DE102014107006A1

DE102014107006A1 - Abgasbehandlungssystem mit Emissionssteuerung während einer Filterregeneration

Info

Publication number: DE102014107006A1
Application number: DE102014107006.2A
Authority: DE
Inventors: Eugene V. Gonze; Michael J. Paratore jun.; Joshua Clifford Bedford
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2014-12-04
Also published as: CN104213958A; US20140352279A1

Abstract

Ein Abgasbehandlungssystem für einen Motor weist ein Abgaseinlassrohr auf, das derart konfiguriert ist, ein Abgas von dem Motor aufzunehmen. Ein Partikelfilter, ein Wärmeaustauschsystem sowie eine erste und zweite Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) stehen in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr. Der Partikelfilter ist derart konfiguriert, dass er einer thermischen Regeneration ausgesetzt ist, wenn das Abgas in dem Partikelfilter über eine Regenerationstemperatur erhitzt ist. Der Controller ist derart konfiguriert, eine Temperaturdifferenz zwischen einer vorliegenden Temperatur der zweiten SCR-Vorrichtung und einer vordefinierten optimalen zweiten SCR-Temperatur so zu steuern, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters liegt. Der Controller kann derart konfiguriert sein, eine Einspritzeinrichtung anzuweisen, dass ein Reduktionsmittel in die erste SCR-Vorrichtung eingespritzt wird, wenn die Temperaturdifferenz unterhalb der vordefinierten Schwelle liegt, wodurch eine NOx-Emission in dem Abgas gesteuert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Abgasbehandlungssystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern des Abgasbehandlungssystems.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren erzeugen eine Anzahl von Emissionen, einschließlich verschiedener Stickoxide, die gemeinsam hier als NOx-Gase bezeichnet werden. NOx-Gase werden erzeugt, wenn Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle, die in Motoransaugluft vorhanden sind, hohen Verbrennungstemperaturen ausgesetzt werden. Abgasbehandlungssysteme werden in Fahrzeugen verwendet, um die NOx-Gase, die in dem Verbrennungsprozess erzeugt werden, zu reduzieren und zu managen. Abgasbehandlungssysteme verwenden allgemein eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR), die ein Reduktionsmittel, wie Ammoniak, verwendet, das in der Lage ist, mit NOx-Gasen in Kombination mit überschüssigem Sauerstoff zu reagieren, um die NOx-Gase zu reduzieren.
Abgasbehandlungssysteme verwenden auch Partikelfilter, um Partikel oder Partikelmaterial, das von dem Motor erzeugt wird, herauszufiltern. In regelmäßigen Intervallen muss der Partikelfilter thermisch regeneriert werden, um die angesammelten Partikel zu entfernen. Wenn die Temperatur des Partikelfilters erhöht wird, steigt auch die Temperatur der SCR-Vorrichtung, was in einer Desorption von Ammoniak von der SCR-Vorrichtung resultiert. Das Ammoniak kann durch den Partikelfilter gelangen und oxidiert werden, um NOx-Gase zu bilden, wodurch NOx-Emissionen während der thermischen Regeneration des Partikelfilters erhöht werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Abgasbehandlungssystem für einen Motor, der ein Abgas erzeugt, umfasst ein Abgaseinlassrohr, das derart konfiguriert ist, das Abgas von dem Motor aufzunehmen. Ein Partikelfilter, ein Wärmeaustauschsystem und eine erste und zweite Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) stehen in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr. Das Wärmeaustauschsystem ist stromabwärts des Partikelfilters positioniert. Die erste und zweite SCR-Vorrichtung sind stromaufwärts bzw. stromabwärts des Wärmeaustauschsystems positioniert. Der Partikelfilter ist derart konfiguriert, dass er einer thermischen Regeneration ausgesetzt ist, wenn das Abgas in dem Partikelfilter über eine Regenerationstemperatur erhitzt wird. Ein erster Temperatursensor ist funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung verbunden und derart konfiguriert, eine vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2) der zweiten SCR-Vorrichtung zu ermitteln. Ein Controller ist funktional mit dem ersten Temperatursensor verbunden und derart konfiguriert, um zu ermitteln, ob in dem Partikelfilter die thermische Regeneration stattfindet. Der Controller ist derart konfiguriert, die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) zwischen der vorliegenden zweiten SCR-Temperatur (T_S2) und einer vordefinierten optimalen zweiten SCR-Temperatur (T_O) so zu steuern, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters liegt.
Eine Einspritzeinrichtung ist funktional mit der ersten SCR-Vorrichtung verbunden und derart konfiguriert, ein Reduktionsmittel in die erste SCR-Vorrichtung selektiv einzuspritzen. Das Reduktionsmittel ist derart konfiguriert, zu der zweiten SCR-Vorrichtung zu gelangen. Der Controller kann derart konfiguriert sein, die Einspritzeinrichtung so anzuweisen, dass das Reduktionsmittel eingespritzt wird, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) unterhalb einer vordefinierten Schwelle liegt, wodurch die NOx-Emission in dem Abgas während der thermischen Regeneration des Partikelfilters gesteuert wird. Bei einem Beispiel liegt die vordefinierte optimale zweite SCR-Temperatur (T_O) zwischen etwa 200 und 220° Celsius. Bei einem anderen Beispiel liegt die vordefinierte optimale zweite SCR-Temperatur (T_O) bei etwa 220° Celsius und die vordefinierte Schwelle liegt bei etwa 10° Celsius.
Der Controller, der so konfiguriert ist, die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) so zu steuern, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle liegt, umfasst, dass das Wärmeaustauschsystem angewiesen wird, dass es Wärme von dem Abgas überträgt, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über der vordefinierten Schwelle liegt. Somit verwendet das Abgasbehandlungssystem das Wärmeaustauschsystem, um die vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2) der zweiten SCR-Vorrichtung während der thermischen Regeneration des Partikelfilters zu steuern.
Ein erster und zweiter Drucksensor können stromaufwärts bzw. stromabwärts des Partikelfilters positioniert sein. Der erste und zweite Drucksensor sind derart konfiguriert, einen Differenzdruck über den Partikelfilter zu ermitteln. Der Controller kann derart konfiguriert sein, um zu ermitteln, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter stattfindet, indem ermittelt wird, wann der Differenzdruck über den Partikelfilter oberhalb eines vordefinierten Schwellendrucks liegt.
Ein zweiter Temperatursensor ist funktional mit dem Partikelfilter verbunden und derart konfiguriert, eine vorliegende Filtertemperatur (T_F) des Partikelfilters zu ermitteln. Der Controller kann derart konfiguriert sein, um zu ermitteln, ob die thermische Reaktion in dem Partikelfilter stattfindet, indem ermittelt wird, ob die vorliegende Filtertemperatur (T_F) des Partikelfilters einen vordefinierten Zeitbetrag bei einer vordefinierten Temperatur verblieben ist. Beispielsweise beträgt der vordefinierte Zeitbetrag 30 Minuten, und die vordefinierte Temperatur beträgt 550° Celsius.
Die erste SCR-Vorrichtung kann einen ersten Katalysator aufweisen, und der Partikelfilter kann eine Mehrzahl von Kanälen aufweisen, die jeweilige Wände besitzen. Die erste SCR-Vorrichtung und der Partikelfilter können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, so dass der erste Katalysator an die jeweiligen Wände der Mehrzahl von Kanälen des Partikelfilters beschichtet ist. Ein erster und zweiter NOx-Sensor können stromaufwärts bzw. stromabwärts des Partikelfilters positioniert sein. Der erste und der zweite NOx-Sensor sind derart konfiguriert, jeweilige Mengen von NOx in dem Abgas stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters zu ermitteln.
Das Wärmeaustauschsystem kann einen Einlassabschnitt aufweisen, der so konfiguriert ist, das Abgas von dem Partikelfilter aufzunehmen. Ein Auslassabschnitt des Wärmeaustauschsystems ist derart konfiguriert, das Abgas an die zweite SCR-Vorrichtung zu übertragen. Ein innerer Hohlraum verbindet die Einlass- und Auslassabschnitte und definiert einen zentralen Durchgang sowie einen Bypassdurchgang. Eine Wärmeaustauschvorrichtung ist in dem Bypassdurchgang positioniert und zur Übertragung von Wärme von dem Abgas konfiguriert.
Ein Bypassventil ist selektiv zwischen einer Mehrzahl von Positionen bewegbar, um selektiv zu ermöglichen, dass das Abgas, das in die zweite SCR-Vorrichtung eintritt, einen ersten Anteil von dem Zentraldurchgang und einen zweiten Anteil von dem Bypassdurchgang aufweist. Das Bypassventil kann so positioniert sein, dass der erste Anteil etwa 100% beträgt und der zweite Anteil etwa 0% beträgt, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) unterhalb der vordefinierten Schwelle liegt. Das Bypassventil kann so positioniert sein, dass der erste Anteil etwa 60% beträgt und der zweite Anteil etwa 40% beträgt, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über der vordefinierten Schwelle liegt.
Ein Kühlmittelkreislauf kann funktional mit dem Wärmeaustauschsystem verbunden sein, so dass die Wärmeaustauschvorrichtung derart konfiguriert ist, Wärme von dem Abgas selektiv an den Kühlmittelkreislauf zu übertragen. Es ist ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs des Abgasbehandlungssystems vorgesehen.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Abgasbehandlungssystems und eines Controllers, der einen Algorithmus verwendet, wie hier dargestellt ist;
2 ist ein schematisches Flussdiagramm für einen Algorithmus oder ein Verfahren zum Steuern des in 1 gezeigten Abgasbehandlungssystems; und
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer beispielhaften Wärmeaustauschvorrichtung, die in dem Abgasbehandlungssystem von 1 verwendet werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, ist ein Anteil eines Fahrzeugs 10 in 1 gezeigt, der einen Motor 12 aufweist, der ein Abgas 14 erzeugt. Bei einem Beispiel ist der Motor 12 ein Dieselmotor. Jedoch ist die Offenbarung auf irgendeinen Typ von Motor anwendbar. Das Fahrzeug 10 weist ein Abgasbehandlungssystem 16 zum Behandeln von Bestandteilen in dem Abgas 14, wie Stickoxiden (NOx) auf. Ein Abgaseinlassrohr 18 steht in Fluidkommunikation mit dem Motor 12 und ist derart konfiguriert, das Abgas 14 von dem Motor 12 aufzunehmen.
Bezug nehmend auf 1 weist das Behandlungssystem 16 einen Partikelfilter 20 in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr 18 auf. Ein Wärmeaustauschsystem 22 steht in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr 18 und ist stromabwärts des Partikelfilters 20 positioniert. Eine erste Vorrichtung 24 für selektive katalytische Reduktion (SCR) steht in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr 18 und ist stromaufwärts des Wärmeaustauschsystems 22 positioniert. Eine zweite Vorrichtung 26 für selektive katalytische Reduktion (SCR) steht in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr 18 und ist stromabwärts des Wärmeaustauschsystems 22 positioniert. Die erste und zweite SCR-Vorrichtung 24, 26 zielen auf eine Reduzierung von Stickoxiden (NOx) in dem Abgas 14 durch Umwandlung von Stickstoff und Wasserdampf ab. Die erste und zweite SCR-Vorrichtung 24, 26 verwenden ein Reduktionsmittel 28, das zur Reaktion mit NOx in Kombination mit überschüssigem Sauerstoff in der Lage ist. Das Reduktionsmittel 28 kann Harnstoff, Ammoniak, ein Ammoniakvorläufer oder irgendein anderes geeignetes Material sein. Bei einem Beispiel ist das Reduktionsmittel 28 ein Dieselabgasfluid (DEF).
Bezug nehmend auf 1 ist eine Einspritzeinrichtung 29 funktional mit der ersten SCR-Vorrichtung 24 verbunden und derart konfiguriert, das Reduktionsmittel 28 selektiv in die erste SCR-Vorrichtung 24 einzuspritzen. Das Reduktionsmittel 28 ist derart konfiguriert, zu der zweiten SCR-Vorrichtung 26 durch den Partikelfilter 20 und das Wärmeaustauschsystem 22 zu gelangen. Alternativ dazu kann eine zweite Einspritzeinrichtung (nicht gezeigt) funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung 26 verbunden und derart konfiguriert sein, das Reduktionsmittel 28 in die zweite SCR-Vorrichtung 26 einzuspritzen.
Bezug nehmend auf 1 kann ein Mischer 30 fluidtechnisch mit dem Abgaseinlassrohr 18 verbunden sein. Der Mischer 30 kann in enger Nähe zu der Einspritzeinrichtung 29 positioniert sein, um ein vollständiges Mischen des Reduktionsmittels 28 mit dem Abgas 14 zu ermöglichen. Der Mischer 30 kann längsorientierte Kanäle aufweisen, die ermöglichen, dass das Abgas 14 und das Reduktionsmittel 28 sich vor einem Eintritt in die erste SCR-Vorrichtung 24 mischen.
Die Reaktion zur NOx-Reduktion findet statt, wenn das Abgas 14 durch die erste und zweite SCR-Vorrichtung 24, 26 gelangt. Bezug nehmend auf 1 weist die zweite SCR-Vorrichtung 26 einen Träger oder ein Substrat 34 auf, das in einen Washcoat getaucht ist, der eine aktive katalytische Komponente enthält, die hier als ein zweiter Katalysator 36 bezeichnet ist. Der zweite Katalysator 36 ist auf das Substrat 34 beschichtet. Der zweite Katalysator 36 kann ein Oxid eines Nicht-Edelmetalls, wie Vanadium, Molybdän, Wolfram und Zeolith sein. Bei einem Beispiel ist der zweite Katalysator 36 ein eisen- oder kupfergetauschter Zeolith. Für maximale Effizienz erfordert der zweite Katalysator 36 eine optimale Temperatur in der zweiten SCR-Vorrichtung 26. Das Substrat 34 ist derart konfiguriert, die Oberfläche zu erhöhen, die zur Beschichtung des zweiten Katalysators 36 verfügbar ist. Das Substrat 34 kann aus einem keramikwabenartigen Block, Metall oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen. Das Substrat 34 kann mit einer metallischen oder mineralischen ”Matte” (nicht gezeigt) geträgert und dann in einen Behälter 38 gepackt sein. Der Behälter 38 kann eine Dose aus rostfreiem Stahl sein. Jegliches Substrat 34 kann in der zweiten SCR-Vorrichtung 26 verwendet werden.
Der Partikelfilter 20 wird dazu verwendet, Partikel oder Partikelmaterial, das von dem Motor 12 erzeugt wird, herauszufiltern. Diese Partikel können Ruß, Kohlenwasserstoffe, Aschen und Schwefelsäure umfassen. Bezug nehmend auf 1 kann der Partikelfilter 20 eine Mehrzahl von Kanälen 40 aufweisen, die einendig sind und jeweilige poröse Wände aufweisen. Das Abgas 14 gelangt durch die porösen Wände der Kanäle 40, wie durch Pfeil 42 gezeigt ist, wodurch Partikel an den Wänden der Kanäle 40 gefiltert zurückbleiben. Die Kanäle 40 können aus Keramik oder irgendwelchen anderen geeigneten Materialien bestehen.
Bezug nehmend auf 1 weist die erste SCR-Vorrichtung 24 eine aktive katalytische Komponente auf, die hier als ein erster Katalysator 44 bezeichnet ist. Der erste Katalysator 44 kann ein Oxid eines Unedelmetalls, wie Vanadium, Molybdän, Wolfram und Zeolith sein. Bei einem Beispiel ist der erste Katalysator 44 ein kupfergetauschter Zeolith. Die erste SCR-Vorrichtung 24 und der Partikelfilter 20 können in einem gemeinsamen Gehäuse 46 angeordnet sein, so dass der erste Katalysator 44 auf die jeweiligen Wände der Kanäle 40 des Partikelfilters 20 beschichtet ist.
Das Abgasbehandlungssystem 16 weist einen oder mehrere Sensoren an verschiedenen Stellen zur Erfassung der Temperatur, des Drucks und anderer Eigenschaften des Systems 16 auf. Bezug nehmend auf 1 ist ein erster Temperatursensor 48 funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung 26 verbunden und derart konfiguriert, eine vorliegende Temperatur (hier als ”vorliegende zweite SCR-Temperatur T_S2”) der zweiten SCR-Vorrichtung 26 zu ermitteln. Ein zweiter Temperatursensor 50 ist funktional mit dem Partikelfilter 20 verbunden und derart konfiguriert, eine vorliegende Filtertemperatur (T_F) des Partikelfilters 20 zu ermitteln. Ein erster und zweiter NOx-Sensor 52, 53 können stromaufwärts bzw. stromabwärts des Partikelfilters 20 positioniert sein. Der erste und der zweite NOx-Sensor 52, 53 sind derart konfiguriert, jeweilige Mengen an NOx in dem Abgas 14 stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters 20 zu ermitteln. Der erste und zweite Drucksensor 54, 56 können stromaufwärts bzw. stromabwärts des Partikelfilters 20 positioniert sein. Der erste und zweite Drucksensor 54, 56 sind derart konfiguriert, einen Differenzdruck über den Partikelfilter 20 zu ermitteln.
Bezug nehmend auf 1 kann das Abgasbehandlungssystem 16 einen Oxidationskatalysator 58 aufweisen. Der Oxidationskatalysator 58 ist stromaufwärts des Partikelfilters 20 angeordnet. Abgas 14 von dem Motor 12 gelangt durch den Oxidationskatalysator 58 und in die erste SCR-Vorrichtung 24. Der Oxidationskatalysator 58 wandelt das NO-(Stickstoffmonoxid-)Gas in NO₂ um, das leicht in der ersten SCR-Vorrichtung 24 behandelt wird. Der Oxidationskatalysator 58 beseitigt auch einige Schwefelderivate und andere Verbindungen von dem Abgas 14 durch Oxidation derselben zu anderen Komponenten. Da der Oxidationskatalysator 58 die Kohlenwasserstoffemissionen in dem Abgas 14 oxidiert, wird Wärme aufgrund der exothermen Beschaffenheit der Reaktionen freigesetzt. Diese Wärme kann dazu verwendet werden, die Regeneration des Partikelfilters 20 zu vervollständigen, wie nachfolgend beschrieben ist.
In regelmäßigen Intervallen muss der Partikelfilter 20 regeneriert werden, um die angesammelten Partikel zu entfernen. Der Partikelfilter 20 ist derart konfiguriert, dass er einer thermischen Regeneration ausgesetzt ist, wenn das Abgas 14 in dem Partikelfilter 20 über eine Regenerations- oder Verbrennungstemperatur erhitzt wird, wodurch ein Verbrennen oder Abbrennen der Partikel zugelassen wird. Bei einem Beispiel liegt die Regenerationstemperatur zwischen 600–750°C. Es kann ein beliebiges geeignetes Verfahren zur Ausführung einer Regeneration verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, die Verwendung einer Kraftstoffbrenneinrichtung, die Verwendung von Widerstandsheizwicklungen und die Verwendung von Mikrowellenenergie. Da die Temperatur des Partikelfilters 20 zunimmt, nimmt auch die Temperatur der ersten SCR-Vorrichtung 24 zu, was zur Folge hat, dass das Reduktionsmittel 28, wie Ammoniak, von der ersten SCR-Vorrichtung 24 desorbiert wird. Das Ammoniak kann durch den Partikelfilter 20 gelangen und oxidiert werden, um NOx-Gase (verschiedene Stickoxide) zu bilden, wodurch NOx-Emissionen während der thermischen Regeneration des Partikelfilters 20 erhöht werden.
Bezug nehmend auf 1 ist ein Controller 60 funktional mit dem Motor 12 und anderen Komponenten des Fahrzeugs 10 verbunden. Der Controller 60 ist derart konfiguriert, NOx-Emissionen in dem Abgas 14 während der thermischen Regeneration des Partikelfilters 20 zu minimieren. Der Controller 60 macht dies durch Ausführen eines Algorithmus 20, der sich in dem Controller 60 befindet oder anderweitig leicht von dem Controller 60 ausführbar ist. Der Controller 60 kann ein Mikroprozessor auf Grundlage eines Computers sein, der eine Zentralverarbeitungseinheit, Speicher (RAM und/oder ROM) und zugeordnete Eingangs- und Ausgangsbusse besitzt. Der Controller 60 kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung sein oder kann aus anderen Logikvorrichtungen, die in der Technik bekannt sind, geformt sein. Der Controller 60 kann ein Anteil einer zentralen Hauptsteuereinheit des Fahrzeugs sein, wie einem Motorsteuermodul (ECM), einem interaktiven Fahrzeugdynamikmodul, einem Hauptsteuermodul, einer Steuerschaltung, die eine Leistungsversorgung aufweist, kombiniert in ein einzelnes integriertes Steuermodul sein oder kann ein alleinstehendes Steuermodul sein.
Die Ausführung des Algorithmus 200 ist nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben. Die Start- und Austrittsfunktionen sind in 2 als ”S” bzw. ”E” bezeichnet. Es sei anzumerken, dass der Controller 60 einen oder mehrere Schritte weglassen kann oder die Schritte in einer Reihenfolge bestimmen kann, die von einer, wie oben beschrieben, verschieden ist. Der Algorithmus 200 kann mit Schritt 202 beginnen, wo der Controller 60 von 1 ermittelt, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter 20 stattfindet. Dies kann auf mehreren Wegen durchgeführt werden. Bei einer Ausführungsform kann der Controller 60 derart konfiguriert sein, zu ermitteln, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter 20 stattfindet, indem ermittelt wird, wann ein Differenzdruck über den Partikelfilter 20 (wie durch den ersten und zweiten Drucksensor 54, 56 bestimmt ist, wie in 1 gezeigt ist) über einem definierten Schwellendruck liegt. Bei einem Beispiel kann der vordefinierte Schwellendruck etwa 4–5 g/l Beladung betragen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Controller 60 derart konfiguriert sein, zu ermitteln, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter 20 stattfindet, indem ermittelt wird, ob die vorliegende Filtertemperatur (T_F) des Partikelfilters 20 (wie durch den zweiten Temperatursensor 50, der in 1 gezeigt ist, ermittelt ist), einen vordefinierten Zeitbetrag bei einer vordefinierten Temperatur geblieben ist. Bei einem Beispiel beträgt der vordefinierte Zeitbetrag 30 Minuten, und die vordefinierte Temperatur beträgt 550° Celsius. Es kann irgendeine andere Weise zur Ermittlung, wann die thermische Regeneration stattfindet, verwendet werden.
Wenn die thermische Regeneration nicht stattfindet, wird der Algorithmus 200 verlassen, wie durch Linie 210 gezeigt ist. Wenn die thermische Regeneration stattfindet, fährt der Algorithmus 200 mit Schritt 204 fort. In Schritt 204 von 2 steuert der Controller 60 die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) zwischen der vorliegenden zweiten SCR-Temperatur (T_S2) der zweiten SCR-Vorrichtung 26 und einer vordefinierten optimalen SCR-Temperatur (T_O) so, damit sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters 20 liegt. Dies kann über Teilschritte 204A–C gemacht werden, wie nachfolgend beschrieben ist.
In Teilschritt 204A ermittelt der Controller 60 die vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2) der zweiten SCR-Vorrichtung 26 auf Grundlage des ersten Temperatursensors 48, der funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung 26 verbunden ist. Bei Teilschritt 204B von 2 ermittelt der Controller 60, ob die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über oder unterhalb einer vordefinierten Schwelle liegt.
Bei Teilschritt 204C weist der Controller 60 das Wärmeaustauschsystem 22 an, um Wärme von dem Abgas 14 zu übertragen, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über der vordefinierten Schwelle liegt. Bei einem Beispiel beträgt die vordefinierte optimale zweite SCR-Temperatur (T_O) zwischen etwa 200 und 220°C. Bei einem anderen Beispiel beträgt die vordefinierte optimale zweite SCR-Temperatur (T_O) etwa 220° Celsius, und die vordefinierte Schwelle beträgt etwa 10° Celsius. In diesem Fall weist, wenn die vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2) über 230° Celsius liegt, der Controller 60 das Wärmeaustauschsystem 22 an, um Wärme von dem Abgas 14 zu übertragen, bis die vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2) innerhalb etwa 10° Celsius der optimalen zweiten SCR-Temperatur (T_O) liegt oder (T_S2 – T_O) ≤ 10.
Somit verwendet das Abgasbehandlungssystem 16 das Wärmeaustauschsystem 22, um während der thermischen Regeneration des Partikelfilters 20 eine optimale Temperatur der zweiten SCR-Vorrichtung 26 beizubehalten. Wie durch Linie 206 gezeigt ist, läuft der Algorithmus 200 schleifenartig zu Schritt 204 zurück, bis die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) nicht mehr über der vordefinierten Schwelle liegt.
Bei Schritt 208 von 2 weist der Controller 60 die Einspritzeinrichtung 29 an, das Reduktionsmittel 28 einzuspritzen, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) unterhalb der vordefinierten Schwelle liegt, um die NOx-Emission in dem Abgas 14 zu steuern. Das Reduktionsmittel 28 ist derart konfiguriert, zu der zweiten SCR-Vorrichtung 26 zu gelangen, wo eine NOx-Reduktionsreaktion unter Zuhilfenahme eines zweiten Katalysators 36 stattfindet, wodurch die Menge an NOx-Emission in dem Abgas 14 reduziert wird.
Der Controller 60 kann die Menge des Reduktionsmittels 28, die von der Einspritzeinrichtung 29 einzuspritzen ist, auf Grundlage einer Anzahl von Kombinationsfaktoren ermitteln. Die Faktoren können umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, die jeweiligen Mengen von NOx in dem Abgas 14 stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters 20, die vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2), die Menge des ersten und zweiten Katalysators 44, 36 in der ersten bzw. zweiten SCR-Vorrichtung 24, 26 und den Abgasdurchfluss an dem Abgaseinlassrohr 18 des Motors 12.
Bezug nehmend auf 1 kann das Wärmeaustauschsystem 22 ein Anteil eines Systems zur Abgaswärmerückgewinnung (AGHR) eines Fahrzeugs sein oder es kann eine separate Einheit sein, die in dem Fahrzeug 10 installiert ist. Das Wärmeaustauschsystem 22 kann einen Einlassabschnitt 62 aufweisen, der konfiguriert ist, das Abgas 14 von dem Partikelfilter 20 aufzunehmen. Ein Auslassabschnitt 64 des Wärmeaustauschsystems 22 ist derart konfiguriert, das Abgas 14 an die zweite SCR-Vorrichtung 26 zu übertragen. Ein Innenhohlraum 66 verbindet die Einlass- und Auslassabschnitte 62, 64 und definiert einen Zentraldurchgang 68 und einen Bypassdurchgang 70.
Bezug nehmend auf 1 weist das Wärmeaustauschsystem 22 eine Wärmeaustauschvorrichtung 72 auf, die in dem Bypassdurchgang 70 positioniert ist. Die Wärmeaustauschvorrichtung 72 dient als eine Wärmesenke in dem Wärmeaustauschsystem 22 und ist derart konfiguriert, Wärme von dem Abgas 14, das durch den Bypassdurchgang 70 gelangt, zu übertragen. Ein Bypassventil 74 steuert eine Strömung des Abgases 14 durch die Wärmeaustauschvorrichtung 72. Das Bypassventil 74 kann in Ansprechen auf ein Steuersignal von einem Controller 60 bewegt werden. Das Bypassventil 74 kann durch einen Solenoid, einen mechanischen Thermostat, einen Wachsmotor, einen Vakuumaktor oder andere geeignete Steuerungen gesteuert werden.
Bezug nehmend auf 1 ist das Bypassventil 74 selektiv zwischen einer Mehrzahl von Positionen, wie 76A, B und C bewegbar, um selektiv zuzulassen, dass das Abgas 14, das in die zweite SCR-Vorrichtung 26 eintritt, einen ersten Anteil 78 von dem Zentraldurchgang 68 und einen zweiten Anteil 80 von dem Bypassdurchgang 70 aufweist. Der erste und zweite Abschnitt 78, 80 können irgendwo zwischen 0 und 100% der Gesamtmenge an Abgas 14 betragen. Der Controller 60 kann das Bypassventil 74 zu einer ersten Position 76A anweisen, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) unterhalb der vordefinierten Schwelle liegt. In der ersten Position 76A kann der erste Anteil 78 etwa 100% betragen und der zweite Anteil 80 kann etwa 0% betragen, d. h. es wird nur ein Eintritt von Abgas 14 von dem Zentraldurchgang 68 in die zweite SCR-Vorrichtung 26 erlaubt.
Der Controller 60 kann das Bypassventil 74 in die zweite Position 76B anweisen, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über der vordefinierten Schwelle liegt. In der zweiten Position 76B kann der erste Anteil 78 etwa 60% betragen und der zweite Anteil 80 kann etwa 40% betragen. Der Controller 60 kann auch das Bypassventil 74 in eine dritte Position 76C anweisen, in der der erste Anteil 78 etwa 0% ist und der zweite Anteil 80 etwa 100% ist. Wie in 1 gezeigt ist, kann das Bypassventil 74 an dem Auslassabschnitt 64 positioniert sein. Das Bypassventil 74 kann auch an dem Einlassabschnitt 62 positioniert sein. Der Bewegungsbereich des Bypassventils 74 kann auf Grundlage der bestimmten vorliegenden Anwendung variiert werden.
Bezug nehmend auf 1 ist das Wärmeaustauschsystem 22 so konfiguriert, Wärme von dem Abgas 14 auf einen Kühlmittelkreislauf 82 zu übertragen, wodurch ein Kühlmittel 84 in dem Kühlmittelkreislauf 82 erwärmt wird. Das Kühlmittel 84 kann in und aus dem Wärmeaustauschsystem 22 durch einen Kühlmitteleinlassdurchlass 86 bzw. einen Kühlmittelauslassdurchlass 88 strömen. Der Kühlmittelkreislauf 82 ist derart konfiguriert, den Motor 12 und das Wärmeaustauschsystem 22 zu verbinden. Der Kühlmittelkreislauf 82 wird mit Druck beaufschlagtem Kühlmittel 84 durch eine Primärpumpe 90, die in dem Motor 12 enthalten ist, beliefert. Die Primärpumpe 90 kann eine mechanische Pumpe sein, die durch Rotation der Motorkurbelwelle (nicht gezeigt) angetrieben wird. Eine Zusatzpumpe 92 kann verwendet werden, um dem Kühlmittelkreislauf 82 Druck hinzuzufügen und eine Strömung durch diesen zu erhöhen. Die Zusatzpumpe 92 kann dazu verwendet werden, die Primärpumpe 90 zu ergänzen, oder kann als die ausschließliche Pumpe in gewissen Situationen verwendet werden, beispielsweise wenn der Motor 12 und die Primärpumpe 90 nicht arbeiten.
Der Kühlmittelkreislauf 82 kann Wärme zwischen verschiedenen Fahrzeugkomponenten, einschließlich dem Motor 12, dem Abgassystem 16, einem Heizerkern 94 und dem Fahrzeuggetriebe (nicht gezeigt) übertragen. Der Heizerkern 94 erlaubt eine Übertragung von Wärme von dem Kühlmittel 84, das den Motor 12 verlässt, zu dem Fahrgastraum (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 10. Der Kühlmittelkreislauf 82 kann einen Heizerkernbypass 98 parallel zu dem Heizerkern 94 und ein Heizerkernbypassventil 96 aufweisen, das derart konfiguriert ist, eine Strömung von Kühlmittel 84 durch den Heizerkern 94 und den Heizerkernbypass 98 zu steuern. Der Kühlmittelkreislauf 82 kann Strömungsbegrenzer, wie einen Begrenzer 99, aufweisen, die an verschiedenen Stellen in dem Kreislauf 82 angeordnet sind. Das Fahrzeug 10 kann verschiedene andere Komponenten aufweisen, die dem Fachmann bekannt sind, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Kühler, einen Getriebewärmetauscher und einen Thermostat (nicht gezeigt).
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer beispielhaften Wärmeaustauschvorrichtung 72, die in dem Abgasbehandlungssystem 16 von 1 verwendet werden kann. Bezug nehmend auf 3 kann die Wärmeaustauschvorrichtung 72 eine Mehrzahl von Platten 102 aufweisen, die jeweilige Räume 104 zwischen den Platten 102 besitzen. Die jeweiligen Räume 104 definieren einen ersten Strömungspfad für das Abgas 14. Jede der Platten 102 kann einen oder mehrere jeweilige Schlitze 106A, B, C, und D aufweisen. Bezug nehmend auf 3 können die jeweiligen Schlitze 106A–D so ausgerichtet sein, zu jeweiligen Rohren 108A–D zu passen, die zur Strömung des Kühlmittels 84 konfiguriert sind. Die Anordnung und Anzahl von Schlitzen in jeder Platte 102 kann auf Grundlage der bestimmten vorliegenden Anwendung variiert werden. Die Platten 102 und die Rohre 108A–D können Riffelungen aufweisen, um den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zu verbessern. Die in 3 gezeigte Vorrichtung ist ein Beispiel, und es kann ein beliebiger geeigneter Typ von Vorrichtung, die dem Fachmann bekannt ist, verwendet werden.
Der Controller 60 von 1 kann eine Berechnungsvorrichtung aufweisen, die ein Betriebssystem oder einen Prozessor zum Speichern und Ausführen von durch Computer ausführbaren Anweisungen verwendet. Von einem Computer ausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder Technologien geschaffen werden, kompiliert oder interpretiert werden, die, ohne Einschränkung, entweder alleine oder in Kombination, Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. einschließen. Allgemein empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium, etc. und führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse durchgeführt werden, die einen oder mehrere der hier beschriebenen Prozesse aufweisen. Derartige Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von von einem Computer lesbaren Medien gespeichert und übertragen werden. Ein von einem Computer lesbares Medium (auch als ein von einem Prozessor lesbares Medium bezeichnet) umfasst irgendein nicht flüchtiges (z. B. konkretes) Medium, das beim Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) teilnimmt, die von einem Computer (z. B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, die nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien umfassen, aber nicht darauf begrenzt sind. Nichtflüchtige Medien können zum Beispiel optische oder magnetische Platten und anderen dauerhaften Speicher umfassen. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) umfassen, der einen Hauptspeicher bilden kann. Derartige Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, die Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik umfassen, einschließlich der Drähte, die einen Systembus umfassen, der mit einem Prozessor eines Computers gekoppelt ist. Einige Formen computerlesbarer Medien umfassen beispielsweise Disketten, flexible Magnetplatten, Festplatten, Magnetbänder, beliebige andere magnetische Medien, eine CD-ROM, DVD oder beliebige andere optische Medien, Lochkarten, Papierstreifen, ein anderes physikalisches Medium mit einem Muster aus Löchern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-EEPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkartusche oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, jedoch ist der Schutzumfang der Erfindung ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Erfindung detailliert beschrieben worden sind, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, vorhanden.

Claims

Abgasbehandlungssystem für einen Motor, der ein Abgas erzeugt, wobei das System umfasst: ein Abgaseinlassrohr, das zur Aufnahme des Abgases konfiguriert ist; einen Partikelfilter in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, der derart konfiguriert ist, dass er einer thermischen Regeneration ausgesetzt ist, wenn das Abgas in dem Partikelfilter über eine Regenerationstemperatur erhitzt ist; ein Wärmeaustauschsystem in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, das stromabwärts des Partikelfilters positioniert ist; eine erste Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, die stromaufwärts des Wärmeaustauschsystems positioniert ist; eine zweite Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, die stromabwärts des Wärmeaustauschsystems positioniert ist; einen ersten Temperatursensor, der funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung verbunden und derart konfiguriert ist, eine vorliegende zweite SCR-Temperatur (T_S2) der zweiten SCR-Vorrichtung zu ermitteln; einen Controller, der funktional mit dem ersten Temperatursensor verbunden und derart konfiguriert ist, um zu ermitteln, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter stattfindet; und wobei der Controller derart konfiguriert ist, eine Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) zwischen der vorliegenden zweiten SCR-Temperatur (T_S2) und einer vordefinierten optimalen zweiten SCR-Temperatur (T_O) so zu steuern, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters liegt.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Einspritzeinrichtung, die funktional mit der ersten SCR-Vorrichtung verbunden und derart konfiguriert ist, selektiv ein Reduktionsmittel in die erste SCR-Vorrichtung einzuspritzen, wobei das Reduktionsmittel derart konfiguriert ist, zu der zweiten SCR-Vorrichtung zu gelangen; und wobei der Controller derart konfiguriert ist, die Einspritzeinrichtung anzuweisen, dass das Reduktionsmittel eingespritzt wird, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) unterhalb der vordefinierten Schwelle liegt, wodurch eine NOx-Emission in dem Abgas gesteuert wird.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei der Controller, der derart konfiguriert ist, um die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) so zu steuern, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle liegt, umfasst, dass: der Controller so konfiguriert ist, das Wärmeaustauschsystem anzuweisen, dass Wärme von dem Abgas übertragen wird, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über der vordefinierten Schwelle liegt.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten und zweiten Drucksensor, die stromaufwärts bzw. stromabwärts des Partikelfilters positioniert und derart konfiguriert sind, einen Differenzdruck über den Partikelfilter zu ermitteln; und wobei der Controller derart konfiguriert ist, zu ermitteln, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter stattfindet, indem ermittelt wird, wann der Differenzdruck über den Partikelfilter über einem vordefinierten Schwellendruck liegt.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei: die erste SCR-Vorrichtung einen ersten Katalysator aufweist; der Partikelfilter eine Mehrzahl von Kanälen aufweist, die jeweilige Wände besitzen; und die erste SCR-Vorrichtung und der Partikelfilter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, so dass der erste Katalysator an die jeweiligen Wände der Mehrzahl von Kanälen des Partikelfilters beschichtet ist.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei das Wärmeaustauschsystem umfasst: einen Einlassabschnitt, der zur Aufnahme des Abgases von dem Partikelfilter konfiguriert ist; einen Auslassabschnitt, der zur Übertragung des Abgases an die zweite SCR-Vorrichtung konfiguriert ist; einen Innenhohlraum, der den Einlass- und Auslassabschnitt verbindet und einen Zentraldurchgang und einen Bypassdurchgang definiert; eine Wärmeaustauschvorrichtung, die in dem Bypassdurchgang positioniert und derart konfiguriert ist, Wärme von dem Abgas zu übertragen; und ein Bypassventil, das selektiv zwischen einer Mehrzahl von Positionen bewegbar ist, um selektiv zu ermöglichen, dass das in die zweite SCR-Vorrichtung eintretende Abgas einen ersten Anteil von dem Zentraldurchgang und einen zweiten Anteil von dem Bypassdurchgang aufweist.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 6, wobei das Bypassventil so positioniert ist, dass der erste Anteil etwa 60% beträgt und der zweite Anteil etwa 40% beträgt, wenn die Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) über der vordefinierten Schwelle liegt.
Fahrzeug, umfassend: einen Motor; ein Abgaseinlassrohr in Fluidkommunikation mit dem Motor, das derart konfiguriert ist, ein Abgas von dem Motor aufzunehmen; einen Partikelfilter in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, der derart konfiguriert ist, dass er einer thermischen Regeneration ausgesetzt ist, wenn das Abgas in dem Partikelfilter über eine Regenerationstemperatur erhitzt ist; ein Wärmeaustauschsystem in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, das stromabwärts des Partikelfilters positioniert ist; eine erste Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, die stromaufwärts des Wärmeaustauschsystems positioniert ist; eine zweite Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) in Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr, die stromabwärts des Wärmeaustauschsystems positioniert ist; eine Einspritzeinrichtung, die funktional mit der ersten SCR-Vorrichtung verbunden und derart konfiguriert ist, selektiv ein Reduktionsmittel in die erste SCR-Vorrichtung einzuspritzen, wobei das Reduktionsmittel derart konfiguriert ist, zu der zweiten SCR-Vorrichtung zu gelangen; einen ersten Temperatursensor, der funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung verbunden und derart konfiguriert ist, eine vorliegende Temperatur der zweiten SCR-Vorrichtung zu ermitteln; einen Controller, der funktional mit dem ersten Temperatursensor verbunden und derart konfiguriert ist, um zu ermitteln, ob die thermische Regeneration in dem Partikelfilter stattfindet; wobei der Controller derart konfiguriert ist, eine Temperaturdifferenz (T_S2 – T_O) zwischen der vorliegenden zweiten SCR-Temperatur (T_S2) und einer vordefinierten optimalen zweiten SCR-Temperatur (T_O) so zu steuern, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters liegt; und wobei der Controller so konfiguriert ist, die Einspritzeinrichtung anzuweisen, dass das Reduktionsmittel eingespritzt wird, wenn die Temperaturdifferenz unter der vordefinierten Schwelle liegt, wodurch eine NOx-Emission in dem Abgas gesteuert wird.
Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines Abgasbehandlungssystems in einem Motor, der Abgas erzeugt, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Abgaseinlassrohr funktional mit dem Motor zur Aufnahme des Abgases verbunden wird; ein Partikelfilter und Wärmeaustauschsystem zur Fluidkommunikation mit dem Abgaseinlassrohr funktional verbunden werden, wobei der Partikelfilter derart konfiguriert ist, dass er einer thermischen Regeneration ausgesetzt ist, wenn das Abgas in dem Partikelfilter über eine Regenerationstemperatur erhitzt ist; eine erste und zweite Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) zur Fluidverbindung mit dem Abgaseinlassrohr funktional verbunden werden, wobei die erste und zweite SCR-Vorrichtung stromaufwärts bzw. stromabwärts des Wärmeaustauschsystems positioniert sind; eine Einspritzeinrichtung funktional mit der ersten SCR-Vorrichtung zum selektiven Einspritzen eines Reduktionsmittels in die erste SCR-Vorrichtung verbunden wird; detektiert wird, wann die thermische Regeneration in dem Partikelfilter stattfindet; die Temperaturdifferenz zwischen der vorliegenden SCR-Temperatur und einer vordefinierten optimalen SCR-Temperatur so gesteuert wird, dass sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters liegt; und die Einspritzeinrichtung angewiesen wird, dass das Reduktionsmittel eingespritzt wird, wenn die Temperaturdifferenz unterhalb der vordefinierten Schwelle liegt, wodurch eine NOx-Emission in dem Abgas gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Steuern der Temperaturdifferenz, damit sie innerhalb einer vordefinierten Schwelle während der thermischen Regeneration des Partikelfilters liegt, umfasst, dass: eine vorliegende zweite SCR-Temperatur der zweiten SCR-Vorrichtung auf Grundlage eines ersten Temperatursensors ermittelt wird, der funktional mit der zweiten SCR-Vorrichtung verbunden ist; ermittelt wird, ob die Temperaturdifferenz zwischen der vorliegenden SCR-Temperatur und einer vordefinierten optimalen SCR-Temperatur über oder unter der vordefinierten Schwelle liegt, wenn die thermische Regeneration in dem Partikelfilter stattfindet; und das Wärmeaustauschsystem angewiesen wird, dass Wärme von dem Abgas übertragen wird, wenn die Temperaturdifferenz über der vordefinierten Schwelle liegt.