DE102021117847A1 - Process for exhaust aftertreatment of a vehicle - Google Patents

Process for exhaust aftertreatment of a vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102021117847A1
DE102021117847A1 DE102021117847.9A DE102021117847A DE102021117847A1 DE 102021117847 A1 DE102021117847 A1 DE 102021117847A1 DE 102021117847 A DE102021117847 A DE 102021117847A DE 102021117847 A1 DE102021117847 A1 DE 102021117847A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
burner
oxygen concentration
internal combustion
combustion engine
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
DE102021117847.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Stephan Kellner
Stephan Kraus
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102021117847.9A priority Critical patent/DE102021117847A1/en
Publication of DE102021117847A1 publication Critical patent/DE102021117847A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment 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
    • 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
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • 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
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
    • 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
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/14Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
    • 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
    • F01N2560/025Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • 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
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • 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
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602Temperature of exhaust gas 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
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Fahrzeugs umfassend, eine Verbrennungskraftmaschine 1, eine Frischluftleitung 11 zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine 1 mit Verbrennungsluft 9, eine Abgasleitung 13 sowie ein Abgasrückführungssystem 2 mit einer Abgasrückführungsleitung 21, die von der Abgasleitung 13 abzweigt und stromaufwärts der Verbrennungskraftmaschine 1 in die Frischluftleitung 11 mündet. Dabei ist in/an der Abgasleitung 13 stromauf der Abgasrückführungsleitung 21 oder in/an der Abgasrückführungsleitung 21 ein mit Kraftstoff betreibbarer Brenner 4 angeordnet. Zunächst wird eine Sauerstoffkonzentration in einem Abgas 5 stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt. Wenn die Sauerstoffkonzentration einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der Brenner 4 zum Verbrennen eines Gemischs 6 aus Abgas 5 der Verbrennungskraftmaschine 1 und dem Brenner 4 zugeführtem Kraftstoff unter Umsetzung des im Abgas 5 enthaltenen Sauerstoffs und unter Erzeugung eines Brennerabgases 7 betrieben. Im Anschluss daran wird das erzeugte Brennerabgas 7 über die Abgasrückführungsleitung 21 in die Frischluftleitung 11 zur Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft 9 der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeführt.Ferner wird eine Abgasnachbehandlungsanlage 100 zur Ausführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Abgasnachbehandlungsanlage 100 bereits gestellt.The invention relates to a method for exhaust gas aftertreatment of a vehicle, comprising an internal combustion engine 1, a fresh air line 11 for supplying the internal combustion engine 1 with combustion air 9, an exhaust line 13 and an exhaust gas recirculation system 2 with an exhaust gas recirculation line 21, which branches off from the exhaust line 13 and is upstream of the internal combustion engine 1 in the fresh air line 11 opens. A burner 4 that can be operated with fuel is arranged in/on the exhaust gas line 13 upstream of the exhaust gas recirculation line 21 or in/on the exhaust gas recirculation line 21 . First, an oxygen concentration in an exhaust gas 5 downstream of the internal combustion engine 1 is determined. If the oxygen concentration exceeds a predetermined threshold value, the burner 4 is operated to burn a mixture 6 of exhaust gas 5 from the internal combustion engine 1 and fuel supplied to the burner 4, converting the oxygen contained in the exhaust gas 5 and generating a burner exhaust gas 7. The burner exhaust gas 7 produced is then fed via the exhaust gas recirculation line 21 into the fresh air line 11 to reduce the oxygen concentration in the combustion air 9 of the internal combustion engine 1. Furthermore, an exhaust gas aftertreatment system 100 for carrying out the method and a vehicle with such an exhaust gas aftertreatment system 100 are already provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Fahrzeugs, das eine Verbrennungskraftmaschine, eine Frischluftleitung zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit Verbrennungsluft, eine Abgasleitung sowie ein Abgasrückführungssystem mit einer Abgasrückführungsleitung, die von der Abgasleitung abzweigt und stromaufwärts der Verbrennungskraftmaschine in die Frischluftleitung mündet, umfasst. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung des Verfahrens zur Abgasnachbehandlung der Verbrennungskraftmaschine eingerichtete Abgasnachbehandlungsanlage für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug eine solche Abgasnachbehandlungsanlage aufweisend.The invention relates to a method for exhaust gas aftertreatment of a vehicle, which comprises an internal combustion engine, a fresh air line for supplying the internal combustion engine with combustion air, an exhaust line and an exhaust gas recirculation system with an exhaust gas recirculation line, which branches off from the exhaust line and opens into the fresh air line upstream of the internal combustion engine. The invention also relates to an exhaust gas aftertreatment system for a vehicle, which is set up for carrying out the method for exhaust gas aftertreatment of the internal combustion engine, and to a vehicle having such an exhaust gas aftertreatment system.

Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellt hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Während der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs entstehen als Nebenprodukte vorwiegend die Schadstoffe NOx, CO und HC. Bei Ottomotoren erfolgt die Abgasreinigung in bekannter Weise über einen Drei-Wege-Katalysator, sowie dem Drei-Wege-Katalysator vor- und nachgeschaltete weitere Katalysatoren. Bei Dieselmotoren finden aktuell Abgasnachbehandlungssysteme Verwendung, welche einen Oxidationskatalysator, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator) oder einen NOx-Speicherkatalysator sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und gegebenenfalls weitere Katalysatoren aufweisen.The current exhaust gas legislation and one that will become increasingly strict in the future places high demands on engine raw emissions and the exhaust gas aftertreatment of combustion engines. During the combustion of the air-fuel mixture, the main by-products are the pollutants NOx, CO and HC. In Otto engines, the exhaust gas is cleaned in a known manner via a three-way catalytic converter and further catalytic converters connected upstream and downstream of the three-way catalytic converter. Exhaust gas aftertreatment systems are currently used in diesel engines, which have an oxidation catalytic converter, a catalytic converter for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (SCR catalytic converter) or a NOx storage catalytic converter as well as a particle filter for separating soot particles and, if necessary, further catalytic converters.

Maßnahmen zur Abgasreinigung wie Drei-Wege-Katalysatoren sollen die Schadstoffe im Abgas reduzieren, indem diese die abbauenden chemischen Reaktionen beschleunigen. Dies funktioniert allerdings erst, wenn ein Katalysator seine Light-Off-Temperatur von mehreren hundert Grad Celsius erreicht hat. Katalysatoren sind deswegen gerade in der kritischen Phase direkt nach dem Starten des Motors weitgehend unwirksam, wo die Abgaszusammensetzung noch besonders ungünstig ist. Weiterhin werden die Kaltstartemissionen in besonderem Maße durch die Motorlast beeinflusst. Insbesondere im Fall noch nicht aktiver Abgasbehandlungsmaßnahmen steigen auch die Endrohremissionen.Exhaust gas cleaning measures such as three-way catalytic converters are intended to reduce the pollutants in the exhaust gas by accelerating the degrading chemical reactions. However, this only works when a catalytic converter has reached its light-off temperature of several hundred degrees Celsius. Catalytic converters are therefore largely ineffective in the critical phase directly after starting the engine, where the composition of the exhaust gas is still particularly unfavorable. Furthermore, the cold start emissions are particularly influenced by the engine load. Especially in the case of exhaust gas treatment measures that are not yet active, tailpipe emissions also increase.

Um bereits im Vorfeld die Erzeugung der Rohemissionen insbesondere von Stickoxiden während der Verbrennung in Diesel- oder Ottomotoren zu vermindern, werden Abgasrückführungssysteme eingesetzt. Bei der Abgasrückführung (AGR) wird üblicherweise ein Teil des Abgasstroms der dem Verbrennungsaggregat zuzuführenden Frischluft (Verbrennungsluft) zugeführt. Die Rückführung des Abgases zur Verbrennungskraftmaschine führt zu einer Senkung der Verbrennungstemperatur und damit zu einer Reduzierung der motorischen NOx-Rohemission. Hintergrund bildet hier der Bildungsmechanismus der thermischen NOx-Bildung. Hierbei wird Luftstickstoff in Stickoxid umgewandelt. Grundsätzlich lässt sich dabei aus dem Zeldovich-Mechanismus herleiten, dass eine Minderung der thermischen NOx-Bildung durch eine Verminderung der lokalen Konzentrationen von Sauerstoff und Stickstoff und durch eine Minderung der lokalen Temperatur erreicht werden kann. Durch das rückgeführte Abgas, das ein inertes Gas ist, wird zum einen die Sauerstoffkonzentration herabgesetzt und zum anderen die Verbrennungstemperatur reduziert. Als Folge resultieren eine Verringerung von Schadstoffemissionen, insbesondere von Stickoxiden, sowie gegebenenfalls eine Senkung des Kraftstoffbedarfs und der Klopfneigung des Motors. Aufgrund gesetzlicher Grenzwerte für Emissionen von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Bezug auf die Gruppe der Stickoxide, nehmen der Einsatz der Abgasrückführungssysteme sowie die Raten des abgeführten Abgases stark zu. Die Abgasrückführung ergänzt die Maßnahmen der Abgasreinigung, da nur in Kombination die strengen Anforderung an Emissionswerte erfüllt werden können. Zudem dient die Abgasrückführung zur Entdrosselung des Motors in bestimmten Betriebspunkten.Exhaust gas recirculation systems are used to reduce the generation of raw emissions, especially nitrogen oxides, during combustion in diesel or petrol engines. In the case of exhaust gas recirculation (EGR), part of the exhaust gas flow is usually fed to the fresh air (combustion air) to be supplied to the combustion unit. The recirculation of the exhaust gas to the internal combustion engine leads to a reduction in the combustion temperature and thus to a reduction in the engine's raw NOx emissions. The background here is the formation mechanism of thermal NOx formation. Here, atmospheric nitrogen is converted into nitrogen oxide. In principle, it can be deduced from the Zeldovich mechanism that thermal NOx formation can be reduced by reducing the local concentrations of oxygen and nitrogen and by reducing the local temperature. The recirculated exhaust gas, which is an inert gas, lowers the oxygen concentration on the one hand and reduces the combustion temperature on the other. As a result, there is a reduction in pollutant emissions, in particular nitrogen oxides, and possibly a reduction in the fuel requirement and in the engine's tendency to knock. Due to legal limit values for emissions from internal combustion engines, in particular with regard to the group of nitrogen oxides, the use of exhaust gas recirculation systems and the rates of exhaust gas discharged are increasing sharply. Exhaust gas recirculation supplements the exhaust gas cleaning measures, since the strict requirements for emission values can only be met in combination. In addition, the exhaust gas recirculation serves to dethrottle the engine at certain operating points.

Eine weitere, neben dem Kaltstart hinsichtlich der verursachten Rohemissionen zu berücksichtigende Betriebsart stellt der Schubbetrieb (auch Schiebebetrieb genannt) eines Fahrzeugs dar. Als Schubbetrieb oder Schiebebetrieb wird bei einem motorisierten Fahrzeug der Fahrzustand bezeichnet, in dem bei nicht getrenntem Kraftschluss (z. B. bei nicht getretener Kupplung) der Motor durch das Fahrzeug geschleppt, also in Drehbewegung gehalten wird. Durch eine Schubabschaltung wird bei modernen Fahrzeugen die Kraftstoffzufuhr während eines Schubbetriebs unterbrochen. Die Schubabschaltung ist eine beabsichtigte, temporäre Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr in einem Verbrennungsmotor, wenn dieser keine Leistung abgeben soll, sondern durch die in Schwung befindliche Fahrzeugmasse geschleppt wird. Somit ist es nicht erforderlich, dem Motor Kraftstoff zuzuführen. Stattdessen wird die Bewegung des Motors durch die über den Antriebsstrang aufgezwungene Drehung aufrechterhalten. Während des Schubbetriebs erfolgt ein Durchsatz des Motors mit Verbrennungsluft, die den Motor ohne stattfindende Verbrennung durchströmt. Wird nach Einstellung des Schubbetriebs und Deaktivieren der Schubabschaltung eine Last an den Motor angelegt, erfolgt eine Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungsluft, d.h. zu dem Gemisch aus rückgeführtem Abgas und Frischluft. Das rückgeführte Abgas entspricht anfangs jedoch näherungsweise der Frischluft, da während des Schubbetriebs keine Verbrennung erfolgt ist. Somit weist das rückgeführte Abgas eine hohe Sauerstoffkonzentration auf. Demzufolge stellt sich im Saugrohr des Motors eine hohe Sauerstoffkonzentration ein, die die gewünschte, für die Verbrennung notwendige Sauerstoffkonzentration übersteigt. Durch zu hohe Sauerstoffkonzentrationen werden infolge der Verbrennung jedoch erhöhte Mengen an Stickoxiden freigesetzt. Diese besitzen signifikanten Einfluss auf die im normalen Betrieb geringeren Stickoxidkonzentrationen im Abgas.A further operating mode to be taken into account in addition to the cold start with regard to the raw emissions caused is the overrun mode (also known as overrun mode) of a vehicle clutch not depressed) the engine is dragged through the vehicle, i.e. kept rotating. In modern vehicles, an overrun cut-off interrupts the fuel supply during overrun operation. Overrun fuel cut-off is an intentional, temporary interruption of the fuel supply in an internal combustion engine when the engine is not supposed to deliver power but is being dragged by the vehicle mass while it is in motion. Thus, it is not necessary to supply fuel to the engine. Instead, the engine's motion is sustained by the rotation imposed by the drive train. During overrun operation, the engine is throughput with combustion air, which flows through the engine without combustion taking place. If a load is applied to the engine after overrun has been stopped and overrun cutoff has been deactivated, fuel is supplied to the combustion air, ie to the mixture of recirculated exhaust gas and fresh air. However, the recirculated exhaust gas initially corresponds approximately the fresh air, since no combustion took place during overrun. Thus, the recirculated exhaust gas has a high oxygen concentration. As a result, a high oxygen concentration occurs in the intake manifold of the engine, which exceeds the desired oxygen concentration necessary for combustion. However, if the oxygen concentration is too high, increased amounts of nitrogen oxides are released as a result of combustion. These have a significant influence on the lower nitrogen oxide concentrations in the exhaust gas during normal operation.

Die beschriebenen Betriebszustände des Kaltstarts bzw. einer schwachen Last und der Wechsel aus dem Schubbetrieb wirken sich in Verbindung mit einem Abgasrückführungssystem und infolge der durch diese Betriebszustände erhöhten Sauerstoffkonzentrationen dementsprechende in besonderem Maße auf die Motorrohemissionen aus.The described operating states of cold start or a weak load and the change from overrun have a correspondingly significant effect on raw engine emissions in connection with an exhaust gas recirculation system and as a result of the increased oxygen concentrations caused by these operating states.

JP 2020-51302 A betrifft eine Vorrichtung zum Aufheizen von rückgeführtem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine. Die Vorrichtung ist in der Abgasrückführungsleitung angeordnet und umfasst ein Wärmespeichermaterial. Das Abgas, das die Verbrennungskraftmaschine verlässt, wird zu einem Teil der Abgasrückführung zugeführt und während eines Kaltstarts zur Verringerung einer Kondensation von im Abgas befindlichen Wasser innerhalb der Vorrichtung erwärmt. Dies erfolgt durch Zufuhr von Wasser zu dem Wärmespeichermaterial, wodurch eine Hydrations-Reaktion ausgelöst wird, die Wärme freisetzt und das rückgeführte Abgas erwärmt. JP 2020-51302 A relates to a device for heating recirculated exhaust gas from an internal combustion engine. The device is arranged in the exhaust gas recirculation line and includes a heat storage material. The exhaust gas exiting the internal combustion engine is fed to a portion of the exhaust gas recirculation and heated during a cold start to reduce condensation of water in the exhaust gas within the device. This is done by adding water to the thermal storage material, causing a hydration reaction that releases heat and heats the recirculated exhaust gas.

CN 205841043 U beschreibt eine Verbrennungskraftmaschine und eine stromabwärts angeordnete Abgasrückführung. Die Abgasrückführung weist eine Heizvorrichtung auf, die das rückgeführte Abgas erwärmt bevor es einer Kühlvorrichtung zugeführt wird. Hierdurch soll eine Kondensation in der Kühlvorrichtung und in einem stromabwärts der Kühlvorrichtung angeordneten Abgasrückführungsventil verringert werden. CN 205841043 U describes an internal combustion engine and downstream exhaust gas recirculation. The exhaust gas recirculation has a heating device that heats the recirculated exhaust gas before it is fed to a cooling device. This is intended to reduce condensation in the cooling device and in an exhaust gas recirculation valve arranged downstream of the cooling device.

US 10,808,633 B2 betrifft ein Hybrid-Fahrzeug, das eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Turbolader sowie einen Abgaskatalysator umfasst. Der Abgaskatalysator weist eine elektrische Heizvorrichtung auf. Ferner verfügt das Fahrzeug über eine Abgasrückführung. Die Heizvorrichtung ist ausgebildet, den Abgaskatalysator nach Bedarf zu erwärmen. U.S. 10,808,633 B2 relates to a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine with a turbocharger and an exhaust gas catalyst. The catalytic converter has an electric heater. The vehicle also has exhaust gas recirculation. The heating device is designed to heat up the exhaust gas catalytic converter as required.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine entsprechende Abgasnachbehandlungsanlage und ein entsprechendes Fahrzeug bereitzustellen, die die genannten Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise überwinden und ein Absenken der Emissionen ermöglichen.The invention is now based on the object of providing a method and a corresponding exhaust gas aftertreatment system and a corresponding vehicle which at least partially overcome the stated disadvantages of the prior art and enable emissions to be reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie eine Abgasnachbehandlungsanlage und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved by a method and an exhaust gas aftertreatment system and a vehicle having the features of the independent claim. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Fahrzeugs bereitgestellt, das eine Verbrennungskraftmaschine, eine Frischluftleitung zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit Verbrennungsluft, eine Abgasleitung sowie ein Abgasrückführungssystem mit einer Abgasrückführungsleitung, die von der Abgasleitung abzweigt und stromaufwärts der Verbrennungskraftmaschine in die Frischluftleitung mündet, umfasst. Dabei ist in/an der Abgasleitung stromauf der Abgasrückführungsleitung oder in/an der Abgasrückführungsleitung ein mit Kraftstoff betreibbarer Brenner angeordnet. Zunächst wird eine Sauerstoffkonzentration in einem Abgas stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Wenn die Sauerstoffkonzentration einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der Brenner zum Verbrennen eines Gemischs aus Abgas der Verbrennungskraftmaschine und dem Brenner zugeführtem Kraftstoff unter Umsetzung des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs und unter Erzeugung eines Brennerabgases betrieben. Im Anschluss daran wird das erzeugte Brennerabgas über die Abgasrückführungsleitung in die Frischluftleitung zur Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine zugeführt.According to the invention, a method for exhaust gas aftertreatment of a vehicle is provided, which comprises an internal combustion engine, a fresh air line for supplying the internal combustion engine with combustion air, an exhaust line and an exhaust gas recirculation system with an exhaust gas recirculation line, which branches off from the exhaust line and upstream of the internal combustion engine opens into the fresh air line. In this case, a burner that can be operated with fuel is arranged in/on the exhaust gas line upstream of the exhaust gas recirculation line or in/on the exhaust gas recirculation line. First, an oxygen concentration in an exhaust gas is determined downstream of the internal combustion engine. If the oxygen concentration exceeds a predetermined threshold value, the burner is operated to burn a mixture of exhaust gas from the internal combustion engine and fuel supplied to the burner, converting the oxygen contained in the exhaust gas and producing a burner exhaust gas. The burner exhaust gas produced is then fed via the exhaust gas recirculation line into the fresh air line to reduce the oxygen concentration in the combustion air of the internal combustion engine.

Das Verfahren ermöglicht es, während jeden Betriebszustands des Fahrzeugs die Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft, die der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, zu reduzieren. Dies umfasst somit auch sämtliche Betriebszustände, während derer aufgrund des Abgasrückführungssystems Abgas der Verbrennungskraftmaschine rückgeführt wird. Wie eingangs erwähnt, beeinflusst die Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft die Stickoxidemissionen, die die Verbrennungskraftmaschine in Form der Rohemissionen verlassen. Durch verschiedene Betriebszustände weist das Abgas der Verbrennungskraftmaschine unterschiedliche Restsauerstoffkonzentrationen auf, die zum einen durch unvollständige Verbrennung und zum anderen durch die Betriebsweise bedingt sind. Eine Rückführung von Abgas und Mischung des rückgeführten Abgases mit Frischluft ohne vorhergehende Maßnahmen kann dann in einer Verbrennungsluft resultieren, die eine zu hohe Sauerstoffkonzentrationen aufweist. Als Folge steigen die Stickoxidemissionen während des Verbrennungsvorgangs. Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt dem entgegen, indem zunächst ermittelt wird, ob das Abgas Sauerstoff enthält bzw. wie hoch die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine ist. Wenn die Sauerstoffkonzentration einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird anschließend der Brenner betrieben. Das bedeutet, dass ein Gemisch aus Abgas der Verbrennungskraftmaschine und dem Brenner zugeführtem Kraftstoff gebildet und unter Umsetzung des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs und unter Erzeugung eines Brennerabgases verbrannt wird. Der Schwellenwert kann statisch oder dynamisch vorbestimmt werden. Ferner kann der Brenner gesteuert oder geregelt betrieben werden. Eine einfache beispielhafte Steuerung sieht zum Beispiel vor, dass nach einem Schubbetrieb der Schwellenwert als überschritten angesehen wird. Die Regelung bzw. Steuerung beschränkt sich aber keinesfalls auf diese Variante. Durch diesen Vorgang wird erreicht, dass die Sauerstoffkonzentration des rückgeführten Abgases verringert wird. Nach dem Verbrennen wird das erzeugte Brennerabgas über die Abgasrückführungsleitung in die Frischluftleitung zur Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine zugeführt. Die Verbrennungsluft weist ebenfalls eine bestimmte Sauerstoffkonzentration auf. Durch die vorherige Verbrennung des Abgases wird die Sauerstoffkonzentration des Abgases über einen kontinuierlichen Bereich wahlweise bis auf einen Wert von null verringert. Durch die Reduzierung der Sauerstoffkonzentration im rückgeführten Abgas wird erreicht, dass auch die Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft niedrigere Werte annimmt, als es der Fall ohne die erfindungsgemäße Vorgehensweise wäre. Dies lässt sich unter anderem bevorzugt durch die Menge an in die Brennkammer eingespritztem Kraftstoff erreichen. Je stärker die Sauerstoffkonzentration des Abgases reduziert werden soll, um eine Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft zu gewährleisten, desto größer ist die notwendige Menge an Kraftstoff, die der Brennkammer eingespritzt wird. Hierdurch ist es möglich, in jedem Betriebszustand des Fahrzeugs eine verringerte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft zu gewährleisten.The method makes it possible to reduce the oxygen concentration of the combustion air that is supplied to the internal combustion engine during every operating state of the vehicle. This also includes all operating states during which exhaust gas from the internal combustion engine is recirculated due to the exhaust gas recirculation system. As mentioned at the beginning, the oxygen concentration in the combustion air influences the nitrogen oxide emissions that leave the internal combustion engine in the form of raw emissions. Due to different operating states, the exhaust gas of the internal combustion engine has different residual oxygen concentrations, which are caused on the one hand by incomplete combustion and on the other hand by the mode of operation. A recirculation of exhaust gas and mixing of the recirculated exhaust gas with fresh air without prior measures can then result in combustion air that has too high an oxygen concentration. As a result, nitrogen oxide emissions increase during the combustion process. The method according to the invention counteracts this by first determining whether the Exhaust gas contains oxygen or how high the oxygen concentration in the exhaust gas is downstream of the internal combustion engine. If the oxygen concentration exceeds a predetermined threshold, then the burner is operated. This means that a mixture of exhaust gas from the internal combustion engine and fuel supplied to the burner is formed and burned to convert the oxygen contained in the exhaust gas and to produce a burner exhaust gas. The threshold can be statically or dynamically predetermined. Furthermore, the burner can be operated in a controlled or regulated manner. A simple exemplary control provides, for example, that the threshold value is considered to have been exceeded after overrun operation. However, the regulation or control is by no means limited to this variant. What is achieved by this process is that the oxygen concentration of the recirculated exhaust gas is reduced. After combustion, the burner exhaust gas produced is fed via the exhaust gas recirculation line into the fresh air line to reduce the oxygen concentration in the combustion air of the internal combustion engine. The combustion air also has a certain oxygen concentration. By precombusting the exhaust gas, the oxygen concentration of the exhaust gas is selectively reduced to a value of zero over a continuous range. The reduction in the oxygen concentration in the recirculated exhaust gas means that the oxygen concentration in the combustion air also assumes lower values than would be the case without the procedure according to the invention. Among other things, this can preferably be achieved by the quantity of fuel injected into the combustion chamber. The more the oxygen concentration of the exhaust gas is to be reduced in order to ensure a reduction in the oxygen concentration of the combustion air, the greater the necessary amount of fuel that is injected into the combustion chamber. This makes it possible to ensure a reduced oxygen concentration in the combustion air in every operating state of the vehicle.

Gleichzeitig können weitere Komponenten, die innerhalb eines Abgasnachbehandlungssystems Anwendung finden, durch die Verbrennung innerhalb des Brenners aufgeheizt werden. Dabei handelt es sich insbesondere um Abgaskatalysatoren, die das Fahrzeug bevorzugt umfasst bzw. die bevorzugt Gegenstand des Verfahrens sein können. Diese weisen eine katalytische Beschichtung auf. Es können beispielsweise reine Abgaskatalysatoren sein, beispielsweise Dreiwegekatalysatoren, Oxidationskatalysatoren, NOx-Speicherkatalysatoren oder SCR-Katalysatoren. Zudem kommen katalytisch beschichtete Partikelfilter (insbesondere in Erstposition) in Frage, also Partikelfilter, die mit einer der zuvor genannten Katalysatorbeschichtungen ausgestattet sind. Im Falle eines mit einer dreiwegekatalytischen Beschichtung ausgestatteten Partikelfilters spricht man auch von einem Vierwegekatalysator. Die Effizienz der Abgaskatalysatoren hängt unter anderem von deren Temperatur ab. Die Umsetzung bzw. Konvertierungsrate von Schadstoff-Emissionen steigt mit höheren Temperaturen. Durch die Verbrennung des Abgases kann somit die Aufheizung dieser Komponenten gefördert werden. Somit wird einerseits durch die Verbrennung und Reduzierung der Sauerstoffkonzentration von Abgas und Verbrennungsluft die Menge der Rohemissionen verringert und andererseits die Konvertierung der dennoch gebildeten Schadstoffe durch die Abgaskatalysatoren, die schneller aufgeheizt wurden, begünstigt.At the same time, other components that are used within an exhaust aftertreatment system can be heated up by the combustion within the burner. These are, in particular, exhaust gas catalytic converters, which the vehicle preferably includes or which can preferably be the subject of the method. These have a catalytic coating. For example, they can be pure exhaust gas catalytic converters, for example three-way catalytic converters, oxidation catalytic converters, NOx storage catalytic converters or SCR catalytic converters. In addition, catalytically coated particle filters (especially in the first position) are possible, ie particle filters that are equipped with one of the catalyst coatings mentioned above. In the case of a particle filter equipped with a three-way catalytic coating, one also speaks of a four-way catalytic converter. The efficiency of the catalytic converters depends, among other things, on their temperature. The implementation or conversion rate of pollutant emissions increases with higher temperatures. The heating of these components can thus be promoted by the combustion of the exhaust gas. Thus, on the one hand, the amount of raw emissions is reduced by the combustion and reduction in the oxygen concentration of exhaust gas and combustion air, and on the other hand, the conversion of the pollutants that are nevertheless formed by the exhaust gas catalytic converters, which are heated up more quickly, is promoted.

Darüber hinaus treten häufig höhere Sauerstoffkonzentration im Abgas auf, insbesondere wenn sich das Fahrzeug im Kaltstart, einem Zustand niedriger Last oder dem Wechsel aus einem Schubbetrieb befindet. Besonders nach dem Schubbetrieb weist das Abgas wie eingangs erläutert eine hohe Sauerstoffkonzentration auf, da die Verbrennungsluft die Verbrennungskraftmaschine ohne Verbrennung durchströmt. Ein Rückführung des Abgases führt in diesem Fall nach dem Ende des Schubbetriebs zu einer Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft, die hohe Werte annimmt. Ferner liegen während eines Kaltstarts auch niedrige Temperaturen der Komponenten vor. Auch durch den Schubbetrieb und bei schwacher Last sinken die Temperaturen der Abgaskatalysatoren, sodass deren Konvertierungsraten ebenfalls sinken. Somit würden unter normalen Umständen zwei die Emissionen negativ beeinflussende Mechanismen gleichzeitig auftreten. Aufgrund hoher Sauerstoffkonzentrationen im rückgeführten Abgas steigen die (Stickoxid)-Rohemissionen und parallel dazu liegen niedrige Konvertierungsraten der Abgaskatalysatoren vor. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dieser Zustand weitestgehend verhindert, da die Sauerstoffkonzentration im Abgas verringert wird, sodass die Verbrennungsluft vorteilhaftere Werte der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft aufweist. Darüber hinaus kann durch die Verbrennung im Brenner die freiwerdende Energie zum Aufheizen der Abgaskatalysatoren dienen. Dadurch steigt deren Konvertierungsrate parallel.In addition, higher oxygen concentrations often occur in the exhaust gas, particularly when the vehicle is cold-starting, in a low-load condition, or changing from overrun mode. As explained above, the exhaust gas has a high oxygen concentration, particularly after overrun, since the combustion air flows through the internal combustion engine without combustion. In this case, recirculation of the exhaust gas leads to an oxygen concentration in the combustion air that assumes high values after the end of the overrun operation. Furthermore, the temperatures of the components are also low during a cold start. The temperatures of the catalytic converters also drop when the engine is overrun and under low load, so that their conversion rates also drop. Thus, under normal circumstances, two mechanisms adversely affecting emissions would occur simultaneously. Due to high oxygen concentrations in the recirculated exhaust gas, the (nitrogen oxide) raw emissions increase and at the same time there are low conversion rates of the exhaust gas catalytic converters. This state is largely prevented by the method according to the invention, since the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced, so that the combustion air has more advantageous values for the oxygen concentration of the combustion air. In addition, the energy released by combustion in the burner can be used to heat up the catalytic converters. This increases their conversion rate at the same time.

Die Sauerstoffkonzentration des Abgases wird beispielhaft durch Messung der Abgaszusammensetzung oder durch ein Modell ermittelt. Üblicherweise sind in dem Abgassystem von Verbrennungskraftmaschinen Sensoren zur Bestimmung der Abgaszusammensetzung angeordnet. Dabei handelt es sich unter anderem um Lambdasonden oder NOx-Sensoren, die jeweils die Sauerstoffkonzentration erfassen. Die Modellierung erfolgt üblicherweise mittels eines Kennfelds, das die Sauerstoffkonzentration des Motors in Abhängigkeit von seinem Betriebspunkt (Last, Drehzahl) darstellt.The oxygen concentration of the exhaust gas is determined, for example, by measuring the exhaust gas composition or using a model. Sensors for determining the exhaust gas composition are usually arranged in the exhaust gas system of internal combustion engines. These include lambda probes or NOx sensors, which each record the oxygen concentration. The modeling is usually done using a map that the Sauer substance concentration of the engine as a function of its operating point (load, speed).

Die Rückführung von Abgas wird mit Hilfe eines AGR-Ventils kontrolliert. Dieses hat die Aufgabe, die Menge des zurückgeführten Abgases zu dosieren. Es ist entweder am Abgaskrümmer oder am Ansaugtrakt angebaut. Bei einigen Motoren sitzt es in einer hitzebeständigen Abgasleitung, die den Abgaskrümmer mit dem Ansaugtrakt verbindet. AGR-Ventile in Dieselfahrzeugen haben aufgrund der hohen Rückführraten große Öffnungsquerschnitte.Exhaust gas recirculation is controlled by an EGR valve. This has the task of metering the amount of recirculated exhaust gas. It is installed either on the exhaust manifold or on the intake tract. In some engines, it sits in a heat-resistant exhaust pipe that connects the exhaust manifold to the intake tract. EGR valves in diesel vehicles have large opening cross sections due to the high recirculation rates.

Der Brenner ist in/an der Abgasleitung stromauf der Abgasrückführungsleitung oder in/an der Abgasrückführungsleitung angeordnet. Durch die erstgenannte Anordnung wird der Brenner von dem gesamten Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmt, da die Aufteilung des Abgases, die aus der Rückführung eines Teils des Abgases herrührt, erst erfolgt, nachdem das Abgas den Brenner verlassen hat. Folglich ist auch der gesamte Abgasmassenstrom der Verbrennung in dem Brenner ausgesetzt. Erfolgt somit eine Verbrennung des Gemischs aus Abgas der Verbrennungskraftmaschine und dem Brenner zugeführtem Kraftstoff zur Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft, wird das gesamte Abgas durch die Verbrennung erwärmt. Somit wird einerseits eine reduzierte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft erreicht und andererseits eine Aufheizung weiterer Komponenten, die innerhalb eines Abgasnachbehandlungssystems Anwendung finden, gewährleistet. Dies lässt sich untere anderem durch die Menge des dem Brenner zugeführten Kraftstoffs steuern. Bei der zweitgenannten Anordnung wird der Brenner nur von dem Massenstrom des Abgases der Verbrennungskraftmaschine durchströmt, der im Zuge der Abgasrückführung dem gesamten Abgasmassenstrom entnommen und über die Abgasrückführungsleitung der Frischluftleitung zugeführt wird. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass somit der Brenner kleiner dimensioniert werden kann und eine kompaktere Bauweise aufweist. Hierdurch wird eine platzsparende Alternativ für die Integration des Brenners in das Fahrzeug bereitgestellt. Die Aufheizung wirkt sich in besonderem Maße auf das Abgasrückführungssystem aus. Hierdurch wird in besonderem Maße dem Problem der Taupunktunterschreitung der Abgase, durch die Kondensat ausfallen kann, entgegengewirkt. Dies stellt häufig insbesondere nach dem Motorstart ein wesentliches Problem dar, das durch die Anordnung des Brenners in/an der Abgasrückführungsleitung neben der Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft weitestgehend gelöst wird. Weiterhin wird durch die erhöhte Schnelligkeit der Verbrennung durch geringere Massenströme ein früherer Einsatz der Abgasrückführung ermöglicht.The burner is arranged in/on the exhaust gas line upstream of the exhaust gas recirculation line or in/on the exhaust gas recirculation line. With the first-mentioned arrangement, the entire exhaust gas of the internal combustion engine flows through the burner, since the splitting of the exhaust gas, which results from the recirculation of part of the exhaust gas, takes place only after the exhaust gas has left the burner. Consequently, the entire exhaust gas mass flow is exposed to combustion in the burner. If the mixture of exhaust gas from the internal combustion engine and the fuel supplied to the burner is burned to reduce the oxygen concentration in the combustion air, the entire exhaust gas is heated by the combustion. Thus, on the one hand, a reduced oxygen concentration in the combustion air is achieved and, on the other hand, heating of other components that are used within an exhaust gas aftertreatment system is ensured. This can be controlled, among other things, by the amount of fuel supplied to the burner. In the second arrangement, only the mass flow of exhaust gas from the internal combustion engine flows through the burner, which is taken from the entire exhaust gas mass flow during exhaust gas recirculation and fed to the fresh air line via the exhaust gas recirculation line. The advantage of this arrangement is that the burner can be made smaller and has a more compact design. This provides a space-saving alternative for integrating the burner into the vehicle. The heating has a particular effect on the exhaust gas recirculation system. This particularly counteracts the problem of exhaust gases falling below the dew point, which can cause condensate to form. This often represents a major problem, especially after the engine has been started, which is largely solved by arranging the burner in/on the exhaust gas recirculation line, in addition to reducing the oxygen concentration in the combustion air. Furthermore, due to the increased speed of combustion due to lower mass flows, earlier use of exhaust gas recirculation is made possible.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Abgasrückführungssystem um ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem. Hierbei erfolgt die Entnahme des Abgases stromab der Turbine eines Abgasturboladers und die Einleitung in die Frischluftleitung stromauf des Turboverdichters. Ein technisch zu lösendes Problem der Niederdruck-Abgasrückführungssysteme ist, dass durch Taupunktunterschreitung der Abgase Kondensat ausfallen und Korrosion besonders am Verdichter verursachen kann. Hier kann in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Taupunktunterschreitung vermieden werden, da die Verbrennung durch den Brenner die Temperatur des Abgases anhebt.The exhaust gas recirculation system is preferably a low-pressure exhaust gas recirculation system. In this case, the exhaust gas is extracted downstream of the turbine of an exhaust gas turbocharger and introduced into the fresh air line upstream of the turbocompressor. A problem that has to be solved technically in low-pressure exhaust gas recirculation systems is that when the exhaust gases fall below the dew point, condensate can form and cause corrosion, especially on the compressor. In connection with the method according to the invention, falling below the dew point can be avoided here, since the combustion by the burner raises the temperature of the exhaust gas.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Brenner so betrieben, dass eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Verbrennungsluft eingestellt, insbesondere gesteuert oder geregelt wird. Demnach wird das Gemisch aus Abgas der Verbrennungskraftmaschine und dem Brenner zugeführtem Kraftstoff zur Einstellung einer vorbestimmten Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine verbrannt. Hierdurch lässt sich gezielt Einfluss auf die Menge der aus der Verbrennungskraftmaschine austretenden Schadstoffe nehmen und diese lassen sich in besonders optimierter Weise verringern.According to a preferred embodiment of the invention, the burner is operated in such a way that a predetermined oxygen concentration of the combustion air supplied to the internal combustion engine is set, in particular controlled or regulated. Accordingly, the mixture of exhaust gas from the internal combustion engine and fuel supplied to the burner is burned to set a predetermined oxygen concentration in the combustion air of the internal combustion engine. As a result, the quantity of pollutants escaping from the internal combustion engine can be influenced in a targeted manner, and these can be reduced in a particularly optimized manner.

Bevorzugt wird die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Verbrennungsluft in Abhängigkeit von einem betriebsabhängigen Verbrennungsluftverhältnis λ vorbestimmt. Das Verbrennungsluftverhältnis λ gibt das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff relativ zum jeweils stöchiometrisch idealen Verhältnis für einen theoretisch vollständigen Verbrennungsprozess an. Dabei ist das betriebsabhänge Verbrennungsluftverhältnis λ abhängig von einem gewünschten Verbrennungsverlauf, Temperaturen, Schadstoffentstehung und einem Wirkungsgrad. Anhand einer Verbrennungsrechnung oder einer Modellierung eines Kennfelds wird beispielsweise durch eine Motorsteuergerät ein Verbrennungsluftverhältnis ermittelt, das hinsichtlich der zuvor genannten Kriterien für verschiedene Betriebszustände ein besonders geeignetes Verbrennungsluftverhältnis darstellt. Der Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine wird von deren Betriebspunkt (Last, Drehzahl) beeinflusst. Hierdurch wird einerseits durch die Verbrennung die Sauerstoffkonzentration in einem Abgas und infolgedessen auch die Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft gesenkt. Darüber hinaus wird für die Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft ein Wert gewährleistet, der sich reduzierend auf die Schadstoffemissionen, insbesondere Stickoxid, auswirkt und/oder gleichzeitig weitere Kriterien erfüllt. Durch die Abhängigkeit der vorbestimmten Sauerstoffkonzentration von einem betriebsabhängigen Verbrennungsluftverhältnis λ wird ein für die momentan herrschenden Betriebsbedingungen besonders geeigneter Wert für die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft ermittelt. Bevorzugt umfasst die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft einen Toleranzbereich, innerhalb dessen die tatsächliche Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft liegen soll. Dies erhöht die Flexibilität bei dem Betreiben des Brenners, um verschiedene, ebenfalls wichtige Kriterien zu erfüllen.The predetermined oxygen concentration of the combustion air supplied to the internal combustion engine is preferably predetermined as a function of an operation-dependent combustion air ratio λ. The combustion air ratio λ indicates the mass ratio of air to fuel relative to the stoichiometrically ideal ratio for a theoretically complete combustion process. The operation-dependent combustion air ratio λ depends on a desired combustion process, temperatures, the formation of pollutants and an efficiency. On the basis of a combustion calculation or a modeling of a characteristics map, a combustion air ratio is determined, for example by an engine control device, which represents a particularly suitable combustion air ratio with regard to the aforementioned criteria for various operating states. The operating state of the internal combustion engine is influenced by its operating point (load, speed). As a result, on the one hand, the oxygen concentration in an exhaust gas and consequently also the oxygen concentration in the combustion air is reduced by the combustion. In addition, a value is guaranteed for the oxygen concentration of the combustion air, which has a reducing effect on the pollutant emissions, in particular nitrogen oxide, and/or at the same time fulfills other criteria. By depending on the predetermined Sauer substance concentration from an operation-dependent combustion air ratio λ, a value that is particularly suitable for the currently prevailing operating conditions is determined for the predetermined oxygen concentration of the combustion air. The predetermined oxygen concentration of the combustion air preferably includes a tolerance range within which the actual oxygen concentration of the combustion air should lie. This increases flexibility in operating the burner to meet various criteria that are also important.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Brenner in der Abgasleitung angeordnet und die Leistung des Brenners, der stromaufwärts der Abgasrückführungsleitung angeordnet ist, beträgt mindestens 10 kW, bevorzugt mindestens 15 kW und besonders bevorzugt zwischen 15 kW und 20 kW. Durch die Bereitstellung eines Brenners dieser Größenordnung wird sichergestellt, dass bei den für Verbrennungskraftmaschinen eines Fahrzeugs üblicherweise auftretenden Abgasmassenströmen eine vollständige Verbrennung möglich ist. Weiterhin steht durch diese Dimensionierung eine geeignete Menge an Energie zur Verfügung, die eine schnelle Aufheizung von stromabwärts des Brenners angeordneten Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems durch das erwärmte Abgas gewährleistet.According to an advantageous embodiment, the burner is arranged in the exhaust pipe and the output of the burner, which is arranged upstream of the exhaust gas recirculation pipe, is at least 10 kW, preferably at least 15 kW and particularly preferably between 15 kW and 20 kW. Providing a burner of this size ensures that complete combustion is possible with the exhaust gas mass flows that usually occur for internal combustion engines in a vehicle. Furthermore, due to this dimensioning, a suitable amount of energy is available, which ensures rapid heating of components of the exhaust gas aftertreatment system arranged downstream of the burner by the heated exhaust gas.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Brenner in der Abgasrückführungsleitung angeordnet und die Leistung des Brenners beträgt mindestens 3 kW, bevorzugt mindestens 10 kW und besonders bevorzugt zwischen 10 kW und 15 kW. Durch die Bereitstellung eines Brenners dieser Größenordnung wird sichergestellt, dass bei den für Verbrennungskraftmaschinen eines Fahrzeugs üblicherweise auftretenden rückgeführten Abgasmassenströmen eine vollständige Verbrennung möglich ist. Im Falle dieser Anordnung ist eine kompaktere Anordnung möglich, wobei durch diese Dimensionierung eine geeignete Menge an Energie zur Verfügung gestellt wird, die eine schnelle Aufheizung des Abgasrückführungssystems gewährleistet.According to an advantageous embodiment, the burner is arranged in the exhaust gas recirculation line and the output of the burner is at least 3 kW, preferably at least 10 kW and particularly preferably between 10 kW and 15 kW. Providing a burner of this size ensures that complete combustion is possible with the recirculated exhaust gas mass flows that usually occur for internal combustion engines in a vehicle. In the case of this arrangement, a more compact arrangement is possible, with this dimensioning providing a suitable amount of energy that ensures rapid heating of the exhaust gas recirculation system.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Abgasleitung mindestens ein erster Abgaskatalysator angeordnet ist und eine dem Brenner zugeführte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration im Abgas und einer Konvertierungsrate des mindestens einen ersten Abgaskatalysators vorbestimmt wird. Hierdurch wird die Strategie durch Berücksichtigung der Konvertierungsrate eines oder mehrerer Abgaskatalysatoren ergänzt. Anhand der Konvertierungsrate eines Abgaskatalysators lässt sich beurteilen, wie effektiv und in welchem Maße dieser die Schadstoffe umwandelt bzw. speichert. Die Ermittlung der Konvertierungsrate kann auf bekannte Art und Weise erfolgen. Beispielhaft kann dies anhand von Temperaturmessungen des Abgaskatalysators oder des Abgases stromabwärts des Abgaskatalysators oder durch Modellierung derselben erfolgen. Alternativ wird die Umwandlung direkt über Messung oder Modellierung der Schadstoffe vor und hinter dem Abgaskatalysator ermittelt. Liegt beispielsweise die Temperatur des Abgaskatalysators oberhalb der Light-Off-Temperatur, so befindet sich der Abgaskatalysator innerhalb seines aktiven Bereiches und wandelt die Schadstoffe um. Folglich kann diese Kenntnis ergänzend verwendet werden, um die Kraftstoffzufuhr in die Brennkammer zu steuern. Liegen beispielsweise hohe Sauerstoffkonzentrationen im Abgas vor, werden diese durch Verbrennung in dem Brenner reduziert, damit sowohl eine reduzierte Sauerstoffkonzentration im Abgas als auch der Verbrennungsluft erreicht wird. Im Falle eines aktiven, betriebsbereiten Abgaskatalysators, der insbesondere Stickoxid-Emissionen erfolgreich reduziert, können eine höhere Sauerstoffkonzentration im Abgas und eine höhere Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft toleriert werden, als in dem Fall, dass die Abgaskatalysatoren unterhalb ihrer Light-Off-Temperatur liegen und nur einen geringen Beitrag zur Schadstoffreduzierung leisten. Dann liegt die Zielsetzung verstärkt bereits in der Reduzierung der Rohemissionen, bis die Abgaskatalysatoren effektiv genug betrieben werden können. Somit müssen in diesem Fall eine niedrigere Sauerstoffkonzentration im Abgas und eine niedrigere Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft vorliegen und dem Brenner wird eine höhere Menge an Kraftstoff zugeführt, wobei dies wiederum gleichzeitig auch in einer schnelleren Aufheizung der noch inaktiven Abgaskatalysatoren resultiert.In a preferred embodiment of the invention, at least one first exhaust gas catalytic converter is arranged in the exhaust pipe and a fuel quantity supplied to the burner is predetermined as a function of the oxygen concentration in the exhaust gas and a conversion rate of the at least one first exhaust gas catalytic converter. This supplements the strategy by taking into account the conversion rate of one or more catalytic converters. The conversion rate of an exhaust gas catalytic converter can be used to assess how effectively and to what extent it converts or stores the pollutants. The conversion rate can be determined in a known manner. For example, this can be done using temperature measurements of the exhaust gas catalytic converter or the exhaust gas downstream of the exhaust gas catalytic converter or by modeling them. Alternatively, the conversion is determined directly by measuring or modeling the pollutants upstream and downstream of the catalytic converter. For example, if the temperature of the catalytic converter is above the light-off temperature, then the catalytic converter is within its active range and is converting the pollutants. Consequently, this knowledge can be used in a complementary manner to control fuel delivery into the combustion chamber. For example, if there are high oxygen concentrations in the exhaust gas, these are reduced by combustion in the burner so that both a reduced oxygen concentration in the exhaust gas and in the combustion air is achieved. In the case of an active, operational catalytic converter that successfully reduces nitrogen oxide emissions in particular, a higher oxygen concentration in the exhaust gas and a higher oxygen concentration in the combustion air can be tolerated than in the case that the catalytic converters are below their light-off temperature and only one make a small contribution to the reduction of pollutants. Then the goal is increasingly to reduce raw emissions until the catalytic converters can be operated effectively enough. In this case, therefore, there must be a lower oxygen concentration in the exhaust gas and a lower oxygen concentration in the combustion air, and a higher quantity of fuel is supplied to the burner, which in turn also results in faster heating of the still inactive exhaust gas catalytic converters.

Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass in der Abgasleitung mindestens ein erster Abgaskatalysator angeordnet ist und eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Verbrennungsluft in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration im Abgas und einer Konvertierungsrate des mindestens einen ersten Abgaskatalysators und/oder der Temperatur des mindestens einen ersten Abgaskatalysators und/oder der Temperatur des Abgases stromabwärts des mindestens einen ersten Abgaskatalysators bestimmt wird. Somit wird möglichst genau anhand von Kennfeldern oder Modellen eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft ermittelt, durch die Synergien zwischen dem Reduzieren der Rohemissionen durch Reduzieren der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft sowie einem schnellen Aufheizen eines oder mehrerer Abgaskatalysatoren größtmöglich sind und gleichzeitig ein übermäßiges Verbrennen vermieden wird. Die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft ermöglicht so ein Szenario, das einen besonders effizienten Betrieb des Brenners ermöglicht. Durch Berücksichtigung der Menge an Rohemissionen und der Fähigkeit der Abgaskatalysatoren zur Umwandlung derselben, werden beide Mechanismen angemessen in die Bestimmung der vorbestimmten Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft mit einbezogen.Provision can advantageously be made for at least one first exhaust gas catalytic converter to be arranged in the exhaust pipe and for a predetermined oxygen concentration of the combustion air fed to the internal combustion engine to be determined as a function of the oxygen concentration in the exhaust gas and a conversion rate of the at least one first exhaust gas catalytic converter and/or the temperature of the at least one first exhaust gas catalytic converter and/or the temperature of the exhaust gas is determined downstream of the at least one first exhaust gas catalytic converter. A predetermined oxygen concentration in the combustion air is thus determined as precisely as possible using characteristic diagrams or models, through which synergies between the reduction of raw emissions by reducing the oxygen concentration in the combustion air and rapid heating of one or more exhaust gas catalytic converters are as large as possible, while at the same time excessive combustion is avoided. The predetermined oxygen concentration of the combustion air thus enables a scenario that enables particularly efficient operation of the burner light. By considering the amount of raw emissions and the ability of the catalytic converters to convert them, both mechanisms are adequately factored into determining the predetermined oxygen concentration of the combustion air.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Verfahren nach einem Schubbetrieb oder in einem unteren Teillastbetrieb des Fahrzeugs durchgeführt wird. Diese Betriebsarten stellen hinsichtlich der Schadstoffemissionen besondere emissionsrelevante Betriebsbereiche dar. Sie steuern einen signifikanten Anteil der Gesamtemissionen bei. In anderen Betriebsbereichen können die Emissionen bereits auf einem geringen Niveau gehalten werden, sodass das Potential zur Senkung der Emissionen nach einem Schubbetrieb oder in einem unteren Teillastbetrieb des Fahrzeugs besonders groß ist. Durch die Fokussierung des Verfahrens auf die genannten Betriebsarten kann somit ein großer Einfluss auf die Gesamtemissionen genommen werden, wobei während anderer Betriebszustände das Verfahren eingestellt werden kann, um Kraftstoff, elektrische Energie für den Betrieb von Stellgliedern oder Rechenleistung des Motorsteuergeräts nicht unnötig in Anspruch zu nehmen und dennoch hervorragende Emissionswerte zu gewährleisten. Darüber hinaus schont dies die Lebensdauer der durch das Verfahren benötigten Bauteile und Komponenten.Provision is advantageously made for the method to be carried out after overrun operation or in lower part-load operation of the vehicle. With regard to pollutant emissions, these operating modes represent operating areas that are particularly relevant to emissions. They contribute a significant proportion of the total emissions. In other operating ranges, the emissions can already be kept at a low level, so that the potential for reducing emissions after overrun or when the vehicle is operated under partial load is particularly large. By focusing the method on the operating modes mentioned, the overall emissions can be greatly influenced, while the method can be adjusted during other operating states in order not to unnecessarily consume fuel, electrical energy for the operation of actuators or the computing power of the engine control unit and still guarantee excellent emission values. In addition, this protects the service life of the parts and components required by the process.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration im Abgas in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Der Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine wird von deren Betriebspunkt (insbesondere Last und Drehzahl) beeinflusst. Insbesondere Betriebszustände wie der Kaltstart oder Wechsel aus einem Schubbetrieb besitzen hierbei Relevanz. Der Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration variiert somit. Folglich wird so zum Beispiel nach einem Schubbetrieb berücksichtigt, dass das Abgas der Verbrennungskraftmaschine hohe Sauerstoffkonzentrationen aufweist, während gegebenenfalls verwendete Abgaskatalysatoren abgekühlt sind und geringere Konvertierungsraten aufweisen. Die Vorbestimmung des Schwellenwerts liefert in diesem Szenario einen geringeren Wert, da die Umwandlung von Schadstoffen unterhalb eines effektiven Katalysatorverhaltens erfolgt. Für einen normalen Nennbetrieb hingegen fällt der Schwellenwert höher aus, da die Abgaskatalysatoren die Schadstoffe weitestgehend umwandeln. Der Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration im Abgas wird zum Beispiel aus einem Modell, einem Kennfeld oder experimentellen Untersuchungen in einem Prüfstand in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine ermittelt.According to a preferred embodiment of the method, the threshold value of the oxygen concentration in the exhaust gas is determined as a function of an operating state of the internal combustion engine. The operating state of the internal combustion engine is influenced by its operating point (especially load and speed). In particular, operating states such as a cold start or changing from overrun are relevant here. The threshold oxygen concentration thus varies. Consequently, for example after overrun, it is taken into account that the exhaust gas of the internal combustion engine has high oxygen concentrations, while any exhaust gas catalytic converters that may be used have cooled down and have lower conversion rates. In this scenario, the pre-determination of the threshold value provides a lower value, since the conversion of pollutants takes place below an effective catalyst behavior. For normal nominal operation, on the other hand, the threshold value is higher because the exhaust gas catalytic converters convert the pollutants to the greatest possible extent. The threshold value of the oxygen concentration in the exhaust gas is determined, for example, from a model, a map, or experimental investigations in a test bench as a function of an operating state of the internal combustion engine.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen Systemaufbau eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems in einer ersten Ausführung der Erfindung;
  • 2 einen Systemaufbau eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems in einer zweiten Ausführung der Erfindung;
  • 3 einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
  • 1 a system structure of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention in a first embodiment of the invention;
  • 2 a system structure of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention in a second embodiment of the invention;
  • 3 a flowchart of a method for operating an internal combustion engine according to an embodiment of the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung am Beispiel seiner Anwendung in einem Fahrzeug ausgeführt. Das Verfahren ist jedoch keineswegs auf diese Anwendungsfälle beschränkt.The invention is embodied below according to a first and a second embodiment of the present invention, taking its application to a vehicle as an example. However, the method is in no way limited to these applications.

In 1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem 100 gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung gezeigt, das einer Verbrennungskraftmaschine 1 eines ansonsten nicht weiter dargestellten Fahrzeugs nachgeordnet ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist stromaufwärts über eine Frischluftleitung 11 mit einer Luftversorgung zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine 1 mit Verbrennungsluft 9 und stromabwärts mit einer Abgasleitung 13 verbunden. In Abhängigkeit des Abgasrückführungssystems kann die Verbrennungsluft 9 lediglich aus reiner Frischluft 8 oder aus einem Gemisch aus Frischluft 8 und rückgeführtem Abgas 22 bestehen. Stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine 1 ist in der Abgasleitung 13 ein Abgaskatalysator, der in diesem Beispiel als Dreiwegekatalysator 3 ausgestaltet ist, angeordnet. Darüber hinaus umfasst das Abgasnachbehandlungssystem 100 einen Temperatursensor 31. Dieser befindet sich stromabwärts des Dreiwegekatalysators 3 und misst die Temperatur des aus dem Dreiwegekatalysator 3 austretenden Abgases 5. Alternativ kann der Temperatursensor 31 auch direkt an oder in dem Dreiwegekatalysator 3 angeordnet sein, um die Katalysatortemperatur zu messen.In 1 an exhaust gas aftertreatment system 100 according to a first embodiment of the invention is shown, which is arranged downstream of an internal combustion engine 1 of a vehicle which is otherwise not shown in any more detail. The internal combustion engine is connected upstream via a fresh air line 11 to an air supply for supplying the internal combustion engine 1 with combustion air 9 and downstream to an exhaust gas line 13 . Depending on the exhaust gas recirculation system, the combustion air 9 can only consist of pure fresh air 8 or of a mixture of fresh air 8 and recirculated exhaust gas 22 . An exhaust gas catalytic converter, which is designed as a three-way catalytic converter 3 in this example, is arranged in the exhaust pipe 13 downstream of the internal combustion engine 1 . In addition, the exhaust gas aftertreatment system 100 includes a temperature sensor 31. This is located downstream of the three-way catalytic converter 3 and measures the temperature of the exhaust gas 5 exiting the three-way catalytic converter 3. Alternatively, the temperature sensor 31 can also be arranged directly on or in the three-way catalytic converter 3 in order to measure the catalytic converter temperature measure up.

Weiterhin ist stromabwärts des Dreiwegekatalysators 3 ein Abgasrückführungssystem 2 angeordnet. Dieses umfasst eine Abgasrückführungsleitung 21, die stromabwärts des Dreiwegekatalysators 3 und stromab einer nicht dargestellten Turbine eines Abgasturboladers von der Abgasleitung 13 abzweigt und stromauf eines nicht dargestellten Verdichters des Abgasturboladers und stromaufwärts der Verbrennungskraftmaschine 1 in die Frischluftleitung 11 mündet. Das Abgasrückführungssystem 2 verfügt über einen Brenner 4, der in der Abgasrückführungsleitung 21 integriert angeordnet ist. Somit wird er von einem Teil des Abgases 5, wobei es sich folglich um rückgeführtes Abgas 22 handelt, durchströmt. Der Brenner 4 weist eine Kraftstoffzufuhr 41 sowie eine Brennkammer 42 auf. Dementsprechend wird innerhalb der vom rückgeführten Abgas 22 durchströmten Brennkammer 42 ein Gemisch 6 aus dem rückgeführten Abgas 22 und Kraftstoff gebildet, das dort gegebenenfalls verbrannt wird.Furthermore, an exhaust gas recirculation system 2 is arranged downstream of the three-way catalytic converter 3 . This includes an exhaust gas recirculation line 21, which branches off from the exhaust line 13 downstream of the three-way catalytic converter 3 and downstream of a turbine, not shown, of an exhaust gas turbocharger and upstream of a compressor, not shown, of the exhaust gas turbocharger opens into the fresh air line 11 upstream of the internal combustion engine 1 . The exhaust gas recirculation system 2 has a burner 4 which is integrated into the exhaust gas recirculation line 21 . A part of the exhaust gas 5, which is consequently recirculated exhaust gas 22, flows through it. The burner 4 has a fuel supply 41 and a combustion chamber 42 . Accordingly, a mixture 6 of the recirculated exhaust gas 22 and fuel is formed within the combustion chamber 42 through which the recirculated exhaust gas 22 flows, which mixture is optionally burned there.

Weiterhin umfasst das Fahrzeug ein Motorsteuergerät bzw. einen Bordcomputer 12. Er dient unter anderem zur Aufbereitung und Auswertung der Signale, die unter anderem von dem Temperatursensor 31 stammen. Außerdem steuert er die Kraftstoffzufuhr 41, die mit dem Bordcomputer 12 signalleitend verbunden ist, sowie das nicht dargestellte AGR-Ventil. Die Kraftstoffzufuhr 41 erhält durch den Bordcomputer 12 ein Signal, das die Menge eines der Brennkammer 42 zuzuführenden Kraftstoffs beinhaltet.The vehicle also includes an engine control unit or an on-board computer 12. It is used, among other things, for processing and evaluating the signals which originate from the temperature sensor 31, among other things. In addition, it controls the fuel supply 41, which is connected to the on-board computer 12 in a signal-conducting manner, as well as the EGR valve, which is not shown. The fuel supply 41 receives a signal from the onboard computer 12 that includes the amount of fuel to be supplied to the combustion chamber 42 .

In 2 ist ein Abgasnachbehandlungssystem 100 gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung gezeigt. Es werden im Folgenden lediglich die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführung beschrieben, wobei der übrige Aufbau dem in 1 dargestellten Aufbau gleicht.In 2 An exhaust aftertreatment system 100 according to a second embodiment of the invention is shown. In the following, only the differences compared to the first embodiment are described, with the rest of the structure being the same as in 1 structure shown is the same.

Gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung ist der Brenner 4 nun nicht in der Abgasrückführungsleitung 21 sondern stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine 1 und stromaufwärts des Dreiwegekatalysators 3 in der Abgasleitung 13 angeordnet und mit dieser fluidleitend verbunden. Somit durchströmt das aus der Verbrennungskraftmaschine 1 stammende Abgas 5 zumindest mit einem Teilstrom zunächst den Brenner 4 bevor es zum Dreiwegekatalysator 3, der Abgasrückführungsleitung 21 und weiteren stromabwärts angeordneten Komponenten gelangt.According to the second embodiment of the invention, the burner 4 is now not arranged in the exhaust gas recirculation line 21 but downstream of the internal combustion engine 1 and upstream of the three-way catalytic converter 3 in the exhaust gas line 13 and connected to it in a fluid-conducting manner. Thus, the exhaust gas 5 originating from the internal combustion engine 1 flows through at least a partial flow first through the burner 4 before it reaches the three-way catalytic converter 3, the exhaust gas recirculation line 21 and other components arranged downstream.

Nachfolgend wird anhand von 3 das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel des Abgasnachbehandlungssystems in einer ersten und zweiten Ausführung gemäß 1 und 2 erläutert.The following is based on 3 the method according to the invention using the example of the exhaust gas aftertreatment system in a first and second embodiment 1 and 2 explained.

Das Verfahren startet in Block 1. Es beginnt damit, dass sich die Verbrennungskraftmaschine 1 im Betrieb befindet. Dabei kann es sich unter anderem um den Start der Verbrennungskraftmaschine 1, einen Betrieb mit geringer Last oder insbesondere einen Wechsel des Betriebs aus dem Schubbetrieb durch Wiederanbinden einer Last an die Verbrennungskraftmaschine 1 handeln. Im Wesentlich handelt es sich um Betriebszustände, die mit einer erhöhten Sauerstoffkonzentration im Abgas 5 einhergehen.The method starts in block 1. It starts with the internal combustion engine 1 being in operation. This can involve, among other things, starting the internal combustion engine 1 , operation with a low load or, in particular, changing operation from the overrun mode by reconnecting a load to the internal combustion engine 1 . Essentially, these are operating states that are associated with an increased oxygen concentration in the exhaust gas 5 .

Des Weiteren wird, dargestellt in Block 2, mittels des Abgasrückführungssystems 2 ein Teilstrom 22 des Abgases 5 bzw. des Brennerabgases 7 in die Frischluftleitung 11 und in den Verbrennungskreislauf rückgeführt. Dafür entnimmt das Abgasrückführungssystem 2 gesteuert durch das AGR-Ventil einen Teilstrom 22 des Abgases 5 bzw. des Brennerabgases 7 aus der Abgasleitung 13 und mischt dieses rückgeführte Abgas 22 stromaufwärts der Verbrennungskraftmaschine 1 der Frischluft 8 in der Frischluftleitung 11 zu.Furthermore, as shown in block 2, a partial flow 22 of the exhaust gas 5 or of the burner exhaust gas 7 is recirculated into the fresh air line 11 and into the combustion cycle by means of the exhaust gas recirculation system 2 . For this purpose, the exhaust gas recirculation system 2, controlled by the EGR valve, removes a partial flow 22 of the exhaust gas 5 or the burner exhaust gas 7 from the exhaust gas line 13 and mixes this recirculated exhaust gas 22 with the fresh air 8 in the fresh air line 11 upstream of the internal combustion engine 1.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird nun in Block 3 der Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration im Abgas 5 in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 1 vorbestimmt. Der Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration variiert während des Betriebs in Abhängigkeit des Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 1. Der Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration im Abgas 5 stammt dabei zum Beispiel aus einem Modell, einem Kennfeld oder experimentellen Untersuchungen in einem Prüfstand. Er berücksichtigt somit beispielsweise den Wechsel aus dem Schub- in den Normalbetrieb, sodass ein niedriger Schwellenwert ermittelt wird. Da es bei einem derartigen Betriebszustand entscheidend für die Reduzierung der Schadstoffe durch Vermeidung der Entstehung von Rohemissionen ist, den Brenner 4 zu betreiben, muss die Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungsluft 9 so niedrig wie möglich sein, was sich in der Ermittlung des Schwellenwerts wiederspiegelt.According to a preferred embodiment of the method, the threshold value of the oxygen concentration in the exhaust gas 5 is now predetermined in block 3 as a function of an operating state of the internal combustion engine 1 . The threshold value of the oxygen concentration varies during operation depending on the operating state of internal combustion engine 1. The threshold value of oxygen concentration in exhaust gas 5 comes, for example, from a model, a map or experimental investigations on a test bench. For example, it takes into account the change from overrun to normal operation, so that a low threshold value is determined. Since in such an operating state it is crucial for reducing the pollutants by avoiding the formation of raw emissions to operate the burner 4, the oxygen concentration in the combustion air 9 must be as low as possible, which is reflected in the determination of the threshold value.

In Block 4 wird die Sauerstoffkonzentration im Abgas 5, also die Sauerstoffkonzentration des verbrennungsmotorischen Abgases, das die Verbrennungskraftmaschine 1 verlässt, ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt mittels üblicherweise vorhandener, hier nicht dargestellter Sensoren wie Lambdasonden oder NOx-Sensoren oder durch kennfeldgestützte Modellierung der Sauerstoffkonzentration in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1.In block 4, the oxygen concentration in the exhaust gas 5, ie the oxygen concentration of the internal combustion engine exhaust gas that leaves the internal combustion engine 1, is determined. This is preferably done by means of sensors that are usually present, not shown here, such as lambda probes or NOx sensors, or by map-supported modeling of the oxygen concentration as a function of the operating point of internal combustion engine 1.

Im darauffolgenden Schritt gemäß Block 5 wird beispielsweise durch den Bordcomputer 12 geprüft, ob die ermittelte Sauerstoffkonzentration im Abgas 5 den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Besitzt das Abgas 5 eine zu hohe Sauerstoffkonzentration und der Schwellenwert wird überschritten, wird das Verfahren in Block 6 fortgeführt und der Brenner betrieben. Andernfalls geht das Verfahren zurück zu Block 3 und die in Block 3 dargestellte Ermittlung des Schwellenwerts der Sauerstoffkonzentration im Abgas 5, die in Block 4 dargestellte Ermittlung der Sauerstoffkonzentration im Abgas 5 und der sich daran anschließende Vergleich mit dem Schwellenwert in Block 5 werden wiederholt.In the subsequent step according to block 5, the on-board computer 12 checks, for example, whether the determined oxygen concentration in the exhaust gas 5 exceeds the predetermined threshold value. If the exhaust gas 5 has an oxygen concentration that is too high and the threshold value is exceeded, the method is continued in block 6 and the burner is operated. Otherwise, the method goes back to block 3 and the determination of the threshold value of the oxygen concentration in the exhaust gas 5, shown in block 3, shown in block 4 Determination of the oxygen concentration in the exhaust gas 5 and the subsequent comparison with the threshold value in block 5 are repeated.

Gemäß dem in 3 dargestellten bevorzugten Verfahren wird darüber hinaus in Block 6 eine Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft 9 der Verbrennungskraftmaschine 1 vorbestimmt. Bei der Verbrennungsluft 9 handelt es sich um das Gasgemisch, das schlussendlich in die Verbrennungskraftmaschine 1 eintritt und zusammen mit dem zugeführten Kraftstoff dort die Verbrennung durchläuft. Die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft wird ebenfalls anhand eines Kennfelds bzw. Modells bzw. einer Verbrennungsrechnung ermittelt. Die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration stellt den gewünschten Schwellenwert der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft 9 unter Gesichtspunkten wie erforderlicher Leistung, Effizienz und niedriger Schadstoffemissionen dar. Daher berücksichtigt das Modell insbesondere eine Abhängigkeit der vorbestimmten Sauerstoffkonzentration von der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration im Abgas 5, 22 und einer Konvertierungsrate des Abgaskatalysators 3. Die Konvertierungsrate erlaubt Aussagen über die Effektivität, mit der der Dreiwegekatalysator 3 Schadstoffe aus dem Abgas entfernt. Sie lässt sich insbesondere durch Vergleich der Schadstoffkonzentrationen vor und hinter dem Dreiwegekatalysator 3 direkt feststellen. Alternativ kann die Konvertierungsrate anhand der Temperatur des Abgaskatalysators 3 oder der Temperatur des Abgases 5 stromab des Abgaskatalysators 3 berechnet werden. Durch Berücksichtigung der Sauerstoffkonzentration im Abgas 5 und der Konvertierungsrate stehen Informationen über die Abgasnachbehandlungsanlage 100 zur Verfügung, die eine Ermittlung der vorbestimmten Sauerstoffkonzentration der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft 9 sehr präzise ermöglichen, die den verschiedenen eingangs aufgezählten Kriterien Rechnung trägt.According to the 3 Furthermore, in block 6 an oxygen concentration of the combustion air 9 of the internal combustion engine 1 is predetermined. The combustion air 9 is the gas mixture that finally enters the internal combustion engine 1 and runs through the combustion process there together with the supplied fuel. The predetermined oxygen concentration of the combustion air is also determined using a characteristic map or model or a combustion calculation. The predetermined oxygen concentration represents the desired threshold value of the oxygen concentration of the combustion air 9 from the point of view of required performance, efficiency and low pollutant emissions. The model therefore takes into account in particular a dependency of the predetermined oxygen concentration on the actual oxygen concentration in the exhaust gas 5, 22 and a conversion rate of the exhaust gas catalytic converter 3. The conversion rate allows statements to be made about the effectiveness with which the three-way catalytic converter 3 removes pollutants from the exhaust gas. It can be determined directly in particular by comparing the pollutant concentrations upstream and downstream of the three-way catalytic converter 3 . Alternatively, the conversion rate can be calculated based on the temperature of the exhaust gas catalytic converter 3 or the temperature of the exhaust gas 5 downstream of the exhaust gas catalytic converter 3 . By considering the oxygen concentration in the exhaust gas 5 and the conversion rate, information about the exhaust gas aftertreatment system 100 is available that enables the predetermined oxygen concentration of the oxygen concentration in the combustion air 9 to be determined very precisely, which takes into account the various criteria listed above.

Anhand der vorbestimmten Sauerstoffkonzentration der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft 9 ermittelt der Bordcomputer 12 in Verbindung mit den Massenströmen der Frischluft 8 und des rückgeführten Abgases 22 sowie weiteren für die Verbrennung relevanten Modellen eine geeignete Kraftstoffmenge, die die Kraftstoffzufuhr 41 der Brennkammer 42 des Brenners 4 zuführt. Hierdurch wird in Block 7 ein Gemisch 6 aus zumindest einem Teil des Abgases 5 bzw. aus rückgeführtem Abgas 22 der Verbrennungskraftmaschine 1 und dem Brenner 4 zugeführtem Kraftstoff erzeugt. Hierbei umfasst das Gemisch 6 gemäß 1 nur einen Teil des Abgases 5, das rückgeführte Abgas 22, da der Brenner 4 in der Abgasrückführungsleitung 21 angeordnet ist. Gemäß 2 hingegen ist der Brenner 4 stromauf der Abgasrückführungsleitung 21 in der Abgasleitung 13 angeordnet, sodass das Gemisch 6 in diesem Fall das gesamte Abgas 5 bzw. zumindest einen Teilstrom davon sowie Kraftstoff umfasst.On the basis of the predetermined oxygen concentration of the oxygen concentration of the combustion air 9, the on-board computer 12 in connection with the mass flows of the fresh air 8 and the recirculated exhaust gas 22 as well as other models relevant to the combustion determine a suitable quantity of fuel, which the fuel supply 41 supplies to the combustion chamber 42 of the burner 4. As a result, a mixture 6 of at least part of the exhaust gas 5 or of recirculated exhaust gas 22 from the internal combustion engine 1 and the fuel fed to the burner 4 is produced in block 7 . Here, the mixture comprises 6 according to 1 only part of the exhaust gas 5, the recirculated exhaust gas 22, since the burner 4 is arranged in the exhaust gas recirculation line 21. According to 2 on the other hand, the burner 4 is arranged upstream of the exhaust gas recirculation line 21 in the exhaust gas line 13, so that the mixture 6 in this case includes the entire exhaust gas 5 or at least a partial flow thereof as well as fuel.

Nachdem das erfolgt ist, kann gemäß Block 8 das Gemisch 6 im Brenner 4 verbrannt werden.After this has taken place, the mixture 6 can be burned in the burner 4 according to block 8 .

Anschließend wird in Block 9 das erzeugte Brennerabgas 7 über die Abgasrückführungsleitung 21, die in die Frischluftleitung 11 mündet, der Frischluft 8 zugeführt und mit dieser gemischt. Gemäß der zweiten Ausführung gemäß 2 durchströmt das Brennerabgas 7 zunächst den Dreiwegekatalysator 3 bevor durch das AGR-Ventil ein Teil des Brennerabgases 7 über die Abgasrückführungsleitung 21 rückgeführt wird und den in Block 9 beschriebenen Weg in die Frischluftleitung 11 nimmt.Then, in block 9, the burner exhaust gas 7 produced is supplied to the fresh air 8 via the exhaust gas recirculation line 21, which opens into the fresh air line 11, and is mixed with it. According to the second embodiment 2 the burner exhaust gas 7 first flows through the three-way catalytic converter 3 before part of the burner exhaust gas 7 is recirculated through the EGR valve via the exhaust gas recirculation line 21 and takes the path described in block 9 into the fresh air line 11 .

Durch die Mischung bildet sich anschließend in Block 10 die Verbrennungsluft 9, deren Sauerstoffkonzentration gegenüber reiner Frischluft 8 reduziert wird und der vorbestimmten Sauerstoffkonzentration entspricht.The mixture then forms in block 10 the combustion air 9, the oxygen concentration of which is reduced compared to pure fresh air 8 and corresponds to the predetermined oxygen concentration.

Bezugszeichenlistereference list

100100
Abgasnachbehandlungsanlageexhaust aftertreatment system
11
Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
1111
Frischluftleitungfresh air line
1212
Motorsteuergerät/ BordcomputerEngine control unit/board computer
1313
Abgasleitungexhaust pipe
22
Abgasrückführungssystemexhaust gas recirculation system
2121
Abgasrückführungsleitungexhaust gas recirculation line
2222
Teil des Abgases / rückgeführtes AbgasPart of the flue gas / recirculated flue gas
33
Abgaskatalysatorcatalytic converter
3131
Temperatursensortemperature sensor
44
Brennerburner
4141
Kraftstoffzufuhrfuel delivery
4242
Brennkammercombustion chamber
55
Abgasexhaust
66
Gemischmixture
77
verbranntes Gemischburnt mixture
88th
Frischluftfresh air
99
Verbrennungsluftcombustion air

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

  • JP 202051302 A [0007]JP 202051302 A [0007]
  • CN 205841043 U [0008]CN 205841043 U [0008]
  • US 10808633 B2 [0009]US 10808633 B2 [0009]

Claims (10)

Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Fahrzeugs, das eine Verbrennungskraftmaschine (1), eine Frischluftleitung (11) zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine (1) mit Verbrennungsluft (9), eine Abgasleitung (13) sowie ein Abgasrückführungssystem (2) mit einer Abgasrückführungsleitung (21), die von der Abgasleitung (13) abzweigt und stromaufwärts der Verbrennungskraftmaschine in die Frischluftleitung (11) mündet, umfasst, wobei in/an der Abgasleitung (13) stromauf der Abgasrückführungsleitung (21) oder in/an der Abgasrückführungsleitung (21) ein mit Kraftstoff betreibbarer Brenner (4) angeordnet ist, umfassend folgende Schritte: Ermitteln einer Sauerstoffkonzentration in einem Abgas (5, 22) stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine (1), wenn die Sauerstoffkonzentration einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, Betreiben des Brenners (4) zum Verbrennen eines Gemischs (6) aus Abgas (5, 22) der Verbrennungskraftmaschine (1) und dem Brenner zugeführtem Kraftstoff unter Umsetzung des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs und unter Erzeugung eines Brennerabgases (7), und Zuführen des erzeugten Brennerabgases (7) über die Abgasrückführungsleitung (21) in die Frischluftleitung (11) zur Reduzierung der Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft (9) der Verbrennungskraftmaschine (1).Method for exhaust gas aftertreatment of a vehicle, which has an internal combustion engine (1), a fresh air line (11) for supplying the internal combustion engine (1) with combustion air (9), an exhaust line (13) and an exhaust gas recirculation system (2) with an exhaust gas recirculation line (21), which branches off from the exhaust gas line (13) and opens into the fresh air line (11) upstream of the internal combustion engine, with a burner that can be operated with fuel in/on the exhaust gas line (13) upstream of the exhaust gas recirculation line (21) or in/on the exhaust gas recirculation line (21). (4) is arranged, comprising the following steps: Determining an oxygen concentration in an exhaust gas (5, 22) downstream of the internal combustion engine (1), when the oxygen concentration exceeds a predetermined threshold value, the burner (4) is operated to burn a mixture (6) of exhaust gas (5, 22) from the internal combustion engine (1) and fuel supplied to the burner, converting the oxygen contained in the exhaust gas and generating a burner exhaust gas (7), and Supplying the burner exhaust gas (7) produced via the exhaust gas recirculation line (21) into the fresh air line (11) to reduce the oxygen concentration in the combustion air (9) of the internal combustion engine (1). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Brenner (4) so betrieben wird, dass eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der der Verbrennungskraftmaschine (1) zugeführten Verbrennungsluft (9) eingestellt wird, insbesondere gesteuert oder geregelt wird.procedure after claim 1 , wherein the burner (4) is operated in such a way that a predetermined oxygen concentration of the combustion air (9) supplied to the internal combustion engine (1) is set, in particular controlled or regulated. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der Verbrennungsluft (9) in Abhängigkeit von einem betriebsabhängigen Verbrennungsluftverhältnis λ vorbestimmt wird.procedure after claim 2 , wherein the predetermined oxygen concentration of the combustion air (9) is predetermined as a function of an operation-dependent combustion air ratio λ. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Brenner (4) in der Abgasleitung (13) angeordnet ist und die Leistung des Brenners (4) mindestens 10 kW, bevorzugt mindestens 15 kW und besonders bevorzugt zwischen 15 kW und 20 kW beträgt.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , wherein the burner (4) is arranged in the exhaust pipe (13) and the output of the burner (4) is at least 10 kW, preferably at least 15 kW and particularly preferably between 15 kW and 20 kW. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Brenner (4) in der Abgasrückführungsleitung (21) angeordnet ist und die Leistung des Brenners (4) mindestens 3 kW, bevorzugt mindestens 10 kW und besonders bevorzugt zwischen 10 kW und 15 kW beträgt.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , wherein the burner (4) is arranged in the exhaust gas recirculation line (21) and the output of the burner (4) is at least 3 kW, preferably at least 10 kW and particularly preferably between 10 kW and 15 kW. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Abgasleitung (13) mindestens ein erster Abgaskatalysator (3) angeordnet ist und eine dem Brenner (4) zugeführte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration im Abgas (5, 22) und einer Konvertierungsrate des mindestens einen ersten Abgaskatalysators (3) vorbestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at least one first exhaust gas catalytic converter (3) is arranged in the exhaust pipe (13) and a fuel quantity supplied to the burner (4) depends on the oxygen concentration in the exhaust gas (5, 22) and a conversion rate of the at least one first Exhaust catalyst (3) is predetermined. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in der Abgasleitung (13) mindestens ein erster Abgaskatalysator (3) angeordnet ist und die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration der der Verbrennungskraftmaschine (1) zugeführten Verbrennungsluft (9) in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration im Abgas (5, 22) und einer Konvertierungsrate des mindestens einen ersten Abgaskatalysators (3) und/oder der Temperatur des mindestens einen ersten Abgaskatalysators (3) und/oder der Temperatur des Abgases (5) stromabwärts des mindestens einen ersten Abgaskatalysators (3) bestimmt wird.procedure after claim 2 , wherein at least one first exhaust gas catalytic converter (3) is arranged in the exhaust pipe (13) and the predetermined oxygen concentration of the combustion air (9) fed to the internal combustion engine (1) depends on the oxygen concentration in the exhaust gas (5, 22) and a conversion rate of the at least one first Exhaust gas catalytic converter (3) and/or the temperature of the at least one first exhaust gas catalytic converter (3) and/or the temperature of the exhaust gas (5) downstream of the at least one first exhaust gas catalytic converter (3) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren nach einem Schubbetrieb oder in einem unteren Teillastbetrieb des Fahrzeugs durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the method is carried out after overrun operation or in lower part-load operation of the vehicle. Abgasnachbehandlungsanlage (100) für ein Fahrzeug, eingerichtet zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Exhaust aftertreatment system (100) for a vehicle, set up to carry out the method according to one of Claims 1 until 8th . Fahrzeug, eine Abgasnachbehandlungsanlage (100) nach Anspruch 9 aufweisend.Vehicle, an exhaust aftertreatment system (100). claim 9 having.
DE102021117847.9A 2021-07-09 2021-07-09 Process for exhaust aftertreatment of a vehicle Pending DE102021117847A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021117847.9A DE102021117847A1 (en) 2021-07-09 2021-07-09 Process for exhaust aftertreatment of a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021117847.9A DE102021117847A1 (en) 2021-07-09 2021-07-09 Process for exhaust aftertreatment of a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021117847A1 true DE102021117847A1 (en) 2023-01-12

Family

ID=84534080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021117847.9A Pending DE102021117847A1 (en) 2021-07-09 2021-07-09 Process for exhaust aftertreatment of a vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021117847A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125150A (en) 1997-10-23 1999-05-11 Mitsubishi Motors Corp Exhaust gas recirculation device
CN205841043U (en) 2016-03-28 2016-12-28 卡明斯公司 Internal combustion engine system
JP2020051302A (en) 2018-09-26 2020-04-02 古河電気工業株式会社 Exhaust gas warming device
DE102018126621A1 (en) 2018-10-25 2020-04-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine
US10808633B2 (en) 2018-10-04 2020-10-20 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and method for controlling the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125150A (en) 1997-10-23 1999-05-11 Mitsubishi Motors Corp Exhaust gas recirculation device
CN205841043U (en) 2016-03-28 2016-12-28 卡明斯公司 Internal combustion engine system
JP2020051302A (en) 2018-09-26 2020-04-02 古河電気工業株式会社 Exhaust gas warming device
US10808633B2 (en) 2018-10-04 2020-10-20 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and method for controlling the same
DE102018126621A1 (en) 2018-10-25 2020-04-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008000369B4 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE69808644T2 (en) REDUCTION OF EMBROIDERY OXIDE FOR DIESEL ENGINES
EP4095364B1 (en) Method for operating a combustion engine
WO2010022747A1 (en) Producing ageing gas for exhaust-gas aftertreatment systems
WO2009010335A1 (en) Exhaust-gas secondary treatment preceding a turbocharger
EP3584418B1 (en) Waste gas treatment system and method for regenerating a particle filter
DE69816579T2 (en) Internal combustion engine with NOx catalyst for lean mixture combustion
DE102018114025A1 (en) Exhaust after-treatment system and method for regeneration of a particulate filter
DE10251686B4 (en) Emission control system and method for an internal combustion engine
DE102009021114A1 (en) Method for operating air-compressing internal combustion engine, involves adjusting oxygen mass content in flue gas by actuation of low pressure-exhaust gas recirculation valve or air vane
EP3667056A1 (en) Exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine
DE102021117847A1 (en) Process for exhaust aftertreatment of a vehicle
DE102019107514A1 (en) Method for operating an internal combustion engine and an internal combustion engine
DE102021209417A1 (en) Method, computing unit and computer program for determining an amount of air provided by means of an electric air pump in an exhaust system of an internal combustion engine
DE102019101668A1 (en) Method for operating an internal combustion engine and motor vehicle
DE102019204298A1 (en) Exhaust gas purification device, internal combustion engine equipped therewith and method for exhaust gas purification
DE102020126135B4 (en) Combustion engine and method for internal engine reduction of nitrogen oxide emissions of a combustion engine
DE102019006494B4 (en) Exhaust system for an internal combustion engine of a motor vehicle, drive device for a motor vehicle and motor vehicle
DE102023134480B3 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102020207891A1 (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102019131022A1 (en) PROCESS AND SYSTEM FOR CONTROLLING OXYGEN CLEANING OF A THREE-WAY CATALYST
DE102021002153A1 (en) Control device for regulating an overall SCR system in an exhaust system
DE102021132390A1 (en) Method for operating an internal combustion engine system, internal combustion engine system and motor vehicle
DE102022129407A1 (en) Exhaust aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of a diesel engine
DE102021000197A1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified