DE102015219028A1 - Method and device for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine (10), mit einem Abgaskanal (12), mit einem im Abgaskanal (12) angeordneten Drei-Wege-Katalysator (14), mit einem ersten NOx-Speicherkatalysator (16) sowie mit einem in Strömungsrichtung eines Abgases durch den Abgaskanal (12) stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators (16) und stromab des Drei-Wege-Katalysators (14) angeordneten zweiten NOx-Speicherkatalysator (18), mit einem Bypasskanal (24), der einen Bypass für den zweiten NOx-Speicherkatalysator (18) ausbildet, sowie mit einem Schaltelement (20), welches ein Umschalten des Abgasstroms zwischen einem den NOx-Speicherkatalysator (18) aufweisenden Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) und Bypasskanal (24) ermöglicht.The invention relates to a device and a method for the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine (10), with an exhaust passage (12), with a in the exhaust passage (12) arranged three-way catalyst (14), with a first NOx storage catalyst (16) and with a downstream in the flow direction of an exhaust gas through the exhaust passage (12) downstream of the first NOx storage catalyst (16) and downstream of the three-way catalytic converter (14) arranged second NOx storage catalyst (18), with a bypass channel (24) having a Bypass for the second NOx storage catalyst (18) is formed, and with a switching element (20) which allows switching of the exhaust gas flow between the NOx storage catalyst (18) having main arm (22) of the exhaust passage (12) and bypass channel (24) ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung. The invention relates to a device for exhaust aftertreatment according to the preamble of claim 1 and a method for exhaust aftertreatment.

Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellt hohe Anforderungen an motorische Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Weiterhin sind die Fahrzeug- und Motorenhersteller angehalten, den Verbrauch der Verbrennungsmotoren und die damit verbundenen CO2-Emissionen zu reduzieren. Dies führt unter anderem dazu, dass für Verbrennungsmotoren verbrauchsoptimierte Brennverfahren entwickelt werden. Eine Möglichkeit, den Verbrauch eines Ottomotors zu reduzieren, ist ein Magerbrennverfahren, also ein Brennverfahren, bei dem der Verbrennungsmotor weitestgehend mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird. Da bei einem Magerbrennverfahren im überstöchiometrischen Betrieb die NOx-Emissionen nicht mehr hinreichend mit einem konventionellen Drei-Wege-Katalysator reduziert werden können, sind zusätzliche Katalysatoren wie NOx-Speicherkatalysatoren erforderlich. Dabei werden die NOx-Emissionen als Nitrate im NOx-Speicherkatalysator eingelagert. Diese NOx-Speicherkatalysatoren müssen periodisch mit Hilfe einer motorischen Fettphase regeneriert werden. Die Gestaltung dieser Fettphase beeinflusst maßgeblich die Endrohremissionen. The current and increasingly stringent emissions legislation in the future places high demands on engine raw emissions and the exhaust aftertreatment of internal combustion engines. Furthermore, the vehicle and engine manufacturers are required to reduce the consumption of internal combustion engines and the associated CO 2 emissions. Among other things, this leads to the development of consumption-optimized combustion processes for internal combustion engines. One way to reduce the consumption of a gasoline engine is a lean burn process, ie a combustion process in which the internal combustion engine is operated as far as possible with a superstoichiometric combustion air ratio. Since NOx emissions can no longer be sufficiently reduced with a conventional three-way catalyst in a lean burn process in superstoichiometric operation, additional catalysts such as NOx trap catalysts are required. The NOx emissions are stored as nitrates in the NOx storage catalytic converter. These NOx storage catalytic converters must be regenerated periodically with the aid of a motorized grease phase. The design of this fat phase significantly influences tailpipe emissions.

Aus der DE 10 2010 014 468 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verminderung von Lachgas (N2O) bei der Abgasnachbehandlung von Magermotoren bekannt. Dabei sind einem motornahen Drei-Wege-Katalysator ein erster NOx-Speicherkatalysator und ein zweiter NOx-Verminderungskatalysator nachgeschaltet, wobei am ersten NOx-Speicherkatalysator ein Bypass vorgesehen ist, und wobei mittels eines Schaltelements einen Abgasstrom über den ersten NOx-Speicherkatalysator oder über den Bypass vorbei am ersten NOx-Speicherkatalysator gelenkt werden kann. Aus dem Verfahren ist bekannt, wie man die NOx-Speicherkatalysatoren möglichst ohne Freisetzung von N2O regeneriert. Dabei wird das bei der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators freigesetzte N2O (Lachgas) in den zweiten NOx-Verminderungskatalysator eingeleitet. Dabei kommt es stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators während der Regeneration zu einem stöchiometrischen Abgas, sodass die Wirksamkeit des zweiten NOx-Speicherkatalysators während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators vermindert ist. From the DE 10 2010 014 468 A1 are known an apparatus and a method for reducing nitrous oxide (N 2 O) in the exhaust aftertreatment of lean burn engines. In this case, a first NOx storage catalytic converter and a second NOx reduction catalyst are connected downstream of a near-engine, three-way catalytic converter, wherein a bypass is provided on the first NOx storage catalytic converter, and wherein by means of a switching element, an exhaust gas flow through the first NOx storage catalytic converter or via the bypass can be steered past the first NOx storage catalyst. From the process it is known how to regenerate the NOx storage catalysts as possible without release of N 2 O. In this case, the liberated during the regeneration of the first NOx storage catalyst N 2 O (nitrous oxide) is introduced into the second NOx reduction catalyst. During the regeneration, a stoichiometric exhaust gas occurs downstream of the first NOx storage catalytic converter so that the efficiency of the second NOx storage catalytic converter is reduced during the regeneration of the first NOx storage catalytic converter.

Aus der WO 2013/079117 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines im Magerbetrieb betriebenen Verbrennungsmotors bekannt, wobei im Abgaskanal ein erster NOx-Speicherkatalysator und ein zweiter NOx-Speicherkatalysator angeordnet sind, und wobei ein schaltbarer Bypasskanal am ersten NOx-Speicherkatalysator vorgesehen ist. Dabei thematisiert die WO2013/079117 jedoch nicht die Regeneration der Speicherkatalysatoren, sondern eine Temperaturregelung über den Bypass, um beispielsweise das Auskühlen eines Katalysators im Schubbetrieb des Motors beim Durchsatz von relativ kalter Frischluft zu vermeiden. From the WO 2013/079117 are known an apparatus and a method for the exhaust aftertreatment of a run in lean burn internal combustion engine, wherein in the exhaust passage, a first NOx storage catalyst and a second NOx storage catalyst are arranged, and wherein a switchable bypass channel is provided on the first NOx storage catalyst. In doing so, the theme is thematized WO2013 / 079117 but not the regeneration of the storage catalysts, but a temperature control over the bypass, for example, to avoid the cooling of a catalyst in the overrun of the engine at the throughput of relatively cold fresh air.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist jedoch, dass der Abgasstrom immer über den zweiten NOx-Speicherkatalysator geleitet wird, wobei es während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators zu einem stöchiometrischen Abgas und der Gefahr von NOx-Desorption auf dem zweiten NOx-Speicherkatalysator kommt. A disadvantage of the known from the prior art solutions, however, is that the exhaust stream is always passed over the second NOx storage catalyst, wherein it during the regeneration of the first NOx storage catalyst to a stoichiometric exhaust gas and the risk of NOx desorption on the second NOx storage catalyst comes.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung bereitzustellen, bei der zu jedem Betriebszeitpunkt die NOx-Emissionen eingespeichert oder konvertiert werden können. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei der Regeneration von zwei hintereinandergeschalteten NOx-Speicherkatalysatoren ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem beide NOx-Speicherkatalysatoren regeneriert werden können, ohne dass es bei der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators zu einer NOx-Desorption auf dem zweiten NOx-Speicherkatalysator und damit verbundenen erhöhten Endrohremissionen kommt. The object of the invention is therefore to provide a device for exhaust gas aftertreatment in which the NOx emissions can be stored or converted at any operating time. Furthermore, the invention is based on the object, in the regeneration of two NOx storage catalytic converters connected in series, to propose a method with which both NOx storage catalytic converters can be regenerated without the NOx desorption on the second during the regeneration of the first NOx storage catalytic converter NOx storage catalyst and associated increased tailpipe emissions comes.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine gelöst. Die Vorrichtung weist einen Abgaskanal, einen im Abgaskanal angeordneten Drei-Wege-Katalysator, einen ersten NOx-Speicherkatalysator sowie einen in Strömungsrichtung eines Abgases durch den Abgaskanal stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators und stromab des Drei-Wege-Katalysators angeordneten zweiten NOx-Speicherkatalysator auf. Ferner weist die Vorrichtung einen Bypasskanal, der einen Bypass für den zweiten NOx-Speicherkatalysator ausbildet, diesen somit umgeht, sowie ein Schaltelement, welches ein Umschalten des Abgasstroms zwischen einen Hauptarm des Abgaskanals und den Bypasskanal ermöglicht. Durch solch eine Vorrichtung kann das Abgas bei der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators an dem zweiten NOx-Speicherkatalysator vorbei durch den Abgaskanal geleitet werden, sodass eine NOx-Desorption am zweiten NOx-Speicherkatalysator während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators vermieden wird. Ferner ist immer ein wirksamer Katalysator vorhanden, um NOx-Emissionen im Abgas einzuspeichern und/oder zu konvertieren, sodass die Endrohremissionen gesenkt werden. The object is achieved by an inventive device for the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine. The device has an exhaust gas duct, a three-way catalytic converter arranged in the exhaust gas duct, a first NOx storage catalytic converter and a second NOx catalytic converter arranged downstream of the first NOx storage catalytic converter in the flow direction of an exhaust gas through the exhaust duct and downstream of the three-way catalytic converter , Furthermore, the device has a bypass channel which forms a bypass for the second NOx storage catalytic converter, thus bypasses it, and a switching element which allows a switching of the exhaust gas flow between a main arm of the exhaust gas channel and the bypass channel. By such a device, the exhaust gas can be passed in the regeneration of the first NOx storage catalyst past the second NOx storage catalyst through the exhaust passage, so that a NOx desorption on the second NOx storage catalyst during the regeneration of the first NOx storage catalyst is avoided. Furthermore, there is always an effective catalyst available to store and / or increase NOx emissions in the exhaust gas convert so that the tailpipe emissions are lowered.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Bypasskanal ein weiterer Katalysator vorgesehen ist. Während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators wird die Brennkraftmaschine mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben, wobei sich stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators ein stöchiometrisches Abgas einstellt. Dieses Abgas kann durch einen weiteren Katalysator, welcher in dem Bypasskanal angeordnet ist, gereinigt werden, wobei der weitere Katalysator beispielsweise ein Oxidationskatalysator oder ein Drei-Wege-Katalysator ist. Ein Oxidationskatalysator kann beispielweise nach einem Fettdurchbruch des ersten NOx-Speicherkatalysators noch im Abgas vorhandene unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC-Emissionen) und/oder Kohlenstoffmonoxid (CO) weiter in unschädliches CO2 und Wasser oxidieren. According to an advantageous embodiment it is provided that in the bypass channel, a further catalyst is provided. During the regeneration of the first NOx storage catalytic converter, the internal combustion engine is operated with a substoichiometric combustion air ratio, wherein a stoichiometric exhaust gas adjusts downstream of the first NOx catalytic converter. This exhaust gas can be purified by a further catalyst, which is arranged in the bypass channel, wherein the further catalyst is, for example, an oxidation catalyst or a three-way catalyst. An oxidation catalytic converter can, for example, oxidize unburned hydrocarbons (HC emissions) and / or carbon monoxide (CO) still present in the exhaust gas further into harmless CO 2 and water after the first NO x storage catalytic converter has broken through the grease.

Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung eines Drei-Wege-Katalysators als weiteren Katalysator, wodurch sowohl eine Oxidation der genannten Abgaskomponenten, als auch eine Reduktion von noch im Abgas vorhandenen Stickstoffoxiden (NOx) möglich ist. Somit ist eine besonders effiziente Abgasreinigung möglich. Particularly preferred is the use of a three-way catalyst as a further catalyst, whereby both an oxidation of said exhaust gas components, as well as a reduction of nitrogen oxides still present in the exhaust gas (NOx) is possible. Thus, a particularly efficient emission control is possible.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Schaltelement als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Dabei ist das Schaltelement vorzugsweise als Klappenventil ausgebildet, wobei die Klappe je nach Schaltstellung entweder den Hauptarm des Abgaskanals freigibt und den Bypasskanal verschließt, oder den Bypasskanal freigibt und den Hauptarm verschließt. Somit ist sichergestellt, dass der Abgasstrom der Brennkraftmaschine jeweils durch den entsprechenden Teilarm des Abgaskanals geleitet werden kann und es nicht zu Sekundärströmungen durch den jeweils anderen Teilarm des Abgaskanals kommt, welche zu einer erhöhten Endrohremission führen können. According to an advantageous embodiment, it is provided that the switching element is designed as a 3/2-way valve. In this case, the switching element is preferably designed as a flap valve, the flap depending on the switching position either releases the main arm of the exhaust passage and closes the bypass channel, or releases the bypass channel and closes the main arm. Thus, it is ensured that the exhaust gas flow of the internal combustion engine can be passed through the respective partial arm of the exhaust duct and it does not come to secondary flows through the respective other arm of the exhaust duct, which can lead to increased tailpipe emissions.

Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Schaltelement zwei separate Stellelemente aufweist, wobei ein erstes Stellelement eingerichtet ist, um den Hauptarm des Abgaskanals zu verschließen und ein zweites Stellelement eingerichtet ist, um den Bypasskanal des Abgaskanals zu verschließen. Dadurch kann der Abgasstrom zielgerichtet durch den jeweiligen Teilarm des Abgaskanals geleitet werden, während der jeweils andere Teilarm durch das entsprechende Stellelement verschlossen ist. Alternatively, it is advantageously provided that the switching element has two separate adjusting elements, wherein a first adjusting element is arranged to close the main arm of the exhaust duct and a second adjusting element is arranged to close the bypass duct of the exhaust duct. As a result, the exhaust gas flow can be directed through the respective partial arm of the exhaust gas duct, while the respective other subarm is closed by the corresponding control element.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Bypasskanal stromab des zweiten NOx-Speicherkatalysators an einer Einmündung in den Hauptarm des Abgaskanals mündet. Dadurch können die beiden Teilarme wieder zusammengeführt werden und weitere, im Abgaskanal vorgesehene Abgasnachbehandlungsvorrichtungen müssen nur einfach ausgeführt werden. So ist insbesondere mit Vorteil vorgesehen, dass stromab der Einmündung ein Partikelfilter im Abgaskanal angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Partikelfilter Rußpartikel aus dem Abgasstrom herausfiltern, unabhängig davon, ob der Abgasstrom des Verbrennungsmotors über den Hauptarm des Abgaskanals oder über den Bypasskanal des Abgaskanals geleitet wurde. According to a further advantageous development, it is provided that the bypass duct opens downstream of the second NOx storage catalytic converter at an opening into the main arm of the exhaust gas duct. As a result, the two sub-arms can be brought together again and further, provided in the exhaust duct exhaust aftertreatment devices need only be performed easily. For example, it is advantageously provided that a particle filter is arranged in the exhaust gas duct downstream of the junction. In this way, the particulate filter can filter out soot particles from the exhaust gas flow, regardless of whether the exhaust gas stream of the internal combustion engine was passed through the main arm of the exhaust duct or via the bypass duct of the exhaust duct.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer in den vorherigen Abschnitten beschriebenen Vorrichtung durchgeführt und umfasst folgende Schritte:

  • – Betreiben der Brennkraftmaschine mit einem überstöchiometrischen, mageren Verbrennungsluftverhältnis λE > 1, wobei das Schaltelement so geschaltet wird, dass der Hauptarm des Abgaskanals von dem Abgas der Brennkraftmaschine durchströmt wird,
  • – Beladen des ersten NOx-Speicherkatalysators sowie des zweiten NOx-Speicherkatalysators mit Stickstoffoxiden,
  • – Umschalten der Brennkraftmaschine auf ein unterstöchiometrisches, fettes Verbrennungsluftgemisch λE < 1 und Umschalten des Schaltelements, sodass der Bypasskanal von dem Abgas der Brennkraftmaschine durchströmt wird,
  • – Regenerieren des ersten NOx-Speicherkatalysators mittels des unterstöchiometrischen, fetten Verbrennungsluftverhältnisses,
  • – Umschalten des Schaltelements, sodass der Hauptarm des Abgaskanals von dem Abgas der Brennkraftmaschine durchströmt wird, und Regenerieren des zweiten NOx-Speicherkatalysators.
The method according to the invention is carried out with a device described in the previous sections and comprises the following steps:
  • - Operating the internal combustion engine with a lean of stoichiometric, lean combustion air ratio λ E > 1, wherein the switching element is switched so that the Main arm of the exhaust passage is flowed through by the exhaust gas of the internal combustion engine,
  • Loading the first NOx storage catalytic converter and the second NOx storage catalytic converter with nitrogen oxides,
  • - Switching the engine to a stoichiometric, rich combustion air mixture λ E <1 and switching the switching element, so that the Bypass channel is flowed through by the exhaust gas of the internal combustion engine,
  • Regenerating the first NOx storage catalyst by means of the substoichiometric, rich combustion air ratio,
  • - Switching of the switching element, so that the main arm of the exhaust passage is flowed through by the exhaust gas of the internal combustion engine, and regenerating the second NOx storage catalytic converter.

Durch das beschriebene Verfahren stellt sich während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators ein stöchiometrisches Abgas stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators ein, welches zur Reinigung über den Bypasskanal geleitet wird und dort durch einen zusätzlichen Katalysator gereinigt werden kann. Der zweite NOx-Speicherkatalysator wird während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators nicht vom Abgasstrom der Brennkraftmaschine durchströmt, sodass es zu keiner Desorption von NOx auf dem zweiten NOx-Speicherkatalysator kommt. Nach vollständiger Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators wird das Schaltelement umgestellt und der Hauptarm des Abgaskanals durchströmt, wobei die Brennkraftmaschine weiterhin mit einem unterstöchiometrischen, fetten Gemisch betrieben wird. Dieses unterströchiometrische Gemisch führt zu einem unterstöchiometrischen, fetten Abgas, welches den ersten NOx-Speicherkatalysator durchströmt und als unterstöchiometrisches, fettes Abgas dann zur Regeneration des zweiten NOx-Speicherkatalysators zur Verfügung steht. Somit wird ein NOx-Schlupf während der Regeneration der beiden NOx-Speicherkatalysatoren vermieden und die Endrohremissionen gesenkt. As a result of the described method, during the regeneration of the first NOx storage catalytic converter, a stoichiometric exhaust gas flows downstream of the first NOx storage catalytic converter, which is passed over the bypass channel for purification and can be cleaned there by an additional catalytic converter. The second NOx storage catalytic converter is not flowed through during the regeneration of the first NOx storage catalytic converter from the exhaust gas flow of the internal combustion engine, so that there is no desorption of NOx on the second NOx storage catalytic converter. After complete regeneration of the first NOx storage catalytic converter, the switching element is changed over and flows through the main arm of the exhaust passage, wherein the internal combustion engine is further operated with a stoichiometric, rich mixture. This under-stoichiometric mixture leads to a substoichiometric, rich exhaust gas, which flows through the first NOx storage catalyst and then as a stoichiometric, rich exhaust gas to Regeneration of the second NOx storage catalyst is available. Thus, a NOx-slip during the regeneration of the two NOx storage catalytic converters is avoided and the tailpipe emissions are lowered.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor während der Regeneration der NOx-Speicherkatalysatoren mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis λE von 0,9 bis 0,95, vorzugsweise λE = 0,92, betrieben wird. Ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis ist zum Abbau der Nitrate auf dem NOx-Speicherkatalysator notwendig. Bei diesem Verbrennungsluftverhältnis kann das Entstehen von größeren Mengen an Ruß verhindert werden, was zu einer starken Beladung eines Partikelfilters oder entsprechenden Endrohremissionen führen würde. In a further preferred embodiment of the method, it is provided that the internal combustion engine is operated during the regeneration of the NOx storage catalytic converter with a substoichiometric combustion air ratio λ E of 0.9 to 0.95, preferably λ E = 0.92. A substoichiometric combustion air ratio is necessary to reduce the nitrates on the NOx storage catalyst. At this combustion air ratio, the generation of larger amounts of soot can be prevented, which would lead to a heavy loading of a particulate filter or corresponding tailpipe emissions.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, 1 an inventive device for exhaust aftertreatment,

2 den Abgasstrom durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung während der Beladung der NOx-Speicherkatalysatoren und während der Regeneration des zweiten NOx-Speicherkatalysators, 2 the exhaust gas flow through an inventive device for exhaust aftertreatment during the loading of the NOx storage catalytic converters and during the regeneration of the second NOx storage catalytic converter,

3 den Abgasstrom durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysatoren, 3 the exhaust gas flow through an inventive device for exhaust aftertreatment during the regeneration of the first NOx storage catalytic converter,

4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßes Verfahrens zur Regeneration der beiden NOx-Speicherkatalysatoren, 4 a flow diagram of an inventive method for the regeneration of the two NOx storage catalytic converters,

5 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, 5 a further device according to the invention for exhaust aftertreatment,

6 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung mit einem zusätzlichen Partikelfilter, 6 a further device according to the invention for exhaust aftertreatment with an additional particle filter,

7 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung mit einem zusätzlichen Partikelfilter, 7 a further device according to the invention for exhaust aftertreatment with an additional particle filter,

8 ein Diagramm zur NOx-Konzentration im Abgas, wenn entgegen der Erfindung der zweite NOx-Speicherkatalysator während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators vom Abgasstrom der Brennkraftmaschine durchströmt wird. 8th a diagram of the NOx concentration in the exhaust gas, when contrary to the invention, the second NOx storage catalyst is flowed through during the regeneration of the first NOx storage catalyst from the exhaust stream of the internal combustion engine.

1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung der Brennkraftmaschine 10, mit einem Abgaskanal 12, wobei in Strömungsrichtung des Abgases der Brennkraftmaschine 10 durch den Abgaskanal 12 ein Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 10 ist dabei bevorzugt als fremdgezündeter Verbrennungsmotor ausgebildet, welcher vorzugsweise mit einem Magerbrennverfahren betrieben wird. Dieser Verbrennungsmotor kann sowohl als aufgeladener Verbrennungsmotor als auch als Saugmotor ausgeführt sein. Der Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 umfasst einen Drei-Wege-Katalysator 14 und einen ersten NOx-Speicherkatalysator 16, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Stromab des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 verzweigt sich der Abgaskanal 12 in einen Hauptarm 22 und in einen Bypasskanal 24. An der Verzweigung ist ein Schaltelement 20 angeordnet, welches vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, mit dem sich der Abgasstrom der Brennkraftmaschine entsprechend entweder durch den Hauptarm 22 oder durch den Bypasskanal 24 des Abgaskanals 12 leiten lässt, wobei das Schaltelement 20 den jeweils anderen Teilarm 22, 24 des Abgaskanals 12 versperrt. Das Schaltelement 20 ist vorzugsweise als Klappenventil mit einer Twinflap-Klappe ausgebildet. Alternativ können auch im Hauptarm 22 und im Bypasskanal 24 jeweils ein Stellelement vorgesehen werden, mit denen der jeweilige Teilarm 22, 24 des Abgaskanals 12 verschließbar ist. In dem Hauptarm 22 des Abgaskanals 12 ist ein zweiter NOx-Speicherkatalysator 18 angeordnet. In dem Bypasskanal 24 ist ein weiterer Katalysator 26, beispielsweise ein Oxidationskatalysator oder vorzugsweise ein weiterer Drei-Wege-Katalysator 28, angeordnet. Stromab des zweiten NOx-Speicherkatalysators 18 mündet der Bypasskanal 24 an einer Einmündung 34 wieder in den Hauptarm 22 des Abgaskanals 12. Der Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 ist bevorzugt motornah angeordnet, während der zweite NOx-Speicherkatalysator 18 und der weitere Katalysator 26 bevorzugt in Unterbodenposition eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Unter einer motornahen Position wird dabei ein mittlerer Abgaslaufweg von höchstens 50 cm, insbesondere von höchstens 30 cm, nach dem Auslass der Brennkraftmaschine 10 verstanden. 1 shows an internal combustion engine 10 with an inventive device for exhaust aftertreatment of the internal combustion engine 10 , with an exhaust duct 12 , wherein in the flow direction of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 through the exhaust duct 12 a three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 is arranged. The internal combustion engine 10 is preferably designed as a spark-ignited internal combustion engine, which is preferably operated with a lean burn process. This internal combustion engine can be designed both as a supercharged combustion engine and as a naturally aspirated engine. The three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 includes a three-way catalyst 14 and a first NOx storage catalyst 16 which are arranged in a common housing. Downstream of the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 the exhaust duct branches 12 in a main arm 22 and in a bypass channel 24 , At the junction is a switching element 20 arranged, which is preferably designed as a 3/2-way valve, with which the exhaust gas flow of the internal combustion engine according to either by the main arm 22 or through the bypass channel 24 the exhaust duct 12 can be guided, wherein the switching element 20 the other part arm 22 . 24 the exhaust duct 12 blocked. The switching element 20 is preferably designed as a flap valve with a twin-flap flap. Alternatively, also in the main arm 22 and in the bypass channel 24 in each case an actuating element are provided with which the respective arm 22 . 24 the exhaust duct 12 is closable. In the main arm 22 the exhaust duct 12 is a second NOx storage catalyst 18 arranged. In the bypass channel 24 is another catalyst 26 For example, an oxidation catalyst or preferably another three-way catalyst 28 arranged. Downstream of the second NOx storage catalyst 18 opens the bypass channel 24 at a junction 34 back in the main arm 22 the exhaust duct 12 , The three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 is preferably arranged close to the engine, while the second NOx storage catalyst 18 and the further catalyst 26 are preferably arranged in the underfloor position of a motor vehicle. Under a position close to the engine, a mean exhaust flow path of at most 50 cm, in particular of at most 30 cm, after the outlet of the internal combustion engine 10 Understood.

Die im überstöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine 10 entstehenden NOx-Emissionen können nicht durch den Drei-Wege-Katalysator 14 und einen ersten NOx-Speicherkatalysator 16 beziehungsweise durch den Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 reduziert werden. Daher werden sie zunächst auf dem Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 oder dem ersten NOx-Speicherkatalysator 16 als Nitrate eingespeichert. Mit zunehmender Beladung der Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 oder des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 werden die NOx-Emissionen auch in dem zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 in Unterbodenlage des Kraftfahrzeuges eingespeichert. In dieser Betriebsphase ist das Schaltelement 20 so gestellt, dass der Abgasstrom der Brennkraftmaschine 10 durch den Hauptarm 22 des Abgaskanals 12 strömt und somit zunächst den Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 beziehungsweise den ersten NOx-Speicherkatalysator 16 und dann den zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 durchströmt. Diese Durchströmung ist in 2 dargestellt. Insgesamt steht auf dem Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32, beziehungsweise auf dem ersten NOx-Speicherkatalysator 16 sowie auf dem zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 nur eine begrenzte Speicherkapazität für NOx-Emissionen zur Verfügung. Daher müssen der Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 beziehungsweise der ersten NOx-Speicherkatalysator 16 sowie der zweite NOx-Speicherkatalysator 18 periodisch regeneriert werden. In the superstoichiometric operation of the internal combustion engine 10 NOx emissions can not be generated by the three-way catalytic converter 14 and a first NOx storage catalyst 16 or by the three-way catalyst with integrated NOx storage catalytic converter 32 be reduced. Therefore, they are initially on the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalyst 32 or the first NOx storage catalyst 16 stored as nitrates. With increasing loading of the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalyst 32 or the first NOx storage catalyst 16 The NOx emissions are also in the second NOx storage catalyst 18 stored in underfloor position of the motor vehicle. In this phase of operation is the switching element 20 placed so that the exhaust gas flow of the internal combustion engine 10 through the main arm 22 the exhaust duct 12 flows and thus initially the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 or the first NOx storage catalyst 16 and then the second NOx storage catalyst 18 flows through. This flow is in 2 shown. Overall, stands on the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalyst 32 , or on the first NOx storage catalyst 16 and on the second NOx storage catalyst 18 only a limited storage capacity for NOx emissions available. Therefore, the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 or the first NOx storage catalyst 16 and the second NOx storage catalyst 18 be regenerated periodically.

Ist die Beladungsgrenze des zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 erreicht, was beispielsweise durch einen NOx-Sensor im Abgaskanal stromab des zweiten NOx-Speicherkatalysators 18 oder durch ein in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine 10 abgelegtes Bilanzierungsmodell erfolgen kann, wird die Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16, beziehungsweise des NOx-Speicherkatalysators im Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 sowie des zweiten NOx-Speicherkatalysators 18 eingeleitet. Dazu wird die Brennkraftmaschine mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis λE von beispielsweise 0,92 betrieben und das NOx in den NOx-Speicherkatalysatoren 16, 18 wieder frei und mit einem im Abgas der Brennkraftmaschine 10 vorliegenden Reduktionsmittel, beispielsweise Kohlenmonoxid oder Wasserstoff, reduziert. Is the loading limit of the second NOx storage catalytic converter 18 achieved, for example, by a NOx sensor in the exhaust passage downstream of the second NOx storage catalyst 18 or by a in a control unit of the internal combustion engine 10 Stored balancing model can be done, the regeneration of the first NOx storage catalyst 16 , or of the NOx storage catalyst in the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 and the second NOx storage catalyst 18 initiated. For this purpose, the internal combustion engine is operated with a substoichiometric combustion air ratio λ E of, for example, 0.92 and the NOx in the NOx storage catalytic converters 16 . 18 again free and with a in the exhaust of the engine 10 present reducing agent, for example carbon monoxide or hydrogen, reduced.

Bei einer Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 wird die Brennkraftmaschine 10 mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis λE < 1 betrieben, wobei sich stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 ein stöchiometrisches Abgas einstellt. Ohne ein Umschalten des Schaltelements würde der beladene, zweite NOx-Speicherkatalysator 18 mit diesem stöchiometrischen Abgas angeströmt, wobei sich eine erhöhte NOx-Desorption zeigen würde. Ursache für diesen Sachverhalt ist, dass die im zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 eingespeicherten Nitrate bei einem stöchiometrischen Abgas bereits zersetzt werden, jedoch kein Reduktionsmittel für die freigesetzten NOx-Emissionen vorliegt. Dabei erreicht erst nach einem Fettdurchbruch des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 das unterstöchiometrische Abgas den zweiten NOx-Speicherkatalysator 18, sodass der zweite NOx-Speicherkatalysator 18 erst nach einer vollständigen Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 regeneriert werden kann. Dieses Verhalten ist in 8 dargestellt und wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren vermieden. In a regeneration of the first NOx storage catalyst 16 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 becomes the internal combustion engine 10 operated with a substoichiometric combustion air ratio λ E <1, wherein downstream of the first NOx storage catalyst 16 or the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 adjusts a stoichiometric exhaust gas. Without switching the switching element would be the loaded, second NOx storage catalyst 18 flowed with this stoichiometric exhaust gas, which would show an increased NOx desorption. The cause of this situation is that in the second NOx storage catalytic converter 18 stored nitrates are already decomposed at a stoichiometric exhaust gas, but no reducing agent for the released NOx emissions is present. It only reaches after a break in the fat of the first NOx storage catalytic converter 16 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 the substoichiometric exhaust gas is the second NOx storage catalyst 18 , so that the second NOx storage catalyst 18 only after a complete regeneration of the first NOx storage catalytic converter 16 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 can be regenerated. This behavior is in 8th represented and is avoided by the device according to the invention and the inventive method.

Um dies zu verhindern, wird mit Hilfe des Schaltelements 20 während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 nicht der Hauptarm 22 des Abgaskanals 12 durchströmt, sondern der Bypasskanal 24 mit dem darin angeordneten Drei-Wege-Katalysator 28. Somit wird der zweite NOx-Speicherkatalysator 18 während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 nicht mit stöchiometrischem Abgas durchströmt und somit eine Desorption des zweiten NOx-Speicherkatalysators 18 verhindert. Die Abgasführung während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise während der Regeneration des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 ist in 3 dargestellt. Sobald die Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators 16 beziehungsweise des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 abgeschlossen ist, kann der Bypasskanal 24 geschlossen und der Hauptarm 22 des Abgaskanals 12 geöffnet werden, sodass der zweite NOx-Speicherkatalysator 18 regeneriert werden kann. Das Verfahren zur Regeneration ist im Diagramm in 4 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 beziehungsweise der erste NOx-Speicherkatalysator 16 mit unterstöchiometrischem Abgas durchströmt und das unterstöchiometrische Abgas erreicht den zweiten NOx-Speicherkatalysator 18. Auf diese Weise können beide NOx-Speicherkatalysatoren 16, 18 beziehungsweise der Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 und der zweite NOx-Speicherkatalysator 18 nacheinander regeneriert werden, ohne dass es zu einem erhöhten NOx-Schlupf während der Regeneration kommt. Die Abgasführung während der Regeneration des zweiten NOx-Speicherkatalysators 18 ist in 2 dargestellt. To prevent this, is with the help of the switching element 20 during the regeneration of the first NOx storage catalyst 16 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 not the main arm 22 the exhaust duct 12 flows through, but the bypass channel 24 with the three-way catalyst disposed therein 28 , Thus, the second NOx storage catalyst 18 during the regeneration of the first NOx storage catalyst 16 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 does not flow through with stoichiometric exhaust gas and thus a desorption of the second NOx storage catalyst 18 prevented. The exhaust system during the regeneration of the first NOx storage catalyst 16 or during the regeneration of the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 is in 3 shown. Once the regeneration of the first NOx storage catalyst 16 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 is completed, the bypass channel 24 closed and the main arm 22 the exhaust duct 12 be opened so that the second NOx storage catalyst 18 can be regenerated. The regeneration procedure is shown in the diagram in 4 shown. At this time, the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalyst 32 or the first NOx storage catalyst 16 flows through with substoichiometric exhaust gas and the substoichiometric exhaust gas reaches the second NOx storage catalyst 18 , In this way, both NOx storage catalytic converters 16 . 18 or the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 and the second NOx storage catalyst 18 be regenerated sequentially without causing increased NOx slippage during the regeneration is coming. The exhaust system during the regeneration of the second NOx storage catalyst 18 is in 2 shown.

Dabei wird die Dauer der Regeneration so gewählt, dass die im ersten NOx-Speicherkatalysator 16 oder die im Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 sowie die im zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 eingespeicherten Nitrate vollständig abgebaut werden und die NOx-Speicherkatalysatoren 16, 18 als regeneriert angesehen werden. Dieser Zustand kann beispielsweise mittels einer stromab des zweiten NOx-Speicherkatalysators 18 angeordneten Lambda-Sonde detektiert werden. Sobald keine zu reduzierenden Nitrate mehr im zweiten NOx-Speicherkatalysator 18 vorhanden sind, zeigt die Lambdasonde eine unterstöchiometrische Abgaszusammensetzung an. Alternativ kann die Regeneration der NOx-Speicherkatalysatoren 16, 18 auch aufgrund des im Steuergerät der Brennkraftmaschine 10 gespeicherten Bilanzierungsmodells abgebrochen werden. The duration of the regeneration is chosen so that the first NOx storage catalyst 16 or in the three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter 32 as well as in the second NOx storage catalyst 18 stored nitrates are completely degraded and the NOx storage catalysts 16 . 18 be considered regenerated. This state can, for example, by means of a downstream of the second NOx storage catalyst 18 arranged lambda probe can be detected. As soon as there are no more nitrates to be reduced in the second NOx storage catalytic converter 18 are present, the lambda probe indicates a stoichiometric exhaust gas composition. Alternatively, the regeneration of the NOx storage catalysts 16 . 18 also because of the control unit of the internal combustion engine 10 stored accounting model are aborted.

In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in 1 sind anstelle eines Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator 32 jeweils ein separater Drei-Wege-Katalysator 14 sowie ein erster NOx-Speicherkatalysator 16 stromauf der Verzweigung des Abgaskanals 12 in Hauptarm 22 und Bypasskanal 24 vorgesehen. In the 5 is a further embodiment of an exhaust aftertreatment device according to the invention shown. For the most part the same structure as in 1 are instead of a three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst 32 each a separate three-way catalyst 14 and a first NOx storage catalyst 16 upstream of the branch of the exhaust duct 12 in the main arm 22 and bypass channel 24 intended.

In den 6 und 7 sind weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in 1 oder 5 ist jeweils zusätzlich stromab der Einmündung 34 ein Partikelfilter 30 vorgesehen, mit dem zusätzlich Rußpartikel aus dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine 10 entfernt werden können. Der Partikelfilter 30 kann zusätzlich eine Beschichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickstoffoxiden (SCR-Beschichtung) aufweisen. Dies erhöht nochmals die Effizienz der Abgasreinigung, führt jedoch zu einem erhöhten Abgasgegendruck und somit zu einem erhöhten Verbrauch. In the 6 and 7 Further embodiments of a device according to the invention for exhaust gas aftertreatment are shown. For the most part the same structure as in 1 or 5 is in each case additionally downstream of the junction 34 a particle filter 30 provided with the additional soot particles from the exhaust stream of the internal combustion engine 10 can be removed. The particle filter 30 may additionally have a coating for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (SCR coating). This again increases the efficiency of the exhaust gas purification, but leads to an increased exhaust gas back pressure and thus to an increased consumption.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Brennkraftmaschine Internal combustion engine
12 12
Abgaskanal exhaust duct
14 14
Drei-Wege-Katalysator Three-way catalytic converter
16 16
erster NOx-Speicherkatalysator first NOx storage catalyst
18 18
zweiter NOx-Speicherkatalysator second NOx storage catalyst
20 20
Schaltelement switching element
22 22
Hauptarm (des Abgaskanals) Main arm (of the exhaust duct)
24 24
Bypasskanal bypass channel
26 26
weiterer Katalysator further catalyst
28 28
Drei-Wege-Katalysator Three-way catalytic converter
30 30
Partikelfilter particulate Filter
32 32
Drei-Wege-Katalysator mit integriertem NOx-Speicherkatalysator Three-way catalytic converter with integrated NOx storage catalytic converter
34 34
Einmündung junction
λE λ E
Verbrennungsluftverhältnis Combustion air ratio
λnachTWNSC λ to TWNSC
Verbrennungsluftverhältnis stromab des Drei-Wege-Katalysators mit integriertem NOx-Speicherkatalysator oder stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators Combustion air ratio downstream of the three-way catalyst with integrated NOx storage catalyst or downstream of the first NOx storage catalyst
λvorNSC λ before NSC
Verbrennungsluftverhältnis stromauf des zweiten NOx-Speicherkatalysators  Combustion air ratio upstream of the second NOx storage catalyst
λnachNSC λ to NSC
Verbrennungsluftverhältnis stromab des zweiten NOx-Speicherkatalysators  Combustion air ratio downstream of the second NOx storage catalyst

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010014468 A1 [0003] DE 102010014468 A1 [0003]
  • WO 2013/079117 [0004, 0004] WO 2013/079117 [0004, 0004]

Claims (10)

Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine (10), mit einem Abgaskanal (12), mit einem im Abgaskanal (12) angeordneten Drei-Wege-Katalysator (14), mit einem ersten NOx-Speicherkatalysator (16) sowie mit einem in Strömungsrichtung eines Abgases durch den Abgaskanal (12) stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators (16) und stromab des Drei-Wege-Katalysators (14) angeordneten zweiten NOx-Speicherkatalysator (18), mit einem Bypasskanal (24), der einen Bypass für den zweiten NOx-Speicherkatalysator (18) ausbildet, sowie mit einem Schaltelement (20), welches ein Umschalten des Abgasstroms zwischen einem den NOx-Speicherkatalysator (18) aufweisenden Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) und den Bypasskanal (24) ermöglicht. Device for the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine ( 10 ), with an exhaust duct ( 12 ), with one in the exhaust channel ( 12 ) arranged three-way catalyst ( 14 ), with a first NOx storage catalyst ( 16 ) and with an in the flow direction of an exhaust gas through the exhaust passage ( 12 ) downstream of the first NOx storage catalyst ( 16 ) and downstream of the three-way catalyst ( 14 ) arranged second NOx storage catalyst ( 18 ), with a bypass channel ( 24 ), which bypasses the second NOx storage catalyst ( 18 ) as well as with a switching element ( 20 ), which is a switching of the exhaust gas flow between a NOx storage catalytic converter ( 18 ) having main arm ( 22 ) of the exhaust duct ( 12 ) and the bypass channel ( 24 ). Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypasskanal (24) ein weitere Katalysator (26) vorgesehen ist. Device for exhaust gas aftertreatment according to claim 1, characterized in that in the bypass channel ( 24 ) another catalyst ( 26 ) is provided. Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Katalysator (26) ein Drei-Wege-Katalysator (28) ist. Aftertreatment device according to claim 2, characterized in that the further catalyst ( 26 ) a three-way catalyst ( 28 ). Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (20) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Device for exhaust gas aftertreatment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching element ( 20 ) is designed as a 3/2-way valve. Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (20) zwei separate Stellelemente aufweist, wobei ein erstes Stellelement eingerichtet ist, um den Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) zu verschließen und ein zweites Stellelement dazu eingerichtet ist, den Bypasskanal (24) zu verschließen. Device for exhaust gas aftertreatment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching element ( 20 ) has two separate control elements, wherein a first control element is arranged to the main arm ( 22 ) of the exhaust duct ( 12 ) and a second actuator is adapted to the bypass channel ( 24 ) to close. Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (24) stromab des zweiten NOx-Speicherkatalysators (18) an einer Einmündung (34) in den Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) mündet. Device for exhaust gas aftertreatment according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bypass channel ( 24 ) downstream of the second NOx storage catalyst ( 18 ) at a junction ( 34 ) in the main arm ( 22 ) of the exhaust duct ( 12 ) opens. Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Einmündung (34) ein Partikelfilter (30) im Abgaskanal angeordnet ist. Aftertreatment device according to claim 6, characterized in that downstream of the junction ( 34 ) a particle filter ( 30 ) is arranged in the exhaust passage. Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine (10) mit einem Abgaskanal (12), mit einem im Abgaskanal (12) angeordneten Drei-Wege-Katalysator (14), mit einem ersten NOx-Speicherkatalysator (16) sowie mit einem in Strömungsrichtung eines Abgases durch den Abgaskanal (12) stromab des ersten NOx-Speicherkatalysators (16) und stromab des Drei-Wege-Katalysators (14) angeordneten zweiten NOx-Speicherkatalysator (18), mit einem Bypasskanal (24), der einen Bypass für den zweiten NOx-Speicherkatalysator (18) ausbildet, sowie mit einem Schaltelement (20), welches ein Umschalten des Abgasstroms zwischen einem den Speicherkatalysator (18) aufweisenden Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) und den Bypasskanal (24) ermöglicht, umfassend folgende Schritte: – Betreiben der Brennkraftmaschine (10) mit einem überstöchiometrischen, mageren Verbrennungsluftverhältnis λE > 1, wobei das Schaltelement (20) so geschaltet wird, dass der Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) von dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) durchströmt wird, – Beladen des ersten NOx-Speicherkatalysators (16) sowie des zweiten NOx-Speicherkatalysators (18) mit Stickstoffoxiden, – Umschalten der Brennkraftmaschine (10) auf ein unterstöchiometrisches, fettes Verbrennungsluftgemisch λE < 1 und Umschalten des Schaltelements (20), sodass der Bypasskanal (24) von dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) durchströmt wird, – Regenerieren des ersten NOx-Speicherkatalysators (16) mittels des unterstöchiometrischen, fetten Verbrennungsluftverhältnisses, – Umschalten des Schaltelements (20), sodass der Hauptarm (22) des Abgaskanals (12) von dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) durchströmt wird, und Regenerieren des zweiten NOx-Speicherkatalysators (18). Process for the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine ( 10 ) with an exhaust duct ( 12 ), with one in the exhaust channel ( 12 ) arranged three-way catalyst ( 14 ), with a first NOx storage catalyst ( 16 ) and with an in the flow direction of an exhaust gas through the exhaust passage ( 12 ) downstream of the first NOx storage catalyst ( 16 ) and downstream of the three-way catalyst ( 14 ) arranged second NOx storage catalyst ( 18 ), with a bypass channel ( 24 ), which bypasses the second NOx storage catalyst ( 18 ) as well as with a switching element ( 20 ), which is a switching of the exhaust gas flow between a storage catalytic converter ( 18 ) having main arm ( 22 ) of the exhaust duct ( 12 ) and the bypass channel ( 24 ), comprising the following steps: - operating the internal combustion engine ( 10 ) with a lean of stoichiometric, lean combustion air ratio λ E > 1, wherein the switching element ( 20 ) is switched, that the main arm ( 22 ) of the exhaust duct ( 12 ) of the exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ), - Loading the first NOx storage catalyst ( 16 ) as well as the second NOx storage catalyst ( 18 ) with nitrogen oxides, - switching the internal combustion engine ( 10 ) to a substoichiometric, rich combustion air mixture λ E <1 and switching the switching element ( 20 ), so that the bypass channel ( 24 ) of the exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ), - regeneration of the first NOx storage catalyst ( 16 ) by means of the substoichiometric, rich combustion air ratio, - switching the switching element ( 20 ), so that the main arm ( 22 ) of the exhaust duct ( 12 ) of the exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ) and regeneration of the second NOx storage catalyst ( 18 ). Verfahren zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas der Brennkraftmaschine (10) während der Regeneration des ersten NOx-Speicherkatalysators (16) durch einen Drei-Wege-Katalysator (18) im Bypasskanal (24) geleitet wird. A method for exhaust aftertreatment according to claim 8, characterized in that the exhaust gas of the internal combustion engine ( 10 ) during regeneration of the first NOx storage catalyst ( 16 ) by a three-way catalyst ( 18 ) in the bypass channel ( 24 ). Verfahren zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) im unterstöchiometrischen Betrieb mit einem Verbrennungsluftverhältnis λE von 0,9–0,95 betrieben wird. A method for exhaust aftertreatment according to claim 8 or claim 9, characterized in that the internal combustion engine ( 10 ) is operated in substoichiometric operation with a combustion air ratio λ E of 0.9 to 0.95.
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