DE102016200207A1 - Emission control system for internal combustion engines - Google Patents

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Abstract

Aufgabe: Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Abgasreinigungssystem für Brennkraftmaschinen, umfassend mindestens zwei Katalysatoren mit der Aufgabe NOx im Abgas zu reduzieren, bereitzustellen, worin zugleich der Mehrverbrauch gedrosselt, und die Gesamt-NOx-Reduktionsrate erhöht wird. Mittel zum Lösen der Aufgabe: Die vorliegende Erfindung bedient sich des Mittels zum Lösen der Aufgabe, im vorgenannten Abgasreinigungssystem die folgenden Elemente anzuordnen: einen Katalysator, der in oxidierender Atmosphäre NOx auffängt und in reduzierender Atmosphäre reduziert; einen SCR-Katalysator, der NH3 mit NOx reagieren lässt und so NOx reduziert; und eine FI-ECU, die, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, für die Reduktion von im LNT-Katalysator angehäuftem NOx, einen DeNOx-Betrieb durchführt, und den LNT-Katalysator in reduzierende Atmosphäre überführt. Übersteigt dabei die Temperatur des SCR-Katalysators Scr_tmp die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP, die im Temperaturbereich geregelt ist, worin NOx mittels des SCR-Katalysators reduzierbar ist, untersagt die FI-ECU die Durchführung des DeNOx-Betriebs (Reduktion des LNT-Katalysators).OBJECT: The object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system for internal combustion engines, comprising at least two catalysts with the task of reducing NOx in the exhaust gas, wherein at the same time the excess consumption is throttled and the overall NOx reduction rate is increased. Means for Solving the Problem: The present invention uses the means for solving the problem to arrange the following elements in the aforementioned exhaust gas purification system: a catalyst which traps NOx in an oxidizing atmosphere and reduces it in a reducing atmosphere; an SCR catalyst that allows NH3 to react with NOx to reduce NOx; and an FI-ECU which, when certain conditions are met, for reducing NOx accumulated in the LNT catalyst, performs DeNOx operation, and converts the LNT catalyst into reducing atmosphere. If the temperature of the SCR catalyst Scr_tmp exceeds the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP, which is regulated in the temperature range in which NOx can be reduced by means of the SCR catalyst, the FI-ECU prohibits the execution of the DeNOx operation (reduction of the LNT catalyst).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungssystem für Brennkraftmaschinen. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein Abgasreinigungssystem für Brennkraftmaschinen, ausgestattet mit mehreren Katalysatoren mit NOx-Reduktionsfunktion.The present invention relates to an exhaust gas purification system for internal combustion engines. In particular, the present invention relates to an exhaust gas purification system for internal combustion engines, equipped with a plurality of catalysts with NOx reduction function.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

Abgaskanäle für Brennkraftmaschinen verfügen in der Regel über Katalysatoren, mit denen sich NOx im Abgas reduzieren lässt. Weit verbreitete Katalysatoren sind Drei-Wege-Katalysatoren, Lean-NOx-Katalysatoren [im Folgenden „LNT-Katalysatoren”] und selektive Reduktionskatalysatoren [im Folgenden „SCR-Katalysatoren”]. Drei-Wege-Katalysatoren reduzieren NOx im Abgas mittels eines Reduktionsmittels in Form von HC und CO. LNT-Katalysatoren fangen NOx in oxidierender Atmosphäre auf und reduzieren es in reduzierender Atmosphäre. SCR-Katalysatoren entfernen NOx mittels eines Reduktionsmittels in Form von bspw. NH3. Die vorgenannten Katalysatoren kommen ihrer Aufgabe nach, wenn unterschiedliche Voraussetzungen erfüllt sind. Sie werden somit häufig kombiniert, und erzielen unter sämtlichen Betriebskonditionen hohe NOx-Reduktionsraten.Exhaust ports for internal combustion engines usually have catalysts that can reduce NOx in the exhaust gas. Widely used catalysts are three-way catalysts, lean NOx catalysts [hereinafter "LNT catalysts"] and selective reduction catalysts [hereinafter "SCR catalysts"]. Three-way catalysts reduce NOx in the exhaust gas by means of a reducing agent in the form of HC and CO. LNT catalysts capture NOx in an oxidizing atmosphere and reduce it in a reducing atmosphere. SCR catalysts remove NOx by means of a reducing agent in the form of, for example, NH 3 . The aforementioned catalysts are their task, if different conditions are met. They are thus often combined, and achieve high NOx reduction rates under all operating conditions.

Patentschrift 1 beschreibt ein Abgasreinigungssystem, das eine Kombination aus LNT- und SCR-Katalysator darstellt. In dem System sind der LNT- und der SCR-Katalysator an unterschiedlichen Abgaskanälen angeordnet. Je nach der Motorbelastung, kann so zwischen dem Abgaskanal des LNT-Katalysators und dem Abgaskanal des SCR-Katalysators hin und her gewechselt werden kann.Patent Document 1 describes an exhaust gas purification system which is a combination of LNT and SCR catalyst. In the system, the LNT and SCR catalytic converters are arranged on different exhaust ducts. Depending on the engine load, it is possible to switch back and forth between the exhaust port of the LNT catalytic converter and the exhaust port of the SCR catalytic converter.

Patentschrift 2 beschreibt ein Abgasreinigungssystem, in dem der LNT-Katalysator auf der stromaufwärtigen Seite des SCR-Katalysators angeordnet ist. In dem System wird die Abnahme der Reduktionsrate des SCR-Katalysators mittels der Reduktionsrate des LNT-Katalysators kompensiert, indem, proportional zur Abnahme, in kürzeren Zeitabständen eine reduzierende Atmosphäre erzeugt wird.Patent Document 2 describes an exhaust gas purification system in which the LNT catalyst is disposed on the upstream side of the SCR catalyst. In the system, the decrease in the reduction rate of the SCR catalyst is compensated for by the reduction rate of the LNT catalyst by generating a reducing atmosphere in proportion to the decrease at shorter time intervals.

Patentschrift 3 beschreibt ein Abgasreinigungssystem, in dem von der stromaufwärtigen Seite des LNT- und SCR-Katalysators, wenn das Abgas ein reiches Luftverhältnis hat, ein Urea/Wasser-Gemisch gesprüht wird. Das gesprühte Urea/Wasser-Gemisch reagiert bevorzugt mit Sauerstoff im Abgas, was verhindert, dass das Urea/Wasser-Gemisch aufgebraucht ist, noch bevor NH3, das die NOx-Reduktion-fördert, entstehen kann.Patent Document 3 describes an exhaust gas purification system in which a urea / water mixture is sprayed from the upstream side of the LNT and SCR catalyst when the exhaust gas has a rich air ratio. The sprayed urea / water mixture preferably reacts with oxygen in the exhaust gas, which prevents the urea / water mixture from being used up before NH 3 , which promotes NOx reduction, can form.

Dokumente des Stands der TechnikDocuments of the prior art

Patentschriftenpatents

  • Patentschrift 1: JP Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-265828 Patent document 1: JP Patent Publication No. 2000-265828
  • Patentschrift 2: JP Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-116784 Patent document 2: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-116784
  • Patentschrift 3: JP Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-85178 Patent 3: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2009-85178

Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention

Aufgabe der vorliegenden ErfindungObject of the present invention

Problematisch in den vorgenannten LNT- und SCR-Katalysator-bestückten Abgasreinigungssystemen ist indes, dass neben der regulären Treibstoffeinspritzung zum Abtrieb des Fahrzeugs, eine zusätzlichen Treibstoffeinspritzung, die dazu dient, dass die Katalysatoren ihrer Aufgabe, NOx zu reduzieren, gerecht werden, erforderlich ist. So wird in LNT-Katalysatoren durch die zusätzliche Treibstoffeinspritzung das Abgas in reduzierende Atmosphäre übergeführt, damit angehäuftes NOx anschließend reduzierbar ist. In SCR-Katalysatoren wird der SCR-Katalysator durch die zusätzliche Treibstoffeinspritzung auf eine zur NOx-Reduktion geeignete Temperatur erhitzt. Durch die zusätzliche Treibstoffeinspritzung wird zugegeben ein erhöhter Reinigungseffekt das Abgases erzielt, doch verschlechtert sich die Treibstoffbilanz am gesamten Fahrzeug entsprechend.However, a problem in the aforementioned LNT and SCR catalytic converter exhaust gas purification systems is that in addition to the regular fuel injection to the output of the vehicle, an additional fuel injection, which serves to meet the catalysts of their task to reduce NOx, is required. Thus, in LNT catalysts, the additional fuel injection converts the exhaust gas into a reducing atmosphere so that accumulated NOx can subsequently be reduced. In SCR catalysts, the SCR catalyst is heated by the additional fuel injection to a temperature suitable for NOx reduction. Due to the additional fuel injection, an increased cleaning effect of the exhaust gas is achieved, but the fuel balance on the entire vehicle deteriorates accordingly.

Die Verschlechterung der Treibstoffbilanz am gesamten Fahrzeug wegen der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung zur Reinigung des Abgases wird als ”Mehrverbrauch” bezeichnet. Der Mehrverbrauch ist das Verhältnis zwischen einem Richtwer (z. B. die am gesamten Fahrzeug verbrauchte Kraftstoffmenge) und dem durch die zusätzliche Treibstoffeinspritzung bedingten Verbrauch.The deterioration of the fuel balance on the entire vehicle due to the additional fuel injection to purify the exhaust gas is referred to as "over-consumption". The extra consumption is that Relationship between a level of judgment (eg the amount of fuel consumed on the whole vehicle) and the consumption due to the additional fuel injection.

Die vorgenannten Abgasreinigungssysteme mit mehreren Katalysatoren mögen den Vorteil mit sich bringen, unter sämtlichen Betriebskonditionen hervorragende NOx-Reduktionsraten zu erzielen, da sie ihrer Aufgabe unter unterschiedlichen Voraussetzungen erfüllen. Dennoch droht durch die starke Fokussierung auf die Katalysatoren ein gesteigerter Mehrverbrauch. Indes gelten Ansätze zur Optimierung des Verhältnisses der NOx-Reduktionsrate zum Treibstoffverbrauch bislang als lediglich genügend erforscht. The above-mentioned multi-catalyst exhaust gas purification systems may bring the advantage of achieving excellent NOx reduction rates under all operating conditions because they perform their task under different conditions. Nevertheless, the strong focus on the catalysts threatens increased consumption. However, approaches to optimize the ratio of NOx reduction rate to fuel consumption have been heretofore researched as sufficiently limited.

Die vorliegende Erfindung macht es sich deshalb zur Aufgabe, ein Abgasreinigungssystem für Brennkraftmaschinen, ausgestattet mit mindestens zwei unterschiedlichen Katalysatoren mittels derer sich NOx reduzieren lässt, bereitzustellen, wobei sich der Mehrverbrauch eindämmen und gleichzeitig die Gesamt-NOx-Reduktionsrate steigern lässt. Mittel zum Lösen der Aufgabe

  • (1) Ein Abgasreinigungssystem (beispielsweise das im Folgenden beschriebene Abgasreinigungssystem 2) für eine Brennkraftmaschine (beispielsweise der im Folgenden beschriebene Motor 1), angeordnet in einem Abgaskanal (beispielsweise der im Folgenden beschriebene Abgaskanal 11) der Brennkraftmaschine, wobei das Abgasreinigungssystem die folgenden Elemente umfasst: einen LNT-Katalysator (beispielsweise der im Folgenden beschriebene stromaufwärtige Katalysatorwandler 31), womit NOx in oxidierender Atmosphäre angehäuft und in reduzierender Atmosphäre reduziert wird; eine Reduktionsvorrichtung für den LNT-Katalysator (beispielsweise die im Folgenden beschriebene FI-ECU 71), mittels derer, je nach dem Betriebszustand, eine zusätzliche Treibstoffeinspritzung vorgenommen, und der LNT-Katalysator zur reduzierenden Atmosphäre übergeführt wird; einen im Abgaskanal angeordneten SCR-Katalysator (beispielsweise der im Folgenden beschriebene stromabwärtige Katalysatorwandler 33) mit dem NOx dadurch reduziert wird, dass ein Reduktionsmittel mit NOx zur Reaktion gebracht wird; eine Zuführvorrichtung (beispielsweise die im Folgenden beschriebene Urea/Wasser-Zuführvorrichtung 4), mittel derer ein Reduktionsmittel oder dessen Vorläufer dem SCR-Katalysator zugeführt wird; und Temperaturerfassungselemente (beispielsweise die im Folgenden beschriebenen stromaufwärtiger Katalysatortemperatursensor 52, stromabwärtiger Katalysator-temperatursensor 53, und FI-ECU 71) womit die Temperatur des SCR-Katalysators erfasst wird.
The present invention therefore has for its object to provide an exhaust gas purification system for internal combustion engines, equipped with at least two different catalysts by means of which can reduce NOx, which can reduce the additional consumption and at the same time increase the overall NOx reduction rate. Means for solving the problem
  • (1) An exhaust gas purification system (for example, the exhaust gas purification system described below 2 ) for an internal combustion engine (for example, the engine described below 1 ) disposed in an exhaust passage (for example, the exhaust passage described below 11 ) of the internal combustion engine, the exhaust gas purification system comprising the following elements: an LNT catalyst (for example, the upstream catalyst converter described below) 31 ), whereby NOx is accumulated in an oxidizing atmosphere and reduced in a reducing atmosphere; a reduction apparatus for the LNT catalyst (for example, the FI-ECU described below) 71 ), by means of which, depending on the operating condition, made an additional fuel injection, and the LNT catalyst is converted to the reducing atmosphere; an arranged in the exhaust passage SCR catalyst (for example, the downstream catalyst converter described below 33 ) is reduced with the NOx by reacting a reducing agent with NOx; a feeder (for example, the urea / water feeder described below) 4 ), by means of which a reducing agent or its precursor is supplied to the SCR catalyst; and temperature detecting elements (for example, the above-described upstream catalyst temperature sensor 52 , downstream catalyst temperature sensor 53 , and FI-ECU 71 ) with which the temperature of the SCR catalyst is detected.

Mittels der Reduktionsvorrichtung des LNT-Katalysators wird die zusätzliche Treibstoffeinspritzung dort untersagt, wo die mittels der Temperaturerfassungselemente erfasste Temperatur eine Schalttemperatur, die ihrerseits in einem Temperaturbereich liegt, in dem sich NOx mittels des SCR-Katalysators reduzieren lässt, übersteigt. Die oxidierende Atmosphäre gemäß der vorliegenden Erfindung meint den Zustand worin die Sauerstoffkonzentration im Abgas des LNT-Katalysators relativ höher ist als die Konzentration des Reduktionsanteils, bspw.By means of the reduction device of the LNT catalyst, the additional fuel injection is prohibited where the temperature detected by the temperature sensing elements exceeds a switching temperature, which in turn is in a temperature range in which NOx can be reduced by means of the SCR catalyst. The oxidizing atmosphere according to the present invention means the state wherein the oxygen concentration in the exhaust gas of the LNT catalyst is relatively higher than the concentration of the reduction ratio, for example.

Kohlenwasserstoff oder Kohlenmonoxid. Im Einzelnen wird die oxidierende Atmosphäre etwa durch das Erzeugen eines armen anstatt stöchiometrischen Luftverhältnisses in der Brennkraftmaschine realisiert. Die oxidierende Atmosphäre gemäß der vorliegenden Erfindung meint den Zustand worin die Sauerstoffkonzentration im Abgas des LNT-Katalysators niedriger ist als die Konzentration des Reduktionsanteils. Im Einzelnen wird die reduzierende Atmosphäre mittels Zuführen unabgebrannten Treibstoffs in den LNT-Katalysator realisiert, etwa durch das Erzeugen eines in der Brennkraftmaschine reichen anstatt stöchiometrischen Luftverhältnisses durch Nacheinspritzung (after-injection), post-injection, oder Einspritzens von Treibstoff ins Abgas mittels Einspritzdüsen am Abgaskanal.

  • (2) Dabei bevorzugt ist das Abgasreinigungssystem zusätzlich ausgestattet mit einer Schalttemperatursteuereinheit (beispielsweise die im Folgenden beschriebene FI-ECU 71) womit die Schalttemperatur basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs gesteuert wird.
  • (3) Dabei ferner bevorzugt ermitteln die Temperaturerfassungselemente die künftige Temperatur des SCR-Katalysators basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs.
  • (4) Weiter ferner bevorzugt ist das Abgasreinigungssystem zusätzlich ausgestattet mit einer Katalysatorheizung (beispielsweise die im Folgenden beschriebene FI-ECU 71) womit der SCR-Katalysator auferhitzt wird wenn die mittels der Temperaturerfassungselemente erfasste Temperatur bei oder unter der Schalttemperatur und die NOx-Anhäufrate im LNT-Katalysator bei oder über einem bestimmten Wert liegt.
  • (5) Noch weiter ferner bevorzugt sind der LNT-Katalysator und der SCR-Katalysator am Abgaskanal derart angeordnet sind, dass die Temperaturveränderung des SCR-Katalysators langsamer vonstattengeht als die Temperaturveränderung des LNT-Katalysators.
  • (6) Dabei noch ferner bevorzugt ist der SCR-Katalysator ein NH3-SCR-Katalysator, bei dem das Reduktionsmittel in Form von NH3 vorliegt; die Zuführvorrichtung verfügt für das Reduktionsmittel über eine Urea/Wasser-Einspritzdüse (beispielsweise die im Folgenden beschriebene Urea/Wasser-Injektoren 42) womit im Abgaskanal ein Urea/Wasser-Gemisch, das ein Vorläufer von NH3 ist, stromaufwärts vom NH3-SCR-Katalysator gesprüht wird; und die Schalttemperatur ist höher eingestellt als die Temperatur die aufgrund der Ablagerungen des im Abgaskanal mittels der Urea/Wasser-Einspritzdüse gesprühten Urea/Wasser-Gemischs entsteht.
Hydrocarbon or carbon monoxide. Specifically, the oxidizing atmosphere is realized by, for example, generating a poor rather than stoichiometric air ratio in the internal combustion engine. The oxidizing atmosphere according to the present invention means the state wherein the oxygen concentration in the exhaust gas of the LNT catalyst is lower than the concentration of the reducing portion. Specifically, the reducing atmosphere is realized by supplying unburned fuel to the LNT catalyst, such as by generating an in-engine rich rather than stoichiometric air ratio by post-injection, or injecting fuel into the exhaust by means of injectors exhaust duct.
  • (2) It is preferable that the exhaust gas purification system is additionally equipped with a switching temperature control unit (for example, the FI-ECU described below) 71 ) with which the switching temperature is controlled based on the driving history of the vehicle.
  • (3) Further, preferably, the temperature detecting elements determine the future temperature of the SCR catalyst based on the driving history of the vehicle.
  • (4) Further preferably, the exhaust gas purification system is additionally equipped with a catalyst heater (for example, the FI-ECU described below) 71 ) whereby the SCR catalyst is heated when the detected by the temperature detecting elements temperature at or below the switching temperature and the NOx accumulation rate in the LNT catalyst is at or above a certain value.
  • (5) Still further preferably, the LNT catalyst and the SCR catalyst are disposed on the exhaust passage such that the temperature change of the SCR catalyst is slower than the temperature change of the LNT catalyst.
  • (6) Still more preferably, the SCR catalyst is an NH 3 -SCR catalyst in which the reducing agent is in the form of NH 3 ; the supply device has a urea / water injection nozzle for the reducing agent (for example, the urea / water injectors described below 42 ) spraying a urea / water mixture, which is a precursor of NH 3 , upstream of the NH 3 -SCR catalyst in the exhaust duct; and the switching temperature is set higher than the temperature generated due to the deposits of urea / water mixture sprayed in the exhaust channel by means of the urea / water injection nozzle.

Wirkung der ErfindungEffect of the invention

  • (1) Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein LNT-Katalysator und ein SCR-Katalysator an einen gemeinsamen Abgaskanal angeordnet. Dem LNT-Katalysator wird dabei die Aufgabe zuteil, NOx in oxidierender Atmosphäre zu sammeln und in reduzierender Atmosphäre zu reduzieren. Um jedoch NOx mittels des LNT-Katalysators zu reduzieren, sollte die im Katalysator angehäufte NOx-Menge ein bestimmtes Limit nicht überschreiten. Deshalb wird in der LNT-Kat-Reduktionsvorrichtung mittels einer zusätzlichen, intermittierenden Treibstoffeinspritzung eine reduzierende Atmosphäre erzeugt. Dem SCR-Katalysator wird die Aufgabe zuteil, NOx im Abgas kontinuierlich, unter Verwendung eines von der Zuführvorrichtung zugeführten Reduktionsmittels, zu reduzieren. Jedoch unterscheidet sich der Temperaturbereich, in dem NOx mittels des SCR-Katalysators effektiv reduzier ist, von dem Temperaturbereich, in dem NOx mittels des LNT-Katalysators effektiv reduzierbar ist (siehe 2). Deshalb wird der Fahrzeugbetrieb grob in die Bereiche: Betrieb, in dem die Temperatur im Abgaskanal vergleichsweise niedrig ist (also unmittelbar nach dem Anlassen und im Niedriglastbetrieb), und Betrieb, in dem die Temperatur im Abgaskanal vergleichsweise hoch ist (also im Hochlastbetrieb), unterteilt, und im ersteren Bereich schwerpunktmäßig der LNT-Katalysator, und im zweiteren Bereich schwerpunktmäßig der SCR-Katalysator verwendet, um so in allen Betriebsbereichen hohe NOx-Reduktionsraten zu erzielen.(1) According to the present invention, an LNT catalyst and an SCR catalyst are disposed on a common exhaust passage. The task of the LNT catalyst is to collect NOx in an oxidizing atmosphere and to reduce it in a reducing atmosphere. However, in order to reduce NOx by means of the LNT catalyst, the amount of NOx accumulated in the catalyst should not exceed a certain limit. Therefore, in the LNT-cat reduction apparatus, by means of an additional, intermittent fuel injection, a reducing atmosphere is generated. The task of the SCR catalytic converter is to reduce NOx in the exhaust gas continuously, using a reducing agent supplied by the supply device. However, the temperature range in which NOx is effectively reduced by means of the SCR catalyst differs from the temperature range in which NOx is effectively reducible by the LNT catalyst (refer to FIG 2 ). Therefore, the vehicle operation is roughly divided into the areas of: operation in which the temperature in the exhaust passage is comparatively low (ie immediately after starting and in low-load operation), and operation in which the temperature in the exhaust passage is comparatively high (ie in high-load operation) , and in the former, the focus is on the LNT catalyst, and in the latter, the focus is on the SCR catalyst to achieve high NOx reduction rates in all operating ranges.

Jedoch liegen die zur NOx-Reduktion geeigneten Temperaturbereiche der beiden vorgenannten Katalysatoren nicht gänzlich getrennt voneinander, sondern verfügen über eine gemeinsame Schnittmenge. Die Reduktionsvorrichtung für den LNT-Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung erkennt, wenn es zu einer solchen Schnittmenge der Katalysatoren kommt, und untersagt, sobald die Temperatur des SCR-Katalysators die Schalttemperatur, die ihrerseits innerhalb des Temperaturbereichs liegt, in dem sich NOx mittels des SCR-Katalysators reduzieren lässt, übersteigt, die zusätzliche Treibstoffeinspritzung. Mit anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb dieses Schnittmengenbereichs der Schwerpunkt der NOx-Reduktion auf den SCR- anstatt LNT-Katalysator gelegt. Dabei regelt die vorgenannte Schalttemperatur das Maximum des Temperaturbereichs, in dem die zusätzliche Treibstoffeinspritzung für den LNT-Katalysator vorgenommen wird, und stellt somit die Temperaturschwelle des SCR-Katalysators dar. Dadurch, dass gemäß der vorliegenden Erfindung die Schalttemperatur nicht für den LNT- sondern den SCR-Katalysator geregelt wird, lässt sich die Zahl der Betätigungen der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung in Bezug auf den LNT-Katalysator in angemessenem Umfang verringern, und der Mehrverbrauch lässt sich so entsprechend drosseln. Da nun ein solches Unterdrücken der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung in dem vorgenannten Schnittmengenbereich (bzw. redundanten Teil) stattfindet, in dem NOx auch mittels des SR-Katalysators reduzierbar ist, kann nicht schlechterdings behauptet werden, dass sich die Gesamt-NOx-Reduktionsrate um den Teil verschlechtert, der an Mehrverbrauch eingespart wurde. Im Ergebnis ermöglicht die vorliegende Erfindung also einen geringeren Mehrverbrauch bei gleichzeitig nur minimal geringerer NOx-Reduktionsrate.

  • (2) Die Schalttemperatur ist der Schwellwert, an dem entschieden wird, ob eine zusätzliche Treibstoffeinspritzung für den LNT-Katalysator erfolgen soll. Gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich die Schalttemperatur entsprechend der Fahrthistorie des Fahrzeugs ändern, und die zusätzliche Treibstoffeinspritzung zu einer Zeit tätigen bzw. unterdrücken, die angemessen angesichts der derzeitigen und unmittelbar künftigen Fahrtkonditionen erscheint. Da der LNT-Katalysator die Eigenschaft hat, mit zunehmender NOx-Menge weniger zusätzliches NOx aufzufangen (d. h. die NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators in oxidierender Atmosphäre nimmt ab), wird mittels der vorgenannten zusätzlichen Treibstoffeinspritzung zu den angemessenen Zeiten zugleich dazu beigesteuert, dass die NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators unverändert hoch bleibt, und die Gesamt-NOx-Reduktionsrate im System gesteigert wird. Ähnlich wird mittels des Unterdrückens der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung wann angemessen zur Eindämmung des Mehrverbrauchs bei. Im Ergebnis wird der Mehrverbrauch gedrosselt bei nur minimaler Einbüße der NOx-Reduktionsrate.
  • (3) Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Schalttemperatur mit der mittels den Temperaturerfassungselementen erfassten Temperatur des SCR-Katalysators verglichen, und bestimmt, ob die zusätzliche Treibstoffeinspritzung zu tätigen ist oder nicht. So lässt sich, wie bereits in (2) erwähnt, je nach dem Fahrtzustand des Fahrzeugs, die künftige Temperatur des SCR-Katalysators ermitteln und zur Schalttemperatur vergleichen, und so der Mehrverbrauch drosseln, während die Einbüße in der NOx-Reduktionsrate nur minimal ist.
  • (4) Liegt die Temperatur des SCR-Katalysators über der Schalttemperatur, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die zusätzliche Treibstoffeinspritzung im LNT-Katalysator unterdrückt. Ändert sich plötzlich der Fahrtzustand (etwa bei Parken des Fahrzeugs nach einer Autobahnstrecke und nach dem anschließenden Wieder-Losfahren) während die im LNT-Katalysator angehäufte Menge NOx sich nahe dem Maximum befindet, kann die Temperatur des SCR-Katalysators absinken. Dabei verringert sich vorübergehend die NOx-Reduktionsrate der beiden Katalysatoren. Die vorliegende Erfindung antizipiert ein solches Szenario, und erhitzt den SCR-Katalysator, wenn dessen Temperaturen unter die Schalttemperatur sinken obwohl die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators bereits das Maximum überschritten hat, sodass sich prompt die NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators wieder erholt und steigt, und der NOx-Ausstoß am Fahrzeug verringert wird.
  • (5) Durch die vorliegende Erfindung lässt sich die Temperaturveränderung im SCR-Katalysator gegenüber der Temperaturveränderung im LNT-Katalysator verlangsamen. Dies wird dadurch erreicht, dass bspw. der SCR-Katalysator weiter stromabwärts als der LNT-Katalysator angeordnet wird, der SCR-Katalysator über eine höhere Wärmekapazität als der LNT-Katalysator verfügt, oder dadurch, einen Filter zwischen dem stromaufwärtigen LNT-Katalysator und dem stromabwärtigen SCR-Katalysator anzuordnen.
However, the temperature ranges of the two aforementioned catalysts which are suitable for NOx reduction are not entirely separate from each other, but have a common intersection. The reduction apparatus for the LNT catalyst according to the present invention recognizes when such an intersection of the catalysts comes, and prohibits, as soon as the temperature of the SCR catalyst, the switching temperature, which in turn is within the temperature range in which NOx by means of the SCR Catalyst reduces, exceeds, the additional fuel injection. In other words, according to the present invention, within this intersection range, the focus of NOx reduction is placed on the SCR rather than LNT catalyst. In this case, the aforementioned switching temperature regulates the maximum of the temperature range in which the additional fuel injection is carried out for the LNT catalyst, and thus represents the temperature threshold of the SCR catalyst. In that according to the present invention, the switching temperature not for the LNT but the Controlled SCR catalyst, the number of operations of the additional fuel injection with respect to the LNT catalyst can be reduced to a reasonable extent, and the additional consumption can be throttled accordingly. Now, since such suppression of the additional fuel injection takes place in the aforementioned intersection area (or redundant part) in which NOx is also reducible by means of the SR catalyst, it can not be said that the overall NOx reduction rate deteriorates around the part which was saved on additional consumption. As a result, the present invention thus enables a lower excess consumption while at the same time only minimally reducing the NOx reduction rate.
  • (2) The switching temperature is the threshold at which it is decided whether additional fuel injection should be done for the LNT catalyst. According to the present invention, the switching temperature can be changed according to the driving history of the vehicle, and suppress the additional fuel injection at a time that appears appropriate in view of the current and immediately future driving conditions. Since the LNT catalyst has the property of absorbing less additional NOx as the amount of NOx increases (ie, the NOx reduction rate of the LNT catalyst in an oxidizing atmosphere decreases), by means of the aforementioned additional fuel injection at the appropriate times, it also contributes the NOx reduction rate of the LNT catalyst remains high and the total NOx reduction rate in the system is increased. Similarly, by suppressing the additional fuel injection when appropriate to curb the excess consumption. As a result, the excess consumption is throttled with only minimal decreases in the NOx reduction rate.
  • (3) According to the present invention, the switching temperature is compared with the temperature of the SCR catalyst detected by the temperature detecting elements, and determines whether or not the additional fuel injection is to be made. Thus, as already mentioned in (2), depending on the running state of the vehicle, the future temperature of the SCR catalytic converter can be determined and compared with the switching temperature, thus throttling the excess consumption, while the losses in the NOx reduction rate are only minimal.
  • (4) If the temperature of the SCR catalyst is above the switching temperature, according to the present invention, the additional fuel injection in the LNT catalyst is suppressed. If the driving state suddenly changes (for example, when the vehicle is parked after a motorway section and after the subsequent re-start), while the amount of NOx accumulated in the LNT catalytic converter is close to the maximum, the temperature of the SCR catalytic converter may drop. This temporarily reduces the NOx reduction rate of the two catalysts. The present invention anticipates such a scenario and heats the SCR catalyst as its temperatures drop below the switching temperature, even though the NOx accumulation rate of the LNT catalyst has already exceeded the maximum, promptly recovering the NOx reduction rate of the SCR catalyst and increases, and the NOx emissions on the vehicle is reduced.
  • (5) By the present invention, the temperature change in the SCR catalyst can be slowed down from the temperature change in the LNT catalyst. This is accomplished by, for example, placing the SCR catalyst farther downstream than the LNT catalyst, the SCR catalyst having a higher heat capacity than the LNT catalyst, or by providing a filter between the upstream LNT catalyst and the LNT catalyst downstream SCR catalyst to arrange.

Durch die vorliegende Erfindung lässt sich im SCR-Katalysator die mit dem Absinken der Temperatur einhergehende Verringerung der NOx-Reduktionsrate verlangsamen. Im Nachfolgenden wird ein Szenario geschildert, in welchem die Temperaturen des SCR-Katalysators unterhalb der Schalttemperatur liegen und eine entsprechende zusätzliche Treibstoffeinspritzung für den LNT-Katalysator vorgenommen wird. Der LNT-Katalysator kann bei einer hohen NOx-Anhäufrate keine ausreichenden NOx-Reduktionsraten erzielen. Wenn also direkt nach dem Gestatten der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung das im LNT-Katalysator angehäufte NOx nicht genügend reduziert wurde, ist es mittels des LNT-Katalysators nicht möglich, umgehend genügende NOx-Reduktionsraten zu erzielen. Mit anderen Worten vermag der LNT-Katalysator nach dem Tätigen der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung solange keine genügende NOx-Reduktionsrate erzielen, wie das im LNT-Katalysator angehäufte NOx nicht genügend reduziert ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich durch das solche Verlangsamen des Temperaturabfalls im SCR-Katalysator verhindern, dass die NOx-Reduktionsraten im gesamten System in der Übergangszeit ab dem Gestatten der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung bis zur Wiederbelebung der NOx-Reduktionsraten drastisch im LNT-Katalysator absinken. Anders ausgedrückt, lässt sich durch das Verlangsamen des Temperaturabfalls im SCR-Katalysator der Zeitraum, in dem eine zusätzliche Treibstoffeinspritzung für den LNT-Katalysator erfolgt, sicherstellen.

  • (6) Im NH3-SCR-Katalysator wird aus einer Urea/Wasser-Einspritzdüse ein Urea/Wasser-Gemisch ins Abgas gespritzt, das, bedingt durch die Wärme des Abgases bzw. Katalysators, hydrolysiert und so NH3 erzeugt, das im NH3-SCR-Katalysator die Funktion des Reduktionsmittels übernimmt. Bei niedrigen Temperaturen des Abgases bzw. Katalysators kann es jedoch dazu kommen, dass die während der Hydrolyse entstehenden Vorprodukte (Biuret, Cyanursäure etc.), selbst wenn die Temperaturen im NH3-SCR-Katalysator hoch genug sind um NOx mittels NH3 zu reduzieren, sich im Abgaskanal bzw. Katalysator ablagern. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb die Schalttemperatur derart hoch geregelt, dass es zu keine solchen Ablagerungen kommt. Dabei wird unter den niedrigen Temperaturen im NH3-SCR-Katalysator die es ermöglichen, dass besagte Ablagerungen nicht entstehen, zuverlässig verhindert, dass die Tätigung der zusätzlichen Treibstoffeinspritzung in Bezug auf den LNT-Katalysator untersagt wird. Da also selbst bei derart niedrigen Temperaturen, unter denen die vorgenannten Ablagerungen nicht entstehen können, die NOx-Reduktionsfunktion erfüllt wird, lässt sich ein Einspritzen des Urea/Wasser-Gemischs in den NH3-SCR-Katalysator unterlassen, und besagte Ablagerungen vermeiden, ohne damit die NOx-Reduktionsrate des gesamten Systems zu verringern.
By means of the present invention, the reduction in the NOx reduction rate associated with the drop in temperature in the SCR catalyst can be slowed down. In the following, a scenario is described in which the temperatures of the SCR catalytic converter are below the switching temperature and a corresponding additional fuel injection is carried out for the LNT catalytic converter. The LNT catalyst can not achieve sufficient NOx reduction rates at a high NOx accumulation rate. Thus, if the NOx accumulated in the LNT catalyst was not sufficiently reduced immediately after allowing the additional fuel injection, it is not possible to immediately obtain sufficient NOx reduction rates by means of the LNT catalyst. In other words, after performing the additional fuel injection, the LNT catalyst can not achieve a sufficient NOx reduction rate as the NOx accumulated in the LNT catalyst is not sufficiently reduced. According to the present invention, by thus slowing down the temperature drop in the SCR catalyst, the NOx reduction rates throughout the system can be prevented from drastically decreasing in the LNT catalyst in the transition period from the addition of the additional fuel injection to the revival of the NOx reduction rates. In other words, by slowing the temperature drop in the SCR catalyst, the period of time during which additional fuel injection for the LNT catalyst occurs can be ensured.
  • (6) In the NH 3 -SCR catalyst from a urea / water injection nozzle, a urea / water mixture is injected into the exhaust gas, which, due to the heat of the exhaust gas or catalyst, hydrolyzed and thus generates NH 3 , which in the NH 3 -SCR catalyst takes over the function of the reducing agent. At low temperatures of the exhaust gas or catalyst, however, it may happen that the precursors (biuret, cyanuric acid, etc.) formed during the hydrolysis, even if the temperatures in the NH 3 -SCR catalyst are high enough to reduce NOx by means of NH 3 , Depositing in the exhaust duct or catalyst. Therefore, according to the present invention, the switching temperature is controlled so high that no such deposits occur. In doing so, under the low temperatures in the NH 3 -SCR catalyst, which allows said deposits to not form, reliably prevents the prohibition of additional fuel injection from being prohibited with respect to the LNT catalyst. Thus, since even at such low temperatures, under which the aforementioned deposits can not occur, the NOx reduction function is met, injecting the urea / water mixture into the NH 3 -SCR catalyst can be omitted, and said deposits avoid, without thus reducing the NOx reduction rate of the entire system.

Kurze Beschreibung der Short description of

1 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Motors und dessen Abgasreinigungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 FIG. 14 is a view showing the structure of an engine and its exhaust gas purification system according to a first embodiment of the present invention. FIG.

2 ist eine Ansicht, die die Temperaturen des LNT- und SCR-Katalysators zu den jeweiligen NOx-Reduktiongraden zeigt. 2 FIG. 14 is a view showing the temperatures of the LNT and SCR catalysts at the respective NOx reduction degrees. FIG.

3 ist eine Ansicht, die den Verlauf des NOx-Reduktiongrads im gesamten System eines Fahrzeugs ausgestattet mit einem herkömmlichen Abgasreinigungssystem bei Fahrt nach einem bestimmten Fahrtmuster zeigt. 3 FIG. 13 is a view showing the progress of NOx reduction degree in the entire system of a vehicle equipped with a conventional exhaust gas purification system when driving for a certain driving pattern.

4 ist eine Ansicht, die den Zusammenhang zwischen Mehrverbrauch und Menge an NOx-Ausstoß beim Fahrzeug mit dem Fahrtmuster gemäß 3 zeigt. 4 FIG. 15 is a view showing the relationship between excess consumption and amount of NOx emission in the vehicle with the driving pattern according to FIG 3 shows.

5 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgehen zur Bestimmung der Betriebsart des Motors zeigt. 5 FIG. 11 is a flow chart showing the procedure for determining the operation mode of the engine. FIG.

6 ist ein Diagramm, das den Verlauf der Basisreduktionsrate des LNT-Katalysators zeigt. 6 Figure 11 is a graph showing the history of the base reduction rate of the LNT catalyst.

7 ist ein Diagramm, das den Verlauf des Kompensationskoeffizienten des LNT-Katalysators zeigt. 7 is a diagram showing the course of the compensation coefficient of the LNT catalyst.

8 ist ein Diagramm, das den Verlauf der im LNT-Katalysator maximal anhäufbaren NOx-Menge zeigt. 8th is a diagram showing the course of the maximum amount of NOx that can be accumulated in the LNT catalyst.

9 ist ein Flussdiagramm, das das genaue Vorgehen zur Bestimmung danach, ob zu erhitzen ist, zeigt. 9 FIG. 11 is a flow chart showing the detailed procedure for determining whether to heat.

10 ist eine Ansicht, die die Veränderungen der Temperatur des SCR-Katalysators bei einer Fahrt nach einem bestimmten Fahrtmuster mit einem Fahrzeug ausgestattet mit einem Abgasreinigungssystem gemäß der vorgenannten Ausführungsform zeigt. 10 FIG. 14 is a view showing the changes in the temperature of the SCR catalyst when driving for a certain driving pattern with a vehicle equipped with an exhaust gas purification system according to the aforementioned embodiment.

11 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen Mehrverbrauch und Gesamt-NOx-Ausstoßmenge bei einer Fahrt nach dem Fahrtmuster gemäß 10 zeigt. 11 FIG. 15 is a view showing the relationship between the increased consumption and the total NOx discharge amount when driving according to the driving pattern according to FIG 10 shows.

12 ist ein Flussdiagramm, das das Vorgehen zur Bestimmung der Betriebsart des Motors des Abgasreinigungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 12 FIG. 10 is a flowchart showing the procedure for determining the operation mode of the engine of the exhaust gas purification system according to a second embodiment of the present invention.

13 ist eine Ansicht, die den Grundgedanken, der hinter dem Fahrttyp-Erkennungsparameter liegt, zeigt. 13 FIG. 13 is a view showing the principle behind the travel type recognition parameter.

14 ist ein Flussdiagramm, das das genaue Vorgehen zur Errechnung des Fahrttyp-Erkennungsparameters zeigt. 14 Fig. 10 is a flowchart showing the detailed procedure for calculating the travel type recognition parameter.

15 ist eine, Ansicht, die die Veränderungen des Fahrttyp-Erkennungsparameters bei einer Fahrt nach einem bestimmten Fahrtmuster mit einem Fahrzeug ausgestattet mit einem Abgasreinigungssystem gemäß der vorgenannten Ausführungsform zeigt. 15 FIG. 13 is a view showing the changes of the travel type recognition parameter when driving for a certain driving pattern with a vehicle equipped with an exhaust gas purification system according to the aforementioned embodiment.

16 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen Mehrverbrauch und Gesamt-NOx-Ausstoßmenge bei einer Fahrt nach dem Fahrtmuster gemäß 15 zeigt. 16 FIG. 15 is a view showing the relationship between the increased consumption and the total NOx discharge amount when driving according to the driving pattern according to FIG 15 shows.

17 ist eine Ansicht, die einen Vergleich der Resultate des Abgasreinigungssystems gemäß der ersten Ausführungsform mit den Resultaten des Abgasreinigungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 17 FIG. 14 is a view showing a comparison of the results of the exhaust gas purification system according to the first embodiment with the results of the exhaust gas purification system according to the second embodiment. FIG.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Der folgende Abschnitt befasst sich, unter Bezugnahme auf die Figuren, mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The following section deals, with reference to the figures, with a first embodiment of the present invention.

1 zeigt den Aufbau der Brennkraftmaschine (im Folgenden „Motor”) 1 und dessen Abgasreinigungssystem 2 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Abgasreinigungssystem 2 umfasst:
eine Katalysatorvorrichtung 3, angeordnet an einem Abgaskanal 11, der sich von der Abgasöffnung des Motors 1 erstreckt; und
eine elektrische Steuereinheit 7 zur Steuerung des Motors 1 und der Katalysatorvorrichtung 3.
1 shows the structure of the internal combustion engine (hereinafter "engine") 1 and its exhaust gas purification system 2 according to the embodiment of the present invention. emission Control system 2 includes:
a catalyst device 3 , arranged on an exhaust duct 11 that extends from the exhaust port of the engine 1 extends; and
an electrical control unit 7 for controlling the engine 1 and the catalyst device 3 ,

Der Motor 1 gehört zur Gruppe der Motoren deren Verbrennung von Grund auf „arm” ist, d. h. deren Luftverhältnis arm statt stöchiometrisch ist. Im Einzelnen sind dies Dieselmotoren und Benzin-Magermotoren. Am Motor 1 angeordnet sind die Treibstoffeinspritzdüsen 17, mittels derer der Treibstoff in die einzelnen Zylinder gespritzt wird. Der Aktuator zum Betätigen der Treibstoffeinspritzdüsen 17 ist elektromagnetisch zur elektrischen Steuereinheit 7 verbunden. Mittels der elektrischen Steuereinheit 7 lassen sich die Betriebsart des Motors 1 entsprechend der im Folgenden beschriebenen Vorgehen gemäß 5 bestimmen, und die Treibstoffeinspritzdüsen 17 derart betätigen, dass der Treibstoff in Mengen und zu Zeiten gesprüht wird, die sich nach der jeweils ermittelten Betriebsart richten. Im Folgenden lautet die Bezeichnung der solchen elektrischen Steuereinheit zur Betätigung der Treibstoffeinspritzung am Motor 1 „FI-ECU 71”.The motor 1 belongs to the group of engines whose combustion is fundamentally "poor", ie whose air ratio is poor instead of stoichiometric. Specifically, these are diesel engines and gasoline lean-burn engines. At the engine 1 arranged are the fuel injectors 17 , by means of which the fuel is injected into the individual cylinders. The actuator for actuating the fuel injection nozzles 17 is electromagnetic to the electrical control unit 7 connected. By means of the electric control unit 7 let the operating mode of the motor 1 according to the procedure described below 5 determine, and the fuel injectors 17 operate such that the fuel is sprayed in quantities and at times, which depend on the respectively determined operating mode. Hereinafter, the name of such electric control unit for actuating the fuel injection to the engine 1 "FI-ECU 71 ".

Die Katalysatorvorrichtung 3 umfasst die folgenden Elemente:
einen stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31;
einen Abgasreinigungsfilter 32;
einen stromabwärtigen Katalysatorwandler 33;
eine Urea/Wasser-Zuführvorrichtung 4;
einen Luftverhältnissensor 51;
einen stromaufwärtigen Katalysatortemperatursensor 52;
einen stromabwärtigen Katalysatortemperatursensor 53;
einen NH3-Sensor 54; und
einen Luftstromsensor 55.
The catalyst device 3 includes the following elements:
an upstream catalyst converter 31 ;
an exhaust gas purification filter 32 ;
a downstream catalyst converter 33 ;
a urea / water delivery device 4 ;
an air ratio sensor 51 ;
an upstream catalyst temperature sensor 52 ;
a downstream catalyst temperature sensor 53 ;
an NH 3 sensor 54 ; and
an airflow sensor 55 ,

Der stromaufwärtige Katalysatorwandler 31 ist entlang des Abgaskanals 11 im Abschnitt hinter dem Motor 1 angeordnet. Damit ist der Abschnitt gemeint, der im Motorraum untergebracht ist, oder, falls ein Kompressor angeordnet ist, der Abschnitt im Motorraum nahe der Turbine. Der stromabwärtige Katalysatorwandler 33 ist entlang des Abgaskanals 11 stromabwärtig vom stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31 angeordnet. Der Abgasreinigungsfilter 32 ist entlang des Abgaskanals 11 zwischen dem stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31 und dem stromabwärtigen Katalysatorwandler 33 angeordnet. An den stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31 und den stromabwärtigen Katalysatorwandler 33 ist ein Katalysator angeordnet, der für die Förderung der Reaktion zur Entfernung des CC-, HC-, NOx- etc. aus dem Abgas des Motors 1 zuständig ist. The upstream catalyst converter 31 is along the exhaust duct 11 in the section behind the engine 1 arranged. This refers to the section housed in the engine compartment or, if a compressor is located, the section in the engine compartment near the turbine. The downstream catalyst converter 33 is along the exhaust duct 11 downstream from the upstream catalyst converter 31 arranged. The exhaust gas purification filter 32 is along the exhaust duct 11 between the upstream catalyst converter 31 and the downstream catalyst converter 33 arranged. To the upstream catalyst converter 31 and the downstream catalyst converter 33 a catalyst is arranged to promote the reaction to remove the CC, HC, NOx etc. from the exhaust gas of the engine 1 responsible is.

Der stromaufwärtige Katalysatorwandler 31 besteht aus einem nach dem „Durchfluss”-Prinzip konzipierten Wabenkörper, auf dem ein Lean-NOx-Katalysator geträgert ist. Der LNT-Katalysator fängt NOx im Abgas in oxidierender Atmosphäre auf, und reduziert es in reduzierender Atmosphäre. Jedoch kann der LNT-Katalysator nur eine begrenzte Menge NOx auffangen. Mit Zuwachs der angehäuften NOx-Anhäufrate (tatsächliche NOx-Menge/maximal anhäufbare NOx-Menge) sinkt die NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators. Deshalb wird die FI-ECU 71, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 erläutert, je nachdem, ob bestimmte Bedingungen erfüllt sind, der Motor 1 in einen DeNOx-Betrieb gebracht, worin das Abgas im LNT-Katalysator reduzierender Atmosphäre unterworfen, und so das im LNT-Katalysator angehäufte NOx reduziert wird.The upstream catalyst converter 31 consists of a honeycomb body designed according to the "flow-through" principle, on which a lean NOx catalyst is supported. The LNT catalyst traps NOx in the exhaust gas in an oxidizing atmosphere and reduces it in a reducing atmosphere. However, the LNT catalyst can only capture a limited amount of NOx. As the accumulated NOx accumulation rate increases (actual NOx amount / maximum accumulable NOx amount), the NOx reduction rate of the LNT catalyst decreases. Therefore, the FI-ECU 71 as below with reference to 5 explains, depending on whether certain conditions are met, the engine 1 into a DeNOx operation in which the exhaust gas in the LNT catalyst is subjected to a reducing atmosphere, thus reducing NOx accumulated in the LNT catalyst.

Der Abgasreinigungsfilter 32 umfasst einen Wabenkörper nach dem „Wall-Flow”-Prinzip, umfassend Zellen, die durch mehrporöse Wände unterteilt sind, sowie Verschlüsse, die jeweils alternierend auf der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite der einzelnen Zellen angeordnet sind. Im vom Motor 1 ausgestoßenen Abgas ist partikelförmiges Material („Particulate Matter”, im Folgenden kurz „PM”) wie Ruß oder SOF enthalten, das durch die Poren des Filters 32 sickert und sich im Filter 32 anhäuft. Sammelt sich eine übermäßige PM-Menge im Filter 32 an, nimmt der Druck ab, und es muss mehr Treibstoff gespritzt werden. Eine Verschlechterung der Verbrauchsbilanz droht. Die abgelagerte PM-Menge im Filter 32 wird deshalb gemessen, und wird festgestellt, dass die Menge einen bestimmten Wert übersteigt, wird der Filter 32, veranlasst durch die FI-ECU 71, mittels einer Nachspritzung („Post-Injection”) erhitzt, und eine nachdrückliche regenerative Verbrennung des abgelagerten PM vorgenommen.The exhaust gas purification filter 32 comprises a honeycomb body according to the "wall-flow" principle, comprising cells which are divided by multi-porous walls, as well as closures, which are each arranged alternately on the upstream and the downstream side of the individual cells. Im from the engine 1 discharged exhaust gas is particulate matter (hereinafter "PM" for short) such as soot or SOF contained by the pores of the filter 32 oozes and gets in the filter 32 accumulates. Does an excessive amount of PM accumulate in the filter 32 on, the pressure decreases and more fuel has to be injected. A deterioration of the consumption balance threatens. The deposited amount of PM in the filter 32 is therefore measured, and it is determined that the amount exceeds a certain value, the filter 32 , initiated by the FI-ECU 71 , heated by means of a post-injection ("post-injection"), and made a strong regenerative combustion of the deposited PM.

Der stromabwärtige Katalysatorwandler 33 besteht aus einem Wabenkörper der nach dem „Durchfluss”-Prinzip konzipiert ist, auf den ein NH3-SCR-Katalysator (im Folgenden „SCR-Katalysator”) geträgert ist. NOx im Abgas wird mittels des SCR-Katalysators in einer NH3-haltigen Atmosphäre selektiv reduziert. Im Einzelnen wird NH3 aus einer im Folgenden beschriebenen Urea/Wasser-Injektoren 42 zugeführt, und das zugeführte NH3 reduziert daraufhin selektiv NOx im Abgas gemäß den folgenden Reaktionsformeln: NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O 4NO +4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O The downstream catalyst converter 33 consists of a honeycomb body designed according to the "flow-through" principle, on which an NH 3 -SCR catalyst (hereinafter "SCR catalyst") is supported. NOx in the exhaust gas is selectively reduced by means of the SCR catalyst in an NH 3 -containing atmosphere. Specifically, NH 3 will be from a urea / water injector described below 42 and the supplied NH 3 then selectively reduces NOx in the exhaust gas according to the following reaction formulas: NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O 4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O 6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O

Der SCR-Katalysator verfügt zum einen über die vorgenannte NOx-Reduktionsfunktion, zum anderen über eine Speicherfunktion der bestimmten Menge NH3. Im Folgenden erhält die Menge an NH3, die sich im SCR-Katalysator ansammelt, die Bezeichnung Speichermenge”, und und das Maximum der NH3-Speichermenge die Bezeichnung „Max-NH3-Speichermenge”. Übersteigt die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators die Max-NH3-Speichermenge, verlagert sich das NH3 stromabwärts. Das im SCR-Katalysator angehäufte NH3 wird so gemeinsam mit dem von den Urea/Wasser-Injektoren 42 zugeführten NH3 entsprechend für die NOx-Reduktion aufgebraucht. Dabei reagiert NOx umso besser, je mehr NH3 im den SCR-Katalysator gelangt, weshalb die NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators bei entsprechend großen NH3-Speichermengen höher legt.On the one hand, the SCR catalytic converter has the abovementioned NOx reduction function and, on the other hand, a storage function of the specific amount NH 3 . Below the amount obtained at NH 3, which accumulates in the SCR catalyst, the term storage amount ", and the maximum of the NH 3 storage amount, the term" Max-NH 3 storage amount ". If the NH 3 storage amount of the SCR catalyst exceeds the maximum NH 3 storage amount, the NH 3 downstream shifts. The accumulated in the SCR catalyst NH 3 is so together with that of the urea / water injectors 42 supplied NH 3 consumed accordingly for the NO x reduction. NOx reacts the better, the more NH 3 enters the SCR catalyst, why the NOx reduction rate of the SCR catalyst sets higher with correspondingly large amounts of NH 3 storage.

Der stromabwärtige Katalysatorwandler 33 mit dem SCR-Katalysator ist weiter stromabwärts angeordnet als der stromaufwärtige Katalysatorwandler 31 mit dem LNT-Katalysator. Der Abgasreinigungsfilter 32 ist zwischen den beiden Katalysatorwandlern angeordnet. Durch diese Anordnung verändert sich die Temperatur des SCR-Katalysators langsamer als die Temperatur des LNT-Katalysators.The downstream catalyst converter 33 with the SCR catalyst is located further downstream than the upstream catalyst converter 31 with the LNT catalyst. The exhaust gas purification filter 32 is located between the two catalyst transducers. By this arrangement, the temperature of the SCR catalyst changes more slowly than the temperature of the LNT catalyst.

Der Luftverhältnissensor 51 ist bspw. entlang des Abgaskanals 11 auf der stromaufwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysatorwandlers 31 angeordnet, und ermittelt das Luftverhältnis (Verhältnis von Treibstoff zu Sauerstoff im Abgas) des in den stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31 einströmenden Abgases, und sendet daraufhin ein Signal, das nahezu proportional zum ermittelten Wert ist, an die elektrische Steuereinheit 7. Der Luftstromsensor 55 ermittelt die Menge an eingesaugter Luft, die das Ansaugrohr 12 des Motors 1 passiert, und sendet ein Signal, das nahezu proportional zum ermittelten Wert ist, an die elektrische Steuereinheit 7. Der NH3-Sensor 54 ermittelt die NH3-Konzentration im Abgas auf der stromabwärtigen Seite des stromabwärtigen Katalysatorwandler 33, und sendet daraufhin ein Signal, das nahezu proportional zum ermittelten Wert ist an die elektrische Steuereinheit 7.The air ratio sensor 51 is, for example, along the exhaust duct 11 on the upstream side of the upstream catalyst converter 31 and determines the air ratio (ratio of fuel to oxygen in the exhaust gas) of the upstream catalyst converter 31 inflowing exhaust gas, and then sends a signal which is almost proportional to the detected value to the electric control unit 7 , The air flow sensor 55 Determines the amount of intake air that the intake manifold 12 of the motor 1 happens, and sends a signal that is almost proportional to the value determined to the electrical control unit 7 , The NH 3 sensor 54 determines the NH 3 concentration in the exhaust gas on the downstream side of the downstream catalyst converter 33 , and then sends a signal that is almost proportional to the value determined to the electrical control unit 7 ,

Der stromaufwärtige Katalysatortemperatursensor 52 ist entlang des Abgaskanals 11 auf der stromaufwärtigen Seite des stromaufwärtigen Katalysatorwandlers 31 angeordnet. Der stromabwärtige Katalysatortemperatursensor 53 ist entlang des Abgaskanals 11 auf der stromaufwärtigen Seite des stromabwärtigen Katalysatorwandlers 33 angeordnet. Die Temperatursensoren 52, 53 ermitteln jeweils die Temperatur der in den stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31 und stromabwärtigen Katalysatorwandler 33 einströmenden Abgase, und senden daraufhin Signale, die nahezu proportional zu den ermittelten Werten sind, an die elektrische Steuereinheit 7. Die Temperaturen des LNT-Katalysator des stromaufwärtigen Katalysatorwandlers 31 und des SCR-Katalysators des stromabwärtigen Katalysatorwandlers 33 werden, jeweils basierend auf den Ermittlungen der Temperatursensoren 52, 53, anhand der Berechnungen durch die elektrische Steuereinheit 7, kalkuliert.The upstream catalyst temperature sensor 52 is along the exhaust duct 11 on the upstream side of the upstream catalyst converter 31 arranged. The downstream catalyst temperature sensor 53 is along the exhaust duct 11 on the upstream side of the downstream catalyst converter 33 arranged. The temperature sensors 52 . 53 each determine the temperature of the upstream catalyst converter 31 and downstream catalyst converter 33 Incoming exhaust gases, and then send signals that are almost proportional to the detected values, to the electrical control unit 7 , The temperatures of the LNT catalyst of the upstream catalyst converter 31 and the SCR catalyst of the downstream catalyst converter 33 each based on the determinations of the temperature sensors 52 . 53 , based on the calculations by the electrical control unit 7 , calculated.

Die Urea/Wasser-Zuführvorrichtung 4 umfasst einen Urea/Wasser-Tank 41 und die Urea/Wasser-Injektoren 42. Der Urea/Wasser-Tank 41 anhäuft ein Urea/Wasser-Gemisch, das ein Vorläufer von NH3 ist, und ist via eine Urea/Wasser-Zufuhrleitung 43 und eine nicht abgebildete Urea/Wasser-Pumpe mit den Urea/Wasser-Injektoren 42 verbunden. Mittels Betätigen eines nicht abgebildeten Aktuators öffnen und schließen die Urea/Wasser-Injektoren 42 und sprühen das vom Urea/Wasser-Tank 41 zugeführte, als Reduktionsmittel des SCR-Katalysators fugierende Urea/Wasser-Gemisch entlang des Abgaskanals 11 in die stromaufwärtige Seite des stromabwärtigen Katalysatorwandlers 33. Das von den Urea/Wasser-Injektoren 42 eingesprühte Urea/Wasser-Gemisch wird im Abgas, bzw. im stromabwärtigen Katalysatorwandler 33, zu NH3 hydrolysiert und für die NOx-Reduktion verwertet.The urea / water delivery device 4 includes a urea / water tank 41 and the urea / water injectors 42 , The urea / water tank 41 accumulates a urea / water mixture, which is a precursor of NH 3 , and is via a urea / water supply line 43 and an unillustrated urea / water pump with the urea / water injectors 42 connected. By actuating an actuator, not shown, the urea / water injectors open and close 42 and spray that from the urea / water tank 41 fed, as a reducing agent of the SCR catalyst fugierende urea / water mixture along the exhaust passage 11 to the upstream side of the downstream catalyst converter 33 , That of the urea / water injectors 42 sprayed urea / water mixture is in the exhaust gas, or in the downstream catalyst converter 33 , hydrolyzed to NH 3 and utilized for NOx reduction.

Der Aktuator für die Urea/Wasser-Injektoren 42 ist elektromagnetisch mit der elektrischen Steuereinheit 7 verbunden. Die elektrische Steuereinheit 7 bestimmt die angemessene Menge an Urea/Wasser, die es zu spritzen gilt, und steuert die Urea/Wasser-Injektoren 42, damit diese die bestimmte Menge an Urea/Wasser-Gemisch spritzen, um so für eine optimale NOx-Reduktion mittels NH3 im SCR-Katalysator zu sorgen. Die Steuerung der Urea/Wasser-Einspritzung umfasst bspw. die „Feed Forward”-Steuerung basierend auf der vom Katalysatorwandler 33 gespeisten NOx-Menge, und die „Feed Backward”-Steuerung basierend auf der durch den NH3-Sensor 54 ermittelten NH3-Konzentration. Von der genauen Erläuterung der Urea/Wasser-Spritzsteuerung soll abgesehen werden. Die elektrische Steuereinheit, mit der die vorgenannte Urea/Wasser-Einspritzung vorgenommen wird, trägt nachfolgend die Bezeichnung „DCU (Dosing Control Unit) 72”.The actuator for urea / water injectors 42 is electromagnetic with the electrical control unit 7 connected. The electric control unit 7 Determines the appropriate amount of urea / water to spray and controls the urea / water injectors 42 to inject the specified amount of urea / water mixture so as to provide optimum NOx reduction by means of NH 3 in the SCR catalyst. The control of urea / water injection includes, for example, the "feed forward" control based on that of the catalyst converter 33 fed NOx, and the "Feed Backward" control based on the NH 3 sensor 54 determined NH 3 concentration. The exact explanation of the urea / water spray control should be waived. The electrical control unit, with which the aforementioned urea / water injection is carried out, carries the following description "DCU (Dosing Control Unit) 72 ".

Der folgende Abschnitt befasst sich mit dem am stromaufwärtigen Katalysatorwandler 31 angeordneten LNT-Katalysator und dem am stromabwärtigen Katalysatorwandler 33 angebrachten SCR-Katalysator, und vergleicht dabei deren NOx-Reinigungsraten. 2 ist eine Ansicht, die die Temperaturverläufe der jeweiligen NOx-Reduktionssrate [%] der LNT- und SCR-Katalysatoren zeigt.The following section deals with the upstream catalyst converter 31 arranged LNT catalyst and the downstream catalyst converter 33 attached SCR catalyst, comparing their NOx purification rates. 2 FIG. 14 is a view showing the temperature characteristics of the respective NOx reduction rate [%] of the LNT and SCR catalysts.

Die jeweilige NOx-Reduktionssrate [%] der vorgenannten Katalysatoren erreicht, wie in 2 zu sehen ist, bei einer bestimmten Temperatur ein Maximum, und beschreibt eine n-förmige Parabel. Der LNT-Katalysator reduziert NOx bereits bei niedrigen Temperaturen als der SCR-Katalysator. Im Einzelnen erzielt der LNT-Katalysator besonders hohe NOx-Reduktionssraten im Bereich von etwa 150 bis 200°C. Der LNT-Katalysator ist demnach für niedrige Temperaturen geeignet, bspw. im Niedriglastbetrieb oder in der Aufwärmphase direkt nach dem Anlassen des Motors. Der LNT-Katalysator wird deshalb, im Abgasreinigungssystem 1 gemäß 1 im Abschnitt hinter dem Motor angeordnet, um eine maximale NOx-Reduktionsrate zu erzielen.The respective NOx reduction rate [%] of the aforementioned catalysts reaches, as in 2 can be seen at a certain temperature maximum, and describes an n-shaped parabola. The LNT catalyst already reduces NOx at low temperatures as the SCR catalyst. Specifically, the LNT catalyst achieves particularly high NOx reduction rates in the range of about 150 to 200 ° C. The LNT catalyst is therefore suitable for low temperatures, for example, in low-load operation or in the warm-up phase directly after starting the engine. The LNT catalyst is therefore, in the exhaust gas purification system 1 according to 1 located in the section behind the engine to achieve a maximum NOx reduction rate.

Der LNT-Katalysator mag, wie bereits erwähnt, bei niedrigen Temperaturen eine hohe NOx-Reduktionsrate erzielen, doch erzielt er im Hochtemperaturbereich ab über 300°C oder im Hochlastbetrieb, in der die Abgasmenge erheblich zunimmt, keine ausreichende NOx-Reduktionsrate (siehe 2). So erzielt der LNT-Katalysator keine genügende NOx-Reduktionsrate etwa bei Fahrten mit Hochgeschwindigkeit, bergauf, oder große Beschleunigung über längere Zeit hinweg. Ebenso bedarf es zum richtigen Zeitpunkt eines im Folgenden erläuterten DeNOx-Betriebs, um ein reiches, anstatt stöchiometrisches Luftverhältnis im LNT-Katalysator zu schaffen, sodass das angehäufte NOx reduziert, und die alte NOx-Reduktionsrate des Katalysators wieder hergestellt wird. Letztlich muss wegen der zahlreichen Hochlastbetriebsphasen in denen große NOx-Mengen ausgestoßen werden, der Reduktionsvorgang häufiger getätigt werden, und es kommt zum zusätzlichen Mehrverbrauch. Im Folgenden ist mit Mehrverbrauch der beim LNT-Katalysator neben dem normalen Kraftstoffverbrauch unter armen Luftverhältnissen zusätzliche, durch Tätigen des Reduktionsvorgangs, entstehende Kraftstoffverbrauch gemeint.As already mentioned, the LNT catalyst may achieve a high NOx reduction rate at low temperatures, but does not achieve a sufficient NOx reduction rate in the high temperature range above 300 ° C or in high load operation in which the exhaust gas quantity increases significantly 2 ). Thus, the LNT catalyst does not achieve a sufficient NOx reduction rate, for example, when driving at high speed, uphill, or large acceleration over a long time. Also, at the proper time, DeNOx operation explained below is required to provide a rich, rather than stoichiometric, air ratio in the LNT catalyst, thus reducing the accumulated NOx and restoring the old NOx reduction rate of the catalyst. Ultimately, because of the numerous high load operating phases in which large amounts of NO x are expelled, the reduction process must be done more frequently and additional consumption is added. In the following, with extra consumption, the LNT catalyst means, in addition to the normal fuel consumption under poor air conditions, additional fuel consumption resulting from the reduction process.

Der SCR-Katalysator erzielt besonders hohe NOx-Reduktionssraten im Temperaturbereich, der höher liegt als der Temperaturbereich, worin der SCR-Katalysator besonders gute NOx-Reduktionssraten erzielt (z. B. zwischen zirka 200°C und 300°C). Mit einem SCR-Katalysator lassen sich demnach, anders als mit einem SCR-Katalysator, besonders hohe NOx-Reduktionssraten im Hochtemperaturbereich und im Hochlastbetrieb erzielen. 2 zeigt, wie der SCR-Katalysator ab zirka 130°C beginnt, NOx mittels des bis dahin angehäuften NH3 zu reduzieren. Jedoch muss die Temperatur auf über zirka 180°C steigen, damit die Hydrolyse des Urea/Wasser-Gemischs angemessen verläuft und NH3 produziert wird. Bleiben die Temperaturen unter zirka 180°C, bilden sich durch das Urea/Wasser-Gemisch Ablagerungen. Mittels der DCU wird im Bereich unter zirka 180°C deshalb die Urea/Wasser-Einspritzung untersagt. Der Temperaturbereich, in dem NOx mittels des SCR-Katalysators durchgängig reduzierbar ist, ist demzufolge, wie auch 2 zu entnehmen ist, nur im Bereich oberhalb der zirka 180°C-Marke, ab wo sich keine Ablagerungen durch das Urea/Wasser-Gemisch bilden. Bevorzugt für die zuverlässige Vermeidung der Ablagerungen durch das Urea/Wasser-Gemisch sind Temperaturen des SCR-Katalysators von über 200°C.The SCR catalyst achieves particularly high NOx reduction rates in the temperature range which is higher than the temperature range in which the SCR catalyst achieves particularly good NOx reduction rates (eg, between about 200 ° C and 300 ° C). Accordingly, with an SCR catalyst, unlike with an SCR catalyst, particularly high NOx reduction rates can be achieved in the high-temperature range and in the high-load range. 2 shows how the SCR catalyst begins at about 130 ° C to reduce NOx by means of accumulated until then NH 3 . However, the temperature must rise above about 180 ° C in order for the hydrolysis of the urea / water mixture to proceed adequately and produce NH 3 . If the temperatures remain below about 180 ° C, deposits form through the urea / water mixture. The DCU prohibits urea / water injection in the range below approx. 180 ° C. The temperature range in which NOx is continuously reducible by means of the SCR catalyst is therefore, as well 2 can be seen only in the range above the approximately 180 ° C mark, from where no deposits form by the urea / water mixture. For the reliable prevention of deposits by the urea / water mixture, temperatures of the SCR catalyst of over 200 ° C. are preferred.

Hält der Niedriglastbetrieb an, können die Temperaturen des SCR-Katalysators auf unter zirka 180°C sinken. Soll im Niedriglastbetrieb die NOx-Reduktion mittels SCR-Katalysators fortgeführt werden, bedarf es des Heizvorgangs zum Erhöhen der Temperatur des SCR-Katalysators, wodurch es jedoch zum zusätzlichen Mehrverbrauch kommt. Im Folgenden ist mit Mehrverbrauch der beim SCR-Katalysator neben dem normalen Kraftstoffverbrauch zusätzliche, durch Tätigen des Heizvorgangs, entstehende Kraftstoffverbrauch gemeint. If low load operation continues, the temperatures of the SCR catalyst may drop below approximately 180 ° C. In low-load operation, if the NOx reduction is to be continued by means of the SCR catalyst, the heating process requires increasing the temperature of the SCR catalyst, which, however, adds additional consumption. In the following, with additional consumption of the SCR catalyst in addition to the normal fuel consumption additional, by doing the heating process, resulting fuel consumption meant.

Wie bereits erwähnt, erzielt der LNT-Katalysator in der Regel im Niedriglastbetrieb hohe NOx-Reduktionssraten, während der SCR-Katalysator hohe NOx-Reduktionssraten im Hochlastbetrieb erzielt. Die beiden NOx-Reduktionsraten verhalten sich demnach komplementär. Um mit dem Abgasreinigungssystem 1 gemäß 1 unter sämtlichen Betriebsbedingungen hohe NOx-Reduktionsraten zu erzielen, wird der LNT-Katalysator mit dem SCR-Katalysator kombiniert.As mentioned earlier, the LNT catalyst typically achieves high NOx reduction rates in low load operation, while the SCR catalyst achieves high NOx reduction rates in high load operation. The two NOx reduction rates are therefore complementary. To deal with the emission control system 1 according to 1 To achieve high NOx reduction rates under all operating conditions, the LNT catalyst is combined with the SCR catalyst.

Der nachfolgende Abschnitt befasst sich mit dem Problem herkömmlicher Abgasreinigungssysteme, wobei mit „herkömmliche Abgasreinigungssysteme” ein erstes Abgasreinigungssystem, das mittels eines LNT-Katalysators NOx reduziert, ein zweites Abgasreinigungssystem das mittels SCR-Katalysators NOx reduziert, und ein drittes Abgasreinigungssystem, in dem das erste und das zweite Abgasreinigungssystem miteinander kombiniert werden, gemeint ist.The following section deals with the problem of conventional exhaust gas purifying systems, in which "conventional exhaust gas purifying systems" a first exhaust gas purifying system that reduces NOx by means of an LNT catalyst, a second exhaust gas purifying system that reduces NOx by means of SCR catalyst, and a third exhaust gas purifying system in which the first and the second exhaust gas purification system are combined with each other.

Das erste Abgasreinigungssystem leitet den Reduktionsprozess mittels des LNT-Katalysators ein, sobald die im LNT-Katalysator angehäufte NOx-Menge einen bestimmten Wert erreicht. Das zweite Abgasreinigungssystem leitet den NOx-Reduktionsprozess mittels des SCR-Katalysators ein und nimmt die Urea/Wasser-Einspritzung vor, wenn der Temperaturbereich erreicht ist, in dem es zu keinen Ablagerungen des Urea/Wasser-Gemischs kommt. Jedoch wird im zweiten Abgasreinigungssystem kein Aufheizvorgang getätigt, selbst wenn der SCR-Katalysator unterhalb des Temperaturbereichs (zirka 180°C gemäß 2), worin es zu keinen Ablagerungen des Urea/Wasser-Gemischs kommt, liegt. Der Mehrverbrauch im zweiten Abgasreinigungssystem ist demnach 0. Das dritte Abgasreinigungssystem kombiniert schlechterdings das erste und zweite Abgasreinigungssystem miteinander, wobei die Reduktion mittels des LNT-Katalysators und die Spritzung des Urea/Wasser-Gemischs im SCR-Katalysator jeweils unabhängig voneinander stattfinden, um so das Erzielen optimaler NOx-Reduktionsraten zu ermöglichen. Im dritten Abgasreinigungssystem ist, ähnlich dem Abgasreinigungssystem 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 1, der LNT-Katalysator auf der stromaufwärtigen Seite des SCR-Katalysators angeordnet.The first emission control system initiates the reduction process by means of the LNT catalyst as soon as the amount of NOx accumulated in the LNT catalyst reaches a certain value. The second exhaust gas purification system initiates the NOx reduction process by means of the SCR catalyst and performs the urea / water injection when the temperature range is reached in which there is no deposits of the urea / water mixture. However, in the second exhaust gas purification system, no heating operation is performed even if the SCR catalyst is below the temperature range (approximately 180 ° C. in FIG 2 ), wherein there are no deposits of the urea / water mixture lies. Accordingly, the additional consumption in the second exhaust gas purification system is 0. The third exhaust gas purification system simply combines the first and second exhaust gas purification systems with each other, whereby reduction by the LNT catalyst and injection of the urea / water mixture in the SCR catalyst take place independently of each other Achieve optimum NOx reduction rates. In the third emission control system is similar to emission Control system 1 according to the embodiment of the present invention according to 1 , the LNT catalyst disposed on the upstream side of the SCR catalyst.

Die jeweilge NOx-Reduktionssrate [%] der beiden vorgenannten Katalysatoren erreicht, wie der 2 zu entnehmen ist, bei einer bestimmten Temperatur ein Maximum, und beschreibt eine n-förmige Parabel. 3 ist eine Ansicht, die den Verlauf der NOx-Reduktionssrate [%] des gesamten Systems bei Fahrt eines Fahrzeugs mit einem herkömmlichen Abgasreinigungssystem nach einem bestimmten Fahrtmuster zeigt. Dabei sind in 3 der Reihe nach von oben nach unten die NOx-Reduktionssraten des ersten Abgasreinigungssystems, des zweiten Abgasreinigungssystems, und des dritten Abgasreinigungssystems eingezeichnet. 4. ist eine Ansicht, die den Mehrverbrauch und die NOx-Ausstoßmenge bei einer Fahrt entsprechend dem Fahrtmuster gemäß 3 zeigt. Im Folgenden sollen die Besonderheiten der NOx-Reduktionsraten der jeweiligen Abgasreinigungssysteme der Reihe nach erläutert werden.The respective NOx reduction rate [%] of the two aforementioned catalysts achieves the same as the 2 it can be seen at a certain temperature maximum, and describes an n-shaped parabola. 3 FIG. 14 is a view showing the history of NOx reduction rate [%] of the entire system when driving a vehicle with a conventional exhaust gas purification system after a certain drive pattern. Here are in 3 in turn, from top to bottom, the NOx reduction rates of the first exhaust gas purification system, the second exhaust gas purification system, and the third exhaust gas purification system are plotted. 4 , FIG. 15 is a view showing the excess consumption and the NOx discharge amount when driving according to the driving pattern according to FIG 3 shows. In the following, the peculiarities of the NOx reduction rates of the respective exhaust gas purification systems will be explained in order.

Die Gegenüberstellung in 3 des ersten Abgasreinigungssystems und zweiten Abgasreinigungssystems zeigt, dass im ersten Abgasreinigungssystem im Hochlastbetrieb die NOx-Reduktionssrate mittels lediglich des LNT-Katalysators nur ungenügend ist. Letztlich liegt die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge, wie auch 4 zu entnehmen ist, im ersten Abgasreinigungssystem am höchsten. Allerdings erzielt das erste Abgasreinigungssystem im Niedriglastbetrieb eine vergleichsweise hohe NOx-Reduktionssrate.The juxtaposition in 3 of the first exhaust gas purification system and second exhaust gas purification system shows that in the first exhaust gas purification system in high load operation, the NOx reduction rate by means of only the LNT catalyst is insufficient. Ultimately, the total NOx emissions are as well 4 can be seen in the first emission control system highest. However, the first exhaust gas purification system achieves a comparatively high NOx reduction rate in low load operation.

Das zweite Abgasreinigungssystem mit lediglich dem SCR-Katalysator erzielte unterm Strich unter nahezu sämtlichen Betriebsbedingungen NOx-Reduktionssraten, die ähnlich denen von Drei-Wege-Katalysatoren für Benzinmotoren sind. Im Ergebnis unterbietet die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge, wie auch 4 zu entnehmen ist, die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge des ersten Abgasreinigungssystems. Allerdings wird im zweiten Abgasreinigungssystem kein Aufheizvorgang getätigt, sodass es länger als im ersten Abgasreinigungssystem dauert, bis die NOx-Reduktion nach dem Anlassen des Motors einsetzt. Zudem sinkt bei fortwährendem Niedriglastbetrieb die Temperatur des Katalysators und die Urea/Wasser-Einspritzung wird unterdrückt, sodass sich das angehäufte NH3 erschöpft und die NOx-Reduktionsrate einstweilig ausbleibt. Um dem entgegenzuwirken, kann entsprechend erhitzt werden, doch dadurch würde der Mehrverbrauch den Mehrverbrauch des ersten Abgasreinigungssystems übersteigen.The second exhaust gas purifying system, with only the SCR catalyst, achieved NOx reduction rates similar to those of three-way catalytic converters for gasoline engines under almost all operating conditions. As a result, the overall NOx emission rate undercuts, as well 4 it can be seen, the total NOx emission amount of the first emission control system. However, in the second exhaust gas purification system, no heating operation is performed so that it takes longer than the first exhaust gas purification system until the NOx reduction starts after the engine is started. In addition, with continuous low-load operation, the temperature of the catalyst decreases and the urea / water injection is suppressed, so that the accumulated NH 3 is exhausted and the NOx reduction rate is temporarily absent. In order to counteract this, it is possible to heat accordingly, but this would mean that the additional consumption would exceed the additional consumption of the first exhaust gas purification system.

Im dritten Abgasreinigungssystem, worin der LNT-Katalysator und der SCR-Katalysator kombiniert sind, wurde unter sämtlichen Betriebsbedingungen, etwa Anlassen des Motors, Niedriglastbetrieb, Hochlastbetrieb etc. eine NOx-Reduktionssrate erzielt, die über denen des ersten und des zweiten Abgasreinigungssystems lagen. Der Gesamt-NOx-Ausstoß lag sogar noch unter dem des zweiten Abgasreinigungssystems (siehe 4). Dennoch erzielt auch das zweite Abgasreinigungssystem im Hochlastbetrieb eine ausreichende NOx-Reduktionssrate. Dagegen wurde im dritten Abgasreinigungssystem die NOx-Reduktionssrate des zweiten Abgasreinigungssystems übertroffen, und insbesondere war die NOx-Reduktionsrate im Hochlastbetrieb geringfügig übermäßig.In the third exhaust gas purification system in which the LNT catalyst and the SCR catalyst are combined, under all operating conditions such as engine start, low load operation, high load operation, etc., a NOx reduction rate higher than those of the first and second exhaust purification systems has been achieved. The total NOx emission was even lower than that of the second emission control system (see 4 ). Nevertheless, the second exhaust gas purification system also achieves a sufficient NOx reduction rate in high load operation. In contrast, in the third exhaust gas purification system, the NOx reduction rate of the second exhaust gas purification system was exceeded, and in particular, the NOx reduction rate in the high load operation was slightly excessive.

Im dritten Abgasreinigungssystem wurde der Reduktionsvorgang unter den Betriebsbedingungen wie im ersten Abgasreinigungssystem, also wenn die angehäufte NOx-Menge im LNT-Katalysator eine bestimmte Marke überschritt, selbst dann getätigt, wenn eine hohe NOx-Reinigungsrate mit dem SCR-Katalysator erzielt wurde, sodass es zum selben Mehrverbrauch wie im ersten Abgasreinigungssystem kam. Demnach führt das simple Kombinieren von LNT- und SCR-Katalysator zwar zu hohen Gesamt-NOx-Reduktionsraten im System, doch nicht zur Eindämmung des Mehrverbrauchs, wie dies für den SCR-Katalysator kennzeichnend ist.In the third exhaust gas purification system, under the operating conditions as in the first exhaust gas purifying system, that is, when the accumulated NOx amount in the LNT catalyst exceeded a certain level, the reduction process was made even if a high NOx purification rate was achieved with the SCR catalyst to the same additional consumption as in the first emission control system came. Thus, while simply combining LNT and SCR catalysts results in high overall NOx reduction rates in the system, it does not curb excess consumption, as is typical of the SCR catalyst.

Es wurde gezeigt, wie im dritten Abgasreinigungssystem mittels des bloßen Kombinierens aus LNT- und SCR-Katalysator keine Optimierung der Kombination aus NOx-Reduktionsrate und Mehrverbrauch erzielt werden konnte. Im Nachfolgenden soll eine Methode zur Regulierung eines Abgasreinigungssystems erläutert werden, womit sich die Kombination aus NOx-Reduktionsrate und Mehrverbrauch optimieren ließ.It was shown how in the third exhaust gas purification system by means of the mere combination of LNT and SCR catalyst, no optimization of the combination of NOx reduction rate and additional consumption could be achieved. In the following, a method for the regulation of an exhaust gas purification system will be explained, whereby the combination of NOx reduction rate and additional consumption could be optimized.

5 ist ein Flussdiagramm, das das Vorgehen zur Bestimmung der Betriebsart des Motors zeigt. Dabei führt die FI-ECU in bestimmten Abständen wiederholt Berechnungen durch. Der Motorbetrieb wird in 5 zur gleichen Zeit in die drei Arten „arm” (siehe S9), „erhitzt” (siehe S10), und „DeNOx” (siehe S11) unterteilt. Mittels des Vorgehens gemäß 5 lässt sich, je nach Zustand des Motors und des Abgasreinigungssystems, die geeignete Betriebsart bestimmen, und demnach sowohl die Abgasreinigungsbilanz als auch der gesamte Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs optimieren. 5 FIG. 11 is a flow chart showing the procedure for determining the operation mode of the engine. FIG. In doing so, the FI-ECU carries out repeated calculations at certain intervals. The engine operation is in 5 at the same time divided into the three types "poor" (see S9), "heated" (see S10), and "DeNOx" (see S11). By means of the procedure according to 5 Depending on the condition of the engine and the exhaust gas purification system, it is possible to determine the appropriate operating mode and thus to optimize both the exhaust gas purification balance and the total fuel consumption of the vehicle.

„Arm” meint dabei die Betriebsart unter armem, anstatt stöchiometrischem Luftverhältnis. Die „arme” Betriebsart stellt die unter den drei Betriebsarten grundlegendste dar."Arm" means the mode under poor rather than stoichiometric air ratio. The "poor" mode of operation represents the most basic among the three modes.

„Erhitzt” meint die Betriebsart, wonach die Temperaturen des Abgases im LNT- und SCR-Katalysator über jene in der „armen” Betriebsart erhöht werden, damit sich die Temperaturen der LNT- und SCR-Katalysatoren in kürzester Zeit erhöhen lassen. Die „erhitzte” Betriebsart wird bspw. dadurch realisiert, dass die Zeiten, zu denen die „Post-”, „After-” und „Haupt-Einspritzung” zu erfolgen haben, in Bezug auf die Verbrennungsparameter im armen Betriebsart verzögert werden. "Heated" means the mode of operation whereby the temperatures of the exhaust gas in the LNT and SCR catalysts are increased above those in the "lean" mode to allow the temperatures of the LNT and SCR catalysts to increase in a very short time. The "heated" mode of operation is realized, for example, by delaying the times at which the "post", "after" and "main injection" are to be made with respect to the combustion parameters in the poor mode.

„DeNOx” meint die Betriebsart, wonach angehäuftes NOx im LNT-Katalysator mittels Überführens des Abgases in eine reduzierende Atmosphäre reduziert wird. Der DeNOx-Betrieb lässt sich bspw. dadurch realisieren, dass die Drosselklappe verengt und die einströmende Luftmenge verringert wird, die EGR-Menge erhöht wird, die Zeiten, zu denen die Treibstoffeinspritzung erfolgen soll, verzögert werden, mehr Treibstoff gespritzt oder zusätzlich die After- und Post-Einspritzung durchführt wird. Da im DeNOx-Betrieb die Temperaturen des Abgases höher liegen als im armen Betrieb, wird im DeNOx-Betrieb zusätzlich die Funktion, die auch im erhitzten Betriebsart erfüllt wird, erfüllt."DeNOx" means the mode in which accumulated NOx in the LNT catalyst is reduced by transferring the exhaust gas to a reducing atmosphere. DeNOx operation can be realized, for example, by narrowing the throttle and reducing the amount of air flowing in, increasing the amount of EGR, delaying the times at which the fuel injection is to take place, injecting more fuel or, in addition, burning the fuel. and post-injection is performed. Since the temperatures of the exhaust gas are higher in DeNOx operation than in poor operation, DeNOx operation also fulfills the function that is also fulfilled in the heated operating mode.

In S1 ermittelt die FI-ECU, ob sämtliche Düsen (Einspritzdüsen, Urea/Wasser-Einspritzdüsen) und Sensoren (Luftverhältnissensor, stromaufwärtiger Katalysatortemperatursensor, stromabwärtiger Katalysatortemperatursensor) funktionstüchtig sind.In S1, the FI-ECU determines if all nozzles (injectors, urea / water injectors) and sensors (air ratio sensor, upstream catalyst temperature sensor, downstream catalyst temperature sensor) are functioning.

In S2 errechnet die FI-ECU die vom Motor ausgestoßene NOx-Menge [mg] Eng_nox_hat(k). Dies geschieht mittels Abrufens von Karten und Tabellen unter Verwendung einer Vielzahl von Parametern als Funktionsargumente, die den Motorzustand, wie etwa die Motorbelastung, Zahl der Umdrehungen, EGR-Rate und Zeiten der Treibstoffeinspritzung, beschreiben. Eng_nox_hat(k) kann ebenso mittels eines neuronalen Netzwerks, in dem die vorgenannten Funktionsargumente eingegeben sind, errechnet werden. Ist im Abgaskanal ein NOx-Sensor zur Ermittlung der NOx-Konzentration angeordnet, kann Eng_nox_hat(k) auch damit errechnet werden. Im Folgenden sind der durch die FI-ECU in einem bestimmten Rechenzyklus errechnete aktuelle Wert mit dem Bezugszeichen „k” in Klammern, und der Wert, welcher n Zyklen vor dem aktuellen Zyklus errechnet wurde, mit dem Bezugszeichen „k – n” in Klammern gekennzeichnet.In S2, the FI-ECU calculates the amount of NOx [mg] Eng_nox_hat (k) emitted by the engine. This is done by retrieving maps and tables using a variety of parameters as function arguments describing engine conditions such as engine load, number of revolutions, EGR rate, and times of fuel injection. Eng_nox_hat (k) can also be calculated by means of a neural network in which the aforementioned function arguments are entered. If an NOx sensor for determining the NOx concentration is arranged in the exhaust gas channel, Eng_nox_hat (k) can also be calculated therewith. Hereinafter, the current value calculated by the FI-ECU in a certain calculation cycle, with the reference character "k" in parentheses, and the value calculated n cycles before the current cycle are indicated by the reference symbol "k-n" in parentheses ,

In S3 errechnet die FI-ECU die im LNT-Katalysator angehäufte NOx-Menge [mg] St_nox_hat(k) mittels bekannter Methoden oder mittels Rechnungen auf der Grundlage der nachfolgenden Formeln (1) bis (4) in der Reihenfolge deren Erwähnung.In S3, the FI-ECU calculates the NOx amount [mg] St_nox_hat (k) accumulated in the LNT catalyst by known methods or by calculations based on the following formulas (1) to (4) in the order of their mention.

In Formel (1) steht Rd_nox_hat(k) für die im DeNOx-Betrieb reduzierte NOx-Menge [mg]. Im Einzelnen ist damit die seit dem vorigen bis zum gegenwärtigen Rechenvorgang reduzierte NOx-Menge im LNT-Katalysator gemeint. Wird der LNT-Katalysator dem Abgas in reduzierender Atmosphäre ausgesetzt, kommt es, wie bereits erwähnt, zur Reduktion der angehäuften NOx-Menge. Dabei ist die reduzierte NOx-Menge proportional zu der dem LNT-Katalysator zugeführten Reduktionsmittelmenge. Die reduzierte NOx-Menge Rd_nox_hat(k) errechnet sich somit gemäß Formel (1) mittels Multiplizierens der dem LNT-Katalysator zugeführten Reduktionsmittelmenge [mg] mit dem positiven Koeffizienten Kred zur Umrechnung der Reduktionsmittelmenge in reduzierte Menge. Die reduzierte Menge ergibt sich dabei mittels Multiplizierens der Abgasmenge [mg/sec] Gex_hat(k) mit der Abweichung des ermittelten Luftverhältnisses Af_act(k) vom stöchiometrischen Luftverhältnis Af_st. Für Gex_hat(k) werden die mittels der FI-ECU auf der Grundlage der Daten des Luftstromsensors errechneten Werte verwendet. Ebenso werden für Af_act(k) die mittels der FI-ECU auf der Grundlage der Daten des Luftstromsensors errechneten Werte verwendet. [Formel 1]

Figure DE102016200207A1_0002
In formula (1), Rd_nox_hat (k) represents the amount of NOx [mg] reduced in DeNOx operation. In detail, this means the reduced amount of NOx in the LNT catalyst since the previous calculation process. If the LNT catalyst exposed to the exhaust gas in a reducing atmosphere, it comes, as already mentioned, to reduce the accumulated amount of NOx. In this case, the reduced amount of NOx is proportional to the amount of reducing agent supplied to the LNT catalyst. The reduced amount of NOx Rd_nox_hat (k) is thus calculated according to formula (1) by multiplying the amount of reducing agent [mg] supplied to the LNT catalyst by the positive coefficient K red for converting the reducing agent amount into reduced amount. The reduced amount is obtained by multiplying the amount of exhaust gas [mg / sec] Gex_hat (k) by the deviation of the determined air ratio Af_act (k) from the stoichiometric air ratio Af_st. For Gex_hat (k), the values calculated by the FI-ECU on the basis of the air flow sensor data are used. Similarly, for Af_act (k), the values calculated by the FI-ECU based on the data from the airflow sensor are used. [Formula 1]
Figure DE102016200207A1_0002

In Formel (2) steht St_nox_hat_tmp(k) für die vorläufig errechnete angehäufte NOx-Menge im LNT-Katalysator. Im Einzelnen ist damit die unter Vernachlässigung des Maximums und des Minimums errechnete, angehäufte NOx-Menge im LNT-Katalysator gemeint. Die vorläufig errechnete angehäufte NOx-Menge St_nox_hat_tmp(k) ergibt sich, gemäß der rechten Seite der Formel (2), mittels Addierens der seit dem vorigen bis zum gegenwärtigen Rechenvorgang neu angehäuften NOx-Menge [mg] mit der im vorigen Rechenvorgang errechneten angehäuften NOx-Menge St_nox_hat(k – 1) (siehe rechte Seite, zweiter Absatz), und mittels Subtrahierens der gemäß Formel (1) errechneten, reduzierten NOx-Menge Rd_nox_hat(k). Dabei errechnet sich die neu angehäufte NOx-Menge auf der rechten Seite, zweiter Absatz, mittels Multiplizierens der in S2 errechneten NOx-Ausstoßmenge Eng_nox_hat(k) mit dem NOx-Reduktionsgrad [%] des LNT-Katalysators η_nox_lnt(k) (NOx-Speicherleistung des LNT-Katalysators im armen Betrieb). [Formel 2]

Figure DE102016200207A1_0003
In formula (2), St_nox_hat_tmp (k) stands for the provisionally calculated accumulated NOx amount in the LNT catalyst. Specifically, this means the accumulated NO x amount in the LNT catalyst calculated neglecting the maximum and the minimum. The provisionally calculated accumulated NO x amount St_nox_hat_tmp (k) is given, according to the right side of the formula (2), by adding the NO x amount [mg] newly accumulated since the previous computation to the accumulated NO x calculated in the previous computation Quantity St_nox_hat (k-1) (see right side, second paragraph), and subtracting the reduced amount of NOx Rd_nox_hat (k) calculated according to formula (1). The newly accumulated NOx quantity on the right side, second paragraph, is calculated by multiplying the value in S2 calculated NOx discharge amount Eng_nox_hat (k) with the NOx reduction degree [%] of the LNT catalyst η_nox_lnt (k) (NOx storage performance of the LNT catalyst in the poor operation). [Formula 2]
Figure DE102016200207A1_0003

Der NOx-Reduktionsgrad η_nox_lnt(k) nach Formel (2) ergibt sich gemäß Formel (3) mittels Multiplizierens des durch die Temperaturen des LNT-Katalysators bestimmten Basisreduktionsgrads η_nox_lnt_base(k) mit dem durch die im LNT-Katalysator angehäufte NOx-Menge bestimmten Kompensationskoeffizienten ηk_nox_lnt(k), wobei η_nox_lnt_base(k) sich mittels Abrufens etwa der Tabelle gemäß 6 errechnet und die Temperatur Lnt_tmp(k) des LNT-Katalysators als Funktionsargument dient. 6 zeigt den n-förmigen Verlauf des NOx-Reduktionsgrads des LNT-Katalysators und dessen Maximum, das leicht unterhalb des Höchstwerts des NOx-Reduktionsgrads des SCR-Katalysators von 200°C angesiedelt ist. Der Kompensationskoeffizient ηk_nox_lnt(k) errechnet sich mittels Abrufens bspw. der Tabelle gemäß 7, wobei die im vorherigen Rechenvorgang errechnete NOx-Anhäufrate Rt_st_nox_hat(k – 1) des LNT-Katalysators (siehe unten angegebene Formel (5)) als Funktionsargument dient. 7 zeigt wie die neu angehäufte NOx-Menge im LNT-Katalysator mit Zunahme der gegenwärtig angehäuften NOx-Menge abnimmt.The NOx reduction degree η_nox_lnt (k) according to formula (2) is given by multiplying the base reduction degree η_nox_lnt_base (k) determined by the temperatures of the LNT catalyst by the compensation coefficient determined by the NOx amount accumulated in the LNT catalyst ηk_nox_lnt (k), where η_nox_lnt_base (k) is about retrieving the table according to 6 calculated and the temperature Lnt_tmp (k) of the LNT catalyst serves as a function argument. 6 shows the N-shaped curve of the NOx reduction rate of the LNT catalyst and its maximum, which is slightly below the maximum value of the NOx reduction degree of the SCR catalyst of 200 ° C. The compensation coefficient ηk_nox_lnt (k) is calculated by retrieving, for example, the table according to FIG 7 wherein the NOx accumulation rate Rt_st_nox_hat (k-1) of the LNT catalyst calculated in the previous calculation (see formula (5) given below) serves as a function argument. 7 shows how the newly accumulated amount of NOx in the LNT catalyst decreases as the amount of NOx currently accumulated increases.

[Formel 3][Formula 3]

  • η_nox_lnt(k) = η_nox_lnt_base(k)·ηk_nox_lnt(k) (3)η_nox_lnt (k) = η_nox_lnt_base (k) · ηk_nox_lnt (k) (3)

Die NOx-Menge St_nox_hat(k) im LNT-Katalysator errechnet sich gemäß Formel (4) mittels Limitierens der gemäß dem vorgenannten Rechenvorgang errechneten vorläufigen NOx-Menge St_nox_hat_tmp(k) im LNT-Katalysator. Gemäß der Formel (4) liegt die minimal auffangbare NOx-Menge [NOx-Minimum] bei 0 und die maximal auffangbare NOx-Menge (St_nox_max(k)) [NOx-Maximum] bei der maximalen NOx-Menge [mg] im LNT-Katalysator, wobei sich das Maximum mittels Abrufens etwa der Tabelle gemäß 9 errechnet, und als Funktionsargument die ermittelte Temperatur Lnt_tmp(k) des LNT-Katalysators dient. 8 zeigt wie die im LNT-Katalysator maximal anhäufbare NOx-Menge mit Zunahme der Temperatur des LNT-Katalysators abnimmt. [Formel 4]

Figure DE102016200207A1_0004
The amount of NOx St_nox_hat (k) in the LNT catalyst is calculated according to formula (4) by means of limiting the calculated according to the aforementioned calculation provisional NOx amount St_nox_hat_tmp (k) in the LNT catalyst. According to the formula (4), the minimum trappable NOx amount [NOx minimum] is 0, and the maximum trappable NOx amount (St_nox_max (k)) [NOx maximum] at the maximum NOx amount [mg] in the LNT Catalyst, wherein the maximum by retrieving about the table according to 9 calculated as a function argument, the determined temperature Lnt_tmp (k) of the LNT catalyst is used. 8th shows how the maximum amount of NOx that can be accumulated in the LNT catalyst decreases as the temperature of the LNT catalyst increases. [Formula 4]
Figure DE102016200207A1_0004

5 zeigt wie sich in S4 mittels der FI-ECU die NOx-Anhäufrate (Verhältnis von im LNT-Katalysator maximal auffangbarer zu tatsächlich angehäufter NOx-Menge) [%] im LNT-Katalysator Rt_st_nox_hat(k) errechnet. Dabei errechnet sich die NOx-Anhäufrate Rt_st_nox_hat(k) nach der unten genannten Formel (5) mittels Dividierens der tatsächlich angehäuften NOx-Menge (St_nox_hat(k)) durch das NOx-Maximum (St_nox_max(k)) errechnet. 5 shows how in S4 by means of the FI-ECU, the NOx accumulation rate (ratio of maximum trappable in the LNT catalyst NOx to actually accumulated amount of NOx) [%] in the LNT catalyst Rt_st_nox_hat (k) calculated. In this case, the NOx accumulation rate Rt_st_nox_hat (k) is calculated according to the below-mentioned formula (5) by dividing the actually accumulated NOx amount (St_nox_hat (k)) by the NOx maximum (St_nox_max (k)).

[Formel 5][Formula 5]

  • Rt_st_nox_hat(k) = St_nox_hat(k)/St_nox_max(k) (5)Rt_st_nox_hat (k) = St_nox_hat (k) / St_nox_max (k) (5)

In S5 bestimmt die FI-ECU, ob der richtige Zeitpunkt zum Erhitzen des SCR-Katalysators gekommen ist. Falls ja, erhält das Wärmeregelungs-Flag F_heat(k) den Wert 1, ansonsten 0.In S5, the FI-ECU determines if the right time to heat the SCR catalyst has arrived. If yes, the heat control flag F_heat (k) gets the value 1, otherwise 0.

In S6 bestimmt die FI-ECU, ob der richtige Zeitpunkt zum Reduzieren des LNT-Katalysators gekommen ist, d. h. ob, wie bereits erwähnt, der richtige Zeitpunkt zum Einleiten des DeNOx-Betriebs zur Reduktion der im LNT-Katalysator angehäuften NOx-Menge gekommen ist. Falls ja, erhält das Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k) den Wert 1, ansonsten 0. Im Folgenden sollen die genaue RechenVorgehen der Prozesse in S6 erläutert werden.In S6, the FI-ECU determines whether the right time to reduce the LNT catalyst has come, i. H. whether, as already mentioned, the right time to initiate DeNOx operation has come to reducing the amount of NOx accumulated in the LNT catalyst. If yes, the reduction control flag F_denox_mode (k) is given the value 1, otherwise 0. In the following, the exact calculation procedures of the processes in S6 are explained.

Das Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k) erhält gemäß der unten genannten Formel (6) den Wert 1, wenn sämtliche F_denox_cond(k), F_denox_st(k), F_denox_etrq(k) und F_denox_tscr(k) den Wert 1 haben, ansonsten erhält das Flag den Wert 0. Mit anderen Worten wird der DeNOx-Betrieb zur NOx-Reduktion im LNT-Katalysator nur dann eingeleitet, wenn die vorgenannten vier Voraussetzungen gegeben sind. Im Folgenden sollen diese vier Voraussetzungen genauer erläutert werden. [Formel 6]

Figure DE102016200207A1_0005
The reduction control flag F_denox_mode (k) obtains the value 1 according to the below-mentioned formula (6) when all the F_denox_cond (k), F_denox_st (k), F_denox_etrq (k), and F_denox_tscr (k) have the value 1; Flag, the value 0. In other words, the DeNOx operation for NOx reduction in the LNT catalyst is initiated only if the aforementioned four requirements are met. In the following, these four requirements will be explained in more detail. [Formula 6]
Figure DE102016200207A1_0005

F_denox_cond zeigt an, ob die für die Reduktion vorausgesetzte Temperatur des LNT-Katalysators gegeben ist. Ist die Temperatur des LNT-Katalysators zu niedrig, bleibt eine NOx-Reduktion trotz Aussetzens des LNT-Katalysators an die reduzierende Atmosphäre aus. Die Temperatur Lnt_tmp(k) des LNT-Katalysators wird nach der unten angebenen Formel (7) von der FI-ECU errechnet. Erreicht oder übersteigt die Temperatur die bestimmte DeNOx-Anfangstemperatur LNT_TNP_ACT (z. B. 190°C), erhält F_denox_cond(k) den Wert 1, ansonsten 0. [Formel 7]

Figure DE102016200207A1_0006
F_denox_cond indicates whether the temperature of the LNT catalyst assumed for the reduction is given. If the temperature of the LNT catalyst is too low, NO x reduction will occur despite exposure of the LNT catalyst to the reducing atmosphere. The temperature Lnt_tmp (k) of the LNT catalyst is calculated by the FI-ECU according to the formula (7) given below. If the temperature reaches or exceeds the determined DeNOx start temperature LNT_TNP_ACT (eg 190 ° C.), F_denox_cond (k) is given the value 1, otherwise 0. [Formula 7]
Figure DE102016200207A1_0006

F_denox_st zeigt an, ob die vorausgesetzte angehäufte NOx-Menge im LNT-Katalysator gegeben ist. Liegt NOx nur geringfügig im LNT-Katalysator vor und ist die NOx-Reduktionsrate nur unmerklich abgeschwächt, besteht keine sonderliche Notwendigkeit für den DeNOx-Betrieb. Die FI-ECU bestimmt gemäß Formel (8) F_denox_st(k) mittels Vergleichens der NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators Rt_st_nox_hat(k) zu den Schwellwerten RT_REG_REQ und RT_REG_DON. RT_REG_REQ steht für den Schwellwert, bspw. 0.7, an dem entschieden wird, dass der Reduktionsprozess vorzunehmen ist. Ähnlich steht RT_REG_DON für den Schwellwert, bspw. 0.4, bei dem entschieden wird, dass der Reduktionsprozess zu beenden ist. Auf diese Weise wird der Reduktionsprozess begonnen, sobald die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators über RT_REG_REQ steigt, und endet, wenn anschließend die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators unter RT_REG_DON sinkt. [Formel 8]

Figure DE102016200207A1_0007
F_denox_st indicates whether the presumed accumulated amount of NOx in the LNT catalyst is given. If NOx is only slightly present in the LNT catalyst and the NOx reduction rate is only slightly attenuated, there is no particular need for DeNOx operation. The FI-ECU determines according to formula (8) F_denox_st (k) by comparing the NOx accumulation rate of the LNT catalyst Rt_st_nox_hat (k) to the thresholds RT_REG_REQ and RT_REG_DON. RT_REG_REQ stands for the threshold value, eg 0.7, at which it is decided that the reduction process is to be carried out. Similarly, RT_REG_DON stands for the threshold, for example, 0.4, at which it is decided that the reduction process is to be ended. In this way, the reduction process is started as soon as the NOx accumulation rate of the LNT catalyst rises above RT_REG_REQ, and ends when subsequently the NOx accumulation rate of the LNT catalyst decreases below RT_REG_DON. [Formula 8]
Figure DE102016200207A1_0007

F_denox_etrq zeigt an, ob der vorausgesetzte Motorbetrieb gegeben ist. Befindet sich der Motor bspw. im Niedriglastbetrieb (z. B. im Leerlauf) und ist die Abgasmenge nur äußerst gering, lässt sich NOx im DeNOx-Betrieb nicht effektiv reduzieren. Ist der Motor im Niedriglastbetrieb und ist die ausgestoße NOx-Menge gering, besteht keine sonderliche Notwendigkeit den Reduktionsprozess des LNT-Katalysators aktiv herbeizuführen. Die FI-ECU erfasst gemäß Formel (9) basierend auf den Ermittlungen eines nicht abgebildeten Beschleunigungsöffnungssensors das vom Fahrer verlangte Drehmoment Drv_eng_trq(k), und ermittelt F_denox_etrq(k) mittels Vergleichens von Drv_eng_trq(k) zu einem bestimmten Schwellwert ENG_TRQ_REGEN (z. B. 150 Nm). Vorliegend wurde zur Feststellung von F_denox_etrq(k) das vom Fahrer verlangte Drehmoment als das Funktionsargument verwendet, jedoch kommen auch sonstige Funktionsargumente dafür in Betracht. Ein entsprechendes Funktionsargument kann jeder Parameter sein, der annähernd im proportionalen Verhältnis zur Motorbelastung steht, bspw. die tatsächliche Motorbelastung, Treibstoffeinspritzmenge, Einsaugmenge und Einsaugdruck. [Formel 9]

Figure DE102016200207A1_0008
F_denox_etrq indicates whether the presumed engine operation is given. For example, if the engine is in low-load operation (eg, at idle) and the amount of exhaust gas is extremely low, NOx can not be effectively reduced in DeNOx operation. When the engine is in low-load operation and the amount of NOx discharged is small, there is no particular need to actively carry out the reduction process of the LNT catalyst. According to formula (9), the FI-ECU detects the driver-requested torque Drv_eng_trq (k) based on the determinations of an unillustrated accelerometer sensor and determines F_denox_etrq (k) by comparing Drv_eng_trq (k) to a predetermined threshold ENG_TRQ_REGEN (e.g. 150 Nm). In the present case, the torque requested by the driver was used as the function argument to determine F_denox_etrq (k), but other function arguments are also possible. A corresponding function argument may be any parameter that is approximately proportional to the engine load, such as the actual engine load, fuel injection amount, intake and intake pressure. [Formula 9]
Figure DE102016200207A1_0008

F_denox_tscr zeigt an, ob die für die LNT-Reduktion vorausgesetzte Temperatur des SCR-Katalysators gegeben ist. Da sich F_denox_tscr nicht nach der Temperatur des LTN-Katalysators sondern nach der SCR-Temperatur richtet, ist F_denox_tscr unabhängig von vorgenanntem F_denox_cond. Sind die vorgenannten drei Voraussetzungen der Formeln (7) bis (9) gegeben, lässt sich die im LNT-Katalysator angehäufte NOx-Menge effektiv im DeNOx-Betrieb reduzieren und mittels des LNT-Katalysators das NOx aus dem Abgas entfernen. Wird jedoch mittels des LNT-Katalysators reduziert selbst wenn das Abgas bereits mittels des SCR-Katalysators von NOx gereinigt wird, kommt es zum Mehrverbrauch, dem ein lediglich geringer Anstieg der NOx-Reduktionsrate des gesamten Systems gegenübersteht und Ressourcen werden somit verschwendet. Um dem zu begegnen, ermittelt die FI-ECU gemäß Formel (10) die Temperatur des SCR-Katalysators Scr_tmp(k), vergleicht die ermittelte Temperatur zum Schwellwert SCR_LNT_MODE_TMP und bestimmt F_denox_tscr(k). Im Einzelnen wird F_DeNOx_tscr(k) von der FI-ECU auf 1 bestimmt (d. h. der DeNOx-Betrieb gestattet), wenn Scr_tmp(k) bei oder unterhalb des Schwellwerts SCR_LNT_MODE_TMP liegt der innerhalb des Temperaturbereichs bestimmt ist worin NOx im Abgas mittels des SCR-Katalysators reduzierbar ist. Genauso wird F_DeNOx_tscr(k) von der FI-ECU auf 0 bestimmt (d. h. der DeNOx-Betrieb untersagt), wenn Scr_tmp(k) höher als der Schwellwert SCR_LNT_MODE_TMP liegt. [Formel 10]

Figure DE102016200207A1_0009
F_denox_tscr indicates whether the temperature of the SCR catalyst assumed for LNT reduction is given. Since F_denox_tscr does not depend on the temperature of the LTN catalyst but on the SCR temperature, F_denox_tscr is independent of the abovementioned F_denox_cond. Given the aforementioned three prerequisites of formulas (7) to (9), the amount of NOx accumulated in the LNT catalyst can be effectively reduced in DeNOx mode and the NOx removed from the exhaust gas by the LNT catalyst. However, if it is reduced by means of the LNT catalyst even if the exhaust gas is already purified by the SCR catalyst of NOx, there is an increase in consumption, which is only a small increase in the NOx reduction rate of the entire system and resources are wasted. To counteract this, the FI-ECU determines the temperature of the SCR catalyst Scr_tmp (k) according to formula (10), compares the determined temperature to the threshold value SCR_LNT_MODE_TMP and determines F_denox_tscr (k). Specifically, F_DeNOx_tscr (k) is determined to be 1 by the FI-ECU (ie, DeNOx operation permitted) if Scr_tmp (k) is at or below the threshold SCR_LNT_MODE_TMP determined within the temperature range where NOx in the exhaust gas is controlled by the SCR. Catalyst is reducible. Similarly, F_DeNOx_tscr (k) is determined by the FI-ECU to be 0 (ie, DeNOx prohibited) if Scr_tmp (k) is higher than the SCR_LNT_MODE_TMP threshold. [Formula 10]
Figure DE102016200207A1_0009

Der Schwellwert SCR_LNT_MODE_TMP der SCR-Temperatur gemäß Formel (10) dient der Feststellung, ob der LNT-Katalysator zur Reduktion notwendig ist. Zwar wird sowohl mittels des LNT- als auch des SCR-Katalysators NOx reduziert wenn die SCR-Temperatur unter SCR_LNT_MODE_TMP liegt, doch wird schwerpunktmäßig mittels des SCR- anstatt des LNT-Katalysators NOx reduziert wenn die SCR-Temperatur bei oder über SCR_LNT_MODE_TMP liegt. Man merkt, dass der Schwellwert SCR_LNT_MODE_TMP demnach die Funktion erfüllt, zwischen der Methode zur Abgasreinigung, wonach NOx mittels sowohl des LNT- als auch des SCR-Katalysators reduziert wird, und der Methode zur Abgasreinigung, wonach überwiegend mittels des SCR-Katalysators NOx reduziert wird, zu wechseln. SCR_LNT_MODE_TMP beschreibt somit den Schwellwert der Schalttemperatur.The threshold value SCR_LNT_MODE_TMP of the SCR temperature according to formula (10) serves to determine whether the LNT catalyst is necessary for the reduction. Although NOx is reduced by both the LNT and SCR catalysts when the SCR temperature is below SCR_LNT_MODE_TMP, NOx is primarily reduced by the SCR instead of the LNT catalyst when the SCR temperature is at or above SCR_LNT_MODE_TMP. It can thus be seen that the threshold value SCR_LNT_MODE_TMP therefore fulfills the function between the method for exhaust gas purification, after which NOx is reduced by means of both the LNT and the SCR catalyst, and the method for exhaust gas purification, after which NOx is reduced predominantly by means of the SCR catalytic converter , switch. SCR_LNT_MODE_TMP thus describes the threshold value of the switching temperature.

Die Schalttemperatur liegt, wie bereits erwähnt, im Temperaturbereich wo NOx mittels des SCR-Katalysators reduziert wird. Im selben Temperaturbereich wird NOx aus dem Abgas mittels des bis dahin angehäuften NH3 oder des durch die Hydrolyse des Urea/Wasser-Gemischs neu entstandenen NH3 entfernt. Jedoch sinkt bei längeren innerstädtischen Fahrten unter niedriger Motorbelastung oder längeren Ausflügen bei Geschwindigkeiten zwischen 60 und 80 km/h die Temperatur des SCR-Katalysators auf einen Stand ab, wo es zu Ablagerungen des Urea/Wasser-Gemischs kommen kann. Deshalb wird in dem Fall mittels der DCU-getätigten Urea/Wasser-Spritzsteuerung ein Einspritzen des Urea/Wasser-Gemischs unterdrückt und so verhindert, dass sich Ablagerungen des Urea/Wasser-Gemischs bilden. Wird die Urea/Wasser-Einspritzung unterdrückt wird das bis dahin angehäufte NH3 als Reduktionsmittel verwendet sodass auf lange Sicht NOx nicht mittels des SCR-Katalysators reduziert werden kann (siehe etwa 3, zweiter Absatz von oben). Um also zu verhindern, dass die LNT- und SCR-Katalysator an NOx-Reduktionsrate einbüßen, wird die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP oberhalb der Temperatur wobei Ablagerungen des mittels der Urea/Wasser-Einspritzdüsen gespritzten Urea/Wasser-Gemischs entstehen können angesiedelt. So lässt sich eine Urea/Wasser-Einspritzung unterdrücken und Ablagerungen vermeiden ohne dabei die NOx-Reduktionsrate des gesamten Systems zu beeinträchtigen.The switching temperature is, as already mentioned, in the temperature range where NOx is reduced by means of the SCR catalyst. In the same temperature range, NOx is removed from the exhaust gas by means of the hitherto accumulated NH 3 or of the newly formed by the hydrolysis of the urea / water mixture NH 3. However, for longer urban journeys under low engine load or longer excursions at speeds between 60 and 80 km / h, the temperature of the SCR catalyst drops to a level where deposits of the urea / water mixture can occur. Therefore, in the case by means of the DCU urea / water spray control, injection of the urea / water mixture is suppressed, thus preventing deposits of the urea / water mixture from forming. If the urea / water injection is suppressed, the NH 3 accumulated until then is used as the reducing agent, so that in the long term NOx can not be reduced by means of the SCR catalyst (see, for example, US Pat 3 second paragraph from above). Thus, to prevent the LNT and SCR catalyst from losing NOx reduction rate, the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP will settle above the temperature allowing deposits of the urea / water mixture sprayed by the urea / water injectors to be formed. This can suppress urea / water injection and avoid sedimentation without compromising the NOx reduction rate of the entire system.

5 zeigt, wie die Betriebsart von der FI-ECU, unter Berücksichtigung der gemäß den vorgenannten Schritten (siehe S7 und S8) ermittelten Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k) und Wärmeregelungs-Flag F_heat(k), bestimmt wird. Haben sowohl F_denox_mode(k) als auch F_heat(k) den Wert 0, wird der arme Betrieb gewählt (siehe S9). Hat F_denox_mode(k) den Wert 0 aber F_heat(k) den Wert 1, wird der erhitzte Betrieb mittels dessen die NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators zügig ansteigt (siehe S10), gewählt, während bei F_denox_mode(k) mit dem Wert 1 der DeNOx-Betrieb mittels dessen die NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators zügig ansteigt (siehe S11) gewählt wird. Hat F_denox_mode(k) demnach den Wert 1, wird der DeNOx-Betrieb unabhängig von F_heat(k) gewählt, da, wie bereits erwähnt, im DeNOx-Betrieb die Temperaturen im Abgaskanal höher liegen als im Betrieb unter einem armen Luftverhältnis und so ein Teil der Funktion des erhitzten Betriebs mitübernommen wird. 5 Fig. 14 shows how the operation mode of the FI-ECU is determined in consideration of the reduction control flag F_denox_mode (k) and the thermal control flag F_heat (k) obtained in accordance with the aforementioned steps (see S7 and S8). If both F_denox_mode (k) and F_heat (k) have the value 0, the poor mode is selected (see S9). If F_denox_mode (k) has the value 0 but F_heat (k) the value 1, the heated operation by means of which the NOx reduction rate of the SCR catalyst rapidly increases (see S10) is selected, while with F_denox_mode (k) the value is 1 the DeNOx operation by means of which the NOx reduction rate of the LNT catalyst rises rapidly (see S11) is selected. If F_denox_mode (k) therefore has the value 1, DeNOx operation is selected independently of F_heat (k) since, as already mentioned, the temperatures in the exhaust duct are higher in DeNOx operation than in operation under a poor air ratio and so on the function of the heated operation is taken over.

9 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgehen der Heizermittlung zeigt. Wie im Folgenden erläutert, wird durch die Heizermittlung gemäß 9 je nach der Temperatur des SCR-Katalysators und der NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators festgestellt, ob der geheize Betrieb zum Auferhitzen des SCR-Katalysators eingeleitet werden soll. 9 is a flow chart showing the procedure of the heater detection. As explained below, heating is determined according to 9 depending on the temperature of the SCR catalyst and the NOx accumulation rate of the LNT catalyst, whether the heated operation for heating the SCR catalyst is to be initiated.

In S21 ermittelt die FI-ECU die Temperatur des SCR-Katalysators Scr_tmp(k) und stellt fest, ob Scr_tmp(k) gleich oder geringer als die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP ist. In S22 ermittelt die FI-ECU die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators Rt_st_nox_hat(k) und stellt fest, ob Rt_st_nox_hat(k) gleich oder geringer als der Schwellwert ab dem zu erhitzen ist RT_ST_NOX_HUP ist. Damit ist der Wert (bspw. 0.8) gemeint, der über dem Schwellwert ab dem zu reduzieren ist RT_REG_REQ, liegt.In S21, the FI-ECU determines the temperature of the SCR catalyst Scr_tmp (k) and determines whether Scr_tmp (k) is equal to or less than the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP. In S22, the FI-ECU determines the NOx accumulation rate of the LNT catalyst Rt_st_nox_hat (k) and determines whether Rt_st_nox_hat (k) is equal to or less than the threshold value from which to heat RT_ST_NOX_HUP. This refers to the value (eg, 0.8) that is above the threshold from which RT_REG_REQ is to be reduced.

Lautete die Feststellung in S21 und S22 „YES” bzw. ist die Temperatur des SCR-Katalysators gleich oder geringer als die Schalttemperatur, und ist die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators gleich oder über dem Schwellwert ab dem zu erhitzen ist, bestimmt die FI-ECU, dass der SCR-Katalysator zu erhitzen ist und teilt dem Wärmeregelungs-Flag F_heat(k) den Wert 1 zu (siehe S23), um so den erhitzten Betrieb zu veranlassen (siehe S10 in 5). Ähnlich, lautete die Feststellung in S21 oder S22 „NO”, bestimmt die FI-ECU, dass der SCR-Katalysator nicht zu erhitzen ist und teilt F_heat(k) den Wert 0 zu (siehe S24), um so den erhitzten Betrieb zu untersagen.If the determination in S21 and S22 is "YES", or the temperature of the SCR catalyst is equal to or lower than the switching temperature, and the NOx accumulation rate of the LNT catalyst is equal to or above the threshold value from which to be heated, the FI determines ECU that the SCR catalyst is to be heated, and assigns the value 1 to the heat management flag F_heat (k) (see S23) so as to cause the heated operation (see S10 in FIG 5 ). Similarly, the determination in S21 or S22 is "NO", the FI-ECU determines that the SCR catalyst is not to be heated, and assigns the value 0 to F_heat (k) (see S24) so as to prohibit the heated operation ,

Gemäß dem vorgenannten Vorgehen zur Bestimmung ob zu erhitzen ist, wird der erhitzte Betrieb veranlasst, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators unterhalb der Schalttemperatur und die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators über dem Schwellwert, ab dem erhitzt wird, liegt. Dabei wird der Schwellwert, ab dem zu erhitzen ist, wie bereits erwähnt, höher bestimmt als der Schwellwert ab dem zu reduzieren ist. Da ein Reduzieren des LNT-Katalysators zugelassen wird, wenn, wie bereits unter Bezugnahme auf 5 erläutert, die Temperatur des SCR-Katalysators unterhalb der Schalttemperatur liegt, kann es nicht passieren, dass die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators den Schwellwert, ab dem erhitzt wird, übersteigt. Angenommen, gemäß 9 soll der SCR-Katalysator erhitzt werden, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators, aus welchem Grund auch immer, nachdem die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators, während ein Reduzieren des LNT-Katalysators untersagt ist, den Schwellwert ab dem zu erhitzen ist, übersteigt, unter die Schalttemperatur sinkt. In diesem Fall stellt die FI-ECU fest, dass es besser ist, anstatt den LNT-Katalysator nachdrücklich zu reduzieren und die NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators zu regenerieren, die Temperatur des SCR-Katalysators zu erhöhen und die NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators zu regenerieren, und teilt somit dem Wärmeregelungs-Flag F_heat(k) den Wert 1 zu.According to the above procedure for determining whether to heat, the heated operation is caused when the temperature of the SCR catalyst is below the switching temperature and the NOx accumulation rate of the LNT catalyst is above the threshold value from which it is heated. In this case, as already mentioned, the threshold value from which to heat is determined to be higher than the threshold value from which it is to be reduced. As a reduction of the LNT catalyst is allowed, if, as already with reference to 5 As explained, the temperature of the SCR catalyst is below the switching temperature, it can not happen that the NOx accumulation rate of the LNT catalyst exceeds the threshold value from which is heated. Suppose, according to 9 should the SCR catalyst be heated if the temperature of the SCR catalyst, for whatever reason, after the NOx accumulation rate of the LNT catalyst is prohibited, while reducing the LNT catalyst is prohibited, the threshold value from being heated, exceeds, falls below the switching temperature. In this case, the FI-ECU determines that it is better, instead of vigorously reducing the LNT catalyst and regenerating the NOx reduction rate of the LNT catalyst, increasing the temperature of the SCR catalyst, and the NOx reduction rate of the SCR Regenerate the catalyst, and thus assigns the value 1 to the heat control flag F_heat (k).

Der nachfolgende Abschnitt befasst sich mit den Resultaten des Abgasreinigungssystems gemäß der vorgenannten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The following section deals with the results of the exhaust gas purification system according to the aforementioned embodiment of the present invention.

10 ist eine Ansicht, die – in Bezug auf das Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches in ein Fahrzeug montiert wurde, das mit demselben Fahrtmuster gemäß 3 fuhr – die Veränderungen in der Temperatur des SCR-Katalysators, im Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode, in der NOx-Reduktionssrate des gesamten Systems, sowie in der Fahrtgeschwindigkeit zeigt. In 10 wurde die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP auf 200°C festgesetzt, welches einerseits im Temperaturbereich angesetzt ist worin NOx mittels des SCR-Katalysators reduzierbar ist, andererseits derart hoch liegt, dass es zu keinen Ablagerungen des Urea/Wasser-Gemischs kommt. Um einen Vergleich zum herkömmlichen Abgasreinigungssystem gemäß 3 und 4 zu vereinfachen, wurde der erhitzte Betrieb selbst dann vermieden, wenn die Temperaturen des SCR-Katalysators abfielen, sodass das Wärmeregelungs-Flag F_heat(k) stets den Wert 0 hatte. 11 zeigt eine Ansicht, die das Verhältnis von Mehrverbrauch zu Gesamt-NOx-Ausstoßmenge bei einer Fahrt gemäß dem Fahrtmuster nach 10 zeigt. 10 FIG. 10 is a view showing, with respect to the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, which has been mounted on a vehicle, the same driving pattern as that of FIG 3 - shows the changes in the temperature of the SCR catalyst, in the reduction control flag F_denox_mode, in the NOx reduction rate of the entire system, and in the running speed. In 10 the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP was set to 200 ° C, which is set on the one hand in the temperature range in which NOx is reducible by means of the SCR catalyst, on the other hand so high that there are no deposits of urea / water mixture. To a comparison with the conventional emission control system according to 3 and 4 To simplify, the heated operation was avoided even if the temperatures of the SCR catalyst dropped, so that the heat control flag F_heat (k) always had the value 0. 11 FIG. 12 is a view showing the ratio of excess consumption to total NOx discharge amount when driving according to the driving pattern. FIG 10 shows.

10 zeigt, wie sich während der Fahrt die Temperaturen des SCR-Katalysators der Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP „anschmiegen” und stellenweise übersteigen. Geschieht letzteres, erhält das Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k) den Wert 0 und der DeNOx-Betrieb wird unterdrückt. Somit hat das Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k), insbesondere im Hochlastbetrieb, wie der gestrichelten Linie in 10 zu entnehmen ist, über lange Zeit hinweg den Wert 0. Im Ergebnis wurde mittels des Einschränkens des DeNOx-Betriebs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein geringerer Mehrverbrauch im Abgasreinigungssystem erzielt als im dritten Abgasreinigungssystem. 10 shows how during driving the temperatures of the SCR catalytic converter "snuggle up" and locally exceed the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP. If the latter happens, the reduction control flag F_denox_mode (k) gets the value 0 and the DeNOx operation is suppressed. Thus, the reduction control flag F_denox_mode (k), particularly in high load operation, has the dashed line in FIG 10 can be seen, over a long time the value 0. As a result, by Restrict of DeNOx operation according to the embodiment of the present invention achieves lower excess consumption in the exhaust gas purification system than in the third exhaust gas purification system.

Ferner wurde im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP im Temperaturbereich bestimmt worin NOx mittels des SCR-Katalysators reduzierbar ist. Anders ausgedrückt, lässt sich NOx mittels des SCR-Katalysators in der Zeit reduzieren, in der die Temperaturen des SCR-Katalysators die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE übersteigen und der DeNOx-Betrieb untersagt ist. Wird also der DeNOx-Betrieb untersagt und die NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators sinkt ab, wird dieses Absinken durch die hohe NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators in ausreichendem Ausmaß kompensiert, und insofern unterscheidet sich die NOx-Reduktionssrate im Hochlastbetrieb gemäß 10 kaum vom dritte Abgasreinigungssystem gemäß 3. Im Ergebnis generierte das Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine nur geringfügig größere Gesamt-NOx-Ausstoßmenge, während der Mehrverbrauch gedrosselt wurde. Dass dabei die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge gegenüber dem dritten Abgasreinigungssystem geringfügig höher lag, liegt daran, dass die exzessive NOx-Reduktionsrate im Hochlastbetrieb wegen Beschränkens des DeNOx-Betriebs absinkt auf die NOx-Reduktionsrate des Systems das sich lediglich des SCR-Katalysators bedient.Further, in the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP was determined in the temperature range in which NOx is reducible by the SCR catalyst. In other words, NOx can be reduced by means of the SCR catalyst in the time in which the temperatures of the SCR catalyst exceed the switching temperature SCR_LNT_MODE and the DeNOx operation is prohibited. Thus, if the DeNOx operation is prohibited and the NOx reduction rate of the LNT catalyst decreases, this decrease is sufficiently compensated by the high NOx reduction rate of the SCR catalyst, and thus the NOx reduction rate in the high load operation differs according to 10 hardly from the third emission control system according to 3 , As a result, the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention generated only a slightly larger total NOx discharge amount while throttling the excess consumption. The fact that the total NOx discharge amount was slightly higher than the third exhaust gas purification system is because the excessive NOx reduction rate in high-load operation decreases due to restricting the DeNOx operation to the NOx reduction rate of the system using only the SCR catalyst.

11 zeigt den als Strichpunkt-Linie kenntlich gemachten Verlauf des Verhältnisses der Gesamt-NOx-Ausstoßmenge zum Mehrverbrauch (im Folgenden „Marke”) bei fortlaufender Veränderung der Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP. Wird die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP herabgesenkt, merkt man, wie die Häufigkeit des DeNOx-Betriebs bzw. des Einsatzes des LNT-Katalysators abnimmt, und das Abgasreinigungssystem sich dem zweiten, sich lediglich des SCR-Katalysators bedienenden Abgasreinigungssystem, annähert. Nun wird im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP als der Schwellwert bestimmt, und der Einsatz des LNT-Katalysators wird im Hochlastbetrieb, der geeignet ist für die NOx-Reduktion mittels des SCR-Katalysators, gedrosselt. Wird die Temperatur dann herabgesenkt, wandert entsprechend 11 die Marke des Abgasreinigungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Marke des dritten Abgasreinigungssystems zur Marke des zweiten Abgasreinigungssystems ohne dabei insgesamt sonderlich mehr NOx auszustoßen. Mit anderen Worten, es lässt sich nicht behaupten, dass die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge schlechterdings im selben Verhältnis zunahm, wie der Mehrverbrauch auf der anderen Seite abnahm. 11 shows the indicated as a dash-dot line course of the ratio of the total NOx emission amount to the additional consumption (hereinafter "brand") with continuous change of the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP. If the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP is lowered, one notices how the frequency of DeNOx operation or the use of the LNT catalyst decreases, and the exhaust gas purification system approaches the second, only the SCR catalyst-based exhaust gas purification system. Now, in the exhaust gas purifying system according to the embodiment of the present invention, the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP is determined as the threshold value, and the use of the LNT catalyst is throttled in the high load operation suitable for NOx reduction by means of the SCR catalyst. If the temperature is then lowered, moves accordingly 11 the mark of the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention from the brand of the third exhaust gas purification system to the brand of the second exhaust gas purification system without emitting a total of more NOx in total. In other words, it can not be said that the total amount of NOx emissions increased in the same proportion as the excess consumption on the other side decreased.

Es soll näher erläutert werden, wieso die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge auf ein Mindestmaß beschränkbar ist. Wie unter Bezugnahme auf 1 bereits erläutert, verhält sich der Temperaturverlauf des SCR-Katalysators safter als der des LNT-Katalysators. Somit verhält sich auch, wenn die Temperaturen sinken, der Verlauf der NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators sanfter als der Verlauf der NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators. Zusätzlich besitzt der SCR-Katalysator die Eigenschaft, NH3 aufzufangen, sodass die NOx-Reduktionsrate des SCR-Katalysators nicht unbedingt abnehmen muss, nur weil, bedingt durch den Abfall der Temperatur des SCR-Katalysators, die Urea/Wasser-Einspritzung ausbleibt. Zugleich ist mittels des LNT-Katalysators bei einer hohen NOx-Anhäufrate keine ausreichende NOx-Reduktionsrate erzielbar. Deshalb kann es passieren, dass der LNT-Katalysator, wenn der DeNOx-Betrieb als Folge dessen, dass die Temperatur des SCR-Katalysators unter die Schalttemperatur sinkt, gestattet wird, die anzunehmende NOx-Reduktionsrate schlechterdings nicht erzielt. Insbesondere wenn der DeNOx-Betrieb lange Zeit ausbleibt und die im LNT-Katalysator angehäufte NOx-Menge ihr Maximum erreicht, sinkt oftmals die NOx-Reduktionsrate sichtbar. Bis danach das angehäufte NOx im LNT-Katalysator ausreichend reduziert wurde, lässt sich mit dem LNT-Katalysator keine ausreichende NOx-Reduktionsrate erzielen. Dagegen ist es im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, ein steiles Absinken der Gesamt-NOx-Reduktionsrate nach dem Wechsel in den DeNOx-Betrieb bis zur Regeneration der NOx-Reduktionsrate des LNT-Katalysators mittels Verzögerns der Temperaturveränderung zu verhindern. Mit anderen Worten wird es mittels Verzögerns des Temperaturabfalls des SCR-Katalysators ermöglicht, den DeNOx-Betrieb für den LNT-Katalysator lange genug aufrechtzuerhalten.It will be explained in more detail why the total NOx emission amount can be limited to a minimum. As with reference to 1 already explained, the temperature profile of the SCR catalyst behaves safter than that of the LNT catalyst. Thus, even when the temperatures decrease, the course of the NOx reduction rate of the SCR catalyst behaves more gently than the course of the NOx reduction rate of the LNT catalyst. In addition, the SCR catalyst has the property of trapping NH 3 , so that the NO x reduction rate of the SCR catalyst does not necessarily decrease just because urea / water injection fails due to the drop in the temperature of the SCR catalyst. At the same time, a sufficient NOx reduction rate can not be achieved by means of the LNT catalyst at a high NOx accumulation rate. Therefore, if the DeNOx operation is permitted as a result of the temperature of the SCR catalyst falling below the switching temperature, the LNT catalyst may simply fail to achieve the supposed NOx reduction rate. In particular, when the DeNOx operation fails for a long time and the amount of NOx accumulated in the LNT catalyst reaches its maximum, the NOx reduction rate often drops visibly. Until then, the accumulated NOx in the LNT catalyst has been sufficiently reduced, the LNT catalyst can not achieve a sufficient NOx reduction rate. In contrast, in the exhaust gas purifying system according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent a steep decrease in the total NOx reduction rate after switching to DeNOx operation until regeneration of the NOx reduction rate of the LNT catalyst by retarding the temperature change. In other words, by delaying the temperature drop of the SCR catalyst, it is possible to sustain DeNOx operation for the LNT catalyst long enough.

Der folgende Abschnitt befasst sich mit dem Abgasreinigungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Was das Vorgehen zur Bestimmung der Betriebsart des Motors anbelangt, unterscheidet sich das Abgasreinigungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform vom vorgenannten Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The following section deals with the exhaust gas purification system according to a second embodiment of the present invention. As for the procedure for determining the operation mode of the engine, the exhaust gas purification system according to the second embodiment differs from the aforementioned exhaust gas purification system according to the first embodiment of the present invention.

12 ist ein Flussdiagramm, das das Vorgehen zur Bestimmung der Betriebsart im Abgasreinigungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Von sämtlichen Schritten S31 bis S42 des Prozesses gemäß 12 entsprechen S31 bis S35 und S37 bis S41 jeweils den Schritten S1 bis S5 und S7 bis S11 des Prozesses gemäß 5, weshalb von deren Erläuterung im Folgenden abgesehen wird. Im Folgenden soll der Prozess in Schritt S42 gemäß 12, der in 5 noch nicht existierte, sowie S36, der aufgrund des Hinzutretens von S42 teilweise modifiziert wurde, erläutert werden. 12 FIG. 10 is a flowchart showing the procedure for determining the operation mode in the exhaust gas purification system according to the second embodiment of the present invention. FIG. From all steps S31 to S42 of the process according to 12 S31 to S35 and S37 to S41 correspond to the steps S1 to S5 and S7 to S11 of the process according to, respectively 5 Therefore, apart from their explanation in the following becomes. In the following, the process in step S42 according to 12 who in 5 not yet existing, as well as S36, which was partially modified due to the addition of S42.

In S42 errechnet die FI-ECU nach dem im Folgenden unter Heranziehung der 13 und 14 erläuterten Vorgehen den Wert des Fahrttyp-Erkennungsparameters Pre_delta_v(k). In S36 bstimmt die FI-ECU mittels Pre_delta_v(k) ob der für den DeNOx-Betrieb angemessene Zeitpunkt gekommen ist, und teilt, wenn ja, dem Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k) den Wert 1 zu, ansonsten den Wert 0.In S42, the FI-ECU calculates below, using the 13 and 14 explained approach the value of the driving type detection parameter Pre_delta_v (k). In S36, the FI-ECU tunes by means of Pre_delta_v (k) whether the time appropriate for the DeNOx operation has come, and if so, assigns the value 1 to the reduction control flag F_denox_mode (k), otherwise the value 0.

Das Vorgehen zur Errechnung des Fahrttyp-Erkennungsparameters Pre_delta_v(k) soll unter Heranziehung der 13 und 14 erläutert werden.The procedure for calculating the driving type recognition parameter Pre_delta_v (k) should be determined using the 13 and 14 be explained.

13 ist eine Ansicht, die den Grundgedanken, der hinter dem Fahrttyp-Erkennungsparameter liegt, zeigt. 13 FIG. 13 is a view showing the principle behind the travel type recognition parameter.

Der Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v zeigt den künftigen Fahrtzustand des Fahrzeugs. Stellt sich heraus, dass die künftige Fahrtgeschwindigkeit etwa dieselbe sein wird wie die gegenwärtige Fahrtgeschwindigkeit (gleichmäßiger Betrieb), erhält Pre_delta_v den Wert 0, falls die künftige Fahrtgeschwindigkeit höher als die gegenwärtige Fahrtgeschwindigkeit sein wird (Beschleunigung), erhält Pre_delta_v einen positiven Wert, und falls die künftige Fahrtgeschwindigkeit niedriger als die gegenwärtige Fahrtgeschwindigkeit sein wird (Tempoverringerung), erhält Pre_delta_v einen negativen Wert. Je nach Beschleunigung oder Tempoverringerung steigt oder sinkt auch die Temperatur des Katalysators im Abgaskanal, weshalb der Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v auch zur Festellung der Temperaturveränderungen des Katalysators dient.The driving type recognition parameter Pre_delta_v shows the future driving state of the vehicle. If it turns out that the future travel speed will be about the same as the current travel speed (steady state), Pre_delta_v will get the value 0, if the future travel speed will be higher than the current travel speed (acceleration), Pre_delta_v will get a positive value, and if If the future driving speed is lower than the current driving speed (speed reduction), Pre_delta_v will be given a negative value. Depending on the acceleration or the speed reduction, the temperature of the catalyst in the exhaust gas duct also increases or decreases, which is why the driving type detection parameter Pre_delta_v also serves to ascertain the temperature changes of the catalytic converter.

Pre_delta_v(k) wird von der FI-ECU, wie schematisch der 13 zu entnehmen ist, basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs errechnet. Im Einzelnen wird die Abschnitts-Durchschnitts fahrtgeschwindigkeit in einem bestimmten Fahrzyklus (im Folgenden „Abschnitts-Durchschnittsfahrtgeschwindigkeit Drv_ave”) in einen Ringpuffer abgelegt, und der Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v(k) mittels des Pufferwerts des nächsten n-Fahrzyklus (Drv_ave(0), Drv_ave(1), ... Drv_ave(n), wobei „n” beliebig wählbar ist und im Folgenden den Wert 5 erhält) gemäß der unten angebenen Formel (11) errechnet. Der Fahrzyklus ist die Zeit ab dem Anfahren bis zum Stillstand des Fahrzeugs. Sie ist ebenso die Fahrtzeit innerhalb des maximalen Berechnungszeitraums TM_DRV_MAX. [Formel 11]

Figure DE102016200207A1_0010
Pre_delta_v (k) is generated by the FI-ECU, as schematically the 13 is calculated based on the travel history of the vehicle calculated. Specifically, the section average cruising speed in a certain drive cycle (hereinafter "section average cruising speed Drv_ave") is stored in a ring buffer, and the travel type recognition parameter Pre_delta_v (k) is determined by the buffer value of the next n drive cycle (Drv_ave (0), Drv_ave (1), ... Drv_ave (n), where "n" is arbitrarily selectable and subsequently receives the value 5) according to the formula (11) given below. The drive cycle is the time from startup to standstill of the vehicle. It is also the travel time within the maximum calculation period TM_DRV_MAX. [Formula 11]
Figure DE102016200207A1_0010

Nur selten kommt es zu einer großartigen Veränderung des Fahrtumfelds (normale Straße, Autobahn, Bergstrecke, innerstädtische Straße, Stau etc.). Man kann also sagen, dass der Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v, welcher sich gemäß der Formel (11) basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs errechnet, auch als Anzeige des künftigen Fahrtzustands dient.There is rarely a great change in the driving environment (normal road, highway, mountain route, inner-city road, traffic jam, etc.). It can therefore be said that the travel type recognition parameter Pre_delta_v, which is calculated according to the formula (11) based on the travel history of the vehicle, also serves as an indication of the future driving state.

14 ist ein Flussdiagramm, das das genaue genaue Vorgehen zur Errechnung des Fahrttyp-Erkennungsparameters zeigt. 14 Fig. 10 is a flowchart showing the detailed procedure for calculating the driving type recognition parameter.

In S51 ermittelt die FI-ECU die Fahrtzeit Tm_drv(k – 1), und bestimmt, ob der maximale Berechnungszeitraum TM_DRV_MAX abgelaufen ist (Tm_drv(k – 1) ≤ TM_DRV_MAX). Dabei wird die Fahrtzeit Tm_drv jeden Mal, wenn in nachfolgend erläutertem Schritt S53 die Fahrtzeit aktualisiert und in nachfolgend erläutertem Schritt S56 festgestellt wurde, dass der Fahrzyklus angelaufen ist, auf den Wert 0 zurückgesetzt. In S52 ermittelt die FI-ECU, basierend auf den Ermittlungen des nicht abgebildeten Fahrtgeschwindigkeitssensors, die gegenwärtige Fahrtgeschwindigkeit Vp(k), vergleicht diese zum Fahrtbemessungs-Schwellwert VP_MAX und bestimmt so, ob das Fahrzeug fährt (VP_MAX ≤ Vp(k)).In S51, the FI-ECU determines the travel time Tm_drv (k-1), and determines whether the maximum calculation period TM_DRV_MAX has elapsed (Tm_drv (k-1) ≤ TM_DRV_MAX). In this case, the travel time Tm_drv is reset to the value 0 each time the travel time is updated in step S53 explained below, and it has been determined in step S56 explained below that the drive cycle has started. In S52, based on the determinations of the unillustrated cruise sensor, the FI-ECU determines the current cruise speed Vp (k), compares it to the cruise threshold VP_MAX, and thus determines whether the vehicle is traveling (VP_MAX ≦ Vp (k)).

Lautete die Feststellung in S51 und S52 jeweils „YES”, bestimmt die FI-ECU, dass der Fahrzyklus noch nicht absolviert wurde, und verweist auf S53. In S53 aktualisiert die FI-ECU die Fahrtzeit Tm_drv(k) (Tm_drv(k) = Tm_drv(k – 1) + ΔT, wobei ΔT der Rechenzyklus des Vorgangs gemäß 14 ist) und in S54 die zurückgelegte Strecke Sum_vp(k) (Sum_vp(k) = Sum_vp(k – 1) + ΔT × Vp(k)).If the findings in S51 and S52 were "YES", the FI-ECU determines that the driving cycle has not yet been completed and refers to S53. In S53, the FI-ECU updates the travel time Tm_drv (k) (Tm_drv (k) = Tm_drv (k-1) + .DELTA.T, where .DELTA.T is the calculation cycle of the operation according to FIG 14 is) and in S54 the distance covered Sum_vp (k) (Sum_vp (k) = Sum_vp (k-1) + ΔT × Vp (k)).

Lautete die Feststellung in S51 oder S52 „NO”, bestimmt die FI-ECU, dass der Fahrzyklus absolviert wurde, und verweist auf S55. In S55 aktualisiert die FI-ECU den Ringpuffer der Abschnitts-Durchschnittsfahrtgeschwindigkeit (Drv_ave(0), ... Drv_ave(5)). Im Einzelnen errechnet die FI-ECU mittels der in S53 und S54 ermittelten zurückgelegten Strecke Sum_vp(k) und Fahrtzeit Tm_drv(k) die Durchschnittsfahrtgeschwindigkeit des nächsten Fahrzyklus, und speichert sie im Puffer mit der jüngsten Ziffer Drv_ave(0), während die nachfolgenden Puffer um den Wert 1 verschoben werden. In S56 setzt die FI-ECU die Fahrtzeit Tm_drv(k) auf 0 zurück, während sie in S57 die zurückgelegte Strecke Sum_vp(k) auf 0 zurücksetzt. If the determination in S51 or S52 was "NO", the FI-ECU determines that the driving cycle has been completed and refers to S55. In S55, the FI-ECU updates the ring buffer of the section average travel speed (Drv_ave (0), ... Drv_ave (5)). Specifically, the FI-ECU calculates, using the distance Sum_vp (k) and travel time Tm_drv (k) determined in S53 and S54, the average travel speed of the next drive cycle and stores it in the buffer with the youngest digit Drv_ave (0), while the subsequent buffers to be shifted by the value 1. In S56, the FI-ECU resets the travel time Tm_drv (k) to 0, while resetting the traveled distance Sum_vp (k) to 0 in S57.

In S58 errechnet die FI-ECU mittels der Formel (11) den Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v(k) und beendet den Vorgang.In S58, the FI-ECU calculates the travel type recognition parameter Pre_delta_v (k) by the formula (11) and ends the process.

In 12 bestimmt die FI-ECU in S36 nach den Formeln (7) bis (9) die Flags F_denox_tscr(k), F_denox_st(k) und F_denox_etrq(k) sowie nach den im Folgenden erläuterten Formeln (12) bis (14) das LNT-Temperatur-Flag F_denox_tscr(k), und bestimmt dann mittels dieser vier Flags nach der Formel (6) das Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode(k). Der folgende Abschnitt befasst sich mit dem Vorgehen zur Bestimmung des LNT-Temperatur-Flags mittels des Fahrttyp-Erkennungsparameters.In 12 the FI-ECU determines the flags F_denox_tscr (k), F_denox_st (k) and F_denox_etrq (k) according to the formulas (7) to (9) and the LNT according to the formulas (12) to (14) explained below. Temperature flag F_denox_tscr (k), and then determines the reduction control flag F_denox_mode (k) by means of these four flags according to the formula (6). The following section deals with the procedure for determining the LNT temperature flag by means of the travel type recognition parameter.

Zunächst errechnet die FI-ECU nach der unten genannten Formel (12) die Korrekturmenge Delta_slmode_tmp(k) mittels Multiplizierens des in S42 errechneten Fahrttyp-Erkennungsparameters Pre_delta_v(k) mit einem bestimmten Schalttemperatur-Gain Kv2tmp. Das Schalttemperatur-Gain Kv2tmp bestimmt dabei, inwieweit der Fahrttyp-Erkennungsparameter auf die im Folgenden erläuterte zu Korrekturschalttemperatur Scr_lnt_mode_tmp_mod(k) Einfluss nimmt. Schalttemperatur-Gain Kv2tmp wird dabei negativ eingestellt, und kann fix oder veränderlich sein, je nach dem negativen Wert des Fahrttyp-Erkennungsparameters Pre_delta_v(k). Im Folgenden ist das Schalttemperatur-Gain Kv2tmp fix.First, according to the below formula (12), the FI-ECU calculates the correction amount Delta_slmode_tmp (k) by multiplying the travel-type detection parameter Pre_delta_v (k) calculated in S42 by a specific switching temperature gain Kv2tmp. The switching temperature gain Kv2tmp determines to what extent the driving type recognition parameter influences the correction switching temperature Scr_lnt_mode_tmp_mod (k) explained below. Switching temperature gain Kv2tmp is thereby set negative, and may be fixed or variable, depending on the negative value of the driving type detection parameter Pre_delta_v (k). In the following, the switching temperature gain Kv2tmp is fixed.

[Formel 12][Formula 12]

  • Delta_slmode_tmp(k) = Kv2tmp·Pre_delta_v(k) (12)Delta_slmode_tmp (k) = Kv2tmp · Pre_delta_v (k) (12)

Als Nächstes errechnet die FI-ECU nach der unten genannten Formel (13) die Korrekturschalttemperatur Scr_lnt_mode_tmp_mod(k) mittels Addierens der Korrekturmenge Delta_slmode_tmp(k) zu der fixen Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP. Dabei wird auch hier Schalttemperatur-Gain Kv2tmp negativ eingestellt. Mit der fixen Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP als Richtwert wird sodann die Korrekturschalttemperatur Scr_lnt_mode_tmp_mod(k) dahingehend korrigiert, dass dessen Wert, wenn der Prognoseparameterwert positiv wird, kleiner als der Richtwert ist, und dass dessen Wert, wenn der Prognoseparameterwert negativ wird, größer als der Richtwert ist.Next, according to the below-mentioned formula (13), the FI-ECU calculates the correction switching temperature Scr_lnt_mode_tmp_mod (k) by adding the correction amount Delta_slmode_tmp (k) to the fixed switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP. Here too switching temperature gain Kv2tmp is set negative. With the fixed switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP as a guideline, the correction switching temperature Scr_lnt_mode_tmp_mod (k) is then corrected so that its value, when the prognosis parameter value becomes positive, is smaller than the guideline value and its value, if the prognosis parameter value becomes negative, is greater than the guideline value ,

[Formel 13][Formula 13]

  • Scr_lnt_mode_tmp_mod(k) = SCR_LNT_MODE_TMP + Delta_slmode_tmp(k) (13)Scr_lnt_mode_tmp_mod (k) = SCR_LNT_MODE_TMP + delta_slmode_tmp (k) (13)

Als Nächstes ermittelt die FI-ECU nach der unten genannten Formel (14) die Temperatur des SCR-Katalysators Scr_tmp(k), vergleicht diese mit der vorgenannten Korrekturschalttemperatur Scr_lnt_mode_tmp_mod(k) und bestimmt so das LNT-Temperatur-Flag F_DeNOx_tscr(k). [Formel 14]

Figure DE102016200207A1_0011
Next, according to the below-mentioned formula (14), the FI-ECU determines the temperature of the SCR catalyst Scr_tmp (k), compares it with the aforementioned correction switching temperature Scr_lnt_mode_tmp_mod (k), and thus determines the LNT temperature flag F_DeNOx_tscr (k). [Formula 14]
Figure DE102016200207A1_0011

Dieser Abschnitt befasst sich mit den Resultaten, die mittels des vorgenannten Abgasreinigungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt wurden.This section deals with the results obtained by the aforementioned exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention.

15 ist eine Ansicht, die – in Bezug auf das Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches in ein Fahrzeug montiert wurde, das mit demselben Fahrtmuster gemäß 3 fuhr – die Veränderungen im Fahrttyp-Erkennungsparameter, in der Temperatur des SCR-Katalysators, im Reduktionssteuerungs-Flag F_denox_mode, in der NOx-Reduktionssrate des gesamten Systems, sowie in der Fahrtgeschwindigkeit zeigt. 15 zeigt, wie die Korrekturschalttemperatur Scr_lnt_mode_tmp_mod zwischen einer bestimmten Untergrenze (im Einzelnen 180°C) und Obergrenze (im Einzelnen 250°C) reguliert wurde. Es wurde, entsprechend der Formel (13), die Korrekturschalttemperatur auf den Wert der Untergrenze festgesetzt, wenn die Korrekturschalttemperatur unter die Untergrenze fiel, und auf den Wert der Obergrenze festgesetzt, wenn die Korrekturschalttemperatur die Obergrenze überstieg. Zur gleichen Zeit wurde die fixe Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP, ähnlich wie in 10, auf 200°C festgesetzt. Daneben wurde, wie bereits unter Heranziehung der 10 erläutert, der erhitzte Betrieb gemieden, selbst wenn die Temperaturen des SCR-Katalysators abfielen. 16 ist eine Ansicht, die das Verhältnis von Mehrverbrauch zu Gesamt-NOx-Ausstoßmenge bei einer Fahrt gemäß dem Fahrtmuster nach 15 zeigt. 15 FIG. 10 is a view showing, with respect to the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, which has been mounted on a vehicle, the same driving pattern as that of FIG 3 - shows the changes in the vehicle type recognition parameter, in the temperature of the SCR catalyst, in the reduction control flag F_denox_mode, in the NOx reduction rate of the entire system, and in the vehicle speed. 15 shows how the correction switching temperature Scr_lnt_mode_tmp_mod regulates between a certain lower limit (in detail 180 ° C) and upper limit (in detail 250 ° C) has been. It was set according to the formula (13), the correction switching temperature to the value of the lower limit when the correction switching temperature fell below the lower limit, and set to the value of the upper limit when the correction switching temperature exceeded the upper limit. At the same time, the fixed switching temperature became SCR_LNT_MODE_TMP, similar to 10 , fixed at 200 ° C. In addition, as already under consideration of the 10 explained that the heated operation was avoided even when the temperatures of the SCR catalyst dropped. 16 FIG. 12 is a view showing the ratio of excess consumption to total NOx discharge amount when driving according to the driving pattern. FIG 15 shows.

15 zeigt, wie auch im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in derselben Weise wie im Abgasreinigungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform, im Hochlastbetrieb einerseits die NOx-Reduktionssrate erhöht und der Mehrverbrauch verringert werden konnte, und andererseits im Niedriglastbetrieb eine ausreichende NOx-Reduktionssrate erzielt werden konnte. Im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs, der Sukzessivfahrt-Erkennungsparameter errechnet und mittels dessen die Korrekturschalttemperatur festgelegt. Je nach Fahrtzustand des Fahrzeugs lässt sich so der Zeitpunkt genauer festmachen, zu dem der DeNOx-Betrieb zu untersagen bzw. zu gestatten ist. Im Ergebnis war somit, wie der 16 zu entnehmen ist, die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geringfügig höher als im Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform. Jedoch konnte im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Mehrverbrauch weiter verringert werden als im Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform. 15 shows how in the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, in the same manner as in the exhaust gas purification system according to a first embodiment, in the high load operation, on the one hand, the NOx reduction rate increased and the excess consumption could be reduced, and on the other hand in low load operation, a sufficient NOx reduction rate can be achieved could. In the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, based on the travel history of the vehicle, the successive cruise detection parameter is calculated, and by means of which the correction shift temperature is set. Depending on the driving condition of the vehicle, it is possible to determine more precisely the time when the DeNOx operation is to be prohibited or permitted. As a result, like the 16 1, the total NOx discharge amount in the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention is slightly higher than in the exhaust gas purification system according to the first embodiment. However, in the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, the excess consumption could be further reduced than in the exhaust gas purification system according to the first embodiment.

Im folgenden Abschnitt soll ein genauerer Vergleich der Resultate des Abgasreinigungssystems gemäß der ersten Ausführungsform mit denen des Abgasreinigungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgen.In the following section, a more detailed comparison of the results of the exhaust gas purification system according to the first embodiment with those of the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention will be made.

17 zeigt den Vergleich der Resultate des Abgasreinigungssystems gemäß der ersten Ausführungsform mit denen des Abgasreinigungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 17 sind die Resultate des Abgasreinigungssystems gemäß der ersten Ausführungsform mit einer dünnen Linie gekennzeichnet, während die Resultate des Abgasreinigungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer dicken Linie gekennzeichnet sind. 17 FIG. 14 shows the comparison of the results of the exhaust gas purification system according to the first embodiment with those of the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention. In 17 For example, the results of the exhaust gas purification system according to the first embodiment are indicated by a thin line, while the results of the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention are indicated by a thick line.

Im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sank die Korrekturschalttemperatur stellenweise unter 200°C. Dadurch konnte zwar der Mehrverbrauch stärker gedrosselt werden, doch der DeNOx-Betrieb wurde öfter unterdrückt. Somit war, wie der 17 zu entnehmen ist, die NOx-Reduktionssrate im ersten Abschnitt während des Hochlastbetriebs niedriger als im Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform, in dem die Schalttemperatur fix bei 200°C lag. Infolge dessen lag die Gesamt-NOx-Ausstoßmenge im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geringfügig höher als im Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform. Jedoch konnte der DeNOx-Betrieb im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mittels des Errechnens des Fahrttyp-Erkennungsparameters, d. h. mittels des Vorhersagens der Veränderungen der Temperatur des SCR-Katalysators und des Änders der Korrekturschalttemperatur, früher als im Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform untersagt bzw. gestattet werden, weshalb im Abgasreinigungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Schwankungsbereich der NOx-Reduktionssrate geringer ausfiel als im Abgasreinigungssystem gemäß der ersten Ausführungsform. Im Ergebnis könnte so der Mehrverbrauch stärker gedrosselt werden, während die NOx-Reduktionsrate im gesamten Szstem stabil gehalten werden konnte.In the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, the correction switching temperature dropped in places below 200 ° C. Although this allowed the additional consumption to be throttled more, the DeNOx operation was often suppressed. Thus was how the 17 It can be seen, the NOx reduction rate in the first section during the high load operation lower than in the exhaust gas purification system according to the first embodiment, in which the switching temperature was fixed at 200 ° C. As a result, the total NOx discharge amount in the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention was slightly higher than in the exhaust gas purification system according to the first embodiment. However, the DeNOx operation in the exhaust gas purifying system according to the embodiment of the present invention could be prohibited by calculating the driving type recognition parameter, ie, by predicting the changes of the temperature of the SCR catalyst and the change of the correction switching temperature earlier than in the exhaust gas purifying system according to the first embodiment Therefore, in the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention, the fluctuation range of the NOx reduction rate was lower than in the exhaust gas purification system according to the first embodiment. As a result, the surplus consumption could be throttled more, while the NOx reduction rate could be kept stable throughout the whole cycle.

Der vorgenannte Abschnitt befasste sich mit dem Abgasreinigungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie erwähnt, deutete dabei der Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v sowohl auf den künftigen Fahrtzustand als auch auf die künftige Veränderung der Temperatur des Katalysators hin. Folglich war es im Ergebnis gleichgültig, ob die Korrekturschalttemperatur mittels des Fahrttyp-Erkennungsparameters Pre_delta_v zu veränder wurde oder die Temperatur des SCR-Katalysators mittels des Fahrttyp-Erkennungsparameter Pre_delta_v vorhergesagt wurde.The aforementioned section dealt with the exhaust gas purification system according to the second embodiment of the present invention. As mentioned above, the type of travel detection parameter Pre_delta_v indicated both the future driving condition and the future change in the temperature of the catalyst. Consequently, as a result, it was indifferent whether the correction switching temperature was changed by means of the travel type recognition parameter Pre_delta_v or the temperature of the SCR catalyst was predicted by means of the travel type recognition parameter Pre_delta_v.

Dabei rechnet die FI-ECU anstatt mit den oben genannten Formeln (13) und (14) mit den unten genannten Formeln (15) und (16). Im Einzelnen errechnet die FI-ECU nach der unten genannten Formel (15) den Vorhersagewert Pre_dcr_tmp(k) für die künftige Temperatur des SCR-Katalysators mittels Subtrahierens der gemäß der oben genannten Formel (12) erhaltenen Korrekturmenge Delta_slmode_tmp(k) von der gegenwärtigen Temperatur des SCR-Katalysators Scr_tmp(k).In this case, instead of formulas (13) and (14) above, the FI-ECU expects formulas (15) and (16) below. Specifically, the FI-ECU calculates the predictive value Pre_dcr_tmp (k) for the future temperature of the SCR catalyst by subtracting the correction amount Δs_mode_tmp (k) obtained from the current temperature according to the above-mentioned formula (12), according to the below formula (15) of the SCR catalyst Scr_tmp (k).

[Formel 15] [Formula 15]

  • Pre_scr_tmp(k) = Scr_tmp(k) – Delta_slmode_tmp(k) (15)Pre_scr_tmp (k) = Scr_tmp (k) - Delta_slmode_tmp (k) (15)

Zudem verglich die FI-ECU nach der unten genannten Formel (16) den Vorhersagewert Pre_dcr_tmp(k) zur fixen Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP und bestimmte so das LNT-Temperatur-Flag F_denox_tscr(k). Dadurch wurden dieselben Resultate wie im Abgasreinigungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform erzielt. [Formel 16]

Figure DE102016200207A1_0012
In addition, according to the below-mentioned formula (16), the FI-ECU compared the predicted value Pre_dcr_tmp (k) to the fixed switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP, thus determining the LNT temperature flag F_denox_tscr (k). Thereby, the same results as in the exhaust gas purification system according to the second embodiment were obtained. [Formula 16]
Figure DE102016200207A1_0012

Der obere Abschnitt behandelte die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. So wurde bspw. das LNT-Temperatur-Flag F_denox_tscr(k) in der zweiten Ausführungsform mittels des nach dem Vorgehen gemäß 14 errechneten Fahrttyp-Erkennungsparameters bestimmt, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es hätte auch ein anderes Vorgehen als jenes gemäß 14 zur Anwendung kommen können, solange der Fahrttyp-Erkennungsparameter zur Bestimmung des LNT Temperatur-Flagwerts geeignet gewesen wäre, die vorgenannte Funktion (den Wert entsprechend der Zu- bzw. Abnahme der künftigen Fahrtgeschwindigkeit zu ändern) zu erfüllen. Z. B. hätte der mit dieser Vorhersagefunktion ausgestattene Fahrttyp-Erkennungsparameter mittels eines neuronales Netzwerks errechnet werden können. Im Übrigen wären auch sonstige Methoden geeignet gewesen.The upper section dealt with the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto. For example, in the second embodiment, the LNT temperature flag F_denox_tscr (k) has been determined by the method of FIG 14 calculated travel type recognition parameter, but the present invention is not limited thereto. It would also have a different approach than that according to 14 may be used, as long as the driving type recognition parameter for determining the LNT temperature flag value would have been suitable to perform the aforementioned function (to change the value according to the increase or decrease of the future driving speed). For example, the travel type recognition parameter provided with this prediction function could have been calculated by means of a neural network. Incidentally, other methods would have been suitable.

Ferner wurde in der vorstehenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Abgas im LNT-Katalysator mittels Wechselns der Betriebsart des Motors in den DeNOx-Betrieb in die reduzierende Atmosphäre übergeführt, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. So hätte bspw. das Abgas im LNT-Katalysator auch mittels Einspritzens von Treibstoff aus Einspritzdüsen die am Abgaskanal angeordnet sind in die reduzierende Atmosphäre übergeführt werden können.Further, in the above embodiment of the present invention, the exhaust gas in the LNT catalyst was converted to the reducing atmosphere by changing the operation mode of the engine to the DeNOx operation, but the present invention is not limited thereto. Thus, for example, the exhaust gas in the LNT catalytic converter could also be transferred into the reducing atmosphere by injecting fuel from injection nozzles which are arranged on the exhaust gas duct.

Ausserdem wurde in der vorstehenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur NOx-Reduktion ein NH3-SCR-Katalysator mit NH3 als Reduktionsmittel verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf reduziert. Es hätte zur NOx-Reduktion genauso etwa ein HC-SCR-Katalysator verwendet werden können, bei dem das Reduktionsmittel in Form von Kohlenwasserstoff, das im aus dem Motor ausgestoßenen Abgas enthalten ist, oder in Form des vorgenannten Treibstoffs vorliegt, das aus den Einspritzdüsen gespritzt wird.In addition, in the above embodiment of the present invention, for NOx reduction, an NH 3 -SCR catalyst having NH 3 was used as the reducing agent, but the present invention is not so reduced. It would have been possible to use for NOx reduction as well, for example, an HC-SCR catalyst in which the reducing agent is in the form of hydrocarbon contained in exhaust gas discharged from the engine or in the form of the aforesaid fuel injected from the injectors becomes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Motor (Brennkraftmaschine)Engine (internal combustion engine)
22
Abgasreinigungssystememission Control system
3131
stromaufwärtiger Katalysatorwandler (LNT-Katalysator)upstream catalyst converter (LNT catalyst)
3333
stromabwärtiger Katalysatorwandler (SCR-Katalysator)downstream catalyst converter (SCR catalyst)
4242
Urea/Wasser-EinspritzdüseUrea / water injector
5252
stromaufwärtiger Katalysatortemperatursensor (Temperaturerfassungselement)upstream catalyst temperature sensor (temperature sensing element)
5353
stromabwärtiger Katalysatortemperatursensor (Temperaturerfassungselement)downstream catalyst temperature sensor (temperature sensing element)
7171
FI-ECU (LNT-Kat-Reduktionsvorrichtung, Temperaturerfassungselement, Schalttemperatursteuereinheit, Katalysatorheizung)FI-ECU (LNT catalyst reduction device, temperature sensing element, switching temperature control unit, catalyst heating)

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Abgasreinigungssystem für Brennkraftmaschinen, umfassend mindestens zwei Katalysatoren mit der Aufgabe NOx im Abgas zu reduzieren, bereitzustellen, worin zugleich der Mehrverbrauch gedrosselt, und die Gesamt-NOx-Reduktionsrate erhöht wird.The present invention has for its object to provide an exhaust gas purification system for internal combustion engines, comprising at least two catalysts with the task to reduce NOx in the exhaust gas, wherein at the same time throttled the excess consumption, and the overall NOx reduction rate is increased.

Mittel zum Lösen der Aufgabe: Die vorliegende Erfindung bedient sich des Mittels zum Lösen der Aufgabe, im vorgenannten Abgasreinigungssystem die folgenden Elemente anzuordnen:
einen Katalysator, der in oxidierender Atmosphäre NOx auffängt und in reduzierender Atmosphäre reduziert;
einen SCR-Katalysator, der NH3 mit NOx reagieren lässt und so NOx reduziert; und
eine FI-ECU, die, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, für die Reduktion von im LNT-Katalysator angehäuftem NOx, einen DeNOx-Betrieb durchführt, und den LNT-Katalysator in reduzierende Atmosphäre überführt.
Means for Solving the Problem: The present invention uses the means for solving the problem to arrange the following elements in the aforementioned exhaust gas purification system:
a catalyst which traps NOx in an oxidizing atmosphere and reduces it in a reducing atmosphere;
an SCR catalyst that allows NH 3 to react with NOx to reduce NOx; and
an FI-ECU, which, when certain conditions are met, performs a DeNOx operation for the reduction of NOx accumulated in the LNT catalyst and converts the LNT catalyst into a reducing atmosphere.

Übersteigt dabei die Temperatur des SCR-Katalysators Scr_tmp die Schalttemperatur SCR_LNT_MODE_TMP, die im Temperaturbereich geregelt ist, worin NOx mittels des SCR-Katalysators reduzierbar ist, untersagt die FI-ECU die Durchführung des DeNOx-Betriebs (Reduktion des LNT-Katalysators).If the temperature of the SCR catalyst Scr_tmp exceeds the switching temperature SCR_LNT_MODE_TMP, which is regulated in the temperature range in which NOx is reducible by means of the SCR catalyst, the FI-ECU prohibits the execution of the DeNOx operation (reduction of the LNT catalyst).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2000-265828 [0006] JP 2000-265828 [0006]
  • JP 2010-116784 [0006] JP 2010-116784 [0006]
  • JP 2009-85178 [0006] JP 2009-85178 [0006]

Claims (6)

Abgasreinigungssystem für Brennkraftmaschinen, das umfasst: einen LNT-Katalysator, der in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, und NOx in oxidierender Atmosphäre auffängt und in reduzierender Atmosphäre reduziert; eine LNT-Kat-Reduktionsvorrichtung, die, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, für die Reduktion von im LNT-Katalysator angehäuftem NOx, eine zusätzliche Treibstoffeinspritzung vornimmt, und den LNT-Katalysator in reduzierende Atmosphäre überführt; einen im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordneten SCR-Katalysator, der ein Reduktionsmittel mit NOx reagieren lässt und so NOx reduziert; eine Zuführvorrichtung, die das Reduktionsmittel oder einen Vorläufer des Reduktionsmittel in den SCR-Katalysator leitet; und Temperaturerfassungselemente, die die Temperatur des SCR-Katalysators erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die LNT-Kat-Reduktionsvorrichtung die zusätzliche Treibstoffeinspritzung untersagt, wenn die mittels den Temperaturerfassungselementen erfasste Temperatur höher als eine Schalttemperatur liegt, die ihrerseits in einem Temperaturbereich liegt, in der NOx mittels des SCR-Katalysators reduzierbar ist.An exhaust gas purification system for internal combustion engines, comprising: an LNT catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and trapping NOx in an oxidizing atmosphere and reducing it in a reducing atmosphere; an LNT-cat reduction apparatus which, when certain conditions are met, for the reduction of NOx accumulated in the LNT catalyst, performs additional fuel injection, and converts the LNT catalyst into reducing atmosphere; an arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine SCR catalyst, which reacts a reducing agent with NOx and thus reduces NOx; a feeder which directs the reducing agent or a precursor of the reducing agent into the SCR catalyst; and temperature detecting elements detecting the temperature of the SCR catalyst, characterized in that the LNT-cat reduction device prohibits the additional fuel injection when the temperature detected by the temperature detecting elements is higher than a switching temperature, which in turn is in a temperature range in which NOx is reducible by means of the SCR catalyst. Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasreinigungssystem zusätzlich eine Schalttemperatursteuereinheit umfasst, die die Schalttemperatur, basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs, ändert.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the exhaust gas purification system additionally includes a switching temperature control unit that changes the switching temperature based on the driving history of the vehicle. Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerfassungselemente, basierend auf der Fahrthistorie des Fahrzeugs, die zukünftige Temperatur des SCR-Katalysators erfassen.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the temperature detection elements, based on the driving history of the vehicle, detect the future temperature of the SCR catalyst. Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasreinigungssystem zusätzlich eine Katalysatorheizung umfasst, die die Temperatur des SCR-Katalysators erhöht, wenn die mittels den Temperaturerfassungselementen erfasste Temperatur bei oder unterhalb der Schalttemperatur liegt, und wenn die NOx-Anhäufrate des LNT-Katalysators bei oder oberhalb eines bestimmten Werts liegt.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the exhaust gas purification system additionally comprises a catalyst heater which raises the temperature of the SCR catalyst when the temperature detected by the temperature detection elements is at or below the switching temperature, and when the NOx Accumulation rate of the LNT catalyst is at or above a certain value. Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschinen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der LNT-Katalysator und der SCR-Katalysator derart im Abgaskanal angeordnet sind, dass sich die Temperatur des SCR-Katalysators langsamer als die Temperatur des LNT-Katalysators verändert.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the LNT catalyst and the SCR catalyst are arranged in the exhaust passage such that the temperature of the SCR catalyst changes more slowly than the temperature of the LNT catalyst. Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschinen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: der SCR-Katalysator ein NH3-SCR-Katalysator ist, worin NH3 als Reduktionsmittel dient; die Zuführvorrichtung für das Reduktionsmittel eine Urea/Wasser-Einspritzdüse umfasst, die ein Urea/Wasser-Gemisch, das ein Vorläufer von NH3 ist, in die stromaufwärtige Seite des NH3-SCR-Katalysators entlang des Abgaskanals spritzt; und die Schalttemperatur oberhalb der Temperatur, bei der das aus der Urea/Wasser-Einspritzdüse gespritzte Urea/Wasser-Gemisch Ablagerungen im Abgas erzeugt, festgelegt wird.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: the SCR catalyst is an NH 3 -SCR catalyst, wherein NH 3 serves as a reducing agent; the reducing agent supply means comprises a urea / water injection nozzle which injects a urea / water mixture, which is a precursor of NH 3 , into the upstream side of the NH 3 -SCR catalyst along the exhaust passage; and the switching temperature above the temperature at which the urea / water mixture sprayed from the urea / water injector generates deposits in the exhaust gas is determined.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3467278A3 (en) * 2017-10-05 2019-05-01 Mazda Motor Corporation Engine with exhaust emission control device
FR3073895A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-24 Renault S.A.S PROCESS FOR TREATING NITROGEN OXIDES IN EXHAUST OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6268686B1 (en) * 2016-10-19 2018-01-31 マツダ株式会社 Engine exhaust purification control system
JP6593356B2 (en) * 2017-01-23 2019-10-23 マツダ株式会社 Exhaust purification device
JP6969153B2 (en) * 2017-05-12 2021-11-24 いすゞ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine and exhaust gas purification method for internal combustion engine
EP3754164B1 (en) * 2019-06-18 2022-02-09 Winterthur Gas & Diesel Ltd. Internal combustion engine and method for reducing particulate matter emissions
JP6995154B2 (en) * 2020-02-19 2022-01-14 本田技研工業株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN114575968A (en) * 2021-02-24 2022-06-03 长城汽车股份有限公司 NOxTrap desulfurization system and NOxDesulfurization method for catcher

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000265828A (en) 1999-03-11 2000-09-26 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2009085178A (en) 2007-10-02 2009-04-23 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010116784A (en) 2008-11-11 2010-05-27 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3617450B2 (en) * 2000-12-20 2005-02-02 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE102008047722A1 (en) 2008-09-18 2010-03-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust gas cleaning system operating method for Otto-internal combustion engine of motor vehicle, involves operating engine with air/fuel mixture when operating condition of engine produces exhaust gas temperature below preset temperature
US8661797B2 (en) 2010-11-15 2014-03-04 GM Global Technology Operations LLC NOx adsorber regeneration system and method
DE112012007041B4 (en) * 2012-10-23 2017-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and vehicle control method for a catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000265828A (en) 1999-03-11 2000-09-26 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2009085178A (en) 2007-10-02 2009-04-23 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010116784A (en) 2008-11-11 2010-05-27 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3467278A3 (en) * 2017-10-05 2019-05-01 Mazda Motor Corporation Engine with exhaust emission control device
US10746072B2 (en) 2017-10-05 2020-08-18 Mazda Motor Corporation Engine with exhaust emission control device
FR3073895A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-24 Renault S.A.S PROCESS FOR TREATING NITROGEN OXIDES IN EXHAUST OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

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