DE102009060286A1 - Vehicle, particularly motor vehicle, has exhaust system, which has catalyst system operating according to principle of selective catalytic reduction with selective catalytic reduction-catalyst arranged in exhaust channel of exhaust system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Abgasanlage, die ein nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) arbeitendes Katalysatorsystem aufweist.The invention relates to a vehicle with an exhaust system, which has a catalyst system operating on the principle of selective catalytic reduction (SCR).
Verbrennungsmotoren, die zeitweise oder überwiegend mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben werden, produzieren Stickoxide NOx (hauptsächlich NO2 und NO), die NOx-reduzierende Maßnahmen erforderlich machen. Eine motorische Maßnahme, um die NOx-Rohemission im Abgas zu reduzieren, stellt die Abgasrückführung dar, bei der ein Teil des Abgases des Verbrennungsmotors in die Verbrennungsluft rückgeführt wird, wodurch die Verbrennungstemperaturen gesenkt und somit die NOx-Entstehung reduziert wird. Die Abgasrückführung ist jedoch nicht immer ausreichend, um gesetzliche NOx-Grenzwerte einzuhalten, weswegen zusätzlich eine aktive Abgasnachbehandlung erforderlich ist, welche die NOx-Endemission senkt. Eine bekannte NOx-Abgasnachbehandlung sieht den Einsatz von NOx-Speicherkatalysatoren vor, die im mageren Betrieb (bei λ > 1) Stickoxide in Form von Nitraten speichern und in kurzen Intervallen mit einer fetten Abgasatmosphäre (λ < 1) die gespeicherten Stickoxide desorbieren und in Gegenwart der im fetten Abgas vorhandenen Reduktionsmittel zu Stickstoff N2 reduzieren.Internal combustion engines that are operated intermittently or predominantly with a lean air-fuel mixture produce nitrogen oxides NO x (mainly NO 2 and NO), which require NO x -reducing measures. A motor measure for reducing the NO x raw emission in the exhaust gas is the exhaust gas recirculation, in which part of the exhaust gas of the internal combustion engine is recirculated into the combustion air, whereby the combustion temperatures are lowered and thus the NO x formation is reduced. However, the exhaust gas recirculation is not always sufficient to comply with legal NO x limits, so in addition an active exhaust aftertreatment is required, which reduces the NO x -Edemission. A known NO x exhaust aftertreatment provides for the use of NO x storage catalysts that store nitrogen oxides in the form of nitrates during lean operation (at λ> 1) and desorb the stored nitrogen oxides at short intervals with a rich exhaust gas atmosphere (λ <1) and reduce to nitrogen N 2 in the presence of the reducing agent present in the rich exhaust gas.
Als weiterer Ansatz zur Konvertierung von Stickoxiden in Abgasen magerlauffähiger Verbrennungsmotoren ist der Einsatz von Katalysatorsystemen bekannt, die nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR für selective catalytic reduction) arbeiten. Diese Systeme umfassen zumindest einen SCR-Katalysator, der in Gegenwart eines dem Abgas kontinuierlich zugeführten Reduktionsmittels, üblicherweise Ammoniak NH3, die Stickoxide des Abgases in Stickstoff und Wasser umwandelt. Dabei kann das Ammoniak aus einer wässrigen Ammoniaklösung dem Abgasstrom zudosiert werden oder aus einer Vorläuferverbindung, beispielsweise Harnstoff, im Wege der Thermolyse und Hydrolyse erhalten werden. Ein neuer vielversprechender Ansatz für die Ammoniakspeicherung im Fahrzeug stellen NH3-Speichermaterialien dar, die Ammoniak in Abhängigkeit von der Temperatur reversibel binden. Insbesondere sind in diesem Zusammenhang Metallamminspeicher bekannt, beispielsweise MgCl2, CaCl2 und SrCl2, die Ammoniak in Form einer Komplexverbindung speichern, um dann beispielsweise als MgCl2(NH3)x, CaCl2(NH3)x beziehungsweise SrCl2(NH3)x vorzuliegen. Aus diesen Verbindungen kann durch Zufuhr von Wärme das Ammoniak wieder freigesetzt werden. Vorteil der Metallamminspeicher ist, dass diese Verbindungen bei Raumtemperatur drucklos eine große Menge Ammoniak in sehr geringen Volumina speichern können. So bindet beispielsweise ein Mol SrCl2 acht Mol NH3. Zudem lassen diese Verbindungen eine gut kontrollierbare Freisetzung des Ammoniaks zu und sind sehr sicher.As another approach to the conversion of nitrogen oxides in exhaust gases mlauflauffähiger internal combustion engines, the use of catalyst systems is known which operate on the principle of selective catalytic reduction (SCR for selective catalytic reduction). These systems comprise at least one SCR catalyst which, in the presence of a reducing agent continuously fed to the exhaust gas, usually ammonia NH 3 , converts the nitrogen oxides of the exhaust gas into nitrogen and water. In this case, the ammonia can be added from an aqueous ammonia solution to the exhaust gas stream or be obtained from a precursor compound, for example urea, by way of thermolysis and hydrolysis. A promising new approach to ammonia storage in vehicles is NH 3 storage materials, which reversibly bind ammonia as a function of temperature. In particular, metal-ammonium stores are known in this connection, for example MgCl 2 , CaCl 2 and SrCl 2 , which store ammonia in the form of a complex compound, in order then to contain, for example, MgCl 2 (NH 3 ) x , CaCl 2 (NH 3 ) x or SrCl 2 (NH 3 ) x to be present. From these compounds, by supplying heat, the ammonia can be released again. The advantage of metal-ammonium storage is that these compounds can store at atmospheric pressure a large amount of ammonia in very small volumes. For example, one mole of SrCl 2 binds eight moles of NH 3 . In addition, these compounds allow a good controllable release of ammonia and are very safe.
Um eine schnellere Startbereitschaft zu erzielen, ist bekannt, neben einem oder zwei Hauptspeichern einen vergleichsweise kleinvolumig dimensionierten Startspeicher vorzusehen, der üblicherweise eine elektrische Heizeinrichtung aufweist. Der Hauptspeicher kann entweder mit einer elektrischen Heizeinrichtung oder mit einer mit Motorkühlwasser versorgten Heizeinrichtung beheizt werden. Der aufgrund seines geringen Volumens schnell aufgeheizte und betriebsbereite Startspeicher übernimmt in der Aufwärmehase die NH3-Versorgung des SCR-Katalysators. Seine Beheizung erfolgt solange, bis im Hauptspeicher der Betriebsdruck aufgebaut ist. Erst wenn auch der thermisch trägere Hauptspeicher seine Betriebstemperatur und seinen Betriebsdruck aufgebaut hat, wird die gesamte NH3-Versorgung von diesem übernommen. Der Startspeicher wird dann mit NH3 aus dem Hauptspeicher beladen und besitzt somit bei jedem Systemstart einen praktisch identischen NH3-Füllstand.In order to achieve a faster start-up readiness, it is known to provide, in addition to one or two main memories, a comparatively small-volume sized start memory, which usually has an electrical heating device. The main memory can be heated either with an electric heater or with a supplied with engine cooling water heater. In the warm-up phase, the startup tank, which is heated and ready for use due to its low volume, takes over the NH 3 supply of the SCR catalytic converter. Its heating takes place until the operating pressure is built up in the main memory. Only when the thermally inert main memory has built up its operating temperature and operating pressure, the entire NH 3 supply is taken from this. The starting memory is then loaded with NH 3 from the main memory and thus has at virtually every system start a virtually identical NH 3 level.
Sämtliche bekannte Ammoniakspeichersysteme des Standes der Technik sind so konzipiert, dass bei Erschöpfung des NH3-Speichermaterials in einem der Speicher dieser durch Fachpersonal ausgetauscht werden muss. Dabei sind die Speicher derartig verbaut, dass ihr Austausch im Rahmen einer Inspektion in der Werkstatt erfolgen muss. Dies ist für einen Fahrzeugführer relativ unflexibel. Auch führt dieses Konzept zu einer Verkürzung der Serviceintervalle beziehungsweise zu einer Häufung der erforderlichen Inspektionen.All known ammonia storage systems of the prior art are designed so that when exhausted the NH 3 storage material in one of the memory this must be replaced by qualified personnel. The storage facilities are installed in such a way that their replacement must take place during an inspection in the workshop. This is relatively inflexible for a driver. This concept also leads to a shortening of the service intervals or to an accumulation of the required inspections.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einem SCR-Katalysatorsystem vorzuschlagen, bei dem die Ammoniakversorgung des Ammoniakspeichersystems im Wesentlichen unabhängig von Werkstattaufenthalten beziehungsweise Inspektionen ermöglicht wird.The invention is based on the object to propose a motor vehicle with an SCR catalyst system, in which the ammonia supply of the ammonia storage system is made possible substantially independent of workshop visits or inspections.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a vehicle having the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine Abgasanlage auf, die ein nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) arbeitendes Katalysatorsystem aufweist, welches zumindest einen in einem Abgaskanal der Abgasanlage angeordneten SCR-Katalysator sowie ein Ammoniakspeichersystem umfasst. Das Ammoniakspeichersystem enthält zumindest einen Speicher, der ein NH3-Speichermaterial enthält, das temperaturabhängig Ammoniak NH3 freizusetzen vermag. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest einer der Speicher des Ammoniakspeichersystems als eine, durch einen Nutzer des Fahrzeugs austauschbare Wechselkartusche ausgestaltet ist, die an einer für den Nutzer ohne Baumaßnahmen zugänglichen Position des Fahrzeugs angeordnet ist. Dabei wird unter dem Ausdruck ”ohne Baumaßnahmen zugänglich” eine Position im oder am Fahrzeug verstanden, die für den Fahrzeugnutzer ohne weiteres zugänglich ist, insbesondere nicht die Benutzung eines Werkzeuges erfordert. Allenfalls muss der Fahrzeugnutzer eine Klappe öffnen und/oder einen Fahrzeugschlüssel benutzen, um an die Wechselkartusche zu gelangen. Durch die zugänglich angeordnete austauschbare Wechselkartusche wird erreicht, dass ein Austausch dieses Ammoniakspeichers ohne Werkstattaufenthalt möglich ist und unabhängig von einem Serviceintervall gewechselt werden kann. Somit ist ein einfacher Austausch durch den Nutzer bei Bedarf möglich.The vehicle according to the invention has an exhaust gas system which has a catalytic system operating on the principle of selective catalytic reduction (SCR), which comprises at least one SCR catalytic converter arranged in an exhaust gas channel of the exhaust gas system and an ammonia storage system. The ammonia storage system contains at least one storage that contains an NH 3 storage material that is capable of releasing ammonia NH 3 depending on the temperature. According to the invention, it is provided that at least one of the accumulators of the ammonia storage system is designed as an interchangeable cartridge exchangeable by a user of the vehicle, which is arranged on a position of the vehicle accessible to the user without construction measures. The term "accessible without construction measures" means a position in or on the vehicle which is readily accessible to the vehicle user, in particular does not require the use of a tool. If necessary, the vehicle user must open a flap and / or use a vehicle key to get to the removable cartridge. The exchangeable replaceable cartridge, which can be accessed, ensures that replacement of this ammonia storage tank is possible without a visit to the workshop and can be changed independently of a service interval. Thus, a simple exchange by the user when needed is possible.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist die zumindest eine Wechselkartusche in einem Motorraum des Fahrzeugs unterhalb einer Motorhaube untergebracht. Somit muss der Fahrzeugnutzer lediglich die Motorhaube öffnen, woran er durch andere Maßnahmen, wie dem Nachfüllen von Wischwasser, Motoröl oder Kühlwasser, gewöhnt ist. Alternativ kann die zumindest eine Wechselkartusche innerhalb eines Kofferraums des Fahrzeugs zugänglich angeordnet sein. Somit ist auch gemäß dieser Ausgestaltung lediglich das Öffnen der Heckklappe erforderlich, um an die Wechselkartusche zu gelangen. In einer weiteren alternativen Anordnung befindet sich die Wechselkartusche unterhalb einer Außenkarosserie des Fahrzeugs, insbesondere unter einem Außenblech, von wo sie unterhalb einer Klappe zugänglich angeordnet sein kann, die ähnlich einer Tankklappe ausgestaltet sein kann.According to an advantageous embodiment of the method, the at least one interchangeable cartridge is housed in an engine compartment of the vehicle below a hood. Thus, the vehicle user only has to open the hood, to what he is used by other measures, such as the refilling of mop water, engine oil or cooling water. Alternatively, the at least one interchangeable cartridge can be arranged to be accessible within a trunk of the vehicle. Thus, according to this embodiment, only the opening of the tailgate is required to get to the interchangeable cartridge. In a further alternative arrangement, the interchangeable cartridge is located below an outer body of the vehicle, in particular under an outer panel, from where it can be arranged accessible below a flap, which may be configured similar to a fuel filler flap.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zumindest eine Wechselkartusche werkzeugfrei austauschbar, das heißt der Fahrzeugnutzer kann per Hand ohne die Verwendung von Hilfsmitteln die zum Austausch erforderlichen Handgriffe durchführen, insbesondere eine entleerte Kartusche entfernen und eine neue einsetzen. Alternativ kann das Fahrzeug mit einem Bordwerkzeug ausgestattet sein, mit dessen Hilfe die Wechselkartusche ausgetauscht werden kann. In jeden Fall ist somit sichergestellt, dass ein Laie ohne technische Vorbildung zum Austausch befähigt ist.According to a further advantageous embodiment, the at least one removable cartridge is interchangeable without tools, that is, the vehicle user can perform by hand without the use of tools necessary for replacement handles, in particular remove a deflated cartridge and insert a new one. Alternatively, the vehicle may be equipped with an on-board tool, with the help of the removable cartridge can be replaced. In any case, it is thus ensured that a layperson without technical training is capable of exchange.
In vorteilhafter Ausführung der Erfindung weist die zumindest eine Wechselkartusche eine Schnellkupplung auf, die so ausgestaltet ist, dass die Wechselkartusche mit einer fahrzeugseitigen Kartuschenhalterung, die der Aufnahme der Wechselkartusche dient, gasdicht verbunden wird. Beispielsweise kann die Schnellkupplung als Rastverbindung, Schraubverbindung oder über einen Spannhebelmechanismus bedient werden. Derartige, allgemein bekannte Verbindungsarten sind ohne großen Kraftaufwand intuitiv und sicher durch den Laien bedienbar.In an advantageous embodiment of the invention, the at least one interchangeable cartridge on a quick coupling, which is designed so that the interchangeable cartridge with a vehicle-mounted cartridge holder, which serves to accommodate the interchangeable cartridge, is connected in a gastight manner. For example, the quick coupling can be operated as a locking connection, screw or a tensioning lever mechanism. Such, well-known types of connection can be operated intuitively and safely by the laity without much effort.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Ammoniakspeichersystem zumindest eine fahrzeugseitige Kartuschenhalterung zur Aufnahme der Wechselkartusche auf, die eine integrierte Heizeinrichtung sowie optional zumindest eine Temperaturmessstelle und/oder eine Druckmessstelle aufweisen kann. Indem die Peripherieanschlüsse Heizeinrichtung, Temperatur- und Druckmessstellen fahrzeugseitig integriert vorgesehen sind, wird ermöglicht, die Wechselkartusche robust und kostengünstig zu gestalten. Insbesondere umfasst die Wechselkartusche lediglich ein beispielsweise aus einem Kunststoff oder Metallblech bestehendes Gefäß zur Aufnahme des NH3-Speichermaterials und einen geeigneten Verbindungsmechanismus, insbesondere die Schnellkupplung zur Verbindung mit der Kartuschenhalterung.In a further advantageous embodiment of the invention, the ammonia storage system has at least one vehicle-mounted cartridge holder for receiving the interchangeable cartridge, which may have an integrated heating device and optionally at least one temperature measuring point and / or a pressure measuring point. By the peripheral connections heating device, temperature and pressure measuring points are provided integrated on the vehicle side, makes it possible to make the removable cartridge robust and inexpensive. In particular, the interchangeable cartridge comprises only one, for example made of a plastic or metal sheet vessel for receiving the NH 3 storage material and a suitable connection mechanism, in particular the quick coupling for connection to the cartridge holder.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die zumindest eine Wechselkartusche einen Sicherheitsverschluss aufweist, der ausgestaltet ist, die Wechselkartusche im nicht eingebauten Zustand selbsttätig zu schließen. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, dass bei der Demontage der Wechselkartusche Ammoniak in die Umgebung entweichen kann. Auch kann es auf diese Weise nicht passieren, dass der Fahrzeugnutzer das Verschließen der Kartusche nach ihrer Entnahme vergisst.It may further be provided that the at least one interchangeable cartridge has a safety closure which is designed to automatically close the interchangeable cartridge when not installed. In this way, it is impossible that when disassembling the removable cartridge ammonia can escape into the environment. Also, it can not happen in this way that the vehicle user forgets to close the cartridge after its removal.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Wechselkartusche mit einer Einführhilfe zur Unterstützung eines verkantungsfreien und korrekten Einsatzes ausgestattet und/oder sie weist eine Form auf, die den verkantungsfreien und korrekten Einsatz unterstützt. Beispielsweise kann die Kartusche eine in Richtung einer Anschlussstelle an die Kartuschenhalterung konisch sich verjüngende Gestalt aufweisen. Auch kann die Gestaltung derart ausgebildet sein, dass die Wechselkartusche nur in einer bestimmten Ausrichtung einsetzbar ist. Durch diese Maßnahmen wird die Systemsicherheit erhöht, da ein nicht korrekter Einsatz der Kartusche und damit eine möglicherweise undichte Verbindung verhindert wird.According to a further advantageous embodiment, the interchangeable cartridge is equipped with an insertion aid to support a tilt-free and correct use and / or it has a shape that supports the tilt-free and correct use. By way of example, the cartridge may have a conically tapered shape in the direction of a connection point to the cartridge holder. Also, the design can be designed such that the interchangeable cartridge can be used only in a specific orientation. These measures increase system security by preventing improper cartridge deployment and potentially leaking connections.
Mit besonderem Vorteil kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Ammoniakspeichersystem zumindest zwei Wechselkartuschen umfasst. Auf diese Weise kann die NH3-Versorgung des Systems zunächst aus einer der Wechselkartuschen betrieben werden und bei Erschöpfung derselben unterbrechungsfrei auf eine zweite Kartusche umgestellt werden. Dies ermöglicht, die Wechselkartusche vollständig aufzubrauchen und keinen NH3-Reservepuffer vorhalten zu müssen. Somit kann das System praktisch unterbrechungsfrei arbeiten und der Fahrzeugnutzer den Austausch zu einem für ihn komfortablen Zeitpunkt durchführen. In addition, it can be provided with particular advantage that the ammonia storage system comprises at least two exchangeable cartridges. In this way, the NH 3 supply of the system can first be operated from one of the exchangeable cartridges and, when depleted, be converted to a second cartridge without interruption. This makes it possible to use up the replaceable cartridge completely and not have to hold NH 3 reserve buffer. Thus, the system can operate virtually uninterrupted and the vehicle user to carry out the exchange at a convenient time for him.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Ammoniakspeichersystem neben der zumindest einen Wechselkartusche zumindest einen Betriebsspeicher, der ein NH3-Speichermaterial enthält, welches temperaturabhängig Ammoniak reversibel bindet. In diesem Fall ist das System so eingerichtet, dass eine NH3-Versorgung des SCR-Katalysators aus dem zumindest einen Betriebsspeicher erfolgt und dieser kontinuierlich oder diskontinuierlich durch die Wechselkartusche beladen wird.According to a particularly advantageous embodiment, the ammonia storage system comprises, in addition to the at least one interchangeable cartridge, at least one operating store which contains an NH 3 storage material which reversibly binds ammonia in a temperature-dependent manner. In this case, the system is set up so that an NH 3 supply of the SCR catalytic converter takes place from the at least one operating store and this is loaded continuously or discontinuously by the interchangeable cartridge.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass alternativ oder neben dem zumindest einen Betriebsspeicher ein vergleichsweise großvolumiger Hauptspeicher vorgesehen ist, der ebenfalls ein NH3-Speichermaterial enthält, welches temperaturabhängig Ammoniak reversibel bindet. In diesem Fall ist das System so eingerichtet, dass eine NH3-Beladung des Betriebsspeichers aus dem zumindest einen Hauptspeicher erfolgt, der seinerseits wiederum aus der zumindest einen Wechselkartusche beladen wird. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass über den relativ großvolumigen Hauptspeicher eine relativ große NH3-Menge im Ammoniakspeichersystem vorgehalten wird, die aus einer oder mehreren Wechselkartuschen wiederbeladen werden kann, falls die Kapazität des Hauptspeichers nicht ausreicht, um den NH3-Bedarf eines Serviceintervalls zu decken.In addition, it can be provided that, alternatively or in addition to the at least one operating memory, a comparatively large-volume main memory is provided, which likewise contains an NH 3 storage material, which reversibly binds ammonia in a temperature-dependent manner. In this case, the system is set up such that an NH 3 charge of the operating memory takes place from the at least one main storage, which in turn is loaded from the at least one interchangeable cartridge. In this way it is possible that the relatively large-volume main memory, a relatively large amount of NH 3 is kept in the ammonia storage system, which can be reloaded from one or more removable cartridges, if the capacity of the main memory is insufficient to the NH 3 need a service interval cover up.
Im Zusammenhang mit mehreren Wechselkartuschen kann eine Steuereinrichtung des SCR-Katalysatorsystems vorhanden sein, die eingerichtet ist, die NH3-Versorgung des SCR-Katalysators oder – bei Vorhandensein zumindest eines Betriebsspeichers und/oder zumindest eines Hauptspeichers – deren NH3-Beladung zunächst aus einer ersten Wechselkartusche zu steuern und, wenn der NH3-Füllstand der ersten Wechselkartusche eine untere Grenze unterschreitet oder gleich Null ist, die NH3-Versorgung des SCR-Katalysators beziehungsweise die NH3-Beladung des Betriebs- und/oder Hauptspeichers auf eine zweite Wechselkartusche umzustellen. Hierdurch wird ein unterbrechungsfreier Betrieb gewährleistet. In diesem Zusammenhang kann die Steuereinrichtung ferner eingerichtet sein, ein Kartuschenaustauschsignal an einen Fahrer und/oder an ein Onboard-Diagnosesystem (OBD-System) auszugeben, wenn die NH3-Versorgung beziehungsweise -beladung aus der ersten Wechselkartusche beendet und auf die zweite Wechselkartusche umgestellt wurde. Dabei kann das Signal mit einer Angabe einer voraussichtlichen Fahrstrecke ergänzt werden, die mit der zweiten Wechselkartusche zurückgelegt werden kann. Vorzugsweise wird das Kartuschenaustauschsignal erst ausgegeben, wenn die auszutauschende Wechselkartusche eine untere Temperaturschwelle und/oder eine untere Druckschwelle unterschreitet, so dass ihr Austausch gefahrlos möglich ist. Auf diese Weise muss dem Fahrzeugnutzer nicht zugemutet werden, abzuwarten, bis eine ausreichende Abkühlung der Wechselkartusche erfolgt ist.In connection with a plurality of exchangeable cartridges, a control device of the SCR catalyst system can be present, which is configured to supply the NH 3 supply of the SCR catalytic converter or its NH 3 charge initially in the presence of at least one operating store and / or at least one main store control the first interchangeable cartridge and, if the NH 3 level of the first interchangeable cartridge is below a lower limit or equal to zero, the NH 3 supply of the SCR catalyst or the NH 3 loading of the operating and / or main memory on a second removable cartridge convert. This ensures uninterrupted operation. In this regard, the controller may be further configured to output a cartridge replacement signal to a driver and / or to an onboard diagnostic (OBD) system when the NH 3 supply or load from the first interchangeable cartridge is terminated and converted to the second interchangeable cartridge has been. In this case, the signal can be supplemented with an indication of an anticipated driving distance, which can be covered with the second interchangeable cartridge. Preferably, the cartridge replacement signal is output only when the removable cartridge to be replaced falls below a lower temperature threshold and / or a lower pressure threshold, so that their replacement is safely possible. In this way, the vehicle user does not have to be expected to wait until a sufficient cooling of the interchangeable cartridge is done.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das NH3-Speichermaterial der zumindest einen Wechselkartusche so gewählt, dass es einen höheren NH3-Dampfdruck aufweist als das NH3-Speichermaterial des zumindest einen Betriebsspeichers und/oder des zumindest einen Hauptspeichers. Auf diese Weise wird eine Beladung des Betriebsbeziehungsweise Hauptspeichers aufgrund des Unterschiedes der NH3-Dampfdrücke erleichtert. In diesem Zusammenhang kann auf eine Heizeinrichtung der zumindest einen Wechselkartusche verzichtet werden, da die NH3-Umlagerung spontan abläuft.According to a further advantageous embodiment of the invention, the NH 3 storage material of the at least one replaceable cartridge is selected such that it has a higher NH 3 vapor pressure than the NH 3 storage material of the at least one operating store and / or the at least one main store. In this way loading of the operating or main storage due to the difference of the NH 3 vapor pressures is facilitated. In this context, it is possible to dispense with a heating device of the at least one replaceable cartridge, since the NH 3 reuse proceeds spontaneously.
In alternativer Ausführung kann das NH3-Speichermaterial der zumindest einen Wechselkartusche jedoch auch mit einem besonders niedrigen NH3-Dampfdruck gewählt sein, wodurch die Wechselkartusche geringeren Stabilitätsanforderungen genügen muss. Insbesondere muss die Wechselkartusche, wenn sie beispielsweise im Kofferraum als Reserve transportiert wird und auch einer Aufheizung infolge von Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, nur geringeren Drücken standhalten können.In an alternative embodiment, however, the NH 3 storage material of the at least one interchangeable cartridge can also be selected with a particularly low NH 3 vapor pressure, as a result of which the interchangeable cartridge must satisfy lower stability requirements. In particular, the interchangeable cartridge, if it is transported for example in the trunk as a reserve and is also exposed to heating due to sunlight, can withstand only lower pressures.
Das NH3-Speichermaterial der zumindest einen Wechselkartusche ist bevorzugt aus der Gruppe der NH3-komplexierenden Metallsalze gewählt, insbesondere aus den Alkali- und Erdalkalimetallsalzen und Übergangsmetallsalzen. Hier sind insbesondere MgCl2(NH3)x, CaCl2(NH3)x und SrCl2(NH3)x zu nennen. Ebenfalls einsetzbar sind jedoch auch NH3-adsorbierende Feststoffe, insbesondere säureaktivierte Aktivkohle und Zeolithe, Ammoniak oder Ammoniaklösungen. Wenn ein Material mit relativ niedrigem NH3-Dampfdruck aus Sicherheitsgründen eingesetzt werden soll, ist insbesondere MgCl2(NH3)x zu bevorzugen.The NH 3 storage material of the at least one interchangeable cartridge is preferably selected from the group of NH 3 -complexing metal salts, in particular from the alkali metal and alkaline earth metal salts and transition metal salts. In particular, MgCl 2 (NH 3 ) x , CaCl 2 (NH 3 ) x and SrCl 2 (NH 3 ) x should be mentioned here. However, it is also possible to use NH 3 -adsorbing solids, in particular acid-activated activated carbon and zeolites, ammonia or ammonia solutions. If a material with a relatively low NH 3 vapor pressure is to be used for safety reasons, in particular MgCl 2 (NH 3 ) x is to be preferred.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the remaining dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Ein Abgas des Verbrennungsmotors
Die Abgasanlage
Um die Wechselkartuschen
Bei dem in den Kartuschen
Die Wechselkartuschen
Um die Sicherheit und Praktikabilität des erfindungsgemäßen Konzepts der Wechselkartuschen
Darüber hinaus kann die zumindest eine Wechselkartusche
Ferner weist die zumindest eine Wechselkartusche
Gemäß
Die Signale der Temperatursensoren
Die Steuereinrichtung
Der Betriebsspeicher
Das Ammoniakspeichersystem
Die in
Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele erlauben eine Erhöhung des Kundenkomforts, da längere Zeitintervalle definiert werden können, innerhalb welcher ein Wiederbefüllen oder ein Wechsel des Hauptspeichers
Wenn die Wechselkartusche
Wenn mehr als eine Wechselkartusche
Insgesamt führen alle vorstehend vorgestellten Ausführungsbeispiele, in denen erfindungsgemäß die herkömmlich vorgesehenen, fest installierten Ammoniakspeicher durch austauschbare Wechselkartuschen ersetzt oder ergänzt werden, zu einer Erhöhung des Nutzerkomforts und zu einer Flexibilisierung von Inspektionsintervallen.Overall, all the embodiments presented above, in which according to the invention the conventionally provided, permanently installed ammonia storage units are replaced or supplemented by interchangeable exchangeable cartridges lead to an increase in user comfort and to a flexibilization of inspection intervals.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1212
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1414
- Abgasanlageexhaust system
- 1616
- Abgaskanalexhaust duct
- 1818
- erster Katalysatorfirst catalyst
- 2020
- SCR-KatalysatorsystemSCR-catalyst system
- 2222
- SCR-KatalysatorSCR catalyst
- 2424
- AmmoniakspeichersystemAmmonia storage system
- 2626
- Wechselkartuschereplaceable cartridge
- 2828
- Kartuschenhalterungcartridge holder
- 3030
- Heizeinrichtungheater
- 3232
- Temperaturmessstelle/TemperatursensorTemperature measuring point / temperature sensor
- 3434
- Motorraumengine compartment
- 3636
- MotorhaubeEngine Hood
- 3838
- Kofferraumtrunk
- 4040
- Heckklappetailgate
- 4242
- Fahrzeugkarosserievehicle body
- 4444
- Klappeflap
- 4545
- Kupplung/SchnellkupplungCoupling / quick coupling
- 4646
- GaszufuhrleitungGas supply line
- 4848
- Dosiereinrichtungmetering
- 5050
- VentilValve
- 5252
- Steuereinrichtungcontrol device
- 5454
- Betriebsspeicheroperating memory
- 5656
- Heizeinrichtungheater
- 5858
- VentilValve
- 6060
- Hauptspeichermain memory
- 6262
- Heizeinrichtungheater
- 6464
- VentilValve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006061370 A1 [0005] DE 102006061370 A1 [0005]
Claims (15)
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Legal Events
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