DE102020104373B4 - Verfahren zur Abgasnachbehandlung, Abgasnachbehandlungsanlage sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mittels eines motornahen SCR-Systems (16) und eines motorfernen SCR-Systems (30), wobei das motornahe SCR-System (16) ausgangsseitig einen Dieseloxidationskatalysator (24) umfasst und wobei zur Reduzierung des NH3-Füllstands im motorfernen SCR-System (30) stromaufwärts des motornahen SCR-Systems (16) eine Überdosierung eines Reduktionsmittel in das Abgas erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieseloxidationskatalysator (24) durch eine ausgangsseitig vorgesehene katalytische Beschichtung (28) eines Dieselpartikelfilters (22) mit SCR-Beschichtung ausgebildet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mittels eines motornahen SCR-Systems und eines motorfernen SCR-Systems sowie eine Abgasnachbehandlungsanlage sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellen hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und erfordern eine hocheffiziente Abgasnachbehandlung (ANB) von Verbrennungsmotoren. Dabei stellen die Forderungen nach einem weiter sinkenden Verbrauch und die weitere Verschärfung der Abgasnormen hinsichtlich der zulässigen Stickoxid-Emissionen eine Herausforderung für die Motorenentwickler dar. Bei Ottomotoren erfolgt die Abgasreinigung in bekannter Weise über einen Drei-Wege-Katalysator, sowie dem Drei-Wege-Katalysator vor- und nachgeschaltete weitere Katalysatoren. Bei Dieselmotoren finden aktuell Abgasnachbehandlungssysteme Verwendung, welche einen Oxidationskatalysator, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator) sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und gegebenenfalls weitere Katalysatoren aufweisen. Als Reduktionsmittel wird dabei bevorzugt Ammoniak verwendet. Weil der Umgang mit reinem Ammoniak aufwendig ist, wird bei Fahrzeugen üblicherweise eine synthetische, wässrige Harnstofflösung verwendet, die in einer dem SCR-Katalysator vorgeschalteten Mischeinrichtung mit dem heißen Abgasstrom vermischt wird. Durch diese Vermischung wird die wässrige Harnstofflösung erhitzt, wobei die wässrige Harnstofflösung Ammoniak im Abgaskanal freisetzt. Eine handelsübliche, wässrige Harnstofflösung setzt sich im Allgemeinen aus 32,5 % Harnstoff und 67,5 % Wasser zusammen.
  • Zur Optimierung der Abgasnachbehandlung können beispielsweise zwei in Reihe angeordnete SCR-Katalysatoren eingesetzt werden. Um eventuelle NH3-Durchbrüche (Schlupf) durch den SCR-Katalysator zu oxidieren, ist der Einsatz eines Sperrkatalysators nach dem SCR-Katalysator zwingend erforderlich. Diese Durchbrücke sind jedoch zu vermeiden, da sie zu NOx oxidiert an die Umwelt abgegeben werden.
  • Über ein Harnstoff-Dosierventil wird der SCR-Katalysator mit NH3 beladen, um die NOx-Emissionen zu reduzieren. Dabei wird ein möglichst hoher NH3- Füllstand im SCR-Katalysator angestrebt, um einen bestmöglichen NOx-Umsatz zu erreichen.
  • Neben der Reaktion des eingespeicherten NH3 mit der NOx-Emission kann es durch einen Temperaturanstieg des SCR-Katalysators zu einem unerwünschten Austragen der NH3-Beladung kommen.
  • Das NH3 wird dann entweder als Schadstoff an die Umgebung abgegeben, oder in einem nachgelagerten Sperrkatalysator zu NOx (ebenfalls ein reglementierter Schadstoff) konvertiert.
  • In der DE 10 2015 015 634 A1 wird ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Fahrzeugs mittels eines Partikelfilters und einer dem Partikelfilter nachgeschalteten Abgasnachbehandlungseinrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden beschrieben, bei dem im Anschluss an ein Regenerieren des Partikelfilters vorübergehend eine Menge eines für die selektive katalytische Reduktion vorgesehenen Reduktionsmittels erhöht wird, welche stromaufwärts des Partikelfilters in das Abgas eingebracht wird, um einen Partikelmasseausstoß zu Vermindern.
  • DE 10 2017 114 288 A1 offenbart ein Verfahren zur Verringerung des NOx-Durchbruchs und NH3-Schlupfes bei einem Temperaturanstieg in einem SCR-System und/oder bei einem erhöhten Abgasmassenstrom, bei dem die Parameterzustände des Abgasstroms vor einem SCR-Katalysator berücksichtigt werden, wobei die Parameterzustände folgende Schritte umfassen: Identifizieren eines Temperaturanstiegs oder eines Anstiegs des Abgasmassenstroms am SCR-Einlass; Identifizieren eines neuen, niedrigeren Ammoniaksollwerts oder einer Speicherungskonzentration für den SCR; und Identifizieren der Geschwindigkeit des NH3-Verbrauchs.
  • DE 20 2014 003 536 U1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Stickoxidemissionen einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Partikelfilter (SCRF) mit einem ersten selektiven katalytischen Reduktionssystem, und einem zweiten selektiven katalytischen Reduktionssystem stromabwärts vom SCRF aufweist, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden: Einspritzen einer Harnstoff-Wasser-Lösung, um die Stickoxidemissionen mittels des zweiten selektiven katalytischen Reduktionssystems zu reduzieren, wenn eine Partikelfilterregeneration aktiv ist; und Fortsetzen des Einspritzens einer Harnstoff-Wasser-Lösung.
  • DE 10 2010 031 695 A1 betrifft ein Verfahren und System zur Schadstoffbegrenzung eines Fahrzeugs, umfassend einen ersten SCR-Bereich und einen stromabwärts angeordneten zweiten SCR-Bereich, wobei zwischen beiden SCR-Bereichen ein separater Oxidationskatalysator angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung der Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mittels eines motornahen SCR-Systems und eines motorfernen SCR-System bereitzustellen, bei dem die Gefahr eines NH3-Schlupfes aus dem motorfernen SCR-System zumindest reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Abgasnachbehandlungsanlage sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mittels eines motornahen SCR-Systems, das ausgangsseitig einen Dieseloxidationskatalysator umfasst, und eines motorfernen SCR-Systems bereitgestellt, bei dem zur Reduzierung des NH3-Füllstands im motorfernen SCR-System stromaufwärts des motornahen SCR-Systems eine Überdosierung eines Reduktionsmittels in das Abgas erfolgt. Der Dieseloxidationskatalysator wird dabei durch eine ausgangsseitig vorgesehene katalytische Beschichtung eines Dieselpartikelfilters mit SCR-Beschichtung ausgebildet.
  • Vorteilhafterweise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren in einer entsprechenden Abgasanlage bei einem drohenden NH3-Schlupf im motorfernen SCR-Katalysator eine bewusste Überdosierung im motornahen SCR-System hervorgerufen werden. Der dadurch ausgelöste NH3-Schlupf wird in dem ausgangsseitigen DOC-Katalysator zu NOx oxidiert. Die NOx-Emissionen reagieren mit dem NH3 im motorfernen SCR-Katalysator und reduzieren somit den NH3-Füllstand. Dadurch wird ein NH3- Durchbruch oder bei einem vorzugsweise vorzusehenden nachgelagerten Sperrkatalysator eine NOx-Emission an die Umgebung zumindest teilweise vermieden.
  • Die Menge des zu einer Überdosierung notwendigen Reduktionsmittels, d.h. die Menge, die notwendig ist, um über einen regulären Bedarf an Reduktionsmittel hinaus zu gelangen, und die Menge, die über den regulären Bedarf des Reduktionsmittels hinaus notwendig ist, wird vorzugsweise aufgrund von Modellen ermittelt.
  • So erfolgt die Überdosierung des Reduktionsmittels vorzugsweise in Abhängigkeit des vorab ermittelten NH3-Füllstandes des motorfernen SCR-Systems.
  • Ebenso erfolgt die Überdosierung des Reduktionsmittels vorzugsweise in Abhängigkeit des NH3-Füllstandes des motornahen SCR-Systems, der ebenfalls vorzugsweise vorab ermittelt wird.
  • Da der maximal mögliche NH3-Füllstand von der Temperatur des Abgases in dem SCR-System bzw. von der Bauteiltemperatur der Komponenten des SCR-Systems abhängt, wird vor dem Schritt der Überdosierung des Reduktionsmittels vorzugsweise die Temperatur des motorfernen SCR-Systems und/oder des motornahen SCR-Systems und/oder des Abgases in den entsprechenden Komponenten ermittelt und diese bevorzugt zur Ermittlung der Überdosierung herangezogen. Die Ermittlung der Temperatur kann über Temperaursensoren und/oder über Modelle erfolgen.
  • Dabei wird vorzugsweise auch der jeweilige Temperaturgradient berücksichtigt. Umso steiler der Temperaturgradient verläuft, desto stärker muss auch die Überdosierung des Reduktionsmittels erfolgen, um den NH3-Füllstand im motorfernen SCR-System schnell zu reduzieren.
  • Vorteilhafterweise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein NH3-Schlupf aus dem motorfernen SCR-System vermieden werden, selbst wenn die Speicherkapazität des SCR-Systems bzw. einzelner Komponenten durch eine Temperaturerhöhung reduziert wird.
  • Trotzdem kann die zuvor beschriebene Temperaturabhängigkeit der NH3-Speicherkapazität zu einem Austragen der Beladung führen.
  • Das motornahe SCR-System weist vorzugsweise einen SCR-Katalysator und/oder einen Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung auf.
  • Der für das Verfahren wesentliche Dieseloxidationskatalysator wird stromabwärts des motornahen SCR-Systems ausgebildet und umfasst eine ausgangsseitig vorgesehene katalytische Beschichtung des Dieselpartikelfilters mit SCR-Beschichtung. Vorteil ist, dass hierbei ein Bauteil weniger vorgesehen ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch eine Steuereinrichtung gesteuert, die Teil einer Motorsteuerung sein kann. Mittels der Steuereinrichtung wird die Menge des abzugebenden Reduktionsmittels der ersten Dosiereinrichtung und optional der zweiten Dosiereinrichtung ermittelt und die Abgabe gesteuert.
  • Weiterhin wird bevorzugt ein NH3-Sperrkatalysator dem motorfernen SCR-System nachgeordnet, um NH3-Emission an die Umgebung zu verhindern.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
  • Das beschriebenen Verfahren betrifft die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanlage gleichermaßen, d. h. die Verfahrensmerkmale gelten sinngemäß für die Vorrichtung und umgekehrt.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Es zeigt:
    • 1 in einer schematischen Ansicht eine Abgasnachbehandlungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist eine Abgasnachbehandlungsanlage 10 gezeigt, die einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs nachgeordnet ist, wobei stromabwärts eines Abgasturboladers 12, ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) 14 angeordnet ist.
  • Diesem nachgeordnet ist ein motornahes SCR-System 16, umfassend eine Dosierungsvorrichtung 18 für ein Reduktionsmittel, vorzugsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung, die in das Abgas (dargestellt durch Pfeile) eingebracht wird, einen der Dosiereinrichtung 18 nachgeordneten Mischer 20 zur homogenen Verteilung des Reduktionsmittels mit dem Abgas und einen stromabwärts des Mischers 20 befindlichen Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) 22.
  • Dieser Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) 22 kann erfindungsgemäß in zwei Varianten zum Einsatz kommen. Die erste Variante besteht darin, dass an dem Dieselpartikelfilter 22 ausgangsseitig ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) 24, vorzugsweise in Form einer sogenannten DOC-Scheibe, angeordnet ist. Nach der zweiten Variante der Erfindung ist der Ausgangsbereich 26 des Dieselpartikelfilters 22 mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung 28 zur versehen.
  • Weiterhin ist in der Abgasnachbehandlungsanlage 10 ein motorfernes SCR-System 30 vorgesehen, das in Strömungsrichtung des Abgases eine zweite Dosierungseinrichtung 32 für ein Reduktionsmittel, vorzugsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung, einen zweiten Mischer 34 und einen SCR-Katalysator 36 umfasst. Stromabwärts des motorfernen SCR-Systems 30 ist ein Ammoniak-Sperrkatalysator 38 vorgesehen.
  • Zwischen dem motornahen SCR-System 16 und dem motorfernen SCR-System 30 kann eine Abgasrückführung 40 angeordnet sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasnachbehandlung hat das Ziel, einem drohenden NH3-Schlupf im zweiten SCR-System 30 zu verhindern, da zwar einerseits durch einen Sperrkatalysator 38 ein Austritt von Ammoniak verhindert werden kann, jedoch wird das Ammoniak im Sperrkatalysator 38 zu NOx umgewandelt, das dann mit dem Abgas in die Umwelt gelangt.
  • Daher ist ein NH3-Schlupf aus dem zweiten SCR-System 30 zu verhindern. Dazu erfolgt eine Überdosierung des Reduktionsmittels mittels der Dosiereinrichtung 18 des ersten SCR-Systems 16.
  • Der dadurch im ersten SCR-System 16 hervorgerufene NH3-Schlupf wird in der nachgelagerten DOC-Scheibe 24 bzw. dem katalytisch beschichteten Ausgangsbereich 26 zu NOx oxidiert. Die NOx-Emission reagieren wiederum mit dem im Überschuss vorhandenen Ammoniak im SCR-Katalysator 36 zu Wasser und Stickstoff und reduzieren somit den NH3-Füllstand. Dadurch wird vorteilhafterweise ein NH3-Schlupf bzw. bei dem nachgelagerten Sperrkatalysator 38 eine hohe NOx-Emission an die Umgebung vermieden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Abgasnachbehandlungsanlage
    12
    Abgasturbolader
    14
    Dieseloxidationskatalysator (DOC)
    16
    motornahes SCR-System
    18
    Dosierungsvorrichtung für ein Reduktionsmittel
    20
    Mischer
    22
    Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF)
    24
    Dieseloxidationskatalysator (DOC)
    26
    Ausgangsbereich des Dieselpartikelfilters
    28
    katalytisch wirksame Beschichtung
    30
    motorfernes SCR-System
    32
    zweite Dosierungseinrichtung
    34
    zweiter Mischer
    36
    SCR-Katalysator
    38
    Ammoniak-Sperrkatalysator
    40
    Abgasrückführung
    Pfeil
    Abgas in Strömungsrichtung

Claims (9)

  1. Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mittels eines motornahen SCR-Systems (16) und eines motorfernen SCR-Systems (30), wobei das motornahe SCR-System (16) ausgangsseitig einen Dieseloxidationskatalysator (24) umfasst und wobei zur Reduzierung des NH3-Füllstands im motorfernen SCR-System (30) stromaufwärts des motornahen SCR-Systems (16) eine Überdosierung eines Reduktionsmittel in das Abgas erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieseloxidationskatalysator (24) durch eine ausgangsseitig vorgesehene katalytische Beschichtung (28) eines Dieselpartikelfilters (22) mit SCR-Beschichtung ausgebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Überdosierung des Reduktionsmittels der NH3-Füllstand des motorfernen SCR-Systems (30) ermittelt wird und die Überdosierung in Abhängigkeit vom Füllstand erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Überdosierung des Reduktionsmittels der NH3-Füllstand des motornahen SCR-Systems (16) ermittelt wird und die Überdosierung in Abhängigkeit vom Füllstand erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Überdosierung des Reduktionsmittels die Temperatur des motorfernen SCR-Systems (30) und/oder des motornahen SCR-Systems (16) und oder des Abgases ermittelt wird und die Überdosierung in Abhängigkeit von der oder den Temperaturen erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das motornahe SCR-System (16) einen SCR-Katalysator und/oder einen Dieselpartikelfilter (22) mit SCR-Beschichtung aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuereinrichtung die Menge des abzugebenden Reduktionsmittels des motornahen SCR-Systems (16) und optional des motorfernen SCR-Systems (30) gesteuert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem motorfernen SCR-System (30) ein Sperrkatalysator (38) nachgeordnet ist.
  8. Abgasnachbehandlungsanlage für ein Fahrzeug, eingerichtet zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Kraftfahrzeug, eine Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 8 aufweisend.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010031695A1 (de) 2009-07-30 2011-02-03 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Systeme für die Diagnose eines Emissionssystems mit mehr als einem SCR-Bereich
DE202014003536U1 (de) 2014-04-25 2015-07-30 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Computerprogramm zur Steuerung der Stickoxidemissionen
DE102015015634A1 (de) 2015-12-02 2017-06-08 Daimler Ag Verfahren zur Abgasnachbehandlung und Abgasanlage
DE102017114288A1 (de) 2016-07-11 2018-01-11 GM Global Technology Operations LLC Def-dosierung für selektive katalytische reduktionskatalysatoren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010031695A1 (de) 2009-07-30 2011-02-03 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Systeme für die Diagnose eines Emissionssystems mit mehr als einem SCR-Bereich
DE202014003536U1 (de) 2014-04-25 2015-07-30 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Computerprogramm zur Steuerung der Stickoxidemissionen
DE102015015634A1 (de) 2015-12-02 2017-06-08 Daimler Ag Verfahren zur Abgasnachbehandlung und Abgasanlage
DE102017114288A1 (de) 2016-07-11 2018-01-11 GM Global Technology Operations LLC Def-dosierung für selektive katalytische reduktionskatalysatoren

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