und Rußaufbau im Dieselpartikelfilter einstellt. Dadurch kann die Filtrationsleistung des Dieselpartikelfilters weiter optimiert werden, und es sind keine regelmäßigen Regenerationszyklen mehr notwendig. Dabei wird das Gleichgewicht vorzugsweise an dem Punkt der Rußbeladung eingestellt, an dem die Filtrationsleistung optimal ist, der Strömungswiderstand jedoch die Leistung oder den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine nicht
oder unwesentlich negativ beeinflusst.
[0021] Weiters kann vorgesehen sein, dass im Normalbetrieb über die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid die Stickstoffdioxidmenge des Abgasstromes vor Eintreten in den Dieselpartikelfilter zwischen 0 g/kWh und 2 g/kWh eingestellt wird. Dieser Raum ermöglicht einerseits einen ausreichenden Rußabbau im Dieselpartikelfilter, falls dies aufgrund eines zu großen Filterkuchens nötig ist, andererseits wird das Risiko, dass zu viel Stickoxide in die Außenluft dringen, reduziert. Dabei kann die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid so geregelt werden, dass sich die Stickstoffdioxidmenge abhängig von der aktuellen Rußbeladung zwischen diesen maximalen Werten bewegt.
[0022] Vorteilhaft ist, wenn der Abgasstrom nach der Führung durch den SCR-Katalysator und vor der Führung durch den Dieselpartikelfilter durch zumindest einen Ammoniak-Schlupfkatalysator geführt wird. Dies verhindert einerseits das Austreten von nicht im SCR-Katalysator umgesetzten Ammoniak in die Außenluft. Dabei wird unter Ammoniak-Schlupfkatalysator (ASC) oder Ammoniak-Sperrkatalysator ein zum SCR-Katalysator zusätzlicher Katalysator verstanden, welcher überschüssigen Ammoniak im Abgas katalytisch in Stickoxide, also Stickstoffdioxid und Stickstoffmonoxid, und/oder Stickstoff überführt. Die Anordnung zwischen SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter kann besonders vorteilhaft sein, da durch den Ammoniak-Schlupfkatalysator frei werdendes Stickstoffdioxid zum Rußabbau verwendet werden kann. Dadurch wird einerseits die Menge an ansonst in die Außenluft gelangendes Ammoniak verringert und gleichzeitig der Rußabbau begünstigt. Dies gilt auch, wenn vorgesehen ist, dass das Abgasnachbehandlungssystem stromabwärts des SCR-Katalysators und stromaufwärts des Dieselpartikelfilters zumindest einen Ammoniak-Schlupfkatalysator aufweist. Der Ammoniak-Schlupfkatalysator kann auch für die Bildung von NO2 verantwortlich sein.
[0023] Des Weiteren ist vorteilhaft, wenn der Abgasstrom vor der Führung durch den SCR-KataIysator durch zumindest einen Dieseloxidationskatalysator geführt wird. Dabei wird unter Dieseloxidationskatalysator ein Katalysator verstanden, der Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umwandelt. Dies senkt weiter die Schadstoffbelastung des Abgases. Dies gilt auch, wenn vorgesehen ist, dass das Abgasnachbehandlungssystem stromaufwärts des SCR-Katalysators zumindest einen Dieseloxidationskatalysator aufweist. Der Dieseloxidationskatalysator kann auch für die Bildung von NO?2 verantwortlich sein.
[0024] Vorteilig ist auch, wenn insbesondere während der Wartung zur schnelleren Regeneration des Dieselpartikelfilters die Einspritzung des Nachbehandlungsfluid solange unterbrochen wird, bis die Rußbelastung einen Minimalgrenzwert unterschreitet. Da in bestimmten Situationen, wie während der Wartung des Abgasnachbehandlungssystems eine besonders schnelle und/oder vollständige Regeneration des Dieselpartikelfilters gewünscht ist, so kann dies vorteilhaft sein. Da in solchen Situationen unter Umständen andere Grenzwerte für die in Stickoxidbelastung gelten, ist so eine besonders schnelle Regeneration möglich. Der Minimalgrenzwert ist vorzugsweise so gewählt, dass er bei vollständiger Regeneration des Dieselpartikelfilters erreicht wird.
[0025] Wenn die Regelungseinheit mit der Sensoreinheit verbunden ist, so kann die gemessene Rußbeladung in die Regelung miteinbezogen werden. Als Sensoreinheit wird dabei jede Art von Vorrichtung verstanden, die ein Signal an die Regelungseinheit sendet, welches Auskunft über die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters liefert. Dies kann auch ein Sensor sein, der eine andere Größe als die Rußbeladung misst, jedoch Aufschluss über die Rußbeladung erlaubt, wie beispielsweise den Strömungswiderstand.
[0026] Vorteilhaft sind ein oder mehrere Sensoren zur Messung der Rußbeladung des Dieselpartikelfilters vorgesehen. Als Sensoren können hierfür beispielsweise ein Differenzdrucksensor, welcher einen Rußwert mit einer Korrelation zum Gegendruck ausgibt, und/oder ein Schallsensor, welcher den Rußwert direkt ausgibt, angeordnet sein.
[0027] Besonders vorteilhaft ist, wenn die Sensoreinheit zumindest einen ersten Drucksensor stromaufwärts des Dieselpartikelfilters und einen zweiten Drucksensor stromabwärts des Dieselpartikelfilters sowie eine Berechnungseinheit zur Berechnung der Druckdifferenz aufweist. Von
der Druckdifferenz kann auf den Strömungswiderstand des Dieselpartikelfilters und damit auf die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters rückgeschlossen werden. Dem entsprechend kann die Druckdifferenz zur Regelung der Einspritzmenge verwendet werden, womit diese von der Rußbeladung abhängt. Dabei kann die Berechnungseinheit auch Teil der Regelungseinheit sein.
[0028] In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand einer in Figuren dargestellten Ausführungsvariante näher erläutert. Es zeigen:
[0029] Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Abgasnachbehandlungssystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
[0030] Figur 2 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung des Abgasnachbehandlungssystems aus Fig. 1.
[0031] Fig. 1 zeigt ein Abgasnachbehandlungssystem 1 eines Abgasstranges 2, welcher Abgas von einer Brennkraftmaschine 3 abführt. Das Abgas wird in einem Abgasrohr von der Brennkraftmaschine 3 zuerst zu einem Dieseloxidationskatalysator 4 geführt, welches Kohlenmonoxid katalytisch mit Sauerstoff zu Kohlendioxid oxidiert und für die Bildung von NO2 verantwortlich ist. Vom Dieseloxidationskatalysator 4 wird das Abgas weiter bis zu einem Einlass 6a eines SCRKatalysators 6 geleitet. Im Bereich des Einlasses 6a ist eine Einspritzvorrichtung 5 in Form eines Injektors angeordnet, die ein als Harnstofflösung ausgeführtes Nachbehandlungsfluid in den Abgasstrang einspritzt. Die direkte Eindosierung von NH3 ist an dieser Position ebenfalls möglich. Direkt nach dem SCR-Katalysator 6 wird das Abgas in einen Ammoniak-Schlupfkatalysator 7 geleitet, welcher vom SCR-Katalysator nicht umgesetztes Ammoniak zu Stickoxid umsetzt bzw. wird NO zu NO2 oxidiert. Stromabwärts des Ammoniak-Schlupfkatalysators 7 ist im Abgasstrom 2 ein Dieselpartikelfilter 8 angeordnet, durch den das Abgas geführt wird. Der Dieselpartikelfilter kann unbeschichtet, als SDPF oder katalytisch beschichtet ausgebildet sein. Nach dem Dieselpartikelfilter 8 wird das Abgas in Richtung 9 eines Auspuffs und damit in die Außenluft geleitet. Eine Sensoreinheit 10 weist Sensoren im Dieselpartikelfilter 8 auf, misst die Rußbeladung oder eine ihr äquivalente Größe und sendet diese aktuellen Werte laufend über eine Verbindung 11 an eine Regelungseinheit 12. Die Ermittlung der Rußbeladung kann auch modellbasiert (ohne Sensoren) erfolgen. Die Regelungseinheit 12 regelt das Einspritzverhalten der Einspritzvorrichtung 5, also vor allem die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid pro Zeiteinheit. Dabei werden die aktuellen Werte der Rußbeladung in die Regelung miteinbezogen.
[0032] Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens in einem Blockdiagramm, wie es beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform Anwendung finden kann. Die angenommenen Werte 0,3g/kWh 1g/kWh und 2g/kWh sind als Beispiel zu verstehen. Zuerst wird eine Messung 20 von der Sensoreinheit 10 durchgeführt, bei der die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters 8 bestimmt wird. Danach erfolgt eine Gegenüberstellung 21 des gemessenen Wertes M mit einem unteren Grenzwert Gu und einem oberen Grenzwert G.. Ist der untere Grenzwert Gu unterschritten, so wird die Menge an eingespritztem Nachbehandlungsfluid an der Einspritzvorrichtung 5 soweit erhöht, dass die Menge K an Stickstoffdioxid des Abgases bei Eintreten in den Dieselpartikelfilter 8 nicht höher als 0,3 g/kWh ist (Block 22). Damit wird kaum NO» zur Verfügung gestellt, um einen Abbau des Rußes im Dieselpartikelfiltter 8 zu ermöglichen. Diese Einstellung kann beispielsweise auf Grundlage von weiteren Messwerten weiterer Sensoren stromabwärts des SCR-Katalysators 6 oder aufgrund eines Berechnungsmodells und Erfahrungswerten erfolgen. Somit kommt es zum Aufbau oder einer Vergrößerung des Rußkuchens.
[0033] Ist der Messwert M größer als der obere Grenzwert Go, So wird die Menge an eingespritzten Nachbehandlungsfluid an der Einspritzvorrichtung 5 soweit gesenkt, dass die Menge K an Stickstoffdioxid des Abgases bei Eintreten in den Dieselpartikelfilter 8 bei 2 g/kWh liegt (Block 24). Damit wird genügend NO» zur Verfügung gestellt, um einen schnellen Abbau des Filterkuchens zu ermöglichen.
[0034] Sind beide Grenzwerte G,, Go nicht vom Messwert M über- bzw. unterschritten, liegt er also zwischen oder auf einem der Grenzwerte G., Go, SO wird die Einspritzmenge derart eingestellt, dass die Menge K an Stickstoffdioxid im Abgas bei Eintreten in den Dieselpartikelfilter 8 bei
1 g/kWh liegt (Block 23). Damit wird ein Rußabbau ermöglicht, der dem Rußaufbau durch die Filterung des Abgases entspricht. Somit wird die Größe des Filterkuchens im Gleichgewicht auf einem bestimmten Niveau gehalten. Danach erfolgt die erneute Durchführung des Verfahrens, beginnend mit einer erneuten Messung 20.
[0035] In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass stattdessen in einem gewissen Größenbereich der Rußbeladung die Einspritzmenge als Funktion der aktuell gemessenen Rußablagerung berechnet wird. So kann beispielsweise die Einspritzmenge aus einem vorzugsweise unveränderlichen Umrechnungsfaktor, dividiert durch die gemessene Rußbeladung errechnet werden. Die umgekehrt proportionale Beziehung zwischen Einspritzmenge und Rußbeladung stellt dabei sicher, dass sich die Einspritzmenge vergrößert, falls die Rußbeladung abnimmt. Selbstverständlich können aber auch weitere Faktoren in die Berechnung einfließen, und auch nicht proportionale Beziehungen zwischen Rußbeladung und Einspritzmenge vorgesehen sein.

Claims (7)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems (1) eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine (3), wobei in den Abgasstrom ein vorzugsweise harnstoffhaltiges Nachbehandlungsfluid eingespritzt wird, welches in zumindest einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) (6) mit dem Abgasstrom reagiert und der Abgasstrom danach durch einen Dieselpartikelfilter (8) geleitet wird, wobei die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid von der Rußbeladung des Dieselpartikelfilters (8) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters (8) gemessen wird, mit einem oberen Grenzwert (Go) verglichen wird und bei Überschreitung des oberen Grenzwertes (G.) die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid reduziert wird, dass die Rußbeladung mit einem unteren Grenzwert (G.) verglichen wird und bei Überschreitung des unteren Grenzwertes (G,) die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid erhöht wird und dass bei einer Rußbeladung in dem Bereich zwischen dem oberen Grenzwert (Go) und dem unteren Grenzwert (G,) die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid ein Gleichgewicht zwischen Rußabbau und Rußaufbau im Dieselpartikelfilter (8) einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zugesetzte Menge an Nachbehandlungsfluid bei höherer Rußbeladung des Dieselpartikelfilters (8) reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters (8) über einen Modellwert ermittelt wird, wobei die ermittelte Rußbeladung einem oberen Grenzwert (G.) verglichen wird und bei Überschreitung des oberen Grenzwertes (Gu) die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid reduziert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb über die eingespritzte Menge an Nachbehandlungsfluid die Menge (K) an Stickstoffdioxid des Abgasstromes vor Eintreten in den Dieselpartikelfitter zwischen 0 g/kWh und 2 g/kWh eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom nach der Führung durch den SCR-Katalysator (6) und vor der Führung durch den Dieselpartikelfilter (8) durch zumindest einen Ammoniak-Schlupfkatalysator (7) geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom vor der Führung durch den SCR-Katalysator (6) durch zumindest einen Dieseloxidationskatalysator (4) geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere während der Wartung zur schnelleren Regeneration des Dieselpartikelfilters (8) die Einspritzung des Nachbehandlungsfluid solange unterbrochen wird, bis die Rußbelastung einen Minimalgrenzwert unterschreitet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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