DE102015006646A1 - Exhaust gas aftertreatment system and method of execution therewith - Google Patents
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Abstract
Abgasnachbehandlungssystem (5) mit einer abgasdurchströmbaren SCR-Katalysatorstufe (13) und einer Reduktionsmittel-Dosiervorrichtung (15) für die Bereitstellung von NH3 in der SCR-Katalysatorstufe (13); wobei das Abgasnachbehandlungssystem (5) eingerichtet ist, eine Reduktionsmittel-Dosiermenge basierend auf einer NH3-Konzentration einzustellen, welche ausgangsseitig an der SCR-Katalysatorstufe (13) ermittelt wird. Vorgeschlagen wird auch ein Verfahren zur Ausführung mit dem Abgasnachbehandlungssystem.Exhaust gas aftertreatment system (5) having an exhaust gas-throughflowable SCR catalyst stage (13) and a reducing agent metering device (15) for the provision of NH3 in the SCR catalyst stage (13); wherein the exhaust aftertreatment system (5) is configured to adjust a reductant dosing amount based on an NH 3 concentration determined on the output side of the SCR catalyst stage (13). Also proposed is a method of execution with the exhaust aftertreatment system.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.The present invention relates to an exhaust aftertreatment system according to the preamble of
Im Stand der Technik ist es wohlbekannt, zur Erfüllung von Emissionsanforderungen, wie z. B. TIER
Geregelt wird die Zugabe des Reduktionsmittels zumeist mittels zweier NOx-Sensoren, so dass ein ständiger Abgleich von Ist- und Sollwert ermöglicht ist. Dadurch könnte die NOx-Regelung einen bestmöglichen Stickoxidumsatz in jedem Betriebspunkt liefern. Problematisch mit solchen NOx-Sensoren ist jedoch deren Toleranz, welche bei hohen NOx-Umsatzraten am SCR-Katalysator – zur Einhaltung niedriger Emissionsgrenzen – für eine Istwerterfassung regelmäßig zu ungenau sind. Basierend auf dem unzulänglich ermittelten Istwert kann in der Folge übermäßig viel Reduktionsmittel in das Abgas zudosiert werden, so dass der SCR-Katalysator den Zustand vollständiger NH3-Beladung erreichen kann (in welchem Falle überschüssiges NH3 (Ammoniak) im SCR-Katalysator in erheblicher Menge eingespeichert wird). Erwärmt sich der SCR-Katalysator sodann, zum Beispiel infolge eines Lastanstiegs wie einer Beschleunigung einer mit dem Abgasnachbehandlungssystem verwendeten Brennkraftmaschine, wird eine große Menge an in der SCR-Keramik gespeichertem NH3 aufgrund einer damit einhergehenden Absenkung des NH3-Speichervermögens des SCR-Katalysators – stoßwellenartig – ausgetrieben.The addition of the reducing agent is usually controlled by means of two NOx sensors, so that a constant comparison of actual and setpoint is possible. As a result, the NOx control could provide the best possible nitrogen oxide conversion at each operating point. The problem with such NOx sensors, however, is their tolerance, which at high NOx conversion rates at the SCR catalytic converter - to comply with low emission limits - are usually too imprecise for actual value detection. As a result of the inadequately determined actual value, excessively large amounts of reducing agent can subsequently be metered into the exhaust gas, so that the SCR catalyst can reach the state of complete NH 3 charge (in which case excess NH 3 (ammonia) in the SCR catalytic converter Amount is stored). Then, as the SCR catalyst heats up, for example, due to a load increase such as an acceleration of an internal combustion engine used with the exhaust aftertreatment system, a large amount of NH 3 stored in the SCR ceramic becomes due to a concomitant decrease in the NH 3 storage capacity of the SCR catalyst - Shock wave - expelled.
Im Rahmen eines gemäß dem Stand der Technik vorgesehenen, nachgeordneten Sperrkatalysators wird dies ausgetriebene NH3 jedoch wieder zu NOx umgewandelt, so dass insbesondere niedrige NOx-Emissionsgrenzen, welche mit hohen Umsatzraten und insoweit hoher NH3-Zudosierung einhergehen, regelmäßig nicht eingehalten werden können.However, as part of a proposed according to the prior art, downstream barrier catalyst this expelled NH 3 is converted back to NO x, so that in particular low NOx emission limits, which are associated with high conversion rates and so far high NH 3 metering, can not be met regularly.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Abgasnachbehandlungssystem sowie ein Verfahren anzugeben, mit welchem Emissionsgrenzen verbessert eingehalten werden können.Proceeding from this, the object of the present invention is to specify an exhaust aftertreatment system and a method with which emission limits can be maintained in an improved manner.
Diese Aufgabe wird mit einem Abgasnachbehandlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.This object is achieved with an exhaust aftertreatment system with the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.Advantageous developments and embodiments of the invention are specified in the further claims.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Abgasnachbehandlungssystem mit einer abgasdurchströmbaren SCR-Katalysatorstufe und einer Reduktionsmittel-Dosiervorrichtung für die Bereitstellung von NH3 (NH3: Ammoniak) in der SCR-Katalysatorstufe bzw. im Abgas durch die SCR-Katalysatorstufe. Vorgesehen ist das Abgasnachbehandlungssystem für die Verwendung mit einer Brennkraftmaschine, bevorzugt mit einer Brennkraftmaschine der Dieselbauart (Selbstzünder) bzw. mit einer Diesel-Brennkraftmaschine, insbesondere einem Großmotor. Die Brennkraftmaschine bzw. das Abgasnachbehandlungssystem können zum Beispiel für ein Kraftfahrzeug wie etwa ein Schiff, eine Lok oder ein Nutzfahrzeug, oder auch für eine stationäre Einrichtung vorgesehen sein, z. B. für ein Blockheizkraftwerk, ein (Not-)Stromaggregat oder auch für Industrieanwendungen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine solche Brennkraftmaschine neben oder alternativ zu der Verwendung mit Dieselkraftstoff z. B. auch für die Verwendung mit Schweröl, oder Bioöl vorgesehen sein.According to the invention, an exhaust aftertreatment system with an SCR catalyst stage which can flow through the exhaust gas and a reducing agent metering device for the provision of NH 3 (NH 3 : ammonia) in the SCR catalyst stage or in the exhaust gas through the SCR catalyst stage is proposed. The exhaust aftertreatment system is intended for use with an internal combustion engine, preferably with a diesel engine (diesel engine) or with a diesel engine, in particular a large engine. The internal combustion engine or the exhaust aftertreatment system can be provided for example for a motor vehicle such as a ship, a locomotive or a commercial vehicle, or for a stationary device, for. As for a combined heat and power plant, an (emergency) generator set or for industrial applications. In the context of the present invention, such an internal combustion engine, in addition to or as an alternative to use with diesel fuel z. B. also be provided for use with heavy oil, or bio-oil.
Die SCR-Katalysatorstufe ist vorzugsweise in einem Abgasstrang des Abgasnachbehandlungssystems angeordnet und weiterhin bevorzugt mittels einer SCR-Katalysatorscheibe gebildet. In Abgasströmungsrichtung betrachtet bildet die SCR-Katalysatorstufe hierbei insbesondere eine erste bzw. eingangsseitige Katalysatorstufe eines SCR-Katalysators des Abgasnachbehandlungssystems (welches daneben weitere Abgasbehandlungskomponenten wie z. B. einen (Diesel-)Oxidationskatalysator oder einen (Diesel-)Partikelfilter aufweisen kann).The SCR catalyst stage is preferably disposed in an exhaust line of the exhaust aftertreatment system and further preferably formed by means of an SCR catalyst disk. When viewed in the exhaust gas flow direction, the SCR catalytic converter stage here forms, in particular, a first or input catalytic converter stage of an SCR catalytic converter of the exhaust aftertreatment system (which can also have further exhaust gas treatment components, such as a (diesel) oxidation catalytic converter or a (diesel) particle filter).
Nunmehr mit Bezug auf die Reduktionsmittel-Dosiervorrichtung ist dieselbe für die Bereitstellung von NH3 im Abgas – auf an sich bekannte Weise – zur Zugabe von Reduktionsmittel an das der SCR-Katalysatorstufe zugeführte Abgas vorgesehen, insbesondere von Reduktionsmittel in Form von AdBlue® bzw. HWL (HWL: Harnstoff-wässrige-Lösung). Hierbei kann die Reduktionsmittel-Dosiervorrichtung auch Bestandteil eines SCR-Systems sein, welches weiterhin den SCR-Katalysator umfasst. Zur Eindüsung des Reduktionsmittels in das Abgas kann die Reduktionsmittel-Dosiervorrichtung z. B. eine Injektorvorrichtung aufweisen.Now with respect to the reductant dosing device, it is provided for the supply of NH 3 in the exhaust gas - in a known manner - for the addition of reducing agent to the exhaust gas supplied to the SCR catalyst stage, in particular of reducing agent in the form of AdBlue® or HWL (HWL: urea-aqueous solution). Here, the reducing agent metering device may also be part of an SCR system, which further comprises the SCR catalyst. For injection of the reducing agent into the exhaust gas, the reducing agent metering device z. B. have an injector.
Erfindungsgemäß ist das Abgasnachbehandlungssystem in kennzeichnender Weise eingerichtet, eine Reduktionsmittel-Dosiermenge basierend auf einer NH3-Konzentration einzustellen, welche ausgangsseitig an der SCR-Katalysatorstufe ermittelt, insbesondere sensiert, wird. Bevorzugt ist das Abgasnachbehandlungssystem hierbei insoweit eingerichtet, die Reduktionsmittel-Dosiermenge im Rahmen einer Reduktionsmittel-Dosier-Regelung bzw. NH3-Regelung basierend auf der NH3-Konzentration einzustellen.According to the invention, the exhaust aftertreatment system is set up in a characteristic manner, to adjust a reducing agent metering amount based on a NH 3 concentration, which is determined on the output side of the SCR catalyst stage, in particular sensed is. In this case, the exhaust aftertreatment system is preferably set up to adjust the reducing agent metering quantity within the scope of a reducing agent metering control or NH 3 control based on the NH 3 concentration.
Das vorgeschlagene Abgasnachbehandlungssystem ermöglicht auf vorteilhaft einfache Weise die verbesserte Einhaltung von niedrigen NOx-Emmissionsgrenzwerten insoweit, als nicht länger auf toleranzbehaftete NOx-Sensoren der eingangs erläuterten Art zurückgegriffen werden muss. Mit dem vorgeschlagenen Abgasnachbehandlungssystem, welches für die Einstellung der Reduktionsmittel-Dosiermenge nunmehr weiterhin die Regelung auf einen NH3-Durchbruch an der SCR-Katalysatorstufe (ausgangsseitig) vorsieht, kann eine Reduktionsmittel-Dosiermenge in Weiterbildung der Erfindung ferner präzise und bedarfsgerecht dosiert und weiterhin ein Einspeichern von NH3 an einer weiteren, nachgeordneten SCR-Katalysatorstufe wirksam vermieden werden.The proposed exhaust gas aftertreatment system makes it possible in an advantageously simple manner to achieve improved compliance with low NOx emission limit values insofar as it is no longer necessary to resort to tolerance-related NOx sensors of the type described above. With the proposed exhaust aftertreatment system, which now continues to regulate an NH 3 breakthrough at the SCR catalyst stage (output side) for the adjustment of the reducing agent metering quantity, a reducing agent metering amount in a development of the invention can furthermore be metered precisely and according to need and furthermore Storage of NH 3 can be effectively avoided at a further, downstream SCR catalyst stage.
Für die Einstellung der Reduktionsmittel-Dosiermenge in Abhängigkeit der ermittelten NH3-Konzentration ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass das Abgasnachbehandlungssystem wenigstens einen NH3-Sensor aufweist, mittels welchem die NH3-Konzentration (kontinuierlich) ermittelt wird. Der NH3-Sensor ist bevorzugt unmittelbar nach der SCR-Katalysatorstufe im Abgasstrom angeordnet, weiterhin bevorzugt zwischen der SCR-Katalysatorstufe und einer weiteren SCR-Katalysatorstufe (auf welche nachfolgend noch näher eingegangen wird). Bevorzugt ist der wenigstens eine NH3-Sensor hierbei derart angeordnet und/oder konfiguriert, dass ein jeweils – insbesondere betriebspunktabhängig – höchster NH3-Konzentrationswert im Strömungsquerschnitt am Ausgang der SCR-Katalysatorstufe mittels des NH3-Sensors im Abgas ermittelbar ist. Ein solcher NH3-Konzentrationswert stellt sich erwartungsgemäß z. B. mittig im Abgasstrom am Ausgang der SCR-Katalysatorstufe ein.For the adjustment of the reducing agent metering amount as a function of the determined NH 3 concentration is provided in the invention that the exhaust aftertreatment system has at least one NH 3 sensor, by means of which the NH 3 concentration (continuously) is determined. The NH 3 sensor is preferably arranged in the exhaust gas stream immediately after the SCR catalyst stage, more preferably between the SCR catalyst stage and another SCR catalyst stage (which will be discussed in more detail below). In this case, the at least one NH 3 sensor is preferably arranged and / or configured in such a way that a maximum NH 3 concentration value in the flow cross section at the outlet of the SCR catalyst stage by means of the NH 3 sensor in the exhaust gas can be determined, in particular operating point-dependent. Such NH 3 concentration value is expected to z. B. in the middle of the exhaust stream at the output of the SCR catalyst stage.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sehen weiterhin vor, dass das Abgasnachbehandlungssystem eingerichtet ist, den NH3-Sensor – insbesondere vor Beginn einer erfindungsgemäßen NH3-Regelung – automatisch zu kalibrieren. Die Kalibrierung wird hierbei zum Beispiel derart vorgesehen, dass an eine untere Messbereichsgrenze des NH3-Sensors herangefahren wird, bis erstmalig ein NH3-Messwert durch den NH3-Sensor detektiert wird. Z. B. kann die SCR-Katalysatorstufe hierfür zunächst ohne NH3-Dosierung und nachfolgend mit steigender Reduktionsmittel-Dosierung bzw. NH3-Konzentration (infolge steigender Reduktionsmittel-Zudosierung) abgasdurchströmt werden. Wird durch den Sensor hierbei erstmalig ein NH3-Anstieg bzw. NH3-Durchbruch detektiert, kann dieser Wert für die Einstellung der Reduktionsmittel-Dosierung bzw. NH3-Regelung als Nullpunkt gesetzt werden (welcher Nullpunkt insoweit auch mit dem Erreichen einer maximalen bzw. 100%-NOx-Umsatzrate an der SCR-Katalysatorstufe korrespondiert (wenn die SCR-Katalysatorstufe auf ihrem maximalen Umsatzpunkt gefahren wird)).Preferred embodiments of the invention further provide that the exhaust aftertreatment system is adapted to automatically calibrate the NH 3 sensor, in particular before the start of an NH 3 control according to the invention. The calibration is provided in this case, for example, such that sensor 3 is moved to a lower measurement range limit of NH, for the first time to a value measured for NH 3 detected by the NH 3 sensor. For example, the SCR catalyst stage for this purpose first without NH 3 dosing and then with increasing reducing agent dosage or NH 3 concentration (due to increasing reducing agent dosing) exhaust gas flow. If, for the first time, an NH 3 rise or NH 3 breakthrough is detected by the sensor, this value can be set as the zero point for the adjustment of the reducing agent metering or NH 3 control (which zero point can also be reached with the achievement of a maximum or maximum charge) 100% NOx conversion rate at the SCR catalyst stage corresponds (when the SCR catalyst stage is run to its maximum conversion point)).
Allgemein ist das Abgasnachbehandlungssystem mit der Erfindung insoweit bevorzugt zu einer Nullpunktregelung im Rahmen der Reduktionsmittel-Dosier-Einstellung bzw. NH3-Regelung eingerichtet, d. h. insbesondere dazu, korrespondierend mit einem ermittelten NH3-Durchbruch und/oder einem NH3-Konzentrationsanstieg am Ausgang der SCR-Katalysatorstufe eine Reduktionsmittel-Dosiermenge im Rahmen der Reduktionsmittel-Dosierung zu reduzieren und weiterhin bevorzugt auch dazu, eine Reduktionsmittel-Dosiermenge zu erhöhen, bis ein NH3-Durchbruch und/oder NH3-Konzentrationsanstieg am Ausgang der SCR-Katalysatorstufe ermittelt wird. Insoweit ist mit der Reduktionsmittel-Dosier-Einstellung das Erzielen einer stets maximalen bzw. 100%-NOx-Umsatzrate an der SCR-Katalysatorstufe vorgesehen, wobei deren Erreichen mit der Erfindung – räumlich – vorteilhaft mit dem Ende der SCR-Katalysatorstufe zusammenfällt. Ein Einspeichern von überschüssigem NH3 an der weiteren SCR-Katalysatorstufe (im Endbereich) ist mit den vorgenannten Merkmalen somit wirksam vermieden.In general, the exhaust aftertreatment system with the invention is preferably set up for a zero point control in the context of the reducing agent metering setting or NH 3 control , ie in particular corresponding to a determined NH 3 breakthrough and / or an NH 3 concentration increase at the outlet the SCR catalyst stage to reduce a reductant dosage as part of the reductant dosage and further preferably also to increase a reductant dosage amount until an NH 3 breakthrough and / or NH 3 concentration increase at the exit of the SCR catalyst stage is determined , In that regard, with the reducing agent metering setting, achieving a maximum or 100% NOx conversion rate at the SCR catalyst stage is always provided, the achievement of which with the invention - spatially - advantageously coinciding with the end of the SCR catalyst stage. A storage of excess NH 3 at the other SCR catalyst stage (in the end) is thus effectively avoided with the aforementioned features.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass das Abgasnachbehandlungssystem (wie oben angemerkt) eine weitere, der SCR-Katalysatorstufe nachgeordnete bzw. zweite SCR-Katalysatorstufe aufweist. Wie die erste SCR-Katalysatorstufe ist bevorzugt auch die zweite SCR-Katalysatorstufe als SCR-Katalysatorscheibe bereitgestellt, bevorzugt gemeinsam mit der ersten SCR-Katalysatorstufe in einem SCR-Katalysator z. B. eines SCR-Systems angeordnet.In a further embodiment of the invention it is further proposed that the exhaust aftertreatment system (as noted above) has a further, the SCR catalyst stage downstream or second SCR catalyst stage. Like the first SCR catalyst stage, the second SCR catalyst stage is also preferably provided as an SCR catalyst disk, preferably together with the first SCR catalyst stage in an SCR catalyst, for example. B. an SCR system arranged.
Die weitere SCR-Katalysatorstufe ist insbesondere für eine NH3-(Aus-)Speicherung bereitgestellt, d. h. für eine NH3-Speicherung im Falle eines etwaigen NH3-Überschusses am Ausgang bzw. nach der ersten SCR-Katalysatorstufe. Z. B. kann ein solcher Überschuss auftreten, wenn es infolge einer Temperaturerhöhung, z. B. mit einer Beschleunigungsphase einer mit dem Abgasnachbehandlungssystem verwendeten Brennkraftmaschine, zu einer Verminderung der NH3-Speicherfähigkeit der ersten SCR-Katalysatorstufe kommt und aufgenommenes NH3 vermehrt ausgetrieben wird.The further SCR catalyst stage is provided in particular for NH 3 (off) storage, ie for NH 3 storage in the event of any NH 3 excess at the outlet or after the first SCR catalyst stage. For example, such an excess may occur if, due to a temperature increase, eg. B. with an acceleration phase of an internal combustion engine used with the exhaust aftertreatment system, comes to a reduction of the NH 3 storage capacity of the first SCR catalyst stage and recorded NH 3 is increasingly expelled.
Mit der zweiten bzw. weiteren SCR-Katalysatorstufe ist es ermöglicht, einerseits das überschüssig vorhandene NH3 aufzunehmen und damit einhergehend andererseits die Reduktionsmittel-Zudosiermenge abzusenken, d. h. mit dem Ziel, für die weitere NOx-Reduzierung sodann das ausgespeicherte NH3 in der zweiten SCR-Katalysatorstufe aufzuwenden (bevorzugt bis dies vollständig umgesetzt ist). Im Rahmen der Erfindung kann dies zum Beispiel mit einem Abgasnachbehandlungssystem erfolgen, welches eine überlagerte Regelung aufweist. With the second or further SCR catalyst stage, it is possible, on the one hand, to absorb the excessively present NH 3 and, on the other hand, to lower the reducing agent metering amount, ie with the aim of further storing NO x then the stored NH 3 in the second SCR -Catalyst stage spend (preferably until fully implemented). In the context of the invention, this can be done for example with an exhaust aftertreatment system, which has a higher-level control.
Mit einer solchen überlagerten Regelung, implementiert mittels z. B. einer Kontrolleinrichtung wie einem Steuergerät, ist insbesondere ein NOx-Sensor, bevorzugt am Ausgang bzw. nach der zweiten SCR-Katalysatorstufe, vorgesehen, wobei die überlagerte Regelung nachstehendem Verfahrensprinzip folgen kann: erkennt der NOx-Sensor keinen Anstieg der NOx-Emissionen – über einen vorbestimmten Schwellwert – obwohl der NH3-Sensor z. B. eine NH3-Schwellwertüberschreitung angezeigt hat und Reduktionsmittel entsprechend reduziert wurde – ist ausgespeichertes NH3 in der zweiten SCR-Katalysatorstufe noch in hinreichendem Maße vorhanden und die Reduktionsmittel-Zudosiermenge bleibt reduziert. Steigt der NOx-Wert am NOx-Sensor hingegen – über einen Schwellwert – an, ist das gespeicherte NH3 in der zweiten Katalysatorstufe mittels NOx umgesetzt und die Reduktionsmittel-Dosiermenge wird wieder gesteigert (insbesondere bis erneut ein NH3-Durchbruch am Ausgang der ersten SCR-Katalysatorstufe im Rahmen der NH3-Einstellung bzw. Regelung ermittelt wird).With such a superimposed control, implemented by means of z. B. a control device such as a control unit, in particular a NOx sensor, preferably at the output or after the second SCR catalyst stage, provided, the superimposed control may follow the following principle of procedure: the NOx sensor detects no increase in NOx emissions - above a predetermined threshold - although the NH 3 sensor z. B. has indicated a threshold NH 3 threshold and reducing agent has been reduced accordingly - Stored NH 3 in the second SCR catalyst stage is still available to a sufficient extent and the reducing agent Zudosiermenge remains reduced. On the other hand, if the NOx value at the NOx sensor rises above a threshold value, the stored NH 3 in the second catalyst stage is converted by means of NO x and the reducing agent metering quantity is increased again (in particular until an NH 3 breakthrough at the outlet of the first one again) SCR catalyst stage is determined in the context of NH 3 adjustment or regulation).
Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Abgasnachbehandlungssystems kann das Abgasnachbehandlungssystem auch zu einer (bloßen) NOx-Regelung im Rahmen der Reduktionsmittel-Dosierung eingerichtet sein. Zum Beispiel kann eine herkömmliche NOx-Regelung vorgesehen sein, welche z. B. über einen ersten Betriebsbereich wirkt, in welchem die (erste) SCR-Katalysatorstufe nicht mit hohen bzw. maximalen NOx-Umsatzraten gefahren wird. In einem weiteren, zweiten Betriebsbereich, in welchem die SCR-Katalysatorstufe dann insbesondere mit hohen bzw. maximalen NOx-Umsatzraten (bevorzugt 100%) betrieben wird, kann sodann auf die erfindungsgemäße NH3-Regelung bzw. NH3-basierte Reduktionsmittel-Dosier-Einstellung umgestellt werden.According to a further aspect of the proposed exhaust aftertreatment system, the exhaust aftertreatment system may also be configured for (mere) NO x control in the context of the reducing agent metering. For example, a conventional NOx control may be provided which z. B. acts over a first operating range in which the (first) SCR catalyst stage is not driven with high or maximum NOx conversion rates. In a further, second operating range in which the SCR catalyst stage is then operated in particular with high or maximum NOx conversion rates (preferably 100%), the NH 3 control or NH 3 -based reducing agent metering can then be used. Setting to be changed.
Mit der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Ausführung mit einem wie vorstehend beschriebenen Abgasnachbehandlungssystem vorgeschlagen, im Rahmen dessen auf die vorstehend zum Abgasnachbehandlungssystem ergangenen Ausführungen verwiesen wird, welche im Wesentlichen sämtlich auch für das Verfahren greifen.The invention also proposes a method for the embodiment with an exhaust aftertreatment system as described above, in the context of which reference is made to the statements made above on the exhaust aftertreatment system, which essentially all of them also apply to the method.
Mit dem Verfahren wird ein erster Schritt vorgesehen, in welchem eine NH3-Konzentration am Ausgang der SCR-Katalysatorstufe ermittelt wird, das heißt insbesondere mit wenigstens einem wie vorstehend beschriebenen NH3-Sensor. In einem zweiten Schritt wird sodann die Reduktionsmittel-Dosierung basierend auf der ermittelten NH3-Konzentration eingestellt. Das Verfahren wird insbesondere durchgeführt, wenn ein maximal möglicher NOx-Umsatz an der SCR-Katalysatorstufe erzielt werden soll, weiterhin insbesondere im Rahmen einer Reduktionsmittel-Dosier-Regelung bzw. NH3-Regelung. Wie vorstehend für das Abgasnachbehandlungssystem beschrieben kann das Verfahren vorteilhaft in Kombination mit einer NOx-Regelung ausgeführt werden, zum Beispiel im Rahmen einer überlagerten Regelung, oder (betriebsbereichsabhängig) alternativ dazu. Vorausgehen kann dem ersten Schritt weiterhin ein Kalibrierschritt zur Justierung des NH3-Sensors, s. a. oben.The method provides a first step in which an NH 3 concentration at the outlet of the SCR catalyst stage is determined, that is to say in particular with at least one NH 3 sensor as described above. In a second step, the reducing agent dosage is then adjusted based on the determined NH 3 concentration. The method is in particular carried out when a maximum possible NOx conversion is to be achieved at the SCR catalyst stage, more particularly in the context of a reducing agent metering control or NH 3 control . As described above for the exhaust aftertreatment system, the method may be advantageously carried out in combination with NOx control, for example in the context of a superimposed control, or (depending on operating range) alternatively thereto. The first step can be preceded by a calibration step for adjusting the NH 3 sensor, see above.
Code zur Ausführung des Verfahrens kann in einem Computerprogrammprodukt hinterlegt sein, zum Beispiel in einem Steuergerät, einem flüchtigen oder einem Festspeicher, oder allgemein auf einem Datenträger.Code for executing the method can be stored in a computer program product, for example in a control unit, a volatile or a fixed memory, or generally on a data carrier.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion. Elemente aus dem Stand der Technik sind mit gestrichenen Bezugszeichen versehen.In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function. Elements of the prior art are provided with primed reference numerals.
Um sehr niedrige NOx-Emissionsgrenzwerte einzuhalten, sind sehr hohe NOx-Umsatzraten erforderlich. Die üblichen Feedback-NOx-Sensoren sind hierbei zur Istwert-Erfassung jedoch zu ungenau. Wie
Aufgrund der Toleranzen der NOx-Sensorik ist der SCR-Katalysator
Das Abgasnachbehandlungssystem
Der SCR-Katalysator
Wie
Verbunden ist der NH3-Sensor im Rahmen einer erfindungsgemäßen Reduktionsmittel-Dosier-Einstellung, insbesondere Regelung, mit einer Kontrolleinrichtung
Nunmehr wird noch näher auf das Wirkprinzip des mit
Um eine wirksame Einhaltung von niedrigen NOx-Emmissionsgrenzwerten zuverlässig zu gewährleisten, wird der NH3-Sensor mit Inbetriebnahme des Abgasnachbehandlungssystems
Mit dem entsprechend kalibrierten Sensor
Fällt dennoch überschüssiges NH3 am Ausgang
Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens wird insoweit in einem ersten Schritt eine NH3-Konzentration am Ausgang
Das Abgasnachbehandlungssystem
Hierauf wird nachfolgend näher eingegangen.This will be discussed in more detail below.
Mit dem Abgasnachbehandlungssystem
Solange die ermittelte NOx-Konzentration hierbei einen Schwellwert unterschreitet, i. e. nunmehr das in der zweiten SCR-Katalysatorstufe
Angemerkt sei abschließend, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen sein kann, eine NOx-Regelung alternativ neben der NH3-Regelung vorzusehen, wobei die NH3-Regelung zum Beispiel für Betriebsbereiche einer Brennkraftmaschine
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1'1, 1 '
- SCR-KatalysatorSCR catalyst
- 3, 3'3, 3 '
- Ausgang (Abströmseite)Exit (downstream side)
- 55
- Abgasnachbehandlungssystemaftertreatment system
- 77
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 99
- Abgasstrangexhaust gas line
- 1111
- AbgasbehandlungsstufeExhaust gas treatment stage
- 1313
- SCR-KatalysatorstufeSCR catalyst stage
- 1515
- Reduktionsmittel-DosiervorrichtungReducing agent dosing
- 1717
- weitere SCR-Katalysatorstufeanother SCR catalyst stage
- 1919
- Abgasauslassexhaust outlet
- 2121
- NH3-SensorNH 3 sensor
- 2323
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 2525
- NOx-SensorNOx sensor
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015006646.3A DE102015006646A1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Exhaust gas aftertreatment system and method of execution therewith |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015006646.3A DE102015006646A1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Exhaust gas aftertreatment system and method of execution therewith |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102015006646A1 true DE102015006646A1 (en) | 2015-12-03 |
Family
ID=54481530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015006646.3A Ceased DE102015006646A1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Exhaust gas aftertreatment system and method of execution therewith |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102015006646A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10126456A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-19 | Daimler Chrysler Ag | Device and method for removing nitrogen oxides from the exhaust gas of lean-burn internal combustion engines |
-
2015
- 2015-05-22 DE DE102015006646.3A patent/DE102015006646A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10126456A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-19 | Daimler Chrysler Ag | Device and method for removing nitrogen oxides from the exhaust gas of lean-burn internal combustion engines |
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