DE102017222849A1

DE102017222849A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung eines NOx-haltigen Abgasstroms eines Verbrennungsmotors sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017222849A1
Application number: DE102017222849.0A
Authority: DE
Inventors: Frederik De Smet; Jan Harmsen; Frank Linzen; Dirk Römer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-10-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung eines NO-haltigen Abgasstroms A eines Verbrennungsmotors M sowie ein Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung weist einen von einem Abgasstrom A durchströmten NO-Speicherkatalysator auf, wobei der NO-Speicherkatalysator mindestens eine erste und eine zweite NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 aufweist, die in Reihe angeordnet sind und wobei die erste und die zweite NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 an Positionen unterschiedlicher Temperatur angeordnet sind, jeder NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 jeweils ein Injektor I1, I2 zur Zuführung eines Reduktionsmittels zugeordnet ist und stromaufwärts und/oder stromabwärts jeder NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 Einrichtungen zur Bestimmung der NO-Konzentration im Abgasstrom angeordnet sind.Ein entsprechendes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Abgasstrom A mindestens eine erste NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 eines NO-Speicherkatalysators und anschließend eine zweite NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 des NO-Speicherkatalysators durchströmt, wobei die erste und die zweite NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 unterschiedliche Temperaturen aufweisen, jeder NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 zur Regenerierung ein Reduktionsmittel unabhängig voneinander zugeführt wird und zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur einer NO-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 ein Reduktionsmittel zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung eines NO_x-haltigen Abgasstroms eines Verbrennungsmotors sowie ein Kraftfahrzeug.
Im Abgas von Verbrennungsmotoren befinden sich Schadstoffe, wie z. B. Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid und Stickoxide (NO_x), deren Emission in vielen Ländern gesetzlich geregelt ist. Um die Schadstoffemission durch Abgase zu verringern, werden Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, z. B. Katalysatoren, eingesetzt, mit denen die genannten Schadstoffe in ungiftige Stoffe, wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoff, durch Oxidation oder Reduktion umgewandelt werden können.
Mittels herkömmlicher geregelter 3-Wege-Katalysatoren können Stickoxide jedoch nur zu Stickstoff reduziert werden, sofern ein konstant stöchiometrisches Verhältnis von Luft zu Kraftstoff (λ = 1) vorhanden ist. Bereits bei geringen Abweichungen in den mageren Bereich (λ > 1), d. h. bei Sauerstoffüberschuss, werden die Stickoxide nicht mehr ausreichend reduziert. Ursache sind die in zu geringen Mengen vorhandenen Produkte unvollständiger Verbrennung, wie z. B. Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe, da diese ihrerseits durch den überschüssigen Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid oxidiert werden. Entsprechend kann ein solcher Katalysator nur bei Fahrzeugen mit Ottomotor und Lambdaregelung, d. h. mit einer Überwachung der Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs, eingesetzt werden. Bei Diesel- und Magermix-Ottomotoren sind hingegen andere Verfahren für die Behandlung von Stickoxiden notwendig.
Für die Reduzierung von Stickoxidemissionen werden daher einerseits Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) und andererseits NO_x-Speicherkatalysatoren, auch als lean NO_x trap (LNT) bezeichnet, eingesetzt. Während bei SCR-Katalysatoren Stickoxide mittels eine wässrigen Harnstofflösung und daraus generiertem Ammoniak reduziert werden, beruht die Funktionsweise eines NO_x-Speicherkatalysators auf einer Zwischenspeicherung der Stickoxide und anschließender periodischer Reduktion.
Zur Zwischenspeicherung werden auf einem Träger ein Edelmetallkatalysator und Speicherkomponenten aufgebracht. Unter sauerstoffreichen Bedingungen werden die Stickoxide zunächst oxidiert und anschließend unter Ausbildung von Nitraten adsorbiert, solange Speicherkapazität vorhanden ist. Üblicherweise kann die Speicherung der Stickoxide nur in einem Temperaturbereich von ca. 250 bis 500 °C erfolgen.
Zum „Leeren“ des Speichers wird dieser in regelmäßigen Abständen regeneriert (gespült), indem ein Reduktionsmittel, z. B. in Form eines unterstöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemischs (λ < 1), eingeleitet und die Nitrate zu Stickstoff reduziert werden.
Ein Problem bei der Verwendung von NO_x-Speicherkatalysatoren ist deren begrenzte Speicherkapazität bzw. das benötigte Speichervolumen, um ausreichend Stickoxide speichern zu können, damit z. B. gesetzliche Vorgaben eingehalten werden können. Daher kann es notwendig sein, zwei separate NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten an unterschiedlichen Orten vorzusehen, falls z. B. in Motornähe nicht genügend Platz vorhanden ist. Eine solche Anordnung ist in der DE 10 2015 213 617 A1 offenbart.
In einem solchen Fall ist es oftmals schwierig, die zweite, beispielsweise vom Motor weiter entfernte NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zu regenerieren, da die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit und andere möglicherweise vorhandene Abgasnachbehandlungseinrichtungen (after-treatment devices) die im fetten Gemisch enthaltenen reduzierenden Bestandteile verbrauchen, so dass zu wenig reduzierende Bestandteile zur Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zur Verfügung stehen. Zudem ist häufig eine unbeabsichtigte Freisetzung von Kohlenwasserstoffen durch das Abgassystem unter unterstöchiometrischen (fetten) Bedingungen zu beobachten. Entsprechend sind derartige Systeme nicht geeignet, um zukünftige Abgasnormen zu erfüllen.
Aus der DE 10 2013 212 802 A1 ist eine Anordnung mit einem Umgehungszweig bekannt, wobei eine oder beide der beiden NO_x-Speicherkatalysatoreinheit mittels eines Umgehungzweigs für den Abgasstrom umgangen werden können. Allerdings benötigt auch ein solcher Umgehungszweig erheblichen Bauraum, da er zur Abgasleitung ausgebildet sein muss und beispielsweise den Abgastemperaturen standhalten muss.
Die DE 10 2015 224 580 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regeneration eines NO_x-Speicherkatalysators mit lediglich einer NO_x-Speicherkatalysatoreinheit in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen. Eine solche Strategie ist allerdings nicht ohne Weiteres auf einen NO_x-Speicherkatalysator mit mehreren NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten übertragbar, da diese nicht unabhängig voneinander regeneriert werden können, wenn sie in Reihe angeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen anzugeben, mit denen die beschriebenen Probleme verringert oder behoben werden können. Insbesondere sollen Möglichkeiten angegeben werden, mit denen die Stickoxidemission von Verbrennungsmotoren weiter reduziert und die unerwünschte Freisetzung von Kohlenwasserstoffen reduziert oder verhindert werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Die jeweils abhängigen Ansprüche geben Ausführungsvarianten dieser erfindungsgemäßen Lösungen wieder.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass mindestens zwei NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten in Reihe an Orten mit unterschiedlicher Temperatur angeordnet werden.
Beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten kann das Abgas direkt im Anschluss an den Motor hohe Temperaturen erreichen, die zu einer thermischen Desorption von Stickoxiden aus der ersten, näher am Motor angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, führen können. Diese desorbierten Stickoxide können dann, sofern Speicherkapazität vorhanden ist, mittels der zweiten, weiter vom Motor entfernt angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit adsorbiert werden, die eine niedrigere Temperatur als die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit aufweist. Dies ermöglicht eine genauere Kontrolle und eine zielgerichtete Beeinflussung der Stickoxidemission.
Zudem wird jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein separater Injektor für ein Reduktionsmittel, z. B. Kraftstoff, zur Verfügung gestellt, so dass das Reduktionsmittel vor jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit dem Abgasstrom zugeführt werden kann.
Dadurch kann jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit genau diejenige Menge an Reduktionsmittel zugeführt werden, die für die Regenerierung benötigt wird.
Dies verringert sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch die unerwünschte Freisetzung von Kohlenwasserstoffen in die Umgebung. Beispielsweise wird eine Regenerierung lediglich der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit oder jeder weiteren NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ermöglicht.
Da die NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten an Orten unterschiedlicher Temperatur angeordnet sind, kann die Regenerierungsfähigkeit der beiden NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten voneinander abweichen. Durch die erfindungsgemäße Lösung der Anordnung separater Injektoren kann dies bei der Regenerierung berücksichtigt werden, indem z. B. unterschiedliche Mengen an Reduktionsmittel zugeführt werden oder die Zuführung in einem anderen Rhythmus erfolgt.
Die Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit kann beispielsweise durch Bedingungen getriggert werden, die darauf hinweisen, dass die Regenerierung der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ineffizient wäre, z. B. basierend auf Temperatur oder der Raumgeschwindigkeit, d. h. dem Verhältnis von Abgasvolumenstrom zu Katalysatorvolumen. Dies kann einen zusätzlichen, nicht zur Reduzierung der Stickoxide beitragenden Kraftstoffverbrauch durch die Verbrennung von in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeichertem Sauerstoff reduzieren.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient der Behandlung eines NO_x-haltigen Abgasstroms eines Verbrennungsmotors, d. h. der Verbrennungsmotor stellt die Quelle des Abgasstroms dar, wobei die Abgase durch Verbrennung eines Kraftstoffs in dem Verbrennungsmotor generiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen von dem Abgasstrom durchströmten NO_x-Speicherkatalysator, der mindestens eine erste und eine zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit aufweist, die in Reihe, d. h. hintereinander bezogen auf den sie durchströmenden Abgasstrom, angeordnet sind. Es besteht auch die Möglichkeit, mehr als zwei NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten in Reihe anzuordnen.
Die NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten sind an Positionen unterschiedlicher Temperatur angeordnet. Solche thermisch unterschiedlichen Positionen können sich beispielsweise durch eine unterschiedliche Entfernung vom Motor ergeben. Während zu einem bestimmten Zeitpunkt in Motornähe hohe Temperaturen herrschen, wird die Temperatur des Abgases mit zunehmender Entfernung vom Motor abnehmen. Eine derartige Positionierung und die damit einhergehenden Temperaturunterschiede bedingen unterschiedliche Adsorptions- und Desorptionseigenschaften der NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten und erweitern so den Temperaturbereich, in dem das Gesamtsystem funktional ist.
Kurz nach dem Starten des Motors weist der Motor zunächst eine niedrige Temperatur auf. Während dieser Startphase können die Stickoxide von einer ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, die sich nahe dem Motor befindet, gespeichert werden, da diese NO_x-Speicherkatalysatoreinheit schnell die notwendige Betriebstemperatur erreicht, während das Speichervermögen der weiter vom Motor entfernt positionierten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit noch nicht vollständig ausgenutzt werden kann, da die dafür notwendige Temperatur noch nicht erreicht wird.
Bei hohen Lastzuständen des Motors, z. B. bei hohen Geschwindigkeiten, und mit zunehmender Betriebsdauer steigen hingegen die Abgastemperatur und damit auch die Temperatur der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit. Übersteigt die Temperatur der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Maximum, so kann es zur thermischen Desorption von Stickoxiden aus der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zurück in den Abgasstrom kommen. Diese desorbierten Stickoxide können aber durch die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit adsorbiert werden, da deren Temperatur niedriger ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht so eine effektivere Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors und trägt zur Verringerung der Stickoxidemission bei.
Erfindungsgemäß ist jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit jeweils ein Injektor zur Zuführung eines Reduktionsmittels zugeordnet. Mit anderen Worten verfügt jede NO_x-Speicherkatalysatoreinheit über einen separaten Injektor und es besteht die Möglichkeit, die NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten unabhängig voneinander zu regenerieren.
Damit kann auch bei der Regenerierung der NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten deren unterschiedliche Temperatur berücksichtigt werden, indem beispielsweise ein auf die Temperatur in Art, Menge und Dosierung abgestimmtes Reduktionsmittel genutzt werden kann.
Dadurch kann die unerwünschte Freisetzung von Kohlenwasserstoffen reduziert werden.
Ein oder mehrere Injektoren können beispielsweise unmittelbar stromaufwärts, bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgasstroms, der jeweils zugeordneten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit angeordnet sein. Dies ermöglicht eine effektive Regenerierung der zugeordneten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, da das Reduktionsmittel nur möglichst kurz mit dem Abgasstrom in Kontakt kommt und nicht oder nur in stark eingeschränktem Ausmaß anderweitig, z. B. durch im Abgasstrom enthaltene weitere Bestandteile, verbraucht, d. h. oxidiert, werden kann.
Erfindungsgemäß sind vor und/oder nach jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, d. h. stromaufwärts und/oder stromabwärts jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, Einrichtungen zur Bestimmung der NO_x-Konzentration, z. B. NO_x-Sensoren, angeordnet. Damit besteht die Möglichkeit, die Effektivität der NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten hinsichtlich der Speicherung von Stickoxiden zu ermitteln und gegebenenfalls Steuer- und Regelungsmaßnahmen, wie z. B. eine Anpassung des Regenerierungszyklus, vorzunehmen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, den NO_x-Gehalt im Abgasstrom vor und/oder nach den NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten mittels mathematischer Modelle zu bestimmen oder abzuschätzen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten können weiterhin Einrichtungen zur Ermittlung des Verhältnisses von Luft zu Kraftstoff, d. h. des Verbrennungsluftverhältnisses, beispielsweise eine oder mehrere Lambdasonden, stromabwärts der ersten und/oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit im Abgasstrom angeordnet sein. Derartige Einrichtungen können beispielsweise direkt nach jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit positioniert sein und z. B. der Überwachung der für die Regenerierung der NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zugeführten Kraftstoffmenge dienen.
Wird beispielsweise kein weiterer Kraftstoff zur Reduktion der adsorbierten Stickoxide bzw. Nitrate benötigt, da die NO_x-Speicherkatalysatoreinheit soweit möglich regeneriert wurde, reagiert der als Reduktionsmittel eingesetzte Kraftstoff verstärkt mit im Abgasstrom enthaltenen Sauerstoff und der Restsauerstoffgehalt im Abgasstrom sinkt. Der Restsauerstoffgehalt direkt nach jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit kann daher als Regelgröße für das Ende der Regenerierung der NO_x-Speicherkatalysatoreinheit genutzt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten oder stromabwärts der letzten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit von dem Abgasstrom durchströmte Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie z. B. Oxidationskatalysatoren zur Entfernung von Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffen oder Rußpartikelfilter zur Verringerung des Feinstaubausstoßes oder SCR-Katalysatoren, angeordnet sind oder werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Vorrichtung eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweisen. Eine solche Steuer- und/oder Regelungseinheit kann dazu eingerichtet und ausgebildet sein, ein Steuersignal zur Zuführung eines Reduktionsmittels zur ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit an den der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zugeordneten Injektor auszugeben, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer- und/oder Regelungseinheit dazu eingerichtet und ausgebildet sein, ein Steuersignal zur Zuführung eines Reduktionsmittels zur zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit an den der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zugeordneten Injektor auszugeben, falls eine Temperatur stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt und die Menge des in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Steuersignal zur Zuführung des Reduktionsmittels zur zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit an den der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zugeordneten Injektor nur dann ausgegeben wird, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeicherten NO_x unter einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt.
Die Steuer- und/oder Regelungseinheit ermöglicht die Realisierung einer Regenerationsstrategie für die NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit der Temperatur und der gespeicherten NO_x-Mengen.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Vorrichtung eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet und ausgebildet ist, ein Steuersignal zur Beendigung der Reduktionsmittelzuführung an den der ersten oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zugeordneten Injektor auszugeben, falls stromabwärts der ersten bzw. zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Abfall des Verbrennungsluftverhältnisses λ bestimmt wird, beispielsweise ein Abfall des Verbrennungsluftverhältnisses λ auf einen Wert λ < 1.
Mit anderen Worten dient die Steuer- und/oder Regelungseinheit der Steuerung und/oder Regelung der Regeneration der ersten und zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit in Abhängigkeit der Temperaturen stromaufwärts der NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten, der in den NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten gespeicherten Mengen an Stickoxiden und/oder des Verbrennungsluftverhältnisses λ.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist eine Vorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung auf. Daher dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs entsprechen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren entsprechender Ausführungsvarianten. Unter einem Kraftfahrzeug ist ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug, z. B. ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug zu verstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung eines NO_x-haltigen Abgasstroms eines Verbrennungsmotors zeichnet sich dadurch aus, dass der Abgasstrom mindestens eine erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit eines NO_x-Speicherkatalysators und anschließend eine zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit des NO_x-Speicherkatalysators durchströmt, wobei die erste und die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Dies ermöglicht, wie vorstehend beschrieben, eine effektivere Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgasstrom.
Erfindungsgemäß wird jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zur Regenerierung ein Reduktionsmittel unabhängig voneinander zugeführt wird. Als Reduktionsmittel kann beispielsweise Kraftstoff genutzt werden, wobei beispielsweise darin enthaltene Kohlenwasserstoffe reduzierend wirken können.
Zudem wird erfindungsgemäß zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur einer NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Reduktionsmittel zugeführt, d. h. zu einem Zeitpunkt wird jeweils nur eine NO_x-Speicherkatalysatoreinheit regeneriert und für die erneute Adsorption von Stickoxiden vorbereitet. Somit kann sichergestellt werden, dass zu jedem Zeitpunkt mindestens eine NO_x-Speicherkatalysatoreinheit für die Adsorption zur Verfügung steht.
Beispielsweise kann der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Reduktionsmittel zugeführt werden, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit, beispielsweise zwischen 250 °C und 400 °C, liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt.
Beispielsweise kann der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Reduktionsmittel zugeführt werden, falls eine Temperatur stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt und die Menge des in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt.
Zudem kann vorgesehen sein, dass der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Reduktionsmittel nur dann zugeführt wird, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit gespeicherten NO_x unter einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit liegt. Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann der Abgasstrom zwischen zwei NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten oder stromabwärts der letzten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit Abgasnachbehandlungseinrichtungen durchströmen.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann vorgesehen sein, dass stromaufwärts und/oder stromabwärts der ersten und/oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit die NO_x-Konzentration im Abgasstrom bestimmt oder mittels mathematischer Modelle abgeschätzt wird.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann vorgesehen sein, dass stromabwärts der ersten und/oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit das Verbrennungsluftverhältnis λ im Abgasstrom bestimmt wird.
Wird stromabwärts der ersten oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit ein Abfall des Verbrennungsluftverhältnisses λ bestimmt, kann die Zuführung des Reduktionsmittels zur ersten bzw. zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit beendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mittels der obenstehend erläuterten erfindungsgemäßen Vorrichtung oder dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ausgeführt werden. Insofern dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren entsprechender Ausführungsvarianten.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in:

1 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 Zustandsdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den im Folgenden erläuterten Beispielen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Beispiele bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird die Anordnung der einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgasstroms mit dem Verbrennungsmotor als Abgasquelle beschrieben, soweit nicht anders angegeben. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
In einem Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen Verbrennungsmotor M auf, der mit Luft und Kraftstoff, z. B. Diesel, versorgt wird und beispielsweise dem Antrieb eines Personenkraftwagens dienen kann.
Durch die Verbrennung des Kraftstoffes werden Abgase freigesetzt, die in einem Abgasstrom A den Verbrennungsmotor M verlassen. Der Abgasstrom A weist Stickoxide auf und kann daneben weitere Schadstoffe, wie Kohlenwasserstoffe oder Kohlenstoffmonoxid, enthalten.
Der aus dem Verbrennungsmotor M austretende Abgasstrom A wird einem NO_x-Speicherkatalysator zugeführt, der im Ausführungsbeispiel eine erste und eine zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 aufweist, die in Reihe, also hintereinander, angeordnet sind und zwischen denen optional eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung NB angeordnet sein kann.
Die beiden NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten LNT1, LNT2 sind an Positionen unterschiedlicher Temperatur angeordnet, d. h. sie weisen zu einem bestimmten Zeitpunkt eine unterschiedliche Temperatur auf. Da sich die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 näher am Verbrennungsmotor M befindet als die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2, wird die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 durch das vom Verbrennungsmotor M abgegebene Abgas erwärmt, so dass die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 eine höhere Temperatur als die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 aufweist. Ferner gibt es Wärmeverluste über die Verrohrung, die die Abgasnachbehandlungskomponenten verbinden.
Jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 ist jeweils ein Injektor I1, I2 zur Zuführung eines Reduktionsmittels zugeordnet, wobei im Ausführungsbeispiel Kraftstoff als Reduktionsmittel verwendet wird. Die beiden Injektoren I1, I2 befinden sich jeweils unmittelbar stromaufwärts der zugeordneten NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten LNT1, LNT2, so dass das Reduktionsmittel in den Abgasstrom unmittelbar vor dessen Einströmen in die jeweilige NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 eingebracht werden kann.
Vor und/oder nach jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 Einrichtungen zur Bestimmung der NO_x-Konzentration und/oder zur Bestimmung des Verhältnisses von Luft zu Kraftstoff angeordnet sein (nicht dargestellt).
Während des Betriebs des Verbrennungsmotors M stößt dieser einen Abgasstrom A aus, der zunächst in die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 gelangt, wo im Abgasstrom A enthaltene Stickoxide unter Ausbildung von Nitraten adsorbiert werden, sofern die für die Speicherung erforderliche Temperatur vorherrscht und ausreichend Speicherkapazität vorhanden ist.
Optional durchströmt der Abgasstrom A anschließend eine oder mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen NB, bevor er in die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 gelangt. Dort können wiederum Stickoxide in Form von Nitraten gespeichert werden, sofern eine geeignete Temperatur vorherrscht und ausreichend Speicherkapazität vorhanden ist. Sollte beispielsweise die Temperatur der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 für eine Speicherung zu hoch sein oder sogar eine Desorption bereits gespeicherter Stickoxide bewirken, so können diese in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 gespeichert werden, die aufgrund der größeren Entfernung vom Motor regelmäßig eine niedrigere Temperatur als die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 aufweist.
Im Anschluss gelangt der Abgasstrom in das Abgasrohr und wird an die Umgebung abgegeben.
Zur Regenerierung der beiden NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten LNT1, LNT2 wird diesen unabhängig voneinander in zeitlichen Abständen Kraftstoff als Reduktionsmittel zugeführt, wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur einer NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 Kraftstoff zugeführt werden kann.
Die Zuführung des Kraftstoffs erfolgt mittels der Injektoren I1, I2 in den Abgasstrom A unmittelbar bevor dieser die jeweils zu regenerierende NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 erreicht.
Ein beispielhaftes Verfahren kann wie im Folgenden beschrieben durchgeführt werden.
Nach dem Starten des Verbrennungsmotors M wird zunächst die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 mit Stickoxiden gefüllt. Mit zunehmender Betriebszeit des Verbrennungsmotors M erhöht sich die Temperatur T1stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 stark und in geringerem Ausmaß auch die Temperatur T2 stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2.
Vor und nach jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 wird die NO_x-Konzentration im Abgasstrom A mittels Sensoren bestimmt oder mittels eines Modells abgeschätzt. Sind sowohl die Temperatur T1 als auch das Speichervermögen der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 in einem vorzugebenden Bereich, so wird die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 regeneriert, indem Kraftstoff als Reduktionsmittel zugeführt wird. Die Regenerierung wird gestoppt, sobald z. B. mittels einer Lambdasonde ermittelt wird, dass die Sauerstoffkonzentration im Abgasstrom A nach der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 sinkt (λ < 1), d. h. dass der zur Regenerierung vorgesehene Kraftstoff durch den Sauerstoff im Abgasstrom A oxidiert wird (lambda breakthrough).
Weiterhin kann die beispielsweise durch zu hohe Temperaturen hervorgerufene Stickoxiddesorption von der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 gemessen oder abgeschätzt werden und deren Einfluss auf das zur Verfügung stehende Speichervermögen der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 ermittelt werden.
Sind sowohl die Temperatur T2 als auch das Speichervermögen der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 in einem vorzugebenden Bereich, so wird die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 regeneriert, indem Kraftstoff als Reduktionsmittel zugeführt wird. Die Regenerierung wird gestoppt, sobald z. B. mittels einer Lambdasonde ermittelt wird, dass die Sauerstoffkonzentration im Abgasstrom A nach der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 sinkt (λ < 1), d. h. dass der zur Regenerierung vorgesehene Kraftstoff durch den Sauerstoff im Abgasstrom A oxidiert wird (lambda breakthrough).
Solange die Temperatur T2 kleiner als eine vorzugebende minimale Temperatur Tc zur Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2, beispielsweise kleiner ca. 250 °C ist, wird vorrangig die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 regeneriert, es sei denn, das Speichervermögen der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 ist erschöpft.
Ist die Temperatur T1 größer als eine vorzugebende maximale Temperatur Tb zur Regenerierung der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, beispielsweise größer als ca. 450 °C, wird lediglich die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 regeneriert. Ist das Speichervermögen der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 erschöpft, die Temperatur T1 für eine Regeneration jedoch zu hoch, wird die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 die Stickoxide desorbieren. Die Stickoxide werden anschließend von der stromabwärts angeordneten zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 gespeichert, die dann bei Bedarf regeneriert wird.
2 zeigt ein Zustandsdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Nach dem Start des Verbrennungsmotors M werden stromaufwärts der NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten LNT1, LNT2 niedrige Temperaturen T1, T2 gemessen. Beide NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 speichern Stickoxide.
Zur Regenerierung der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 wird die Temperatur T1 stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 bestimmt. Liegt diese Temperatur T1 zwischen einer minimalen Temperatur Ta und einer maximalen Temperatur Tb zur Regenerierung der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 (Ta<T1 <Tb) und ist gleichzeitig die gespeicherte Menge an Stickoxiden in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit L1 größer als eine minimale gespeicherte Menge an Stickoxiden in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 für den Start der Regenerierung La (L1>La), d. h. ist die Speicherkapazität bereits soweit erschöpft ist, dass eine Regenerierung vorgenommen werden sollte, dann erfolgt die Regeneration der ersten Speicherkatalysatoreinheit LNT1. Dieser Zustand ist in 2 als „Regeneration LNT1“ bezeichnet. Sind die Kriterien nicht erfüllt, wird weiter NO_x gespeichert.
Diese Prüfung der Kriterien kann beispielsweise indirekt durch Bestimmung der nicht adsorbierten Restmenge an Stickoxiden im Abgasstrom nach dessen Durchströmen durch die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 oder eine Modellrechnung ermittelt werden.
Die gleiche Logik mit angepassten Kriterien Tc, Td und Lb steht für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 zur Verfügung. Zur Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 wird die Temperatur T2 stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 bestimmt. Liegt diese Temperatur T2 zwischen einer minimalen Temperatur Tc und einer maximalen Temperatur Td zur Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 (Tc<T2<Td) und ist gleichzeitig die gespeicherte Menge an Stickoxiden in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit L2 größer als eine minimale gespeicherte Menge an Stickoxiden in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit für den Start der Regenerierung Lb (L2>Lb), d. h. ist die Speicherkapazität bereits soweit erschöpft ist, dass eine Regenerierung vorgenommen werden sollte, dann erfolgt die Regeneration der zweiten Speicherkatalysatoreinheit LNT2. Dieser Zustand ist in 2 als „Regeneration LNT2“ bezeichnet.
Der Zustand „Regeneration LNT1“ oder der Zustand „Regeneration LNT2“ werden nach bestimmten Kriterien verlassen. Derartige Kriterien können beispielsweise sein: λ < 1 stromabwärts der jeweiligen NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 (Lambdadurchbruch) bei unterstöchiometrischen Bedingungen vor der jeweiligen NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2; oder T1 < Ta (bzw. T2 < Tc); oder T1 > Tb (bzw. T2 > Td); oder gespeichertes NOx vollständig regeneriert nach Modellrechnung; oder andere Kriterien.
Eine gleichzeitige Regeneration von erster NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1 und zweiter NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT2 ist nicht vorgesehen, um mindestens eine NO_x-Speicherkatalysatoreinheit LNT1, LNT2 zu jedem Zeitpunkt im Zustand „Speichern“ zu betreiben und so die Emission von Stickoxiden zu minimieren.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
Bezugszeichenliste

M: Verbrennungsmotor
A: Abgasstrom
LNT1: erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
LNT2: zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
I1: Injektor für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
I2: Injektor für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
NB: Abgasnachbehandlungseinrichtung
T1: Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
T2: Temperatur stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
Ta: minimale Temperatur zur Regenerierung der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
Tb: maximale Temperatur zur Regenerierung der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
Tc: minimale Temperatur zur Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
Td: maximale Temperatur zur Regenerierung der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
L1: gespeicherte Menge an NO_x in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
La: minimale gespeicherte Menge an NO_x in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit für den Start der Regenerierung
L2: gespeicherte Menge an NO_x in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit
Lb: minimale gespeicherte Menge an NO_x in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit für den Start der Regenerierung
Λ: Verbrennungsluftverhältnis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015213617 A1 [0007]
DE 102013212802 A1 [0009]
DE 102015224580 A1 [0010]

Claims

Vorrichtung zur Behandlung eines NO_x-haltigen Abgasstroms (A) eines Verbrennungsmotors (M) mit einem von dem Abgasstrom (A) durchströmten NO_x-Speicherkatalysator, wobei - der NO_x-Speicherkatalysator mindestens eine erste und eine zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) aufweist, die in Reihe angeordnet sind und wobei die erste und die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) an Positionen unterschiedlicher Temperatur angeordnet sind, jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) jeweils ein Injektor (I1, I2) zur Zuführung eines Reduktionsmittels zugeordnet ist und - stromaufwärts und/oder stromabwärts jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) Einrichtungen zur Bestimmung der NO_x-Konzentration im Abgasstrom angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein oder mehrere Injektoren (I1, I2) unmittelbar stromaufwärts der jeweils zugeordneten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei stromabwärts der ersten und/oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) Einrichtungen zur Bestimmung des Verbrennungsluftverhältnisses λ im Abgasstrom angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen zwei NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten (LNT1, LNT2) oder stromabwärts der letzten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit von dem Abgasstrom (A) durchströmte Abgasnachbehandlungseinrichtungen (NB) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet und ausgebildet ist, ein Steuersignal zur Zuführung eines Reduktionsmittels zur ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) an den der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) zugeordneten Injektor (I1) auszugeben, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet und ausgebildet ist, ein Steuersignal zur Zuführung eines Reduktionsmittels zur zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) an den der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) zugeordneten Injektor (I2) auszugeben, falls eine Temperatur stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) liegt und die Menge des in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuer- und/oder Regelungseinheit dazu eingerichtet und ausgebildet ist, das Steuersignal zur Zuführung eines Reduktionsmittels zur zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) an den der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) zugeordneten Injektor (I2) auszugeben, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) gespeicherten NO_x unter einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Steuer- und/oder Regelungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet und ausgebildet ist, ein Steuersignal zur Beendigung der Reduktionsmittelzuführung an den der ersten oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) zugeordneten Injektor (I1, I2) auszugeben, falls stromabwärts der ersten bzw. zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) ein Abfall des Verbrennungsluftverhältnisses λ bestimmt wird.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren zur Behandlung eines NO_x-haltigen Abgasstroms (A) eines Verbrennungsmotors (M), wobei - der Abgasstrom (A) mindestens eine erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) eines NO_x-Speicherkatalysators und anschließend eine zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) des NO_x-Speicherkatalysators durchströmt, wobei die erste und die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) unterschiedliche Temperaturen aufweisen, - jeder NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) zur Regenerierung ein Reduktionsmittel unabhängig voneinander zugeführt wird und - zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur einer NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) ein Reduktionsmittel zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) ein Reduktionsmittel zugeführt wird, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) ein Reduktionsmittel zugeführt wird, falls eine Temperatur stromaufwärts der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) liegt und die Menge des in der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) gespeicherten NO_x über einer minimalen Speichermenge für die zweite NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT2) ein Reduktionsmittel zugeführt wird, falls eine Temperatur stromaufwärts der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) zwischen einer minimalen und einer maximalen Regenerierungstemperatur für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt und die Menge des in der ersten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) gespeicherten NO_x unter einer minimalen Speichermenge für die erste NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Abgasstrom (A) zwischen zwei NO_x-Speicherkatalysatoreinheiten (LNT1, LNT2) oder stromabwärts der letzten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit Abgasnachbehandlungseinrichtungen (NB) durchströmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei stromaufwärts und/oder stromabwärts der ersten und/oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) die NO_x-Konzentration im Abgasstrom bestimmt oder mittels mathematischer Modelle abgeschätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei stromabwärts der ersten und/oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) das Verbrennungsluftverhältnis λ im Abgasstrom bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Zuführung des Reduktionsmittels zur ersten oder zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) beendet wird, falls stromabwärts der ersten bzw. zweiten NO_x-Speicherkatalysatoreinheit (LNT1, LNT2) ein Abfall des Verbrennungsluftverhältnisses λ bestimmt wird.