AT521749B1 - Verfahren und Ottomotoranordnung mit einer verbesserten Abgasnachbehandlung durch eine Oxidationskatalysator-Beschichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ottomotoranordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer Ottomotoranordnung, wobei die Ottomotoranordnung einen Ottomotor (1) und eine Abgasnachbehandlungsanlage (2) umfasst, wobei die Abgasnachbehandlungsanlage (2) zumindest einen Hauptkatalysator (3) und einen dem Hauptkatalysator (3) nachgeordneten, unter Verwendung von Stickstoffdioxid und/oder Sauerstoff regenerierbaren Ottomotorpartikelfilter (4) umfasst, wobei in einer Normalbetriebsphase im Ottomotor (1) Treibstoff und Luft zu einem Abgas umgesetzt werden, wobei zwischen dem Hauptkatalysator (3) und dem Ottomotorpartikelfilter (4) ein mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) beschichteter Oxidationskatalysator (12) vorgesehen ist, oder wobei der Ottomotorpartikelfilter (4) zumindest in seinem vorderen Bereich mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) versehen ist, und wobei die Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) dazu eingerichtet ist, NO mit O2 zu NO2 umzusetzen, wobei eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters (4) dem Oxidationskatalysator (12) Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung (18) vorgesehen ist, wobei die Zuführungsleitung (18) vor dem Oxidationskatalysator (12) in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündet.

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND OTTOMOTORANORDNUNG MIT EINER VERBESSERTEN ABGASNACHBEHANDLUNG DURCH EINE OXIDATIONSKATALYSATOR-BESCHICHTUNG

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ottomotoranordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine bekannt.

[0003] Gemäß dem Stand der Technik sind Verfahren zum Betreiben eines Diesel- oder Ottomotors bekannt, bei denen das partikelbeladene Abgas bei der Durchdringung einer porösen Filterwand eines Abgasfilters gefiltert wird. Während des Filtrationsvorganges werden Partikel vom Filtermedium des Abgastfilters zurückgehalten und lagern sich auf diesem ab.

[0004] Die Filterwände des Abgasfilters können aus unterschiedlichen porösen Werkstoffen bestehen und beispielweise aus Fasern oder Pulver aufgebaut sein. Die Fasern oder das Pulver selbst bestehen insbesondere aus Keramiken oder aus Metallen. Klassische Keramiken sind Mullit, Cordierit, Siliziumcarbid (SiC) und Aluminiumtitanat.

[0005] Ganz allgemein kann durch das Ablagern der Partikel an der Oberfläche bzw. im Inneren der Filterwand sich eine die Filtration beeinflussende Partikelschicht bilden - ein sogenannter Filterkuchen im Falle der Ausbildung an der Oberfläche - aus, was einerseits dazu führt, dass sich die vorzugsweise bereits beladungsfrei bestmögliche Filtrationseffizienz noch weiter verbessert, andererseits steigt der Strömungswiderstand und somit auch der durch den Abgasvolumenstrom erzeugte Differenzdruck am Abgasfilter an.

[0006] Bei herkömmlichen Verfahren wird beim Erreichen eines Differenzdruck-Schwellenwertes oder beispielsweise beim Erreichen eines Schwellenwertes einer im Motorsteuergerät modellierten Partikelmasse, insbesondere einer modellierten Rußmasse, eine Regeneration des Abgasfıilters eingeleitet. Durch das Motorsteuergerät kann somit die Partikelmasse an der Filterwand des Abgasfilters vorhergesagt oder bestimmt und beim Erreichen eines Partikelmassen-Schwellenwertes eine Regernation eingeleitet werden. Bei herkömmlichen Verfahren wird eine Regeneration spätestens dann eingeleitet, wenn durch die Partikelbeladung des Abgasfilters ein Abgasgegendruck verursacht wird, welcher über einem Abgasgegendruck-Schwellenwert liegt, bei welchem der Abgasausstoß stark behindert wird und insbesondere bei welchem potentiell nachhaltig schädigungsrelevante Bauteilgrenzwerte des Motors oder der Abgasnachbehandlungsanlage überschritten werden.

[0007] Eine zu hohe Rußbeladung im Abgasfilter kann in Extremfällen zu thermischen, mechanischen und thermomechanischen Belastungen, insbesondere bei der Regeneration des Abgasfıilters, führen und die Alterungsbeständigkeit und Funktionsrobustheit der Abgasnachbehandlungskomponenten der Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere des Abgastfilters, gegebenenfalls einschränken und ist daher zu vermeiden.

[0008] Die Regeneration des Abgastfilters erfolgt durch die zumindest teilweise Verbrennung bzw. Oxidation der brennbaren Bestandteile der angelagerten Partikel. Um Regenerationsbedingungen zu erreichen, sind bei einer herkömmlichen Dieselanordanung mehrere Verfahren bekannt, welche insbesondere für die Verbrennung bzw. die Oxidation des Kohlenstoffs im Abgasfilter spezifische Temperaturbereiche und eine Zufuhr von Sauerstoff zum Abgasfilter voraussetzen.

[0009] Bei einem bekannten Verfahren für eine herkömmliche Dieselanordnung wird die Temperatur im Abgastfilter aktiv erhöht, um den Kohlenstoff mit dem aus der überstöchiometrischen Verbrennung überschüssigen Sauerstoff zu oxidieren. Für diese sogenannte aktive Regeneration, die Regeneration des Dieselmotorpartikelfilters mit O», sind Abgasfiltertemperaturen von vorzugsweise über 500 °C erforderlich. Die Regeneration des Abgasfilters erfolgt hierbei durch die Verbrennung der oder von Teilen der brennbaren Bestandteile der angelagerten Partikel.

[0010] Ein anderes bekanntes Verfahren in einer herkömmlichen Dieselanordnung funktioniert im Normaltemperaturbereich des Abgasfilters, wobei der eingelagerte Kohlenstoff mittels Stickstoffdioxid oxidiert wird. Diese sogenannte passive Regeneration, die Regeneration des Dieselmotorpartikelfilters mit NO», kann bei Abgasfiltertemperaturen von kleiner als 600 °C, insbesondere von kleiner als 500 °C, vorzugsweise zwischen 200 °C und 500 °C, wirksam sein.

[0011] Stand der Technik ist, dass auch bei Ottomotoranordnungen Abgasfilter, sogenannte Ottomotorpartikelfilter, zum Zwecke der Partikelemissionsreduktion zur Anwendung kommen.

[0012] Ottomotoranordnungen mit einer Abgasnachbehandlungsanordnung umfassend einen Drei-Wege-Katalysator und einen Ottopartikelfilter sind beispielsweise aus der EP 3369898 A1 und der WO 2010096641 A1 bekannt.

[0013] Nachfolgend ist eine Nutzung von Synergien zwischen einem Ottomotor und einem Dieselmotor beschrieben. Im Gegensatz zu einem Dieselmotor ist bei einem Ottomotor kein NO» als Regenerationsmittel im Partikelfilter (hier Ottopartikelfilter) vorhanden. Wenngleich die übliche Begrifflichkeit beim Dieselmotor eine Regeneration mit Sauerstoff aktive Regeneration und eine Regeneration mit NO» als passive Regeneration bezeichnet, werden die Begriffe im Rahmen der Erfindung, sprich für einen Ottomotor wie folgt verwendet: Jede Regeneration mit Sauerstoff wird im Rahmen der Erfindung als aktive Regeneration bezeichnet, auch wenn dabei nicht zwangsläufig ein aktiver Motoreingriff zu Rußpartikelverringerung vorgesehen ist. In weiterer Folge wird eine Regeneration mit NO» auch im ottomotorischen Zusammenhang als passive Regeneration bezeichnet.

[0014] Auch in der Ottomotoranordnung ist, wie bereits aus herkömmlichen Dieselanordnungen bekannt, eine Regeneration des Abgasfilters bei einer entsprechend hohen Rußbeladung erforderlich, um einen zu hohen Gegendruck bzw. ungewollte bauteilgefährdende Temperaturspitzen im Abbrandfall des Rußes im Partikelfilter vermindern oder verhindern zu können. Da eine Ottomotoranordnung im Vergleich zu einer Dieselanordnung ein deutlich niedrigeres Partikelrohemissionsniveau in Kombination mit einem deutlich höheren Abgastemperaturniveau aufweist, ist eine Regeneration bei der Ottomotoranordnung seltener notwendig.

[0015] Bei herkömmlichen Ottomotoranordnungen ist im Vergleich zu herkömmlichen Dieselanordnungen einerseits die Abgastemperatur höher, wodurch eine thermisch oxidative Regeneration, eine sogenannte aktive Regeneration, des Ottomotorpartikelfilters, also eine Oxidation des Kohlenstoffs durch die Einbringung von Sauerstoff, einfacher möglich ist. Andererseits entsteht im Vergleich zu herkömmlichen Dieselanordnungen bei herkömmlichen Ottomotoranordnungen durch den stöchiometrischen Normalbetrieb weniger Sauerstoff, wodurch deutlich weniger Sauerstoff für eine aktive Regeneration des Ottomotorpartikelfilters zur Verfügung steht.

[0016] Des Weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen durch eine sogenannte Schubabschaltung beabsichtigt temporär die Treibstoffzufuhr zum Ottomotor unterbrochen wird, wenn der Ottomotor keine Leistung abgeben soll. Diese Verfahren dienen im Wesentlichen zur Treibstoffeinsparung und zur Verringerung der CO2-Emissionen im Schubbetrieb.

[0017] Bei herkömmlichen Verfahren wird in diesen Schubphasen oder bei Lastlücken die Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere die Abgasnachbehandlungskomponente, wie beispielsweise ein Abgasfilter, mit der durch den Ottomotor gepumpten Luft gespült. Wenn die Temperatur des Abgastfilters, des durch den Abgasfilter strömenden Abgases und/oder die im Abgasfilter befindlichen Partikel über einer Regenerationstemperatur, insbesondere über 500 °C, vorzugsweise über 600 °C, liegt, wird der Abgasfilter aktiv regeneriert. Hierbei können jedoch den Ottomotorpartikelfilter schädigende Bedingungen auftreten, da sehr hohe Abbrandreaktionsgeschwindigkeiten und exothermiebedingte thermische Spitzen auftreten können, welche es im Sinne des Bauteilschutzes aufgrund von Thermospannungen und Absoluttemperaturniveaus zu verringern oder zu verhindern gilt.

[0018] Ferner kann es unter gewissen Bedingungen im Betrieb einer Ottomotoranordnung, insbesondere im winterlichen Kurzstreckenbetrieb des Fahrzeuges, vorkommen, dass die thermisch regenerativ und/oder oxidativ relevanten auftretenden Schubbetriebsphasen, in welchen der Ot-

tomotorpartikelfilter mit Sauerstoff, insbesondere Luft, gespült bzw. aktiv regeneriert werden kann, nicht ausreichen, um den im Filter eingelagerten Ruß, insbesondere vollständig, zu verbrennen bzw. zu oxidieren. Dadurch kann es zu einer kontinuierlich aufbauenden Rußakkumulation im Ottomotorpartikel kommen, wenn keine anderen Maßnahmen zur Regeneration eingeleitet werden. Hierbei sei erwähnt, dass es aus vorab erwähnten Gründen weitaus vorteilhafter ist, große Beladungsmengen durch kontinuierlichere Regeneration von vornherein zu vermeiden.

[0019] Bei herkömmlichen Ottomotoranordnungen können für die aktive Regeneration des Ottomotorpartikelfilters relevante Sauerstoffmengen nur in unbefeuerten Schubbetriebsphasen in den Abgastfilter gelangen. Eine passive Regeneration des Ottomotorpartikelfilters mit Stickstoffdioxid ist bei herkömmlichen Ottomotoranordnungen untergeordnet wirksam, da einerseits zu geringe Stickstoffdioxid-Mengen durch herkömmliche Ottomotoren erzeugt werden und andererseits je nach Anordnung des Abgasfilters in der Abgasnachbehandlungsanlage die Temperatur im Abgasfilter anordnungsabhängig möglicherweise zu hoch ist, um sich diesen Regenerations-Mechanismus zu Nutze zu machen.

[0020] Mit anderen Worten ist eine wie aus einer herkömmlichen Dieselanordnung bekannte langsamer ablaufende, insbesondere kontinuierliche, passive Regeneration, insbesondere mit Stickstoffdioxid, bei niedrigeren Temperaturen bei einer Ottomotoranordnung aufgrund der vergleichsweise geringen Stickstoffdioxidmengen im ottomotorischen Abgas nur untergeordnet bis vernachlässigbar wirksam.

[0021] Zusammenfassend bringt die Anwendung eines Abgasfilters in einer Ottomotoranordnung neue Herausforderungen hinsichtlich Filterregeneration mit sich.

[0022] Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ottomotoranordnung und ein Verfahren zu schaffen, welche/welches die Regeneration des Abgasfilters bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht, um das Ruß-Regenerationspotential zu erhöhen oder Ruß-Regeneration zu ermöglichen. Damit kann eine gezielte Regeneration des Abgasfilters auch unter Bedingungen ermöglicht werden, in welchen wenig oder kein Sauerstoff infolge zu kurzer oder zu weniger oder keiner unbefeuerter Schubphasen in den Abgastfilter gelangt, und/oder der Ottomotorpartikelfilter oder das im Ottomotorpartikelfilter befindliche Abgas eine Temperatur aufweist, welche unter 500 °C, insbesondere im Bereich von 300 °C bis 500 °C, liegt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Ottomotoranordnung und ein Verfahren zu schaffen, welche die Nachbehandlung etwaiger entstehender Neben- und Zwischenprodukte katalytischer Reaktionen, beispielsweise entstehendes NHs, ermöglicht. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, den Ottomotorpartikelfilter in seinem Betrieb keinen zu hohen Beladungsmengen und damit einhergehenden thermischen, mechanischen und thermomechanischen Belastungsrisiken, insbesondere bei der Regeneration, auszusetzen und den Ottomotor vor einem durch die im Ottomotorpartikelfilter angelagerten Partikel verursachten, den Ottomotor schädigenden Abgasgegendruck und den damit einhergehenden Gegendruckschadensrisiken zu bewahren. Unter anderem ist es Aufgabe der Erfindung, die Alterungsbeständigkeit und die sogenannte Funktionsrobustheit des Ottomotorpartikelfilters zu erhöhen und gleichzeitig eine hohe Filtrationseffizienz und eine hohe gasförmige Konvertierungseffizienz der Abgasnachbehandlungskomponenten zu ermöglichen. Überdies ist es somit Aufgabe der Erfindung, der sogenannten Vision der „Zero Impact Emission“ näherzukommen, um dem Endkunden einerseits eine im Treibstoffverbrauch sparsame Ottomotoranordnung zur Verfügung zu stellen und andererseits die Umwelt durch, insbesondere größtmögliche, Unterschreitung der vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Schadstoff-Emissionsgesetze, insbesondere der vorgeschriebenen Partikel-Emissionen, zu schonen.

[0023] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

[0024] Die Erfindung betrifft eine Ottomotoranordnung, wobei die Ottomotoranordnung einen Ottomotor und eine Abgasnachbehandlungsanlage umfasst, wobei die Abgasnachbehandlungsanlage zumindest einen Hauptkatalysator und einen dem Hauptkatalysator nachgeordneten, unter Verwendung von Stickstoffdioxid und/oder von Sauerstoff regenerierbaren Ottomotorpartikelfilter

umfasst, wobei in einer Normalbetriebsphase im Ottomotor Treibstoff und Luft zu einem Abgas umgesetzt werden.

[0025] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem Hauptkatalysator und dem Ottomotorpartikelfilter ein mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung beschichteter Oxidationskatalysator vorgesehen ist, oder dass der Ottomotorpartikelfilter zumindest in seinem vorderen Bereich mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung versehen ist, wobei die Oxidationskatalysator-Beschichtung dazu eingerichtet ist, NO mit O2 zu NO» umzusetzen.

[0026] Die Ottomotoranordnung kann die Ottomotoranordnung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere die Ottomotoranordnung eines Kraftfahrzeugs, sein.

[0027] Die Ottomotoranordnung umfasst einen Ottomotor und eine Abgasnachbehandlungsanlage. Die Abgasnachbehandlungsanlage umfasst zumindest einen Hauptkatalysator und einen dem Hauptkatalysator nachgeordneten, unter Verwendung von Stickstoffdioxid oder von Sauerstoff regenerierbaren Ottomotorpartikelfilter.

[0028] Ferner kann die Abgasnachbehandlungsanlage den/die Hauptkatalysator/en, den Ottomotorpartikelfilter und den Oxidationskatalysator, welcher eine Oxidationskatalysator-Beschichtung umfasst, und gegebenenfalls einen oder mehrere Vorkatalysator/en und/oder einen oder mehrere Nebenkatalysator/en, und/oder einen oder mehrere Heizkatalysator/en und/oder einen oder mehrere, insbesondere gasförmig abgasnachbehandlungswirksam beschichteten/te, Ottomotorpartikelfilter und/oder einen oder mehrere NOx-Speicherkatalysator/en und/oder eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine NOx-Speicherkatalysator-Beschichtung umfassen, und/oder ein oder mehrere SCR-System/e und/oder eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine SCR-Beschichtung umfassen, und/oder eine Sekundärlufteindüsung umfassen.

[0029] Ferner kann die Abgasnachbehandlungsanlage aus dem/den Hauptkatalysator/en, dem Ottomotorpartikelfilter und dem Oxidationskatalysator, welcher eine Oxidationskatalysator-Beschichtung umfasst, und gegebenenfalls einem oder mehreren Vorkatalysator/en und/oder einem oder mehreren Nebenkatalysator/en, und/oder einem oder mehreren Heizkatalysator/en und/oder einem, insbesondere einem oder mehreren gasförmig abgasnachbehandlungswirksam beschichteten, Ottomotorpartikelfilter/n und/oder einem oder mehreren NOx-Speicherkatalysator/en und/oder einer oder mehreren Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine NOx-Speicherkatalysator-Beschichtung umfasst/en, und/oder einem oder mehreren SCR-System/en und/oder einer oder mehreren Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine SCR-Beschichtung umfasst/en, und/oder einer Sekundärlufteindüsung gebildet sein.

[0030] Insbesondere strömt das im Ottomotor erzeugte Abgas durch den Hauptkatalysator, den Oxidationskatalysator und den Ottomotorpartikelfitter der Abgasnachbehandlungsanlage. Die vom Ottomotor emittierten Partikel, insbesondere der vom Ottomotor emittierte Ruß und/oder die vom Ottomotor emittierte Asche, werden von dem Ottomotorpartikelfilter gefiltert. Dabei wird der Ottomotorpartikelfilter mit den vom Ottomotor emittierten Partikeln beladen.

[0031] Da durch den sich bei der Filtration auf dem Ottomotorpartikelfilter bildenden Partikelrückstand aus den zurückgehaltenen Partikeln die Reinigungsleistung und/oder die Partikel-Abscheideleistung des Ottomotorpartikelfilters erhöht wird, verfügt der Ottomotorpartikelfilter über seine vorzugsweise größtmögliche durch Substrat und Beschichtung definierte Basis-Filtrationseffizienz und nach einer gewissen Partikelbeladung, insbesondere nach einer sogenannten vorzugsweise möglichst niedrigen Grundbeladung, über seine vorzugsweise größtmögliche normale Filtrationseffizienz. Ferner kann sich im Ottomotorpartikelfilter ein sogenannter Filterkuchen ausbilden, insbesondere, wenn der Ottomotorpartikelfilter mit großen Partikel- oder großen Aschemengen beladen ist.

[0032] Als Partikelrückstand wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der sich bei der Filtration auf dem Ottomotorpartikelfilter bildende Partikelrückstand aus den zurückgehaltenen Partikeln bezeichnet. Insbesondere weist der Ottomotorpartikelfilter seine normale Filtrationseffizienz bei einer Partikelbeladung von über 0 g/l, beispielsweise bei über 0,1 g/l, insbesondere bei einer

Partikelbeladung im Bereich zwischen 0,1 g/l bis 3 g/l auf.

[0033] Die Ottomotoranordnung kann in der Normalbetriebsphase, welche den regulären Betriebsmodus der Ottomotoranordnung und des Ottomotors darstellt, bereits regenerationsgünstige Bedingungen beinhaltet, sowie in einem Regenerationsbetrieb betrieben werden, um diese aktiv zu fördern.

[0034] In der Normalbetriebsphase werden in den Brennraum mindestens eines Zylinders des Ottomotors Treibstoff und Luft eingebracht und durch Verbrennung zu Abgas umgesetzt. Der Ottomotor kann in der Normalbetriebsphase vorzugsweise in einem Lambdafenster um } = 1 betrieben und/oder geregelt werden. Das heißt, dass der Ottomotor gegebenenfalls um einen Lambdawert A von 1,0 pendelnd betrieben wird und insbesondere mit einem Lambdawert X im Bereich von 0,9 bis 1,1, vorzugsweise von 0,95 bis 1,05, betrieben und/oder geregelt wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Ottomotor in seiner Normalbetriebsphase phasenweise oder dauerhaft unter- oder überstöchiometrisch bzw. fett oder mager betrieben und/oder geregelt wird, vorausgesetzt die Abgasnachbehandlungskomponenten der Ottomotoranordnung erlauben unter diesen Bedingungen eine ausreichend hohe, insbesondere bestmögliche, Rohemissionskonvertierung.

[0035] Das heißt gegebenenfalls, dass sowohl in der Normalbetriebsphase und gegebenenfalls in einem Regenerationsbetrieb ein ausreichender, vorzugsweise ein größtmöglicher, Konvertierungsgrad der Schadstoffe durch die Abgasnachbehandlungskomponenten in Summe sichergestellt sein soll. Dadurch kann eine ausreichend hoher Schadstoffreduktion in beiden Betriebsphasen ermöglicht werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Schadstoffemissionskonvertierungsgrad der Abgasnachbehandlungsanlage zu keiner Zeit einen Schadstoffemissionskonvertierungsgrad-Schwellenwert unterschreitet, bei deren Unterschreitung eine ausreichend hohe Schadstoffemissionsreduktion nicht mehr gegeben ist. Gegebenenfalls ist es vorgesehen, dass der Schadstoffemissionskonvertierungsgrad-Schwellenwert größtmöglich ist, insbesondere in einem Bereich möglichst nahe von 100 %.

[0036] Insbesondere ein partieller überstöchiometrischer Betrieb ist wegen der in diesen Bereichen erhöhten verknüpften NOx-Emissionen keinesfalls empfehlenswert. Insbesondere ist vorgesehen, dass das von dem Ottomotor erzeugte Abgas in der Normalbetriebsphase im Wesentlichen sauerstofffrei ist und allenfalls nur geringe Mengen an Sauerstoff enthält.

[0037] Gegebenenfalls läuft die Regeneration in der Normalbetriebsphase, insbesondere die Rußoxidationsprozesse, nur langsam oder gar nicht ab. Die Verlangsamung geht meist auf den geringeren Sauerstoffgehalt, insbesondere auf die geringere Sauerstoffmenge, zurück, welche den Ottomotorpartikelfilter in der Normalbetriebsphase durchströmt. Je geringer die eingebrachte Sauerstoffmenge pro Zeiteinheit ist, desto langsamer können die Rußoxidationprozesse und somit die Regeneration des Ottomotorpartikelfilters ablaufen.

[0038] Es ist vorgesehen, dass zwischen dem Hauptkatalysator und dem Ottomotorpartikelfilter ein mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung beschichteter Oxidationskatalysator vorgesehen ist, oder dass der Ottomotorpartikelfilter zumindest in seinem vorderen Bereich mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung versehen ist.

[0039] Ferner ist vorgesehen, dass die Oxidationskatalysator-Beschichtung dazu eingerichtet ist, Stickstoffmonoxid NO mit Sauerstoff O» zu Stickstoffdioxid NO» umzusetzen.

[0040] Dadurch wird in oder an der Oxidationskatalysator-Beschichtung NO» erzeugt, sobald dieser NO und O> zugeführt wird. Die Umsetzung von Stickstoffmonoxid mit Sauerstoff zu Stickstoffdioxid erfolgt im Wesentlichen nach folgender Vorschrift:

1 NO +02 —> NO,

[0041] Ferner kann diese Oxidationskatalysator-Beschichtung dazu eingerichtet sein, als Nebenund Zwischenprodukt katalytischer Reaktionen in den Katalysatoren unter Vorhandensein von CO gegebenenfalls entstehendes NH; mit O2» zu NO, umzusetzen. Diese Umsetzung erfolgt im

Wesentlichen nach folgender Vorschrift: ANH3 + (3 + 2x)0, > 4N0, + 6H,0 wobei x = {1,2}

[0042] Insbesondere kann der Oxidationskatalysator mit Sauerstoff gegebenenfalls gebildetes NH; zu minimieren oder verringern. Die dabei entstehende Reaktionsprodukte, insbesondere die Stickoxide, können anschließend einer, vorzugsweise bestmöglich, effektiven NO,-Nachbehandlung, wie beispielsweise einem NOx-Speicherkatalysator, zu geführt werden.

[0043] Durch das erzeugte Stickstoffdioxid NO» ist es möglich, die im Ottomotorpartikelfilter befindlichen Rußpartikel, insbesondere den Kohlenstoff C, zumindest teilweise zu oxidieren. Dadurch kann es möglich sein, den Ottomotorpartikelfilter zu regenerieren, indem seine Rußbeladungsmenge reduziert wird. Die Rußoxidation erfolgt im Wesentlichen nach folgender Vorschrift:

2N0,+C > 2N0 + CO,

[0044] Insbesondere ist die für die Rußoxidationsprozesse notwendige Regenerationstemperatur bei der Verwendung von Stickstoffdioxid NO» wesentlich geringer als die für die Rußoxidationsprozesse notwendige Regenerationstemperatur bei der Verwendung von Sauerstoff O>.

[0045] Beispielsweise wird der Ottomotorpartikelfilter durch die Einbringung von Stickstoffdioxid NO» regeneriert, wenn der Ottomotorpartikelfilter selbst, das durch den Ottomotorpartikelfilter strömende Abgas und/oder die im Ottomotorpartikelfilter befindlichen Partikel eine Temperatur aufweist oder aufweisen, welche größer ist als eine Regenerationstemperatur. Insbesondere kann der Ottomotorpartikelfilter bereits bei Temperaturen von kleiner als 600 °C, insbesondere von kleiner als 500 °C, vorzugsweise zwischen 200 °C und 500 °C, regeneriert werden.

[0046] Durch die Anwendung der auf Stickstoffdioxid basierenden Regeneration und die damit geringeren im Ottomotorpartikelfilter auftretenden Temperaturen ist es möglich, die thermische und/oder thermo-mechanische Alterungsbeständigkeit des Ottomotorpartikelfilters im Sinne der Nachhaltigkeit zu erhöhen.

[0047] Ferner kann es möglich sein, die Partikelmenge im Ottomotorpartikelfilter ohne aktive Heizmaßnahme und CO>»-Verschlechterung besser zu reduzieren und auf einem geringen, aber jedenfalls für maximierte Filtrationseffizienzanforderungen passend hohem Niveau im Sinne der Emissionsminimierung zu halten.

[0048] Ferner kann durch die geringere Temperatur ein gegebenenfalls nach dem Ottomotorpartikelfilter angeordneter NOx-Speicherkatalysator in seinem optimalen Temperaturfenster, insbesondere unter 500 °C und bevorzugt in einem Temperaturbereich zwischen 300 °C und 500 °C, betrieben werden.

[0049] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter dem zumindest einem Hauptkatalysator oder dem Hauptkatalysator ein oder mehrere Katalysator/en, insbesondere mehrere HauptkataIysatoren, zu verstehen, welche im Wesentlichen die gleiche Wirkung und/oder Funktion aufweisen. Gegebenenfalls umfasst der zumindest eine Hauptkatalysator einen oder mehrere Katalysator/en, insbesondere einen oder mehrere Vor- oder Nebenkatalysator/en und/oder einen oder mehrere Heizkatalysator/en. Gegebenenfalls ist der zumindest eine Hauptkatalysator aus einem oder mehreren Hauptkatalysator/en, insbesondere aus einem oder mehreren Vor- und/oder Nebenkatalysator/en und/oder aus einem oder mehreren Heizkatalysator/en gebildet. Bevorzugt ist zumindest einer der oben genannten Katalysatoren mit einer 3-Wege-Beschichtung beschichtet.

[0050] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Verfahren automatisiert, insbesondere in einem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs und/oder durch ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs gesteuert und/oder geregelt, ausgeführt wird.

[0051] Die Überwachung des Beladungszustandes sowie die Einleitung und die Steuerung der Regeneration des Ottomotorpartikelfilters können durch die Motorsteuerung der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere durch das Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine, durchgeführt werden.

[0052] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ottomotor als in einem Lambdafenster um A=1 vor der Abgasnachbehandlungsanlage geregelter Ottomotor ausgebildet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Oxidationskatalysator-Beschichtung ein oder mehrere Elemente der Platinmetall-Gruppe, wie insbesondere Platin, Rhodium und/oder Palladium, umfasst, oder dass die Oxidationskatalysator-Beschichtung aus einem oder mehreren Elementen der PlatinmetallGruppe, wie insbesondere einer Platinbeschichtung, einer Rhodiumbeschichtung und/oder einer Palladiumbeschichtung, gebildet ist.

[0053] Die Oxidationskatalysator-Beschichtung umfasst ein Element der Platinmetall-Gruppe bzw. Platinoide oder ist aus einem Element der Platinmetall-Gruppe bzw. Platinoide gebildet. Im Englischen werden Platinmetalle bzw. Platinoide auch als Platinum Group Metals bezeichnet.

[0054] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ottomotorpartikelfilter eine als OxidationskataIysator wirkende Beschichtung aufweist, dass die als Oxidationskatalysator wirkende Beschichtung insbesondere ein Platinmetall, vorzugsweise Platin, Rhodium und/oder Palladium, umfasst, und dass die als Oxidationskatalysator wirkende Beschichtung im vorderen Bereich des Ottomotorpartikelfilters vorgesehen ist, und insbesondere in Flussrichtung des Abgases von der Vorderseite des Ottomotorpartikelfilters aufgebracht ist.

[0055] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ottomotopartikelfilter das gebildete NO» mit den im Ottomotorpartikelfilter gespeicherten Partikeln zu CO» und NO umsetzt, wobei die Reaktion insbesondere nach folgender Vorschrift abläuft:

2N0,+C > 2N0 + CO,

[0056] Durch NO» können die im Ottomotorpartikelfilter befindlichen Partikel, insbesondere den Kohlenstoff C, zumindest teilweise oxidiert werden, wodurch der Ottomotorpartikelfilter passiv regeneriert werden kann.

[0057] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Ottomotorpartikelfilter zumindest teilweise regeneriert wird, sobald in den Ottomotorpartikelfitter NO» eingebracht wird und der Ottomotorpartikelfilter die für die Regeneration notwendige Regenerationstemperatur aufweist.

[0058] Im Sinne der Nachhaltigkeit kann es vorgehsehen sein, die bei der passiven Regeneration entstehenden Stickoxide NO mit entsprechenden Abgasnachbehandlungskomponenten, wie beispielweise einem NOx-Speicherkatalysator, nachzubehandeln. Ferner kann es vorgesehen sein, die bei der passiven Regeneration des Ottomotorpartikelfilters entstehenden CO2-Emissionen zu Dokumentationszwecken der Regeneration zuzuordnen.

[0059] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der NOx-Speicherkatalysator ein Teil eines Ottomotorpartikelfilters ist, und/oder dass der NOx-Speicherkatalysator im hinteren Bereich eines Ottomotorpartikelfilters angeordnet ist, und/oder dass der hintere Teil des Ottomotorpartikelfilters mit einer NOx-Speicherkatalysator-Beschichtung beschichtet ist, und/oder dass der Ottomotorpartikelfilter (4) in seinem hinteren Bereich einen NOx-Speicherkatalysator (10) umfasst, und/oder dass der Ottomotorpartikelfilter (4) in seinem hinteren Bereich als ein NOx-Speicherkatalysator (10) ausgebildet ist.

[0060] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungsanlage den/die Hauptkatalysator/en, den Oxidationskatalysator, welcher eine Oxidationskatalysator-Beschichtung umfasst, und den Ottomotorpartikelfilter und gegebenenfalls einen oder mehrere Vorkatalysator/en und/oder einen oder mehrere Nebenkatalysator/en, und/oder einen oder mehrere Heizkatalysator/en und/oder einen oder mehrere, insbesondere gasförmig abgasnachbehandlungswirksam beschichteten/te, Ottomotorpartikelfilter/n und/oder einen oder mehrere NOx-Speicherkatalysator/en und/oder eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine NOxSpeicherkatalysator Beschichtung umfassen, und/oder ein oder mehrere SCR-System/e und/oder eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine SCR-Beschichtung umfassen, und/oder eine Sekundärlufteindüsung umfasst oder dass die Abgasnachbehandlungsanlage aus dem/den Hauptkatalysator/en dem Oxidationskatalysator, welcher eine Oxidationskatalysator-Beschichtung umfasst, und dem Ottomotorpartikelfilter und gegebenenfalls einem oder

mehreren Vorkatalysator/en und/oder einem oder mehreren Nebenkatalysator/en, und/oder einem oder mehreren Heizkatalysator/en und/oder einem, insbesondere einem oder mehreren gasförmig abgasnachbehandlungswirksam beschichteten, Ottomotorpartikelfilter/n und/oder einem oder mehreren NOx-Speicherkatalysator/en und/oder einer oder mehreren Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine NOx-Speicherkatalysator-Beschichtung umfasst/en, und/oder einem oder mehreren SCR-System/en und/oder einer oder mehreren Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine SCR-Beschichtung umfasst/en, und/oder einer Sekundärlufteindüsung gebildet ist.

[0061] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters dem Oxidationskatalysator Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung vorgesehen ist, wobei die Zuführungsleitung vor dem Oxidationskatalysator in die Abgasnachbehandlungsanlage mündet.

[0062] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zusätzlich dass eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters dem Ottomotorpartikelfilter Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung vorgesehen ist, und dass die Zuführungsleitung vor dem Ottomotorpartikelfilter, insbesondere zwischen dem Hauptkatalysator und dem Oxidationskatalysator und/oder dem Ottomotorpartikelfilter, in die Abgasnachbehandlungsanlage mündet.

[0063] Es kann vorgesehen sein, dass der durch die Zuführungsleitung eingebrachte Sauerstoff O2 zur Umsetzung von Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid NO2 in und/oder an der Oxidationskatalysator-Beschichtung verwendet wird.

[0064] Insbesondere kann vorgesehen sein, die NO2-Erzeugung durch die eingebrachte Sauerstoffmenge zu regeln oder zu steuern und dabei die Temperaturabhängigkeit der ablaufenden Prozesse zu berücksichtigen.

[0065] Insbesondere kann der Ottomotorpartikelfilter regeneriert werden, ohne die Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere den Hauptkatalysator, mit Sauerstoff zu fluten. Dadurch kann der Wirkungsgrad des Hauptkatalysators, insbesondere des 3-Wege-Katalysators, unbeeinflusst von der Regeneration des Ottomotorpartikelfilters sein. Das heißt, dass gegebenenfalls der Wirkungsgrad des Hauptkatalysators, insbesondere des 3-Wege-Katalysators, durch die Regeneration des Ottomotorpartikelfilters nicht verringert wird und so dimensioniert ist, dass maximale Rohemissionskonvertierung stets sichergestellt werden kann.

[0066] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Zuführungsleitung eine Filtervorrichtung, welche zu Filterung der Luft eingerichtet ist, vorgesehen und/oder angeordnet. Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, dass nur gefilterte Luft in die Abgasnachbehandlungsanlage eingebracht wird.

[0067] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zuführungsleitung eine Sicherheitsvorrichtung, welche das Ausströmen und/oder das Austreten des Abgases in die Umgebung verhindert, sodass kein Abgas über die Zuführungsleitung in die Umgebung austreten kann. Insbesondere muss sichergestellt sein, dass die Zuführungsleitung derart ausgebildet ist, dass die Abgasnachbehandlungsanlage unidirektional in Richtung der Abgasnachbehandlungsanlage durchströmt wird.

[0068] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ottomotorpartikelfilter unbeschichtet oder als 2Wege-Katalysator oder als 3-Wege-Katalysator oder als 4-Wege-Katalysator ausgebildet ist, oder dass der Ottomotorpartikelfilter keinen Katalysator oder einen 2-Wege-Katalysator oder einen 3Wege-Katalysator oder einen 4-Wege-Katalysator umfasst.

[0069] Die aktive Einleitung der Regeneration des Ottomotorpartikelfilters wird bei der Ottomotoranordnung aber auch spätestens notwendig, wenn durch die Partikelbeladung der Abgasgegendruck einen Abgasgegendruck-Schwellenwert überschreitet, bei welchem der Abgasausstoß stark behindert und insbesondere potentiell nachhaltig schädigungsrelevante Bauteilgrenzwerte des Motors oder der Abgasnachbehandlungsanlage überschritten werden.

[0070] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführungsleitung zwischen einem Verdichter

und einem Ladeluftkühler eines Turboladers des Ottomotors abzweigt, und/oder dass die Zuführungsleitung zwischen einem Ladeluftkühler eines Turboladers des Ottomotors und dem Ottomotor abzweigt, und/oder dass die Zuführungsleitung zwischen einem Luftfilter und einem Verdichter abzweigt und/oder dass die Zuführungsleitung ein Gebläse umfasst, welches aus Ansaugtrakt und/oder Umgebungsluft gespeist ist, und/oder dass die Zuführungsleitung einen befüllbaren Druckspeicher, insbesondere einen Druckluftspeicher, umfasst.

Gegebenenfalls kann dadurch auch, kontinuierlich oder diskontinulerlich ein Druckspeicher befüllt werden, der wiederum als Sauerstoffspeicher, insbesondere Luftspeicher, dient und in der Zuführungsleitung zwischen einem Gebläse und der Einmündung in die Abgasanlagen angeordnet ist.

[0071] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein steuerbares und/oder regelbares Gebläse zur Förderung des Sauerstoffs, insbesondere zur Förderung der Luft, entlang der Zuführungsleitung vorgesehen ist. Insbesondere kann das Gebläse als Sekundärluftpumpe, als elektrischer oder mechanischer Verdichter ausgebildet sein.

[0072] Gegebenenfalls ist vorgesehen Luft kann aus den mit Luft gefüllten Druckspeicher über die Zuführungsleitung in die Abgasnachbehandlungsanlage einzubringen.

[0073] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführungsleitung zur Einbringung von Luft aus der Umgebung außerhalb der Ottomotoranordnung eingerichtet ist, und/oder dass die Zuführungsleitung zur Umgebung hin geöffnet ist, und/oder dass die Zuführungsleitung derart ausgebildet ist, dass die Umgebungsluft selbsttätig in die Abgasnachbehandlungsanlage angesaugt wird, und/oder dass die Umgebungsluft über eine Venturi-Düse in die Abgasnachbehandlungsanlage eingebracht wird.

[0074] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Zuführungsleitung derart ausgebildet ist, dass die Abgasnachbehandlungsanlage unidirektional in Richtung der Abgasnachbehandlungsanlage durchströmt wird.

[0075] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass an der Zuführungsleitung ein Zuführventil vorgesehen ist, wobei das Zuführventil zur Regelung jener Sauerstoffmenge oder Luftmenge eingerichtet ist, die der Oxidationskatalysator-Beschichtung zugeführt wird.

[0076] Insbesondere muss sichergestellt sein, dass die Zuführungsleitung in die Abgasnachbehandlungsanlage eine Sicherheitsvorrichtung wie zum Beispiel ein Rückschlagventil oder ein schaltbares Ventil, welches insbesondere stromlos geschlossen ist, umfasst, um mögliches Ausströmen des Abgases in andere Systemkomponenten oder die Umgebung in jedem Fall zu unterbinden. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass nach dem Ottomotor und vor dem Hauptkatalysator, insbesondere im vorderen Bereich des Hauptkatalysators, ein insbesondere katalytisch beschichtetes, Heizelement zur Beheizung des Hauptkatalysators vorgesehen ist, und/oder dass nach dem Ottomotor, insbesondere nach dem Hauptkatalysator, und vor dem Oxidationskatalysator, insbesondere im vorderen Bereich des Oxidationskatalysators, ein, insbesondere katalytisch beschichtetes, Heizelement zur Beheizung des Oxidationskatalysators vorgesehen ist, und/oder dass nach dem Ottomotor und vor dem Ottomotorpartikelfilter, insbesondere im vorderen Bereich des Ottomotorpartikelfilters, ein insbesondere katalytisch beschichtetes Heizelement, zur Beheizung des Ottomotorpartikelfilters vorgesehen ist, und/oder dass nach dem Ottomotor, insbesondere nach dem Ottomotorpartikelfilter, und vor dem NOx-Speicherkatalysator, insbesondere im vorderen Bereich des NOx-Speicherkatalysators, ein insbesondere katalytisch beschichtetes, Heizelement zur Beheizung des NOx-Speicherkatalysators vorgesehen ist.

[0077] Die Heizelemente können durch das Bordnetz betrieben werden, welches insbesondere eine Nennspannung von 12 Volt oder 48 Volt aufweist.

[0078] Beispielsweise können die Hauptkatalysatoren und/oder die Oxidationskatalysatoren und/oder der Ottomotorpartikelfilter und/oder alle weiteren Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage durch die Heizelemente die für ihre effiziente Funktion notwendige Funktionstemperatur (light-off temperature) früher erreichen.

[0079] Insbesondere ist vorgesehen, vor dem NOx-Speicherkatalysator ein Heizelement vorzu-

sehen, um gerade bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine den NOx-Speicherkatalysator schnell auf seine Funktionstemperatur erwärmen zu können und somit den Ausstoß von schädlichen, gasförmigen Emssionen wie beispielsweise CO, THC oder NOx-Emissionen zu minimieren. Da der NOx-Speicherkatalysator für seine Funktion in der Regel eine geringere Temperatur benötigt als der 3-Wege-Katalysator, können die vom Ottomotor emittierten NOx-Emissionen bei einem Kaltstart vom NOx-Speicherkatalysator aufgenommen werden.

[0080] Ferner ist es gegebenenfalls vorteilhaft, dass das katalytisch beschichtete Heizelement bereits vor dem Oxidationskatalysator und/oder vor dem Ottomotorpartikelfilter, gegebenenfalls mit Oxidationskatalysator-Beschichtung und/oder einer NOx-Speicherkatalysatorfunktion oder vor einem separaten NOx-Speicherkatalysator Bauteil oder vor der Gesamtgruppierung der Abgasnachbehandlungskomponenten angeordnet ist, um neben den obengenannten NOx-Vorteilen auch möglichst früh nach oder vorzugsweise bei Motorstart eine aktive 3-Wege Funktion zu ermöglichen.

[0081] Ferner ist es möglich, die Heizelemente und die dadurch ermöglichte Erwärmung der einzelnen Katalysatoren für deren Entschwefelung zu verwenden.

Insbesondere kann es dadurch möglich sein, eine Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators mit dem Heizelement durchzuführen. Da der NOx-Speicherkatalysator insbesondere auch als letzte Abgaskomponente in der Abgasnachbehandlungsanlage angeordnet sein kann, hat solch eine Entschwefelung den geringsten thermischen Einfluss auf die anderen Abgasnachbehandlungskomponenten. Das für die Entschwefelung erforderliche Temperaturfenster liegt über jenem, in dem eine Speicherung von Stickoxiden möglich ist. Um ungewollten Stickoxidausstoß zu vermeiden, bedarf es einer vollständigen Regeneration des NOx-Speicherkatalysators, bevor eine Entschwefelung stattfinden darf.

[0082] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine dem NOx-Speicherkatalysator Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung vorgesehen ist, und dass die Zuführungsleitung vor dem NOx-Speicherkatalysator, insbesondere zwischen dem Ottomotorpartikelfilter und dem NOx-Speicherkatalysator, in die Abgasnachbehandlungsanlage mündet.

[0083] Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass eine dem NOx-Speicherkatalysator Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung vorgesehen ist, und dass die Zuführungsleitung vor einem oxidationsbeschichteten Ottopartikelfilter und dem NOx-Speicherkatalysator in die Abgasnachbehandlungsanlage mündet.

[0084] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ottomotorpartikelfilter in seinem hinteren Bereich einen SCR-Katalysator, insbesondere einen Vanadium-SCR, einen Kupfer-SCR oder einen Eisen-Zeolith-SCR, umfasst, oder dass der Ottomotorpartikelfilter in seinem hinteren Bereich als ein SCR-Katalysator, insbesondere als ein Vanadium-SCR, ein Kupfer-SCR oder ein Eisen-Zeolith-SCR, ausgebildet ist, oder dass nach dem Ottomotorpartikelfilter ein SCR-Katalysator, insbesondere ein Vanadium-SCR, ein Kupfer-SCR oder ein Eisen-Zeolith-SCR, vorgesehen ist.

[0085] Es kann vorgesehen sein, dass der Vanadium-SCR eine niedrigere NO» zu NOx Empfindlichkeit aufweist als ein vergleichbarer Kupfer-SCR oder ein Eisen-Zeolith-SCR.

[0086] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass im Betrieb, insbesondere im Reduktionsbetrieb des SCR-Katalysators, ein zur selektiven katalytischen Reduktion geeigneter Betriebsstoff, wie insbesondere ein harnstoffhaltiges Gemisch, eine Harnstofflösung oder AdBlue®, vor dem SCRKatalysator, auf sogenanntem aktiven Wege eindosiert wird. Der Betriebsstoff kann ein Reduktionsmittel wie insbesondere Ammoniak NH; enthalten oder in ein Reduktionsmittel wie insbesondere NH: umsetzbar sein.

Bevorzugt wird als Betriebsstoff ein harnstoffhaltiges Gemisch, insbesondere eine HarnstoffWasser-Lösung, wie beispielsweise AdBlue®, verwendet. Falls eine passive Eindosierung des Betriebsstoffs nicht ausreichend ist, wird aktiv eindosiert. Dabei kann es sein, dass NH3 in bestimmten Bereichen bis zu 100 % durch zumindest eine Palladium-Beschichtung oxidiert wird.

[0087] Ferner kann der für die SCR-Reaktionen benötigte Ammoniak NH3 ohne zusätzliche Dosierung durch den Ottomotor, insbesondere durch den Hauptkatalysator, vorzugsweise durch den

3-Wege-Katalysator, erzeugt werden. Insbesondere wird Ammoniak NHz produziert, wenn der Ottomotor fett, also mit einem Lambdawert kleiner eins, betrieben wird. Insbesondere entsteht Ammoniak NHz3 unter Vorhandensein von CO in Phasen unterstöchiometrischer Bedingungen.

[0088] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Gehäuse, insbesondere ein Stahlgehäuse, vorgesehen ist, und dass in dem Gehäuse, insbesondere der Oxidationskatalysator oder der mit Oxidationskatalysator-Beschichtung beschichtete Ottomotorpartikelfilter, der NOx-SpeicherkataIysator und/oder der SCR-Katalysator oder der mit SCR-Beschichtung beschichtete Ottomotorpartikelfilter und/oder gegebenenfalls ein Heizelement vorgesehen sind.

[0089] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ottomotor in einer Betriebsphase, die eine Normalbetriebsphase und eine Schubbetriebsphase umfasst, betreibbar ist, dass der Ottomotor in der Normalbetriebsphase Treibstoff und Luft zu einem Abgas umsetzt, dass der Ottomotor in der Normalbetriebsphase vorzugsweise in einem Lambdafenster um A=1 betrieben und/oder geregelt ist, dass die Schubbetriebsphase durch mindestens eine unbefeuerte Schubbetriebsphase und/oder mindestens eine befeuerte Schubbetriebsphase gebildet ist, dass in der befeuerten Schubbetriebsphase das den Hauptkatalysator durchströmende Gas sauerstoffarm, insbesondere im Wesentlichen sauerstofffrei, ist und insbesondere das Abgas einer stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen, insbesondere phasenweise unterstöchiometrischen, Verbrennung ist, wobei eine Abgasrückführleitung vorgesehen ist, die dem Ottomotor in einer unbefeuerten Schubbetriebsphase das vor oder bei dem Ubergang von der Normalbetriebsphase in die unbefeuerte Schubbetriebsphase im Ottomotor erzeugte Abgas zuführt, oder wobei eine Abgasrückführleitung vorgesehen ist, die dem Ottomotor in einer unbefeuerten Schubbetriebsphase das vor oder bei dem Übergang von der befeuerten Schubbetriebsphase in die unbefeuerte Schubbetriebsphase im Ottomotor erzeugte Abgas zuführt.

[0090] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Ottomotoranordnung eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters in die Abgasnachbehandlungsanlage mündende Zuführungsleitung umfasst, und dass über die Zuführungsleitung dem Ottomotorpartikelfilter, insbesondere zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters, und/oder dem Oxidationskatalysator Sauerstoff und insbesondere Luft, vorzugsweise gefilterte Umgebungsluft, zuführbar ist.

[0091] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungsanlage einen dem Ottomotorpartikelfilter nachgeordneten NOx-Speicherkatalysator umfasst, dass die Ottomotoranordnung eine in die Abgasnachbehandlungsanlage mündende, insbesondere unidirektional durchströmte, Zuführungsleitung umfasst, und dass über die Zuführungsleitung dem NOx-Speicherkatalysator, insbesondere zur Einspeicherung und Umsetzung von Stickoxiden, und/oder dem Oxidationskatalysator Sauerstoff und insbesondere Luft, vorzugsweise gefilterte Umgebungsluft, zuführbar ist.

[0092] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Ottomotoranordnung einen Ottomotor und eine Abgasnachbehandlungsanlage mit zumindest einem Hauptkatalysator, einem Ottomotorpartikelfilter und einem NOx-Speicherkatalysator umfasst, dass der Hauptkatalysator als 3-Wege-KataIysator ausgebildet ist oder wirkt, dass dem Hauptkatalysator der Ottomotorpartikelfilter, welcher gegebenenfalls als 4-Wege-Katalysator wirkt, nachgeordnet ist, dass dem Ottomotorpartikelfilter der NOx-Speicherkatalysator nachgeordnet ist, und dass gegebenenfalls ein Oxidationskatalysator vor dem NOx-Speicherkatalysator angeordnet ist.

[0093] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungsanlage einen SCR- Katalysator umfasst, dass der SCR-Katalysator nach dem Hauptkatalysator, nach dem Oxidationskatalysator und/oder nach dem Ottomotorpartikelfilter angeordnet ist, dass die Ottomotoranordnung eine in die Abgasnachbehandlungsanlage mündende, insbesondere unidirektional durchströmbare, Zuführungsleitung umfasst, und dass über die Zuführungsleitung dem SCR-Katalysator, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden, Sauerstoff und insbesondere Luft, vorzugsweise gefilterte Umgebungsluft zuführbar ist.

[0094] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass dem Ottomotorpartikelfilter, dem Oxidationskatalysator, dem NOx-Speicherkatalysator und/oder dem SCR-Katalysator über eine Zuführungsleitung

Sauerstoff, insbesondere Umgebungsluft, zugeführt wird.

[0095] Alternativ ist vorgesehen, dass dem Ottomotorpartikelfilter, dem Oxidationskatalysator, dem NOx-Speicherkatalysator und/oder dem SCR-Katalysator über eine eigene Zuführungsleitung Sauerstoff, insbesondere Umgebungsluft, zugeführt wird.

[0096] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass vor dem SCR-Katalysator und insbesondere nach dem Oxidationskatalysator eine Dosierungsvorrichtung zur Einbringung eines Betriebsstoffs, insbesondere von sogenanntem AdBlue®, vorgesehen ist.

[0097] Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäBen Ottomotoranordnung, wobei von der Oxidationskatalysator-Beschichtung NO mit O» zu NO» umsetzt wird.

[0098] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem vorderen Bereich einer Abgasnachbehandlungskomponente der Bereich zu verstehen, welcher in Strömungsrichtung des Abgases in der jeweiligen Abgasnachbehandlungskomponente vom Abgas früher durchströmt wird. Insbesondere kann dies jener Bereich sein, durch welchen das Abgas in die jeweilige Abgasnachbehandlungskomponente eintritt.

[0099] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem hinteren Bereich einer Abgasnachbehandlungskomponente der Bereich zu verstehen, welcher in Strömungsrichtung des Abgases in der jeweiligen Abgasnachbehandlungskomponente vom Abgas später durchströmt wird. Insbesondere kann dies jener Bereich sein, durch welchen das Abgas aus der jeweiligen Abgasnachbehandlungskomponente austritt.

[00100] Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich gegebenenfalls aus den Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren.

[00101] Die Erfindung wird nun am Beispiel exemplarischer, nicht ausschließlicher und/oder nicht einschränkender Ausführungsbeispiele weiter erläutert.

[00102] Fig. 1a und 1b _ zeigen eine schematische grafische Darstellung von Varianten einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung,

[00103] Fig. 2a und 2b zeigen eine schematische grafische Darstellung von Varianten einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung,

[00104] Fig. 3 zeigt eine schematische grafische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung,

[00105] Fig. 4 zeigt eine schematische grafische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung,

[00106] Fig. 5a und 5b zeigen eine schematische grafische Darstellung von Varianten einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung,

[00107] Fig. 6a bis 6c zeigen eine schematische grafische Darstellung von Varianten einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung, und

[00108] Fig. 7a bis 7c zeigen eine schematische grafische Darstellung von Varianten einer siebten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung.

[00109] Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden Komponenten: Ottomotor 1, Abgasnachbehandlungsanlage 2, Hauptkatalysator 3, Ottomotorpartikelfilter 4, Turbolader 5, Drosselklappe 6, Verdichter 7, Turbine 8, Oxidationskatalysator-Beschichtung 9, NOx-Speicherkatalysator 10, Heizelement 11, Oxidationskatalysator 12, Gehäuse 13, Ladeluftkühler 14, Sicherheitsvorrichtung 15, Venturi-Düse 16, Zuführventil 17, Zuführungsleitung 18,

Gebläse 19 und weiterer Hauptkatalysator 20.

[00110] Fig. 1a und 1b zeigen schematische grafische Darstellungen von unterschiedlichen Varianten einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung.

[00111] In dieser Ausführungsform umfasst die Ottomotoranordnung einen Ottomotor 1 und eine Abgasnachbehandlungsanlage 2. Die Abgasnachbehandlungsanlage 2 umfasst einen Hauptkatalysator 3 und einen dem Hauptkatalysator 3 nachgeordneten Ottomotorpartikelfilter 4. In dieser Ausführungsform ist der Hauptkatalysator 3 als 3-Wege-Katalysator ausgebildet und direkt im Anschluss an die Turbine 8 des Turboladers 5, insbesondere motornahe, angeordnet.

[00112] In einer weiteren Variante umfasst die Abgasnachbehandlungsanlage 2 einen Hauptkatalysator 3, einen Ottomotorpartikelfilter 4 und weitere Katalysatoren.

[00113] Ferner umfasst die Ottomotoranordnung der Figuren 1a und 1b einen Turbolader 5 und eine Drosselklappe 6. Der Turbolader 5 umfasst einen Verdichter 7 und eine Turbine 8.

[00114] Gemäß der Fig. 1b ist vor jeder Abgaskomponente der Abgasnachbehandlungsanlage 2, nämlich dem Hauptkatalysator 3 und dem Ottomotorpartikelfilter 4, ein Heizelement 11 vorgesehen. Durch das Heizelement 11, welches durch das Bordnetz betrieben wird, ist es möglich, Katalysatoren aufzuheizen, wobei diese Aufheizung flexibel und rasch erfolgen kann.

[00115] In der Normalbetriebsphase, welche dem regulären Betrieb der Ottomotoranordnung entspricht, wird dem Ottomotor 1 Treibstoff zugeführt. Der Treibstoff wird in der Normalbetriebsphase mit Luft zu einem Abgas umgesetzt.

[00116] In der Normalbetriebsphase wird der Ottomotor 1 in einem Lambdafenster um A=1 betrieben und/oder geregelt. Das heißt, dass der Ottomotor 1 um einen Lambdawert X von 1,0 pendelnd betrieben wird und im Bereich von A = 0,9 bis 1,1, vorzugsweise von A = 0,95 bis 1,05, betrieben und/oder geregelt wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Ottomotor 1 in seiner Normalbetriebsphase phasenweise oder dauerhaft fett oder mager betrieben und/oder geregelt wird.

[00117] In dieser Ausführungsform ist der Ottomotorpartikelfilter 4 zumindest in seinem vorderen Bereich mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 versehen. Die Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 ist aus mindestens einem Element der Platinmetall-Gruppe bzw. Platinoide gebildet.

[00118] Ferner ist die Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 oder die OxidationskatalysatorKomponente dazu eingerichtet, Stickstoffmonoxid NO mit Sauerstoff O» zu Stickstoffdioxid NO» umzusetzen. Dadurch wird in oder an der Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 NO» erzeugt, sobald dieser NO und O> zugeführt wird. Die Umsetzung von Stickstoffmonoxid mit Sauerstoff zu Stickstoffdioxid erfolgt im Wesentlichen nach folgender Vorschrift:

1 NO +02 —> NO,

[00119] Durch das erzeugte Stickstoffdioxid NO» ist es möglich, die brennbaren Bestandteile der im Ottomotorpartikelfilter 4 befindlichen Partikel, insbesondere den Kohlenstoff C, zumindest teilweise zu oxidieren. Dadurch kann es möglich sein, den Ottomotorpartikelfilter 4 zu regenerieren. Die Rußoxidation erfolgt im Wesentlichen nach folgender Vorschrift:

2N0,+C > 2N0 + CO,

[00120] Ferner kann es möglich sein, die Partikelmenge im Ottomotorpartikelfilter 4 ohne aktive Heizmaßnahme und CO>»-Verschlechterung besser zu reduzieren und auf einem geringen, aber jedenfalls für maximierte Filtrationseffizienzanforderungen passend hohem Niveau im Sinne der Emissionsminimierung zu halten.

[00121] Fig. 2a und 2b zeigen schematische grafische Darstellungen von unterschiedlichen Varianten einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 2a und 2b können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a und 1b entsprechen.

[00122] Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, welche in Fig. 1a und 1b dargestellt ist, ist ein mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 beschichteter Oxidationskatalysator 12 zwischen dem Hauptkatalysator 3 und dem Ottomotorpartikelfilter 4 vorgesehen. Ferner weist der Ottomotorpartikelfilter 4 in seinem vorderen Bereich keine Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 auf.

[00123] Gemäß der Fig. 2b ist vor jeder Abgaskomponente der Abgasnachbehandlungsanlage 2, nämlich vor dem Hauptkatalysator 3, vor dem Oxidationskatalysator 12 und vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 ein Heizelement 11 vorgesehen. Durch das Heizelement 11 ist es möglich, die Katalysatoren schneller aufzuheizen. Die Heizelemente 11 werden bevorzugt durch das Bordnetz gespeist.

[00124] Fig. 3 zeigt eine schematische grafische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß Fig. 3 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a und 1b entsprechen.

[00125] Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, welche in Fig. 1a dargestellt ist, ist zusätzlich ein NOx-Speicherkatalysator 10 nach dem Ottomotorpartikelfilter 4 angeordnet.

Fig. 4 zeigt eine schematische grafische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß Fig. 4 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 2a und 2b entsprechen.

[00126] Im Gegensatz zu der zweiten Ausführungsform, welche in Fig. 2a dargestellt ist, ist Zzusätzlich ein NOx-Speicherkatalysator 10 nach dem Ottomotorpartikelfilter 4 angeordnet.

[00127] Fig. 5a und 5b zeigen schematische grafische Darstellungen von unterschiedlichen Varianten einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 5a und 5b können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 2a, 2b, 3 und 4 entsprechen.

[00128] In dieser Ausführungsform ist ein Gehäuse 13, nämlich ein Stahlgehäuse, vorgesehen, in welchem der mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 beschichtete Ottomotorpartikelfilter 4, ein gegebenenfalls zwischen dem Ottomotorpartikelfilter 4 und dem NOx-Speicherkatalysator 10 vorgesehenes Heizelement 11 und der NOx-Speicherkatalysator 10 angeordnet sind.

[00129] Gemäß Fig. 5b ist vor dem NOx-Speicherkatalysator 10 ein Heizelement 11 vorgesehen. Das heißt, dass gemäß dieser Figur in dem Gehäuse 13 der mit der Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 beschichtete Ottomotorpartikelfilter 4, ein zwischen dem Ottomotorpartikelfilter 4 und einem NOx-Speicherkatalysator 10 vorgesehenes Heizelement 11 und der NOx-Speicherkatalysator 10 vorgesehen sind. Durch das Heizelement 11, welches durch das Bordnetz betrieben wird, ist es möglich, die Katalysatoren aufzuheizen.

[00130] In den in den Figuren 1a, 1b, 2a, 2b, 3, 4, 5a und 5b schematisch dargestellten Ausführungsformen, kann Sauerstoff und insbesondere Luft vor dem die Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 umfassenden Oxidationskatalysator 12, vor der Oxidationskatalysator-Beschichtung 9 und/oder vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 eingebracht werden. Die den Sauerstoff zuführende Zuführungsleitung 18 kann eine Sicherheitsvorrichtung 15 und ein Zuführventil 17 umfassen. Ferner kann die Zuführungsleitung 18 Luft aus der Umgebung oder aus dem Ansaugtrakt der Ottomotoranordnung in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 einbringen und insbesondere einen Druckspeicher, ein Gebläse 19 und/oder einen Luftfilter umfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass Teile der Abgasnachbehandlungsanlage 2, insbesondere dort, wo die Zuführungsleitung 18 in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 mündet, als Venturi-Düse 16 ausgebildet sind.

[00131] Fig. 6a bis 6c zeigen schematische grafische Darstellungen von unterschiedlichen Varianten einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 6a bis 6c können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 2a, 2b, 3, 4, 5a und 5b entsprechen.

[00132] Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Abgasnachbehandlungsanlage 2 einen

Hauptkatalysator 3, einen Oxidationskatalysator 12, einen Ottomotorpartikelfilter 4 und einen NOx-Speicherkatalysator 10. Zudem ist der Hauptkatalysator 3 vor dem Oxidationskatalysator 12, der Oxidationskatalysator 12 vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 und der Ottomotorpartikelfilter 4 vor dem NOx-Speicherkatalysator 10 angeordnet.

[00133] Der Oxidationskatalysator 12 umfasst gemäß dieser Ausführungsform eine Oxidationskatalysator-Beschichtung 9.

[00134] Über eine Zuführungsleitung 18, welche ein Zuführventil 17 umfasst, wird Sauerstoff, insbesondere Luft, vor dem Oxidationskatalysator 12 eingebracht. Insbesondere werden gemäß dieser Ausführungsform nur der Oxidationskatalysator 12, der Ottomotorpartikelfilter 4 und der NOx-Speicherkatalysator 10 mit der eingebrachten Luft durchströmt.

[00135] Gemäß der Figur 6a tritt die Luft zwischen dem Verdichter 7 und dem Ladeluftkühler 14 des Turboladers 5 in die Zuführungsleitung 18 ein und vor dem Oxidationskatalysator 12 aus der Zuführungsleitung 18 aus.

Gemäß der Figur 6b wird die Luft durch ein Gebläse 19 vor dem Verdichter 7 des Turboladers 5 oder aus der Umgebung angesaugt. Ferner tritt die durch das Gebläse 19 angesaugte Luft vor dem Oxidationskatalysator 12 aus der Zuführungsleitung 18 aus. Das Gebläse 19 kann als Sekundärluftpumpe oder als elektrischer oder mechanischer Verdichter 7 ausgebildet sein.

[00136] Gemäß der Figur 6c wird die Luft selbsttätig durch eine Venturi-Düse 16 vor dem Oxidationskatalysator 12 in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gesaugt. An der Zuführungsleitung 18 ist eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen, welche das Austreten von Abgas aus der Abgasnachbehandlungsanlage 2 in die Umgebung verhindert.

[00137] Fig. 7a bis 7c zeigen schematische grafische Darstellungen von unterschiedlichen Varianten einer siebten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ottomotoranordnung. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 7a bis 7c können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 2a, 2b, 3, 4, 5a, 5b, 6a, 6b und 6c entsprechen.

[00138] Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Abgasnachbehandlungsanlage 2 einen Hauptkatalysator 3, einen weiteren Hauptkatalysator 20, einen Ottomotorpartikelfilter 4 und einen NOx-Speicherkatalysator 10. Zudem ist der Hauptkatalysator 3 vor dem weiteren Hauptkatalysator 20, der weitere Hauptkatalysator 20 vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 und der Ottomotorpartikelfilter 4 vor dem NOx-Speicherkatalysator 10 angeordnet. Des Weiteren umfasst der Ottomotorpartikelfilter 4 einen Oxidationskatalysator 12, wobei die als Oxidationskatalysator 12 wirkende Beschichtung im vorderen Bereich des Ottomotorpartikelfilters 4 vorgesehen ist.

[00139] Über eine Zuführungsleitung 18, welche ein Zuführventil 17 umfasst, wird Sauerstoff, insbesondere Luft, vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 eingebracht. Insbesondere werden gemäß dieser Ausführungsform nur der Ottomotorpartikelfilter 4, welcher den Oxidationskatalysator 12 umfasst, und der NOx-Speicherkatalysator 10 mit der eingebrachten Luft durchströmt.

[00140] Gemäß der Figur 7a tritt die Luft zwischen dem Ladeluftkühler 14 des Turboladers 5 und dem Ottomotor 1 in die Zuführungsleitung 18 ein und vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 aus der Zuführungsleitung 18 aus.

[00141] Gemäß der Figur 7b wird die Luft durch ein Gebläse 19 vor dem Verdichter 7 des Turboladers 5 oder aus der Umgebung angesaugt. Ferner tritt die durch das Gebläse 19 angesaugte Luft vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 aus der Zuführungsleitung 18 aus. Das Gebläse 19 kann als Sekundärluftpumpe oder als elektrischer oder mechanischer Verdichter 7 ausgebildet sein.

[00142] Gemäß der Figur 7c wird die Luft selbsttätig durch eine Venturi-Düse 16 vor dem Ottomotorpartikelfilter 4 in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gesaugt. An der Zuführungsleitung 18 ist eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen, welche das Austreten von Abgas aus der Abgasnachbehandlungsanlage 2 in die Umgebung verhindert.

[00143] Alle beispielweise angeführten Ausführungsformen sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und/oder eingerichtet.

[00144] Durch diese beispielhafte Konfiguration können die erfindungsgemäßen Effekte erzielt werden.

[00145] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst jegliches Verfahren und jegliche Ottomotoranordnung gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Ottomotoranordnung,

   - wobei die Ottomotoranordnung einen Ottomotor (1) und eine Abgasnachbehandlungsanlage (2) umfasst,

   - wobei die Abgasnachbehandlungsanlage (2) zumindest einen Hauptkatalysator (3), und einen dem Hauptkatalysator (3) nachgeordneten, unter Verwendung von Stickstoffdioxid und/oder von Sauerstoff regenerierbaren Ottomotorpartikelfilter (4) umfasst,

   - wobei in einer Normalbetriebsphase im Ottomotor (1) Treibstoff und Luft zu einem Abgas umgesetzt werden,

   dadurch gekennzeichnet,

   - dass zwischen dem Hauptkatalysator (3) und dem Ottomotorpartikelfilter (4) ein mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) beschichteter Oxidationskatalysator (12) vorgesehen ist,

   - oder dass der Ottomotorpartikelfilter (4) zumindest in seinem vorderen Bereich mit einer Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) versehen ist,

   - wobei die Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) dazu eingerichtet ist, NO mit O2 zu NO» umzusetzen,

   - wobei eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters (4) dem Oxidationskatalysator (12) Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung (18) vorgesehen ist, wobei die Zuführungsleitung (18) vor dem Oxidationskatalysator (12) in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündet.

   2, Ottomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ottomotor (1) als in einem Lambdafenster um A=1 vor der Abgasnachbehandlungsanlage (2) geregelter Ottomotor (1) ausgebildet ist.

   3. Ottomotoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass die Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) ein oder mehrere Elemente der Platinmetall-Gruppe, wie insbesondere Platin, Rhodium und/oder Palladium, umfasst, - oder dass die Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) aus einem oder mehreren Elementen der Platinmetall-Gruppe, wie insbesondere einer Platinbeschichtung, einer Rhodiumbeschichtung und/oder einer Palladiumbeschichtung, gebildet ist.

   4. Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeich-

   net,

   - dass der Ottomotorpartikelfilter (4) eine als Oxidationskatalysator (12) wirkende Beschichtung aufweist,

   - dass die als Oxidationskatalysator (12) wirkende Beschichtung insbesondere ein Platinmetall, vorzugsweise Platin, Rhodium und/oder Palladium, umfasst,

   - und dass die als Oxidationskatalysator (12) wirkende Beschichtung im vorderen Bereich des Ottomotorpartikelfilters (4) vorgesehen ist, und insbesondere in Flussrichtung des Abgases von der Vorderseite des Ottomotorpartikelfilters (4) aufgebracht ist.

   5. Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Ottomotopartikelfilter (4) das gebildete NO» mit den im Ottomotorpartikelfilter (4) gespeicherten Partikeln zu CO» und NO umsetzt, - wobei die Reaktion insbesondere nach folgender Vorschrift abläuft: 2N0,+C > 2N0 + CO,

   6. Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der NOx-Speicherkatalysator (10) ein Teil eines Ottomotorpartikelfilters (4) ist, - und/oder dass der NOx-Speicherkatalysator (10) im hinteren Bereich eines Ottomotorpartikelfilters (4) angeordnet ist, - und/oder dass der hintere Teil des Ottomotorpartikelfilters (4) mit einer NOx-Speicherkatalysator-Beschichtung beschichtet ist,

   10.

   11.

   12.

   13.

   Ästerreichisches AT 521 749 B1 2021-12-15

   - und/oder dass der Ottomotorpartikelfilter (4) in seinem hinteren Bereich einen NOx-Speicherkatalysator (10) umfasst,

   - und/oder dass der Ottomotorpartikelfilter (4) in seinem hinteren Bereich als ein NOx-SpeiCherkatalysator (10) ausgebildet ist.

   Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich-

   net,

   - dass die Abgasnachbehandlungsanlage (2) den/die Hauptkatalysator/en (3, 20), den Oxidationskatalysator (12), welcher eine Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) umfasst, und den Ottomotorpartikelfilter (4) und gegebenenfalls einen oder mehrere Vorkatalysator/en und/oder einen oder mehrere Nebenkatalysator/en, und/oder einen oder mehrere Heizkatalysator/en und/oder einen oder mehrere, insbesondere gasförmig abgasnachbehandlungswirksam beschichteten/te, Ottomotorpartikelfilter/n (4) und/oder einen oder mehrere NOx-Speicherkatalysator/en (10) und/oder eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine NOx-Speicherkatalysator-Beschichtung umfassen, und/oder ein oder mehrere SCR-System/e und/oder eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponente/n, welche eine SCR-Beschichtung umfassen, und/oder eine Sekundärlufteindüsung umfasst.

   Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich-

   net,

   - dass eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters (4) dem Ottomotorpartikelfilter (4) Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung (18) vorgesehen ist,

   - und dass die Zuführungsleitung (18) vor dem Ottomotorpartikelfilter (4), insbesondere zwischen dem Hauptkatalysator (3) und dem Oxidationskatalysator (12) und/oder dem Ottomotorpartikelfilter (4), in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündet.

   Ottomotoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Zuführungsleitung (18) zwischen einem Verdichter (7) und einem Ladeluftkühler (14) eines Turboladers (5) des Ottomotors (1) abzweigt,

   - und/oder dass die Zuführungsleitung (18) zwischen einem Ladeluftkühler (14) eines Turboladers (5) des Ottomotors (1) und dem Ottomotor (1) abzweigt,

   - und/oder dass die Zuführungsleitung (18) zwischen einem Luftfilter und einem Verdichter (7) abzweigt,

   - und dass die Zuführungsleitung (18) ein Gebläse (19) umfasst, welches aus Ansaugtrakt und/oder Umgebungsluft gespeist ist,

   - oder dass die Zuführungsleitung (18) einen befüllbaren Druckspeicher, insbesondere einen Druckluftspeicher, umfasst.

   Ottomotoranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Zuführungsleitung (18) zur Einbringung von Luft aus der Umgebung außerhalb der Ottomotoranordnung eingerichtet ist,

   - und dass die Zuführungsleitung (18) zur Umgebung hin geöffnet ist.

   Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, insbesondere katalytisch beschichtetes, Heizelement (11) vorgesehen ist.

   Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich-

   net,

   - dass eine dem NOx-Speicherkatalysator (10) Sauerstoff und insbesondere Luft zuführende Zuführungsleitung (18) vorgesehen ist,

   - und dass die Zuführungsleitung (18) vor dem NOx-Speicherkatalysator (10), insbesondere zwischen dem Ottomotorpartikelfilter (4) und dem NOx-Speicherkatalysator (10), in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündet.

   Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

   14.

   15.

   16.

   17.

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   - dass der Ottomotorpartikelfilter (4) in seinem hinteren Bereich einen SCR-Katalysator, insbesondere einen Vanadium-SCR, einen Kupfer-SCR oder einen Eisen-Zeolith-SCR, umfasst,

   - oder dass der Ottomotorpartikelfilter (4) in seinem hinteren Bereich als ein SCR-Katalysator, insbesondere als ein Vanadium-SCR, ein Kupfer-SCR oder ein Eisen-Zeolith-SCR, ausgebildet ist,

   - oder dass nach dem Ottomotorpartikelfilter (4) ein SCR-Katalysator, insbesondere ein Vanadium-SCR, ein Kupfer-SCR oder ein Eisen-Zeolith-SCR, vorgesehen ist.

   Ottomotoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich-

   net,

   - dass ein Gehäuse (13), insbesondere ein Stahlgehäuse, vorgesehen ist,

   - und dass in dem Gehäuse (13), insbesondere der Oxidationskatalysator (12) oder der mit Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) beschichtete Ottomotorpartikelfilter (4), der NOxSpeicherkatalysator (10) und/oder der SCR-Katalysator oder der mit SCR-Beschichtung beschichtete Ottomotorpartikelfilter (4) und/oder gegebenenfalls ein Heizelement (11), vorgesehen sind.

   Ottomotoranordnung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn-

   zeichnet,

   - dass der Ottomotor (1) in einer Betriebsphase, die eine Normalbetriebsphase und eine Schubbetriebsphase umfasst, betreibbar ist,

   - dass der Ottomotor (1) in der Normalbetriebsphase Treibstoff und Luft zu einem Abgas umsetzt,

   - dass der Ottomotor (1) in der Normalbetriebsphase vorzugsweise in einem Lambdafenster um A=1 betrieben und/oder geregelt ist,

   - dass die Schubbetriebsphase durch mindestens eine unbefeuerte Schubbetriebsphase und/oder mindestens eine befeuerte Schubbetriebsphase gebildet ist,

   - dass in der befeuerten Schubbetriebsphase das den Hauptkatalysator (3) durchströmende Gas sauerstoffarm, insbesondere im Wesentlichen sauerstofffrei, ist und insbesondere das Abgas einer stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen, insbesondere phasenweise unterstöchiometrischen, Verbrennung ist,

   - wobei eine Abgasrückführleitung vorgesehen ist, die dem Ottomotor (1) in einer unbefeuerten Schubbetriebsphase das vor oder bei dem Ubergang von der Normalbetriebsphase in die unbefeuerte Schubbetriebsphase im Ottomotor (1) erzeugte Abgas zuführt.

   Ottomotoranordnung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn-

   zeichnet,

   - dass die Ottomotoranordnung eine zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters (4) in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündende Zuführungsleitung (18) umfasst,

   - und dass über die Zuführungsleitung (18) dem Ottomotorpartikelfilter (4), insbesondere zur Regeneration des Ottomotorpartikelfilters (4), und/oder dem Oxidationskatalysator (12) Sauerstoff und insbesondere Luft, vorzugsweise gefilterte Umgebungsluft, zuführbar ist.

   Ottomotoranordnung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn-

   zeichnet,

   - dass die Abgasnachbehandlungsanlage (2) einen dem Ottomotorpartikelfilter (4) nachgeordneten NOx-Speicherkatalysator (10) umfasst,

   - dass die Ottomotoranordnung eine in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündende, insbesondere unidirektional durchströmte, Zuführungsleitung (18) umfasst,

   - und dass über die Zuführungsleitung (18) dem NOx-Speicherkatalysator (10), insbesondere zur Einspeicherung und Umsetzung von Stickoxiden, und/oder dem OxidationskataIysator (12) Sauerstoff und insbesondere Luft, vorzugsweise gefilterte Umgebungsluft, zuführbar ist.

   18. Ottomotoranordnung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

   - dass die Ottomotoranordnung einen Ottomotor (1) und eine Abgasnachbehandlungsanlage (2) mit zumindest einem Hauptkatalysator (3), einem Ottomotorpartikelfilter (4) und einem NOx-Speicherkatalysator (10) umfasst,

   - dass der Hauptkatalysator (3) als 3-Wege-Katalysator ausgebildet ist oder wirkt,

   - dass dem Hauptkatalysator (3) der Ottomotorpartikelfilter (4), welcher gegebenenfalls als 4-Wege-Katalysator wirkt, nachgeordnet ist,

   - dass dem Ottomotorpartikelfilter (4) der NOx-Speicherkatalysator (10) nachgeordnet ist,

   - und dass gegebenenfalls ein Oxidationskatalysator (12) vor dem NOx-Speicherkatalysator (10) angeordnet ist.

   19. Ottomotoranordnung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn-

   zeichnet,

   - dass die Abgasnachbehandlungsanlage (2) einen SCR-Katalysator umfasst,

   - dass der SCR-Katalysator nach dem Hauptkatalysator (3), nach dem Oxidationskatalysator (12) und/oder nach dem Ottomotorpartikelfilter (4) angeordnet ist,

   - dass die Ottomotoranordnung eine in die Abgasnachbehandlungsanlage (2) mündende, insbesondere unidirektional durchströmbare, Zuführungsleitung (18) umfasst,

   - und dass über die Zuführungsleitung (18) dem SCR-Katalysator, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden, Sauerstoff und insbesondere Luft, vorzugsweise gefilterte Umgebungsluft zuführbar ist.

   20. Ottomotoranordnung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass vor dem SCR-Katalysator und insbesondere nach dem Oxidationskatalysator (12) eine Dosierungsvorrichtung zur Einbringung eines Betriebsstoffs, insbesondere von sogenanntem AdBlue®, vorgesehen ist.

   21. Verfahren zum Betreiben einer Ottomotoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass von der Oxidationskatalysator-Beschichtung (9) NO mit O» zu NO» umsetzt wird.

   Hierzu 5 Blatt Zeichnungen