-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein solches Verfahren zum Betreiben einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2017 009 612 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren weist die Abgasanlage wenigstens einen SCR-Katalysator auf, welcher von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar ist. Außerdem weist die Abgasanlage wenigstens ein Dosierelement auf, mittels welchem ein, insbesondere flüssiges, Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases an wenigstens einer stromauf des SCR-Katalysators angeordneten Stelle in die Abgasanlage einbringbar ist.
-
Des Weiteren offenbart die
DE 10 2017 205 170 A1 ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach einem Abstellen der, insbesondere zunächst aktivierten, Verbrennungskraftmaschine das Reduktionsmittel an der Stelle in die Abgasanlage eingebracht wird, während die Verbrennungskraftmaschine abgestellt ist. Mit anderen Worten, bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird beispielsweise die zunächst aktivierte und sich somit in ihrem befeuerten Betrieb befindende Verbrennungskraftmaschine abgestellt, das heißt deaktiviert, wodurch der befeuerte Betrieb der Verbrennungskraftmaschine beendet wird. Während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren Brennräumen, Verbrennungsvorgänge ab, aus denen Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Durch das Abstellen beziehungsweise Deaktivieren der zunächst aktivierten Verbrennungskraftmaschine wird die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, sodass die Verbrennungskraftmaschine in einen deaktivierten Zustand gebracht wird, während welchem in der Verbrennungskraftmaschine ablaufende Verbrennungsvorgänge unterbleiben. Somit stellt die Verbrennungskraftmaschine in ihrem deaktivierten Zustand kein Abgas bereit.
-
Unter dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine ist insbesondere zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise ihre beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle zu einem Stillstand gebracht wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt befindet sich vorzugsweise die Verbrennungskraftmaschine in ihrem abgestellten beziehungsweise deaktivierten Zustand, welcher durch Abstellen der Verbrennungskraftmaschine herbeigeführt wird, in einem Stillstand, sodass sich die beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle nicht dreht. Bei einem zweiten Schritt des Verfahrens wird an der Stelle das beispielsweise flüssige Reduktionsmittel in die Abgasanlage eingebracht, insbesondere während sich die Verbrennungskraftmaschine in ihrem deaktivierten Zustand befindet, das heißt während die Abtriebswelle stillsteht und während in der Verbrennungskraftmaschine ablaufende Verbrennungsvorgänge unterbleiben. Insbesondere wird nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine das Reduktionsmittel an der Stelle in die Abgasanlage eingebracht, während die Verbrennungskraftmaschine abgestellt ist und während das Kraftfahrzeug abgestellt, das heißt geparkt ist und somit vorzugsweise stillsteht.
-
Vorzugsweise folgt der zweite Schritt zeitlich auf den ersten Schritt. Beispielsweise wird das insbesondere als wässrige Harnstofflösung ausgebildete Reduktionsmittel an der auch als Dosierstelle bezeichneten Stelle während einer oder für eine Zeitdauer von beispielsweise höchstens oder genau einer Minute, insbesondere durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei, in die Abgasanlage eingebracht. Bei einem sich beispielsweise direkt beziehungsweise unmittelbar an den zweiten Schritt anschließenden dritten Schritt des Verfahrens wird beispielsweise gewartet, bis aus dem in die Abgasanlage eingebrachten Reduktionsmittel in der Abgasanlage Ammoniak (NH3) entsteht beziehungsweise bis sich aus dem in die Abgasanlage eingebrachten Reduktionsmittel in der Abgasanlage Ammoniak bildet und dieser Ammoniak in den SCR-Katalysator diffundiert beziehungsweise diffundieren kann. Vorzugsweise unterbleibt während des dritten Schritts ein Einbringen von Reduktionsmittel in die Abgasanlage zumindest an der Stelle, sodass beispielsweise nach dem während des zweiten Schritts beziehungsweise in dem zweiten Schritt stattfindenden Einbringen des Reduktionsmittels das Einbringen des Reduktionsmittels in die Abgasanlage an der Stelle beendet wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für solche Phasen verwendet werden, in welchen die auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist und insbesondere stillsteht. Bei einer der Phasen kann es sich um eine Stoppphase eines Stopp-Start-Betriebs handeln, in dessen Rahmen die beispielsweise zunächst aktivierte Verbrennungskraftmaschine, insbesondere automatisch, deaktiviert und somit abgestellt wird, wenn beispielsweise wenigstens ein vorgebbares oder vorgegebenes Kriterium erfüllt ist. Ferner kann es sich bei einer weiteren der Phasen um eine Hybridphase handeln, während welcher beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels eines von der Verbrennungskraftmaschine unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen Antriebsmotors angetrieben und somit gefahren wird und die Verbrennungskraftmaschine sich jedoch in ihrem deaktivierten beziehungsweise abgestellten Zustand befindet. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Maschine, mittels welcher beispielsweise das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben und somit gefahren wird. Dies bedeutet, dass das Verfahren nicht notwendigerweise dann durchgeführt wird, wenn das Kraftfahrzeug insgesamt geparkt beziehungsweise abgestellt ist und somit stillsteht, sondern das Verfahren kann auch dann durchgeführt werden, wenn das Kraftfahrzeug fährt und jedoch die Verbrennungskraftmaschine abgestellt, das heißt deaktiviert ist.
-
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Der Stickoxid-Umsatz (NOx-Umsatz) an einem SCR-Katalysator ist unter anderem stark abhängig von einem sogenannten NH3-Füllstand des SCR-Katalysators. Unter dem NH3-Füllstand ist eine in dem SCR-Katalysator aufgenommene Menge an Ammoniak zu verstehen, wobei solcher, insbesondere in dem SCR-Katalysator aufgenommener Ammoniak genutzt werden kann, um das Abgas zu entsticken. Unter dem Entsticken des Abgases ist zu verstehen, dass im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide (NOx) mittels Ammoniak im Rahmen einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zu Stickstoff und Wasser umgewandelt werden, wodurch die im Abgas enthaltenen Stickoxide zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt beziehungsweise reduziert werden. Die Abhängigkeit des NOx-Umsatzes am SCR-Katalysator von dem NH3-Füllstand gilt insbesondere bei Temperaturen von weniger als 250 Grad Celsius. Speziell bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine kann es ohne hinreichenden NH3-Füllstand des SCR-Katalysators zu unerwünschten Emissionen kommen. Des Weiteren ist ein auch als Dosieren oder Dosierung bezeichnetes Einbringen des Reduktionsmittels unter diesen Temperaturbedingungen wegen der schlechten Aufbereitung des Reduktionsmittels nur eingeschränkt möglich. Der für einen vorteilhaften NOx-Umsatz vorteilhafte NH3-Füllstand kann also herkömmlicherweise nicht immer gewährleistet werden, was zum Beispiel nach einer Fahrt mit heißem SCR-Katalysator (kein NH3-Füllstand) und folgendem Kaltstart der Fall sein kann. Das SCR-System sollte außerdem, wegen der Gefahr von Frostschäden, bei einem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs, insbesondere elektrisch, weiterbetrieben werden, um beispielsweise das auch als Injektor bezeichnete Dosierelement bezüglich des Reduktionsmittels zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, zu entleeren. Außerdem beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass in einer sich an das Abstellen der Verbrennungskraftmaschine anschließenden Nachlaufzeit der auch als Abgassystem bezeichneten Abgasanlage abkühlt.
-
Um somit bei einem beispielsweise als Kaltstart ausgebildeten und auf das Abstellen der Verbrennungskraftmaschine folgenden Start der Verbrennungskraftmaschine übermäßige Emissionen, insbesondere Stickoxid-Emissionen, vermeiden zu können, wird nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine und vor einem sich daran anschließenden Starten beziehungsweise Aktivieren der Verbrennungskraftmaschine das Reduktionsmittel an der Stelle in die Abgasanlage eingebracht, während die Verbrennungskraftmaschine abgestellt ist. Mit anderen Worten, nach dem Abstellen der auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine - vor allem bei einer Temperatur des SCR-Katalysators von über 400 Grad Celsius - wird das Reduktionsmittel, insbesondere in angepasster Menge, in die abkühlende Abgasanlage eingebracht, insbesondere eindosiert. Beispielsweise aus einem NH3-Füllstandsmodell einer zum Steuern oder Regeln des SCR-Katalysators ausgebildeten Katalysatorsteuerung kann eine vorteilhafte Menge des Reduktionsmittels beziehungsweise an Ammoniak über eine Dosierung bei stehender Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. Dabei kann ein AGR-Ventil (Abgasrückführventil) und/oder eine auch als Abgasaufstauklappe bezeichnete Abgasklappe geschlossen sein, insbesondere für eine motornahe Dosierung des Reduktionsmittels. Beispielsweise durch wiederholtes Ansteuern der Abgasklappe kann die Abgasklappe hin- und herbewegt, insbesondere hin- und hergeschwenkt werden, wodurch eine Verwirbelung des in die Abgasanlage eingebrachten Reduktionsmittels bewirkt werden kann. In der Folge kann das Reduktionsmittel vorteilhaft aufbereitet werden, sodass das Reduktionsmittel vorteilhaft Ammoniak bereitstellen kann, welcher beispielsweise in dem SCR-Katalysator diffundieren und somit in dem SCR-Kat aufgenommen werden kann. Dadurch kann dessen NH3-Füllstand erhöht werden. Durch eine beziehungsweise die erzwungene Verwirbelung kann besonders die gleichmäßige Beladung des SCR-Katalysators in den unterschiedlichen Temperaturen genutzt werden. Der SCR-Katalysator speichert beispielsweise von 400 Grad Celsius kommend hin zu Temperaturen bis zu 130 Grad Celsius zunehmend besser beziehungsweise leichter Ammoniak ein. Dadurch kann die NH3-Beladung des SCR-Katalysators je nach Abkühlverhalten der Abgasanlage vorteilhaft eingestellt beziehungsweise hergestellt werden, um übermäßige Emissionen, insbesondere Stickoxid-Emissionen, insbesondere bei einem Kaltstart, zu vermeiden. Durch das Einbringen des Reduktionsmittels in die Abgasanlage wird ein besonders vorteilhafter NH3-Füllstand des SCR-Katalysators für den nächsten Start der Verbrennungskraftmaschine eingestellt, insbesondere optimiert.
-
Zumindest ein Teil der Abgasanlage ist beispielsweise in Fahrzeughochrichtung unterhalb eines Unterbodens der selbsttragenden Karosserie des vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs angeordnet. Der unterhalb des Unterbodens angeordnete Teil der Abgasanlage wird auch als Unterboden-System bezeichnet, wobei der SCR-Katalysator Bestandteil dieses Unterboden-Systems sein kann. Somit ist der SCR-Katalysator beispielsweise als Unterboden-Katalysator ausgebildet. Im Unterboden-System ist die Temperatur stromauf des SCR-Katalysators häufig zu gering, um das Reduktionsmittel gut aufbereitet für eine effektive Entstickungsreaktion zur Verfügung zu stellen. Das Einbringen des Reduktionsmittels stromauf des Unterboden-Katalysators, das heißt die Anordnung der Stelle stromauf des Unterboden-Katalysators und beispielsweise stromab eines zweiten, motornahen SCR-Katalysators kann zur Beladung des motornahen, zweiten SCR-Katalysators führen, insbesondere dann, wenn die Abgasklappe, insbesondere während des Einbringens, offen gehalten wird und verbliebenes Abgas auch in Richtung des motornahen SCR-Katalysators strömt. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise durch Einbringen des Reduktionsmittels an der stromab des motornahen SCR-Katalysators und stromauf des Unterboden-Katalysators angeordneten Stelle gezielt der Unterboden-Katalysator mit Reduktionsmittel beziehungsweise mit aus dem Reduktionsmittel entstehendem Ammoniak (NH3) befüllt werden.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Ammoniakfüllstand des SCR-Katalysators und eine Abgastemperatur im SCR-Katalysator ermittelt wird, wobei nur dann Reduktionsmittel in die Abgasanlage eingebracht wird, wenn der Ammoniakfüllstand sehr gering ist und eine Abgastemperatur unterhalb eines vorgegebenen Abgastemperaturgrenzwerts zum Füllen des SCR-Katalysator liegt.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Reduktionsmittel nur solange eingebracht wird, bis ein Ammoniakfüllstand im SCR-Katalysator einem Vorgabefüllstand entspricht.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass nach dem Einbringen des Reduktionsmittels ein Entleerungsvorgang durchgeführt wird, durch welchen das Dosierelement und/oder wenigstens eine Leitung, mittels welcher das Reduktionsmittel von einem Tank zu dem Dosierelement zu führen ist, bezüglich des Reduktionsmittels zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, entleert wird. Somit wird vorzugsweise der Entleerungsvorgang erst nach dem nachträglichen Einbringen des Reduktionsmittels durchgeführt.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einbringung von Reduktionsmittel nur solange, bis der Entleerungsvorgang durchgeführt werden muss. Vorteilhaft wird dadurch ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs weniger stark belastet.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Entleerungsvorgang das zunächst in dem Dosierelement und/oder der Leitung aufgenommene Reduktionsmittel aus dem Dosierelement und/oder der Leitung abgesaugt wird. Das Absaugen ist beispielsweise ein Rücksaugen oder Leersaugen. Um beispielsweise das Reduktionsmittel mittels des Dosierelements an der Stelle in die Abgasanlage einzubringen, strömt beispielsweise das Reduktionsmittel in eine erste Richtung durch die Leitung und somit von dem Tank zu dem Reduktionsmittel. Unter dem Absaugen, insbesondere dem Rücksaugen beziehungsweise Leersaugen, kann insbesondere verstanden werden, dass bei dem Absaugen das Reduktionsmittel in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung durch die Leitung strömt. Dabei wird beispielsweise das Reduktionsmittel zurück in den Tank gefördert, insbesondere gesaugt, wodurch das Dosierelement und/oder die Leitung jeweils zumindest teilweise bezüglich des Reduktionsmittels entleert werden.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abgasanlage wenigstens einen zweiten SCR-Katalysator aufweist, wobei einer der SCR-Katalysatoren stromab des anderen SCR-Katalysators angeordnet ist.
-
Dabei ist beispielsweise der eine SCR-Katalysator unterhalb des Unterbodens der selbsttragenden Karosserie angeordnet, wobei der andere SCR-Katalysator und die Verbrennungskraftmaschine gemeinsam in einem durch die Karosserie zumindest teilweise begrenzten Motorraum angeordnet sind. Somit ist beispielsweise der andere SCR-Katalysator der zuvor genannte motornahe SCR-Katalysator.
-
Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Stelle, an welcher nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine das Reduktionsmittel mittels des Dosierelements in die Abgasanlage eingebracht, insbesondere eindosiert, wird, stromauf des einen SCR-Katalysators und stromab des anderen SCR-Katalysators angeordnet ist. Dies ist insofern vorteilhaft, als insbesondere der Unterboden-Katalysator oftmals in einem Fahrbetrieb nicht häufig genug Betriebssituationen und somit Temperaturbereiche erfährt, in denen der Unterboden-Katalysator hinreichend mit Ammoniak beladen werden kann. Nach Abstellen der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere des Kraftfahrzeugs, kann zunächst die Abgasanlage sehr heiß sein, sodass dann beispielsweise der Unterboden-Katalysator alle für das Einspeichern von Ammoniak in dem Unterboden-Katalysator vorteilhaften Temperaturbereiche durchläuft, insbesondere ausgehend von einer hohen Temperatur hin zu einer demgegenüber geringeren Temperatur. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren genutzt.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Abgasanlage, für die das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen ist, weitere Eindosierstellen auf, mittels welchen Reduktionsmittel in die Abgasanlage einbringbar ist.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Abgasanlage, für die das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen ist, weitere Katalysatoren auf.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Abgasanlage die zuvor genannte, bewegbar, insbesondere verschwenkbare, Abgasklappe zum Aufstauen des Abgases auf.
-
Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest während eines Teils des Einbringens, insbesondere während des gesamten Einbringens, die Abgasklappe offen gehalten wird, insbesondere durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei.
-
Ferner ist es denkbar, dass zumindest während eines Teils des Einbringens, insbesondere während des gesamten Einbringens, die Abgasklappe hin- und herbewegt, insbesondere hin- und hergeschwenkt, wird. Durch das Offenhalten der Abgasklappe kann der gebildete Ammoniak beispielsweise auch in den motornahen SCR-Katalysator diffundieren. Durch Hin- und Herbewegen der Abgasklappe kann das in die Abgasanlage eingebrachte Reduktionsmittel in der Abgasanlage vorteilhaft verwirbelt und somit aufbereitet werden, sodass das Reduktionsmittel besonders vorteilhaft Ammoniak bereitstellen kann.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur 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.
-
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer Abgasanlage, welche gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
-
Im Folgenden wird anhand der einzigen Fig. ein Verfahren zum Betreiben einer auch als Abgassystem bezeichneten Abgasanlage 10 eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens, beschrieben. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Abgasanlage 10 und eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte Verbrennungskraftmaschine 12 aufweist, welche auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist ein beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Gehäuseelement 14 auf, durch welches mehrere Brennräume 16 gebildet beziehungsweise begrenzt sind.
-
In einem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine 12 befindet sich diese in ihrem befeuerten Betrieb, in welchem Verbrennungsvorgänge in den Brennräumen 16 ablaufen. Aus den Verbrennungsvorgängen resultiert Abgas, welches die Abgasanlage 10 durchströmen kann. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 12 auch eine in der Fig. nicht dargestellte und beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, welche um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 14 drehbar ist. Durch die Verbrennungsvorgänge wird die Abtriebswelle angetrieben und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement 14 gedreht. In der Fig. veranschaulicht ein Pfeil 18 das Abgas, welches aus den Brennräumen 16 ausströmt und in der Folge die Abgasanlage 10 durchströmt.
-
Bei dem Verfahren weist die Abgasanlage 10 einen ersten SCR-Katalysator 20 und einen zweiten SCR-Katalysator 22 auf, welcher in Strömungsrichtung des die Abgasanlage 10 durchströmenden Abgases stromauf des SCR-Katalysators 20 angeordnet ist. Außerdem weist die Abgasanlage 10 einen einfach auch als Speicherkatalysator 24 bezeichneten Stickoxid-Speicherkatalysator auf, mittels welchem im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide zumindest vorübergehend gespeichert werden können. Der Speicherkatalysator 24 ist stromauf der SCR-Katalysatoren 20 und 22 und dabei insbesondere stromauf des SCR-Katalysators 22 angeordnet, welcher stromauf des SCR-Katalysators 20 angeordnet ist. Die Abgasanlage 10 weist außerdem einen Partikelfilter 26 auf, welcher stromauf des SCR-Katalysators 22 und stromab des Speicherkatalysators 24 angeordnet ist. Der Partikelfilter 26 ist insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine 12 als ein Dieselmotor ausgebildet ist, als Dieselpartikelfilter (DPF) ausgebildet.
-
Mittels des jeweiligen SCR-Katalysators 20 beziehungsweise 22 kann eine selektive katalytische Reduktion (SCR) katalytisch unterstützt und/oder bewegt werden, in deren Rahmen im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide mit Ammoniak zu Wasser und Stickstoff reagieren beziehungsweise umgewandelt werden. Dadurch werden die im Abgas enthaltenen Stickoxide zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt, das heißt reduziert. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird der Ammoniak für die SCR von einem insbesondere flüssigen Reduktionsmittel bereitgestellt, welches vorzugsweise als wässrige Harnstofflösung ausgebildet ist und in die Abgasanlage 10 einbringbar ist beziehungsweise eingebracht wird. Dabei ist es denkbar, dass der Partikelfilter 26 eine für die SCR katalytisch wirksame und somit die SCR katalytisch unterstützende und/oder bewirkende Beschichtung aufweist, sodass der Partikelfilter 26 beispielsweise als sogenannter SDPF ausgebildet sein kann.
-
Die Abgasanlage 10 weist außerdem einen einfach auch als Schlupfkatalysator 28 bezeichneten Ammoniak-Schlupfkatalysator (ASC) auf, mittels welchem überschüssiges Ammoniak aufgefangen und zumindest vorübergehend gespeichert werden kann. Unter dem überschüssigen Ammoniak ist solcher Ammoniak zu verstehen, welcher nicht im Rahmen der SCR mit den Stickoxiden zu Wasser und Stockstoff reagiert hat. Der Schlupfkatalysator 28 ist dabei stromab des SCR-Katalysators 20 angeordnet. Der SCR-Katalysator 20 und der Schlupfkatalysator 28 sind beispielsweise Bestandteile eines Unterboden-Systems 30, welches beispielsweise unterhalb eines Unterbodens einer selbsttragenden Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Der SCR-Katalysator 22, der Partikelfilter 26 und der Speicherkatalysator 24 sind beispielsweise motornahe Komponenten, welche gemeinsam mit der Verbrennungskraftmaschine 12 in einem zumindest teilweise durch die Karosserie begrenzten Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
-
Des Weiteren ist eine Abgasrückführeinrichtung vorgesehen, mittels welcher eine Abgasrückführung, insbesondere eine Niederdruck-Abgasrückführung, durchgeführt werden kann. Die Abgasrückführeinrichtung weist eine auch als Abgasrückführleitung bezeichnete Rückführleitung 32 auf, welche an einer Abzweigstelle A fluidisch mit der Abgasanlage 10, insbesondere mit einem von dem Abgas durchströmbaren Abgasrohr 34 der Abgasanlage 10, verbunden ist. Mittels der Rückführleitung 32 kann an der Abzweigstelle A zumindest ein Teil des die Abgasanlage 10 durchströmenden Abgases aus der Abgasanlage 10 abgezweigt und in die Rückführleitung 32 eingeleitet werden. Das abgezweigte und in die Rückführleitung 32 eingeleitete Abgas kann die Rückführleitung 32 durchströmen und kann mittels der Rückführleitung 32 zu einem zumindest von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine 12 geführt und in den Ansaugtrakt eingeleitet werden. Die Abzweigstelle A ist dabei stromauf des SCR-Katalysators 20 und stromab des SCR-Katalysators 22 angeordnet. In der Rückführleitung 32 ist beispielsweise ein in der Fig. nicht erkennbares Abgasrückführventil angeordnet, mittels welchem eine Menge des rückzuführenden Abgases eingestellt werden kann.
-
Die Abgasanlage 10 weist außerdem ein erstes Dosierelement 36 auf, welches auch als erster Injektor bezeichnet wird. Mittels des Dosierelements 36 kann das Reduktionsmittel an einer ersten Einleitstelle E in die Abgasanlage 10, insbesondere in das Abgasrohr 34, eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden. Dabei ist die Einleitstelle E stromauf des SCR-Katalysators 20 und stromab des SCR-Katalysators 22, insbesondere stromab der Abzweigstelle A, angeordnet. Des Weiteren weist die Abgasanlage 10 eine in dem Abgasrohr 34 angeordnete und auch als Aufstauklappe oder Abgasaufstauklappe bezeichnete Abgasklappe 38 auf, mittels welcher das Abgas aufgestaut werden kann. Die Abgasklappe 38 kann um eine Schwenkachse relativ zu dem Abgasrohr 34 verschwenkt und somit bewegt werden. Die Abgasklappe 38 ist dabei stromauf des SCR-Katalysators 20, insbesondere stromauf der Einleitstelle E, und stromab des SCR-Katalysators 22, insbesondere stromab der Abzweigstelle A, angeordnet. Die Abgasanlage 10 weist ein zweites Dosierelement 40 auf, welches auch als zweiter Injektor bezeichnet wird. Mittels des zweiten Dosierelements 40 kann das Reduktionsmittel an einer zweiten Einleitstelle E2 in die Abgasanlage 10, insbesondere in ein vom Abgas durchströmbares Abgasrohr 42, eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden. Dabei ist die Einleitstelle E2 stromauf des Partikelfilters 26 und stromab des Speicherkatalysators 24 angeordnet.
-
Bei dem Verfahren ist beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 12 zunächst aktiviert, sodass sich die Verbrennungskraftmaschine 12 zunächst in ihrem aktivierten Zustand und insbesondere in ihrem befeuerten Betrieb befindet. Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb realisieren zu können, wird beispielsweise bei einem ersten Schritt des Verfahrens die zunächst aktivierte und sich in ihrem befeuerten Betrieb befindende Verbrennungskraftmaschine 12 abgestellt, das heißt deaktiviert, wodurch die zunächst aktivierte und sich somit zunächst in ihrem befeuerten Betrieb befindende Verbrennungskraftmaschine 12 in ihren deaktivierten oder abgestellten Zustand überführt wird. In dem deaktivierten beziehungsweise abgestellten Zustand unterbleiben in der Verbrennungskraftmaschine 12 ablaufende Verbrennungsvorgänge, und in dem deaktivierten beziehungsweise abgestellten Zustand steht die Abtriebswelle still, sodass die Abtriebswelle nicht relativ zu dem Gehäuseelement 14 dreht. Bei einem sich vorzugsweise unmittelbar beziehungsweise direkt an den ersten Schritt anschließenden zweiten Schritt des Verfahrens wird das Reduktionsmittel an der Stelle E mittels des Dosierelements 36 in die Abgasanlage 10, insbesondere in das Abgasrohr 34, eingebracht, während sich die Verbrennungskraftmaschine noch in ihrem durch den ersten Schritt eingestellten, deaktivierten beziehungsweise abgestellten Zustand befindet. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt ein Aktivieren beziehungsweise Starten der Verbrennungskraftmaschine 12 unterbleibt. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bei dem zweiten Schritt bezogen auf die Dosierelemente 36 und 40 ausschließlich mittels des Dosierelements 36 Reduktionsmittel in die Abgasanlage 10 eingebracht wird, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass bei dem zweiten Schritt des Verfahrens bezogen auf die Einleitstellen E und E2 ausschließlich an der Einleitstelle E das Reduktionsmittel in die Abgasanlage 10 eingebracht wird.
-
Durch das während dem abgestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine 12 erfolgende Einbringen des Reduktionsmittels in die Abgasanlage 10 an der Einleitstelle E kann sich beispielsweise aus dem in die Abgasanlage 10 eingebrachten Reduktionsmittel in der Abgasanlage 10 Ammoniak bilden, welches - während die Verbrennungskraftmaschine 12 abgestellt ist - in dem SCR-Katalysator 20 und/oder in dem SCR-Katalysator 22 aufgenommen und somit gespeichert werden kann. Dadurch kann eine auch als NH3-Füllstand bezeichnete Menge an in dem SCR-Katalysator 20 beziehungsweise 22 gespeicherten Ammoniak erhöht werden oder es kann ein großer Wert dieser Menge eingestellt werden, während die Verbrennungskraftmaschine 12 deaktiviert ist. Dadurch steht beispielsweise bei einem sich an das Abstellen der Verbrennungskraftmaschine 12 anschließenden Start, insbesondere Kaltstart, der Verbrennungskraftmaschine eine hinreichend große Menge an in dem SCR-Katalysator 20 beziehungsweise 22 gespeichertem Ammoniak zur Verfügung, sodass insbesondere bei diesem Start beziehungsweise Kaltstart übermäßige Emissionen, insbesondere Stickoxid-Emissionen, vermieden werden können. Somit ermöglicht das Verfahren einen besonders emissionsarmen Betrieb.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Abgasanlage
- 12
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Gehäuseelement
- 16
- Brennräume
- 18
- Pfeil
- 20
- SCR-Katalysator
- 22
- SCR-Katalysator
- 24
- Speicherkatalysator
- 26
- Partikelfilter
- 28
- Schlupfkatalysator
- 30
- Unterboden-System
- 32
- Rückführleitung
- 34
- Abgasrohr
- 36
- Dosierelement
- 38
- Abgasklappe
- 40
- Dosierelement
- 42
- Abgasrohr
- A
- Abzweigstelle
- E
- Einleitstelle
- E2
- Einleitstelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102017009612 A1 [0002]
- DE 102017205170 A1 [0003]
