DE102018006641A1 - Exhaust system for a motor vehicle and method for operating an exhaust system - Google Patents

Exhaust system for a motor vehicle and method for operating an exhaust system Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage 10 für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Abgasstrang (24), in welchem ein erster Partikelfilter (28) angeordnet ist, und mit einem zweiten Abgasstrang (26), in welchem ein zweiter Partikelfilter (30) angeordnet ist, Die Abgasanlage (10) umfasst eine Umschalteinrichtung (32). In einem ersten Schaltzustand der Umschalteinrichtung (32) ist der erste Partikelfilter (28) und in einem zweiten Schaltzustand der Umschalteinrichtung (32) der zweite Partikelfilter (30) mit Abgas beaufschlagbar. Die Abgasanlage (10) weist Mittel (34) zum Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters (28, 30) auf. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Abgasanlage (10).The invention relates to an exhaust system 10 for a motor vehicle, with a first exhaust line (24) in which a first particle filter (28) is arranged, and with a second exhaust line (26) in which a second particle filter (30) is arranged Exhaust system (10) comprises a switching device (32). In a first switching state of the switching device (32), the first particle filter (28) and in a second switching state of the switching device (32) the second particle filter (30) can be supplied with exhaust gas. The exhaust system (10) has means (34) for regenerating the particulate filter (28, 30) that is not exposed to exhaust gas. The invention also relates to a method for operating such an exhaust system (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Abgasstrang, in welchem ein erster Partikelfilter angeordnet ist, und mit einem zweiten Abgasstrang, in welchem ein zweiter Partikelfilter angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Abgasanlage.The invention relates to an exhaust system for a motor vehicle with a first exhaust line, in which a first particle filter is arranged, and with a second exhaust line, in which a second particle filter is arranged. Furthermore, the invention relates to a method for operating such an exhaust system.

Die DE 10 2011 010 595 A1 beschreibt eine zweiflutige Abgasanlage eines Fahrzeugs, bei welcher das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs zwei Abgasstränge der Abgasanlage parallel durchströmt. In jedem der beiden Abgasstränge ist ein Partikelfilter angeordnet.The DE 10 2011 010 595 A1 describes a dual-flow exhaust system of a vehicle, in which the exhaust gas of an internal combustion engine of the vehicle flows through two exhaust lines of the exhaust system in parallel. A particle filter is arranged in each of the two exhaust lines.

Die Reinigung etwa eines Dieselpartikelfilters eines Kraftfahrzeugs von Ruß beruht auf der chemischen Oxidation des Rußes bei hohen Temperaturen von mehr als 550°C zu Kohlendioxid. Bei der herkömmlichen Regeneration beziehungsweise Reinigung des Dieselpartikelfilters werden die Wärmeenergie und der benötigte Sauerstoff durch entsprechenden Betrieb der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs, also etwa durch die dieselmotorische Verbrennung, bereitgestellt.The cleaning of a diesel particle filter of a motor vehicle from soot is based on the chemical oxidation of the soot at high temperatures of more than 550 ° C. to carbon dioxide. In the conventional regeneration or cleaning of the diesel particle filter, the thermal energy and the required oxygen are provided by appropriate operation of the internal combustion engine of the motor vehicle, that is to say, for example, by diesel engine combustion.

Zum Reinigen beziehungsweise Regenerieren eines Partikelfilters für eine als Dieselmotor oder als Ottomotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine wird also üblicherweise ein erheblicher Kraftstoffeintrag benötigt, um den Partikelfilter auf die für ein Abbrennen von Ruß benötigte Temperatur zu bringen. Dies führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs und somit zu erhöhten CO2-Emissionen.To clean or regenerate a particle filter for an internal combustion engine designed as a diesel engine or as a gasoline engine, a considerable fuel input is usually required to bring the particle filter to the temperature required for burning off soot. This leads to increased fuel consumption in the motor vehicle and thus to increased CO 2 emissions.

Ein weiterer Nachteil eines üblichen Verfahrens zum Regenieren eines Partikelfilters ist ein erhöhter Kraftstoffeintrag in das Motoröl. Zu einer solchen Ölverdünnung kommt es hauptsächlich dann, wenn während des Regenerationsbetriebs Nacheinspritzungen in jeweilige Brennräume der Verbrennungskraftmaschine vorgenommen werden. Der bei solchen späten Nacheinspritzungen nicht vollständig verbrannte Kraftstoff kann an einer Wand des jeweiligen Zylinders entlanglaufen, in welchem der Brennraum ausgebildet ist. So kann der über Nacheinspritzungen in die Verbrennungskraftmaschine eingebrachte Kraftstoff teilweise in das Motoröl gelangen.Another disadvantage of a conventional method for regenerating a particle filter is an increased fuel input into the engine oil. Such an oil dilution mainly occurs when post-injections are carried out into the respective combustion chambers of the internal combustion engine during the regeneration operation. The fuel which is not completely burned in such late post-injections can run along a wall of the respective cylinder in which the combustion chamber is formed. The fuel that is introduced into the internal combustion engine via post-injections can thus partially get into the engine oil.

Wenn die Abgasanlage eine Hochdruck-Abgasrückführeinrichtung aufweist, bei welcher also eine Rückführung von Abgas in die mittels eines Verdichters verdichtete Zuluft stattfindet, so kann die Hochdruck-Abgasrückführung während des Regenerierens des Partikelfilters nicht durchgeführt werden. Denn die Temperatur des Abgases stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine ist für eine derartige Abgasrückführung zu hoch. Unterbleibt jedoch die Hochdruck-Abgasrückführung, so führt dies zu erhöhten Stickoxid-Emissionen des Kraftfahrzeugs. Auch dies ist nachteilig.If the exhaust system has a high-pressure exhaust gas recirculation device, in which a recirculation of exhaust gas into the supply air compressed by means of a compressor takes place, then the high-pressure exhaust gas recirculation cannot be carried out during the regeneration of the particle filter. Because the temperature of the exhaust gas downstream of the internal combustion engine is too high for such exhaust gas recirculation. However, if high-pressure exhaust gas recirculation is not carried out, this leads to increased nitrogen oxide emissions from the motor vehicle. This is also disadvantageous.

Für Kraftfahrzeuge, welche als Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, sind etwa in der DE 10 2015 015 794 A1 oder in der DE 10 2016 014 255 A1 Verfahren beschrieben, bei welchen ein Partikelfilter regeneriert wird, während die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet ist, also während kein Kraftstoff in die Verbrennungskraftmaschine eingebracht wird. Bei der DE 10 2015 015 794 A1 wird der Partikelfilter elektrisch aufgeheizt und mit einem Luftstrom beaufschlagt, während sich das Hybridfahrzeug im elektrischen Fahrbetrieb befindet. Und bei der DE 10 2016 014 255 A1 erfolgt die Regeneration des Partikelfilters bei abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine nach einem Teilabbrand von Ruß in dem Partikelfilter.For motor vehicles which are designed as hybrid vehicles are in the DE 10 2015 015 794 A1 or in the DE 10 2016 014 255 A1 Described a method in which a particle filter is regenerated while the internal combustion engine is switched off, that is, while no fuel is being introduced into the internal combustion engine. In the DE 10 2015 015 794 A1 the particle filter is heated electrically and an air flow is applied while the hybrid vehicle is in electric driving mode. And with the DE 10 2016 014 255 A1 The particle filter is regenerated when the internal combustion engine is switched off after a partial combustion of soot in the particle filter.

Bei derartigen Verfahren, bei welchen das Kraftfahrzeug einen teilelektrifizierten Antriebsstrang aufweist, kann die Regeneration des Partikelfilters also ohne motorische Verbrennung durchgeführt werden. Dies eliminiert die Probleme, welche mit dem Regenieren des Partikelfilters durch Einbringen von zusätzlichem Kraftstoff in das Abgas einhergehen. Denn die Wärmeenergie und der für das Oxidieren des Rußes erforderliche Sauerstoff werden insbesondere durch Nutzung elektrischer Komponenten und ohne (diesel)motorische Verbrennung bereitgestellt.In such methods, in which the motor vehicle has a partially electrified drive train, the regeneration of the particle filter can therefore be carried out without engine combustion. This eliminates the problems associated with regenerating the particulate filter by introducing additional fuel into the exhaust gas. This is because the thermal energy and the oxygen required to oxidize the soot are provided in particular through the use of electrical components and without (diesel) engine combustion.

Es ist jedoch wünschenswert, auch bei einem Fahrzeug mit konventionellem Antrieb, also mit einem rein verbrennungsmotorischen Antrieb, eine Reinigung des Partikelfilters ohne eine motorische Verbrennung zu ermöglichen.However, it is desirable, even in a vehicle with a conventional drive, ie with a purely internal combustion engine drive, to enable the particle filter to be cleaned without engine combustion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine diesbezüglich verbesserte Abgasanlage der eingangs genannten Art und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen Abgasanlage zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide an exhaust system of the type mentioned which has been improved in this regard and a corresponding method for operating such an exhaust system.

Diese Aufgabe wird durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by an exhaust system with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 8. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug umfasst einen ersten Abgasstrang, in welchem ein erster Partikelfilter angeordnet ist, und einen zweiten Abgasstrang, in welchem ein zweiter Partikelfilter angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Abgasanlage eine Umschalteinrichtung. In einem ersten Schaltzustand der Umschalteinrichtung ist der erste Partikelfilter mit Abgas beaufschlagbar. In einem zweiten Schaltzustand der Umschalteinrichtung ist der zweite Partikelfilter mit Abgas beaufschlagbar. Die Abgasanlage weist Mittel zum Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters auf. So kann insbesondere eine kontinuierliche Regeneration des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters durchgeführt werden. Aufgrund dieser kontinuierlichen Reinigung kann der Partikelfilter besonders klein ausfallen. Dies führt zu einer Einsparung an Materialkosten, insbesondere an Kosten für eine Beschichtung des Partikelfilters mit Edelmetallen, sofern eine Oberfläche des Partikelfilters mit Edelmetallen beschichtet ist.The exhaust system for a motor vehicle according to the invention comprises a first exhaust line, in which a first particle filter is arranged, and a second exhaust line, in which a second particle filter is arranged. Also includes the exhaust system a switching device. In a first switching state of the switchover device, exhaust gas can be applied to the first particle filter. In a second switching state of the switchover device, exhaust gas can be applied to the second particle filter. The exhaust system has means for regenerating the particulate filter that is not in each case exposed to exhaust gas. In particular, a continuous regeneration of the particulate filter not in each case exposed to exhaust gas can be carried out. Due to this continuous cleaning, the particle filter can be particularly small. This leads to a saving in material costs, in particular in costs for coating the particle filter with precious metals, provided that a surface of the particle filter is coated with precious metals.

Des Weiteren lässt sich der jeweils zu regenerierende Partikelfilter aufgrund der geringen Größe besonders rasch aufheizen. Auch dies ist im Hinblick auf das aufwandsarme Regenerieren des Partikelfilters vorteilhaft. Wenn das Aufheizen des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters und das Zuführen von Luft beziehungsweise Sauerstoff zu diesem zu regenerierenden Partikelfilter mittels elektrisch betreibbarer Einrichtungen vorgenommen wird, so lässt sich auch eine massive Verringerung der Kohlendioxid-Emissionen und der Stickoxid-Emissionen während der Reinigung beziehungsweise Regeneration des Partikelfilters erreichen. Es kann insbesondere ein ki-Faktor von etwa Null erreicht werden. Der ki-Faktor beschreibt das Verhältnis der Kohlendioxid-Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs auf 100 Kilometer inklusive der Regeneration geteilt durch die Kohlendioxid-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch auf 100 Kilometer ohne die Regeneration.Furthermore, the particle filter to be regenerated can be heated up particularly quickly due to the small size. This is also advantageous with regard to the effortless regeneration of the particle filter. If the particle filter that is not exposed to exhaust gas is heated and the air or oxygen is supplied to the particle filter to be regenerated by means of electrically operated devices, a massive reduction in carbon dioxide emissions and nitrogen oxide emissions during cleaning or regeneration can also be achieved of the particle filter. In particular, a ki factor of approximately zero can be achieved. The ki factor describes the ratio of carbon dioxide emissions and fuel consumption over 100 kilometers including regeneration divided by carbon dioxide emissions and fuel consumption over 100 kilometers without regeneration.

Des Weiteren kann erreicht werden, dass das Regenerieren des Partikelfilters keine Beeinflussung des normalen Fahrereignisses des die Abgasanlage aufweisenden Kraftfahrzeugs bewirkt. Zudem ist eine Reduzierung der Ölverdünnung erreichbar, wie sie aufgrund einer konventionellen Partikelfilterreinigung stattfindet, bei welcher Kraftstoff über späte Nacheinspritzungen in das Abgas eingebracht wird. Dementsprechend ist eine verbesserte Abgasanlage geschaffen.Furthermore, it can be achieved that the regeneration of the particle filter does not influence the normal driving event of the motor vehicle having the exhaust system. In addition, a reduction in the oil dilution can be achieved, as takes place due to a conventional particle filter cleaning, in which fuel is introduced into the exhaust gas via late post-injections. Accordingly, an improved exhaust system is created.

Vorzugsweise ist die Umschalteinrichtung stromabwärts wenigstens einer weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet. Die wenigstens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung ist im Betrieb der Abgasanlage in jedem Schaltzustand der Umschalteinrichtung von Abgas durchströmt.The switchover device is preferably arranged downstream of at least one further exhaust gas aftertreatment device. The at least one additional exhaust gas aftertreatment device has exhaust gas flowing through it in every switching state of the switching device during operation of the exhaust gas system.

Die wenigstens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung kann einen Oxidationskatalysator und/oder zumindest einen SCR-Katalysator umfassen. So lässt sich eine verbesserte Reinigung des Abgases der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs erreichen, und dennoch ist die Komplexität der Abgasanlage vergleichsweise gering gehalten.The at least one further exhaust gas aftertreatment device can comprise an oxidation catalytic converter and / or at least one SCR catalytic converter. In this way, an improved cleaning of the exhaust gas of the internal combustion engine of the motor vehicle can be achieved, and yet the complexity of the exhaust system is kept comparatively low.

Zudem kann bei einer derartigen Anordnung der wenigstens eine SCR-Katalysator besonders nahe an der Verbrennungskraftmaschine angeordnet werden. Dies bringt es mit sich, dass die Zeit bis zum Anspringen des SCR-Katalysators, also die sogenannte „Light-Off-Zeit“, deutlich verkürzt werden kann. So kann auch der derzeit bestehenden Problematik begegnet werden, dass aufgrund immer effizienter werdender Motoren die vergleichsweise niedrigen Temperaturen des Abgases üblicherweise eine längere Zeitspanne zum Erreichen der Anspringtemperatur von Abgasnachbehandlungseinrichtungen wie etwa SCR-Katalysatoren mit sich bringen.In addition, with such an arrangement, the at least one SCR catalytic converter can be arranged particularly close to the internal combustion engine. This means that the time until the SCR catalytic converter starts, ie the so-called "light-off time", can be significantly reduced. The currently existing problem can also be countered that, because engines are becoming more and more efficient, the comparatively low temperatures of the exhaust gas usually involve a longer period of time for reaching the light-off temperature of exhaust gas aftertreatment devices such as SCR catalysts.

Der jeweilige Partikelfilter kann als Partikelfilter für eine als Dieselmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine, also als Dieselpartikelfilter, oder als Partikelfilter für eine als Ottomotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine, also als Ottopartikelfilter, ausgebildet sein. Der Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, für welches die erfindungsgemäße Abgasanlage vorgesehen werden kann, kann auch als hybridisierter Antriebsstrang ausgebildet sein, in welchem sowohl eine Elektromaschine als auch eine Verbrennungskraftmaschine als Antriebsmaschinen vorgesehen sind. Dementsprechend ist die Reinigung des Partikelfilters durch Nutzung der zwei Fluten beziehungsweise der beiden Abgasstränge ohne motorische Verbrennung sowohl bei einem Kraftfahrzeug mit Dieselmotor als auch bei einem Kraftfahrzeug mit Ottomotor als auch bei einem Kraftfahrzeug mit einem Hybridantriebsstrang, welcher eine als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine aufweist, einsetzbar. The respective particle filter can be designed as a particle filter for an internal combustion engine designed as a diesel engine, ie as a diesel particle filter, or as a particle filter for an internal combustion engine designed as a gasoline engine, ie as a gasoline particle filter. The drive train of a motor vehicle, for which the exhaust system according to the invention can be provided, can also be designed as a hybridized drive train, in which both an electric machine and an internal combustion engine are provided as drive machines. Accordingly, the particle filter can be cleaned by using the two floods or the two exhaust lines without engine combustion, both in a motor vehicle with a diesel engine and in a motor vehicle with a gasoline engine, as well as in a motor vehicle with a hybrid drive train which has an internal combustion engine designed as a gasoline engine or as a diesel engine , applicable.

Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Regenerieren des jeweiligen Partikelfilters eine elektrisch betreibbare Luftpumpe, mittels welcher Luft in den ersten Abgasstrang oder in den zweiten Abgasstrang einbringbar ist.The means for regenerating the respective particle filter preferably comprise an electrically operable air pump, by means of which air can be introduced into the first exhaust line or into the second exhaust line.

Zum Bewirken des Einbringens der Luft wahlweise in den ersten Abgasstrang oder in den zweiten Abgasstrang mittels der Luftpumpe kann die Abgasanlage ein 3-Wege-Ventil umfassen.To effect the introduction of air into the first exhaust line or into the second exhaust line by means of the air pump, the exhaust system can comprise a 3-way valve.

Des Weiteren können die Mittel zum Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters wenigstens ein elektrisches Heizelement umfassen.Furthermore, the means for regenerating the particulate filter not in each case acted upon with exhaust gas can comprise at least one electric heating element.

Die von der elektrisch betreibbaren Luftpumpe beziehungsweise Sekundärluftpumpe und die von dem wenigstens einen elektrischen Heizelement benötigte elektrische Leistung kann in dem Kraftfahrzeug von einem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt werden.That of the electrically operated air pump or secondary air pump and that of the at least one electric heating element The electrical power required can be provided in the motor vehicle by an electrical energy store.

Das wenigstens eine elektrische Heizelement kann stromaufwärts des Partikelfilters in dem jeweiligen Abgasstrang angeordnet sein. Beispielsweise können als Glühstifte ausgebildete Heizelemente im Abgasrohr beziehungsweise im Abgasstrang angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine elektrische Heizelement in einem Einlassbereich des jeweiligen Partikelfilters angeordnet sein. Das wenigstens eine Heizelement kann also vor beziehungsweise im Eintritt oder Einlassbereich des jeweiligen Partikelfilters angeordnet sein.The at least one electrical heating element can be arranged upstream of the particle filter in the respective exhaust line. For example, heating elements designed as glow plugs can be arranged in the exhaust pipe or in the exhaust line. Additionally or alternatively, the at least one electrical heating element can be arranged in an inlet area of the respective particle filter. The at least one heating element can therefore be arranged in front of or in the inlet or inlet area of the respective particle filter.

Vorzugsweise sind in einem dritten Schaltzustand der Umschalteinrichtung sowohl der erste Partikelfilter als auch der zweite Partikelfilter mit Abgas beaufschlagbar. Dementsprechend kann durch Öffnen beider Fluten beziehungsweise beider Abgasstränge eine Verringerung des Abgasgegendrucks der Abgasanlage erreicht werden. Dies bringt einen Vorteil im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch mit sich und führt zu einem Leistungsplus, insbesondere im Volllastbereich beziehungsweise Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs.In a third switching state of the switching device, both the first particle filter and the second particle filter can preferably be acted upon with exhaust gas. Accordingly, a reduction in the exhaust gas back pressure of the exhaust system can be achieved by opening both floods or both exhaust gas lines. This has an advantage in terms of fuel consumption and leads to an increase in performance, in particular in the full-load range or full-load operation of the internal combustion engine of the motor vehicle.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug durchströmt Abgas, welches in einen ersten Abgasstrang der Abgasanlage eingebracht wird, einen in dem ersten Abgasstrang angeordneten ersten Partikelfilter. Wenn das Abgas hingegen in einen zweiten Abgasstrang in der Abgasanlage eingebracht wird, durchströmt das Abgas einen in dem zweiten Abgasstrang angeordneten zweiten Partikelfilter. Eine Umschalteinrichtung der Abgasanlage wird wahlweise in einen ersten Schaltzustand verbracht, in welchem der erste Partikelfilter mit Abgas beaufschlagt wird, oder in einen zweiten Schaltzustand, in welchem der zweite Partikelfilter mit Abgas beaufschlagt wird. Der jeweils nicht mit Abgas beaufschlagte Partikelfilter wird zumindest zeitweise regeneriert, während sich die Umschalteinrichtung in dem ersten Schaltzustand oder in dem zweiten Schaltzustand befindet. Folglich ist ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage geschaffen.In the method according to the invention for operating an exhaust system for a motor vehicle, exhaust gas which is introduced into a first exhaust line of the exhaust system flows through a first particle filter arranged in the first exhaust line. If, on the other hand, the exhaust gas is introduced into a second exhaust line in the exhaust system, the exhaust gas flows through a second particle filter arranged in the second exhaust line. A changeover device of the exhaust system is either brought into a first switching state in which exhaust gas is applied to the first particle filter or into a second switching state in which exhaust gas is applied to the second particle filter. The particulate filter, in each case not charged with exhaust gas, is regenerated at least temporarily, while the switchover device is in the first switching state or in the second switching state. As a result, an improved method for operating an exhaust system is created.

Die für die erfindungsgemäße Abgasanlage beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the exhaust system according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention.

Dabei zeigen:

  • 1 stark schematisiert eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, bei welcher mittels eines stromabwärts eines SCR-Katalysators angeordneten 3-Wege-Ventils wahlweise ein erster Abgasstrang mit einem ersten Partikelfilter oder ein zweiter Abgasstrang mit einem zweiten Partikelfilter mit Abgas beaufschlagt werden kann;
  • 2 einen ersten Betriebszustand der Abgasanlage, in welchem das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs durch den ersten Abgasstrang strömt und somit Partikel mittels des ersten Partikelfilters zurückgehalten werden, während der zweite, nicht mit Abgas beaufschlagte Partikelfilter regeneriert wird; und
  • 3 einen zweiten Betriebszustand der Abgasanlage, in welchem das Abgas der Verbrennungskraftmaschine durch den zweiten Abgasstrang strömt und somit Partikel mittels des zweiten Partikelfilters zurückgehalten werden, während der erste, nicht mit Abgas beaufschlagte Partikelfilter regeneriert wird.
Show:
  • 1 highly schematized an exhaust system of a motor vehicle, in which by means of a 3-way valve arranged downstream of an SCR catalytic converter, a first exhaust line with a first particle filter or a second exhaust line with a second particle filter can optionally be supplied with exhaust gas;
  • 2 a first operating state of the exhaust system, in which the exhaust gas of an internal combustion engine of the motor vehicle flows through the first exhaust line and thus particles are retained by means of the first particle filter, while the second particle filter which is not exposed to exhaust gas is regenerated; and
  • 3 a second operating state of the exhaust system, in which the exhaust gas of the internal combustion engine flows through the second exhaust line and thus particles are retained by means of the second particle filter, while the first particle filter which is not exposed to exhaust gas is regenerated.

In 1 ist stark schematisiert eine Abgasanlage 10 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Das von einer Verbrennungskraftmaschine 12 des Kraftfahrzeugs kommende Abgas wird über eine Abgasleitung 14 der Abgasanlage 10 einer Mehrzahl von Abgasnachbehandlungseinrichtungen zugeführt. Bei der vorliegend beispielhaft gezeigten Abgasanlage 10 umfassen diese Abgasnachbehandlungseinrichtungen, welche in der Abgasleitung 14 angeordnet sind, einen Oxidationskatalysator 16, einen ersten SCR-Katalysator 18 und einen zweiten SCR-Katalysator 20. In dem jeweiligen SCR-Katalysator 18, 20 werden in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) im Abgas der Verbrennungskraftmaschine 12 enthaltene Stickoxide mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Der Ammoniak stammt hierbei üblicherweise aus Harnstoff, welcher in Form einer wässrigen Harnstofflösung in das Abgas eingebracht wird.In 1 is a highly schematic exhaust system 10 of a motor vehicle shown. That of an internal combustion engine 12 Exhaust gas coming from the motor vehicle is discharged via an exhaust pipe 14 the exhaust system 10 fed to a plurality of exhaust gas aftertreatment devices. In the exhaust system shown here by way of example 10 include these exhaust gas aftertreatment devices, which are in the exhaust pipe 14 are arranged, an oxidation catalyst 16 , a first SCR catalytic converter 18 and a second SCR catalyst 20 , In the respective SCR catalytic converter 18 . 20 are in a selective catalytic reduction reaction (SCR = selective catalytic reduction, selective catalytic reduction) in the exhaust gas of the internal combustion engine 12 contained nitrogen oxides converted with ammonia to nitrogen and water. The ammonia usually comes from urea, which is introduced into the exhaust gas in the form of an aqueous urea solution.

Der zweite SCR-Katalysator 20, welcher stromabwärts einer in der Abgasleitung 14 angeordneten Abgasklappe 22 angeordnet ist, befindet sich im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs. Stromabwärts dieses zweiten SCR-Katalysators 20 teilt sich die Abgasleitung 14 in einen ersten Abgasstrang 24 und einen zweiten Abgasstrang 26 auf. In dem ersten Abgasstrang ist ein erster Partikelfilter 28 angeordnet, und in dem zweiten Abgasstrang 26 ist ein zweiter Partikelfilter 30 angeordnet. An derjenigen Stelle der Abgasanlage 10, an welcher sich die gemeinsame Abgasleitung 14 in den ersten Abgasstrang 24 einerseits und den zweiten Abgasstrang 26 andererseits verzweigt, weist die Abgasanlage 10 eine Umschalteinrichtung auf, welche vorliegend als 3-Wege-Ventil 32 ausgebildet ist. Durch Schalten des 3-Wege-Ventils 32 kann erreicht werden, dass das von dem zweiten SCR-Katalysator 20 kommende Abgas wahlweise in den ersten Abgasstrang 24 eingebracht wird oder in den zweiten Abgasstrang 26 eingebracht wird. Dementsprechend kann mittels dieser Umschalteinrichtung dafür gesorgt werden, dass wahlweise nur der erste Partikelfilter 28 oder nur der zweite Partikelfilter 30 von Abgas durchströmt wird.The second SCR catalytic converter 20 which is downstream one in the exhaust pipe 14 arranged exhaust flap 22 is located in the area of an underbody of the motor vehicle. Downstream of this second SCR catalytic converter 20 the exhaust pipe divides 14 into a first exhaust line 24 and a second exhaust line 26 on. There is a first particle filter in the first exhaust line 28 arranged, and in the second exhaust line 26 is a second particle filter 30 arranged. At that point of the exhaust system 10 , on which the common exhaust pipe 14 in the first exhaust line 24 on the one hand and the second exhaust line 26 on the other hand, the exhaust system points 10 a switching device, which in the present case is designed as a 3-way valve 32. Switching the 3-way valve 32 can achieve that of the second SCR catalytic converter 20 Coming exhaust gas optionally in the first exhaust line 24 is introduced or in the second exhaust line 26 is introduced. Accordingly, this switching device can ensure that only the first particle filter is selected 28 or just the second particle filter 30 is traversed by exhaust gas.

Die Abgasanlage 10 ermöglicht es, jeweils einen der beiden Partikelfilter 28, 30 zu regenerieren, ohne dass die hierfür erforderliche Wärmeenergie und der hierfür erforderliche Sauerstoff durch einen entsprechenden Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 12 bereitgestellt werden. Die Abgasanlage 10 umfasst nämlich Mittel 34 zum Regenerieren des jeweiligen Partikelfilters 28, 30, und die Mittel 34 werden vorliegend elektrisch betrieben. Zum Einbringen von Luft in den jeweils zu regenerierenden Partikelfilter 28, 30 ist demgemäß eine elektrisch betreibbare beziehungsweise elektrisch angesteuerte Luftpumpe 36 vorgesehen. In einem Auslass 38 dieser Luftpumpe 36 beziehungsweise Sekundärluftpumpe, welche als Luftlieferer für den jeweils zu regenerierenden Partikelfilter 28, 30 dient, ist ein weiteres 3-Wege-Ventil 40 angeordnet. Von dem 3-Wege-Ventil 40 führt ein erster Luftkanal 42 hin zu dem ersten Abgasstrang 24 und ein zweiter Luftkanal 44 hin zu dem zweiten Abgasstrang 26. Je nach Schaltstellung des 3-Wege-Ventils 40 kann bewirkt werden, dass die von der Luftpumpe 36 geförderte Luft beziehungsweise Sekundärluft über den ersten Luftkanal 42 in den ersten Abgasstrang 24 gelangt oder über den zweiten Luftkanal 44 in den zweiten Abgasstrang 26.The exhaust system 10 allows one of the two particle filters 28 . 30 to regenerate without the required thermal energy and the required oxygen by operating the internal combustion engine accordingly 12 to be provided. The exhaust system 10 namely includes means 34 to regenerate the respective particle filter 28 . 30 , and the means 34 are operated electrically in the present case. For introducing air into the particle filter to be regenerated 28 . 30 is accordingly an electrically operated or electrically controlled air pump 36 intended. In an outlet 38 this air pump 36 or secondary air pump, which acts as an air supplier for the particle filter to be regenerated 28 . 30 is used, a further 3-way valve 40 is arranged. From the 3-way valve 40 leads a first air duct 42 towards the first exhaust line 24 and a second air duct 44 towards the second exhaust line 26 , Depending on the switching position of the 3-way valve 40 can be caused by the air pump 36 conveyed air or secondary air via the first air duct 42 in the first exhaust line 24 reaches or via the second air duct 44 in the second exhaust line 26 ,

Die Mittel 34 umfassen des Weiteren ein erstes elektrisches Heizelement 46, welches in dem ersten Abgasstrang 24 angeordnet ist, und ein zweites elektrisches Heizelement 48, welches in dem zweiten Abgasstrang 26 angeordnet ist. Mittels dieser elektrischen Heizelemente 46, 48 kann der jeweilige Partikelfilter 28, 30 auf eine zum Regenerieren, also zum Abbrennen des in dem Partikelfilter 28, 30 zurückgehaltenen Rußes, erforderliche Temperatur gebracht werden. Das jeweilige Heizelement 46, 48 kann vor beziehungsweise in einem Eintritt oder Einlass des jeweiligen Partikelfilters 28, 30 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können die elektrischen Heizelemente 46, 48 als Glühstifte oder dergleichen ausgebildet sein, welche in dem jeweiligen Abgasrohr beziehungsweise Abgasstrang 24, 26 angeordnet sind.The means 34 further comprise a first electric heating element 46 which is in the first exhaust line 24 is arranged, and a second electric heating element 48 , which is in the second exhaust line 26 is arranged. By means of these electrical heating elements 46 . 48 the respective particle filter 28 . 30 one for regeneration, i.e. for burning off that in the particle filter 28 . 30 retained soot, required temperature. The respective heating element 46 . 48 can be in front of or in an inlet or inlet of the respective particle filter 28 . 30 be arranged. Additionally or alternatively, the electrical heating elements 46 . 48 be designed as glow plugs or the like, which in the respective exhaust pipe or exhaust line 24 . 26 are arranged.

Das die zwei Fluten beziehungsweise die beiden Abgasstränge 24, 26 umfassende System mit den beiden Partikelfiltern 28, 30 ist somit vorliegend stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtungen in Form des Oxidationskatalysators 16 und der SCR-Katalysatoren 18, 20 angeordnet. Stromabwärts des SCR-Systems ist die Abgasanlage 10 somit in die zwei Fluten beziehungsweise Abgasstränge 24, 26 aufgeteilt. Jede dieser Fluten beziehungsweise jeder dieser Abgasstränge 24, 26 ist mit dem jeweiligen Partikelfilter 28, 30 und dem jeweiligen elektrischen Heizelement 46, 48 versehen, während die Sauerstoffzufuhr mittels der Luftpumpe 36 sichergestellt wird, um das Regenerieren des jeweiligen Partikelfilters 28, 30 zu bewirken. Die beiden Partikelfilter 28, 30 können eine jeweilige Beladung mit Edelmetallen in einer Größenordnung von etwa 1 Gramm pro Liter Volumen des jeweiligen Partikelfilters 28, 30 aufweisen.That the two floods or the two exhaust lines 24 . 26 comprehensive system with the two particle filters 28 . 30 is thus present downstream of the exhaust gas aftertreatment devices in the form of the oxidation catalytic converter 16 and the SCR catalysts 18 . 20 arranged. The exhaust system is downstream of the SCR system 10 thus in the two floods or exhaust lines 24 . 26 divided up. Each of these floods or each of these exhaust lines 24 . 26 is with the respective particle filter 28 . 30 and the respective electrical heating element 46 . 48 provided while the oxygen supply by means of the air pump 36 is ensured to the regeneration of the respective particle filter 28 . 30 to effect. The two particle filters 28 . 30 each can be loaded with precious metals in the order of about 1 gram per liter volume of the respective particle filter 28 . 30 exhibit.

Die Umschaltung zwischen den beiden Fluten beziehungsweise Abgassträngen 24, 26 wird vorliegend über das 3-Wege-Ventil 32 sichergestellt. Mit Bezug auf 2 und 3 soll das Umschalten zwischen den beiden Abgassträngen 24, 26 und das hierbei stattfindende Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters 28, 30 veranschaulicht werden.Switching between the two floods or exhaust lines 24 . 26 is in the present case via the 3-way valve 32 ensured. Regarding 2 and 3 should switch between the two exhaust lines 24 . 26 and the regeneration of the particulate filter that is not exposed to exhaust gas 28 . 30 are illustrated.

Dementsprechend ist in der Darstellung der Abgasanlage 10 gemäß 2 das 3-Wege-Ventil 32 in eine erste Schaltstellung verbracht, in welcher das gesamte durch die Abgasleitung 14 strömende Abgas weiter durch den ersten Abgasstrang 24 und somit durch den ersten Partikelfilter 28 geleitet wird. Der entsprechende Abgasmassenstrom ist in 2 durch eine Mehrzahl von Pfeilen 50 veranschaulicht. Dementsprechend ist mit Hilfe des 3-Wege-Ventils 32 in der in 2 veranschaulichten Situation, also bei in den ersten Schaltzustand verbrachtem 3-Wege-Ventil 32 der zweite Abgasstrang 26 von dem Abgasmassenstrom getrennt, welcher von der Verbrennungskraftmaschine 12 beziehungsweise von dem Motor her kommt. Die Filterung des im Abgasmassenstrom enthaltenen Rußes findet daher ausschließlich mittels des ersten Partikelfilters 28 statt. In diesem ersten Schaltzustand der etwa in Form des 3-Wege-Ventils 32 bereitgestellten Umschalteinrichtung ist somit der zweite Abgasstrang 26 geschlossen beziehungsweise nicht mit Abgas beaufschlagt.Accordingly, the exhaust system is shown in the illustration 10 according to 2 the 3-way valve 32 is brought into a first switching position, in which the entire through the exhaust pipe 14 flowing exhaust continues through the first exhaust line 24 and thus through the first particle filter 28 is directed. The corresponding exhaust gas mass flow is in 2 by a plurality of arrows 50 illustrated. Accordingly, using the 3-way valve 32 in the in 2 illustrated situation, i.e. when the 3-way valve is in the first switching state 32 the second exhaust line 26 separated from the exhaust gas mass flow, which is from the internal combustion engine 12 or comes from the engine. The soot contained in the exhaust gas mass flow is therefore filtered exclusively by means of the first particle filter 28 instead of. In this first switching state, the roughly in the form of the 3-way valve 32 The switching device provided is thus the second exhaust line 26 closed or not exposed to exhaust gas.

In diesem Schaltzustand der Umschalteinrichtung werden zudem die Mittel 34 derart betrieben, dass eine Reinigung des zweiten Partikelfilters 30 stattfindet. Dementsprechend wird die zur Regeneration erforderliche Wärmeenergie in den zweiten Partikelfilter 30 durch Bestromen des zweiten Heizelements 48 eingebracht. Die Zufuhr von für das Regenerieren nötigem Sauerstoff erfolgt über die elektrisch betriebene Luftpumpe 36 beziehungsweise Sekundärluftpumpe. Dementsprechend wird das 3-Wege-Ventil 40 in eine Schaltstellung verbracht, in welcher die von der Luftpumpe 36 geförderte Luft ausschließlich über den zweiten Luftkanal 44 in die Abgasanlage 10 eingebracht wird, und zwar in den zweiten Abgasstrang 26 der Abgasanlage 10.In this switching state of the switching device, the means are also 34 operated such that cleaning of the second particle filter 30 takes place. Accordingly, the thermal energy required for regeneration is in the second particle filter 30 by energizing the second heating element 48 brought in. The oxygen required for regeneration is supplied by the electrically operated air pump 36 respectively Secondary air pump. Accordingly, the 3-way valve 40 is brought into a switching position in which the air pump 36 conveyed air only via the second air duct 44 into the exhaust system 10 is introduced, namely in the second exhaust line 26 the exhaust system 10 ,

In der Zeit, in welcher die zweite Flut beziehungsweise der zweite Abgasstrang 26 somit vom Abgasmassenstrom getrennt ist, kann also der sich in dieser zweiten Flut beziehungsweise in diesem zweiten Abgasstrang 26 befindende zweite Partikelfilter 30 regeneriert werden. In der anderen Flut beziehungsweise in dem anderen Abgasstrang 24 wird währenddessen der verbrennungsmotorisch gebildete Ruß aus dem Abgasmassenstrom gefiltert. Während die Einbringung von Wärmeenergie in dem in 2 gezeigten Zustand der Abgasanlage 10 über das zweite Heizelement 48 stattfindet und die Zufuhr von Sauerstoff zu dem zweiten Partikelfilter 30 mittels der Luftpumpe 36 bewerkstelligt wird, ist das wenigstens eine elektrische erste Heizelement 46, welches sich in dem ersten Abgasstrang 24 befindet, nicht mit elektrischem Strom beaufschlagt.In the time in which the second flood or the second exhaust line 26 thus separated from the exhaust gas mass flow, it can be found in this second flood or in this second exhaust line 26 second particle filter 30 be regenerated. In the other flood or in the other exhaust line 24 the soot formed by the internal combustion engine is filtered out of the exhaust gas mass flow. While the introduction of thermal energy in the 2 shown state of the exhaust system 10 via the second heating element 48 takes place and the supply of oxygen to the second particulate filter 30 by means of the air pump 36 is accomplished, this is at least one electrical first heating element 46 , which is in the first exhaust line 24 is not supplied with electrical current.

Wenn der in dem ersten Abgasstrang 24 angeordnete erste Partikelfilter 28 seine Beladungsgrenze, also eine entsprechende Beladung mit Partikeln beziehungsweise Ruß aus dem von der Verbrennungskraftmaschine 12 kommenden Abgas erreicht hat, wird mittels des 3-Wege-Ventils 32 diese erste Flut beziehungsweise dieser erste Abgasstrang 24 von dem Abgasmassenstrom getrennt. Dieser Zustand der Abgasanlage 10 ist in 3 veranschaulicht. Der von dem Verbrennungsmotor beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 12 erzeugte Ruß wird somit ausschließlich durch den zweiten Abgasstrang 26 beziehungsweise über die zweite Flut geleitet. Dementsprechend erfolgt die Filterung des Rußes im Abgasmassenstrom über den zweiten Abgasstrang 26 beziehungsweise mittels des zweiten Partikelfilters 30. Der entsprechende Abgasmassenstrom ist in 3 durch weitere Pfeile 52 veranschaulicht. Demgemäß strömt dann, wenn das 3-Wege-Ventil 32 in den zweiten Schaltzustand verbracht ist, kein Abgas durch den ersten Abgasstrang 24. Demgegenüber wird das wenigstens eine erste elektrische Heizelement 46, welches in dem ersten Abgasstrang 24 angeordnet ist, mit elektrischer Energie beaufschlagt, um den ersten Partikelfilter 28 aufzuheizen. Zugleich wird mittels des 3-Wege-Ventils 40 dafür gesorgt, dass die von der Luftpumpe 36 geförderte Luft beziehungsweise Sekundärluft ausschließlich über den ersten Luftkanal 42 in den ersten Abgasstrang 24 eingebracht wird.If the in the first exhaust line 24 arranged first particle filter 28 its loading limit, i.e. a corresponding loading with particles or soot from that of the internal combustion engine 12 coming exhaust gas is reached by means of the 3-way valve 32 this first flood or this first exhaust line 24 separated from the exhaust gas mass flow. This state of the exhaust system 10 is in 3 illustrated. That of the internal combustion engine or the internal combustion engine 12 Soot generated is therefore only from the second exhaust line 26 or directed over the second flood. Accordingly, the soot is filtered in the exhaust gas mass flow via the second exhaust line 26 or by means of the second particle filter 30 , The corresponding exhaust gas mass flow is in 3 by further arrows 52 illustrated. Accordingly, when the 3-way valve flows 32 is brought into the second switching state, no exhaust gas through the first exhaust line 24 , In contrast, the at least one first electrical heating element 46 which is in the first exhaust line 24 is arranged, supplied with electrical energy to the first particle filter 28 heat. At the same time, the 3-way valve 40 made sure that from the air pump 36 Pumped air or secondary air only via the first air duct 42 in the first exhaust line 24 is introduced.

Nach dieser Reinigung der ersten Flut beziehungsweise des sich in dem ersten Abgasstrang 24 befindenden ersten Partikelfilters 28 wird das 3-Wege-Ventil 32 wieder so geschaltet, dass wieder der zweite Abgasstrang 26 vom Abgasmassenstrom getrennt wird und der in dem zweiten Abgasstrang 26 angeordnete zweite Partikelfilter 30 regeneriert wird. Es wird also anschließend die Abgasanlage 10 wieder so betrieben, wie dies vorstehend mit Bezug auf 2 erläutert worden ist. Dementsprechend wird der von dem Verbrennungsmotor beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 12 erzeugte Ruß dann wieder über den sich in dem ersten Abgasstrang 24 befindenden ersten Partikelfilter 28 gefiltert.After this cleaning of the first flood or that in the first exhaust line 24 located first particle filter 28 becomes the 3-way valve 32 switched so that the second exhaust line 26 is separated from the exhaust gas mass flow and that in the second exhaust line 26 arranged second particle filter 30 is regenerated. It will then become the exhaust system 10 again operated as above with reference to 2 has been explained. Accordingly, that of the internal combustion engine or the internal combustion engine 12 soot then generated again in the first exhaust line 24 the first particle filter 28 filtered.

Nachfolgend sollen weitere, vorliegend beispielhaft gezeigte Komponenten der Abgasanlage 10 beziehungsweise des Kraftfahrzeugs beschrieben werden. So wird die der Verbrennungskraftmaschine 12 im verbrennungsmotorischen Betrieb zugeführte Luft oder Zuluft, welche in 2 und in 3 durch einen jeweiligen Pfeil 54 veranschaulicht ist, nach dem Durchströmen eines Luftfilters 56, welcher in einem Zuluftstrang 58 angeordnet ist, einem Verdichter 60 eines Abgasturboladers 62 zugeführt.In the following, further components of the exhaust system, shown here by way of example, are intended 10 or the motor vehicle are described. This is how the internal combustion engine works 12 Air or supply air supplied in internal combustion engine operation, which in 2 and in 3 by a respective arrow 54 is illustrated after flowing through an air filter 56 which is in a supply air duct 58 is arranged, a compressor 60 of an exhaust gas turbocharger 62 fed.

Der Abgasturbolader 62 umfasst in an sich bekannter Art und Weise eine Turbine 64, welche in der Abgasleitung 14 angeordnet ist. Es kann ein Steller 66 zum Einstellen einer variablen Turbinengeometrie der Turbine 64 vorgesehen sein. Auf einer Hochdruckseite des Verdichters 60 befindet sich in dem Zuluftstrang 58 ein Ladeluftkühler 68, welchem eine Drosselklappe 70 nachgeschaltet ist. Des Weiteren kann zur Einlasskanalabschaltung eine Drallklappe 72 vorgesehen sein.The exhaust gas turbocharger 62 comprises a turbine in a manner known per se 64 which in the exhaust pipe 14 is arranged. It can be an adjuster 66 for setting a variable turbine geometry of the turbine 64 be provided. On a high pressure side of the compressor 60 is in the supply air line 58 a charge air cooler 68 , which has a throttle valve 70 is connected downstream. A swirl flap can also be used to switch off the inlet duct 72 be provided.

Stromaufwärts der in der Abgasleitung 14 angeordneten Turbine 64 kann eine Abgasrückführleitung 74, in welcher ein Ventil 76 angeordnet ist, die Abgasleitung 14 mit einer Hochdruckseite des Zuluftstrangs 58 verbinden, also mit einem stromabwärts des Verdichters 60 angeordneten Teilbereich des Zuluftstrangs 58. In der für eine entsprechende Hochdruck-Abgasrückführung ausgebildeten Abgasrückführleitung 74 ist ein Abgasrückführungskühler 78 angeordnet. Der Abgasrückführungskühler 78 kann über einen Bypass 80, in welchem ein weiteres Ventil 82 angeordnet ist, umgangen werden.Upstream of that in the exhaust pipe 14 arranged turbine 64 can be an exhaust gas recirculation line 74 in which a valve 76 is arranged, the exhaust pipe 14 with a high pressure side of the supply air line 58 connect, i.e. with a downstream of the compressor 60 arranged section of the supply air line 58 , In the exhaust gas recirculation line designed for a corresponding high pressure exhaust gas recirculation 74 is an exhaust gas recirculation cooler 78 arranged. The exhaust gas recirculation cooler 78 can bypass 80 in which another valve 82 is arranged to be bypassed.

Eine weitere Abgasrückführleitung 84 für eine Niederdruck-Abgasrückführung zweigt zwischen dem ersten SCR-Katalysator 18 und der Abgasklappe 22 von der Abgasleitung 14 ab und mündet stromabwärts des Luftfilters 56 und stromaufwärts des Verdichters 60 in den Zuluftstrang 58 ein. Auch in dieser Abgasrückführleitung 84 sind ein Abgasrückführungskühler 86 und ein Ventil 88 angeordnet.Another exhaust gas recirculation line 84 for low-pressure exhaust gas recirculation branches between the first SCR catalytic converter 18 and the exhaust flap 22 from the exhaust pipe 14 and flows downstream of the air filter 56 and upstream of the compressor 60 in the supply air line 58 on. Also in this exhaust gas recirculation line 84 are an exhaust gas recirculation cooler 86 and a valve 88 arranged.

Durch die Aufteilung der Abgasleitung 14 in die zwei Fluten beziehungsweise zwei Abgasstränge 24, 26 mit dem jeweiligen Partikelfilter 28, 30 und das Vorsehen der Mittel 34 zum Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters 28, 30 kann auch für ein Kraftfahrzeug wie etwa einen Personenkraftwagen mit konventionellem Antrieb eine Reinigung beziehungsweise Regeneration des jeweiligen Partikelfilters 28, 30 erreicht werden, ohne dass für dieses Regenerieren eine Verbrennung von Kraftstoff vorzunehmen ist.By dividing the exhaust pipe 14 into the two floods or two exhaust lines 24 . 26 with the respective particle filter 28 . 30 and the provision of the means 34 to regenerate the particulate filter that is not exposed to exhaust gas 28 . 30 can also clean or regenerate the respective particle filter for a motor vehicle such as a passenger car with a conventional drive 28 . 30 can be achieved without having to burn fuel for this regeneration.

Es kann also auch für konventionelle Personenkraftwagen mit einer als Dieselmotor oder als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine 12 eine Reinigung des Partikelfilters 28, 30 ohne motorische Verbrennung erreicht werden.It can also be used for conventional passenger cars with an internal combustion engine designed as a diesel engine or as a gasoline engine 12 cleaning the particle filter 28 . 30 can be achieved without engine combustion.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Abgasanlageexhaust system
1212
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1414
Abgasleitungexhaust pipe
1616
Oxidationskatalysatoroxidation catalyst
1818
SCR-KatalysatorSCR catalyst
2020
SCR-KatalysatorSCR catalyst
2222
Abgasklappeexhaust flap
2424
erster Abgasstrangfirst exhaust line
2626
zweiter Abgasstrangsecond exhaust line
2828
erster Partikelfilterfirst particle filter
3030
zweiter Partikelfiltersecond particle filter
3232
3-Wege-Ventil3-way valve
3434
Mittelmedium
3636
Luftpumpeair pump
3838
Auslassoutlet
4040
3-Wege-Ventil3-way valve
4242
Luftkanalair duct
4444
Luftkanalair duct
4646
Heizelementheating element
4848
Heizelementheating element
5050
Pfeilarrow
5252
Pfeilarrow
5454
Pfeilarrow
5656
Luftfilterair filter
5858
ZuluftstrangZuluftstrang
6060
Verdichtercompressor
6262
Abgasturboladerturbocharger
6464
Turbineturbine
6666
StellerSteller
6868
LadeluftkühlerIntercooler
7070
Drosselklappethrottle
7272
Drallklappeswirl flap
7474
AbgasrückführleitungExhaust gas recirculation line
7676
VentilValve
7878
AbgasrückführungskühlerExhaust gas recirculation cooler
8080
Bypassbypass
8282
VentilValve
8484
AbgasrückführleitungExhaust gas recirculation line
8686
AbgasrückführungskühlerExhaust gas recirculation cooler
8888
VentilValve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011010595 A1 [0002]DE 102011010595 A1 [0002]
  • DE 102015015794 A1 [0007]DE 102015015794 A1 [0007]
  • DE 102016014255 A1 [0007]DE 102016014255 A1 [0007]

Claims (9)

Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Abgasstrang (24), in welchem ein erster Partikelfilter (28) angeordnet ist, und mit einem zweiten Abgasstrang (26), in welchem ein zweiter Partikelfilter (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (10) eine Umschalteinrichtung (32) umfasst, wobei in einem ersten Schaltzustand der Umschalteinrichtung (32) der erste Partikelfilter (28) und in einem zweiten Schaltzustand der Umschalteinrichtung (32) der zweite Partikelfilter (30) mit Abgas beaufschlagbar ist, und wobei die Abgasanlage (10) Mittel (34) zum Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters (28, 30) aufweist.Exhaust system for a motor vehicle, with a first exhaust line (24), in which a first particle filter (28) is arranged, and with a second exhaust line (26), in which a second particle filter (30) is arranged, characterized in that the exhaust system (10) comprises a switchover device (32), the first particle filter (28) in a first switching state of the switchover device (32) and the second particle filter (30) in a second switching state of the switchover device (32), and wherein the Exhaust system (10) has means (34) for regenerating the particulate filter (28, 30) that is not exposed to exhaust gas. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (32) stromabwärts wenigstens einer weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet ist, welche im Betrieb der Abgasanlage (10) in jedem Schaltzustand der Umschalteinrichtung (32) von Abgas durchströmt ist.Exhaust system after Claim 1 , characterized in that the switchover device (32) is arranged downstream of at least one further exhaust gas aftertreatment device, through which exhaust gas flows in every switching state of the switchover device (32) during operation of the exhaust gas system (10). Abgasanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung einen Oxidationskatalysator (16) und/oder zumindest einen SCR-Katalysator (18, 20) umfasst.Exhaust system after Claim 2 , characterized in that the at least one further exhaust gas aftertreatment device comprises an oxidation catalytic converter (16) and / or at least one SCR catalytic converter (18, 20). Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (34) zum Regenerieren des jeweiligen Partikelfilters (28, 30) eine elektrisch betreibbare Luftpumpe (36) umfassen, mittels welcher Luft in den ersten Abgasstrang (24) oder in den zweiten Abgasstrang (26) einbringbar ist.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the means (34) for regenerating the respective particle filter (28, 30) comprise an electrically operated air pump (36) by means of which air can be introduced into the first exhaust line (24) or into the second exhaust line (26). Abgasanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein 3-Wege-Ventil (40) zum Bewirken des Einbringens der Luft wahlweise in den ersten Abgasstrang (24) oder in den zweiten Abgasstrang (26) mittels der Luftpumpe (36).Exhaust system after Claim 4 , characterized by a 3-way valve (40) for effecting the introduction of the air optionally into the first exhaust line (24) or into the second exhaust line (26) by means of the air pump (36). Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (34) zum Regenerieren des jeweils nicht mit Abgas beaufschlagten Partikelfilters (28, 30) wenigstens ein elektrisches Heizelement (46, 48) umfassen, welches stromaufwärts des Partikelfilters (28, 30) in dem jeweiligen Abgasstrang (24, 26) und/oder in einem Einlassbereich des jeweiligen Partikelfilters (28, 30) angeordnet ist.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the means (34) for regenerating the particulate filter (28, 30) which is in each case not exposed to exhaust gas comprise at least one electrical heating element (46, 48) which is located upstream of the particulate filter (28, 30) in the respective exhaust gas line (24 , 26) and / or in an inlet area of the respective particle filter (28, 30). Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schaltzustand der Umschalteinrichtung (32) sowohl der erste Partikelfilter (28) als auch der zweite Partikelfilter (30) mit Abgas beaufschlagbar sind.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that in a third switching state of the switching device (32) both the first particle filter (28) and the second particle filter (30) can be acted upon with exhaust gas. Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet ist und zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine (12) eine Elektromaschine als Antriebsmaschine aufweist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the motor vehicle is designed as a hybrid vehicle and, in addition to an internal combustion engine (12), has an electric machine as the drive machine. Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage (10) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem Abgas, welches in einen ersten Abgasstrang (24) der Abgasanlage (10) eingebracht wird, einen in dem ersten Abgasstrang (24) angeordneten ersten Partikelfilter (28) durchströmt, und bei welchem Abgas, welches in einen zweiten Abgasstrang (26) der Abgasanlage (10) eingebracht wird, einen in dem zweiten Abgasstrang (26) angeordneten zweiten Partikelfilter (30) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschalteinrichtung (32) der Abgasanlage (10) wahlweise in einen ersten Schaltzustand verbracht wird, in welchem der erste Partikelfilter (28) mit Abgas beaufschlagt wird, oder in einen zweiten Schaltzustand, in welchem der zweite Partikelfilter (30) mit Abgas beaufschlagt wird, wobei der jeweils nicht mit Abgas beaufschlagte Partikelfilter (28, 30) zumindest zeitweise regeneriert wird, während sich die Umschalteinrichtung (32) in dem ersten Schaltzustand oder in dem zweiten Schaltzustand befindet.Method for operating an exhaust system (10) for a motor vehicle, in which exhaust gas which is introduced into a first exhaust line (24) of the exhaust system (10) flows through a first particle filter (28) arranged in the first exhaust line (24), and at Which exhaust gas, which is introduced into a second exhaust line (26) of the exhaust system (10), flows through a second particle filter (30) arranged in the second exhaust line (26), characterized in that a switching device (32) of the exhaust system (10) is optional is brought into a first switching state in which exhaust gas is applied to the first particle filter (28) or to a second switching state in which exhaust gas is applied to the second particle filter (30), the particle filter (28, 30) is regenerated at least temporarily while the switching device (32) is in the first switching state or in the second switching state.
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