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Die
Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungseinrichtung zum Behandeln
von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit
einer Abgasbehandlungseinheit, welche einen von Abgas durchströmbaren,
mittels einer Heizeinrichtung beheizbaren Grundkörper umfasst.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln
von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine.
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Die
DE 693 06 774 T2 beschreibt
eine Abgasbehandlungseinrichtung zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine.
Hierbei weist eine Abgasbehandlungseinheit einen keramischen Grundkörper
auf, welcher von Abgas durchströmbar ist. Zum Beheizen
eines Eintrittsbereichs des Grundkörpers ist ein flacher,
durch elektrischen Strom erhitzbarer Drahtstreifen vorgesehen, welcher
in eingangsseitigen Nuten des Grundkörpers aufgenommen
ist. Durch Beaufschlagen des Drahtstreifens mit elektrischem Strom
wird der Eingangsbereich des Grundkörpers nach einer Inbetriebnahme
der Verbrennungskraftmaschine rascher erhitzt, als dies mittels
des von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgases alleine
der Fall wäre. Eine erhöhte katalytische Aktivität
der Abgasbehandlungseinheit ist dadurch rascher erreichbar.
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Als
nachteilig bei einer derartigen Abgasbehandlungseinrichtung ist
der Umstand anzusehen, dass die Heizeinrichtung nur ein eingeschränktes
Erhöhen der katalytischen Aktivität der Abgasbehandlungseinheit
ermöglicht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abgasbehandlungseinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein besonders wirksames
Erhöhen einer Temperatur der Abgasbehandlungseinheit ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Abgasbehandlungseinrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung
zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit
einer Abgasbehandlungseinheit, welche einen von Abgas durchströmbaren,
mittels einer Heizeinrichtung beheizbaren Grundkörper umfasst,
ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung ein von dem Grundkörper
im Querschnitt allseitig umschlossenes Heizgitter umfasst. Durch
das im Querschnitt allseitige Einbetten des Heizgitters in den Grundkörper
ist ein Strömungswiderstand des von dem Abgas durchströmbaren
Grundkörpers trotz Vorsehen der Heizeinrichtung unverändert.
Des Weiteren ist durch Beaufschlagen des Heizgitters mit elektrischem
Strom ein besonders wirksames Erhitzen des das Heizgitter im Querschnitt
allseitig umgebenden Grundkörpers ermöglicht.
Dadurch ist eine Temperatur der Abgasbehandlungseinheit besonders
wirksam zu erhöhen.
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Ist
die Abgasbehandlungseinheit als Katalysator ausgebildet, so trägt
die Heizeinrichtung durch rascheres Erzielen einer Betriebstemperatur
der Abgasbehandlungseinheit zu einem rascheren Erreichen einer höheren
katalytischen Aktivität des Katalysators bei. Durch ein
besonders weit gehendes Umsetzen der Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine
in der Abgasbehandlungseinrichtung sind so die Schadstoffemissionen
des Kraftfahrzeugs verminderbar.
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Im
Vergleich zu einem Erhöhen einer Wärmefreisetzung
der Verbrennungskraftmaschine mittels eines vergleichsweise kraftstoffreichen
Mischungsverhältnisses beim Aufheizen der Abgasbehandlungseinheit
mit Abgas, etwa infolge eines Einstellens eines Luftverhältnisses
von eins, sind somit Kraftstoffeinsparungen und Verringerungen von
Kohlendioxid-Emissionen erzielbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch
ein Verfahren zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs gelöst, bei welchem der Grundkörper
mittels eines von dem Grundkörper im Querschnitt allseitig
umschlossenen Heizgitters der Heizeinrichtung beheizt wird.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche
Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht von eine Heizeinrichtung aufweisenden Grundkörpern
für eine Abgasbehandlungseinheit gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel eines eine Heizeinrichtung
aufweisenden Grundkörpers für eine Abgasbehandlungseinheit;
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3 eine
teilweise geschnittene Perspektivansicht einer Abgasbehandlungseinrichtung,
welche eine Mehrzahl von Abgasbehandlungseinheiten aufweist; und
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4 eine
schematische Prinzipskizze einer Abgasbehandlungseinrichtung.
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1 zeigt
vier Grundkörper 10 in perspektivischer Ansicht,
welche in einer Abgasbehandlungseinheit, etwa in einem in 4 schematisch
gezeigten SCR-Katalysator 12 (SCR = Selective Catalytic Reduction,
selektive katalytische Reduktion), anordenbar sind.
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Die
vier in 1 beispielhaft gezeigten Grundkörper 10 sind
in ihrer Längsrichtung von Abgas durchströmbar.
Diese der Strömungsrichtung des Abgases entsprechende Längsrichtung
ist in 1 durch einen Pfeil 14 dargestellt. Die
Grundkörper 10 sind im Querschnitt kreiszylindrisch
ausgebildet und bestehen aus einem keramischen Material. Die vier
jeweils unterschiedliche Längen aufweisenden kreiszylindrischen
Grundkörper 10 können mit wenigstens
einer katalytisch wirksamen Substanz beschichtet sein.
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Einer
der Grundkörper 10 weist gemäß 1 eine
Heizeinrichtung 16 auf, mittels welcher der Grundkörper 10 elektrisch
beheizbar ist. Die Heizeinrichtung 16 umfasst ein Heizgitter 18,
welches durch eine Mehrzahl von einander parallelen Heizdrähten 20 gebildet
ist. Von den Heizdrähten 20 sind in 1 der Übersichtlichkeit
halber lediglich zwei Heizdrähte 20 dargestellt,
welche sich in der Strömungsrichtung des Abgases durch
den Grundkörper 10 erstreckend angeordnet sind.
Die Heizdrähte 20 verlaufen also parallel zu der
in 1 durch den Pfeil 14 veranschaulichten
Strömungsrichtung des Abgases durch den Grundkörper 10.
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Das
Heizgitter 18 ist im Bereich des Grundkörpers 10 von
diesem im Querschnitt allseitig umschlossen ausgebildet. Beim Beaufschlagen
der Heizeinrichtung 16 mit elektrischem Strom ist somit
der Grundkörper 10 besonders wirksam beheizbar.
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Durch
Beheizen des Grundkörpers 10 mittels der Heizeinrichtung 16 wird – sofern
vorhanden – auch die katalytisch wirksame Substanz erhitzt
und somit deren katalytische Aktivität erhöht.
Ebenso kann jedoch der Grundkörper 10 selbst katalytisch wirksam
sein und seine katalytisch wirksamem Aktivität durch Aufheizen
mittels der Heizeinrichtung 16 erhöht werden.
Des Weiteren ist es vorstellbar, dass der Grundkörper 10 ein
Filterkörper eines Partikelfilters – insbesondere
eines Dieselpartikelfilters – ist, welcher mittels der
Heizeinrichtung 16, etwa zum Regenerieren des Partikelfilters,
beheizbar ist.
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Gemäß 1 weist
der Grundkörper 10 stirnseitig ein Abschlussgitter 22 auf.
Eine Maschenweite des Abschlussgitters 22 ist hierbei so
gewählt, dass die Größe einer Masche
einer Größe eines in dem Grundkörper 10 ausgebildeten,
insbesondere in 2 dargestellten Kanals 24 entspricht.
Hierbei liegt ein Knotenpunkt 26, in welchem sich Heizdrähte des
Abschlussgitters 22 kreuzen, in einem Eckbereich 28 einer
Begrenzungswand 30 des in 2 gezeigten,
von dem Abgas durchströmbaren Kanals 24.
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Von
den Knotenpunkten 26 des Abschlussgitters 22,
welches der Übersichtlichkeit halber in 2 nicht
gezeigt ist, erstrecken sich die zueinander parallelen Heizdrähte 20 des
Heizgitters 18 in Längsrichtung durch den Grundkörper 10. Über
das Abschlussgitter 22 sind die in Längsrichtung
durch den Grundkörper 10 sich erstreckend angeordneten Heizdrähte 20 des
Heizgitters 18 zum Versorgen mit elektrischem Strom kontaktierbar.
Auf einer rückwärtigen Stirnseite des Grundkörpers 10 ist
ein zweites, dem vorliegend gezeigten Abschlussgitter 22 analoges
Abschlussgitter vorgesehen mittels welchem die rückwärtigen
Enden der Heizdrähte 20 zum Versorgen mit elektrischem
Strom kontaktierbar sind.
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Im
Gegensatz zu den in 1 gezeigten Grundkörpern 10 weist
der in 2 gezeigte Grundkörper 10 eine
im Querschnitt quadratische Gestalt auf. Ebenso sind die den Grundkörper 10 in
Längsrichtung durchziehenden Kanäle 24 quadratisch
ausgebildet. Selbstverständlich sind abweichende Formgebungen
der Grundkörper 10 und/oder der Kanäle 24 vorstellbar,
wobei eine Formgebung des Abschlussgitters 22 in vorteilhafter
Weise an eine Formgebung der Kanäle 24 angepasst
ist.
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Sofern
ein Abstand zwischen benachbarten Heizdrähten 20 zumindest
im Wesentlichen einer Breite und/oder einer Höhe eines
in dem Grundkörper ausgebildeten Kanals 24 entspricht,
kann besonders einfach sichergestellt werden, dass die Heizdrähte 20 im
Querschnitt allseitig von dem Grundkörper 10 umschlossen
durch diesen geführt sind.
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In
vorteilhafter Weise kann der Heizdraht 20 in die Begrenzungswand 30 des
Kanals integriert sein. Zusätzlich zu dem in der Begrenzungswand 30 und/oder
in dem Eckbereich 28 verlaufenden Heizdrähten 20 können
an einer Oberfläche 32 des Grundkörpers 10 weitere
Heizelemente angeordnet sein. Gemäß 2 umfassen
diese an der Oberfläche 32 des Grundkörpers
angeordneten Heizelemente in Längsrichtung verlaufende
Heizdrähte 20. Diese in Längsrichtung
des Grundkörpers 10 verlaufenden, einander parallelen
Heizdrähte 20 können gemäß 2 in
Hochrichtung und/oder in Querrichtung des Grundkörpers 10 durch
weitere Heizdrähte 20 miteinander verbunden sein.
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Eine
oder mehrere der in 1 bzw. 2 gezeigten
Grundkörper 10 können zum Behandeln von
Abgas einer Verbrennungskraftmaschine in einer Abgasbehandlungseinheit,
insbesondere parallel durchströmbar, angeordnet sein.
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Gemäß 3 kann
eine der Verbrennungskraftmaschinen des Kraftfahrzeugs nachgeschaltete Abgasbehandlungseinrichtung 34 eine
Mehrzahl von Abgasbehandlungseinheiten umfassen. Die in 3 perspektivisch
gezeigte Abgasbehandlungseinrichtung 34 ist in 4 schematisch
dargestellt.
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Der
Abgasbehandlungseinrichtung 34 strömt das Abgas
der Verbrennungskraftmaschine über einen Eintritt 36 zu.
Eine Strömungsrichtung des Abgases ist hierbei in 4 durch
den Pfeil 14 angegeben. Gemäß 3 strömt
das Abgas von dem Eintritt 36 über ein zentral
in der Abgasbehandlungseinrichtung 34 angeordnetes Rohrstück
zu einer Rückseite der Abgasbehandlungseinrichtung 34 und
von dort über zwei einander parallele Abgasbehandlungseinheiten
wieder zur Vorderseite. Die zwei einander parallelen Abgasbehandlungseinheiten
umfassen zwei zueinander parallel angeordnete und parallel durchströmbare
Oxidationskatalysatoren 38 an welche sich stromabwärts
jeweils Partikelfilter 40 anschließt. Die zwei
zueinander parallel angeordneten und parallel durchströmbaren
Partikelfilter 40 können als katalytisch beschichtete
Partikelfilter 40 ausgebildet sein.
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Die
in den Abgasbehandlungseinheiten, also beispielsweise in dem Oxidationskatalysator 38 und in
den Partikelfiltern 40 angeordneten Grundkörper 10 sind
in 3 nicht gezeigt, jedoch ist aus 3 erkennbar,
dass die Abgasbehandlungseinrichtung 34 zum Aufnehmen von
im Querschnitt kreiszylindrischen Grundkörpern 10 geeignet
ist, wie sie in 1 beispielhaft dargestellt sind.
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Von
der Vorderseite der Abgasbehandlungseinrichtung 34 strömt
das Abgas nach dem Passieren der Oxidationskatalysatoren 38 und
der Partikelfilter 40 über ein Hydrolyserohr 42 wieder
zu der Rückseite der Abgasbehandlungseinrichtung 34.
In dem Hydrolyserohr 42 wird dem Abgas über eine
in 4 schematisch gezeigte Dosiereinrichtung 44 ein
stickstoffhaltiges Reduktionsmittel, etwa eine wässrige Harnstofflösung
oder dergleichen zudosiert.
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In
dem Hydrolyserohr 42 erfolgt bei Zugabe der wässrigen
Harnstofflösung, welche beispielsweise unter dem Markennamen
AdBlue vertrieben wird, die Hydrolyse des Harnstoffs unter Freisetzung
von Ammoniak. Von der Rückseite der Abgasbehandlungseinrichtung 34 strömt
das nun Ammoniak enthaltende Abgas über zwei zueinander
parallel angeordnete SCR-Katalysatoren 12 wieder der Vorderseite
der Abgasbehandlungseinrichtung 34 zu, von wo es über
einen unterseitig angeordneten Austritt 46 die Abgasbehandlungseinrichtung 34 verlässt.
In den SCR-Katalysatoren 12 erfolgt eine Reduktion der
in dem Abgas enthaltenen Stickoxide mittels des Ammoniaks, wobei
als Reaktionsprodukte Stickstoff und Wasser gebildet werden.
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In 3 sind
die mittels der Heizeinrichtung 16 beheizbaren Grundkörper 10,
welche Bestandteile des SCR-Katalysators 12 sind, nicht
gezeigt. Jedoch ist aus 3 erkennbar, dass die Abgasbehandlungseinrichtung 34 zum
Aufnehmen von in 1 gezeigten kreiszylindrischen
Grundkörpern 10 in den SCR-Katalysatoren 12 geeignet
ist.
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Nach
einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine erfolgt eine Dosierfreigabe
also ein Zudosieren der das stickstoffhaltige Reduktionsmittel aufweisenden
Lösung mittels der Dosiereinrichtung 44 erst dann,
wenn der SCR-Katalysator 12 eine Temperatur erreicht hat,
welche einen vorgebbaren Umsatz der Stickoxide ermöglicht.
Diese Dosierfreigabe ist vorliegend besonders schnell erreichbar,
da der SCR-Katalysator 12 mittels der Heizeinrichtung 16 elektrisch
beheizt wird, und somit die vorgebbare Temperatur schneller erreicht,
als beim Aufheizen des SCR-Katalysators 12 mittels des
Abgases der Verbrennungskraftmaschine. Eine Heizleistung der Heizeinrichtung 16 kann
hierbei mittels der Abgasbehandlungseinrichtung 34 zugeordneten
Temperatursensoren 48 indirekt erfasst werden. Ergänzend
oder alternativ kann die Heizleistung der Heizeinrichtung 16 über
eine Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung 16 während
einer, insbesondere vorgegebenen, Zeitspanne erfasst werden.
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Auch
im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs kann die Temperatur des SCR-Katalysators 12 geringer
sein, als dies zum Erreichen einer hohen Umsatzrate der Stickoxide
notwendig ist. Beispielsweise können im Stadtverkehr oder
bei einem Start-Stopp-Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, Abgastemperaturen
von rund 200° im Abstrom des SCR-Katalysators 12 vorliegen,
welche zum Umsetzen der Stickoxide in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion
mindestens notwendig sind. Hier kann ein Erhöhen der Temperatur
des SCR-Katalysators 12 auf beispielsweise 300°C
bis 450°C zu einem Erhöhen der Umsatzrate von
beispielsweise 50% auf 70% bis 80% durch Aufheizen mittels der Heizeinrichtung 16 erreicht
werden.
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Ebenso
kann im Stadtverkehr und/oder im Start-Stopp-Betrieb ein Aufheizen
des SCR-Katalysators 12 notwendig sein, um überhaupt
erst eine Temperatur des SCR-Katalysators 12 zu erreichen, bei
welcher die Dosiereinrichtung 44 eine Dosierfreigabe erhält.
Das Aufheizen des SCR-Katalysators 12 mittels der Heizeinrichtung 16 kann
also sowohl nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine als auch
während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zum
gezielten Erhöhen des Umsetzungsgrads der Stickoxide in
dem SCR-Katalysator 12 eingesetzt werden.
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In 4 ist
erkennbar, dass jeweils ein Temperatursensor 48 an einer
Eingangsseite und einer Ausgangsseite des SCR-Katalysators 12 angeordnet ist.
Zum Erfassen einer mittleren Temperatur des SCR-Katalysators 12 kann
aus den eingangsseitig und ausgangsseitig erfassten Temperaturen
ein arithmetisches Mittel gebildet werden. Bei einem Test der Wirksamkeit
der Abgasbehandlungseinrichtung 34, etwa mittels des WHTC-Testverfahrens
(WHTC = World Harmonized Transient Cycle, weltweit harmonisierter
instationärer Zyklus), kann eine Heizphase, während
welcher die Heizeinrichtung 16 betrieben wird, anhand der
mittels der Temperatursensoren 48 erfassten Temperaturen
auf der Eingangsseite und/oder der Ausgangsseite des SCR-Katalysators 12 festgelegt
werden.
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Zu
Beginn einer 1800 Sekunden betragenden ersten Testphase des WHTC-Testverfahrens, welche
als Kalttest bezeichnet wird, liegen vorgegebene, kalte Temperaturen
der Verbrennungskraftmaschine vor. Nach einem Betreiben der Verbrennungskraftmaschine
während der ersten Testphase in vorgegebenen, normierten
Drehzahlbereichen und Leistungsbereichen, steigt die Temperatur
des SCR-Katalysators 12 aufgrund eines Durchströmtwerdens mit
heißen Abgasen an. Durch gezieltes Aufheizen des SCR-Katalysators 12 mittels
der Heizeinrichtung 16 kann während des Kalttests
eine Dosierfreigabe, also ein Zudosieren der ein stickstoffhaltiges
Reduktionsmittel aufweisenden Lösung mittels der Dosiereinrichtung 44,
deutlich vorher erfolgen, als dies ohne die Heizeinrichtung 16 der
Fall wäre.
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Die
Heizleistung der Heizeinrichtung 16 kann so eingestellt
werden, dass im Verlauf der ersten Testphase des WHTC-Testverfahrens
der SCR-Katalysator 12 dann beheizt wird, wenn eine ausgangsseitig
erfasste Temperatur des SCR-Katalysators 12 weniger als
220°C beträgt. Hierbei kann es notwendig sein,
den SCR-Katalysator 12 während der ersten rund
1600 Sekunden der 1800 Sekunden andauernden ersten Testphase elektrisch
zu beheizen. Soll eine ausgangsseitige Temperatur des SCR-Katalysators 12 während
der ersten Testphase 270°C betragen, so kann ein elektrisches
Beheizen des SCR-Katalysators während der gesamten ersten
Testphase von 1800 Sekunden notwendig sein.
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Selbstverständlich
ist es auch möglich, die erforderliche Heizleistung der
Heizeinrichtung 16 anhand der eingangsseitig erfassten
Temperatur des SCR-Katalysators 12 oder anhand einer mittleren Temperatur
des SCR-Katalysators 12 zu bestimmen.
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Die
zu erreichende Temperatur des SCR-Katalysators 12 kann
von der Bauform der Verbrennungskraftmaschine und/oder von der Bauform
der Abgasbehandlungseinrichtung 34 abhängig vorgegeben
sein. So kann etwa in Abhängigkeit einer Zylinderanzahl
der Verbrennungskraftmaschine eine Abschalttemperatur und/oder ein
Abschaltzeitpunkt der Heizeinrichtung 16 vorgegeben sein.
Die Abschalttemperatur und/oder der Abschaltzeitpunkt können
in einer Steuereinrichtung zum Ansteuern wenigstens einer Komponente
der Abgasbehandlungseinheit, etwa der Dosiereinrichtung 44,
veränderbar abgelegt sein.
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Der
elektrische Strom für die Heizeinrichtung 16 kann
von einem Generator bereitgestellt werden, welcher mittels der Verbrennungskraftmaschine
antreibbar ist. Hierbei kann der Generator dazu ausgelegt sein,
bei einer mittleren Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, wie
sie während der ersten Testphase des WHTC-Testverfahrens
gegebenen ist, eine mittlere Stromstärke von 80 Ampere
zu liefern, um eine Heizleistung von beispielsweise 2,24 kW zu erreichen.
Beim Betreiben der Heizeinrichtung 16 über die
gesamte erste Testphase des WHTC-Testverfahrens wird bei einer Heizleistung
von 2,24 kW eine Wärmemenge frei, welcher einer Wärmemenge äquivalent
ist, die beim Verbrennen von rund 114 ml Dieselkraftstoff freigesetzt
würde. Das elektrische Beheizen des SCR-Katalysators 12 mittels
der Heizeinrichtung 16 anstelle eines Beheizens durch die Verbrennung
von Dieselkraftstoff geht somit in der ersten Testphase des WHTC-Testverfahrens
mit einer Einsparung an Kohlendioxid von 303 g einher.
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Bei
dem WHTC-Testverfahren folgt auf den 1800 Sekunden dauernden Kalttest
der ersten Testphase eine Stillstandsphase der Verbrennungskraftmaschine.
Während dieser Stillstandsphase ist der Generator nicht
betreibbar. Jedoch bleiben die Temperaturen des SCR-Katalysators 12 auf
einem vergleichsweise hohen Niveau. An die Stillstandsphase schließt
sich eine 1800 Sekunden andauernde zweite Testphase an, welche als
Warmtest bezeichnet wird. Soll auch in dieser zweiten Testphase
eine ausgangsseitige Temperatur des SCR-Katalysators 12 von
220°C oder 270°C erreicht werden, so ist auch
in der zweiten Testphase ein elektrisches Beheizen mittels des Generators,
welcher die elektrische Energie für die Heizeinrichtung 16 liefert,
notwendig. Auch in der zweiten Testphase, welche mit definierten
Motordrehzahlen und Leistungskennwerten der Verbrennungskraftmaschine
durchzuführen ist, kann somit eine Einsparung von 303 g
Kohlendioxid erzielt werden, wenn die elektrisch betriebene Heizeinrichtung 16 anstelle
einer mit Dieselkraftstoff betriebenen Heizeinrichtung zum Aufheizen
des SCR-Katalysators 12 genutzt wird.
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Wird
die Heizleistung der Heizeinrichtung 16 so vorgegeben,
dass ausgangsseitig des SCR-Katalysators 220°C vorliegen,
so ist ein elektrisches Beheizen des SCR-Katalysators 12 mittels
der Heizeinrichtung 16 lediglich während eines
Teils der zweiten Testphase notwendig.
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Selbstverständlich
kann eine zum Bereitstellen von elektrischem Strom für
die Heizeinrichtung 16 vorgesehene Energiequelle ergänzend
oder alternativ eine Batterie umfassen, so dass auch bei einem Stillstand
der Verbrennungskraftmaschine elektrischer Strom für die
Heizeinrichtung 16 zur Verfügung gestellt werden
kann. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn ein elektrisches
Aufheizen des SCR-Katalysators 12 bereits vor dem In-Betrieb-nehmen
der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere vor einem Kaltstart
der Verbrennungskraftmaschine, erfolgen soll.
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Um
besonders vorteilhafte Umsetzungsgrade der Stickoxide mittels des
SCR-Katalysators 12 zu erreichen, kann es vorgesehen sein,
vor dem Start der Verbrennungskraftmaschine die Heizeinrichtung 16 mittels
der Batterie mit elektrischem Strom zu versorgen. Nach dem Starten
der Verbrennungskraftmaschine, etwa während einer Leerlaufphase
von beispielsweise 1 bis 2 Minuten, während welcher die Emissionen
der Verbrennungskraftmaschine vergleichsweise gering sind, kann
dann der Strom zum Aufheizen des SCR-Katalysators 12 mittels
des Generators zur Verfügung gestellt werden. Beim Anfahren
des Kraftfahrzeugs werden dann bei aufgeheiztem SCR-Katalysator 12 sofort
vergleichsweise hohe Umsetzungsgrade der Stickoxide erreicht.
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Das
Betreiben der Verbrennungskraftmaschine im Testbetrieb des WHTC-Verfahrens
und im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs erfolgt hierbei mit dem Erreichen
einer vorgebbaren, eine besonders gute Umsetzung der Stickoxide
sicherstellenden Temperatur des SCR-Katalysators 12. Dies
ist insbesondere beim Einsatz des SCR-Kataysators 12 in
einem Nutzfahrzeug vorteilhaft. Auch während des Betreibens
der Verbrennungskraftmaschine im Fahrbetrieb kann die Heizeinrichtung 16 dazu
genutzt werden, ein Auskühlen des SCR-Katalysators 12 unter eine
vorgebbare Mindesttemperatur zu verringern und/oder zu verhindern.
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In
vorteilhafter Weise kann es vorgesehen sein, einen Abschaltzeitpunkt
der Heizeinrichtung 16 in Abhängigkeit von einer
Bauform der Verbrennungskraftmaschine vorzugeben. Hierbei kann der Abschaltzeitpunkt
von einer Temperatur des SCR-Katalysators 12 abhängig
vorgegeben sein und/oder in Abhängigkeit von einer Einschaltdauer der
Heizeinrichtung 16, insbesondere unter Berücksichtigung
der Heizleistung der Heizeinrichtung 16 während
dieser Einschaltdauer.
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In
der schematischen Darstellung der Abgasbehandlungseinrichtung 34 gemäß 4 ist
erkennbar, dass stromaufwärts und stromabwärts
einer den Oxidationskatalysator 38 und den Partikelfilter 40 umfassenden
Baueinheit jeweils ein Drucksensor 50 angeordnet ist.
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Des
Weiteren ist stromaufwärts und stromabwärts des
SCR-Katalysators 12 jeweils ein Gassensor 52 zum
Erfassen einer Konzentration an Stickoxiden in dem Abgasstrom vorgesehen.
Der stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 angeordnete
Gassensor 52 ist hierbei stromaufwärts der Dosiereinrichtung 44 angeordnet.
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Darüber
hinaus sind vorliegend jeweils stromaufwärts und stromabwärts
des Oxidationskatalysators 38 und des Partikelfilters 40 Temperatursensoren 48 angeordnet.
Des Weiteren kann stromaufwärts des Oxidationskatalysators 38,
wie vorliegend gezeigt, ein weiterer Oxidationskatalysator 54 optional
vorgesehen sein.
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Alternativ
oder ergänzend kann stromabwärts des Partikelfilters 40 ein
weiterer Oxidationskatalysator vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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