DE102018200452A1 - Desulfurization of individual nitrogen oxide storage catalysts in a dual nitrogen oxide storage catalyst system - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Entschwefeln einzelner Stickoxidspeicherkatalysatoren in einem Stickoxidspeicherkatalysator-System mit mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Stickoxidspeicherkatalysator im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei die Stickoxidspeicherkatalysatoren unabhängig voneinander entschwefelt werden können, indem dafür notwendige Bedingungen durch unmittelbar stromaufwärts der Stickoxidspeicherkatalysatoren mittels dort jeweils angeordnete Zuführeinrichtungen in den Abgastrakt eingeleiteten Kraftstoff bereitgestellt werden können. Weiterhin wird eine Anordnung zum Ausführen des Verfahrens bereitgestellt.

Figure DE102018200452A1_0000
A process is provided for desulphurizing individual nitrogen oxide storage catalysts in a nitrogen oxide storage catalyst system having at least one first and at least one second nitrogen oxide storage catalyst in the exhaust gas tract of an internal combustion engine, wherein the nitrogen oxide storage catalysts can be desulfurized independently of one another by conditions necessary for this by immediately upstream of the nitrogen oxide storage catalysts by means of respectively arranged therein Feeder can be provided in the exhaust tract fuel introduced. Furthermore, an arrangement for carrying out the method is provided.
Figure DE102018200452A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschwefeln einzelner Stickoxidspeicherkatalysatoren in einem Stickoxidspeicherkatalysator-System im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine sowie eine Anordnung zum Ausführen des Verfahrens.The invention relates to a method for desulfurizing individual nitrogen oxide storage catalysts in a nitrogen oxide storage catalytic converter system in the exhaust gas tract of an internal combustion engine and to an arrangement for carrying out the method.

Stickoxidspeicherkatalysatoren (auch als Mager-NOx-Fallen bezeichnet, auf Englisch lean NOx trap, LNT) werden zur temporären Adsorption und späteren Umsetzung von Stickoxiden aus dem Abgas von Brennkraftmaschinen verwendet. Daneben erfüllen sie ihre Aufgaben der oxidativen Nachbehandlung von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffen (HC). Im Magerbetrieb einer Brennkraftmaschine, d.h. einem Betrieb mit einem Luft/Kraftstoff-Gemisch, in dem Luft und damit Sauerstoff im Überschuss vorliegt, entstehende Stickoxide können in einem LNT gespeichert werden; dazu oxidiert der LNT das im mageren Abgas enthaltene Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (NO2) und speichert es anschließend in Form von Nitraten. Mit steigender Stickoxid-Beladung eines LNT nimmt seine Speicherkapazität zunehmend ab. Auch im Abgas enthaltene Sulfoxide werden in LNT gespeichert. Temperatur, Abgasstrom und Schwefel-Beladung eines LNT beeinflussen seine Speicherkapazität.Nitrogen oxide storage catalysts (also referred to as lean NOx traps, in English lean NOx trap, LNT ) are used for the temporary adsorption and subsequent conversion of nitrogen oxides from the exhaust gas of internal combustion engines. In addition, they fulfill their tasks of oxidative aftertreatment of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC). In lean operation of an internal combustion engine, ie an operation with an air / fuel mixture in which air and thus oxygen is present in excess, resulting nitrogen oxides can in one LNT get saved; to oxidized the LNT the nitrogen monoxide (NO) contained in the lean exhaust gas to nitrogen dioxide (NO 2 ) and then stores it in the form of nitrates. With increasing nitrogen oxide loading of a LNT is increasingly decreasing its storage capacity. Also contained in the exhaust sulfoxides are in LNT saved. Temperature, exhaust gas flow and sulfur loading of one LNT affect its storage capacity.

Ist die Speicherkapazität des LNT erschöpft, muss er regeneriert werden. Bei der Regeneration werden die gespeicherten Stickoxide wieder desorbiert und an katalytisch aktiven Komponenten des LNT mit Hilfe der fetten Abgasbestandteile (CO, HC) zu Stickstoff reduziert; nichtreduzierte Stickoxide können auch in einem stromabwärts angeordneten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) reduziert werden. Zur Regeneration eines LNT wird das Abgas angefettet, z.B. durch entsprechende Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge im Motor und/oder Reduktion der Frischluftzufuhr. Dabei entsteht ein unterstöchiometrisches Verhältnis von Sauerstoff zu Kraftstoff. Das Verhältnis kann auch durch einen Lambdawert ausgedrückt werden, der dann kleiner als 1 ist. Dieses unterstöchiometrische Verhältnis kann auch durch Einspritzung von Kraftstoff in den Abgastrakt hergestellt werden. Dabei werden vordergründig vor allem Stickoxide entfernt, weshalb man auch von einem DeNox-Purge spricht. Auch Schwefelverbindungen werden während des Purge aus dem LNT entfernt, wobei das Entfernen von Schwefelverbindungen effektiv bei einer Temperatur von mindestens 600°C funktioniert. Unterhalb dieser Temperatur funktioniert eine Entschwefelung zwar auch, aber langsamer. Am besten funktioniert das Entfernen im Fettbetrieb, jedoch können Schwefeloxide bei der besagten Temperatur auch im Magerbetrieb entfernt werden, allerdings muss die hohe Temperatur dafür länger aufrechterhalten werden ( DE 10 2016 203 214 A1 ).Is the storage capacity of the LNT exhausted, it must be regenerated. During regeneration, the stored nitrogen oxides are desorbed again and catalytically active components of the LNT reduced to nitrogen with the aid of the rich exhaust gas components (CO, HC); Unreduced nitrogen oxides can also be reduced in a downstream selective catalytic reduction (SCR) catalyst. For the regeneration of a LNT the exhaust gas is enriched, for example by increasing the amount of fuel injection in the engine and / or reducing the supply of fresh air. This creates a substoichiometric ratio of oxygen to fuel. The ratio can also be expressed by a lambda value which is then less than 1. This stoichiometric ratio can also be established by injecting fuel into the exhaust tract. In the foreground, mainly nitrogen oxides are removed, which is why one speaks of a DeNox purge. Also sulfur compounds are released during the purge LNT removed, wherein the removal of sulfur compounds effectively at a temperature of at least 600 ° C works. Desulphurization works below this temperature, but slower. The removal works best in rich operation, but sulfur oxides at that temperature can be removed even in lean operation, but the high temperature must be maintained for longer ( DE 10 2016 203 214 A1 ).

Die Höhe der Stickoxidemissionen unterliegt strengen gesetzlichen Bestimmungen. Abgasnachbehandlungssysteme mit nur einem LNT können die im Abgas enthaltenen Stickoxide häufig nicht ausreichend umwandeln. Eine Möglichkeit, die Stickoxidkonversion effizienter zu gestalten, ist das Anordnen eines zweiten LNT im Abgastrakt ( KR 1 015 274 B1 ). Auch der zweite LNT muss regeneriert und entschwefelt werden. Zwei in Reihe angeordnete LNT befinden sich an verschiedenen Positionen im Abgastrakt, wodurch sie unterschiedlichen thermischen Bedingungen ausgesetzt sind.The level of nitrogen oxide emissions is subject to strict legal regulations. Exhaust after-treatment systems with only one LNT Often, the nitrogen oxides contained in the exhaust gas can not be sufficiently converted. One way to make nitrogen oxide conversion more efficient is to arrange a second LNT in the exhaust tract ( KR 1 015 274 B1 ). Also the second LNT must be regenerated and desulphurised. Two arranged in series LNT are in different positions in the exhaust system, which exposes them to different thermal conditions.

Wird ein LNT im Fettbetrieb regeneriert, weist das Abgas stromabwärts des LNT für einen bestimmten Zeitraum noch einen stöchiometrischen Wert auf. Ein Ändern des Lambdawertes stromabwärts des LNT in einen substöchiometrischen Bereich ist eine Indikation, dass die Regeneration des LNT vollständig ist. Dabei nähert sich der Lambdawert stromabwärts des LNT dem stromaufwärts des LNT an, bis die Werte gleich oder nahezu gleich sind. Dieses Phänomen wird auch als Lambda-Durchbruch bezeichnet.Becomes a LNT regenerated in rich operation, the exhaust gas downstream of the LNT for a certain period of time still a stoichiometric value. Changing the lambda value downstream of the LNT in a sub-stoichiometric area is an indication that the regeneration of the LNT is complete. The lambda value approaches downstream of the LNT the upstream of the LNT until the values are equal or nearly equal. This phenomenon is also referred to as lambda breakthrough.

Bei einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit zwei in Reihe angeordneten LNT verzögert die Regeneration des ersten LNT die Regenerationsmöglichkeit des nachgeschalteten zweiten LNT, da stromabwärts vom ersten LNT keine substöchiometrischen Verhältnisse vorliegen, solange der erste LNT nicht vollständig regeneriert wurde, d.h. kein Lambda-Durchbruch erfolgte. Daher müssen die beiden LNT herkömmlicherweise nacheinander regeneriert werden. Dabei wird jedoch die Gesamtdauer zum Regenerieren einer derartigen Abgasnachbehandlungsvorrichtung im Vergleich zum Regenerieren nur eines LNT erhöht und der Kraftstoffverbrauch während des Regenerierens der beiden LNT entsprechend gesteigert. Zudem steigt mit der Regenerationsdauer auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Vorgang wegen unvorteilhafter Fahrbedingungen (z.B. beim Auskuppeln oder Bremsen) abgebrochen werden muss. Stick- und Schwefeloxide werden daher häufig aus dem zweiten LNT nicht so effizient entfernt wie aus dem ersten.In an exhaust aftertreatment device having two in series LNT Delays the regeneration of the first LNT the possibility of regeneration of the downstream second LNT because downstream from the first LNT no sub-stoichiometric ratios exist, as long as the first LNT was not completely regenerated, ie no lambda breakthrough occurred. Therefore, the two must LNT conventionally be regenerated sequentially. However, the total time to regenerate such an exhaust aftertreatment device is only one compared to regeneration LNT increases and fuel consumption while regenerating the two LNT increased accordingly. In addition, the regeneration duration also increases the likelihood that the process must be aborted due to unfavorable driving conditions (eg when disengaging or braking). Stick and sulfur oxides are therefore often from the second LNT not as efficiently removed as from the first one.

Das Bereitstellen von unterstöchiometrischen Abgasbedingungen und besonders von für das Entschwefeln ausreichend hohe Temperaturen ist eine technische Herausforderung. Es besteht die Aufgabe, das Entschwefeln von zwei in Reihe angeordneten LNT im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren effizienter zu gestalten.The provision of substoichiometric exhaust conditions and especially of sufficiently high temperatures for desulfurization is a technical challenge. It is the task of desulfurizing two arranged in series LNT more efficient compared to conventional methods.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Entschwefelns von Stickoxidspeicherkatalysatoren in einem Stickoxidspeicherkatalysator-System im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Stickoxidspeicherkatalysator-System mindestens einen ersten LNT und mindestens einen in Abgasströmungsrichtung stromabwärts vom ersten angeordneten zweiten LNT, mindestens eine erste, stromabwärts des ersten LNT angeordnete und mindestens eine zweite, stromaufwärts vom zweiten LNT angeordnete zum Zuführen eines Reduktionsmittels in den Abgastrakt geeignete Zuführeinrichtung umfasst, wobei die Anordnung mindestens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung und mindestens eine Temperaturmesseinrichtung aufweist, mit den Schritten:

  • - Bereitstellen einer für ein Entschwefeln ausreichenden Temperatur in mindestens einem der LNT,
  • - Bereitstellen von unterstöchiometrischen Abgasbedingungen in dem besagten LNT für eine bestimmte zeitliche Dauer,
  • - Bereitstellen von überstöchiometrischen Abgasbedingungen in dem besagten LNT für eine bestimmte zeitliche Dauer,
  • - Wechseln der besagten Abgasbedingungen für eine bestimmte Anzahl von Wechseln, wobei die Temperatur des Abgases aufrechterhalten wird,
wobei zum Bereitstellen von unterstöchiometrischen Abgasbedingungen und der besagten Abgastemperatur das besagte Reduktionsmittel mittels der entsprechenden stromaufwärts des besagten LNT angeordneten Zuführeinrichtung eingeleitet wird.A first aspect of the invention relates to a method for controlling a desulfurization of nitrogen oxide storage catalysts in a nitrogen oxide storage catalytic system in the exhaust gas tract of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the Nitrogen oxide storage catalyst system at least a first LNT and at least one second downstream of the first one in the exhaust gas flow direction LNT , at least a first, downstream of the first LNT arranged and at least a second, upstream of the second LNT arranged supply means suitable for supplying a reducing agent into the exhaust tract, the arrangement comprising at least one further exhaust gas aftertreatment device and at least one temperature measuring device, comprising the steps:
  • Providing a sufficient for a desulfurizing temperature in at least one of LNT .
  • Providing substoichiometric exhaust conditions in said one LNT for a certain amount of time,
  • Providing stoichiometric exhaust conditions in said one LNT for a certain amount of time,
  • Changing said exhaust conditions for a certain number of cycles while maintaining the temperature of the exhaust gas,
wherein, for providing substoichiometric exhaust conditions and said exhaust gas temperature, said reductant means via the corresponding upstream of said one LNT arranged feeding device is initiated.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, dass die beiden LNT unabhängig voneinander entschwefelt werden können. Das ist vorteilhaft, weil im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren insgesamt weniger Kraftstoff benötigt wird, da ausreichend hohe Abgastemperaturen über einen kürzeren Zeitraum bereitgestellt werden können. Weiterhin wird durch die jedem LNT zugeordneten Zuführeinrichtung vorteilhaft ermöglicht, dass unter allen Fahrzuständen beide LNT die minimal notwendige Temperatur für ein effektives Entschwefeln erreicht wird. Auch kann das Entschwefeln der einzelnen LNT vorteilhaft in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Schwefelbeladung gesteuert werden, wobei es bei einer vergleichsweise niedrigen Schwefelbeladung früher beendet werden kann als bei einer höheren Schwefelbeladung. Zum Entschwefeln jedes LNT kann dabei genau die Menge an Reduktionsmittel bereitgestellt werden, die zum Entschwefeln benötigt wird, wodurch ebenfalls vorteilhaft Kraftstoff gespart wird. Es ist klar, dass die Brennkraftmaschine zum Durchführen des Verfahrens in Betrieb ist.The inventive method allows the two LNT can be independently desulfurized. This is advantageous because overall less fuel is needed compared to conventional methods because sufficiently high exhaust gas temperatures can be provided over a shorter period of time. Furthermore, by the each LNT associated feed advantageously allows that under all driving conditions both LNT the minimum necessary temperature for effective desulfurization is achieved. Also, the desulfurization of the individual LNT advantageously be controlled in dependence on their respective sulfur loading, wherein it can be terminated earlier at a comparatively low sulfur loading than at a higher sulfur loading. For desulphurisation each LNT can be provided exactly the amount of reducing agent needed for desulfurization, which also advantageous fuel is saved. It is clear that the internal combustion engine is in operation for carrying out the method.

Die für ein Entschwefeln bereitgestellte Temperatur beträgt vorzugsweise mindestens 600°C. Die Temperatur von mindestens 600°C ist dahingehend zu interpretieren, dass eine Temperatur in einem Bereich von 600 - 700°C bereitgestellt werden soll. Bei niedrigeren Temperaturen als 600°C verläuft ein Entschwefeln entsprechend langsamer, aber funktioniert grundsätzlich. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert in diesem Sinne auch, wenn 600°C nicht erreicht werden. Zu hohe Temperaturen tragen dagegen ungünstig zur vorzeitigen thermischen Alterung eines LNT bei. Zum Bereitstellen der lokal erforderlichen Temperaturen wird das eingeleitete Reduktionsmittel verbrannt; die Verbrennung kann z.B. mittels eines im Bereich der Zuführeinrichtung angeordneten Katalysators oder mittels eines dort angeordneten elektrischen Zünders initiiert werden.The temperature provided for desulfurization is preferably at least 600 ° C. The temperature of at least 600 ° C shall be interpreted as providing a temperature in a range of 600 - 700 ° C. At temperatures lower than 600 ° C, desulphurization is correspondingly slower, but basically works. The inventive method works in this sense, even if 600 ° C can not be achieved. Too high temperatures, however, unfavorably contribute to the premature thermal aging of a LNT at. To provide the locally required temperatures, the introduced reducing agent is burned; the combustion can be initiated, for example, by means of a catalyst arranged in the region of the feed device or by means of an electric igniter arranged there.

Vorzugsweise wird als Reduktionsmittel zur Reduktion von Stickoxiden, das von der Zuführeinrichtung in den Abgastrakt eingeleitet werden kann, Kraftstoff verwendet. Der Kraftstoff ist insbesondere derselbe, der auch als Kraftstoff zum Betreiben der Brennkraftmaschine verwendet wird. Dabei muss vorteilhafterweise kein Zusatztank vorgesehen und periodisch nachgefüllt werden, was den Aufbau und die Bedienung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung vereinfacht. Vorteilhaft ist dabei ein Einspritzen von vernebeltem Kraftstoff, um ein effektives Anfetten des Abgasgemisches zu bewirken.Preferably, fuel is used as the reducing agent for the reduction of nitrogen oxides, which can be introduced from the supply device into the exhaust gas tract. The fuel is in particular the same, which is also used as fuel for operating the internal combustion engine. In this case advantageously no additional tank must be provided and refilled periodically, which simplifies the construction and operation of the exhaust aftertreatment device. In this case, it is advantageous to inject atomized fuel in order to effect effective enrichment of the exhaust gas mixture.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden der erste LNT und der zweite LNT gleichzeitig entschwefelt, wobei zum Entschwefeln des ersten LNT Reduktionsmittel über die erste Zuführeinrichtung und zum Entschwefeln des zweiten LNT Reduktionsmittel über die zweite Zuführeinrichtung in den Abgastrakt eingeleitet wird. In dieser Ausführungsform kann vorteilhaft die Wärme des Abgases, das zum Erhitzen des ersten LNT benötigt wird, in dem Sinne auch zum Erhitzen des zweiten LNT genutzt werden, dass weniger Reduktionsmittel über die zweite Zuführeinrichtung zugeführt werden muss, um die für das Entschwefeln des zweiten LNT notwendige Temperatur bereitzustellen. Es ist in dieser Ausführungsform auch vorgesehen, dass sich die Entschwefelungen der beiden LNT zeitlich überlappen, oder sehr kurz (1 - 10 s) nacheinander durchgeführt werden, besonders das der zweite LNT kurz nach dem ersten LNT entschwefelt wird, um die hohen Temperaturen des ersten LNT vorteilhaft zum Bereitstellen hoher Temperaturen des zweiten LNT zu nutzen.In a preferred embodiment of the method, the first LNT and the second LNT Desulfurized simultaneously, with desulphurization of the first LNT Reducing agent on the first feeder and for desulfurizing the second LNT Reducing agent is introduced via the second feeder in the exhaust system. In this embodiment, advantageously, the heat of the exhaust gas used to heat the first LNT is needed, in the sense also for heating the second LNT be used, that less reducing agent must be supplied via the second feeder to those for the desulfurization of the second LNT to provide necessary temperature. It is also provided in this embodiment that the desulfurization of the two LNT overlap in time, or very short (1 - 10 s) are performed sequentially, especially the second LNT shortly after the first one LNT Desulfurizes to the high temperatures of the first LNT advantageous for providing high temperatures of the second LNT to use.

Die gleichzeitige Entschwefelung beider LNT hat auch den Vorteil, dass die beim Entschwefeln aus dem ersten LNT ins Abgas freigesetzten Schwefelverbindungen nicht sofort wieder stromabwärts im zweiten LNT absorbiert werden. Werden durch Einleiten von Reduktionsmittel mittels der zweiten Zuführeinrichtung unterstöchiometrische Verhältnisse bereitgestellt, wird ein Einlagern der Schwefelverbindungen im zweiten LNT bereits unterdrückt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden bereits eingelagert Schwefelverbindungen auch aus dem zweiten LNT entfernt.The simultaneous desulphurisation of both LNT also has the advantage that when desulfurizing from the first LNT Sulfur compounds released into the exhaust gas are not immediately downstream again in the second LNT be absorbed. If substoichiometric ratios are provided by introducing reducing agent by means of the second supply device, storage of the sulfur compounds in the second is made possible LNT already suppressed. By the method according to the invention already stored sulfur compounds also from the second LNT away.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden der erste LNT und der zweite LNT zu unterschiedlichen Zeitpunkten entschwefelt, wobei zur Entschwefelung des ersten LNT Reduktionsmittel über die erste Zuführeinrichtung und zur Entschwefelung des zweiten LNT Reduktionsmittel über die zweite Zuführeinrichtung in den Abgastrakt eingeleitet wird. Beispielhaft kann der erste LNT regulär betrieben werden, wobei Stickoxide aus dem Abgas absorbiert werden und er bei Bedarf regeneriert wird, während der zweite LNT entschwefelt wird. Das kann z.B. sinnvoll sein, wenn die Schwefelbeladung der zweiten LNT sehr viel höher ist als die des ersten LNT. Vorteilhafterweise werden dadurch während einer Entschwefelung des zweiten LNT die Kontrolle von Stickoxidemissionen an die Umwelt aufrechterhalten.In a further preferred embodiment of the method, the first LNT and the second LNT Desulfurized at different times, with the desulfurization of the first LNT Reducing agent on the first feeder and desulfurization of the second LNT Reducing agent is introduced via the second feeder in the exhaust system. By way of example, the first LNT be operated regularly, with nitrogen oxides are absorbed from the exhaust gas and it is regenerated when needed, while the second LNT is desulfurized. This may be useful, for example, if the sulfur loading of the second LNT much higher than the first LNT , Advantageously, thereby during a desulfurization of the second LNT maintain control of nitrogen oxide emissions to the environment.

Die weitere, zwischen dem ersten LNT und dem zweiten LNT angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung ist vorzugsweise ein Partikelfilter. Dabei werden in dem Verfahren bevorzugt gleichzeitig mit einer Regeneration des Partikelfilters die Schritte zum Entschwefeln des zweiten LNT durchgeführt. Durch Einleiten des Reduktionsmittels über die zweite Zuführeinrichtung werden dabei unterstöchiometrische Bedingungen im zweiten LNT bereitgestellt. Der herkömmlicherweise für eine Filterregeneration notwendige Sauerstoffanteil im Abgas ist stromabwärts des Filters zumindest teilweise bereits reduziert und wird, wie erwähnt, durch Einleiten von Reduktionsmittel zum Bereitstellen unterstöchiometrischer Abgasbedingungen ausgeglichen. Dabei werden vorteilhaft die bei der Filtergeneration notwendigen hohen Abgastemperaturen ausgenutzt, da weniger Energie und damit Kraftstoff benötigt wird, um die zum Entschwefeln des stromabwärts vom Partikelfilter angeordneten zweiten LNT notwendige Temperatur bereitzustellen. Der Kraftstoffaufwand wird im Vergleich zu einem nach einer Filterregeneration erfolgenden Entschwefeln des zweiten LNT auch deshalb vorteilhaft geringer, weil die Gesamtdauer von Filterregeneration und Entschwefeln des zweiten LNT kürzer ist.The further, between the first LNT and the second LNT disposed exhaust aftertreatment device is preferably a particulate filter. In this case, the steps for desulfurizing the second are preferably simultaneously with a regeneration of the particulate filter in the method LNT carried out. By introducing the reducing agent via the second feed substoichiometric conditions are in the second LNT provided. The amount of oxygen in the exhaust gas conventionally required for filter regeneration is at least partially already reduced downstream of the filter and, as mentioned, is balanced by introducing reducing agent to provide substoichiometric exhaust conditions. Advantageously, the high exhaust gas temperatures required in the filter generation are utilized, since less energy and therefore fuel is needed to produce the second, downstream of the particulate filter for desulfurizing LNT to provide necessary temperature. The fuel cost is compared to one made after a filter regeneration desulfurization of the second LNT Also advantageous because lower, because the total duration of filter regeneration and desulfurization of the second LNT is shorter.

Vorzugsweise wird das Entschwefeln des ersten und/oder zweiten LNT regelmäßig in Abhängigkeit von der Betriebsdauer des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Mit anderen Worten werden die beiden LNT vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen entschwefelt.Preferably, the desulfurization of the first and / or second LNT regularly performed as a function of the operating time of the motor vehicle. In other words, the two LNT preferably desulfurized at regular intervals.

Ebenfalls bevorzugt wird das Entschwefeln des ersten und/oder zweiten LNT in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Schwefelbeladung durchgeführt. Die aktuelle Schwefelbeladung der individuellen LNT wird dabei vorzugsweise in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise modellbasiert ermittelt. Die aktuelle Schwefelbeladung der individuellen LNT kann vorzugsweise auch auf der Basis von Sensordaten ermittelt werden. Modell- und sensorbasierte Ermittlung der Schwefelbeladung können auch miteinander kombiniert werden.Desulfurization of the first and / or second is also preferred LNT depending on their respective sulfur loading. The current sulfur loading of the individual LNT In this case, it is preferably determined model-based in a manner known to the person skilled in the art. The current sulfur loading of the individual LNT can preferably also be determined on the basis of sensor data. Model and sensor based determination of sulfur loading can also be combined.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt in einem Kraftfahrzeug, wobei im Abgastrakt mindestens ein erster LNT und mindestens ein in Abgasströmungsrichtung stromabwärts vom ersten LNT angeordneter zweiter LNT, mindestens eine erste, stromabwärts des ersten LNT angeordnete und mindestens eine zweite, stromaufwärts vom zweiten LNT angeordnete Einrichtung zum Zuführen eines Reagenzes zum Anreichern des Abgases auf ein unterstöchiometrisches Verhältnis geeignete Einrichtung, mindestens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung und mindestens eine Temperaturmesseinrichtung angeordnet sind, wobei die Anordnung eine Steuereinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zu steuern. Die Vorteile der Anordnung entsprechen den Vorteilen des Verfahrens.A second aspect of the invention relates to an arrangement of an internal combustion engine having an exhaust gas tract in a motor vehicle, wherein in the exhaust gas tract at least a first LNT and at least one in the exhaust gas flow direction downstream of the first LNT arranged second LNT , at least a first, downstream of the first LNT arranged and at least a second, upstream of the second LNT arranged means for supplying a reagent for enriching the exhaust gas to a substoichiometric ratio suitable means, at least one further exhaust gas aftertreatment device and at least one temperature measuring device are arranged, wherein the arrangement comprises a control device which is adapted to control the inventive method. The advantages of the arrangement correspond to the advantages of the method.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle with an inventive arrangement.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
  • 2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 ein Zustandsdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren.
The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the inventive arrangement.
  • 2 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.
  • 3 a state diagram of an embodiment of the inventive method.

Eine erfindungsgemäße Anordnung 1 weist in der Ausführungsform gemäß der Darstellung von 1 eine Brennkraftmaschine 2 auf. Die Brennkraftmaschine 2 ist besonders eine selbstzündende Brennkraftmaschine, kann aber auch eine fremdgezündete Brennkraftmaschine sein. Der Brennkraftmaschine 2 wird über einen nicht gezeigten Ansaugtrakt mit Ladeluft und über Einspritzvorrichtungen in den Ansaugtrakt oder direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt. Zum Ableiten des beim Verbrennen von Kraftstoff entstehenden Abgases ist die Brennkraftmaschine 2 mit einem Abgastrakt 3 verbunden.An inventive arrangement 1 In the embodiment shown in FIG 1 an internal combustion engine 2 on. The internal combustion engine 2 is particularly a self-igniting internal combustion engine, but can also be a spark-ignition internal combustion engine. The internal combustion engine 2 is supplied via a not shown intake with charge air and injectors in the intake or directly into the combustion chambers of the internal combustion engine with fuel. For deriving the resulting when burning fuel exhaust gas is the internal combustion engine 2 with an exhaust tract 3 connected.

Im Abgastrakt 3 ist ein LNT-System 4 angeordnet. Das LNT-System (LNT, lean Nox trap, Stickstoffspeicherkatalysator) weist einen ersten LNT 5 und einen zweiten LNT 6 auf, der stromabwärts des ersten LNT 5 angeordnet ist. Zwischen dem ersten LNT 5 und dem zweiten LNT 6 ist ein Partikelfilter 7 angeordnet. Weitere Einrichtungen zur Abgasnachbehandlung, z.B. Oxidationskatalysatoren und/oder Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion und Partikelfilter, können im Abgastrakt, z.B. stromaufwärts und / oder stromabwärts des LNT-Systems 4, zwischen den LNT 5, 6 oder auch mit einem oder beiden LNT 5, 6 in einer Einrichtung kombiniert angeordnet sein.In the exhaust tract 3 is an LNT system 4 arranged. The LNT system (LNT, lean NOx trap, nitrogen storage catalyst) has a first LNT 5 and a second LNT 6 on, the downstream of the first LNT 5 is arranged. Between the first LNT 5 and the second LNT 6 is a particle filter 7 arranged. Further devices for exhaust gas aftertreatment, for example oxidation catalysts and / or catalysts for selective catalytic reduction and particle filters, may be present in the exhaust gas tract, eg upstream and / or downstream of the LNT system 4 , between the LNT 5 . 6 or with one or both LNTs 5 . 6 be arranged combined in a device.

Unmittelbar stromaufwärts des ersten LNT 5 ist eine erste Zuführeinrichtung 8 zum Zuführen eines Reduktionsmittels, und unmittelbar stromaufwärts des zweiten LNT 6 eine zweite Zuführeinrichtung 9 zum Zuführen eines Reduktionsmittels angeordnet. Als Reduktionsmittel wird im Ausführungsbeispiel Kraftstoff verwendet. Die Zuführeinrichtungen 8, 9 sind im Ausführungsbeispiel als Injektoren ausgebildet, mit denen der Kraftstoff in den Abgastrakt 3 eingespritzt werden kann. Der Kraftstoff kann besonders in vernebelter Form eingeleitet werden. Die Menge des zugeführten Kraftstoffs wird von einer Steuereinrichtung 10 gesteuert, wie in 1 durch die von der Steuereinrichtung 10 zu den Zuführeinrichtungen 8, 9 weisenden gestrichelten Pfeile illustriert wird.Immediately upstream of the first LNT 5 is a first feeder 8th for supplying a reducing agent, and immediately upstream of the second LNT 6 a second feeder 9 arranged for supplying a reducing agent. As a reducing agent fuel is used in the embodiment. The feeders 8th . 9 are formed in the embodiment as injectors with which the fuel in the exhaust system 3 can be injected. The fuel can be introduced especially in nebulized form. The amount of fuel supplied is controlled by a controller 10 controlled as in 1 by the control device 10 to the feeders 8th . 9 illustrated by dashed arrows.

Vor den LNT 5, 6 ist jeweils ein Temperatursensor 11 angeordnet. Es können weitere Temperatursensoren, Lambdasonden, Stickoxidsensoren und weitere Messeinrichtungen an verschieden Stellen des Abgastrakts 5 angeordnet sein. Lambdasonden oder Stickoxidsensoren sind dann besonders unmittelbar stromaufwärts und stromabwärts der LNT 5, 6 angeordnet. Die Sensoren stehen mit der Steuereinrichtung 10 in Verbindung, wie durch die von den Sensoren 11 zur Steuereinrichtung weisenden Pfeile illustriert wird. Die Temperaturen in den LNT 5, 6 und an anderen Stellen im Bereich des Abgastrakts sowie Sauerstoff- und Stickoxidkonzentrationen stromaufwärts und stromabwärts der LNT 5, 6 können zusätzlich oder alternativ auch modellbasiert ermittelt werden.In front of the LNT 5 . 6 is each a temperature sensor 11 arranged. There may be other temperature sensors, lambda probes, nitrogen oxide sensors and other measuring devices at different locations of the exhaust gas tract 5 be arranged. Lambda sensors or nitrogen oxide sensors are then particularly immediately upstream and downstream of the LNT 5 . 6 arranged. The sensors are connected to the control device 10 in connection, as by the of the sensors 11 to the control device pointing arrows is illustrated. The temperatures in the LNT 5 . 6 and elsewhere in the exhaust tract, and oxygen and nitrogen oxide concentrations upstream and downstream of the LNT 5 . 6 can additionally or alternatively be determined model-based.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine 2 wird Abgas durch den Abgastrakt 3 geleitet. Während eines mageren Betriebes der Brennkraftmaschine 2 werden im Abgas enthaltenen Stickoxide in den LNT 5, 6 absorbiert. Weiterhin werden dabei in den LNT 5, 6 auch Schwefelverbindungen aus dem Abgas absorbiert. Während zur Regeneration der LNT 5, 6 in Bezug auf das Stickoxidspeichervermögen ein Bereitstellen unterstöchiometrischer Abgasbedingungen ausreichend ist, müssen zur Entfernung der Schwefelverbindungen neben abwechselnden fetten und mageren Abgasbedingungen auch Temperaturen von mindestens 600°C bereitgestellt werden.During operation of the internal combustion engine 2 is exhaust gas through the exhaust tract 3 directed. During a lean operation of the internal combustion engine 2 are nitrogen oxides contained in the exhaust gas in the LNT 5 . 6 absorbed. Furthermore, it will be in the LNT 5 . 6 also absorbs sulfur compounds from the exhaust gas. While for the regeneration of LNT 5 . 6 With respect to nitrogen oxide storage capacity, providing substoichiometric exhaust conditions is sufficient, temperatures of at least 600 ° C must be provided to remove the sulfur compounds in addition to alternating rich and lean exhaust conditions.

Ein LNT muss entschwefelt werden, wenn die Schwefelbeladung LS des LNT einen Wert LSd (d für Starten des Entschwefelns = deSOx) überschreitet, der einem vorbestimmten Schwellenwert der Schwefelbeladung entspricht, ab dem der LNT entschwefelt werden soll. Das Entschwefeln wird beendet, wenn die Schwefelbeladung LS des LNT einen Wert LSe (e für Ende des Entschwefelns) unterschreitet, der einem vorbestimmten Schwellenwert der Schwefelbeladung entspricht, ab dem das Entschwefeln des LNT beendet werden kann. Idealerweise entspricht LSe dem Wert, ab dem keine Schwefelverbindungen im LNT eingelagert sind.On LNT must be desulfurized when the sulfur loading LS of LNT a value LSd (d for start of desulfurization = deSOx) exceeds, which corresponds to a predetermined sulfur loading threshold, from which LNT desulfurized. The desulfurization is stopped when the sulfur loading LS of LNT falls below a value LSe (e for the end of desulfurization) corresponding to a predetermined sulfur loading threshold from which desulfurization of the sulfur LNT can be stopped. Ideally equivalent LSe the value above which no sulfur compounds in the LNT are stored.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2 wird dazu während des laufenden Betriebes der Brennkraftmaschine in einem ersten Schritt S1 eine Abgastemperatur von mindestens 600°C in mindestens einem der LNT bereitgestellt, idealerweise in einem Temperaturfenster von 600 - 700°C. Im Sinne der Erfindung wird die Temperatur ermöglicht, indem Kraftstoff durch die Zuführeinrichtungen 8, 9 jeweils unmittelbar stromaufwärts der LNT 5, 6 in den Abgastrakt zugeführt und verbrannt wird. Soll also der erste LNT 5 entschwefelt werden, wird Kraftstoff mittels der Zuführeinrichtung 8 zugeführt, soll der zweite LNT 6 entschwefelt werden, wird Kraftstoff mittels der zweiten Zuführeinrichtung 9 zugeführt. Die Menge des zugeführten Kraftstoffs wird dabei durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur in den LNT gesteuert. Auf diese Weise wird die Temperatur gezielt wahlweise im ersten LNT 5 und/oder zweiten LNT 6 erhöht (je nachdem welcher LNT bzw. ob beide gleichzeitig entschwefelt werden sollen), ohne dass andere Einrichtungen im Abgastrakt 3 oder die Verrohrung des Abgastrakts 3 zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird.In one embodiment of the method according to the invention 2 becomes during the current operation of the internal combustion engine in a first step S1 an exhaust gas temperature of at least 600 ° C in at least one of LNT provided, ideally in a temperature window of 600 - 700 ° C. For the purposes of the invention, the temperature is made possible by fuel through the feeders 8th . 9 each immediately upstream of the LNT 5 . 6 is fed into the exhaust tract and burned. So should the first LNT 5 be desulfurized, fuel by means of the feeder 8th supplied, should the second LNT 6 be desulfurized, fuel by means of the second feeder 9 fed. The amount of fuel supplied is determined by the controller as a function of the temperature in the LNT controlled. In this way, the temperature is selectively targeted in the first LNT 5 and / or second LNT 6 increased (whichever LNT or whether both should be desulphurized simultaneously), without other facilities in the exhaust system 3 or the piping of the exhaust tract 3 exposed to high temperatures.

In einem zweiten Schritt S2 werden für eine bestimmte zeitliche Dauer unterstöchiometrische Abgasbedingungen im ersten LNT 5 und/oder LNT 6 bereitgestellt. Diese geschieht ebenfalls durch Zuführen von Kraftstoff durch die Zuführeinrichtungen 8 bzw. 9. Dabei ist klar, dass zu Beginn des Verfahrens die Schritt S1 und S2 auch zeitgleich ausgeführt werden können, da mit dem Zuführen von Kraftstoff zur Temperaturerhöhung auch unterstöchiometrische Bedingungen geschaffen werden.In a second step S2 For a certain period of time, the stoichiometric exhaust conditions in the first LNT are determined 5 and / or LNT 6 provided. This is also done by supplying fuel through the feeders 8th or. 9 , It is clear that at the beginning of the procedure the step S1 and S2 can also be carried out at the same time, since with the supply of fuel to increase the temperature also substoichiometric conditions are created.

In einem dritten Schritt S3 wird mageres Abgas bereitgestellt, indem die Brennkraftmaschine 2 mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemische betrieben wird und kein zusätzlicher Kraftstoff in den Abgastrakt 3 zugeführt wird. Die Temperaturen von 600 - 700°C in dem oder den LNT 5, 6 werden dabei aufrechterhalten.In a third step S3 lean exhaust gas is provided by the internal combustion engine 2 is operated with a lean fuel-air mixtures and no additional fuel in the exhaust tract 3 is supplied. The temperatures of 600 - 700 ° C in the or the LNT 5 . 6 will be maintained.

Solange das Entschwefeln nicht abgeschlossen ist, wird zwischen mageren und fetten Abgasbedingungen wechselweise hin- und hergeschaltet. Die Temperaturen von 600 - 700°C in dem oder den LNT 5, 6 werden dabei aufrechterhalten. Auf eine dem Fachmann bekannte Weise kann sensorisch oder modellbasiert festgestellt werden, ob noch Schwefelverbindungen in den LNT 5, 6 vorhanden sind, d.h. ob die Schwefelbeladung den Wert LSe noch nicht unterschritten hat. Ist die Schwefelbeladung noch zu hoch und kann das Entschwefeln noch nicht beendet werden (N wie No, dt. Nein), wird zu Schritt S2 zurückgekehrt. Ist die Schwefelbeladung unter einen bestimmten Schwellenwert gesunken und kann das Entschwefeln beendet werden (Y wie Yes, dt. Ja), wird das Verfahren beendet, indem kein Kraftstoff mehr über die Zuführeinrichtungen 8, 9 zugeführt wird. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 2 wird dann normal, d.h. wie in einer bestimmten Betriebssituation erforderlich, weitergeführt.As long as the desulfurization is not completed, it will be between lean and fat Exhaust conditions alternately switched back and forth. The temperatures of 600 - 700 ° C in the or the LNT 5 . 6 will be maintained. In a manner known to the person skilled in the art, it can be ascertained sensory or model-based whether sulfur compounds still exist in the LNT 5 . 6 are present, ie whether the sulfur loading has not fallen below the value LSe. If the sulfur loading is still too high and the desulfurization can not be finished yet (N like No, dt. No), it becomes step S2 returned. If the sulfur load has dropped below a certain threshold and desulphurization can be terminated (Y as Yes, dt. Yes), the process is terminated by no more fuel through the feeders 8th . 9 is supplied. The operation of the internal combustion engine 2 is then normal, ie as required in a particular operating situation, continued.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand des Zustandsdiagramms gemäß 3 erläutert. Nach dem Starten der Brennkraftmaschine 2 wird Abgas produziert. Wird die Brennkraftmaschine mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben, werden im Abgas enthaltene Stickoxide im ersten LNT 5 und im zweiten LNT 6 absorbiert. Der Partikelfilter 7 filtert Rußpartikel aus dem Abgas.The inventive method is described below with reference to the state diagram according to 3 explained. After starting the internal combustion engine 2 exhaust gas is produced. If the internal combustion engine is operated with a lean fuel-air mixture, nitrogen oxides contained in the exhaust gas are in the first LNT 5 and in the second LNT 6 absorbed. The particle filter 7 filters out soot particles from the exhaust gas.

Die LNT 5, 6 werden in Bezug auf ihre Stickoxidspeichervermögen durch Zuführen von Kraftstoff als Reduktionsmittel regeneriert. Dazu wird stromaufwärts und stromabwärts jedes LNT 5, 6 die Stickoxidkonzentration im Abgas mittels Sensoren bestimmt oder mittels eines Modells abgeschätzt. Überschreitet die gespeicherte Stickoxidmenge LN (LN1 für den ersten LNT 5, LN2 für den zweiten LNT 6) einen vorbestimmten Wert LNd (LN1d für den ersten LNT 5, LN2d für den zweiten LNT 6, d für Stickoxidspeicherregeneration = deNOx), wird eine Regeneration des LNT gestartet, indem unterstöchiometrische Bedingungen bereitgestellt werden. Dazu wird über die erste Zuführeinrichtung 8 Kraftstoff als Reduktionsmittel für den ersten LNT 5 und über die zweite Zuführeinrichtung 9 Kraftstoff als Reduktionsmittel für den zweiten LNT 6 bereitgestellt. Zudem wird die Regeneration idealerweise in einem Temperaturbereich von 250 - 400°C durchgeführt. Diese Temperatur wird mittels des aus der Brennkraftmaschine 2 entströmenden Abgases erreicht.The LNT 5 . 6 are regenerated with respect to their nitrogen oxide storage capacities by supplying fuel as a reducing agent. This is done upstream and downstream of each LNT 5 . 6 the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is determined by means of sensors or estimated by means of a model. Exceeds the stored amount of nitrogen oxide LN (LN1 for the first LNT 5 , LN2 for the second LNT 6 ) has a predetermined value LNd (LN1d for the first LNT 5 , LN2d for the second LNT 6 , d for nitric oxide storage regeneration = deNOx), a regeneration of the LNT started by providing stoichiometric conditions. This is done via the first feeder 8th Fuel as reducing agent for the first LNT 5 and via the second feeder 9 Fuel as a reducing agent for the second LNT 6 provided. In addition, the regeneration is ideally carried out in a temperature range of 250 - 400 ° C. This temperature is by means of from the internal combustion engine 2 achieved exhaust gas.

Die Regeneration des LNT 5 und/oder 6 ist abgeschlossen, sobald z. B. mittels einer Lambdasonde ermittelt wird, dass die Sauerstoffkonzentration im Abgasstrom stromabwärts eines LNT sinkt (λ < 1), d. h., dass der zur Regenerierung vorgesehene Kraftstoff durch den Sauerstoff im Abgasstrom oxidiert wird (Lambda-Durchbruch). Die Regeneration des Stickoxidspeichervermögens des LNT ist dann abgeschlossen und er kann wieder zum Speichern von Stickoxiden aus magerem Abgas genutzt werden.The regeneration of the LNT 5 and or 6 is completed as soon as z. B. is determined by means of a lambda probe that the oxygen concentration in the exhaust stream downstream of a LNT decreases (λ <1), ie, that the intended for regeneration fuel is oxidized by the oxygen in the exhaust stream (lambda breakthrough). The regeneration of the nitrogen oxide storage capacity of the LNT is then completed and it can be used again to store nitrogen oxides from lean exhaust gas.

Ein Entschwefeln des ersten LNT 5 wird gestartet, wenn die Schwefelbeladung LS1 des ersten LNT 5 einen Wert LS1d überschreitet, der einem vorbestimmten Schwellenwert der Schwefelbeladung entspricht, ab dem der LNT entschwefelt werden soll (LS1>LS1d). Das Entschwefeln wird beendet, wenn die Schwefelbeladung LS1 des LNT einen Wert LS1e unterschreitet, der einem vorbestimmten Schwellenwert der Schwefelbeladung entspricht, ab dem das Entschwefeln des LNT beendet werden kann (LS1<LS1e).Desulphurization of the first LNT 5 is started when the sulfur loading LS1 of the first LNT 5 a value LS1d exceeds, which corresponds to a predetermined threshold of sulfur loading, from which the LNT desulfurized (LS1> LS1d). The desulfurization is stopped when the sulfur loading LS1 of LNT falls below a value LS1e, which corresponds to a predetermined threshold value of the sulfur loading, from which the desulfurization of the LNT can be terminated (LS1 <LS1e).

Ein Entschwefeln des zweiten LNT 6 wird gestartet, wenn die Schwefelbeladung LS2 des zweiten LNT 6 einen Wert LS2d überschreitet, der einem vorbestimmten Schwellenwert der Schwefelbeladung entspricht, ab dem der LNT entschwefelt werden soll (LS2<LS2d). Das Entschwefeln wird beendet, wenn die Schwefelbeladung LS2 des LNT einen Wert LS2e unterschreitet, der einem vorbestimmten Schwellenwert der Schwefelbeladung entspricht, ab dem das Entschwefeln des LNT beendet werden kann (LS2>LS2e).Desulphurization of the second LNT 6 is started when the sulfur loading LS2 the second LNT 6 a value LS2d exceeds, which corresponds to a predetermined threshold of sulfur loading, from which the LNT desulfurized (LS2 <LS2d). The desulfurization is stopped when the sulfur loading LS2 of LNT a value LS2e below a predetermined threshold sulfur loading, from which the desulfurization of the LNT can be terminated (LS2> LS2e).

Ist das Entschwefeln eines oder beider LNT beendet, werden sie wieder im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine zum Speichern von Stickoxiden unter mageren Abgasbedingungen genutzt.Is the desulfurization of one or both LNT finished, they are used again during normal operation of the internal combustion engine for storing nitrogen oxides under lean exhaust conditions.

Die Prozesse des Entschwefelns des ersten LNT 5 und des zweiten LNT 6 stehen miteinander in Wechselwirkung. Dies gilt besonders für den Fall, dass sich Synergieeffekte erreichen lassen. Müssen beide LNT 5, 6 entschwefelt werden, kann das gleichzeitig geschehen. Die für den ersten LNT 5 bereitgestellte Temperatur von mindestens 600°C, kann dann vorteilhaft zum Erhöhen der Temperatur des zweiten LNT 6 genutzt werden, da Wärmeenergie mit dem Abgasstrom aus dem ersten LNT 5 stromabwärts in Richtung des zweiten LNT 6 transportiert wird. Zudem wird durch chemische Prozesse im Innern der LNT Wärme erzeugt (durch exotherme Reaktionen). Es muss in diesem Fall weniger Kraftstoff durch die zweite Zuführeinrichtung 9 eingeleitet werden, um die Temperatur des zweiten LNT 6 auf mindestens 600°C zu erhöhen. Zum Nutzen der Synergieeffekte kann ein Entschwefeln der LNT 5, 6 auch überlappend durchgeführt werden, d.h. dass z.B. ein Entschwefeln des zweiten LNT 6 während des Entschwefelns des ersten LNT 5 gestartet wird, oder kurz (1 - 10 s) danach.The processes of desulfurization of the first LNT 5 and the second LNT 6 interact with each other. This is especially true in the event that synergy effects can be achieved. Need both LNT 5 . 6 can be done simultaneously. The for the first LNT 5 provided temperature of at least 600 ° C, then can be advantageous for increasing the temperature of the second LNT 6 be used because heat energy with the exhaust gas flow from the first LNT 5 downstream towards the second LNT 6 is transported. In addition, by chemical processes in the interior of the LNT Heat generated (by exothermic reactions). It needs less fuel through the second feeder in this case 9 be initiated to the temperature of the second LNT 6 increase to at least 600 ° C. For the benefit of synergy effects can be a desulfurization of LNT 5 . 6 also be performed overlapping, that is, for example, a desulfurization of the second LNT 6 during the desulfurization of the first LNT 5 is started, or shortly (1 - 10 s) afterwards.

Weiterhin kann während eines Entschwefelns des ersten LNT 5 das Stickoxidspeichervermögen des zweiten LNT 6 regeneriert werden.Furthermore, during desulfurization of the first LNT 5 the nitrogen oxide storage capacity of the second LNT 6 be regenerated.

Der zwischen dem ersten LNT 5 und zweiten LNT 6 im Abgastrakt 3 angeordnete Partikelfilter 10 muss ebenfalls regeneriert werden, wenn seine Partikelbeladung einen entsprechenden Schwellenwert überschritten hat. Dazu werden die im Partikelfilter gespeicherten Partikel unter mageren Abgasbedingungen (da Sauerstoff erforderlich) verbrannt. Danach kann der Partikelfilter im Betrieb der Brennkraftmaschine 2 neue Partikel aus dem Abgas filtern. The one between the first LNT 5 and second LNT 6 in the exhaust tract 3 arranged particle filter 10 must also be regenerated if its particle load has exceeded a corresponding threshold. For this purpose, the particles stored in the particulate filter are burned under lean exhaust gas conditions (since oxygen is required). Thereafter, the particulate filter during operation of the internal combustion engine 2 filter new particles from the exhaust gas.

Auch die bei der Partikelfilterregeneration entstehenden hohen Temperaturen können zum Unterstützen eines Entschwefelns des zweiten LNT genutzt werden. Es muss in diesem Fall weniger Kraftstoff durch die zweite Zuführeinrichtung 9 eingeleitet werden, um die Temperatur des zweiten LNT 6 auf mindestens 600°C zu erhöhen. Die notwendigen unterstöchiometrischen Bedingungen im zweiten LNT 6 werden durch den durch die zweite Zuführeinrichtung 9 eingeleiteten Kraftstoff bereitgestellt. Die durch die Regeneration des Partikelfilters entstehenden Temperaturen und der bereits reduzierte Sauerstoffanteil können auch für eine Regeneration Stickoxidspeichervermögens des zweiten LNT 6 genutzt werden, wobei durch die zweite Zuführeinrichtung 9 zusätzlich noch Kraftstoff zum Bereitstellen unterstöchiometrischer Bedingungen zugeführt werden kann.Also, the high temperatures resulting from particulate filter regeneration may assist in desulphurizing the second LNT be used. It needs less fuel through the second feeder in this case 9 be initiated to the temperature of the second LNT 6 increase to at least 600 ° C. The necessary substoichiometric conditions in the second LNT 6 are through by the second feeder 9 provided fuel. The resulting by the regeneration of the particulate filter temperatures and the already reduced oxygen content can also for a regeneration of nitrogen oxide storage capacity of the second LNT 6 be used, wherein by the second feeder 9 In addition, fuel can still be supplied to provide substoichiometric conditions.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So kann das beschriebene Verfahren auch für eine Anzahl von mehr als zwei LNT verwendet werden.It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. Thus, the method described can also be for a number of more than two LNT be used.

Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen in vorteilhafter Form miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be advantageously combined with each other unless specifically stated otherwise. The description is therefore not to be considered in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Anordnungarrangement
22
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
33
Abgastraktexhaust tract
44
LNT-SystemLNT system
55
erster LNT first LNT
66
zweite LNT second LNT
77
Partikelfilterparticulate Filter
88th
erste Zuführeinrichtung für Reduktionsmittelfirst feeder for reducing agent
99
zweite Zuführeinrichtung für Reduktionsmittelsecond supply means for reducing agent
1010
Steuereinrichtungcontrol device
1111
Temperatursensortemperature sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102016203214 A1 [0003]DE 102016203214 A1 [0003]
  • KR 1015274 B1 [0004]KR 1015274 B1 [0004]

Claims (13)

Verfahren zum Steuern eines Entschwefelns von Stickoxidspeicherkatalysatoren in einem Stickoxidspeicherkatalysator-System im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Stickoxidspeicherkatalysator-System mindestens einen ersten Stickoxidspeicherkatalysator (LNT) und mindestens einen in Abgasströmungsrichtung stromabwärts vom ersten angeordneten zweiten LNT, mindestens eine erste, stromabwärts des ersten LNT angeordnete und mindestens eine zweite, stromaufwärts vom zweiten LNT angeordnete zum Zuführen eines Reduktionsmittels in den Abgastrakt geeignete Zuführeinrichtung aufweist, wobei die Anordnung mindestens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung und mindestens eine Temperaturmesseinrichtung aufweist, mit den Schritten: - Bereitstellen einer für ein Entschwefeln ausreichenden Temperatur in mindestens einem der LNT, - Bereitstellen von unterstöchiometrischen Abgasbedingungen in dem besagten LNT für eine bestimmte zeitliche Dauer, - Bereitstellen von überstöchiometrischen Abgasbedingungen in dem besagten LNT für eine bestimmte zeitliche Dauer, - Wechseln der besagten Abgasbedingungen für eine bestimmte Anzahl von Wechseln, wobei die Temperatur des Abgases aufrechterhalten wird, wobei zum Bereitstellen von unterstöchiometrischen Abgasbedingungen und der besagten Abgastemperatur das besagte Reduktionsmittel mittels der entsprechenden stromaufwärts des besagten LNT angeordneten Zuführeinrichtung eingeleitet wird.A method of controlling desulfurization of nitrogen oxide storage catalysts in a nitrogen oxide storage catalytic system in the exhaust tract of an internal combustion engine of an automotive vehicle, the nitrogen oxide storage catalyst system comprising at least one first nitrogen oxide storage catalyst (LNT) and at least one second LNT downstream of the first, at least a first, downstream of the first LNT arranged and at least one second, upstream of the second LNT arranged for supplying a reducing agent in the exhaust tract suitable feed device, the arrangement comprises at least one further exhaust gas aftertreatment device and at least one temperature measuring device, comprising the steps: Providing a temperature sufficient for desulfurization in at least one of the LNTs, Providing substoichiometric exhaust conditions in said LNT for a certain amount of time, Providing over-stoichiometric exhaust conditions in said LNT for a certain amount of time, Changing said exhaust conditions for a given number of cycles while maintaining the temperature of the exhaust gas, and for providing substoichiometric exhaust conditions and said exhaust gas temperature, said reducing agent is introduced by means of the corresponding upstream supply means of said LNT. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zum Entschwefeln bereitgestellte Temperatur vorzugsweise mindestens 600°C beträgt.Method according to Claim 1 wherein the temperature provided for desulfurization is preferably at least 600 ° C. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als besagtes Reduktionsmittel Kraftstoff verwendet wird.Method according to Claim 1 or 2 wherein fuel is used as said reducing agent. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste LNT und der zweite LNT gleichzeitig entschwefelt werden, wobei zur Entschwefelung des ersten LNT Reduktionsmittel über die erste Zuführeinrichtung und zur Entschwefelung des zweiten LNT Reagenz über die zweite Zuführeinrichtung in den Abgastrakt eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the first LNT and the second LNT are desulphurized simultaneously, wherein for desulfurization of the first LNT reducing agent via the first supply means and for desulfurization of the second LNT reagent via the second supply means is introduced into the exhaust system. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der erste LNT und der zweite LNT zu unterschiedlichen Zeitpunkten entschwefelt werden, wobei zur Entschwefelung des ersten LNT Reduktionsmittel über die erste Zuführeinrichtung und zur Entschwefelung des zweiten LNT Reagenz über die zweite Zuführeinrichtung in den Abgastrakt eingeleitet wird.Method according to one of Claims 1 - 3 wherein the first LNT and the second LNT are desulfurized at different times, wherein to desulfurize the first LNT reducing agent via the first supply means and for desulfurization of the second LNT reagent via the second supply means is introduced into the exhaust tract. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Partikelfilter ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the further exhaust aftertreatment device is a particle filter. Verfahren nach Anspruch 6, wobei gleichzeitig mit einer Regeneration des Partikelfilters die Schritte zur Entschwefelung des zweiten LNT durchgeführt werden.Method according to Claim 6 wherein simultaneously with a regeneration of the particulate filter, the steps for desulfurization of the second LNT are performed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schritte zur Entschwefelung des ersten und/oder zweiten LNT regelmäßig in Abhängigkeit von der Betriebsdauer des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the steps for desulfurization of the first and / or second LNT are performed regularly as a function of the operating time of the motor vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Schritte zur Entschwefelung des ersten und/oder zweiten LNT in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Schwefelbeladung durchgeführt werden.Method according to one of Claims 1 - 7 wherein the steps of desulfurizing the first and / or second LNT are performed depending on their respective sulfur loading. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die aktuelle Schwefelbeladung der individuellen LNT modellbasiert ermittelt wird.Method according to Claim 9 , where the actual sulfur loading of the individual LNT is determined model-based. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die aktuelle Schwefelbeladung der individuellen LNT auf der Basis von Sensordaten ermittelt wird.Method according to Claim 9 or 10 in which the actual sulfur loading of the individual LNT is determined on the basis of sensor data. Anordnung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgastrakt in einem Kraftfahrzeug, wobei im Abgastrakt mindestens ein erster LNT und mindestens ein in Abgasströmungsrichtung stromabwärts vom ersten LNT angeordneter zweiter LNT, mindestens eine erste, stromabwärts des ersten LNT angeordnete und mindestens eine zweite, stromaufwärts vom zweiten LNT angeordnete Einrichtung zum Zuführen eines Reagenzes zum Anreichern des Abgases auf ein unterstöchiometrisches Verhältnis geeignete Einrichtung, mindestens eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung und mindestens eine Temperaturmesseinrichtung angeordnet sind, wobei die Anordnung eine Steuereinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zu steuern.Arrangement of an internal combustion engine with an exhaust system in a motor vehicle, wherein in the exhaust system at least a first LNT and at least one in the exhaust flow downstream of the first LNT arranged second LNT, at least a first, arranged downstream of the first LNT and at least one second, upstream of the second LNT arranged means for supplying a reagent for enriching the exhaust gas to a substoichiometric ratio suitable means, at least one further exhaust aftertreatment device and at least one temperature measuring device are arranged, the arrangement having a control device which is designed to control the inventive method. Kraftfahrzeug mit einer Anordnung gemäß Anspruch 12.Motor vehicle with an arrangement according to Claim 12 ,
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