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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Stand der Technik ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 111 110 A1 bekannt, dass Motoren mit Abgasrückführungssystemen konfiguriert werden können, um zumindest einen Teil des Abgases von einer Motorauslasspassage zu einer Motoransaugpassage umzuleiten. Mittels Abgasrückführung (AGR) können Motorpumparbeiten, sowie NOx-Emissionen reduziert werden. So bedingt die Abgasrückführung bei Drosselarbeitsbedingungen, dass die Drossel für die gleiche Motorlast in einem größeren Ausmaß geöffnet wird. Durch Reduzieren der Drosselung des Motors können Pumpverluste reduziert werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Zudem können durch Anwenden der Abgasrückführung Verbrennungstemperaturen reduziert werden. Ferner kann mit der Abgasrückführung die Verbrennungstemperatur reduziert werden, was eine während der Verbrennung generierte NOx-Menge reduziert.
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Die
DE 10 2011 101 079 A1 zeigt ein Verfahren zur Regeneration von NOx-Speicherkatalysatoren von Dieselmotoren mit Niederdruck-AGR. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration von Stickoxid-Speicherkatalysatoren und ein entsprechend angepasstes Abgasreinigungssystem für Magermotoren. Insbesondere bezieht sich die
DE 10 2011 101 079 A1 auf die Regeneration von Stickoxid-Speicherkatalysatoren während besonderer Fahrsituationen des Fahrzeugs.
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Die
DE 10 2010 063 872 A1 offenbart Verfahren und Systeme zum Betreiben eines turbogeladenen Motors, der einen vor einer Turboladerturbine positionierten Partikelfilter, einen hinter der Turbine positionierten Katalysator und eine zwischen einem Motorauspuff und einem Motoreinlass gekoppelte AGR-Passage enthält. So umfasst das Verfahren das Umlenken von Abgas von einem Punkt hinter dem Filter zum Motoreinlass über die AGR-Passage und das Justieren einer Menge von umgelenktem Abgas auf der Basis von Filterarbeitsbedingungen.
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Aus der
DE 11 2008 003 421 T5 gehen ein Verfahren und ein System zum Regenerieren eines Partikelfilters, zum Desulfatieren eines Mager-NOx-Filters, zum Desulfatieren oder Regenerieren eines Reduktionskatalysators oder eine Kombination hervor. Ein Oxidationskatalysator befindet sich stromabwärts eines Verbrennungsmotors und stromaufwärts des Partikelfilters, des Mager-NOx-Filters und des Reduktionskatalysators. Ein erster Sauerstoffsensor befindet sich stromaufwärts des Oxidationskatalysators. Ein zweiter Sauerstoffsensor befindet sich stromabwärts des Oxidationskatalysators. Ein Prozessor wählt und hält eine erwünschte Änderung der Sauerstoffkonzentration über dem Oxidationskatalysator einen ausgewählten Zeitraum lang aufrecht, um einen aus dem Oxidationskatalysatoraustretenden Abgasstrom vorzusehen, der eine Solltemperatur aufweist. Ein optionaler Temperatursensor kann einen zusätzlichen Regelkreis vorsehen. Der Partikelfilterwird durch Leiten des aus dem Oxidationskatalysator austretenden Abgasstroms durch den Partikelfilter regeneriert, wobei die Temperatur des durch den Partikelfiltertretenden Abgasstroms und der ausgewählte Zeitraum ausreichend sind, um den Partikelfilter zu regenerieren. Der Mager-NOx-Filter wird durch Leiten des aus dem Oxidationskatalysator austretenden Abgasstroms durch den Mager-NOx-Filter desulfatiert, wobei die Temperatur des durch den Mager-NOx-Filter tretenden Abgasstroms und der ausgewählte Zeitraum ausreichend sind, um den Mager-NOx-Filter zu desulfatieren. Und der Reduktionskatalysator wird durch Leiten des aus dem Oxidationskatalysator austretenden Abgasstroms durch den Reduktionskatalysator desulfatiert oder regeneriert, wobei die Temperatur des durch den Reduktionskatalysator tretenden Abgasstroms und der ausgewählte Zeitraum ausreichend sind, um den Reduktionskatalysator zu desulfatieren oder zu regenerieren.
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Aus der
DE 10 2011 107 692 B3 ist ein Verfahren zur Reaktivierung von Abgasreinigungsanlagen von Dieselmotoren mit Niederdruck-AGR bekannt. Die
DE 10 2011 107 692 B3 betrifft dabei ein Verfahren zur Reaktivierung eines Systems aus einem Oxidationskatalysator (DOC) gefolgt von einem ggf. katalytisch beschichteten Partikelfilter (DPF) und ein entsprechend angepasstes Abgasreinigungssystem für Magermotoren. Insbesondere bezieht wird die Reaktivierung eines derartigen Systems während besonderer Fahrsituationen des Fahrzeugs vorgenommen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels der Abgasrückführung verbesserte Bedingungen für Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu schaffen.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst einen Motor, einen Zuluftstrang, einen Abgasstrang, einen in dem Abgasstrang angeordneten Stickoxidadsorber, einen Injektor, der ausgebildet ist, Kraftstoff in eine Brennkammer des Motors oder in den Abgasstrang einzubringen, und einen Abgasrückführungsstrang. Der Abgasrückführungsstrang ist ausgebildet, Abgas aus dem Abgasstrang von einer stromabwärts des Stickoxidadsorbers angeordneten Abgasentnahmestelle an eine in dem Zuluftstrang angeordnete Abgaseinleitstelle zu leiten. Dadurch ist eine Schleife von der Abgaseinleitestelle im Zuluftstrang über den Motor zur Abgasentnahmestelle im Abgasstrang und mittels des Abgasrückführungsstrangs zurück zur Abgaseinleitstelle ausgebildet. Erfindungsgemäß umfasst das Kraftfahrzeug einen im Abgasrückführungsstrang angeordneten Abgaskühler und einen Abgaskühlerbypass, der ausgebildet ist, zurückgeführtes Abgas um den Abgaskühler herum zu leiten. Das Kraftfahrzeug weist zumindest ein Ventil zur Drosselung eines Massenstroms von Frischluft sowie eine Steuereinheit auf, die ausgebildet ist, einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs zu erkennen und das zumindest eine Ventil während des Schubbetriebs in der Weise zu stellen, dass dem Motor Ladungsgas, das zurückgeführtes Abgas aufweist, zuführbar ist, und gleichzeitig den Injektor zu betätigen. Stromabwärts des Stickoxidadsorbers ist insbesondere eine zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet. Die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung kann ein SDPF (SCR-Diesel-Partikel-Filter) oder ein SCR-Katalysator sein. SCR steht hier für Selektive Katalytische Reduktion.
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Damit ist vorteilhaft ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit welchem es ermöglicht ist, eine Abgasrückführung während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs vorzunehmen und dadurch günstigen Einfluss auf die Betriebsparameter des Stickoxidadsorbers und gegebenenfalls weiterer Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu nehmen. Mit dem Abgaskühler ist es ermöglicht, die Temperatur des zurückgeführten Abgases nach oben zu begrenzen. Mit dem Abgaskühlerbypass ist es vorteilhaft ermöglicht, das zurückgeführte Abgas um den Abgaskühler herum zu leiten und das zurückgeführte Abgas vom Einfluss des Abgaskühlers bei Bedarf auszunehmen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist es ermöglicht, die Abgasrückführung mit einer Einspritzung von Kraftstoff zu kombinieren und Einfluss auf die Zusammensetzung des Abgasstroms auch während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs zu nehmen.
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Insbesondere umfasst das Kraftfahrzeug in der Schleife zumindest einen Sensor, der ausgebildet ist, einen Sauerstoffgehalt zu ermitteln, insbesondere den Gehalt von ungebundenen Sauerstoffmolekülen zu ermitteln.
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Damit ist es ermöglicht, insbesondere das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in Abhängigkeit des aktuellen Sauerstoffgehalts zu betreiben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weist das Kraftfahrzeug einen im Zuluftstrang stromabwärts der Abgaseinleitstelle angeordneten Ladeluftkühler und einen Ladeluftkühlerbypass, der ausgebildet ist, Ladungsgas um den Ladeluftkühler herum zu leiten, auf.
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Mit dem Ladeluftkühler ist es ermöglicht, die Temperatur des Ladungsgases nach oben zu begrenzen.
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Mit dem Ladeluftkühlerbypass ist es ermöglicht, das Ladungsgas um den Ladeluftkühler herum zu leiten und das Ladungsgas vom Einfluss des Ladeluftkühlers auszunehmen.
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Das Kraftfahrzeug kann einen Harnstofflösungsinjektor zur Einbringung von Harnstofflösung in den Abgasstrang aufweisen.
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Damit ist es ermöglicht, zusätzlich eine Selektive Katalytische Reduktion in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung oder weiteren, stromabwärts gelegenen Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu unterstützen.
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Ausgestaltungs- und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung;
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2 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in Ausübung eines Betriebsverfahrens in einer ersten beispielhaften Ausführung;
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3 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in Ausübung des Betriebsverfahrens in einer zweiten beispielhaften Ausführung; und
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4 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in einer zweiten beispielhaften Ausgestaltung in Ausübung des Betriebsverfahrens in einer dritten beispielhaften Ausführung.
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In den 1 bis 4 ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 10 in beispielhaften Ausgestaltungen dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Motor 11 auf, der ein Verbrennungsmotor ist. Wie es üblich ist, ist das Kraftfahrzeug 10 mit einem Zuluftstrang 12, der ausgebildet ist, Ladungsgas 35 zum Motor 11 zu leiten, und einem Abgasstrang 13, der ausgebildet ist Abgas 36 vom Motor 11 weg zu leiten, versehen.
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Das Kraftfahrzeug 10 ist ausgebildet, eine Niederdruck-Abgasrückführung zu betreiben. Dazu weist das Kraftfahrzeug 10 einen Abgasrückführungsstrang 19 auf. Der Abgasrückführungsstrang 19 ist mit dem Abgasstrang 13 an einer Abgasentnahmestelle 24 und mit dem Zuluftstrang 12 an einer Abgaseinleitstelle 25 gekoppelt. Mit dem Abgasrückführungsstrang 19 ist eine Schleife ausgebildet, die von der Abgasentnahmestelle 24 im Abgasstrang 13 über den Abgasrückführungsstrang 19 zur Abgaseinleitstelle 25 im Zuluftstrang 12 und über den Motor 11 wieder zur Abgasentnahmestelle 24 führt. Der Abgasrückführungsstrang 19 ist ausgebildet, zumindest einen Teil des durch den Abgasstrang 13 strömenden Abgases 36 zu dem Zuluftstrang 12 zu leiten. Dieser Teil ist hier als zurückgeführtes Abgas 37 bezeichnet. Der übrige Teil ist hier als abgegebenes Abgas 38 deklariert. Das Kraftfahrzeug 10 ist insbesondere in der Weise ausgebildet, dass der gesamte Massenstrom des Abgases 36 durch den Abgasrückführungsstrang 19 zu dem Zuluftstrang 12 zurückgeführt werden kann. Der Massenstrom des Abgases 36 ist dabei gleich dem Massenstrom des zurückgeführten Abgases 37. Das Abgas 36 zirkuliert dabei in der Schleife.
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Das Ladungsgas 35 ist während der Abgasrückführung grundsätzlich aus Frischluft 30 und zurückgeführtem Abgas 37 in beliebigen Verhältnissen erzeugbar. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug 10 in der Weise ausgebildet, das Ladungsgas 35 zu 100 % aus zurückgeführtem Abgas 37 zu bilden. Der Massenstrom des Ladungsgases35 ist dabei gleich dem Massenstrom des zurückgeführten Abgases 37. Der Massenstrom der Frischluft 30 beträgt dabei Null. In dieser Weise ist das Kraftfahrzeug 10 in den 2 bis 4 dargestellt.
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Zum Einstellen des Verhältnisses von Frischluft 30 und zurückgeführtem Abgas 37 in dem Ladungsgas 35 weist das Kraftfahrzeug 10 wenigstens ein Ventil 26, 32, 33 auf. In den in den 1 bis 3 dargestellten Varianten weist das Kraftfahrzeug 10 ein Kombinationsventil 26 im Zuluftstrang 12 auf. In der 4 ist eine alternative Ausgestaltung dargestellt, bei der das Kraftfahrzeug 10 eine Einlassdrosselklappe 32 im Zuluftstrang 12 und eine Auslassdrosselklappe 33 im Abgasstrang 13 aufweist.
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Das Kombinationsventil 26 ist im Zuluftstrang 12 an der Abgaseinleitstelle 25 angeordnet. Das Kombinationsventil 26 ist ausgebildet sowohl den Abgasrückführungsstrang 19 für ein Durchströmen von zurückgeführtem Abgas 37 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren als auch den Zuluftstrang 12 für ein Einströmen von Frischluft 30 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. In Abhängigkeit der Stellung des Kombinationsventils 26 sind die Massenstromanteile der Frischluft 30 und des zurückgeführten Abgases 37 in dem Massenstrom des Ladungsgases 35 variierbar.
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Die Einlassdrosselklappe 32 ist im Zuluftstrang 12 stromaufwärts der Abgaseinleitstelle 25 angeordnet. Die Einlassdrosselklappe 32 ist ausgebildet, den Zuluftstrang 12 für ein Einströmen von Frischluft 30 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. In Abhängigkeit der Stellung der Einlassdrosselklappe 32 ist der Massenstrom der Frischluft 30 variierbar.
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Die Auslassdrosselklappe 33 ist im Abgasstrang 13 stromabwärts der Abgasentnahmestelle 24 angeordnet. Die Auslassdrosselklappe 33 ist ausgebildet, den Abgasstrang 13 für ein Ausströmen von abgegebenem Abgas 38 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. In Abhängigkeit der Stellung der Auslassdrosselklappe 33 ist der Massenstrom des abgegebenen Abgases 38 variierbar.
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Das Kraftfahrzeug 10 weist bevorzugt mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen auf. So umfasst das Kraftfahrzeug 10 zumindest einen Stickoxidadsorber 22. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst insbesondere eine zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23. Der Stickoxidadsorber 22 und die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 sind im Abgasstrang 13 stromaufwärts der Abgasentnahmestelle 24 angeordnet. Der Stickoxidadsorber 22 und die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 können auch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Zudem kann das Kraftfahrzeug 10 weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen aufweisen. In der gezeigten Ausgestaltung umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine dritte Abgasnachbehandlungseinrichtung 41, welche hier stromabwärts der Abgasentnahmestelle 24 angeordnet ist.
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Die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 ist insbesondere ein Partikelfilter, oder ein SCR-Katalysator. Der Partikelfilter kann mit einer SCR-Beschichtung versehen sein und damit Partikelfilter und SCR-Katalysator in Funktionseinheit darstellen. SCR steht dabei, wie es bekannt ist, für Selektive Katalytische Reduktion. Der SCR-Katalysator kann in bekannter Manier als passives oder aktives System ausgebildet sein.
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In der gezeigten Ausgestaltung ist das Kraftfahrzeug 10 ferner mit einem Turbolader 14 versehen. Dieser umfasst einen im Zuluftstrang 13 angeordneten Verdichter 15, der in bekannter Manier von einer im Abgasstrang 13 angeordneten Abgasturbine 16 antreibbar ist. Die Abgasturbine 16 ist dabei stromaufwärts der Abgasentnahmestelle 24 und stromaufwärts des Stickoxidadsorbers 22 sowie der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 angeordnet.
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Das Kraftfahrzeug 10 umfasst insbesondere einen Ladeluftkühler 18 zum Kühlen des Ladungsgases 35. Der Ladeluftkühler 18 ist im Zuluftstrang 12 stromabwärts des Verdichters 15 und stromaufwärts des Motors 11 angeordnet. Ferner kann das Kraftfahrzeug 10 einen Ladeluftkühlerbypass 17 umfassen, der ausgebildet ist, das Ladungsgas 35 am Ladeluftkühler 18 vorbei zu leiten. Der Ladeluftkühlerbypass 17 ist parallel zum Ladeluftkühler 18 angeordnet mit einer Abzweigung stromaufwärts des Ladeluftkühlers 18 und einer Einmündung stromabwärts des Ladeluftkühlers 18. Zur Steuerung des Massenstroms des Ladungsgases 35 durch den Ladeluftkühlerbypass 17 ist insbesondere im Ladeluftkühlerbypass 17 ein Ladeluftkühlerbypassventil 27 vorgesehen. Das Ladeluftkühlerbypassventil 27 ist ausgebildet, das Ladungsgas 35 durch den Ladeluftkühler 18 oder den Ladeluftkühlerbypass 17 in verschiedenen Anteilen zu leiten. Das Ladeluftkühlerbypassventil 27 ist ausgebildet, den Ladeluftkühlerbypass 17 für ein Durchströmen von Ladungsgas 35 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. Das Ladeluftkühlerbypassventil 27 kann auch als Umschaltklappe stromabwärts oder stromaufwärts des Ladeluftkühlers 18 ausgebildet sein. In der 2 ist ein Massenstrom des Ladungsgases 35 durch den Ladeluftkühlerbypass 17 dargestellt.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 10 weist einen Abgaskühler 20 zum Kühlen des Abgases 36, insbesondere zum Kühlen des zurückgeführten Abgases 37, auf. Der Abgaskühler 20 ist im Abgasrückführungsstrang 19 angeordnet. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 10 einen Abgaskühlerbypass 21, der ausgebildet ist, das zurückgeführte Abgas 37 am Abgaskühler 20 vorbei zu leiten. Der Abgaskühlerbypass 21 ist parallel zum Abgaskühler 20 angeordnet mit einer Abzweigung stromaufwärts des Abgaskühlers 20 und einer Einmündung stromabwärts des Abgaskühlers 20. Zur Steuerung des Massenstroms des zurückgeführten Abgases 37 durch den Abgaskühlerbypass 21 ist insbesondere im Abgaskühlerbypass 21 ein Abgaskühlerbypassventil 28 vorgesehen. Das Abgaskühlerbypassventil 28 ist ausgebildet, das zurückgeführte Abgas 37 durch den Abgaskühler 20 oder den Abgaskühlerbypass 21 in verschiedenen Anteilen zu leiten. Das Abgaskühlerbypassventil 28 ist ausgebildet, den Abgaskühlerbypass 21 für ein Durchströmen von zurückgeführtem Abgas 37 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. Das Abgaskühlerbypassventil 28 kann auch als Umschaltklappe stromabwärts oder stromaufwärts des Abgaskühlers 20 ausgebildet sein. In der 2 ist ein Massenstrom des zurückgeführten Abgases 37 durch den Abgaskühlerbypass 21 dargestellt.
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Der Motor 11 des Kraftfahrzeugs 10 verfügt insbesondere über eine Direkteinspritzung. Dazu weist er einen ersten Injektor 29 auf, der ausgebildet ist, Kraftstoff 31 in eine Brennkammer 34 des Motors 11 zu spritzen. Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 10 einen weiteren Injektor 46 aufweisen, der ausgebildet ist, Kraftstoff in den Abgasstrang 13 einzubringen.
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Ferner kann das Kraftfahrzeug einen Harnstofflösungsinjektor 45 umfassen, der ausgebildet ist, Harnstofflösung (Urea) in den Abgasstrang einzubringen. Der Harnstofflösungsinjektor 45 ist dabei stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 angeordnet. Er kann sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Abzweigs zum Abgasrückführstrang angeordnet sein. Der Harnstofflösungsinjektor 45 kann ebenso ausgebildet sein, anstelle der Harnstofflösung, aus der im Abgas 36 Ammoniak gebildet wird, auch einen anderen Stoff einzubringen, der im SCR-Katalysator ein Reduktionsmittel zur Verfügung stellt oder dieses selbst ist, insbesondere Ammoniak.
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Das Kraftfahrzeug 10 weist zumindest einen Sensor 42, 43, 44 auf, der ausgebildet ist, Sauerstoff zu detektieren. In den 1 bis 4 sind verschiedene Stellen dargestellt, an denen der Sensor 42, 43, 44 positioniert sein kann. So ist es möglich, dass im Zuluftstrang 12 ein Zuluftsensor 42 und/oder im Abgasstrang 13 stromaufwärts des Stickoxidadsorbers 22 ein erster Abgassensor 43 und/oder stromabwärts des Stickoxidadsorbers 22 ein zweiter Abgassensor 44 angeordnet ist.
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Zudem umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinheit 39, die insbesondere ein Motorsteuergerät ist. Die Steuereinheit 39 ist ausgebildet, die Ventile 26, 27, 28, 32, 33 zu stellen und die Injektoren 29, zu betätigen. Dazu verfügt das Kraftfahrzeug 10 über geeignete Aktuatoren. Ferner ist die Steuereinheit 39 ausgebildet, einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 zu erkennen. Dazu kann die Steuereinheit 39 beispielsweise mit einem Fahrpedalsensor 40 verbunden sein, der signalisiert, wenn ein Kraftfahrzeugführer von einer Betätigung des Fahrpedals ablässt. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 39 mit den Sensoren 42, 43, 44 verbunden, womit ermöglicht ist, den Sauerstoffgehalt innerhalb der Schleife zu detektieren.
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Das Kraftfahrzeug 10 ist ausgebildet, ein Betriebsverfahren durchzuführen. In den 2 bis 4 ist dargestellt, wie das Kraftfahrzeug 10 das Betriebsverfahren in verschiedenen Ausführungen ausübt.
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Bei dem Betriebsverfahren wird dem Motor 11 während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs 10 Ladungsgas 35 zur Verfügung gestellt, das zurückgeführtes Abgas 37 aufweist. Dazu wird der Abgasrückführungsstrang 19 im Unterschied zu der in der 1 dargestellten Situation, bei der kein Abgas 36 zurückgeführt wird, freigegeben.
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Insbesondere wird dem Motor 11 ein Ladungsgas zur Verfügung gestellt, das ausschließlich aus zurückgeführtem Abgas 37 gebildet ist. In dieser Weise ist es in den 2 bis 4 dargestellt.
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In den 2 und 3 wird das Kombinationsventil 26 in der Weise gestellt, dass der Massenstrom der Frischluft 30 gleich Null ist. Gleichzeitig ist der Abgasrückführungsstrang 19 freigegeben.
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In der 4 wird der Massenstrom der Frischluft 30 dadurch auf Null gestellt, dass die Einlassdrosselklappe 32 geschlossen wird.
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Während des Betriebsverfahrens wird eine vordefinierte Menge an Kraftstoff 31 in die Brennkammer 34 und/oder in den Abgasstrang 13 eingebracht. Dies kann entweder durch einen einzigen oder durch mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden. In den 2 bis 4 ist eine Einspritzung in die Brennkammer 34 dargestellt. Anstelle der Einspritzung in die Brennkammer 34 oder zusätzlich zur Einspritzung in die Brennkammer 34 kann auch eine Einspritzung von Kraftstoff 31 in den Abgasstrang 13 mittels eines zweiten Injektors vorgenommen werden.
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Insbesondere wird der Kraftstoff 31 dabei in der Weise eingebracht, dass die Anzahl der ungebundenen Sauerstoffmoleküle innerhalb der Schleife gesenkt wird.
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Durch ein Überangebot von Kraftstoff 31 im Abgas kann eine NH3-Produktion im Stickoxidadsorber sichergestellt werden. Diese NH3-Moleküle können verwendet werden, um in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 Stickoxide zu konvertieren.
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Es ist zusätzlich möglich, Harnstofflösung mit einem Harnstofflösungsinjektor 45 in den Abgasstrang 13 einzubringen und dadurch die Konvertierung von Stickoxiden in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 zu unterstützen. Anstelle der Harnstofflösung 45, aus der im Abgas 36 Ammoniak gebildet wird, kann auch ein anderer Stoff eingebracht werden, der im SCR-Katalysator ein Reduktionsmittel zur Verfügung stellt oder dieses selbst ist, insbesondere Ammoniak.
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Mittels des Ladeluftkühlers 18 kann das Ladungsgas 35 während des Schubbetriebs gekühlt werden, siehe 3. Alternativ kann die Zuluft 35 durch den Ladeluftkühlerbypass 17 an dem Ladeluftkühler 18 vorbei geleitet werden, indem das Ladeluftkühlerbypassventil 27 geöffnet wird.
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Mittels des Abgaskühlers 20 kann das zurückgeführte Abgas 37 während des Schubbetriebs gekühlt werden, siehe 3. Alternativ kann das zurückgeführte Abgas 37 durch den Abgaskühlerbypass 21 an dem Abgaskühler 20 vorbei geleitet werden, indem das Abgaskühlerbypassventil 28 geöffnet wird.
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Es sind verschiedene Kombinationen von Kraftstoffeinbringung, Harnstoffeinbringung, Kühlmaßnahmen und Klappen- bzw- Ventilstellungen denkbar, die in Abhängigkeit eines Sauerstoffanteils des innerhalb der Schleife zirkulierenden Gases ausgeführt und beendet werden. So wird insbesondere innerhalb der Schleife ein gegenwärtiger Ist-Sauerstoffgehalt oder Stickoxidgehalts ermittelt und das Einbringen des Kraftstoffs 31 in Abhängigkeit dieses Ist-Werts und eines entsprechenden Sollwerts vorgenommen. Dabei wird insbesondere der Wert eines Sensors herangezogen, der stromaufwärts oder stromabwärts des Stickoxidadsorbers 22 positioniert sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 11
- Motor
- 12
- Zuluftstrang
- 13
- Abgasstrang
- 14
- Turbolader
- 15
- Verdichter
- 16
- Abgasturbine
- 17
- Ladeluftkühlerbypass
- 18
- Ladeluftkühler
- 19
- Abgasrückführungsstrang
- 20
- Abgaskühler
- 21
- Abgaskühlerbypass
- 22
- Stickoxidadsorber
- 23
- Zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung
- 24
- Abgasentnahmestelle
- 25
- Abgaseinleitstelle
- 26
- Kombinationsventil
- 27
- Ladeluftkühlerbypassventil
- 28
- Abgaskühlerbypassventil
- 29
- Erster Injektor
- 30
- Frischluft
- 31
- Kraftstoff
- 32
- Einlassdrosselklappe
- 33
- Auslassdrosselklappe
- 34
- Brennkammer
- 35
- Ladungsgas
- 36
- Abgas
- 37
- Zurückgeführtes Abgas
- 38
- Abgeleitetes Abgas
- 39
- Steuereinheit
- 40
- Fahrpedalsensor
- 41
- Dritte Abgasnachbehandlungseinrichtung
- 42
- Zuluftsensor
- 43
- Erster Abgassensor
- 44
- Zweiter Abgassensor
- 45
- Harnstofflösungsinjektor
- 46
- Zweiter Injektor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013111110 A1 [0002]
- DE 102011101079 A1 [0003, 0003]
- DE 102010063872 A1 [0004]
- DE 112008003421 T5 [0005]
- DE 102011107692 B3 [0006, 0006]
