DE102010055642B4 - Verfahren und Steuergerät zur Dosierung eines Reduktionsmittelträgers stromauf eines SCR-Katalysators - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittelträgers in eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine (10), wobei mittels einer Dosiereinrichtung (34) eine vorbestimmte Dosiermenge des Reduktionsmittelträgers in einen Abgaskanal (12) der Abgasanlage stromauf eines in dem Abgaskanal (12) angeordneten SCR-Katalysators (14) eingebracht wird und zumindest einer der Dosierparameter Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers und Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers so vorbestimmt wird, dass eine Wandfilmbildung des Reduktionsmittelträgers an zumindest einem Bauteil (18, 46, 48, 50, 52) der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung (34) weitgehend vermieden wird, wobei der zumindest eine Dosierparameter in Abhängigkeit der Temperatur des zumindest einen Bauteils (18, 46, 48, 50, 52) der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung (34) vorbestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers bei niedrigeren Temperaturen verringert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittelträgers in einen Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine stromauf eines SCR-Katalysators sowie ein zur Durchführung des Verfahrens eingerichtetes Steuergerät.
• Verbrennungsmotoren, die zeitweise oder überwiegend mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben werden, produzieren Stickoxide NO_X (hauptsächlich NO₂ und NO), die NO_X-re-duzierende Maßnahmen erforderlich machen. Eine motorische Maßnahme, um die NO_X-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 NO_X-Entstehung reduziert wird. Die Abgasrückführung ist jedoch nicht immer ausreichend, um gesetzliche NO_X-Grenzwerte einzuhalten, weswegen zusätzlich eine aktive Abgasnachbehandlung erforderlich ist, welche die NO_X-Endemission senkt. Eine bekannte NO_X-Abgasnachbehandlung sieht den Einsatz von NO_X-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.
• 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 stromauf des SCR-Katalysators kontinuierlich zugeführten Reduktionsmittels die Stickoxide des Abgases in Stickstoff und Wasser umwandelt. Die Bezeichnung „selektiv” in diesem Verfahren bedeutet, dass das eingebrachte Reduktionsmittel trotz der Gegenwart von molekularem Sauerstoff bevorzugt mit den Stickoxiden reagiert. Dies grenzt das SCR-Verfahren von nicht selektiven Verfahren ab, die üblicherweise Kohlenwasserstoffe als Reduktionsmittel verwenden.
• In heutigen SCR-Reduktionsverfahren wird üblicherweise Ammoniak NH₃ als Reduktionsmittel verwendet, wobei als Ammoniakträger Direktsubstanzen, Vorläufersubstanzen oder reversible Speichersubstanzen zum Einsatz kommen können. Die Ammoniakdirektsubstanzen umfassen Ammoniakgas oder wässrige Ammoniaklösungen, die dem Abgasstrom direkt zudosiert werden. Für mobile Anwendungen sind die Ammoniakdirektsubstanzen aufgrund ihres Gefahrenpotentials problematisch. Zu den Vorläuferverbindungen, die Ammoniak im Wege der Thermolyse und Hydrolyse freisetzen, zählen Harnstoff, Ammoniumcarbamat, Cyanursäure, und Ammoniumformiat, die zum Teil als Feststoff und zum Teil in Form wässriger Lösungen eingesetzt werden, wobei im Fall von Harnstoff beide Formen üblich sind. Ein neuerer Ansatz für die Ammoniakspeicherung im Fahrzeug stellen die NH₃-Speichersubstanzen 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.
• Die Dosierung des Reduktionsmittels beziehungsweise Reduktionsmittelträgers erfolgt üblicherweise bedarfsgerecht, indem die NO_X-Konzentration des Abgases gemessen oder betriebspunktabhängig modelliert wird, ein Reduktionsmittelbedarf hieraus abgeleitet wird und dem Bedarf entsprechend der Reduktionsmittelträger dem Abgas zugeführt wird.
• Als problematisch bei der Verwendung flüssiger Reduktionsmittelträger, insbesondere wässriger Harnstofflösungen, haben sich Ablagerungen des Reduktionsmittels und seiner Zersetzungs- und Folgeprodukte im Bereich der Dosierungsstelle im Abgaskanal erwiesen. So finden sich an dem Dosierventil sowie seiner Anschlussstelle an den Kanal, an Innenwänden das Abgaskanals, an einem der Eindüsungsstelle der wässrigen Harnstofflösung nachgeschalteten Mischelement sowie im Eintrittsbereich des SCR-Katalysators Ablagerungen, welche die Reduktionsmitteldosierung beeinträchtigen können, so dass sich der Homogenisierungsgrad des Reduktionsmittels verschlechtert und ein Ammoniakschlupf zur Folge haben kann. Bei besonders starker Ablagerungsbildung in der Eindosierungsstelle kann im schlimmsten Fall die Dosierung vollständig behindert werden.
• Aus Way et al. (SCR Performance Optimization Through Advancements in Aftertreatment Packaging, Society of Automotive Engineers, Nr. 2009-01-0633, S. 313–321) ist bekannt, durch Anpassung des Mischelements unter Verwendung von Elementen mit spezieller Umleitungs- und Verteilungsfunktion das Auftreffen der Reduktionsmittellösung so zu optimieren, dass die Wandfilmbildung reduziert wird und Ablagerungen nur geringfügig ausgebildet werden.
• Aus der DE 10 2009 042 087 A1 ist ein Abgasreinigungssystem bekannt, bei dem zur Reduktion von Stickoxiden ein Reduktionsmittel dem Abgas zugesetzt wird. In Abhängigkeit der Temperatur der Innenwand des Abgasrohres wird der Einspritzdruck für das Reduktionsmittel sowie die Frequenz des Zusetzens ausgewählt.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittelträgers zur Verfügung zu stellen, das die Ablagerungsbildung des Reduktionsmittels bzw. seiner Folgeprodukte an Bauteilen der Abgasanlage oder der Dosiereinrichtung möglichst weit verringert. Das Verfahren sollte sich in Fahrzeugen mit einem geringen apparativen Aufwand umsetzen lassen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Steuergerät mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
• Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Dosierung eines Reduktionsmittelträgers in eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, wobei mittels einer Dosiereinrichtung, beispielsweise in Form eines Dosierventils, eine vorbestimmte Dosiermenge des Reduktionsmittelträgers in einen Abgaskanal der Abgasanlage stromauf eines in dem Abgaskanal angeordneten SCR-Katalysators eingebracht (zudosiert) wird und zumindest einer der Dosierparameter Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers und Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers so vorbestimmt wird, dass eine Wandfilmbildung des Reduktionsmittelträgers an zumindest einem Bauteil der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung weitgehend vermieden wird, wobei der zumindest eine Dosierparameter in Abhängigkeit der Temperatur des zumindest einen Bauteils der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung vorbestimmt wird.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers bei niedrigeren Temperaturen verringert wird.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zusätzlich der Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers bei niedrigeren Temperaturen verringert wird.
• Erfindungsgemäß wird zumindest der Dosierparameter Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers und gegebenenfalls zusätzlich der Dosierparameter Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers so vorbestimmt, dass eine Wandfilmbildung des Reduktionsmittelträgers an zumindest einem Bauteil der Abgasanlage und/oder an zumindest einem Bauteil der Dosiereinrichtung weitgehend vermieden wird. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff ”weitgehend vermieden” verstanden, den besagten zumindest einen Dosierparameter hinsichtlich einer möglichst geringen Wandfilmbildung auszuwählen. Selbstverständlich können in diesem Zusammenhang Grenzen für die Dosierparameter einzuhalten sein, die durch einen aktuellen Reduktionsmittelbedarf, technische Limitierungen und dergleichen gegeben sind.
• Durch umfangreiche Untersuchungen haben die vorliegenden Erfinder Zusammenhänge zwischen den vorgenannten Dosierparametern und der Tendenz zur Bildung fester Ablagerungen des Reduktionsmittels beziehungsweise seiner Folgeprodukte festgestellt. Diese Zusammenhänge ermöglichen erstmalig die geeignete Auswahl einer oder mehrerer dieser Dosierparameter, wodurch Ablagerungen weitgehend unterdrückt werden können und ein einwandfreier Betrieb des Dosiersystems gesichert werden kann.
• So haben die Erfinder festgestellt, dass bei gleichbleibender Dosiermenge eine Absenkung der Dosierfrequenz mit einer Abnahme der Ablagerungsbildung verbunden ist. Dabei wird unter ”Dosierfrequenz” die Häufigkeit der Einspritzung des Reduktionsmittelträgers pro Zeiteinheit verstanden, d. h. die Anzahl der Dosierperioden pro Zeiteinheit, wobei die Dosierperiode sich in einen Zeitraum mit geöffneter und einen Zeitraum mit geschlossener Dosiereinrichtung unterteilt. Somit bedeutet eine niedrige Dosierfrequenz eine vergleichsweise geringe Anzahl an Dosierperioden pro Zeiteinheit bei gleichzeitig verlängerten Zeiträumen mit geöffneter und geschlossener Dosiereinrichtung. Ursache für den festgestellten Zusammenhang zwischen Dosierfrequenz und Ablagerungsbildung ist vermutlich der verlängerte, durch den Zeitraum mit geschlossener Dosiereinrichtung definierten Verdampfungs- und Zersetzungszeitraum sowie ein abnehmende Auftrefffrequenz der Reduktionsmitteltropfen an den entsprechenden Bauteilen.
• Die Erfinder haben ferner festgestellt, dass eine Absenkung des Dosierdrucks zu einer Abnahme der Ablagerungsbildung führt. Dieses Ergebnis war insofern überraschend, da sich die Tropfengröße des Reduktionsmittels mit zunehmendem Einspritzdruck verringert, woraus ein verbessertes Verdampfungsverhalten resultiert, welches sich positiv auf die Wandfilmbildung auswirken sollte. Dieser Effekt wird offenbar jedoch durch die geringe Trägheit kleiner Tropfen überkompensiert, die zu einer verstärkten Ablenkung der Tropfen, insbesondere bei geometrisch kleinen Dosierbereichen, führt und damit zu verstärkten Wandeinträgen und Ablagerungen. Somit haben sich wider Erwarten geringe Einspritzdrücke als vorteilhaft im Sinne einer geringen Wandfilm- und Ablagerungsbildung erwiesen.
• Mit Vorteil kann die Dosierfrequenz aus einem Bereich bis höchstens 8 Hz gewählt werden, insbesondere bis höchstens 7 Hz und besonders bevorzugt bis höchstens 6 Hz, da oberhalb dieser Grenzen eine besonders starke Ablagerungsneigung beobachtet wird. Auf der anderen Seite sollte die Dosierfrequenz 1,5 Hz nicht unterschreiten, da unterhalb dieses Wertes im Allgemeinen nur ein schlechtes Verdampfungsverhalten beobachtet wird. Vorzugsweise beträgt die Dosierfrequenz mindestens 2 Hz.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Dosierdruck vorzugsweise aus einem Bereich bis höchstens 7000 mbar gewählt, insbesondere bis höchstens 6000 mbar und besonders bevorzugt bis höchstens 5000 mbar. Oberhalb dieser Grenzwerte steigt die Ablagerungstendenz des Reduktionsmittels stark an.
• Die konkreten Zusammenhänge können in Abhängigkeit der geometrischen Verhältnisse des Dosier- und Mischbereichs ein anderes Verhalten aufweisen, da die Veränderung eines Dosierparameters verschiedene Auswirkungen haben kann. Insbesondere nimmt der Einspritzdruck Einfluss auf die Tropfengröße als Sauterdurchmesser und das Tropfenspektrum als Volumendurchmesser DV90, was in Abhängigkeit vorliegender Dosierbereichsgeometrie bzw. resultierender Strömungsverhältnisse sich gegenteilig auswirken kann. Als relevant zur Bestimmung vorteilhafter Dosierparameter im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich insbesondere der Abstand zwischen der Dosiereinrichtung (Dosierventil) und der Wand des Abgaskanals an der Auftreffstelle des Reduktionsmittels erwiesen. Da das Reduktionsmittel üblicherweise in Form eines Kegels, der einen gegebenen Dosierradius aufweist, eindosiert wird, trifft es nicht punktförmig auf die Wand des Abgaskanals sondern mehr oder weniger flächig, wobei abhängig von dem Ort innerhalb dieser Aufprallfläche unterschiedliche Abstände vorliegen können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff ”Dosierabstand” die kürzeste Entfernung zwischen dem Auslass des Dosierventils und der Wand des Abgaskanals innerhalb der Aufprallfläche verstanden. Bei einer koaxialen Eindüsung des Reduktionsmittels in den Angaskanal entspricht der Dosierabstand damit einer Geraden auf einer äußeren Fläche des Dosierkegels, die zwischen dem Auslass des Dosierventils und der Wand des Abgaskanals (dem äußeren Aufprallpunkt) verläuft. Dabei wird der Dosierabstand mit kleinerem Dosierradius üblicherweise größer. Die vorstehend ausgeführten bevorzugten Bereiche der Dosierfrequenz und des Dosierdrucks gelten in diesem Sinn zumindest für Dosiergeometrien mit einem Dosierabstand von höchstens 350 mm, insbesondere von höchstens 300 mm, vorzugsweise von höchstens 200 mm.
• Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, den zumindest einen Dosierparameter in Abhängigkeit der Temperatur des zumindest einen Bauteils der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung vorzubestimmen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass sich die Tendenz zur Ablagerungsbildung mit zunehmender Temperatur des Bauteils deutlich verringert. Somit kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Dosierfrequenz und/oder der Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers bei niedrigen Bauteiltemperaturen verringert werden. Im Falle des Dosierdrucks kann bei Dosiergeometrien mit einem von der vorstehenden Angabe abweichenden Dosierabstand auch eine Erhöhung des Einspritzdrucks mit abnehmender Bauteiltemperatur vorgesehen sein. In jedem Fall kann dabei auf abgespeicherte, vorzugsweise empirisch ermittelte Kennfelder zugegriffen werden, welche den betreffenden Dosierparameter in Abhängigkeit von der Bauteiltemperatur für eine gegebene Dosiergeometrie angeben. Die Bauteiltemperatur wiederum kann durch entsprechende Temperatursensoren erfasst werden oder aus betriebspunktabhängigen Kennfeldern ermittelt oder modelliert werden. Die Ermittlung von Kennfeldern für Motorsteuerungen oder dergleichen, etwa auf Motorprüfständen, ist dem Fachmann hinreichend bekannt und bedarf keiner eingehenden Erläuterungen.
• Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, den zumindest einen Dosierparameter oberhalb einer vorgebbaren Grenztemperatur des zumindest einen Bauteils der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung temperaturunabhängig vorzugeben und nur unterhalb dieser Grenztemperatur in der dargestellten Weise temperaturabhängig vorzubestimmen. Hintergrund für diese Ausgestaltung ist, dass ab bestimmten Bauteiltemperaturen keinerlei oder nur sehr geringe Ablagerungen des Reduktionsmittels zu erwarten sind, so dass keine Anpassung der Dosierparameter erforderlich ist, um der Ablagerung entgegenzuwirken.
• Bautelle, die von Reduktionsmittelablagerungen betroffen sind, umfassen insbesondere Bauteile der Dosiereinrichtung, welche beispielsweise als Dosierventil ausgestaltet sein kann, So werden Ablagerungen beispielsweise an einer Spritzlochscheibe der Dosiereinrichtung sowie an einer Anschlussstelle der Dosiereinrichtung an den Abgaskanal beobachtet. Exponierte Bauteile der Abgasanlage umfassen die Innenfläche des Abgaskanals, ein zwischen der Dosiereinrichtung und dem SCR-Katalysator angeordnetes Mischelement sowie einen Eintrittsbereich des SCR-Katalysators. Als besonders relevant hat sich in diesem Zusammenhang die Anschlussstelle der Dosiereinrichtung erwiesen, die beispielsweise in Form einer Flanschverbindung ausgestaltet sein kann.
• Selbstverständlich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass – wie im Stand der Technik üblich – die Dosiermenge der Vorratslösung ferner in Abhängigkeit eines aktuellen Reduktionsmittelbedarfs bestimmt wird, welcher anhand einer NOX-Konzentration im Abgas stromauf und/oder stromab des SCR-Katalysators und/oder anhand eines Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere last- und drehzahlabhängig, ermittelt wird.
• Als Reduktionsmittel für das SCR-Verfahren wird vorzugsweise Ammoniak NH3 verwendet, das in Form verschiedener Reduktionsmittelträger als Vorratslösung bevorratet werden kann. Beispielsweise kann Ammoniak in gelöster Form als Direktreduktionsmittelträger eingesetzt werden. Vorteilhafter für mobile Anwendungen ist jedoch der Einsatz einer Vorläuferverbindung als Reduktionsmittelträger, beispielsweise Harnstoff oder Ammoniumformiat. Diese Reduktionsmittelträger werden vorzugsweise in Form ihrer wässrigen Lösungen eingesetzt.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Steuerung einer Dosierung eines Reduktionsmittelträgers in eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine stromauf eines in einem Abgaskanal der Abgasanlage angeordneten SCR-Katalysators. Dabei enthält das Steuergerät einen Algorithmus zur Steuerung der Dosierung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend der vorstehenden Beschreibung in computerlesbarer Form gespeichert.
• Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
• Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
• 1 schematischer Aufbau einer SCR-Abgasanlage;
• 2 teilweise aufgeschnittene Darstellung der SCR-Abgasanlage im Bereich der Eindosierungsstelle des Reduktionsmittels;
• 3 Verlauf der Ablagerungsbildung an der Anschlussstelle der Dosiereinrichtung in Abhängigkeit von der Wandtemperatur;
• 4 Verlauf der Ablagerungsbildung an der Anschlussstelle der Dosiereinrichtung in Abhängigkeit von der Dosierfrequenz und
• 5 Verlauf der Ablagerungsbildung an der Anschlussstele der Dosiereinrichtung in Abhängigkeit von dem Einspritzdruck.
• 1 zeigt schematisch eine überwiegend mager betriebene Verbrennungskraftmaschine 10, beispielsweise einen Dieselmotor, die mit einer SCR-Katalysatoranlage ausgestattet ist. Diese kann systematisch in ein Abgassystem und in ein fluidführendes System sowie ein Steuerungssystem unterteilt werden.
• Das Abgassystem umfasst einen Abgaskanal 12, der zumindest einen SCR-Katalysator 14 aufweist, der in Gegenwart eines Reduktionsmittels, insbesondere Ammoniak NH₃, Stickoxide NO_X des Abgases katalytisch umsetzt. Als katalytisch wirksame Substanzen enthält der SCR-Katalysator 14 typischerweise geeignete Übergangsmetallsalze in seiner katalytischen Beschichtung, beispielsweise Vanadium-, Molybdän-, Wolfram-, Mangan- und/oder Eisenoxide. Der SCR-Katalysator 14 kann als Einzelkatalysator ausgeführt sein oder als mehrere hintereinander geschaltete Katalysatorblöcke, wobei vorzugsweise der vorderste Block zum Zwecke seines schnellen Erwärmens auf seine Betriebstemperatur über ein kleineres Volumen verfügt. Zusätzlich kann zwischen den Blöcken eine Verengungsstelle vorgesehen sein, wodurch eine Verwirbelung des Abgases und eine weitere Homogenisierung des Ammoniaks erzielt wird.
• Zur Anhebung des NO₂/NO-Verhältnisses im Abgas und Verbesserung des Wirkungsgrades kann stromauf des SCR-Katalysators 14, insbesondere an einer motornahen Einbaulage, ein Oxidationskatalysator 16 angeordnet sein, der zudem die Aufgabe der Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid erfüllen kann. Ferner kann im Bereich einer Mischstrecke stromab einer weiter unten erläuterten Zuführungsstelle für den Reduktionsmittelträger und stromauf des SCR-Katalysators 14 ein Mischelement 18 zur Homogenisierung des zugeführten Reduktionsmittelträgers angeordnet sein. Der Einsatz eines Mischelements 18 ist besonders bei kurzen Mischstrecken von Vorteil, um eine homogene Anströmung des SCR-Katalysators 14 durch das Reduktionsmittel zu erreichen. Stromab des optionalen Mischelements 18 kann darüber hinaus bei Einsatz von Vorläufersubstanzen des Reduktionsmittels, ein Hydrolysekatalysator 20 vorgesehen sein, der insbesondere bei dynamischer Betriebsweise in niederen Lastbereichen sinnvoll ist. Der Hydrolysekatalysator 20 kann wie dargestellt als gesonderter Katalysator oder Katalysatorabschnitt ausgestaltet sein oder als eine zusätzliche Beschichtung auf dem SCR-Katalysator 14. Ein optional dem SCR-Katalysator 14 nachgeschalteter zweiter Oxidationskatalysator 22 (so genannter Sperrkatalysator) setzt gegebenenfalls überschüssiges Ammoniak um, um Ammoniakemissionen zu verringern. Selbstverständlich können weitere, hier nicht dargestellte Abgaselemente vorhanden sein, beispielsweise ein Dieselpartikelfilter.
• Zur Steuerung des SCR-Systems kann eine Sensorik in dem Abgaskanal 12 installiert sein, die verschiedene Gassensoren und/oder Temperatursensoren umfassen kann. In der dargestellten Ausführung umfasst die Sensorik einen ersten NO_X-Sensor 24, der stromauf des ersten Oxidationskatalysators 16 angeordnet ist und die aktuelle NO_X-Rohemission der Verbrennungskraftmaschine 10 misst, sowie einen stromab des SCR-Katalysators 14 angeordneten zweiten NO_X-Sensor 26, welcher der Überwachung des SCR-Katalysators 14 dient. Weitere Sensoren, beispielsweise Lambdasonden oder Temperatursensoren können zusätzlich vorgesehen sein.
• Das Fluidsystem der SCR-Katalysatoranlage dient der Bevorratung und Dosierung des Reduktionsmittelträgers, wobei nachstehend von Harnstoff als Reduktionsmittelträger ausgegangen wird, das in Form einer wässrigen Harnstofflösung (Vorratslösung) 28 vorliegt. Es versteht sich jedoch, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Reduktionsmittelträger, wie Ammoniak in gelöster Form oder eine andere Vorläuferverbindung, wie Ammoniumcarbamat, Cyanursäure oder Ammoniumformiat in Form ihrer wässrigen Lösungen, Einsatz finden können.
• Die wässrige Harnstofflösung 28 befindet sich in einem Vorratsbehälter 30, der über eine Förderleitung 32 mit einer Dosiereinrichtung 34 in Verbindung steht. An einer geeigneten Position der Förderleitung 32 ist eine Förderpumpe 36 installiert, die vorzugsweise zur beidseitigen Förderung der Lösung 28 ausgelegt ist. Auf diese Weise baut die Förderpumpe 36 einerseits den notwendigen Systemdruck auf und kann andererseits nach Abstellendes Systems durch Rücksaugen die Förderleitung 32 entleeren. Die Dosiereinrichtung 34 ist beispielsweise als Dosierventil ausgestaltet, das über eine Flanschverbindung direkt mit dem Abgaskanal 12 verbunden ist. Ihre Einbauposition im Abgaskanal 12 kann motornah oder motorfern sein.
• Der Vorratsbehälter 30 für die Harnstofflösung 28 ist im Allgemeinen dem vorhandenen Bauraum des Fahrzeugs angepasst, so dass auch geteilte Systeme Verwendung finden können. Typischerweise ist in dem Vorratsbehälter 30 ein hier nicht dargestellter Füllstandssensor verbaut, der beispielsweise über eine Leitfähigkeitsmessung den Füllstand überwacht. Zudem ist im Behälter ein Temperatursensor 38 an einer unteren Position angeordnet, so dass dieser die Temperatur der Vorratslösung 28 misst. Fällt die Temperatur der Lösung 28 unter einen vorbestimmten Schwellenwert, so erfolgt eine Beheizung der Vorratslösung 28 mittels einer nicht dargestellten Heizeinrichtung, etwa einer elektrischen Widerstandsheizung, die im Inneren oder Äußeren des Behälters 30 angebracht sein kann. Ebenso können auch die Leitung 32 und die Dosiereinrichtung 34 beheizbar ausgeführt sein. Im dargestellten Beispiel verfügt der Vorratsbehälter 30 über eine Belüftungseinrichtung 40, die beispielsweise als ein gasdurchlässiges Sinterelement ausgestaltet sein kann, das einen beschränkten Gasaustausch zwischen dem Behälter 30 und der Umgebung zulässt, um einem Unterdruck bei abnehmenden Füllstand und einem Überdruck bei Temperaturanstieg im Behälter entgegenzuwirken sowie Höhenunterschiede mit entsprechenden Druckverhältnissen auszugleichen.
• Des Weiteren kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch die Dosiereinrichtung 34 mit einem Temperatursensor 42 ausgestattet sein, welcher die Temperatur der Dosiereinrichtung 34 misst. Alternativ oder zusätzlich kann der Temperatursensor auch einem anderen, im Bereich der Eindosierungsstelle der Dosiereinrichtung 34 angeordnetem Bauteil, insbesondere einer Wandung des Abgaskanals 12, dem Mischelement 18, und/oder der Eintrittsstelle des SCR-Katalysators 14 zugeordnet sein. Statt einer direkten Messung der Temperatur der vorgenannten Bauteile kann deren Temperatur jedoch auch in Abhängigkeit des Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine 10 kennfeldmäßig ermittelt werden, wofür in Motorprüfstandsmessungen die entsprechende Bauteiltemperatur jeweils für die verschiedenen Betriebspunkte gemessen und gespeichert wird.
• Zentrales Element des Steuerungssystems ist ein Steuergerät 44, das die Signale der NO_X-Sensoren 24 und 26, der Temperatursensoren 38 und 42 und gegebenenfalls weiterer Sensoren empfängt. Das Steuergerät 42 ermittelt in Abhängigkeit der Signale eine benötigte Dosiermenge des Reduktionsmittelträgers und steuert die Förderpumpe 36 sowie die Dosiereinrichtung 34 so an, dass die ermittelte Dosiermenge in den Abgaskanal 12 eingespeist wird, um nach Homogenisierung durch das Mischelement 18, im Hydrolysekatalysator 20 Ammoniak NH₃ freizusetzen, das sodann im SCR-Katalysator 14 eingespeichert wird, um als Reduktionsmittel für die NO_X-Reduktion zur Verfügung zu stehen. Grundsätzlich erfolgt – wie im Stand der Technik üblich – die Bestimmung der Dosiermenge bedarfsabhängig. Dabei kann insbesondere ein aktueller Reduktionsmittelbedarf anhand einer mit dem Sensor 24 gemessenen NO_X-Konzentration im Abgas bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich lässt sich der Bedarf jedoch auch in Abhängigkeit eines Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine 10 aus einem gespeicherten Kennfeld ermitteln.
• Unvorteilhafterweise kann es im Betrieb der Anlage jedoch zu Ablagerungen des zugeführten Reduktionsmittels an verschiedenen Bauteilen im Bereich der Dosierungsstelle kommen, die in 2 näher dargestellt sind. Dies betrifft insbesondere eine Spritzlochscheibe 46 innerhalb der Dosiereinrichtung 34 und die Anschlussstelle 48 der Dosiereinrichtung 34 in den Abgaskanal 12, welche insbesondere als Flanschverbindung realisiert sein kann. In vermindertem Maße können auch Ablagerungen an der Innenwand 50 des Abgaskanals 12 – sofern vorhanden, insbesondere im Bereich einer Aufprallfläche des Reduktionsmittels – sowie an dem Mischelement 18 und im Eintrittsbereich 52 des SCR-Katalysators 14 beobachtet werden.
• Die Bildung eines feuchten Wandfilms der eindosierten Reduktionsmittellösung in den Abgaskanal 12 wird als Vorläuferschritt für die Entstehung dauerhafter fester Ablagerungen angesehen. Nach Verdampfen des Lösungsmittels (in der Regel Wasser) kristallisiert das Reduktionsmittel (z. B. Harnstoff) aus und kann durch thermische Beaufschlagung zu Folgeprodukten reagieren. Im Falle der Verwendung einer wässrigen Harnstofflösung konnten die vorliegenden Erfinder ermitteln, dass die Ablagerungen zu großen Anteilen aus Harnstoff und Cyanursäure bestehen und geringe Anteile an Biuret, Ammelid, Ammelin sowie Polymerisationsprodukte enthalten können. Da die Wandfilmbildung durch niedrige Bauteiltemperaturen begünstigt wird, sind in erster Linie Bauteile von Ablagerungen betroffen, bei denen nie oder nur selten hohe Temperaturen auftreten. Aus dem gleichen Grund werden Ablagerungen verstärkt bei Fahrzeugen gefunden, die nie oder nur selten in hohen Lastbereichen gefahren werden, beispielsweise bei reinen „Stadtfahrzeugen”.
• Das Mischelement 18, das die Funktionen einer Prallfläche und der Strömungsverwirbelung erfüllt, ist verstärkt bei relativ kurzen Distanzen zwischen Dosiereinrichtung 34 und Mischelement 18 von Ablagerungen betroffen. Durch geeignete Ausgestaltung des Mischelements 18 sowie durch eine relativ zur Abgasstromrichtung im Wesentlichen koaxiale Reduktionsmitteleindosierung, wie sie in 2 dargestellt ist, lassen sich Ablagerungen im Bereich des Mischelements 18 zwar weitgehend vermeiden. Jedoch lassen sich auch in diesem System bei überstöchiometrischer Zudosierung des Reduktionsmittels im stationären Betrieb geringfügige Ablagerungen am Mischelement 18 beobachten.
• Gleiches trifft für den Eintrittsbereich 52 des SCR-Katalysators 14 zu, wo ebenfalls nur bei stationärer Betriebsweise und überstöchiometrischer Reduktionsmittelzudosierung geringfügige Ablagerungen zu beobachten sind.
• Die Innenwände 50 des Abgaskanals 12 können insbesondere in solchen Bereichen von Ablagerungen des Reduktionsmittels betroffen sein, die sich durch niedrige Temperaturen sowie „Störstellen”, wie Senken, Falznähte, Erhebungen oder große Rauhigkeiten auszeichnen. Auch ist eine gegebenenfalls vorhandene Aufprallfläche des eingedüsten Reduktionsmittels in besonderem Maße exponiert. Diese lässt sich jedoch durch die koaxiale Eindüsungsarchitektur gemäß 2 verringern.
• Reduktionsmittelablagerungen auf der Spritzlochscheibe 46 der Dosiereinrichtung 34 erwiesen sich in Dauerlaufversuchen der vorliegenden Erfinder als zwar vorhanden, in ihrer Intensität jedoch als nicht konstant. Ursache ist vermutlich, dass aufgrund der im Betrieb ständigen Befeuchtung der Spritzlochscheibe 46 abgelagertes Reduktionsmittel nicht dauerhaft auskristallisiert, sondern ständig durch die Reduktionsmittellösung wieder aufgelöst wird.
• Am schwerwiegendsten haben sich die Ablagerungen im Bereich der Anschlussstelle 48 der Dosiereinrichtung 34 in den Abgaskanal 12 erwiesen, welche beispielsweise in Form einer Flanschverbindung vorliegt. Da aufgrund der geringen Temperaturbeständigkeit der meisten Dosiereinrichtungen 34 diese in der Regel außerhalb des heißen Abgasstroms positioniert werden, resultieren vergleichsweise niedrige Bauteiltemperaturen in diesem Bereich, wodurch Ablagerungen noch weiter begünstigt werden. Dauerlaufuntersuchungen in realen Fahrzeugen haben dementsprechend gezeigt, dass Ablagerungen direkt an der Flanschverbindung zwischen Dosierventil 34 und Abgaskanal 12 in einer Senke entstehen, die durch die Dichtung hervorgerufen wird. Dabei erweitern sich diese Ablagerungen in beide Richtungen und vermindern im fortgeschrittenen Stadium den Rohrquerschnitt.
• Ablagerungen können die Reduktionsmitteldosierung beeinträchtigen, so dass sich der Homogenisierungsgrad verschlechtert und Reduktionsmittelschlupf auftreten kann. Bei besonders starker Ablagerung, insbesondere an der Eindosierungsstelle, kann im Extremfall die Dosierung vollständig behindert werden, was zu einem Systemausfall führen kann.
• Im Rahmen von Untersuchungen haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass die Dosierparameter: Dosiermenge, Dosierfrequenz und Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers einen erheblichen Einfluss auf die Neigung zur Ausbildung von Ablagerungen des Reduktionsmittels, insbesondere von Harnstoff und seinen Folgeprodukten haben. Um Ablagerungen möglichst weitgehend zu vermeiden, ist erfindungsgemäß daher vorgesehen, zumindest einen der Dosierparameter: Dosierfrequenz (Einspritzfrequenz) des Reduktionsmittelträgers und Dosierdruck (Einspritzdruck) des Reduktionsmittelträgers so vorzubestimmen, dass eine Wandfilmbildung des Reduktionsmittelträgers an Bauteilen der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung verringert oder im Wesentlichen vermieden wird.
• Zur Untersuchung dieser Zusammenhänge wurden verschiedene Versuchsreihen auf einem Motorprüfstand durchgeführt, bei denen in dynamischen Testzyklen jeweils ein Parameter systematisch variiert wurde und die Intensität der Ablagerung an der besonders betroffenen Anschlussstelle 48 der Dosiereinrichtung 34 an den Abgaskanal 12 beurteilt wurde. Dabei erfolgte eine bedarfsgerechte Zudosierung wässriger Harnstofflösung. Zur Erzeugung einer wiederholbaren Ablagerungsbildung bei verkürzter Zeit wurde eine lokale Kühlung der Dosiereinrichtung 34 als Zeitraffermaßnahme eingesetzt. Die Temperaturen im Bereich der Dosiereinrichtung 34 wurden aus Gründen der Wiederholbarkeit stetig überwacht und eingestellt. Für die Beurteilung wurde als Maßstab eine dimensionslose Ablagerungskennzahl gebildet, die sich aus dem Verhältnis von abgelagerter Harnstoffmasse und eindosierter Harnstoffmasse zusammensetzt. Die Ablagerungen bestanden in dieser Methode mit Zeitraffereffekt ausschließlich aus Harnstoff, was nach der Wandfilmbildung als zweiter Schritt der Ablagerungsbildung vor der Umwandlung in Folgeprodukte als dritten Schritt verstanden wird. Zur Überprüfung wurden die Ablagerungen nach der Messung entnommen, ausgewogen und hinsichtlich der Zusammensetzung analysiert. Alle Messungen wurden dreifach durchgeführt und die Messwerte gemittelt.
• In einer ersten Versuchreihe wurden mittels eines externen Lüfters verschiedene Wandtemperaturen von etwa 50 bis 100°C im Bereich der Anschlussstelle der Dosiereinrichtung 34 dargestellt. Die Ergebnisse sind in 3 zusammen mit den Standardabweichungen dargestellt. Es zeigt sich eine Verminderung der Ablagerungsbildung mit zunehmender Wandtemperatur. Zudem besteht jedenfalls in dem untersuchten Temperaturintervall von 50 bis 100°C ein linearer Zusammenhang zwischen Wandtemperatur und Ablagerungsbildung. Die Ursache liegt vermutlich in einer mit höheren Temperaturen höhere Verdampfungs- und Zersetzungsrate des Wandfilms. Die Bauteiltemperatur gehört damit zu den wesentlichen Einflussfaktoren für die Wandfilmbildung.
• Zur Untersuchung des Einflusses der Dosierfrequenz auf die Ablagerungsbildung wurde in einer weiteren Versuchsreihe die Einspritzfrequenz in einem Frequenzbereich von 2 bis 8 Hz variiert und die Ablagerungen beurteilt. 4 zeigt die Ablagerungsintensität in Form der dimensionslosen Kennzahl in Abhängigkeit von der Dosierfrequenz zusammen mit den Standardabweichungen aus den drei Wiederholungsmessungen. Es ergibt sich für den untersuchten Bereich von 2 bis 6 Hz keine signifikante Änderung der ermittelten Ablagerungskennzahl. Für die Dosierfrequenz von 8 Hz hingegen wird eine deutliche Verstärkung der Ablagerungsbildung beobachtet. Es deutet sich ein exponentieller Zusammenhang zwischen Ablagerung und Dosierfrequenz an. Bei weiterer Erhöhung der Frequenz wird ein weiterer Anstieg vermutet, bis eine bauartabhängige mechanische Grenze hinsichtlich der Öffnungs- und Schließzeiten der Dosiereinrichtung erreicht wird.
• Die Dosierfrequenz ist gleichzusetzen mit der Auftrefffrequenz der Reduktionsmitteltropfen auf das Bauteil. Hauptursache für den beobachteten Zusammenhang zwischen Ablagerungsbildung und Dosierfrequenz könnte somit die erhöhte Auftrefffrequenz sein. Bei konstantem Reduktionsmittelmassenstrom verringert sich mit zunehmender Frequenz die Dauer der Dosierperiode. Beispielsweise ergibt die Frequenzerhöhung von 2 Hz auf 8 Hz eine Verkürzung der Periodendauer von 0,5 s auf 0,125 s. Diese Periode unterteilt sich wiederum in Abhängigkeit vom Verhältnis der Dosierventilansteuerung, auch Tastverhältnis genannt, in einen Zeitraum mit geöffnetem und einen Zeitraum mit geschlossenem Dosierventil. Da in dem geschlossenen Zeitraum keine erneute Benetzung durch die Reduktionsmittellösung erfolgt, kann in diesem Intervall der entstandene Wandfilm verdampfen und sich zersetzen. Somit verkürzt sich mit steigender Frequenz der Verdampfungs- und Zersetzungszeitraum, was eine Ablagerungsbildung begünstigt. Gleichzeitig werden durch die erhöhte Auftrefffrequenz die Temperaturen des Wandfilms infolge erhöhter Kühlung herabgesetzt, was ebenfalls zu einer verstärkten Ablagerungsbildung führt.
• Aus diesen Messungen ergibt sich ein bevorzugter Maximalwert für die Dosierfrequenz von 8 Hz, insbesondere von 7 Hz und besonders bevorzugt von höchstens 6 Hz, da oberhalb dieser Werte eine verstärkte Zunahme der Ablagerung zu beobachten ist. Auf der anderen Seite sollten Dosierfrequenzen kleiner 2 Hz vermieden werden, da dann der Wandfilm – bedingt durch den langen Reduktionsmitteleintrag – zu fließen beginnt und sich in andere Bereiche der Abgasanlage verlagert. Bei Frequenzen unterhalb von 1,5 Hz verschlechtert sich im Allgemeinen des Verdampfungsverhalten in der Gasphase, so dass auch dieser Bereich nicht favorisiert wird.
• Die Verringerung der Dosiermenge hat sich grundsätzlich ebenfalls vorteilhaft hinsichtlich der Wandfilm- und Ablagerungsbildung erwiesen, da sich der Wandfilmeintrag pro Zeiteinheit verringert. Gleichzeitig erhöht sich das Verdampfungs- und Zersetzungsverhalten in Abhängigkeit verminderter Wandfilmdicke. Da jedoch die Dosiermenge im Wesentlichen durch den erforderlichen Stickoxidumsatz und gegebenenfalls weiteren Faktoren, wie der Katalysatortemperatur, bestimmt wird, ist die Dosiermenge kein frei variierbarer Parameter. Im Rahmen der Erfindung kann jedoch bei einer notwendigen Dosiermengenerhöhung, z. B. zur Generierung eines höheren Wirkungsgrades der Stickoxidreduktion, durch Auswahl einer entsprechenden Dosierfrequenz die Aufteilung der bedarfsabhängig bestimmten Dosiermenge so beeinflusst werden, dass der erhöhte Wandfilmeintrag weitgehend kompensiert wird. Mit anderen Worten kann mit zunehmender Dosiermenge die Dosierfrequenz abgesenkt werden, um der Ablagerungsbildung entgegenzuwirken.
• In einer weiteren Versuchsreihe wurde der Einspritzdruck im Bereich von 3000 bis 7000 mbar variiert und wiederum das Ablagerungsverhalten beurteilt. Die Ergebnisse sind in 5 zusammen mit den Standardabweichungen dargestellt. An dem untersuchten System ist eine starke Zunahme der Ablagerung mit erhöhtem Einspritzdruck zu beobachten, was zu der Annahme eines exponentiellen Zusammenhangs im untersuchten Bereich am vorliegenden System führt. Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen könnte in der Bildung von Kleinst- und Satellitentropfen bei hohen Einspritzdrücken mit entsprechend hohen Tropfengeschwindigkeiten liegen. Die größere Anzahl kleiner Tropfen mit hohen Geschwindigkeiten bei hohen Drücken führt vermutlich zu einer größeren Wandbenetzung, was letztlich die Bildung von Harnstoffablagerungen verstärkt. Vorstellbar ist allerdings auch eine Ablagerungsverminderung bei hohen Drücken in Systemen anderer geometrischer Verhältnisse insbesondere bei einer direkten Positionierung der Dosiereinrichtung 34 in die Abgasanlage, was in der Regel mit einem größeren Raumangebot verbunden ist.
• Aus diesen Messungen ergibt sich jedenfalls für Dosiergeometrien mit einem Dosierabstand zwischen Auslass der Dosiereinrichtung und kürzesten Abstand im Bereiche der Aufprallfläche des Reduktionsmittels bis zu 350 mm ein bevorzugter Maximalwert für den Dosierdruck von höchstens 7000 mbar, insbesondere von höchstens 6000 mbar, und besonders bevorzugt von höchstens 5000 mbar. In besondere Ausführungen wird ein Dosierdruck von höchstens 5500 mbar gewählt.
• Durch die dargestellten Zusammenhänge zwischen den Parametern, Dosiermenge, Dosierfrequenz und Dosierdruck einerseits und der Ablagerungsneigung andererseits ergibt sich, dass durch eine geeignete Auswahl dieser Parameter die Ablagerung des Reduktionsmittels wirkungsvoll vermindert oder sogar weitestgehend unterdrückt werden kann, wobei eine Absenkung zumindest eines der Parameter bereits zu einer Ablagerungsabnahme führt. Aus der gemäß 3 festgestellten Abhängigkeit der Ablagerungsbildung von der Bauteiltemperatur ergibt sich ferner eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wonach der zumindest eine Dosierparameter in Abhängigkeit der Temperatur des zumindest einen Bauteils der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung vorbestimmt wird, wobei insbesondere die Dosiermenge, die Dosierfrequenz und/oder der Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers bei niedrigeren Temperaturen verringert wird und bei höheren Temperaturen erhöht werden kann. In einer weiteren Entwicklung der Erfindung kann in diesem Zusammenhang eine Grenztemperatur für das betreffende Bauteil vorgegeben werden, oberhalb welcher der zumindest eine Dosierparameter temperaturunabhängig vorbestimmt wird, beispielsweise allein in Abhängigkeit des aktuellen Reduktionsmittelbedarfs. Unterhalb der Grenztemperatur wird in dieser Ausgestaltung der zumindest eine Parameter temperaturabhängig vorbestimmt, d. h. mit abnehmender Bauteiltemperatur reduziert.
• Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Reduktionsmitteldosierung wird durch das Steuergerät 44 (1) ausgeführt, das zu diesem Zweck einen Algorithmus zur Steuerung der Dosierung gemäß dem Verfahren in computerlesbarer Form gespeichert enthält. Das Steuergerät 44 liest hierfür die durch den Temperatursensor 34 gemessene Bauteiltemperatur als Eingangsgröße ein oder ermittelt die Bauteiltemperatur aus einem abgespeicherten Kennfeld in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt (Motorlast und Motordrehzahl) der Verbrennungskraftmaschine 19.
• Bezugszeichenliste

10

Verbrennungskraftmaschine

12

Abgaskanal

14

SCR-Katalysator

16

Oxidationskatalysator

18

Mischelement

20

Hydrolysekatalysator

22

Oxidationskatalysator

24

NO_X-Sensor

26

NO_X-Sensor

28

Vorratslösung/wässrige Harnstofflösung

30

Vorratsbehälter

32

Förderleitung

34

Dosiereinrichtung

36

Förderpumpe

38

Temperatursensor

40

Belüftungseinrichtung

42

Temperatursensor

44

Steuergerät

46

Spritzlochscheibe

48

Anschlussstelle

50

Innenfläche des Abgaskanals

52

Eintrittsbereich des SCR-Katalysators

Claims (10)

1. Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittelträgers in eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine (10), wobei mittels einer Dosiereinrichtung (34) eine vorbestimmte Dosiermenge des Reduktionsmittelträgers in einen Abgaskanal (12) der Abgasanlage stromauf eines in dem Abgaskanal (12) angeordneten SCR-Katalysators (14) eingebracht wird und zumindest einer der Dosierparameter Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers und Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers so vorbestimmt wird, dass eine Wandfilmbildung des Reduktionsmittelträgers an zumindest einem Bauteil (18, 46, 48, 50, 52) der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung (34) weitgehend vermieden wird, wobei der zumindest eine Dosierparameter in Abhängigkeit der Temperatur des zumindest einen Bauteils (18, 46, 48, 50, 52) der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung (34) vorbestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierfrequenz des Reduktionsmittelträgers bei niedrigeren Temperaturen verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Dosierdruck des Reduktionsmittelträgers bei niedrigeren Temperaturen verringert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dosierparameter oberhalb einer Grenztemperatur des zumindest einen Bauteils (18, 46, 48, 50, 52) der Abgasanlage und/oder der Dosiereinrichtung (34) temperaturunabhängig und unterhalb der Grenztemperatur temperaturabhängig vorbestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile eine Spritzlochscheibe (46) der Dosiereinrichtung (34), eine Anschlussstelle (48) der Dosiereinrichtung (34), eine Innenfläche (50) des Abgaskanals (12), ein Mischelement (18) und/oder ein Eintrittsbereich (52) des SCR-Katalysators umfassen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierfrequenz höchstens 8 Hz beträgt, insbesondere höchstens 7 Hz, vorzugsweise höchstens 6 Hz.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierfrequenz mindestens 1,5 Hz beträgt, insbesondere mindestens 2 Hz.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierdruck höchstens 7000 mbar beträgt, insbesondere höchstens 6000 mbar, vorzugsweise höchstens 5000 mbar.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermenge in Abhängigkeit eines aktuellen Reduktionsmittelbedarfs bestimmt wird, welcher anhand einer NOX-Konzentration im Abgas und/oder eines Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine (10) ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel Ammoniak (NH3) und der Reduktionsmittelträger Ammoniak in gelöster Form oder eine Vorläuferverbindung, insbesondere Harnstoff oder Ammoniumformiat (HCOONH4), ist.
10. Steuergerät (44) zur Steuerung einer Dosierung eines Reduktionsmittelträgers in eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine (10) stromauf eines in einem Abgaskanal (12) der Abgasanlage angeordneten SCR-Katalysators (14), wobei das Steuergerät einen Algorithmus zur Steuerung der Dosierung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in computer-lesbarer Form gespeichert enthält.

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