AT523408B1 - Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle - Google Patents
Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- AT523408B1 AT523408B1 ATA50240/2020A AT502402020A AT523408B1 AT 523408 B1 AT523408 B1 AT 523408B1 AT 502402020 A AT502402020 A AT 502402020A AT 523408 B1 AT523408 B1 AT 523408B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- fuel
- pressure vessel
- exhaust gas
- combustion engine
- internal combustion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2033—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0221—Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0221—Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
- F02M21/0224—Secondary gaseous fuel storages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
- F02M21/0236—Multi-way valves; Multiple valves forming a multi-way valve system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
- F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/04—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/01—Mounting arrangements
- F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
- F17C2205/013—Two or more vessels
- F17C2205/0134—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels
- F17C2205/0142—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels bundled in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0323—Valves
- F17C2205/0326—Valves electrically actuated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/03—Mixtures
- F17C2221/032—Hydrocarbons
- F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0107—Single phase
- F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
- F17C2250/043—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
- F17C2265/06—Fluid distribution
- F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug weist eine Verbrennungsmotor (1) und ein Abgasnachbehandlungssystem (2) zur Nachbehandlung von Abgas des Verbrennungsmotors (1) sowie einen ersten Druckbehälter (3) und wenigstens einem weiteren Druckbehälter (4) auf, in denen jeweils ein Kraftstoff zum Antrieb des Verbrennungsmotors (1) unter einem im Vergleich zu Normalbedingungen erhöhten Speicherdruck gespeichert ist, wobei ein Steuersystem vorgesehen ist, welches beim Betrieb des Verbrennungsmotors (1) eine Versorgung des Verbrennungsmotors (1) und des Abgasnachbehandlungssystem (2) mit dem Kraftstoff derart steuert, dass bis zum Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter (3) auf einen vorgebbaren ersten unteren Grenzwert der Verbrennungsmotor (1) zumindest überwiegend mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter (3) versorgt wird. Nach Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter (3) auf oder unter den ersten unteren Grenzwert wird der Verbrennungsmotor (1) mit Kraftstoff aus dem weiteren Druckbehälter (4) versorgt und das Abgasnachbehandlungssystem (2) wird wenigstens zeitweise mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter (3) versorgt, sofern der Speicherdruck im ersten Druckbehälter (3) über einem vorgebbaren zweiten unteren Grenzwert liegt, wobei der zweite untere Grenzwert kleiner als der erste untere Grenzwert ist.The invention relates to a motor vehicle and a method for operating the motor vehicle. The motor vehicle has an internal combustion engine (1) and an exhaust gas aftertreatment system (2) for the aftertreatment of exhaust gas from the internal combustion engine (1) as well as a first pressure vessel (3) and at least one further pressure vessel (4), in each of which a fuel is used to drive the internal combustion engine ( 1) is stored under an increased storage pressure compared to normal conditions, a control system being provided which, when the internal combustion engine (1) is operating, controls a supply of the internal combustion engine (1) and the exhaust gas aftertreatment system (2) with the fuel in such a way that until it drops the storage pressure in the first pressure vessel (3) is at least predominantly supplied with fuel from the first pressure vessel (3) to a predeterminable first lower limit value of the internal combustion engine (1). After the storage pressure in the first pressure vessel (3) has dropped to or below the first lower limit value, the internal combustion engine (1) is supplied with fuel from the further pressure vessel (4) and the exhaust gas aftertreatment system (2) is at least temporarily supplied with fuel from the first pressure vessel (3 ) if the storage pressure in the first pressure vessel (3) is above a predeterminable second lower limit value, the second lower limit value being smaller than the first lower limit value.
Description
KRAFTFAHRZEUG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SOLCHEN KRAFTFAHRZEUGS MOTOR VEHICLE AND METHOD OF OPERATING SUCH MOTOR VEHICLE
[0001] Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Abgasnachbehandlungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6. The invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine and an exhaust gas aftertreatment system with the features of the preamble of claim 1 and a method for operating such a motor vehicle with the features of the preamble of claim 6.
[0002] Die DE 102017213523 A1 offenbart ein Druckbehältersystem für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten und einem weiteren Druckbehälter, in denen ein im Kraftfahrzeug verwendeter Brennstoff unter einem erhöhten Druck gespeichert werden kann. Zum Ausgleich von Druckunterschieden in den Druckbehältern ist eine Druckausgleichsvorrichtung vorgesehen. Dadurch können insbesondere bei einem Betankungsvorgang der Druckbehälter störende Druckunterschiede ausgeglichen werden. DE 102017213523 A1 discloses a pressure vessel system for a motor vehicle with a first and a further pressure vessel in which a fuel used in the motor vehicle can be stored under an increased pressure. A pressure compensation device is provided to compensate for pressure differences in the pressure vessels. In this way, disruptive pressure differences can be compensated for, particularly when the pressure vessel is being refueled.
[0003] Auch in der EP 2112363 A2 und der US 2014174404 A1 ist jeweils ein Kraftfahrzeug mit einem Abgasnachbehandlungssystem und mit einem ersten Druckbehälter sowie einem weiteren Druckbehälter, in denen jeweils ein Kraftstoff zum Antrieb des Verbrennungsmotors unter einem im Vergleich zu Normalbedingungen erhöhten Speicherdruck gespeichert ist, offenbart. Also in EP 2112363 A2 and US 2014174404 A1 is a motor vehicle with an exhaust gas aftertreatment system and with a first pressure vessel and a further pressure vessel, in each of which a fuel for driving the internal combustion engine is stored under an increased storage pressure compared to normal conditions , disclosed.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs anzugeben, mit welchen eine verbesserte Ausnutzung von in Druckbehältern unter erhöhtem Druck gespeichertem Kraftstoff zum Antrieb des Kraftfahrzeugverbrennungsmotors erzielbar ist. In contrast, the object of the invention is to provide a motor vehicle and a method for operating a motor vehicle with which an improved utilization of fuel stored in pressure vessels under increased pressure for driving the motor vehicle internal combustion engine can be achieved.
[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. This object is achieved by a motor vehicle having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 6.
[0006] Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist ein Abgasnachbehandlungssystem zur Nachbehandlung von Abgas des Verbrennungsmotors sowie einen ersten Druckbehälter und wenigstens einen weiteren Druckbehälter auf, in denen jeweils ein Kraftstoff zum Antrieb des Verbrennungsmotors unter einem im Vergleich zu Normalbedingungen erhöhten Speicherdruck gespeichert ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich insbesondere durch ein Steuersystem aus, welches beim Betrieb des Verbrennungsmotors eine Versorgung des Verbrennungsmotors und des Abgasnachbehandlungssystem mit dem Kraftstoff derart steuert, dass bis zum Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter auf einen vorgebbaren ersten unteren Grenzwert der Verbrennungsmotor zumindest überwiegend mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter versorgt wird. Nach Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter auf oder unter den ersten unteren Grenzwert wird der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff aus dem weiteren Druckbehälter versorgt und das Abgasnachbehandlungssystem wird wenigstens zeitweise mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter versorgt, sofern der Speicherdruck im ersten Druckbehälter über einem vorgebbaren zweiten unteren Grenzwert liegt, wobei der zweite untere Grenzwert kleiner als der erste untere Grenzwert ist. The motor vehicle according to the invention has an exhaust aftertreatment system for aftertreatment of exhaust gas from the internal combustion engine and a first pressure vessel and at least one further pressure vessel, in each of which a fuel for driving the internal combustion engine is stored under an increased storage pressure compared to normal conditions. The motor vehicle according to the invention is characterized in particular by a control system which, when the internal combustion engine is operating, controls the supply of the internal combustion engine and the exhaust gas aftertreatment system with fuel in such a way that the internal combustion engine is at least predominantly fuel until the storage pressure in the first pressure vessel drops to a predeterminable first lower limit value is supplied from the first pressure vessel. After the storage pressure in the first pressure vessel has fallen to or below the first lower limit value, the internal combustion engine is supplied with fuel from the further pressure vessel and the exhaust gas aftertreatment system is at least temporarily supplied with fuel from the first pressure vessel if the storage pressure in the first pressure vessel is above a predeterminable second lower limit value is, wherein the second lower limit value is smaller than the first lower limit value.
[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei dem Kraftfahrzeug bis zum Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter auf einen vorgebbaren ersten unteren Grenzwert der Verbrennungsmotor zumindest überwiegend mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter versorgt wird, und nach Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter auf oder unter den ersten unteren Grenzwert der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff aus dem weiteren Druckbehälter versorgt wird und das Abgasnachbehandlungssystem wenigstens zeitweise mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter versorgt wird, sofern der Speicherdruck im ersten Druckbehälter über einem vorgebbaren zweiten unteren Grenzwert liegt, wobei der zweite untere Grenzwert kleiner als der erste untere Grenzwert ist. The inventive method is characterized in that in the motor vehicle until the storage pressure in the first pressure vessel drops to a predeterminable first lower limit value of the internal combustion engine is at least predominantly supplied with fuel from the first pressure vessel, and after the storage pressure in the first pressure vessel has fallen the internal combustion engine is supplied with fuel from the further pressure vessel at or below the first lower limit value and the exhaust gas aftertreatment system is at least temporarily supplied with fuel from the first pressure vessel if the storage pressure in the first pressure vessel is above a predeterminable second lower limit value, the second lower limit value is less than the first lower limit value.
[0008] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zur Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff aus einem der Druckbehälter ein bestimmter erhöhter Versorgungsdruck erforder-The invention is based on the knowledge that a certain increased supply pressure is required to supply the internal combustion engine with fuel from one of the pressure vessels.
lich ist, der nicht unterschritten werden kann, soll ein ordnungsgemäßer Betrieb des Verbrennungsmotors gewährleistet bleiben. Sinkt, ausgehend von einer anfänglichen Vollbefüllung des Druckbehälters mit einem vorgegebenen erhöhten Nennfülldruck der Speicherdruck des Kraftstoffs im ersten Druckbehälter, aus welchem der Verbrennungsmotor zunächst versorgt wird, auf oder unter diesen bestimmten erhöhten Versorgungsdruck, so kann der Verbrennungsmotor daher bei Verzicht auf Druckerhöhungsmittel wie beispielsweise Kompressoren, zu seinem Betrieb nicht mehr aus dem ersten Druckbehälter mit Kraftstoff versorgt werden. Gemäß der Erfindung kann der Verbrennungsmotor jedoch trotzdem weiter betrieben werden, da in diesem Fall mittels des entsprechend ausgebildeten Steuersystems seine Versorgung mit Kraftstoff auf den weiteren, noch zumindest annähernd voll befüllten Druckbehälter umgeschaltet wird. Die Umschaltung erfolgt, wenn der Speicherdruck im ersten Speicherbehälter auf einen vorgegebenen oder vorgebbaren ersten unteren Grenzwert abgesunken ist, wobei dieser Grenzwert vorzugsweise von der Bauart des Verbrennungsmotors bzw. dessen Betriebsanforderungen abhängt und größer als 1 bar ist. Lich is, which cannot be fallen below, a proper operation of the internal combustion engine should be guaranteed. If, starting from an initial full filling of the pressure vessel with a predetermined increased nominal filling pressure, the storage pressure of the fuel in the first pressure vessel, from which the internal combustion engine is initially supplied, drops to or below this specific increased supply pressure, the internal combustion engine can therefore be without pressure increasing means such as compressors , no longer be supplied with fuel from the first pressure vessel for its operation. According to the invention, however, the internal combustion engine can still be operated, since in this case, by means of the correspondingly designed control system, its supply of fuel is switched to the further, at least approximately fully filled pressure vessel. The switchover takes place when the storage pressure in the first storage tank has dropped to a predefined or predefinable first lower limit value, this limit value preferably depending on the design of the internal combustion engine or its operating requirements and being greater than 1 bar.
[0009] Nach Umschaltung der Versorgung des Verbrennungsmotors auf den weiteren Druckbehälter befindet sich, entsprechend dem ersten unteren Grenzwert für den Speicherdruck, eine bestimmte Restmenge an Kraftstoff im ersten Druckbehälter, die nicht mehr zur Verbrennung im Verbrennungsmotor genutzt werden kann. Vorteilhafterweise kann entsprechend dem Erfindungsgedanken diese Kraftstoffrestmenge im ersten Druckbehälter dennoch sinnvoll im Kraftfahrzeug zumindest großteils genutzt werden, indem das Abgasnachbehandlungssystem je nach Bedarf zumindest zeitweise mit Kraftstoff aus dem bereits mehr oder weniger stark entleerten ersten Druckbehälter versorgt wird. Vorzugsweise wird das Abgasnachbehandlungssystem bereits bedarfsweise mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter versorgt, wenn dessen Speicherdruck noch höher oder gleich dem ersten unteren Grenzwert ist. Der Kraftstoff wird bevorzugt einem im Abgasnachbehandlungssystem angeordneten katalytischen Bauteil zugeführt, wo er aufgrund seiner reduzierenden Wirkung zur Unterstützung der Abgasreinigung dient. Dabei wird ausgenutzt, dass zur Einbringung des Kraftstoffs in das Abgasnachbehandlungssystem typischerweise ein deutlich niedriger Druck erforderlich ist als zur Versorgung des Verbrennungsmotors. Folglich kann dem ersten Tank weiterhin Kraftstoff entnommen werden und die Ausnutzung seiner Speicherkapazität ist verbessert. Die wenigstens zeitweise Kraftstoffversorgung des Abgasnachbehandlungssystem aus dem teilentleerten ersten Druckbehälter bleibt beim Betrieb des Verbrennungsmotors vorteilhafterweise solange bestehen, bis dort der Speicherdruck auf bzw. geringfügig unter den vorgegebenen oder vorgebbaren zweiten unteren Grenzwert abgesunken ist. Der zweite untere Grenzwert hängt dabei im wesentlich von durch das Abgasnachbehandlungssystem bestimmten Erfordernissen ab. After switching the supply of the internal combustion engine to the further pressure vessel, there is a certain residual amount of fuel in the first pressure vessel, corresponding to the first lower limit value for the storage pressure, which can no longer be used for combustion in the internal combustion engine. Advantageously, according to the concept of the invention, this residual amount of fuel in the first pressure vessel can be used in the motor vehicle, at least for the most part, in that the exhaust gas aftertreatment system is at least temporarily supplied with fuel from the first pressure vessel, which has already been more or less emptied, as required. Preferably, the exhaust gas aftertreatment system is already supplied with fuel from the first pressure vessel as required when its storage pressure is even higher than or equal to the first lower limit value. The fuel is preferably fed to a catalytic component arranged in the exhaust gas aftertreatment system, where it serves to support the exhaust gas purification due to its reducing effect. This makes use of the fact that a significantly lower pressure is typically required to introduce the fuel into the exhaust gas aftertreatment system than to supply the internal combustion engine. As a result, fuel can still be taken from the first tank and the utilization of its storage capacity is improved. The at least intermittent fuel supply to the exhaust gas aftertreatment system from the partially emptied first pressure vessel is advantageously maintained during operation of the internal combustion engine until the storage pressure there has fallen to or slightly below the predetermined or predeterminable second lower limit value. The second lower limit value depends essentially on requirements determined by the exhaust gas aftertreatment system.
[0010] Typischerweise ist der zweite untere Grenzwert deutlich niedriger als der erste untere Grenzwert. The second lower limit value is typically significantly lower than the first lower limit value.
[0011] Hat der Speicherdruck im ersten Druckbehälter den zweiten unteren Grenzwert erreicht, so schaltet das Steuersystem die wenigstens zeitweise Versorgung des Abgasnachbehandlungssystems mit Kraftstoff auf den weiteren Druckbehälter um. Es versteht sich, dass das geschilderte Erfindungsprinzip nicht auf den Einsatz von genau zwei Druckbehältern beschränkt ist, sondern sinngemäß auf drei, vier oder mehr Druckbehälter erweitert werden kann. If the storage pressure in the first pressure vessel has reached the second lower limit value, the control system switches the at least temporarily supplying the exhaust gas aftertreatment system with fuel to the further pressure vessel. It goes without saying that the described principle of the invention is not limited to the use of exactly two pressure vessels, but can be extended accordingly to three, four or more pressure vessels.
[0012] In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist der Kraftstoff Wasserstoff. Dieser kann in gasförmiger Form unter hohem Speicherdruck in den Druckbehältern gespeichert sein. Typischerweise liegt der Speichernenndruck im Bereich zwischen 300 bar und 700 bar. Der Wasserstoff kann jedoch auch in überwiegend flüssiger Form tiefkalt in einem Kryotank als Druckbehälter gespeichert sein. Typischerweise liegt er dort bei einer Temperatur von weniger als 33 K und einem Druck von bis etwa 10 bar vor. In an embodiment of the motor vehicle according to the invention, the fuel is hydrogen. This can be stored in gaseous form under high storage pressure in the pressure vessels. The nominal pressure of the accumulator is typically in the range between 300 bar and 700 bar. However, the hydrogen can also be stored in a cryogenic tank as a pressure vessel in predominantly liquid form. It is typically present there at a temperature of less than 33 K and a pressure of up to about 10 bar.
[0013] Bei dem Kraftstoff kann es sich jedoch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch um einen unter Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoff oder um Ammoniak handeln. Als Kohlenwasserstoff kann gasförmiges Erdgas, (als compressed natural Gas = CNG) oder Flüssigerdgas (als liquefied natural gas = LNG) oder ein sogenanntes Autogas (liquefied Petroleum In a further embodiment of the invention, however, the fuel can also be a hydrocarbon which is gaseous under normal conditions or ammonia. Gaseous natural gas (as compressed natural gas = CNG) or liquefied natural gas (as liquefied natural gas = LNG) or a so-called autogas (liquefied petroleum) can be used as hydrocarbons
Gas = LPG) oder auch Biogas eingesetzt werden. Je nach Kohlenwasserstoff liegen die Speicherdrücke typischerweise zwischen etwa 5 bar und 200 bar oder mehr, die Speichertemperaturen zwischen 113 K und Umgebungstemperatur. Ammoniak wird vorzugsweise in überwiegend flüssiger Form bei erhöhtem Druck von bis zu etwa 9 bar und bei Umgebungstemperatur im Druckbehälter gespeichert. Gas = LPG) or biogas can be used. Depending on the hydrocarbon, the storage pressures are typically between about 5 bar and 200 bar or more, the storage temperatures between 113 K and the ambient temperature. Ammonia is preferably stored in predominantly liquid form at an increased pressure of up to about 9 bar and at ambient temperature in the pressure vessel.
[0014] Entsprechend des eingesetzten, unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Kraftstoffs, ist der Verbrennungsmotor als sogenannter Gasmotor, vorzugsweise als Wasserstoffmotor ausgeführt. Bevorzugt ist generell eine Ausführung als mehrzylindriger Hubkolbenmotor, wobei in Bezug auf das Kraftstoff-Luftgemisch eine äußere Gemischbildung vorgesehen sein kann. Bei dieser wird ein zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch außerhalb eines jeweiligen Brennraums des Verbrennungsmotors gebildet und dieses dem Brennraum zugeführt. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist jedoch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Ausführung mit innerer Gemischbildung. Hierbei wird einem jeweiligen Brennraum des Verbrennungsmotors der Kraftstoff direkt zugeführt, d.h. mit einem entsprechenden Versorgungsdruck eingeblasen. According to the fuel used, which is gaseous under ambient conditions, the internal combustion engine is designed as a so-called gas engine, preferably as a hydrogen engine. An embodiment as a multi-cylinder reciprocating piston engine is generally preferred, it being possible for an external mixture formation to be provided with regard to the fuel-air mixture. In this case, an ignitable fuel-air mixture is formed outside a respective combustion chamber of the internal combustion engine and this is fed to the combustion chamber. However, in a further embodiment of the invention, an advantageous embodiment is an embodiment with internal mixture formation. In this case, the fuel is fed directly to a respective combustion chamber of the internal combustion engine, i.e. injected with a corresponding supply pressure.
[0015] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Abgasnachbehandlungssystem einen Stickoxidreduktionskatalysator auf und der Kraftstoff ist stromaufwärts des Stickoxidreduktionskatalysators dem Abgasnachbehandlungssystem zuführbar. Bei dem Stickoxidreduktionskatalysator kann es sich um einen Mager-NOx-Katalysator, einen SCR-Katalysator oder um einen Stickoxidspeicherkatalysator handeln. Vorzugsweise wird der Katalysatortyp abhängig von der Art des eingesetzten Kraftstoffs gewählt. Bei Wasserstoff als Kraftstoff ist der Einsatz eines Mager-NOx- Katalysators oder eines Stickoxidspeicherkatalysators bevorzugt. Bei Verwendung von Ammoniak als Kraftstoff ist der Einsatz eines klassischen SCR-Katalysators vorteilhaft. Ins Abgas eingebrachter Kraftstoff wird mit dem Abgasstrom ins Katalysatorinnere transportiert und reduziert an dessen katalytisch wirksamer Oberfläche im Abgas enthaltene oder im Katalysatormaterial gespeicherte Stickoxide (NOx) zu unschädlichem Stickstoff. Daneben kommt auch der Einsatz einer NOx- Falle in Betracht, bei welcher durch zugeführten Kraftstoff gespeicherte Stickoxide überwiegend freigesetzt werden. In a further embodiment of the invention, the exhaust gas aftertreatment system has a nitrogen oxide reduction catalytic converter and the fuel can be fed to the exhaust gas aftertreatment system upstream of the nitrogen oxide reduction catalytic converter. The nitrogen oxide reduction catalytic converter can be a lean NOx catalytic converter, an SCR catalytic converter or a nitrogen oxide storage catalytic converter. The type of catalyst is preferably selected depending on the type of fuel used. In the case of hydrogen as the fuel, the use of a lean NOx catalyst or a nitrogen oxide storage catalyst is preferred. When using ammonia as fuel, the use of a classic SCR catalytic converter is advantageous. Fuel introduced into the exhaust gas is transported with the exhaust gas flow into the interior of the catalytic converter and reduces nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas or stored in the catalytic converter material to harmless nitrogen on its catalytically active surface. In addition, the use of a NOx trap comes into consideration, in which nitrogen oxides stored by the fuel supplied are mainly released.
[0016] In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter unter den zweiten unteren Grenzwert das Abgasnachbehandlungssystem wenigstens zeitweise mit Kraftstoff aus dem weiteren Druckbehälter versorgt. Wie bereits erwähnt, richtet sich der zweite untere Grenzwert an die Erfordernisse betreffend die Zugabe bzw. Eindüsung des Kraftstoffs ins Abgasnachbehandlungssystem. Für diesen Anwendungsfall sind jedoch lediglich vergleichsweise niedrige Drücke von typischerweise weniger als 2 bar bis 5 bar erforderlich. Demgegenüber sind erforderliche Versorgungsdrücke zur Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff mit beispielsweise 10 bar bis zu 50 bar deutlich höher. Dementsprechend höher sind auch der erste untere Grenzwert und die im Druckbehälter verbleibende Rest-Kraftstoffmenge bei Erreichen des ersten unteren Grenzwerts. Durch Versorgung des Abgasnachbehandlungssystems mit dieser Restmenge entspringendem Kraftstoff bis maximal zum Absinken des Speicherdrucks auf den zweiten unteren Grenzwert kann die letztlich zumindest im ersten Druckbehälter verbleibende Restmenge signifikant vermindert werden. Daraus resultiert eine deutlich verbesserte Ausnutzung von in den Druckbehältern insgesamt gespeichertem Kraftstoff. In an embodiment of the method according to the invention, after the accumulator pressure in the first pressure vessel has dropped below the second lower limit value, the exhaust gas aftertreatment system is at least temporarily supplied with fuel from the further pressure vessel. As already mentioned, the second lower limit value is based on the requirements relating to the addition or injection of fuel into the exhaust gas aftertreatment system. For this application, however, only comparatively low pressures of typically less than 2 bar to 5 bar are required. In contrast, the supply pressures required to supply the internal combustion engine with fuel are significantly higher, for example 10 bar up to 50 bar. The first lower limit value and the remaining fuel quantity remaining in the pressure vessel when the first lower limit value is reached are correspondingly higher. By supplying the exhaust gas aftertreatment system with this residual amount of emerging fuel up to a maximum of the accumulator pressure dropping to the second lower limit value, the residual amount ultimately remaining at least in the first pressure vessel can be significantly reduced. This results in a significantly improved utilization of the fuel stored overall in the pressure vessels.
[0017] Ist außer dem ersten und dem weiteren Druckbehälter ein dritter Druckbehälter vorhanden, so kann nach Umschalten der Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors vom ersten auf den weiteren Druckbehälter nochmals - auf den dritten Druckbehälter - umgeschaltet werden, wenn im weiteren Druckbehälter der erste untere Grenzwert erreicht ist. Entsprechend kann das Abgasnachbehandlungssystem solange aus dem ersten oder dem weiteren Druckbehälter mit Kraftstoff versorgt werden, bis in dem weiteren Druckbehälter der zweite untere Grenzwert für den Speicherdruck erreicht wird. Danach steht dann zur Unterstützung der Abgasreinigung der dritte Druckbehälter als Kraftstoffquelle zur Verfügung. If, in addition to the first and the further pressure vessel, a third pressure vessel is present, after switching the fuel supply of the internal combustion engine from the first to the further pressure vessel again - to the third pressure vessel - can be switched when the first lower limit value is reached in the further pressure vessel . Correspondingly, the exhaust gas aftertreatment system can be supplied with fuel from the first or the further pressure vessel until the second lower limit value for the storage pressure is reached in the further pressure vessel. The third pressure vessel is then available as a fuel source to support the exhaust gas cleaning.
[0018] In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Kraftstoff einem im Abgasnachbehandlungssystem angeordneten oxidationskatalytisch wirksamen Bauteil zugeführt und in diesem un-[0018] In a further embodiment of the method, the fuel is fed to a component with an oxidation-catalytic effect arranged in the exhaust gas aftertreatment system and
ter Wärmefreisetzung wenigstens teilweise oxidiert. Auf diese Weise ist eine Aufheizung des Abgasstroms bzw. des oxidationskatalytisch wirksamen Bauteils ermöglicht. Gleiches gilt auch für stromabliegende, im Abgasnachbehandlungssystem angeordnete Bauteile. Mit dem Wärmeeintrag ins Abgas können entsprechende Bauteile rascher auf Betriebstemperatur gebracht werden bzw. auf Betriebstemperatur gehalten werden. Demgemäß ist eine Verkürzung der Warmlaufzeit und eine Ausdehnung des Betriebsbereichs des Abgasnachbehandlungssystems ermöglicht. Die Kraftstoffverbrennung im Verbrennungsmotor wird dabei vorzugsweise so eingestellt, dass ein sauerstoffhaltiges Abgas ausgestoßen wird. ter heat release at least partially oxidized. In this way, heating of the exhaust gas flow or of the component which has an oxidation-catalytic effect is made possible. The same also applies to downstream components arranged in the exhaust gas aftertreatment system. With the introduction of heat into the exhaust gas, the corresponding components can be brought to operating temperature or kept at operating temperature more quickly. Accordingly, it is possible to shorten the warm-up time and expand the operating range of the exhaust gas aftertreatment system. The fuel combustion in the internal combustion engine is preferably set so that an oxygen-containing exhaust gas is emitted.
[0019] Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens der Kraftstoff dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführt wird, wenn eine Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem unter einem vorgebbaren unteren Temperaturgrenzwert liegt. Vorzugsweise erfolgt hierbei eine Uberwachung einer weiteren Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem und der Kraftstoff wird nur dann dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführt, wenn die weitere Temperatur einen oberen Temperaturgrenzwert überschreitet. Mit der geeigneten Wahl des oberen Temperaturgrenzwerts kann sichergestellt werden, dass dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführter Kraftstoff auch tatsächlich in einem entsprechenden oxidationskatalytisch wirksamen Bauteil unter Wärmefreisetzung oxidiert werden kann. In this context, it is particularly advantageous if, in a further embodiment of the method, the fuel is supplied to the exhaust gas aftertreatment system when a temperature in the exhaust gas aftertreatment system is below a predeterminable lower temperature limit value. A further temperature in the exhaust gas aftertreatment system is preferably monitored and the fuel is only fed to the exhaust gas aftertreatment system if the further temperature exceeds an upper temperature limit value. With the appropriate selection of the upper temperature limit value, it can be ensured that fuel supplied to the exhaust gas aftertreatment system can actually be oxidized in a corresponding component with an oxidation-catalytic effect, releasing heat.
[0020] Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nichteinschränkender Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Darin zeigen: The above and other features and advantages of the invention emerge from the following description of preferred, non-limiting exemplary embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. Show in it:
[0021] Fig. 1 eine schematische Systemskizze von Verbrennungsmotor, Abgasnachbehandlungssystem und Druckbehältern des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform, und Fig. 1 is a schematic system sketch of the internal combustion engine, exhaust gas aftertreatment system and pressure vessels of the motor vehicle according to the invention according to a first advantageous embodiment, and
[0022] Fig. 2 eine schematische Systemskizze von Verbrennungsmotor, Abgasnachbehandlungssystem und Druckbehältern des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform. Fig. 2 is a schematic system sketch of the internal combustion engine, exhaust gas aftertreatment system and pressure vessels of the motor vehicle according to the invention according to a second advantageous embodiment.
[0023] Das in Fig. 1 lediglich schematisch skizzierte beispielhafte System umfasst einen Verbrennungsmotor 1, ein Abgasnachbehandlungssystem 2 sowie einen ersten Druckbehälter 3 und einen weiteren Druckbehälter 4, in denen jeweils ein Kraftstoff zum Antrieb des Verbrennungsmotors 1 unter einem im Vergleich zu Normalbedingungen erhöhten Speicherdruck gespeichert ist. Bei dem Kraftstoff handelt es sich hier um einen unter Normalbedingungen gasförmigen Brennstoff wie beispielsweise Wasserstoff, Ammoniak, Methan oder einen anderen Kohlenwasserstoff. Dementsprechend ist der Verbrennungsmotor 1 als Gasmotor ausgeführt. Bevorzugt ist eine Ausführung als mehrzylindriger Hubkolbenmotor. Dabei kann eine innere oder eine äußere Gemischbildung von Kraftstoff mit dem Verbrennungsmotor 1 zugeführter Verbrennungsluft vorgesehen sein. Wird ein in überwiegend flüssiger Form gespeicherter Kraftstoff wie Ammoniak oder Autogas eingesetzt, so ist eine äußere Gemischbildung bevorzugt, bei welcher der Kraftstoff außerhalb von Brennräumen des Verbrennungsmotors 1 mit Verbrennungsluft gemischt wird. Wird ein gasförmig gespeicherter Kraftstoff wie Wasserstoff, Erdgas (CNG) oder Biogas eingesetzt, So ist eine innere Gemischbildung bevorzugt, bei welcher dem Verbrennungsmotor 1 Kraftstoff über Einblasventile direkt in die Brennräume zuführbar ist. Brennräume und Einblasventile sind ebenso wie ein entsprechendes Luftzufuhrsystem und vorzugsweise vorgesehener Druckregler zum Einstellen eines gegenüber dem Speicherdruck von Kraftstoff im ersten Druckbehälter 3 bzw. im zweiten Druckbehälter 4 verminderten Einblasdrucks nicht gesondert dargestellt. The exemplary system sketched only schematically in Fig. 1 comprises an internal combustion engine 1, an exhaust gas aftertreatment system 2 and a first pressure vessel 3 and a further pressure vessel 4, in each of which a fuel to drive the internal combustion engine 1 under an increased storage pressure compared to normal conditions is stored. The fuel is a fuel that is gaseous under normal conditions, such as hydrogen, ammonia, methane or another hydrocarbon. Accordingly, the internal combustion engine 1 is designed as a gas engine. An embodiment as a multi-cylinder reciprocating piston engine is preferred. In this case, an internal or external mixture formation of fuel with the combustion air supplied to the internal combustion engine 1 can be provided. If a fuel stored in predominantly liquid form, such as ammonia or autogas, is used, an external mixture formation is preferred in which the fuel is mixed with combustion air outside of the combustion chambers of the internal combustion engine 1. If a fuel stored in gaseous form, such as hydrogen, natural gas (CNG) or biogas, is used, an internal mixture formation is preferred, in which the internal combustion engine 1 fuel can be fed directly into the combustion chambers via injection valves. Combustion chambers and injection valves, as well as a corresponding air supply system and preferably provided pressure regulator for setting an injection pressure which is lower than the storage pressure of fuel in the first pressure vessel 3 or in the second pressure vessel 4, are not shown separately.
[0024] Vom Verbrennungsmotor 1 bei der Kraftstoffverbrennung erzeugtes und ausgestoßenes Abgas wird dem Abgasnachbehandlungssystem 2 zugeführt und von diesem gereinigt in die Umgebung abgegeben, was durch die offenen Pfeile 5, 6 veranschaulicht ist. Das Abgasnachbehandlungssystem 2 weist einen nicht dargestellten Katalysator auf, der im Abgas enthaltene Schadstoffe wie Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und NOx insbesondere mit Hilfe von in den Druckbehältern 3, 4 enthaltenem, als Reduktionsmittel wirksamen Kraftstoff in unschädliche Bestandteile umwandeln kann. Hierzu wird Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter 3 stromaufwärts bzw. eingangsseitig über eine erste Zufuhrleitung 7 dem Katalysator zugeführt. Exhaust gas generated and emitted by the internal combustion engine 1 during fuel combustion is fed to the exhaust gas aftertreatment system 2 and released into the environment after being cleaned, which is illustrated by the open arrows 5, 6. The exhaust gas aftertreatment system 2 has a catalytic converter, not shown, which can convert pollutants such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and NOx contained in the exhaust gas into harmless components, in particular with the aid of fuel contained in the pressure vessels 3, 4 and effective as a reducing agent. For this purpose, fuel is fed from the first pressure vessel 3 upstream or on the inlet side via a first feed line 7 to the catalytic converter.
Hierfür zweckmäßigerweise vorzusehende Ventile, Druckregler und gegebenenfalls weitere Zufuhrmittel sind der Einfachheit halber ebenso nicht näher dargestellt, wie im Abgasnachbehandlungssystem 2 angeordnete Sensoren für Temperaturen und Schadstoffkomponenten wie insbesondere NOx. Valves, pressure regulators and possibly further supply means that are expediently provided for this purpose are also not shown in more detail for the sake of simplicity, as are sensors arranged in the exhaust gas aftertreatment system 2 for temperatures and pollutant components such as NOx in particular.
[0025] Eine Zufuhr des Kraftstoffs zum Antrieb des Verbrennungsmotors 1 erfolgt über eine an ein Umschaltventil 8 angeschlossene zweite Zufuhrleitung 9. Das vorzugsweise als Dreiwegeventil ausgeführte Umschaltventil 8 ist weiterhin über eine erste Auslassleitung 10 an den ersten Druckbehälter 3 und über eine zweite Auslassleitung 11 an den weiteren, zweiten Druckbehälter 4 angeschlossen. Eine Steuereinheit 12 ist über eine Steuerleitung 13 an das Umschaltventil 8 angeschlossen und kann das Umschaltventil 8 so steuern, dass Kraftstoff wahlweise entweder aus dem ersten Druckbehälter 3 oder dem weiteren Druckbehälter 4 über die erste Auslassleitung 10 oder die zweite Auslassleitung 11 und die zweite Zufuhrleitung 9 dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt wird. Alternativ können auch durchgehend getrennte und separat steuerbare Auslassleitungen vom ersten Druckbehälter 3 und vom weiteren Druckbehälter 4 bis zum Verbrennungsmotor 1 geführt sein. The fuel for driving the internal combustion engine 1 is supplied via a second supply line 9 connected to a switching valve 8 the further, second pressure vessel 4 is connected. A control unit 12 is connected to the switchover valve 8 via a control line 13 and can control the switchover valve 8 in such a way that fuel either from the first pressure vessel 3 or the further pressure vessel 4 via the first outlet line 10 or the second outlet line 11 and the second supply line 9 the internal combustion engine 1 is supplied. Alternatively, continuously separate and separately controllable outlet lines can also be routed from the first pressure vessel 3 and from the further pressure vessel 4 to the internal combustion engine 1.
[0026] Eine Auswahl des Druckbehälters, aus welchem dem Verbrennungsmotor 1 Kraftstoff zugeführt wird, erfolgt in Abhängigkeit von durch Drucksensoren 14, 15 erfasste Speicherdrücke in den Druckbehältern 3, 4, wobei die entsprechenden Drucksignale über Signalleitungen 16, 17 an die Steuereinheit 12 geleitet werden und von dieser ausgewertet werden. Die Steuereinheit 12 steuert über die Steuerleitung 13 das Umschaltventil 8 so an, dass der Verbrennungsmotor 1 vom ausgewählten Druckbehälter mit Kraftstoff versorgt wird. The pressure vessel from which the internal combustion engine 1 fuel is supplied is selected as a function of accumulator pressures in the pressure vessels 3, 4 detected by pressure sensors 14, 15, the corresponding pressure signals being passed to the control unit 12 via signal lines 16, 17 and evaluated by it. The control unit 12 controls the switching valve 8 via the control line 13 in such a way that the internal combustion engine 1 is supplied with fuel from the selected pressure vessel.
[0027] Nachfolgend wird unter weiterem Bezug auf Fig. 1 auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs bzw. des dargestellten Systems eingegangen. The operation of the motor vehicle or of the system shown is discussed below with further reference to FIG. 1.
[0028] Ausgehend von mit einem Nenndruck voll befüllten Druckbehältern 3, 4 wird zum Betrieb des Verbrennungsmotors 1 diesem durch entsprechende Betätigung des Umschaltventils 8 Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter 3 zugeführt. Dabei wird der Kraftstoff vorzugsweise vom Nenndruck bzw. vom aktuellen Speicherdruck auf einen vorgesehenen, demgegenüber verminderten Zuführdruck reduziert. Vorzugsweise erfolgt die Verbrennung des Kraftstoffs im Verbrennungsmotor 1 überwiegend oder zumindest zeitweise mit Luftüberschuss. Bei der Kraftstoffverbrennung entstehendes Abgas wird dem Abgasnachbehandlungssystem 2 zugeführt. Starting from pressure vessels 3, 4 fully filled with a nominal pressure, fuel from the first pressure vessel 3 is supplied to the internal combustion engine 1 by actuating the switching valve 8 accordingly. In this case, the fuel is preferably reduced from the nominal pressure or from the current storage pressure to an intended, in contrast, reduced supply pressure. The combustion of the fuel in the internal combustion engine 1 preferably takes place predominantly or at least temporarily with excess air. Exhaust gas produced during fuel combustion is fed to exhaust gas aftertreatment system 2.
[0029] Durch einen im Abgasnachbehandlungssystem 2 angeordneten und von Abgas durchströmten Katalysator werden im Abgas enthaltene Schadstoffe wenigstens teilweise entfernt und das Abgas somit gereinigt. Zur Durchführung bzw. Unterstützung der Abgasreinigung wird dem Abgasnachbehandlungssystem 2 bzw. dem Katalysator wenigstens zeitweise Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter 3 dosiert zugeführt. Vorzugsweise erfolgt auch hier eine Druckreduktion des Kraftstoffs vom Nenndruck bzw. vom aktuellen Speicherdruck im ersten Druckbehälter 3 auf einen vorgesehenen Dosierdruck. By means of a catalyst arranged in the exhaust gas aftertreatment system 2 and through which exhaust gas flows, pollutants contained in the exhaust gas are at least partially removed and the exhaust gas is thus cleaned. In order to carry out or support the exhaust gas purification, fuel from the first pressure vessel 3 is at least intermittently fed to the exhaust gas aftertreatment system 2 or the catalytic converter. Here, too, there is preferably a pressure reduction of the fuel from the nominal pressure or from the current storage pressure in the first pressure vessel 3 to a prescribed metering pressure.
[0030] Es ist insbesondere vorgesehen, dass bei der Abgasreinigung im Abgas enthaltenes NOx mit Hilfe des als Reduktionsmittel wirkenden zugeführten Kraftstoffs zu Stickstoff reduziert wird. Hierzu ist der Katalysator vorzugsweise als Stickoxidreduktionskatalysator ausgebildet. Dabei kann es sich um einen selektiven NOx- Reduktionskatalysator wie einen Mager-NOx-Katalysator handeln, der NOx auch bei Sauerstoffüberschuss durch eine selektive NOx-Reduktion katalysieren kann. Es kann jedoch auch ein NOx-Speicherkatalysator vorgesehen sein, welcher NOx bei mageren Bedingungen einspeichern kann. Eine Zufuhr von Kraftstoff erfolgt in diesem Fall vorzugsweise dann, wenn eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators vorgesehen ist, bei welcher eingespeichertes NOx freigesetzt und reduziert wird. Es kann auch vorgesehen sein zur Erwärmung oder zur Aufrechterhaltung einer Betriebstemperatur einer Komponente des Abgasnachbehandlungssystems 2 diesem Kraftstoff insbesondere eingangsseitig eines oxidationskatalytisch wirksamen Bauteils zuzuführen. Eine bedarfsgerechte Zufuhr von Kraftstoff zum Abgasnachbehandlungssystem 2 erfolgt jedenfalls zweckmäßigerweise sensorgesteuert durch Auswertung der Signale von Sensoren für Abgaskomponenten und Temperaturen im Abgasnachbehandlungssystem 2. It is provided in particular that NOx contained in the exhaust gas during the exhaust gas purification is reduced to nitrogen with the aid of the supplied fuel acting as a reducing agent. For this purpose, the catalytic converter is preferably designed as a nitrogen oxide reduction catalytic converter. This can be a selective NOx reduction catalytic converter such as a lean NOx catalytic converter, which can catalyze NOx even when there is an excess of oxygen by means of a selective NOx reduction. However, a NOx storage catalytic converter can also be provided which can store NOx under lean conditions. In this case, fuel is preferably supplied when a regeneration of the NOx storage catalytic converter is provided in which stored NOx is released and reduced. It can also be provided for heating or for maintaining an operating temperature of a component of the exhaust gas aftertreatment system 2 to supply this fuel, in particular on the input side of a component with an oxidation-catalytic effect. A needs-based supply of fuel to the exhaust gas aftertreatment system 2 is in any case expediently sensor-controlled by evaluating the signals from sensors for exhaust gas components and temperatures in the exhaust gas aftertreatment system 2.
[0031] Durch Entnahme von Kraftstoff zur Verbrennung im Verbrennungsmotor 1 und/oder zur Unterstützung der Abgasreinigung im Abgasnachbehandlungssystem 2 nimmt der Speicherdruck im ersten Druckbehälter 3 im Laufe der Zeit ab. Ist er auf bzw. unter einen für die Zufuhr zum Verbrennungsmotor 1 erforderlichen Mindestdruck abgesunken, kann der Verbrennungsmotor 1 nicht mehr ordnungsgemäß mit aus dem ersten Druckbehälter bezogenem Kraftstoff betrieben werden. Es ist daher vorgesehen, dass der Speicherdruck im ersten Druckbehälter 3 durch Auswertung des vom Drucksensor 14 bereitgestellten Signals durch die Steuereinheit 12 laufend überwacht wird. Wird festgestellt, dass ein für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 maßgeblicher erster unterer Grenzwert erreicht bzw. unterschritten wird, so betätigt die Steuereinheit 12 das Umschaltventil 8 derart, dass dem Verbrennungsmotor 1 Kraftstoff aus dem zu diesem Zeitpunkt noch zumindest annähernd voll befüllten weiteren Druckbehälter 4 zugeführt wird. Die bedarfsgerechte Zufuhr von Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter 3 zum Abgasnachbehandlungssystem 2 kann unverändert bestehen bleiben, weil der erste untere Grenzwert für den Speicherdruck typischerweise deutlich höher als der erforderliche Dosierdruck zum Einbringen des Kraftstoffs in das Abgasnachbehandlungssystem 2 ist. Der erforderliche Dosierdruck ist vorzugsweise als zweiter unterer Grenzwert in der Steuereinheit 12 abgespeichert. Sofern der Speicherdruck im ersten Druckbehälter 3 den zweiten unteren Grenzwert nicht unterschreitet, wird daher das Abgasnachbehandlungssystem 2 mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter 3 versorgt. By removing fuel for combustion in the internal combustion engine 1 and / or to support the exhaust gas cleaning in the exhaust gas aftertreatment system 2, the storage pressure in the first pressure vessel 3 decreases over time. If it has fallen to or below a minimum pressure required for the supply to the internal combustion engine 1, the internal combustion engine 1 can no longer be operated properly with fuel drawn from the first pressure vessel. It is therefore provided that the storage pressure in the first pressure vessel 3 is continuously monitored by the control unit 12 by evaluating the signal provided by the pressure sensor 14. If it is determined that a first lower limit value, which is decisive for the proper operation of the internal combustion engine 1, is reached or undershot, the control unit 12 actuates the switchover valve 8 in such a way that the internal combustion engine 1 receives fuel from the further pressure vessel 4, which is at least approximately fully filled at this point in time is fed. The need-based supply of fuel from the first pressure vessel 3 to the exhaust gas aftertreatment system 2 can remain unchanged because the first lower limit value for the storage pressure is typically significantly higher than the required metering pressure for introducing the fuel into the exhaust gas aftertreatment system 2. The required metering pressure is preferably stored as a second lower limit value in the control unit 12. If the storage pressure in the first pressure vessel 3 does not fall below the second lower limit value, the exhaust gas aftertreatment system 2 is therefore supplied with fuel from the first pressure vessel 3.
[0032] Vorzugsweise sind Größen und damit die Kraftstoffspeicherkapazitäten des ersten Druckbehälters 3 und des weiteren Druckbehälters 4 so gewählt, dass die bei Umschalten der Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors 1 vom ersten Druckbehälter 3 auf den weiteren Druckbehälter 4 im ersten Druckbehälter 3 noch vorhandene Kraftstoffrestmenge eine zumindest ebenso lange Nutzungsdauer zur bedarfsgerechten Abgasreinigung ermöglicht wie die Nutzungsdauer, die sich aus nutzbarer Füllmenge im weiteren Druckbehälter 4 und anzunehmendem Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 1 ergibt. In diesem Fall ist es, wie in Fig. 1 dargestellt, nicht erforderlich Umschaltmittel vorzusehen, mit welchen die Versorgung des Abgasnachbehandlungssystems 2 mit Kraftstoff vom ersten Druckbehälter 3 auf den weiteren Druckbehälter 4 umgeschaltet werden kann. Gleichwohl ist dies jedoch ebenfalls möglich. Bei einer dementsprechenden Ausführungsform wird das Abgasnachbehandlungssystem 2 bis zum Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter 3 auf den zweiten unteren Grenzwert bedarfsgerecht mit Kraftstoff aus diesem versorgt. Wird der zweite untere Grenzwert im ersten Druckbehälter 3 erreicht, wird dann auf die Versorgung des Abgasnachbehandlungssystems 2 mit Kraftstoff aus dem weiteren Druckbehälter 4 umgeschaltet. Preferably, sizes and thus the fuel storage capacities of the first pressure vessel 3 and the further pressure vessel 4 are chosen so that the fuel remaining when switching the fuel supply of the internal combustion engine 1 from the first pressure vessel 3 to the further pressure vessel 4 in the first pressure vessel 3 is at least the same A long service life for needs-based exhaust gas cleaning is made possible, as is the service life resulting from the usable fill quantity in the further pressure vessel 4 and the assumed fuel consumption of the internal combustion engine 1. In this case, as shown in FIG. 1, it is not necessary to provide switching means with which the supply of the exhaust gas aftertreatment system 2 with fuel can be switched from the first pressure vessel 3 to the further pressure vessel 4. However, this is also possible. In a corresponding embodiment, the exhaust gas aftertreatment system 2 is supplied with fuel from this as required until the storage pressure in the first pressure vessel 3 drops to the second lower limit value. If the second lower limit value is reached in the first pressure vessel 3, a switch is made to the supply of the exhaust gas aftertreatment system 2 with fuel from the further pressure vessel 4.
Es wird noch angemerkt, dass die Druckbehälter 3, 4 auch mit jeweiligen separaten Auslassleitungen direkt mit dem Verbrennungsmotor 1 und dem Abgasnachbehandlungssystem 2 verbunden sein können. Eine Umschaltung der Versorgung des Verbrennungsmotors 1 und des Abgasnachbehandlungssystems 2 vom ersten Druckbehälter 3 auf den weiteren Druckbehälter 4 kann dann durch entsprechend betätigt Ventile in den Auslassleitungen erfolgen. It should also be noted that the pressure vessels 3, 4 can also be connected directly to the internal combustion engine 1 and the exhaust gas aftertreatment system 2 with respective separate outlet lines. The supply of the internal combustion engine 1 and the exhaust gas aftertreatment system 2 can then be switched from the first pressure vessel 3 to the further pressure vessel 4 by appropriately actuated valves in the outlet lines.
[0033] Generell ist es jedenfalls bevorzugt, wenn bei gegebener Kraftstoff-Gesamtspeicherkapazität von erstem und weiterem Druckbehälter, das Verhältnis von Kraftstoff-Einzelspeicherkapazität des ersten Druckbehälters 3 zu Kraftstoff-Einzelspeicherkapazität des weiteren Druckbehälters 4 in Abhängigkeit der Werte von erstem unteren Grenzwert und zweitem unteren Grenzwert für den Speicherdruck gewählt wird. Das Verhältnis der Druckbehältergrößen ist somit vorzugsweise abhängig von erstem und zweitem unteren Grenzwert für den Speicherdruck. Erster Druckbehälter 3 und weiterer Druckbehälter 4 können somit unterschiedliche Größen bzw. KraftstoffEinzelspeicherkapazitäten aufweisen. Dadurch ist eine besonders hohe Ausnutzung der Kraftstoff-Gesamtspeicherkapazität ermöglicht. In general, it is in any case preferred if, for a given total fuel storage capacity of the first and further pressure vessels, the ratio of the individual fuel storage capacity of the first pressure vessel 3 to the individual fuel storage capacity of the further pressure vessel 4 as a function of the values of the first lower limit value and the second lower limit value Limit value for the accumulator pressure is selected. The ratio of the pressure vessel sizes is thus preferably dependent on the first and second lower limit values for the storage pressure. The first pressure vessel 3 and the further pressure vessel 4 can thus have different sizes or individual fuel storage capacities. This enables a particularly high utilization of the total fuel storage capacity.
[0034] In Fig. 2 ist ein dem in Fig. 1 ähnliches System dargestellt, wobei die entsprechenden Bauteile, soweit sie mit den Teilen von Fig. 1 übereinstimmen, durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Aufgrund der Ähnlichkeit mit dem in Fig. 1 dargestellten System wird nachfolgend lediglich auf diesbezügliche Unterschiede eingegangen. In Fig. 2 a system similar to that in Fig. 1 is shown, the corresponding components, insofar as they correspond to the parts of Fig. 1, are identified by the same reference numerals. Due to the similarity with the system shown in FIG. 1, only differences in this regard will be discussed below.
[0035] Das in Fig. 2 dargestellte System weist zusätzlich zu dem ersten und dem weiteren Druck-The system shown in FIG. 2 has, in addition to the first and the further pressure
behälter 3, 4 einen noch weiteren, dritten Druckbehälter 20 für unter erhöhtem Druck gespeicherten Kraftstoff auf. Mittels über Steuerleitungen 27, 28, 29 an die Steuereinheit 12 angeschlossene Schaltventile 24, 25, 26 kann Kraftstoff aus einem jeweiligen Druckbehälter 3, 4, 20 dem Verbrennungsmotor 1 bzw. dem Abgasnachbehandlungssystem 2 zugeführt werden. Hierfür sind die Druckbehälter 3, 4, 20 über jeweilige Auslassleitungen 21, 22, 23 fluidtechnisch mit einem der Schaltventile 24, 25, 26 verbunden. Die Schaltventile 24, 25, 26 können den von einem Druckbehälter bezogenen Kraftstoff in eine erste Sammelleitung 32 und eine zweite Sammelleitung 33 abgeben. Vorliegend wird das Abgasnachbehandlungssystem 2 über die an die erste Sammelleitung 32 angeschlossene erste Zufuhrleitung 7 mit Kraftstoff versorgt. Der Verbrennungsmotor 1 wird über die an die zweite Sammelleitung 33 angeschlossene zweite Zufuhrleitung 9 mit Kraftstoff versorgt. container 3, 4 yet another, third pressure vessel 20 for fuel stored under increased pressure. By means of switching valves 24, 25, 26 connected to the control unit 12 via control lines 27, 28, 29, fuel can be fed from a respective pressure vessel 3, 4, 20 to the internal combustion engine 1 or the exhaust gas aftertreatment system 2. For this purpose, the pressure vessels 3, 4, 20 are fluidically connected to one of the switching valves 24, 25, 26 via respective outlet lines 21, 22, 23. The switching valves 24, 25, 26 can discharge the fuel drawn from a pressure vessel into a first collecting line 32 and a second collecting line 33. In the present case, the exhaust gas aftertreatment system 2 is supplied with fuel via the first supply line 7 connected to the first collecting line 32. The internal combustion engine 1 is supplied with fuel via the second supply line 9 connected to the second collecting line 33.
[0036] Eine Auswahl des Druckbehälters, aus welchem dem Verbrennungsmotor 1 bzw. dem Abgasnachbehandlungssystem 2 Kraftstoff zugeführt wird, erfolgt in Abhängigkeit von durch Drucksensoren 14, 15, 30 erfasste Speicherdrücke in den Druckbehältern 3, 4, 20, wobei die entsprechenden Drucksignale über Signalleitungen 16, 17, 31 an die Steuereinheit 12 geleitet werden und von dieser ausgewertet werden. Die Steuereinheit 12 steuert über die Steuerleitungen 27, 28, 29 die Schaltventile 24, 25, 26 in Abhängigkeit der erfassten Speicherdrücke entsprechend an. A selection of the pressure vessel, from which the internal combustion engine 1 or the exhaust gas aftertreatment system 2 fuel is supplied, takes place as a function of the pressure sensors 14, 15, 30 recorded storage pressures in the pressure vessels 3, 4, 20, the corresponding pressure signals via signal lines 16, 17, 31 are passed to the control unit 12 and are evaluated by it. The control unit 12 controls the switching valves 24, 25, 26 via the control lines 27, 28, 29 as a function of the accumulator pressures recorded.
[0037] Nachfolgend wird auf eine bevorzugte Betriebsweise des in Fig. 2 dargestellten Systems eingegangen. A preferred mode of operation of the system shown in FIG. 2 is discussed below.
[0038] Ausgehend von mit einem Nenndruck voll befüllten oder zumindest mit einem über dem ersten unteren Grenzwert liegenden Speicherdruck befüllten Druckbehältern 3, 4, 20 werden der Verbrennungsmotor 1 und das Abgasnachbehandlungssystem 2 bedarfsgerecht durch Betätigung des Schaltventils 24 mit Kraftstoff aus dem ersten Druckbehälter 3 versorgt. Dabei wird der Kraftstoff vorzugsweise vom Nenndruck bzw. vom aktuellen Speicherdruck auf einen vorgesehenen, demgegenüber verminderten jeweiligen Zuführdruck reduziert. Die dem weiteren Druckbehälter 4 und dem dritten Druckbehälter 20 zugeordneten Schaltventile 25, 26 bleiben geschlossen. Wird von der Steuereinheit 12 ein Absinken des Speicherdrucks im ersten Druckbehälter 3 auf bzw. unter den ersten unteren Grenzwert festgestellt, so wird die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors 1 vom ersten Druckbehälter 3 auf den weiteren Druckbehälter 4 umgestellt. Hierzu werden die Schaltventile 24, 25 entsprechend betätigt. Das dem dritten Druckbehälter 20 zugeordnete Schaltventil 26 bleibt geschlossen. On the basis of pressure vessels 3, 4, 20 which are fully filled with a nominal pressure or at least filled with a storage pressure above the first lower limit value, the internal combustion engine 1 and the exhaust gas aftertreatment system 2 are supplied with fuel from the first pressure vessel 3 as required by actuating the switching valve 24 . In this case, the fuel is preferably reduced from the nominal pressure or from the current storage pressure to an intended, in contrast reduced, respective supply pressure. The switching valves 25, 26 assigned to the further pressure vessel 4 and the third pressure vessel 20 remain closed. If the control unit 12 detects a drop in the storage pressure in the first pressure vessel 3 to or below the first lower limit value, the fuel supply of the internal combustion engine 1 is switched from the first pressure vessel 3 to the further pressure vessel 4. For this purpose, the switching valves 24, 25 are actuated accordingly. The switching valve 26 assigned to the third pressure vessel 20 remains closed.
[0039] Fällt auch im weiteren Druckbehälter 4 der Speicherdruck auf bzw. unter den ersten unteren Grenzwert ab, so wird die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors 1 vom weiteren Druckbehälter 4 auf den dritten Druckbehälter 20 umgestellt. Hierzu werden die Schaltventile 25, 26 entsprechend betätigt. If the storage pressure in the further pressure vessel 4 also falls to or below the first lower limit value, the fuel supply to the internal combustion engine 1 is switched from the further pressure vessel 4 to the third pressure vessel 20. For this purpose, the switching valves 25, 26 are actuated accordingly.
[0040] Die bedarfsweise Kraftstoffversorgung des Abgasnachbehandlungssystems 2 aus dem ersten Druckbehälter 3 bleibt solange aufrechterhalten, bis der Speicherdruck im ersten Druckbehälter 3 auf bzw. unter den zweiten unteren Grenzwert sinkt. Wird dies von der Steuereinheit festgestellt, so wird durch entsprechende Betätigung der Schaltventile 24, 25 die Kraftstoffversorgung des Abgasnachbehandlungssystems 2 vom ersten Druckbehälter 3 auf den weiteren Druckbehälter 4 umgeschaltet. The fuel supply of the exhaust gas aftertreatment system 2 from the first pressure vessel 3 as required is maintained until the storage pressure in the first pressure vessel 3 falls to or below the second lower limit value. If this is determined by the control unit, the fuel supply of the exhaust gas aftertreatment system 2 is switched from the first pressure vessel 3 to the further pressure vessel 4 by appropriate actuation of the switching valves 24, 25.
[0041] Sollte beim weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs auch im weiteren Druckbehälter 4 der Speicherdruck auf bzw. unter den zweiten unteren Grenzwert absinken, so wird die Kraftstoffversorgung des Abgasnachbehandlungssystems 2 durch Betätigung der Schaltventile 25, 26 vom weiteren Druckbehälter 4 auf den dritten Druckbehälter 20 umgestellt. If, during further operation of the motor vehicle, the storage pressure in the further pressure vessel 4 should also drop to or below the second lower limit value, the fuel supply to the exhaust gas aftertreatment system 2 is switched from the further pressure vessel 4 to the third pressure vessel 20 by actuating the switching valves 25, 26 .
[0042] Durch die die oben erläuterte Ausführung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und der geschilderte Betriebsweise ist eine verbesserte Ausnutzung der vorhandenen Kraftstoffspeicherkapazität und damit eine vergrößerte Reichweite des Kraftfahrzeugs ermöglicht. The above-explained embodiment of the motor vehicle according to the invention and the described mode of operation enable improved utilization of the existing fuel storage capacity and thus an increased range of the motor vehicle.
[0043] Es wird noch angemerkt, dass auch für die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform mit drei Druckbehältern die Leitungsführung zur Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors 1 und des It should also be noted that for the embodiment shown in Fig. 2 with three pressure vessels, the line routing for the fuel supply of the internal combustion engine 1 and the
Abgasnachbehandlungssystems 2 und die hierfür vorgesehenen Umschaltmittel anders gestaltet werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können Verbrennungsmotor 1 und Abgasnachbehandlungssystem 2 jeweils direkt mit separaten Kraftstoffleitungen mit den Druckbehältern 3, 4, 20 verbunden werden. Eine Leitungszusammenführung kann auch im Verbrennungsmotor 1 bzw. im Abgasnachbehandlungssystem vorgesehen sein. Exhaust aftertreatment system 2 and the switching means provided for this purpose can be designed differently without departing from the scope of the invention. For example, internal combustion engine 1 and exhaust gas aftertreatment system 2 can each be connected directly to pressure vessels 3, 4, 20 using separate fuel lines. A line junction can also be provided in the internal combustion engine 1 or in the exhaust gas aftertreatment system.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
1 Verbrennungsmotor 1 internal combustion engine
2 Abgasnachbehandlungssystem 3 Erster Druckbehälter 2 Exhaust aftertreatment system 3 First pressure vessel
4 Weiterer Druckbehälter 5,6 Offener Pfeil 4 Another pressure vessel 5,6 Open arrow
7 Erste Zufuhrleitung 7 First supply line
8 Umschaltventil 8 changeover valve
9 Zweite Zufuhrleitung 9 Second supply line
10 Erste Auslassleitung 10 First outlet line
11 Zweite Auslassleitung 12 Steuereinheit 11 Second outlet line 12 Control unit
13 Steuerleitung 13 control line
14, 15, 30 Drucksensoren 14, 15, 30 pressure sensors
16, 17,31 Signalleitungen 16, 17.31 signal lines
20 Dritter Druckbehälter 21, 22,23 Auslassleitungen 20 Third pressure vessel 21, 22, 23 outlet lines
24, 25, 26 Schaltventile 24, 25, 26 switching valves
27, 28, 29 Steuerleitungen 27, 28, 29 control lines
32 Erste Sammelleitung 32 First manifold
33 Zweite Sammelleitung 33 Second manifold
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA50240/2020A AT523408B1 (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle |
DE102021107306.5A DE102021107306A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-03-24 | Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA50240/2020A AT523408B1 (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
AT523408B1 true AT523408B1 (en) | 2021-08-15 |
AT523408A4 AT523408A4 (en) | 2021-08-15 |
Family
ID=77411364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ATA50240/2020A AT523408B1 (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT523408B1 (en) |
DE (1) | DE102021107306A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102023106161A1 (en) | 2023-03-13 | 2024-09-19 | Voith Patent Gmbh | Fuel system for installation in a gas-powered vehicle and method for controlling such a fuel system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2112363A2 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-28 | Volkswagen AG | Gas tank emptying system for emptying gas pressure containers |
US20140174404A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Caterpillar Inc. | Fuel system |
DE102017213523A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Pressure vessel system with a pressure compensation device |
-
2020
- 2020-03-24 AT ATA50240/2020A patent/AT523408B1/en active
-
2021
- 2021-03-24 DE DE102021107306.5A patent/DE102021107306A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2112363A2 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-28 | Volkswagen AG | Gas tank emptying system for emptying gas pressure containers |
US20140174404A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Caterpillar Inc. | Fuel system |
DE102017213523A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Pressure vessel system with a pressure compensation device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102023106161A1 (en) | 2023-03-13 | 2024-09-19 | Voith Patent Gmbh | Fuel system for installation in a gas-powered vehicle and method for controlling such a fuel system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102021107306A1 (en) | 2021-09-30 |
AT523408A4 (en) | 2021-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0961876B1 (en) | Method for running a diesel engine | |
EP2029869B1 (en) | Bivalent internal combustion engine and method of operating a bivalent internal combustion engine | |
DE112011100576T5 (en) | Vehicle integrated nitric oxide aftertreatment system | |
DE102009040787A1 (en) | Controlling reductant slip in an internal combustion engine | |
EP3572634B1 (en) | Method and device for treating the waste gas produced by a combustion engine | |
DE10121609A1 (en) | Control device and method for setting a control device which can be retrofitted, with which an internal combustion engine operated with liquid fuel is controlled after switching over to operation with gaseous fuel | |
DE112015005943T5 (en) | fuel reformer | |
DE102013013063A1 (en) | A method of operating an automotive internal combustion engine with an exhaust particulate filter | |
EP2358985A1 (en) | Method for operating a diesel engine having an exhaust gas cleaning system comprising a nitrogen oxide storage catalytic converter | |
AT523408B1 (en) | Motor vehicle and method for operating such a motor vehicle | |
WO2012072184A1 (en) | Internal combustion engine arrangement for a motor vehicle and method for operating such an internal combustion engine arrangement | |
DE102018001923A1 (en) | Method for operating a gasoline engine, in particular a motor vehicle, and motor vehicle | |
DE102017207833B3 (en) | Water injection system for an internal combustion engine | |
WO2001018367A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
DE102008052988B4 (en) | Method and apparatus for controlling exhaust aftertreatment | |
DE102017222142B4 (en) | Exhaust system with particulate filter device and method of operation | |
DE102019101786A1 (en) | Method and system for regenerating a gasoline particulate filter in a vehicle drive system | |
DE10005909A1 (en) | Apparatus for regenerating, heating and desulfurizing a nitrogen oxides storage catalyst of an internal combustion engine comprises using a regeneration agent which is passed through the tank ventilating system and into exhaust gas stream | |
WO2011101394A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine having two different fuels | |
DE102009003738A1 (en) | Exhaust gas purifying system for diesel engine of vehicle, has air supply device with sensor attached to air supply line of burner and air source opened at flow side in air supply line for supplying ambient air into air supply line | |
DE10229483A1 (en) | Metering device and method for supplying additive to a fuel | |
EP3599356B1 (en) | Device for a combustion engine with an add-on valve unit | |
DE102016219152A1 (en) | Internal combustion engine for a bifuel motor vehicle | |
WO2016113045A1 (en) | Exhaust gas aftertreatment system | |
WO2020193281A1 (en) | Method and apparatus for regenerating a coated particle filter in the exhaust tract of a gasoline-operated motor vehicle |