DE102020215507A1 - Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102020215507A1
DE102020215507A1 DE102020215507.0A DE102020215507A DE102020215507A1 DE 102020215507 A1 DE102020215507 A1 DE 102020215507A1 DE 102020215507 A DE102020215507 A DE 102020215507A DE 102020215507 A1 DE102020215507 A1 DE 102020215507A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalytic converter
exhaust gas
regeneration
ammonia
procedure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020215507.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Gunther Kegel
Frank Meier
Jan Kappa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020215507.0A priority Critical patent/DE102020215507A1/en
Publication of DE102020215507A1 publication Critical patent/DE102020215507A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101Three-way catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/22Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/021Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting ammonia NH3
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Es wird eine Abgasnachbehandlungsanordnung (2) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Ottomotor (1), vorgeschlagen, mit einem ersten Katalysator (3), einem bezogen auf die Abgasstromrichtung dem ersten Katalysator (3) nachgeordneten zweiten Katalysator (5) und zumindest einem weiteren, dem zweiten Katalysator bezogen auf die Abgasstromrichtung nachgeordneten dritten Katalysator (7), wobei abgasstromabwärts des ersten Katalysators (3) und abgasstromaufwärts des zweiten Katalystors (5) eine Luftzufuhrleitung (11) in die Abgasleitung (4) mündet. Ferner wird ein entsprechendes Verfahren zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ottomotors (1), vorgeschlagen.An exhaust gas aftertreatment arrangement (2) for an internal combustion engine, in particular for an Otto engine (1), is proposed, having a first catalytic converter (3), a second catalytic converter (5) arranged downstream of the first catalytic converter (3) in relation to the exhaust gas flow direction, and at least one additional one , the second catalytic converter based on the exhaust gas flow direction downstream third catalytic converter (7), wherein exhaust gas downstream of the first catalytic converter (3) and exhaust gas upstream of the second catalytic converter (5) an air supply line (11) opens into the exhaust gas line (4). Furthermore, a corresponding method for after-treatment of the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular an Otto engine (1), is proposed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Abgasnachbehandlungsanordnung bzw. einem Verfahren zur Nachbehandlung eines Abgases nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on an exhaust gas aftertreatment arrangement and a method for aftertreatment of an exhaust gas according to the species of the independent claims.

Aus der WO 2015/135983 sind bereits Abgasnachbehandlungsanordnungen bekannt, welche mehrere hintereinander angeordnete Katalysatoren enthalten, wie zum Beispiel mehrere Dreiwegekatalysatoren in Kombination mit einem SCR- Katalysator.From the WO 2015/135983 exhaust gas aftertreatment arrangements are already known which contain a plurality of catalytic converters arranged one behind the other, such as, for example, a plurality of three-way catalytic converters in combination with an SCR catalytic converter.

Die Abgasnachbehandlung sollte mit Blick auf zukünftige Abgasgesetzgebungen, zum Beispiel Euro 7, eine sehr gute Einstellung der Betriebspunkte der Abgasreinigung möglichst zu jedem Zeitpunkt gewährleisten, um ausreichende Umwandlungsraten der mit vorgegebenen Grenzwerten versehenen Abgaskomponenten zu erreichen.With a view to future exhaust gas legislation, e.g. Euro 7, the exhaust gas aftertreatment should ensure a very good setting of the operating points of the exhaust gas cleaning system at all times, if possible, in order to achieve sufficient conversion rates of the exhaust gas components provided with specified limit values.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanordnung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Nachbehandlung eines Abgases mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil einer verbesserten Einstellbarkeit des Betriebspunkts der Abgasreinigung zu jedem Zeitpunkt des Betriebs der Brennkraftmaschine unter Einhaltung von Grenzwerten. Insbesondere die Verwendung eines oder mehrerer Dreiwegekatalysatoren bzw. eines oder mehrerer SCR-Katalysatoren, also Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, ist hierbei vorteilhaft, um im Abgas enthaltene Anteile an Kohlenstoffmonoxid, Stickoxiden und unverbrannten Kohlenwasserstoffen zu entfernen bzw. zu verhindern, daß gegebenenfalls bei der Nachbehandlung entstehendes Ammoniak den Abgastrakt verläßt und über das Auspuffrohr in die Umgebung gelangt.The exhaust gas aftertreatment arrangement according to the invention and the inventive method for aftertreatment of an exhaust gas with the characterizing features of the independent claims have the advantage of improved adjustability of the operating point of the exhaust gas purification at any time during operation of the internal combustion engine while adhering to limit values. In particular, the use of one or more three-way catalysts or one or more SCR catalysts, i.e. catalysts for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, is advantageous here in order to remove or prevent proportions of carbon monoxide, nitrogen oxides and unburned hydrocarbons contained in the exhaust gas Ammonia produced during after-treatment leaves the exhaust system and is released into the environment via the exhaust pipe.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Abgasnachbehandlungsanordnung bzw. des angegebenen Verfahrens zur Abgasnachbehandlung möglich.Advantageous further developments and improvements of the exhaust gas aftertreatment arrangement specified in the independent claims or of the specified method for exhaust gas aftertreatment are possible as a result of the measures listed in the dependent claims.

Besonders vorteilhaft ist es, den dritten Katalysator als Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden bzw. als SCR-Katalysator auszugestalten, der Ammoniak zwischenspeichern kann, welches insbesondere bei Ottomotoren beim Betrieb eines Dreiwegekatalysators enststehen kann, vor allem im Bereich einer Luftzahl kleiner als 1 und unterer bis mittlerer Betriebstemperaturen. Auch schon leichte Verschiebungen von einem Betriebspunkt mit der Luftzahl 1 können zu nennenswerten Ammoniak-Emissionen führen, die mittels des SCR-Katalysators zwischengespeichert und über eine geeignet ausgestaltete Luftzufuhr hinein in den Abgastrakt nachfolgend beseitigt werden können.It is particularly advantageous to design the third catalytic converter as a catalytic converter for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides or as an SCR catalytic converter that can temporarily store ammonia, which can arise in particular in gasoline engines when a three-way catalytic converter is operated, especially in the range of an air ratio of less than 1 and lower to medium operating temperatures. Even slight shifts from an operating point with an air ratio of 1 can lead to significant ammonia emissions, which can be temporarily stored by means of the SCR catalytic converter and then eliminated via a suitably designed air supply into the exhaust tract.

Weiterhin besonders vorteilhaft ist es hierbei, den zweiten Katalysator als Dreiwegekatalysator auszugestalten, dessen Betriebsweise mittels der Luftzufuhr separat von der Betriebsweise des ersten Katalysators eingestellt werden kann. So kann der zweite Katalysator mittels Luftzufuhr in einen Betriebsmodus versetzt werden, in dem er Stickoxide erzeugt mit dem Ziel, diese für die Regeneration des nachfolgenden dritten Katalysators zu verwenden, in dem sich Ammoniak angesammelt hat. Das im dritten Katalysator zwischengespeicherte Ammoniak reagiert also mit den im Abgastrakt erzeugten Stickoxiden, der Ammoniak-Bestand im dritten Katalysator wird abgebaut, und es entsteht dabei Stickstoff, der in die Umgebung ausgestoßen werden kann. Durch die Stickoxide wird also der als Ammoniak-Speicher dienende dritte Katalysator regeneriert. Die Regeneration des dritten Katalysators bzw. des SCR-Katalysators kann auf diese Weise vorteilhaft unabhängig von einem optimalen Betrieb des ersten Katalysators, insbesondere eines Dreiwegekatalysators, erfolgen. Die Funktionalität des ersten Katalysators bleibt also auch im Falle einer Regeneration des dritten Katalysators voll erhalten. Dabei kann der Betrieb der Abgasnachbehandlungsanordnung so eingerichtet werden, daß eine zielgerichtete Regeneration des dritten Katalysators erfolgt, insbesondere, daß nur soviel Stickoxide im zweiten Katalysator erzeugt werden, wie zur Regeneration des dritten Katalysators benötigt werden. Des Weiteren ist dabei vorteilhaft, dass die Regeneration des dritten Katalysators aufgrund einer steuer- bzw. regelbaren Luftzufuhr stromaufwärts des zweiten Katalysators nicht von einem zufälligen Eintrag an Stickoxiden in den dritten Katalysator abhängig ist. So kann in zuverlässiger Weise ein Ammoniakdurchbruch durch den durch den SCR-Katalysator gebildeten relativ kleinen Ammoniakspeicher hindurch und damit eine Emission von Ammoniak in die Umgebung unterbunden werden. Damit ist des Weiteren ein zuverlässiger Ammoniak-Speichereffekt darstellbar und gleichzeitig das Speicherpotential des dritten Katalysators deutlich besser nutzbar im Vergleich zu einer Anordnung bzw. einem Verfahren, bei der keine separate Luftzufuhr in den Abgastrakt erfolgt.Furthermore, it is particularly advantageous here to design the second catalytic converter as a three-way catalytic converter, the mode of operation of which can be set separately from the mode of operation of the first catalytic converter by means of the air supply. The second catalytic converter can thus be put into an operating mode by means of air supply in which it generates nitrogen oxides with the aim of using them for the regeneration of the subsequent third catalytic converter in which ammonia has accumulated. The ammonia temporarily stored in the third catalytic converter thus reacts with the nitrogen oxides produced in the exhaust tract, the ammonia stock in the third catalytic converter is broken down and nitrogen is produced in the process, which can be emitted into the environment. The third catalytic converter, which serves as an ammonia store, is therefore regenerated by the nitrogen oxides. In this way, the regeneration of the third catalytic converter or the SCR catalytic converter can advantageously take place independently of optimal operation of the first catalytic converter, in particular a three-way catalytic converter. The functionality of the first catalytic converter is therefore fully retained even if the third catalytic converter is regenerated. The operation of the exhaust aftertreatment arrangement can be set up in such a way that targeted regeneration of the third catalytic converter takes place, in particular that only as much nitrogen oxides are produced in the second catalytic converter as are required for regeneration of the third catalytic converter. Furthermore, it is advantageous that the regeneration of the third catalytic converter is not dependent on an accidental entry of nitrogen oxides into the third catalytic converter due to a controllable or regulatable air supply upstream of the second catalytic converter. A breakthrough of ammonia through the relatively small ammonia reservoir formed by the SCR catalytic converter and thus an emission of ammonia into the environment can thus be prevented in a reliable manner. Furthermore, a reliable ammonia storage effect can be achieved and at the same time the storage potential of the third catalytic converter can be used much better compared to an arrangement or a method in which there is no separate air supply to the exhaust tract.

Weitere Vorteile ergeben sich durch die in den weiteren abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung genannten Merkmale.Further advantages result from the features mentioned in the further dependent claims and in the description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt eine Abgasnachbehandlungsanordnung.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The only 1 shows an exhaust aftertreatment arrangement.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt eine Abgasnachbehandlungsanordnung 2 einer Brennkraftmaschine 1, insbesondere eines Ottomotors. Eine Abgasleitung 4 führt, wie mit einem Pfeil angedeutet, das in der Brennkraftmaschine entstehende Abgas ab und läßt es mehrere Katalysatoren durchlaufen, bevor es gereinigt in die Umwelt abgegeben wird. Dabei ist ein Katalysator 3 in Form eines Dreiwegekatalysators vorgesehen, dem strömungstechnisch ein weiterer Katalysator 5, ebenfalls in Form eines Dreiwegekatalysators, nachgeordnet ist. Strömungstechnisch dem weiteren Katalysator 5 nachgeordnet ist ein weiterer Katalysator 7 in Form eines SCR-Katalysators, also eines Katalysators zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden. 1 shows an exhaust gas aftertreatment system 2 of an internal combustion engine 1, in particular a gasoline engine. As indicated by an arrow, an exhaust pipe 4 discharges the exhaust gas produced in the internal combustion engine and allows it to pass through a number of catalytic converters before it is released into the environment after it has been cleaned. A catalytic converter 3 is provided in the form of a three-way catalytic converter, downstream of which is flow-technically another catalytic converter 5, also in the form of a three-way catalytic converter. A further catalytic converter 7 in the form of an SCR catalytic converter, ie a catalytic converter for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, is downstream of the further catalytic converter 5 in terms of flow.

Dabei ist eine Luftzufuhrleitung 11 vorgesehen, welche in die Abgasleitung 4 hineinragt, damit mittels einer Luftzufuhreinrichtung 9, beispielsweise einer Luftpumpe oder einer Einrichtung, welche aus dem Frischluftpfad der Brennkraftmaschine gespeist wird, Luft in die Abgasleitung eingebracht werden kann. Die Luftzufuhrleitung 11 ist dabei so positioniert, dass die Luft in den Katalysator 5, also den zweiten Dreiwegekatalysator gelangen kann, ohne den Katalysator 3, also den ersten Dreiwegekatalysator, zu beeinflussen. Die Luftzufuhrleitung 11 ragt dabei beispielsweise, wie in 1 dargestellt, vor dem zweiten Dreiwegekatalysator in die Abgasleitung 4 hinein, so dass die Eingangsseite des zweiten Dreiwegekatalysators mit dieser Luft beaufschlagt werden kann. Die Luftzufuhrleitung 11 und/oder die Luftzufuhreinrichtung 9 weisen dabei vorzugsweise ein nicht näher dargestelltes Luftventil auf, mit dem der Luftstrom gesteuert bzw. geregelt werden kann.An air supply line 11 is provided which protrudes into the exhaust line 4 so that air can be introduced into the exhaust line by means of an air supply device 9, for example an air pump or a device which is fed from the fresh air path of the internal combustion engine. The air supply line 11 is positioned in such a way that the air can get into the catalytic converter 5, ie the second three-way catalytic converter, without affecting the catalytic converter 3, ie the first three-way catalytic converter. The air supply line 11 protrudes, for example, as in 1 shown, upstream of the second three-way catalytic converter into the exhaust pipe 4, so that the input side of the second three-way catalytic converter can be subjected to this air. The air supply line 11 and/or the air supply device 9 preferably have an air valve, not shown in detail, with which the air flow can be controlled or regulated.

Die Luftzufuhreinrichtung 9 bzw. das genannte Luftventil werden elektrisch von einem elektronischen Steuergerät 6 angesteuert, welches ein separates Steuergerät, ein Steuergerät zur Abgasnachbehandlung mit integrierter Luftansteuerung oder ein Motorsteuergerät sein kann, welches die Ansteuerung bzw. Regelung der Abgasnachbehandlung und der Luftzufuhr übernimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhält das Steuergerät 6 Messdaten von einer Meßeinrichtung 13 und einer weiteren Meßeinrichtung 15. Die erste Meßeinrichtung 13 ragt zwischen dem weiteren Katalysator 5 und dem weiteren Katalysator 7, hier also zwischen dem zweiten Dreiwegekatalysator und dem SCR-Katalysator, in den Abgastrakt hinein, so dass Meßsignale direkt aus dem Abgasstrom erhalten werden können, der in den SCR-Katalysator hineinströmt, insbesondere ohne zuvor eine etwaige weitere katalytische Einrichtung durchströmt zu haben. Die zweite Meßeinrichtung 15 ragt stromabwärts des weiteren Katalysators 7, hier also des SCR-Katalysators, in den Abgastrakt hinein, so daß weitere Meßsignale aus dem aus dem SCR-Katalysator austretenden Abgasstrom erhalten werden können, ohne daß dieser zuvor eine etwaige weitere katalytische Einrichtung durchlaufen hat.The air supply device 9 or the air valve mentioned are controlled electrically by an electronic control unit 6, which can be a separate control unit, a control unit for exhaust gas aftertreatment with integrated air control or an engine control unit, which takes over the control or regulation of the exhaust gas aftertreatment and the air supply. In the illustrated embodiment, the control unit 6 receives measurement data from a measuring device 13 and a further measuring device 15. The first measuring device 13 protrudes between the further catalytic converter 5 and the further catalytic converter 7, i.e. here between the second three-way catalytic converter and the SCR catalytic converter, into the exhaust tract , so that measurement signals can be obtained directly from the exhaust gas flow which flows into the SCR catalytic converter, in particular without having previously flowed through any further catalytic device. The second measuring device 15 protrudes into the exhaust tract downstream of the further catalytic converter 7, i.e. here the SCR catalytic converter, so that further measuring signals can be obtained from the exhaust gas stream exiting the SCR catalytic converter without it first having to pass through any further catalytic device Has.

Die Meßeinrichtung 13 und die weitere Meßeinrichtung 15 umfassen jeweils mindestens einen Meßfühler, der eine Anwesenheit von Stickoxiden bzw. von Ammoniak im betreffenden Abgasstrom erkennt. Hierzu eignen sich Meßfühler, welche im Kraftfahrzeugbereich für die Messung von Stickoxid-Anteilen verwendet werden und welche eine Sensitivität sowohl für Stickoxide als auch für Ammoniak aufweisen.The measuring device 13 and the further measuring device 15 each comprise at least one sensor which detects the presence of nitrogen oxides or ammonia in the relevant exhaust gas stream. Sensors are suitable for this purpose, which are used in the motor vehicle sector for measuring the proportion of nitrogen oxides and which are sensitive both to nitrogen oxides and to ammonia.

Grundsätzlich wird die Abgasnachbehandlungsanordnung bei einer Ausgestaltung mit einem ersten Dreiwegekatalysator 3 und einem zweiten Dreiwegekatalysator 5 so betrieben, daß möglichst geringe Kohlenmonoxid-, Kohlenwasserstoff- und Stickoxid-Emissionen entstehen, dabei ist die Luftzahl grundsätzlich gleich 1. Dabei auftretendes Ammoniak wird im SCR-Katalysator 7 zwischengespeichert. Die Doppelempfindlichkeit der oben beschriebenen Meßfühler auf Stickoxid wie auf Ammoniak kann in Kombination mit einer Information über eine Abweichung von der Luftzahl 1 dazu genutzt werden, auf einen Ammoniak-Anteil (bei Luftzahl kleiner als 1, fettes Abgas) oder aber auf einen Stickoxidanteil im Abgas (bei Luftzahl größer als 1, mageres Abgas) zurückzuschließen.In principle, the exhaust gas aftertreatment arrangement is operated in a configuration with a first three-way catalytic converter 3 and a second three-way catalytic converter 5 in such a way that the lowest possible carbon monoxide, hydrocarbon and nitrogen oxide emissions are produced, with the air ratio being basically equal to 1. Any ammonia that occurs is used in the SCR catalytic converter 7 cached. The dual sensitivity of the sensors described above to nitrogen oxide and ammonia can be used in combination with information about a deviation from the air ratio of 1 to determine an ammonia content (if the air ratio is less than 1, rich exhaust gas) or a nitrogen oxide content in the exhaust gas (if the air ratio is greater than 1, lean exhaust gas).

Alternativ ist es jedoch auch möglich, spezifisch Ammoniak messende Meßfühler zu verwenden. Es können somit diverse verschiedene Sensoren zur direkten oder indirekten Bestimmung eines Ammoniak-Anteils im Abgas und/oder der Regenerations-Luftmenge verwendet werden, zum Beispiel Lambdasonden, insbesondere auch Sprungsonden, Stickoxid-Sensoren oder eben spezielle Ammoniak-Sensoren.Alternatively, however, it is also possible to use sensors that specifically measure ammonia. Various different sensors can thus be used for direct or indirect determination of an ammonia content in the exhaust gas and/or the amount of regeneration air, for example lambda sensors, in particular jump sensors, nitrogen oxide sensors or even special ammonia sensors.

Es können jedoch auch bei bekanntem Systemverhalten modellbasiert die Ammoniak und Stickoxid-Mengen bestimmt werden. Weiterhin ist ein kombiniertes Verfahren möglich. Je nach Ausgestaltung des Steuergeräts und entsprechender Ansteuerung bzw. Regelung der Brennkraftmaschine bzw. der Abgasnachbehandlung bzw. der Luftzufuhreinrichtung 9 können also die Meßeinrichtungen 13 und 15 oder eine der beiden Meßeinrichtungen 13 und 15 weggelassen werden.However, if the system behavior is known, the ammonia and nitrogen oxide quantities can also be determined on a model basis. A combined method is also possible. Depending on the configuration of the control unit and the corresponding control or regulation of the internal combustion engine or the exhaust gas aftertreatment or the air supply device 9, the measuring devices 13 and 15 or one of the two measuring devices 13 and 15 can be omitted.

Der SCR-Katalysator 7 ist in der Lage, auftretendes Ammoniak, das luftzahlabhängig und temperaturabhängig im Betrieb von Dreiwegekatalysatoren entstehen kann, zwischenzuspeichern. Durch die bedarfsweise Einleitung von Luft vor dem weiteren Katalysator bzw. dem zweiten Dreiwegekatalysator 5 werden im zweiten Dreiwegekatalysator 5 Stickoxide erzeugt, welche zur Regeneration des SCR-Katalysators 7 dienen, also zur Entfernung zwischengespeicherten Ammoniaks. Für eine solche Lufteinleitung besteht beispielsweise Bedarf, wenn ein gewisser maximaler Füllstand an Ammoniak im SCR-Katalysator erreicht ist bzw. wenn Ammoniak durchzubrechen beginnt. Nach der Regeneration kann der SCR-Katalysator wieder Ammoniak speichern.The SCR catalytic converter 7 is able to intermediately store any ammonia that occurs, which can arise as a function of the air ratio and temperature during the operation of three-way catalytic converters. By introducing air as required before the further catalytic converter or the second three-way catalytic converter 5, nitrogen oxides are generated in the second three-way catalytic converter 5, which are used to regenerate the SCR catalytic converter 7, ie to remove temporarily stored ammonia. There is a need for such an introduction of air, for example, when a certain maximum fill level of ammonia in the SCR catalytic converter is reached or when ammonia begins to break through. After regeneration, the SCR catalytic converter can store ammonia again.

Wenn also Regenerationsbedarf erkannt worden ist, wird durch Ansteuerung der Lufteinleitung der zweite Dreiwegekatalysator 5 nicht mehr mit einer Luftzahl gleich 1, sondern mager, also mit einer Luftzahl größer als 1, betrieben. Es kommt im zweiten Dreiwegekatalysator 5 zur Bildung von sogenannten Sekundär-Stickoxiden, welches zur Regeneration des im SCR-Katalysator gespeicherten Ammoniaks genutzt werden kann. Die Menge gebildeter Stickoxide hängt von der Menge der eingeleiteten Zusatzluft, der Zusammensetzung des restlichen Abgases und der wirkenden Randbedingungen im zweiten Dreiwegekatalysator 5 ab, hier vor allem von katalysatorspezifischen Parametern, von der Temperatur und von der Raumgeschwindigkeit. Wenn genügend Stickoxide zur Regeneration des SCR-Katalysators gebildet wurden, wird die Zusatzlufteinleitung über die Luftzufuhrleitung 11 wieder beendet.So if a need for regeneration has been identified, the second three-way catalytic converter 5 is no longer operated with an air ratio equal to 1, but lean, ie with an air ratio greater than 1, by controlling the air inlet. So-called secondary nitrogen oxides are formed in the second three-way catalytic converter 5 and can be used to regenerate the ammonia stored in the SCR catalytic converter. The amount of nitrogen oxides formed depends on the amount of additional air introduced, the composition of the remaining exhaust gas and the boundary conditions acting in the second three-way catalytic converter 5, here primarily on catalytic converter-specific parameters, the temperature and the space velocity. When enough nitrogen oxides have been formed to regenerate the SCR catalytic converter, the introduction of additional air via the air supply line 11 is terminated again.

Hierbei sind verschiedene Umsetzungsvarianten möglich:

  • Zum Beispiel kann eine Bestimmung eines Ammoniak-Durchbruchs mittels einer Meßeinrichtung 15 abgasstromabwärts des SCR-Katalysators 7 erfolgen, woraufhin eine Ansteuerung der Luftzufuhreinrichtung 9 erfolgt, damit Sekundär-Stickoxide gebildet und schließlich solange eine Regeneration des SCR-Katalysators 7 erfolgen kann, bis die Messeinrichtung 15 Stickoxide detektiert.
  • Ein Vorteil dieses Verfahrens ist die Einfachheit und der mögliche Mehrfachnutzen der Meßeinrichtung 15 an der letzten Position, zum Beispiel auch für Aufgaben des zukünftig gegebenenfalls geforderten sogenannten „On-Board-Measurements“.
Various implementation variants are possible:
  • For example, an ammonia breakthrough can be determined by means of a measuring device 15 downstream of the SCR catalytic converter 7, whereupon the air supply device 9 is activated so that secondary nitrogen oxides are formed and finally the SCR catalytic converter 7 can be regenerated until the measuring device 15 nitrogen oxides detected.
  • An advantage of this method is the simplicity and the possible multiple use of the measuring device 15 in the last position, for example also for tasks of the so-called "on-board measurements" that may be required in the future.

Zum Beispiel kann auch eine Bestimmung des Ammoniak-Eintrags mittels einer Meßeinrichtung 13 abgasstromaufwärts des SCR-Katalysators 7 erfolgen, wobei ein Integrationsmodell für den SCR-Katalysator in dem Steuergerät zur Anwendung kommt. Es erfolgt eine Ansteuerung der Luftzufuhreinrichtung 9, wenn ein Schwellenwert des Integrationsmodells für den Ammoniakeintrag in den SCR-Katalysator 7 erreicht ist. Daraufhin werden Sekundär-Stickoxide im zweiten Dreiwegekatalysator 5 gebildet, und es erfolgt eine Regeneration des SCR-Katalysators. Das in diesem Ausführungsbeispiel im Steuergerät umgesetzte Integrationsmodell berechnet dabei auch die Menge gebildeter Stickoxide. Sobald ein Schwellenwert des Integrationsmodells für die gebildeten Stickoxide erreicht ist, gilt der SCR-Katalysator als ausreichend regeneriert, und die Lufteinleitung wird beendet.For example, the ammonia entry can also be determined by means of a measuring device 13 exhaust gas upstream of the SCR catalytic converter 7, with an integration model for the SCR catalytic converter being used in the control unit. The air supply device 9 is activated when a threshold value of the integration model for the entry of ammonia into the SCR catalytic converter 7 is reached. Secondary nitrogen oxides are then formed in the second three-way catalytic converter 5, and the SCR catalytic converter is regenerated. The integration model implemented in the control unit in this exemplary embodiment also calculates the quantity of nitrogen oxides formed. As soon as a threshold value of the integration model for the nitrogen oxides formed is reached, the SCR catalytic converter is considered to have been sufficiently regenerated and the introduction of air is stopped.

Zum Beispiel kann in einer weiteren Ausführungsvariante eine Bestimmung sowohl des Ammoniak-Eintrags in den SCR-Katalysator als auch eine Bestimmung des Ammoniak-Austrags aus dem SCR-Katalysator durch zwei Messeinrichtungen 13 und 15 vor bzw. hinter dem SCR-Katalysator erfolgen. Dabei kann zusätzlich ein Integrationsmodell für den SCR-Katalysator in dem Steuergerät 6 zum Einsatz kommen. Hierbei wird eine Luftzufuhr über die Luftzufuhrleitung 11 eingeleitet, wenn ein Schwellenwert des Integrationsmodells für den Ammoniak-Eintrag in den Katalysator erreicht ist und/oder mit der Meßeinrichtung 15 abgasstromabwärts des SCR-Katalysators ein AmmoniakDurchbruch erkannt wird. So erfolgt anschließend eine Bildung von Sekundär-Stickoxiden und eine Regeneration des SCR-Katalysators 7. Die Menge gebildeter Stickoxide wird auch mittels eines Integrationsmodells oder dem Sensor nach SCR-Katalysator bestimmt. Bei Erreichen ausreichender Regeneration - bestimmt aus einem Stickoxid-Schwellenwert des Integrationsmodells oder über eine Detektion von Stickoxiden mit dem Sensor hinter dem SCR-Katalysator - wird die Lufteinleitung beendet.For example, in a further embodiment variant, both the ammonia input into the SCR catalytic converter and the ammonia discharge from the SCR catalytic converter can be determined by two measuring devices 13 and 15 upstream and downstream of the SCR catalytic converter. In this case, an integration model for the SCR catalytic converter in control unit 6 can also be used. In this case, an air supply is introduced via the air supply line 11 when a threshold value of the integration model for the ammonia entry into the catalytic converter is reached and/or an ammonia breakthrough is detected with the measuring device 15 downstream of the SCR catalytic converter. Secondary nitrogen oxides are then formed and the SCR catalytic converter 7 is regenerated. The amount of nitrogen oxides formed is also determined by means of an integration model or the sensor after the SCR catalytic converter. When sufficient regeneration is achieved - determined from a nitrogen oxide threshold value of the integration model or by detecting nitrogen oxides with the sensor behind the SCR catalytic converter - the air intake is ended.

Zum Beispiel kann in einer weiteren Ausführungsform alllein auf Grundlage der Verwendung von Modellen zur Bestimmung der Ammoniak-Beladung des SCR-Katalysators, also dessen etwaigen Regenerationsbedarfs, und zur Bestimmung der zur Regeneration notwendigen Stickoxidmenge die Ansteuerung der Zusatzluft durch das Steuergerät 6 über die Luftzufuhreinrichtung 9 bzw. die Luftzufuhrleitung 11 erfolgen, um bei vorliegendem Bedarf den SCR-Katalysator mit einer geeigneten Menge an Stickoxiden zu regenerieren.For example, in a further embodiment, based solely on the use of models to determine the ammonia load of the SCR catalytic converter, i.e. its possible regeneration requirement, and to determine the amount of nitrogen oxide required for regeneration, the control of the additional air by the control unit 6 via the air supply device 9 or the air supply line 11 in order to regenerate the SCR catalytic converter with a suitable amount of nitrogen oxides if required.

Zum Beispiel können in weiteren Ausführungsformen auch kombinierte Verfahren im Steuergerät implementiert werden. Durch die Verwendung von Sensorinformationen der Meßeinrichtungen 13 und/oder 15 und Modellbildungswerten sind auch kombinierte Verfahren möglich. Zum Beispiel eine modellgestützte Steuerung der Regeneration des SCR-Katalysators mit zusätzlichen Abgleich, Lernen oder auch Adaptieren des Systemverhaltens mit vorliegenden Informationen aus den Meßsignalen der Meßeinrichtungen.For example, combined methods can also be implemented in the control device in further embodiments. Combined methods are also possible through the use of sensor information from the measuring devices 13 and/or 15 and modeling values. For example, a model-based control of the regeneration of the SCR catalytic converter with additional adjustment and learning or also adapting the system behavior with available information from the measuring signals of the measuring devices.

Zum Beispiel kann das Steuergerät die Luftzufuhreinrichtung 9 auch einfach regelmäßig nach einer vorbestimmten Zeit, nach Durchsatz eines vorbestimmten Abgasmassestromes, nach Durchsatz eines vorbestimmten angesaugten Luftstroms der Brennkraftmaschine, nach Verbrauch eines vorbestimmten Kraftstoffmassestroms und/oder nach Erreichen eines aus diesen Größen abgeleiteteten Zustands der Abgasnachbehandlungsanordnung einschalten. So wird der SCR-Katalysator regelmäßig regeneriert. Allerdings geschieht dies eventuell öfter als eigentlich notwendig. Weiterer Nachteil wären eventuell unnötige Stickoxid-Emissionen aus dem zweiten Dreiwegekatalysator 5. Es kann jedoch sinnvoll sein, eine derart regelmäßige Regeneration des SCR-Katalysators 7 (zumindest auch) durchzuführen, um Ammoniak-Emissionen sicher zu verhindern, da ein möglicher erlaubter Grenzwert für Ammoniak deutlich unter einem möglichen erlaubten Grenzwert für Stickoxide liegen kann.For example, the control unit can also simply switch on the air supply device 9 regularly after a predetermined time, after a predetermined exhaust gas mass flow has passed, after a predetermined intake air flow has passed through the internal combustion engine, after a predetermined fuel mass flow has been consumed and/or after the exhaust gas aftertreatment system has reached a state derived from these variables . In this way, the SCR catalytic converter is regenerated regularly. However, this may happen more often than is actually necessary. Another disadvantage would be possibly unnecessary nitrogen oxide emissions from the second three-way catalytic converter 5. However, it can make sense to carry out such regular regeneration of the SCR catalytic converter 7 (at least also) in order to reliably prevent ammonia emissions, since a possible permitted limit value for ammonia can be significantly below a possible permitted limit value for nitrogen oxides.

Um möglichst robuste Einspeicherbedingungen für das Ammoniak in den SCR-Katalysator 7 zu schaffen, können alternativ auch folgende Bedingungen für eine Regeneration, also für eine Luftzufuhr, implementiert werden, welche wahlweise auch zusätzlich zu bereits genannten Alternativen für Bedingungen für die Einleitung einer Regeneration zum Zuge kommen können: Anstoßen einer Regeneration am Ende eines Fahrzyklus und/oder Anstoßen einer Regeneration nach dem Start der Brennkraftmaschine, wobei Letzteres geschehen kann, sobald der zweite Dreiwegekatalysator 5 dazu in der Lage ist. Letzteres soll dazu dienen, entstehende Ammoniak-Emissionen in der Aufheizphase des ersten Dreiwegekatalysators 3 aufzufangen. Insbesondere sinnvoll kann es hierbei sein, den zweiten Dreiwegekatalysator 5 extern zu beheizen, zum Beispiel in der Ausgestaltung eines E-Kat's oder unter Einsatz eines Brenners.In order to create storage conditions that are as robust as possible for the ammonia in the SCR catalytic converter 7, the following conditions for a regeneration, i.e. for an air supply, can alternatively be implemented, which can optionally also be used in addition to the alternatives already mentioned for conditions for initiating a regeneration can come: initiating a regeneration at the end of a driving cycle and/or initiating a regeneration after starting the internal combustion engine, the latter being able to happen as soon as the second three-way catalytic converter 5 is able to do so. The latter is intended to catch the ammonia emissions that occur during the heating-up phase of the first three-way catalytic converter 3 . It can be particularly useful here to heat the second three-way catalytic converter 5 externally, for example in the form of an e-cat or using a burner.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2015/135983 [0002]WO 2015/135983 [0002]

Claims (24)

Abgasnachbehandlungsanordnung (2) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Ottomotor (1), mit einem ersten Katalysator (3), einem bezogen auf die Abgasstromrichtung dem ersten Katalysator (3) nachgeordneten zweiten Katalysator (5) und zumindest einem weiteren, dem zweiten Katalysator bezogen auf die Abgasstromrichtung nachgeordneten dritten Katalysator (7), dadurch gekennzeichnet, daß abgasstromabwärts des ersten Katalysators (3) und abgasstromaufwärts des zweiten Katalystors (5) eine Luftzufuhrleitung (11) in die Abgasleitung (4) mündet.Exhaust gas aftertreatment arrangement (2) for an internal combustion engine, in particular for an Otto engine (1), with a first catalytic converter (3), a second catalytic converter (5) arranged downstream of the first catalytic converter (3) in relation to the exhaust gas flow direction and at least one further catalytic converter related to the second catalytic converter third catalytic converter (7) downstream of the exhaust gas flow direction, characterized in that an air supply line (11) opens into the exhaust gas line (4) downstream of the first catalytic converter (3) and upstream of the second catalytic converter (5). Abgasnachbehandlungsanordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrleitung (11) mit einer Luftzufuhreinrichtung (9) verbunden ist.Exhaust aftertreatment arrangement (2) after claim 1 , characterized in that the air supply line (11) is connected to an air supply device (9). Abgasnachbehandlungsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Katalysator (3) eingerichtet ist zur Verkleinerung im Abgas enthaltener Anteile an Kohlenstoffmonoxid, Stickoxiden und/oder unverbrannter Kohlenwasserstoffe.Exhaust gas after-treatment arrangement (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the first catalytic converter (3) is set up to reduce proportions of carbon monoxide, nitrogen oxides and/or unburned hydrocarbons contained in the exhaust gas. Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Katalysator (3) ein Dreiwegekatalysator ist.Exhaust gas aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first catalytic converter (3) is a three-way catalytic converter. Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Katalysator (5) eingerichtet ist zur Verkleinerung im Abgas enthaltener Anteile an Kohlenstoffmonoxid, Stickoxiden und/oder unverbrannter Kohlenwasserstoffe.Exhaust gas aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second catalytic converter (5) is set up to reduce proportions of carbon monoxide, nitrogen oxides and/or unburned hydrocarbons contained in the exhaust gas. Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Katalysator (5) ein Dreiwegekatalysator ist.Exhaust gas aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second catalytic converter (5) is a three-way catalytic converter. Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Katalysator (7) eingerichtet ist zur Zwischenspeicherung von Ammoniak.Exhaust gas aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the third catalytic converter (7) is set up for intermediate storage of ammonia. Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Katalysator (7) ein Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden ist.exhaust aftertreatment system claim 7 , characterized in that the third catalyst (7) is a catalyst for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides. Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (4) abgasstromabwärts des dritten Katalysators (7) eine Messeinrichtung (15) angeordnet ist zur Bestimmung eines aus dem dritten Katalysator austretenden Ammoniak-Anteils im Abgas.Exhaust aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring device (15) is arranged in the exhaust pipe (4) downstream of the third catalytic converter (7) for determining the ammonia content in the exhaust gas escaping from the third catalytic converter. Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (4) zwischen dem zweiten Katalysator (5) und dem dritten Katalysator (7) eine Messeinrichtung (13) angeordnet ist zur Bestimmung eines Ammoniak-Eintrags in den dritten Katalysator (7).Exhaust gas aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring device (13) is arranged in the exhaust pipe (4) between the second catalytic converter (5) and the third catalytic converter (7) for determining an entry of ammonia into the third catalytic converter (7 ). Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem elektronischen Steuergerät (6), welches eingerichtet ist zur Ansteuerung der Luftzufuhreinrichtung (9).Exhaust aftertreatment arrangement according to one of the preceding claims, with an electronic control unit (6) which is set up to activate the air supply device (9). Verfahren zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ottomotors (1), bei dem das Abgas durch einen ersten Katalysator (3), durch einen bezogen auf die Abgasstromrichtung dem ersten Katalysator (3) nachgeordneten zweiten Katalysator (5) und durch zumindest einen weiteren, dem zweiten Katalysator bezogen auf die Abgasstromrichtung nachgeordneten dritten Katalysator (7) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß abgasstromabwärts des ersten Katalysators (3) und abgasstromaufwärts des zweiten Katalystors (5) Luft zugeführt wird, wenn eine Regeneration des dritten Katalysators (7) erfolgen soll.Method for after-treating the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a spark-ignition engine (1), in which the exhaust gas is passed through a first catalytic converter (3), through a second catalytic converter (5) arranged downstream of the first catalytic converter (3) in relation to the exhaust gas flow direction, and through at least one further , the third catalytic converter (7) downstream of the second catalytic converter in relation to the exhaust gas flow direction, characterized in that air is supplied downstream of the first catalytic converter (3) and upstream of the second catalytic converter (5) when the third catalytic converter (7) is regenerated target. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration des dritten Katalysators eine Entfernung von zwischengespeichertem Ammoniak umfaßt.procedure after claim 12 , characterized in that the regeneration of the third catalyst comprises a removal of intermediately stored ammonia. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem dritten Katalysator (7) austretender Ammoniak-Anteil des Abgases bestimmt wird und daß bei Vorliegen eines Ammoniakdurchbruchs abgasstromabwärts des dritten Katalysators (7) die Regeneration durchgeführt wird.procedure after Claim 13 , characterized in that an ammonia content of the exhaust gas escaping from the third catalytic converter (7) is determined and in that the regeneration is carried out if there is an ammonia breakthrough downstream of the third catalytic converter (7). Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eintrag von Ammoniak in den dritten Katalysator (7) bestimmt wird und daß bei Erreichen eines Schwellenwertes des Ammoniakeintrags die Regeneration durchgeführt wird.procedure after Claim 13 or 14 , characterized in that an entry of ammonia into the third catalytic converter (7) is determined and that when a threshold value of the ammonia entry is reached, the regeneration is carried out. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration durchgeführt wird, wenn abgasmodellbasiert ein Regenerationsbedarf erkannt wird.procedure after Claim 13 , characterized in that the regeneration is carried out when a need for regeneration is recognized based on the exhaust gas model. Verfahren nach Anspruch 16 und nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die abgasmodellbasierte Erkennung des Regenerationsbedarfs mit Meßsignalen von mindestens einer Meßeinrichtung (13, 15) zur Bestimmung des aus dem dritten Katalysator austretenden Ammoniak-Anteils des Abgases und/oder zur Bestimmung des Eintrags von Ammoniak in den dritten Katalysator abgeglichen wird.procedure after Claim 16 and after one of Claims 14 or 15 , characterized in that the exhaust gas model-based detection of the need for regeneration with measurement signals from at least one measuring device (13, 15) for Determination of the ammonia content of the exhaust gas exiting from the third catalytic converter and/or is adjusted to determine the entry of ammonia into the third catalytic converter. Verfahren nach Anspruch 16 und nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die abgasmodellbasierte Erkennung des Regenerationsbedarfs aus Meßsignalen von mindestens einer Meßeinrichtung (13, 15) zur Bestimmung des aus dem dritten Katalysator austretenden Ammoniak-Anteils des Abgases und/oder zur Bestimmung des Eintrags von Ammoniak in den dritten Katalysator lernt bzw. sich adaptiert und/oder verbessert.procedure after Claim 16 and after one of Claims 14 or 15 , characterized in that the exhaust gas model-based detection of the need for regeneration learns from measurement signals from at least one measuring device (13, 15) for determining the ammonia content of the exhaust gas exiting the third catalytic converter and/or for determining the entry of ammonia into the third catalytic converter. adapted and/or improved. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration regelmäßig durchgeführt wird, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist.Procedure according to one of Claims 13 until 18 , characterized in that the regeneration is carried out periodically when a predetermined time has elapsed. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration regelmäßig durchgeführt wird, wenn ein vorbestimmter Abgasmassenstrom von der Brennkraftmaschine erzeugt worden ist.Procedure according to one of Claims 13 until 19 , characterized in that the regeneration is carried out regularly when a predetermined exhaust gas mass flow has been generated by the internal combustion engine. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration regelmäßig durchgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Luftmasse angesaugt hat.Procedure according to one of Claims 13 until 20 , characterized in that the regeneration is carried out regularly when the internal combustion engine has sucked in a predetermined air mass. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration regelmäßig durchgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Kraftstoffmenge verbraucht hat.Procedure according to one of Claims 13 until 21 , characterized in that the regeneration is carried out regularly when the internal combustion engine has consumed a predetermined amount of fuel. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeneration am Ende eines Fahrzyklus durchgeführt wird.Procedure according to one of Claims 13 until 22 , characterized in that regeneration is carried out at the end of a driving cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeneration nach dem Start der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, sobald der zweite Katalysator hierzu hinreichend warm ist.Procedure according to one of Claims 13 until 23 , characterized in that a regeneration is carried out after the start of the internal combustion engine as soon as the second catalytic converter is sufficiently warm for this purpose.
DE102020215507.0A 2020-12-09 2020-12-09 Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine Pending DE102020215507A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020215507.0A DE102020215507A1 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020215507.0A DE102020215507A1 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020215507A1 true DE102020215507A1 (en) 2022-06-09

Family

ID=81655445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020215507.0A Pending DE102020215507A1 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020215507A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015135983A1 (en) 2014-03-13 2015-09-17 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst system for gasoline combustion engines, having three-way catalysts and scr catalyst

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015135983A1 (en) 2014-03-13 2015-09-17 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst system for gasoline combustion engines, having three-way catalysts and scr catalyst

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014105210B4 (en) System and method for cleaning exhaust gas
EP1336037B1 (en) Method and device for controlling an exhaust gas aftertreatment system
DE102008049098A1 (en) Exhaust-gas cleaning system operating method for e.g. diesel engine of motor vehicle, involves determining aging condition of exhaust gas cleaning component by correlation of hydrocarbon existed in exhaust gas upstream of component
DE19913949C2 (en) Control device for exhaust gas purification for internal combustion engines
DE102010040678A1 (en) A method of monitoring pollutant conversion capability in an exhaust aftertreatment system
DE102009035304A1 (en) System for purifying exhaust gas
DE102016200158A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system
DE102017115399A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE112017003919T5 (en) Method and device for engine control
DE102015200751B4 (en) Method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system
DE102012211717A1 (en) Method for operating an exhaust system for an internal combustion engine
DE102016102325A1 (en) Exhaust system for a gasoline engine
DE102007039588A1 (en) Apparatus and method for purifying exhaust gases for an internal combustion engine
DE102015200762A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system
DE102016210897B4 (en) Control of nitrogen oxide emissions in high-load operating phases
DE102020215507A1 (en) Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine
DE102018114681A1 (en) Exhaust aftertreatment system and method for regeneration of a particle filter
EP3551856B1 (en) Method for performing diagnoses of an exhaust gas system of an internal combustion engine
DE102017101610A1 (en) Method for reducing cold-start emissions in a spark-ignited internal combustion engine
DE19704558A1 (en) Process and device for catalytic exhaust gas cleaning and incineration plant
DE102016005968A1 (en) Method and device for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter of a vehicle
DE102010002735A1 (en) An exhaust emission control system having improved ability to regenerate an exhaust emission control device
EP1099465A2 (en) Process and apparatus for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine
DE102017222241A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for operating an exhaust aftertreatment system
DE102014202035A1 (en) Method and device for monitoring a nitrogen oxide storage catalyst