DE102021005146A1 - Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) einen eine katalytische Beschichtung aufweisenden Oxidationskatalysator (14) umfasst. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) umfasst ein Heizelement (16) stromaufwärts des Oxidationskatalysators (14) oder als ein mit der katalytischen Beschichtung versehenes Heizelement, mithilfe dessen aktiv an einer Heizstelle (H) Wärmeenergie in die Abgasanlage eingebracht werden kann. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) umfasst ein Dosierelement (18), mit welchem an einer stromab des Oxidationskatalysators (14) angeordneten Einbringstelle (E) ein Reduktionsmittel in das Abgas einbringbar ist sowie ein stromab der Einbringstelle (E) angeordnetes SCR-System (20). Das vorgeschlagene Betriebsverfahren sieht vor zu prüfen, inwieweit Zieltemperaturen in der Abgasanlage erreicht sind. Sind diese unterschritten, wird erfindungsgemäß eine Strategie vorgeschlagen, bei der mithilfe des Heizelements und der Durchführung einer Nacheinspritzung in einer definierten Zeitspanne die Zieltemperaturen erreicht werden sollen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine auch als Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, ist beispielsweise bereits der EP 3 099 905 B1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren weist die von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasnachbehandlungseinrichtung einen eine katalytische Beschichtung aufweisenden Oxidationskatalysator auf, welcher somit zumindest teilweise durch katalytische Beschichtung gebildet ist. Des Weiteren umfasst die Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Heizelement, welches dazu ausgebildet ist, aktiv an einer Heizstelle eine Einbringung von Wärmeenergie in das Abgas und/oder in den Oxidationskatalysator zu bewirken und somit an der Heizstelle das Abgas und/oder den Oxidationskatalysator aktiv zu heizen. Das Heizelement ist als ein stromauf des Oxidationskatalysators und somit stromauf der katalytischen Beschichtung angeordnetes Heizelement ausgebildet, sodass die Heizstelle stromauf des Oxidationskatalysators beziehungsweise stromauf der Heizstelle angeordnet ist, oder das Heizelement ist als ein mit der katalytischen Beschichtung versehenes Heizelement ausgebildet und somit mit dem Oxidationskatalysator verbunden beziehungsweise Bestandteil des Oxidationskatalysators. Vorgesehen ist auch ein Dosierelement, mittels welchem an einer stromab des Oxidationskatalysators und stromab der Heizstelle angeordneten Einbringstelle ein beispielsweise flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere zum Entsticken des Abgases, in das Abgas einbringbar ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung umfasst außerdem ein stromab der Einbringstelle angeordnetes SCR-System, welches insbesondere einen SCR-Katalysator und einen Partikelfilter aufweisen kann.
  • Des Weiteren offenbart die DE 10 2019 119 123 A1 ein Verfahren zum Aufheizen eines Abgasnachbehandlungssystems eines Verbrennungsmotors.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft aufgewärmt und somit 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 die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft erwärmt und somit ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass dann, wenn bei einem ersten Schritt des Verfahrens, beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung zum Betreiben, insbesondere zum Steuern oder Regeln der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ermittelt wird, dass eine erste Temperatur stromab der Heizstelle und somit stromab des Heizelements und eine zweite Temperatur des SCR-Systems, insbesondere des SCR-Katalysators, unterhalb jeweiliger, zugeordneter Zieltemperaturen liegen, und wenn ermittelt wird, dass Bauteilschutztemperaturen zum Schutz von Bauteilen der Abgasnachbehandlungseinrichtung nicht überschritten werden, und wenn ermittelt wird, dass eine Mindesttemperatur zum Durchführen einer Nacheinspritzung der Verbrennungskraftmaschine erreicht oder überschritten ist, ein Temperaturhub berechnet wird, um den die Temperatur des SCR-Systems zu erhöhen ist, das heißt erhöht werden muss, damit die zweite Temperatur des SCR-Systems die zugeordnete Zieltemperatur zumindest erreicht, das heißt erreicht oder überschreitet. Wird beispielsweise bei einem zweiten Schritt des Verfahrens, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ermittelt, dass der Temperaturhub innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht mittels des Heizelements alleine, das heißt ohne Durchführen der Nacheinspritzung, bewirkt werden kann, wird ein aktives Heizen des Abgases und dadurch des SCR-Systems sowohl mittels es aktiven Heizelements als auch durch Durchführen der Nacheinspritzung der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt. Wird jedoch bei dem zweiten Schritt, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ermittelt, dass der Temperaturhub innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne mittels des Heizelements bewirkt werden kann, insbesondere ohne Durchführen der Nacheinspritzung, so wird ein aktives Heizen des Abgases und dadurch des SCR-Systems mittels des Heizelements durchgeführt, wobei ein Durchführen der Nacheinspritzung unterbleibt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit eine Betriebsstrategie zur besonders schnellen Erwärmung und Warmhaltung der vorzugsweise als motornahe Abgasanlage ausgebildeten Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere durch eine Kombination wenigstens einer aktiven Heizmaßnahme in Form des Heizelements und der Nacheinspritzung. Das Verfahren ermöglicht es insbesondere, die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell auf ihre zum Nachbehandeln des Abgases vorteilhafte Zieltemperatur zu bringen beziehungsweise die Zieltemperatur zu halten. Der Erfindung liegen insbesondere folgende Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Die Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche auch als Abgasanlage bezeichnet wird, dient beispielsweise der Verringerung von motorischen Schadstoffen, die von der beispielsweise als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt werden und im Abgas enthalten sind. Da die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als ein Dieselmotor ausgebildet ist, ist beispielsweise der Oxidationskatalysator als ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) ausgebildet. Die katalytische Beschichtung des Oxidationskatalysators ist somit dazu ausgebildet, im Abgas enthaltene Bestandteile wie beispielsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxide (CO) zu oxidieren. Vorzugsweise wird die auch als Motor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine überstöchiometrisch und somit mager betrieben, das heißt mit einem überstöchiometrischen und somit mageren Luft-/Kraftstoffgemisch betrieben, woraus resultiert, dass das Abgas sozusagen mager ist. Um das Abgas zu reinigen, sind unterschiedliche Komponenten und Maßnahmen in der Abgasanlage verbaut. Eine erste der Maßnahme ist der Oxidationskatalysator, welcher vorzugsweise der in Strömungsrichtung des die Abgasanlage durchströmenden Abgases erste Katalysator ist. Der Oxidationskatalysator ist ein Katalysator mit Oxidationsfunktionalität, wobei der Oxidationskatalysator zusätzlich eine Stickoxid-Speicherfunktionalität (NOx-Funktionalität) und somit die Funktionalität eines Stickoxid-Speicherkatalysators (NSK) haben kann. Beispielsweise vor und möglicherweise zusätzlich auch hinter dem Oxidationskatalysator kann eine aktive Heizmaßnahme angeordnet sein. Die aktive Heizmaßnahme ist durch eine Heizeinrichtung wie das zuvor genannte Heizelement realisiert. Ist somit im Folgenden die Rede von der oder einer aktiven Heizmaßnahme, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Heizelement zu verstehen. Die aktive Heizmaßnahme kann beispielsweise ein elektrisch beheizbares Element sein, das beispielsweise so verbaut ist, dass es, insbesondere an der Heizstelle, Wärme an das vorbeiströmende Abgas abgeben kann. Das elektrisch beheizbare Element kann stromauf des Oxidationskatalysators und somit stromauf der katalytischen Beschichtung angeordnet sein, oder das elektrisch beheizbare Element kann mit dem Oxidationskatalysator verbunden und somit mit der auch als katalytisch aktives Material bezeichneten, katalytischen Beschichtung versehen, das heißt beschichtet, sein. Alternativ kann anstelle oder auch in Kombination mit dem oder den elektrisch beheizbaren Elementen eine andere aktive Heizmaßnahme wie beispielsweise ein Brenner vorgesehen sein, mittels welchem Wärme, insbesondere an der Heizstelle, in das Abgas eingebracht werden kann. Beispielsweise wird mittels des Brenners ein Brennstoff verbrannt, insbesondere flammenlos oder unter Ausbildung einer Flamme, wodurch an der Heizstelle Wärme beziehungsweise Wärmeenergie in das Abgas eingebracht werden kann.
  • Stromab des Oxidationskatalysators und vorzugsweise auch stromab der Heizstelle sind die Einbringstelle und somit eine Dosierung sowie vorzugsweise eine Mischstrecke angeordnet, entlang welcher das in das Abgas eingebrachte Reduktionsmittel mit dem Abgas vermischt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Reduktionsmittel um eine wässrige Harnstofflösung, welche Ammoniak (NH3) zum Entsticken des Abgases bereitstellen kann. Stromab der Einbringstelle ist das beispielsweise als Hot-End-SCR-System ausgebildete SCR-System angeordnet, das wenigstens einen oder mehrere SCR-Katalysatoren aufweist. Der jeweilige SCR-Katalysator ist beispielsweise durch einen SCR-Block gebildet. Außerdem umfasst das SCR-System den Partikelfilter. Der Partikelfilter ist beispielsweise ein Dieselpartikelfilter (DPF). Der Partikelfilter kann mit einer als SCR-Beschichtung ausgebildeten, weiteren katalytischen Beschichtung versehen sein, durch welche ein weiterer SCR-Katalysator gebildet ist. Somit kann der Partikelfilter beispielsweise ein SDPF sein. Insbesondere in einem Unterbodenbereich der Abgasanlage kann sich eine weitere Dosiereinheit zum Einbringen des Reduktionsmittels in das Abgas befinden, insbesondere nebst eines weiteren SCR-Katalysators sowie eines Ammoniakschlupfkatalysators (ASC), um zusätzlich im Abgas enthaltene Stickoxide umzusetzen, das heißt zu reduzieren und etwaigen NH3-Schlupf aus dem Abgas zu entfernen.
  • Ziel dieses Aufbaus ist eine vorteilhafte Abgasnachbehandlung, bei der insbesondere durch den Einsatz der wenigstens einen oder mehreren, aktiven Heizmaßnahmen möglichst schnell und im weiteren Betrieb zuverlässig Temperaturen in der Abgasanlage so eingestellt werden, dass Schadstoffemissionen effektiv umgesetzt werden. Allerdings sind die Abgasmassenströme, abhängig vom Fahrzustand, so hoch, dass die in die Abgasanlage eingebrachte Wärme zu großen Teilen wieder aus den zu wärmenden Komponenten ausgetragen wird, was zu einer langsameren oder ungenügenden Aufheizung beziehungsweise Warmhaltung führen kann, da die Wärmeeintragsleistung über die aktive Heizmaßnahme (aHM) technisch begrenzt ist. Daraus kann eine unerwünscht wenig effektive Abgasnachbehandlung resultieren.
  • Aus diesem Grund wird die zuvor genannte Betriebsstrategie vorgeschlagen, bei der die benötigte Wärmeeintragsleistung durch eine Kombination der aktiven Heizmaßnahme oder aktiven Heizmaßnahmen auf der einen Seite und dem Absetzen wenigstens einer Nacheinspritzung auf der anderen Seite erreicht wird. Ziel ist eine schnelle Erwärmung der Abgasanlage auf Temperaturen, bei denn zumindest nahezu alle Schadstoffemissionen wirksam umgesetzt werden. Die der stromab der Heizstelle herrschenden, auch mit T_nach_aHM bezeichneten, ersten Temperatur zugeordnete, erste Zieltemperatur beträgt beispielsweise 250 Grad Celsius. Die der auch mit T_SCR bezeichneten zweiten Temperatur des SCR-Systems, insbesondere des SCR-Katalysators, zugeordnete, zweite Zieltemperatur beträgt beispielsweise 225 Grad Celsius.
  • Hierzu wird beispielsweise zunächst der zum Aufheizen der Abgasanlage benötigte Temperaturhub, welcher auch mit Soll_T_Hub bezeichnet wird, insbesondere in Abhängigkeit von dem Abgasmassenstrom berechnet. Über die Wärmeeintragsleistung, den Abgasmassenstrom und die Wärmekapazität des Abgases wird berechnet, um wie viel sich das Abgas vor dem SCR-System, insbesondere vor dem SCR-Katalysator, im Vergleich zu einer Temperatur vor der aktiven Heizmaßnahme (aHM) beziehungsweise vor der Heizstelle durch die aktive Heizmaßnahme erwärmt (DeltaT_aHM). Wenn die benötigte Wärmeeintragsleistung zur Erzeugung des Temperaturhubs nicht schnell genug über die aktive Heizmaßnahme beziehungsweise über die aktiven Heizmaßnahmen bereitgestellt werden kann (Regeldifferenz größer > 0), wird durch das Absetzen von Nacheinspritzung zusätzlich Exothermie in die Abgasanlage eingebracht. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass eine Nacheinspritzung erst freigegeben werden kann, sobald T_nach_aHM die notwendige Mindesttemperatur von beispielsweise 250 Grad Celsius erreicht hat. Diese Mindesttemperatur wird je nach Betriebszustand deutlich schneller oder gar nur durch den Betrieb der aktiven Heizmaßnahme erreicht.
  • Gleichzeitig ist es von Vorteil, wenn die Betriebsstrategie weitere Merkmale umfasst, um im Sinne des Bauteilschutzes und der Emissionsverringerung ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen. Zum einen sollte überwacht werden, dass die Temperaturen der beispielsweise als Heizscheibe ausgebildeten, aktiven Heizmaßnahme beziehungsweise generell aller Komponenten der Abgasanlage nicht auf eine Temperatur über der freigegebenen Maximaltemperatur steigen. Insbesondere sollte, um dies zu verhindern, zuerst die Nacheinspritzungsmenge begrenzt beziehungsweise auf null gesetzt und dann die Leistung der aktiven Heizmaßnahme geregelt werden. Darüber hinaus wird eine Begrenzung der Nacheinspritzungsmenge in Form einer Lambda-geführten Mengenregelung vorzugsweise eingesetzt, damit die Nacheinspritzung vollständig auf den Oxidationskatalysator umgesetzt werden kann und nicht aufgrund fehlenden Sauerstoffs im Abgas zu erhöhten Schadstoffemissionen, insbesondere HC und/oder CO führt.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein zusätzlich zu dem Heizelement vorgesehenes, zweites Heizelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, aktiv an einer stromab der Heizstelle angeordneten, zweiten Heizstelle eine Einbringung von Wärmeenergie in das Abgas und/oder den Oxidationskatalysator zu bewirken, wobei das zweite Heizelement als ein stromab des Oxidationskatalysators angeordnetes Heizelement oder als ein mit der katalytischen Beschichtung versehenes Heizelement ausgebildet ist.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Partikelfilter mit einer zweiten, katalytischen Beschichtung versehen ist, durch welche ein zweiter SCR-Katalysator gebildet ist.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Oxidationskatalysator auch zum Speichern von Stickoxiden aus dem Abgas ausgebildet ist.
  • 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 den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs; und
    • 2 ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben der Abgasnachbehandlungseinrichtung.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als ein Dieselmotor ausgebildet. Wie in 1 durch einen Pfeil 12 veranschaulicht ist, ist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 von einem Abgas durchströmbar. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 umfasst einen beispielsweise als Dieseloxidationskatalysator (DOC) ausgebildeten Oxidationskatalysator 14, welcher eine katalytische Beschichtung aufweist und somit zumindest teilweise durch die katalytische Beschichtung gebildet ist. Die katalytische Beschichtung und somit der Oxidationskatalysator 14 sind dazu ausgebildet, im Abgas enthaltene Bestandteile wie beispielsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu oxidieren. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 umfasst außerdem ein auch als aktive Heizmaßnahme bezeichnetes, aktives Heizelement 16, welches dazu ausgebildet ist, aktiv an einer Heizstelle H eine Einbringung von Wärmeenergie in das Abgas und über das Abgas in den Oxidationskatalysator 14 zu bewirken. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Heizelement als ein stromauf des Oxidationskatalysators 14 und somit stromauf der katalytischen Beschichtung angeordnetes Heizelement ausgebildet, wobei das Heizelement 16 vorzugsweise ein elektrisch betreibbares Heizelement ist. Es ist denkbar, dass das Heizelement 16 frei von der katalytischen Beschichtung des Oxidationskatalysators 14 ist. Alternativ ist es denkbar, dass das Heizelement 16 sozusagen mit dem Oxidationskatalysator 14 verbunden und dabei mit der katalytischen Beschichtung versehen ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem Heizelement 16 kann beispielsweise eine andere, aktive Heizmaßnahme wie beispielsweise ein Brenner verwendet werden, mittels welchem beispielsweise ein Brennstoff verbrannt wird, wodurch beispielsweise an der Heizstelle H Wärme in das Abgas eingebracht werden kann.
  • Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 umfasst außerdem ein Dosierelement 18, mittels welchem an einer Einbringstelle E ein vorzugsweise flüssiges Reduktionsmittel in das Abgas eingebracht werden kann. Aus 1 ist erkennbar, dass die Einbringstelle E stromab der Heizstelle A und dabei stromab des Heizelements 16 und stromab des Oxidationskatalysators 14 angeordnet ist. Außerdem ist die Einbringstelle E stromauf eines SCR-Systems 20 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 angeordnet. Das SCR-System 20 weist einen SCR-Katalysator 22 und einen Partikelfilter 24 auf, welcher bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel stromab des SCR-Katalysators 22 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Partikelfilter 24 ein Dieselpartikelfilter. Der Partikelfilter 24 kann mit einer weiteren, katalytischen Beschichtung versehen sein, welche auch als SCR-Beschichtung bezeichnet wird. Durch die SCR-Beschichtung ist beispielsweise ein weiterer SCR-Katalysator gebildet. Insbesondere ist es denkbar, dass auch der SCR-Katalysator 22 durch die SCR-Beschichtung gebildet ist.
  • Vorgesehen ist beispielsweise eine in den Fig. nicht dargestellte, elektronische Recheneinrichtung, mittels welcher die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 betreibbar, insbesondere zu regeln, ist. Insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird ein Verfahren zum Betreiben der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 durchgeführt. Durch das Verfahren kann, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 besonders schnell erwärmt werden, sodass die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 besonders vorteilhaft das Abgas nachbehandeln kann.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens. Bei einem Block 27 wird ermittelt, ob jeweilige Zieltemperaturen der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 erreicht sind. Eine erste der Zieltemperaturen ist einer in der Abgasanlage 10 stromab der Heizstelle H und somit stromab des Heizelements 16 herrschenden Temperatur zugeordnet, die auch mit T_nach_aHM bezeichnet wird. Beispielsweise beträgt die erste Zieltemperatur 250 Grad Celsius. Eine zweite der Zieltemperaturen ist dem SCR-System 20 zugeordnet und beträgt beispielsweise 225 Grad Celsius. Beträgt nun beispielsweise eine mit T_SCR bezeichnete Temperatur des SCR-Systems 20 225 Grad Celsius oder ist T_SCR größer als 225 Grad Celsius, das heißt entspricht T_SCR der zweiten Zieltemperatur oder ist T_SCR größer als die zweite Zieltemperatur, und ist T_nach_aHM größer oder gleich 250 Grad Celsius und somit größer oder gleich der ersten Zieltemperatur, so unterbleibt bei einem Block 28 ein aktives Heizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 beziehungsweise des Abgases. Liegen jedoch die erste Temperatur und die zweite Temperatur, mithin T_nach_aHM und T_SCR, unter den jeweils zugeordneten Zieltemperaturen, sodass T_nach_aHM kleiner als 250 Grad und T_SCR kleiner als 225 Grad Celsius ist, so wird bei einem Block 30 überprüft, ob Bauteilschutztemperaturen zum Schutz von Bauteilen der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 überschritten sind. Ist dies der Fall, so unterbleibt bei einem Block 32 ein aktives Heizen des Abgases beziehungsweise der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10. Sind die Bauteilschutztemperaturen jedoch nicht unterschritten, so wird bei einem Block 34 überprüft, ob eine Mindesttemperatur zum Durchführen einer Nacheinspritzung zumindest erreicht ist. Beispielsweise wird als die Mindesttemperatur 250 Grad Celsius verwendet. Beispielsweise wird die Mindesttemperatur mit T_nach_aHM verglichen. Wird bei dem Block 34 ermittelt, dass die Mindesttemperatur zum Durchführen der Nacheinspritzung (NE) nicht erreicht ist, das heißt wird beispielsweise bei dem Block 34 ermittelt, dass T_nach_aHM kleiner als 250 Grad Celsius ist, so wird beispielsweise bei einem Block 36 das Abgas und somit die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 aktiv mittels des beispielsweise als elektrisch betreibbares Heizelement ausgebildeten Heizelements 16, welches auch als aktive Heizmaßnahme bezeichnet wird, beheizt, das heißt erwärmt, wobei das Durchführen der Nacheinspritzung unterbleibt.
  • Wird bei einem Block 34 jedoch ermittelt, dass die Mindesttemperatur zum Durchführen der Nacheinspritzung erreicht ist, das heißt vorliegend beispielsweise dass T_nach_aHM 250 Grad Celsius oder mehr beträgt, so wird bei einem Block 37 ein Temperaturhub berechnet, um den die auch als Ist-Temperatur oder mit T_SCR_ist bezeichnete, zweite Temperatur des SCR-Systems zu erhöhen ist, damit die zweite Temperatur des SCR-Systems 20, mithin die Ist-Temperatur beziehungsweise T_SCR-ist, die zugeordnete Zieltemperatur von vorliegend 225 Grad Celsius erreicht. Der Temperaturhub wird auch mit Soll_T-Hub bezeichnet und ergibt sich somit aus: Soll _ T − Hub = T _ SCR _ soll − T _ SCR _ ist .
    Figure DE102021005146A1_0001
  • Dabei ist mit T_SCR_soll die der zweiten Temperatur des SCR-Systems 20 zugeordnete Zieltemperatur von vorliegend 225 Grad Celsius bezeichnet.
  • Bei einem Block 38 wird eine Regeldifferenz berechnet. Die Regeldifferenz ergibt sich zu: Regeldifferenz = Soll _ T _ Hub − DeltaT _ aHM .
    Figure DE102021005146A1_0002
  • DeltaT_aHM = Wärmeeintragsleistung /(Abgasmassenstrom . CP).
  • Unter der Wärmeeintragsleistung ist die Wärmeeintragsleistung der aktiven Heizmaßnahme zu verstehen.
  • Bei einem Block 40 wird überprüft, ob die Regeldifferenz mittels der aktiven Heizmaßnahme erreicht werden kann, insbesondere ohne Durchführung der Nacheinspritzung. Mit anderen Worten wird bei dem Block 40 geprüft, ob die Regeldifferenz kleiner als 0 ist. Ist dies der Fall, so erfolgt bei einem Block 42 ein aktives Heizen mittels der aktiven Heizmaßnahme, insbesondere ohne dass die Nacheinspritzung durchgeführt wird. Kann die Regeldifferenz jedoch nicht mittels der aktiven Heizmaßnahme und ohne Durchführen der Nacheinspritzung erreicht werden, so erfolgt bei einem Block 44 ein aktives Heizen sowohl mittels der aktiven Heizmaßnahme als auch durch Durchführen der Nacheinspritzung, welche vorzugsweise eine späte Nacheinspritzung ist.
  • Insbesondere ist es denkbar, bei dem Block 40 zu prüfen, ob die Regeldifferenz mittels der aktiven Heizmaßnahme allein, das heißt ohne das Durchführen der Nacheinspritzung, innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne und somit in X Sekunden erreicht werden kann. Ist dies der Fall, so wird das Verfahren bei dem Block 42 fortgesetzt, ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren bei dem Block 44 fortgesetzt. Vorzugsweise beträgt X 100 bis 200 Sekunden. Mit anderen Worten liegt beispielsweise die Zeitspanne in einem Bereich von einschließlich 100 Sekunden bis einschließlich 200 Sekunden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Abgasnachbehandlungseinrichtung
    12
    Pfeil
    14
    Oxidationskatalysator
    16
    Heizelement
    18
    Dosierelement
    20
    SCR-System
    22
    SCR-Katalysator
    24
    Partikelfilter
    27
    Block
    28
    Block
    30
    Block
    32
    Block
    34
    Block
    36
    Block
    37
    Block
    38
    Block
    40
    Block
    42
    Block
    44
    Block
    E
    Einbringstelle
    H
    Heizstelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3099905 B1 [0002]
    • DE 102019119123 A1 [0003]

Claims (4)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) umfasst: - einen eine katalytische Beschichtung aufweisenden Oxidationskatalysator (14), - ein Heizelement (16), welches dazu ausgebildet ist, aktiv an einer Heizstelle (H) eine Einbringung von Wärmeenergie in das Abgas und/oder den Oxidationskatalysator (14) zu bewirken, wobei das Heizelement (16) als ein stromauf des Oxidationskatalysators (14) angeordnetes Heizelement oder als ein mit der katalytischen Beschichtung versehenes Heizelement ausgebildet ist, - ein Dosierelement (18), mittels welchem an einer stromab des Oxidationskatalysators (14) und stromab der Heizstelle (H) angeordneten Einbringstelle (E) ein Reduktionsmittel in das Abgas einbringbar ist, und - ein stromab der Einbringstelle (E) angeordnetes einen SCR-Katalysator (22) aufweisendes SCR-System (20), gekennzeichnet durch die Schritte: - wenn ermittelt wird, dass eine erste Temperatur stromab der Heizstelle (H) und eine zweite Temperatur des SCR-Systems (20) unterhalb jeweiliger, zugeordneter Zieltemperatur liegen, wenn ermittelt wird, dass Bauteilschutztemperaturen nicht überschritten sind, und wenn ermittelt wird, dass eine Mindesttemperatur der Verbrennungskraftmaschine zum Durchführen einer Nacheinspritzung erreicht oder überschritten ist: berechnen eines Temperaturhubs, um den die zweite Temperatur des SCR-Systems (20) zu erhöhen ist, damit die zweite Temperatur des SCR-Systems (20) die zugeordnete Zieltemperatur erreicht; - wenn ermittelt wird, dass der Temperaturhub innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht mittels des Heizelements (16) ohne Durchführen der Nacheinspritzung bewirkt werden kann: aktives Heizen des Abgases und dadurch des SCR-Systems (20) sowohl mittels des Heizelements (16) als auch durch Durchführen der Nacheinspritzung; und - wenn ermittelt wird, dass der Temperaturhub innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne mittels des Heizelements (16) ohne Durchführen der Nacheinspritzung bewirkt werden kann: aktives Heizen des Abgases und dadurch des SCR-Systems (20) mittels des Heizelements (20), wobei ein Durchführen der Nacheinspritzung unterbleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zusätzlich zu dem Heizelement (16) vorgesehenes, zweites Heizelement, welches dazu ausgebildet ist, aktiv an einer stromab der Heizstelle (H) angeordneten, zweiten Heizstelle eine Einbringung von Wärmeenergie in das Abgas und/oder den Oxidationskatalysator (14) zu bewirken, wobei das zweite Heizelement als ein stromab des Oxidationskatalysators (14) angeordnetes Heizelement oder als ein mit der katalytischen Beschichtung versehenes Heizelement ausgebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das SCR-System (20) einen Partikelfilter (24) aufweist, welcher mit einer zweiten, katalytischen Beschichtung versehen ist, durch welche ein zweiter SCR-Katalysator gebildet ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator (14) auch zum Speichern von Stickoxiden aus dem Abgas ausgebildet ist.
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