WO2000052310A1 - Reduktion der kaltstartemissionen eines verbrennungsmotors mit einem hc-adsorber und einem katalysator - Google Patents

Reduktion der kaltstartemissionen eines verbrennungsmotors mit einem hc-adsorber und einem katalysator Download PDF

Info

Publication number
WO2000052310A1
WO2000052310A1 PCT/EP2000/001487 EP0001487W WO0052310A1 WO 2000052310 A1 WO2000052310 A1 WO 2000052310A1 EP 0001487 W EP0001487 W EP 0001487W WO 0052310 A1 WO0052310 A1 WO 0052310A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
adsorber
combustion engine
internal combustion
exhaust gas
gas mixture
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/001487
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf BRÜCK
Peter Hirth
Original Assignee
Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh
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 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh filed Critical Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh
Publication of WO2000052310A1 publication Critical patent/WO2000052310A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835Hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • 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
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the 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
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention provides a method for regulating an exhaust gas mixture of an internal combustion engine during the cold start, wherein a reservoir for hydrocarbons, hereinafter referred to as HC adsorber, and at least one catalytic converter are used in an exhaust line behind the internal combustion engine. Furthermore, a device for reducing cold start emissions in an internal combustion engine is created. The device has a catalytic converter, an HC adsorber, a measuring device for measuring an exhaust gas mixture from the internal combustion engine and a control circuit.
  • an HC adsorber is provided next to a catalytic converter in an exhaust line. Such an arrangement is evident, for example, from EP 0 485 179 B1.
  • the HC adsorber is either separate from the catalytic converter in the exhaust system.
  • the HC adsorber can also be connected to the catalyst as a device.
  • the HC adsorber can in turn also have a catalytically active coating (so-called "integral coating").
  • integral coating a catalytically active coating
  • the heating catalyst like the HC adsorber, can in turn be connected to one another in one device, for example by an integral adsorber coating.
  • the inventive method for controlling an exhaust gas mixture of an internal combustion engine during the cold start provides that during the cold start phase to prevent a reduction in the effectiveness of the catalyst, the exhaust gas mixture behind the HC - Adsorber is adjusted to a predefinable setpoint. This makes it possible to avoid an increased supply of oxygen in the cold start phase, in particular during an acceleration phase. Such an oversupply leads to high raw NOx emissions during the cold start and thus to a reduction in the effectiveness of the catalyst. This is now avoided in that a necessary, exact dimensioning of the required air quantity is set in that the exhaust gas mixture behind the HC adsorber is known and evaluated.
  • the exhaust gas mixture behind the HC adsorber is particularly effectively regulated.
  • the setpoint value of the exhaust gas mixture behind the HC adsorber is preferably set to a value during the cold start phase. This changes during the Cold start phase not.
  • a further embodiment of the method provides that the target value is set accordingly as a function of an acceleration behavior of the internal combustion engine. Depending on the torque required, the control behavior can be regulated and the exhaust emissions in the cold start phase can be further reduced.
  • Another implementation of the method provides that the hydrocarbon content of the exhaust gas mixture is recorded behind the HC adsorber for control purposes.
  • This has the advantage that, on the one hand, the unburned hydrocarbons that have not been adsorbed and have flowed through the HC adsorber can be measured directly.
  • the HC adsorber desorbs hydrocarbons according to the temperature of the HC adsorber. When the hydrocarbon concentration is measured directly behind the HC adsorber, these values can be measured directly and evaluated via the control system and adjusted via a corresponding supply of a suitable amount of air to the internal combustion engine.
  • a lambda probe which is arranged behind the HC adsorber and via which the exhaust gas mixture is regulated, is preferably used as the measured value pickup.
  • a lambda probe is part of the state of the art and can therefore be integrated into the process for regulating the exhaust gas mixture without any further changes. Existing arrangements can also be integrated into the control scheme with a correspondingly adapted lambda probe.
  • a further embodiment of the method provides that it is measured whether the HC adsorber is still desorbing hydrocarbons. Then the exhaust gas mixture is regulated accordingly until about the end of a desorption of hydrocarbon from the HC adsorber.
  • a possible end of a desorption means that either a suitable limit value is specified, from which the control is changed again. However, the control can also remain active until the measured value acquisition no longer detects any hydrocarbon. This depends on the technical effort and also on the achievement of the lowest possible cold start emissions.
  • a further embodiment of the method provides that regulation takes place via a first lambda probe upstream of the HC adsorber and via a second lambda probe downstream of the HC adsorber. Both lambda probes pass on their respective recorded signals to a corresponding control system. By comparing these signals over time, it is possible to draw conclusions about the amount of HC stored in the HC adsorber. The effectiveness of the HC adsorber can now be calculated from a comparison with an HC raw emission value calculated depending on the operating parameters. On the one hand, this enables an operational check of the control method, but at the same time also a check of the devices used. If it is found that the storage effectiveness of the HC adsorber decreases over a large number of cold start phases, a signal can be triggered from a predetermined limit value which indicates that the HC adsorber needs to be replaced.
  • a further development of the method finally provides that after the end of the cold start phase, in particular after the end of desorption of hydrocarbons from the HC adsorber, the internal combustion engine is regulated according to the exhaust gas mixture, which is measured upstream of the HC adsorber. This enables the procedure for regulation during the cold start phase in a standard control strategy for operating the internal combustion engine at operating temperatures.
  • a device for reducing cold start emissions in an internal combustion engine, the device having a catalytic converter, an HC adsorber, at least one measuring device for measuring an exhaust gas mixture from the internal combustion engine and a control circuit, provides that the control circuit has a first measuring device between the HC Has adsorber and the catalyst for measuring the exhaust gas mixture.
  • the arrangement, particularly of a lambda probe, at this point in the system enables the exhaust gas composition to be precisely recorded and thus regulated directly in front of the catalytic converter.
  • the control circuit preferably has a control strategy during the cold start phase to regulate an oxygen requirement upstream of the catalytic converter via an air quantity to be supplied to the internal combustion engine, depending on the measurement of the exhaust gas mixture behind the HC adsorber, in such a way that a reduction in NOx catalyst effectiveness of the catalytic converter is avoided.
  • the use of an HC adsorber which has only a negligible oxygen storage capacity, has proven to be particularly advantageous for avoiding a reduction in NOx catalyst effectiveness.
  • Other components possibly present in the exhaust line upstream of the measuring device, such as a starting catalytic converter, should also have a low oxygen storage capacity.
  • Negligibility is understood to mean that, depending on the material of the HC adsorber, it does not have the ability to store oxygen at all or, for example, by means of a suitable coating, the oxygen storage capacity of which is largely restricted.
  • the lowest possible oxygen storage capacity is sought in order to prevent reaction reactions between the unburned hydrocarbons and stored oxygen occurring on or in the HC adsorber itself perform.
  • the otherwise stored oxygen can lead to a deterioration in the effectiveness of the catalyst.
  • a second measuring device is integrated in front of the HC adsorber in addition to the first measuring device behind the HC adsorber.
  • the control strategy of the control loop provides for a temporal comparison of measurement signals from both measurement devices in order to determine an oxygen stored in the HC adsorber or an oxygen storage capacity of the HC adsorber.
  • Such a variable can enter the control loop as a disturbance variable.
  • the control strategy provides for the internal combustion engine to be controlled via the second measuring device, in particular a lambda probe, when a predefinable target value is reached.
  • FIG. 1 shows a device for reducing cold start emissions, with which a method according to the invention can be carried out.
  • Figure 1 shows a device 1 for reducing cold start emissions in an internal combustion engine, not shown.
  • the device 1 has a catalyst 2, an HC adsorber 3, a first measuring device 4 behind the HC adsorber 3 and a second measuring device 5 upstream of the HC adsorber. From the first measuring device 4 and the second measuring device 5, recorded measuring signals can be led to a control device 6. The latter is able to convert the corresponding measurement signals into a control strategy.
  • the control device 6 in turn sends a signal to a mixture preparation of the fuel for the internal combustion engine, not shown, via a line 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Abgasgemisches eines Verbrennungsmotors während des Kaltstarts, wobei ein HC-Adsorber (3) und ein Katalysator (2) in einem Abgasstrang hinter dem Verbrennungsmotor eingesetzt werden. Während der Kaltstartphase wird zur Verhinderung einer Verringerung der Effektivität des Katalysators (2) das Abgasgemisch hinter dem HC-Adsorber (3) auf einen vorgebbaren Sollwert eingeregelt. Auch wird eine Vorrichtung (1) geschaffen, mit der das Verfahren zur Regelung durchführbar ist, insbesondere mit einer Lambda-Sonde (4) zwischen HC-Adsorber (3) und Katalysator (2).

Description

Reduktion der Kaltstartemissionen eines Verbrennungsmotors mit einem HC-Adsorber und einem Katalysator
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Regelung eines Abgasgemisches eines Verbrennungsmotors während des Kaltstarts, wobei ein Speicher für Kohlenwasserstoffe, im folgenden HC-Adsorber, und mindestens ein Katalysator in einem Abgasstrang hinter dem Verbrennungsmotor eingesetzt werden. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Reduktion von Kaltstartemissionen bei einem Verbrennungsmotor geschaffen. Die Vorrichtung weist einen Katalysator, einen HC-Adsorber, eine Meßvorrichtung zur Messung eines Abgasgemisches aus dem Verbrennungsmotor und einen Regelungskreis auf.
Zur Einhaltung der gesetzlichen Auflagen bezüglich der Kaltstartemissionen wird in einem Abgasstrang ein HC-Adsorber neben einem Katalysator vorgesehen. Eine derartige Anordnung geht beispielsweise aus der EP 0 485 179 Bl hervor. Der HC-Adsorber liegt entweder getrennt vom Katalysator im Abgasstrang vor. Auch kann der HC-Adsorber mit dem Katalysator als eine Vorrichtung verbunden sein. Der HC-Adsorber kann seinerseits zusätzlich auch eine katalytisch aktive Beschichtung (sogenannte „Integralbeschichtung) aufweisen. Zur Reduktion von Kaltstartemissionen ist es bekannt, beispielsweise den HC-Adsorber mit einem nachgeschalteten Heizkatalysator in den Abgasstrang einzubauen. Der Heizkatalysator, wie auch der HC-Adsorber, können wiederum miteinander in einer Vorrichtung verbunden sein, beispielsweise durch eine Integraladsorberbeschichtung. Während der ersten Sekunden nach dem Start des Verbrennungsmotors adsorbiert nun der HC-Adsorber Kohlenwasserstoffe. Diese werden als Funktion von Temperatur und von der Kohlenwasserstoff- Konzentration vom Adsorber später wieder desorbiert. Diese Desorption kann in Abhängigkeit von Temperatur und Kohlenwasserstoff-Konzentration über eine Leerlaufphase des Verbrennungsmotors hinausgehen. Wird der Verbrennungsmotor mit einer Regelstrategie Lambda = 1 betrieben, so ist es notwendig, Sauerstoff zur Umsetzung der zuvor adsorbierten Kohlenwasserstoffe und jetzt desorbierten Kohlenwasserstoffe zuzugeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die das Abgasverhalten während einer Kaltstartphase des Verbrennungsmotors bei Verwendung eines HC-Adsorbers verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruches 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines Abgasgemisches eines Verbrennungsmotors während des Kaltstarts, wobei ein HC-Adsorber und ein Katalysator in einem Abgasstrang hinter dem Verbrennungsmotor eingesetzt werden, sieht vor, daß während der Kaltstartphase zur Verhinderung einer Verringerung der Effektivität des Katalysators das Abgasgemisch hinter dem HC- Adsorber auf einen vorgebbaren Sollwert eingeregelt wird. Dadurch gelingt es, daß ein erhöhtes Angebot an Sauerstoff in der Kaltstartphase, insbesondere bei einer Beschleunigungsphase, vermieden wird. Ein derartiges Überangebot führt während des Kaltstartes zu hohen NOx-Rohemissionen und damit zu einer Verringerung der Katalysatoreffektivität. Dieses wird dadurch nun vermieden, daß eine notwendige, exakte Bemaßung der benötigten Luftmenge dadurch eingestellt wird, daß das Abgasgemisch hinter dem HC-Adsorber bekannt ist und ausgewertet wird.
Insbesondere während einer Beschleunigungsphase kann ein ungünstiges Abgasgemisch auftreten. Daher wird insbesondere dann das Abgasgemisch hinter dem HC-Adsorber entsprechend wirkungsvoll geregelt. Der Sollwert des Abgasgemisches hinter dem HC-Adsorber wird vorzugsweise während der Kaltstartphase auf einen Wert festgelegt. Dieser ändert sich während der Kaltstartphase nicht. Eine weitere Ausführung des Verfahrens sieht vor, daß der Sollwert in Abhängigkeit von einem Beschleunigungsverhalten des Verbrennungsmotors entsprechend eingestellt wird. Je nach benötigtem Drehmoment kann dadurch das Regelungsverhalten reguliert werden und damit die Abgasemissionen in der Kaltstartphase weiter verringert werden. Vorzugsweise wird das Abgasgemisch hinter dem HC-Adsorber auf etwa Lambda = 1 geregelt. Diese Gemischeinstellung ist zweckmäßig, da dann der hinter dem HC-Adsorber angeordnete Katalysator im günstigsten Lambda-Fenster gefahren wird. Dieses wird insbesondere dadurch erzielt, daß der Verbrennungsmotor entsprechend geregelt wird. Das bedeutet, zur Erzielung von etwa Lambda = 1 wird der Verbrennungsmotor in einen mageren Betriebsbereich geregelt. Dem Verbrennungsmotor wird dann mehr Luft zugeführt, als das stöchiometrische Nerbrennungsverhältnis an und für sich vorsieht.
Eine weitere Ausfuhrung des Verfahrens sieht vor, daß zur Regelung der Kohlenwasserstoff-Gehalt des Abgasgemisches hinter dem HC-Adsorber aufgenommen wird. Dieses hat den Vorteil, daß einerseits die nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe, die nicht adsorbiert wurden und durch den HC-Adsorber hindurchgeströmt sind, direkt meßbar sind. Andererseits desorbiert der HC- Adsorber Kohlenwasserstoffe entsprechend der Temperatur des HC-Adsorbers. Diese Werte können bei unmittelbarer Messung der Kohlenwasserstoff- Konzentration hinter dem HC-Adsorber direkt gemessen und über die Regelung ausgewertet und über einer entsprechenden Zuführung einer geeigneten Luftmenge zum Verbrennungsmotor eingestellt werden.
Als Meßwertaufhehmer wird bevorzugt eine hinter dem HC-Adsorber angeordnete Lambda-Sonde eingesetzt, über die das Abgasgemisch geregelt wird. Eine Lambda-Sonde gehört zum Stand der Technik und ist daher ohne weitere Veränderung in das Verfahren zur Regelung des Abgasgemisches integrierbar. Auch können schon bestehende Anordnungen mit einer Lambda-Sonde entsprechend angepaßt in das Regelungsschema integriert werden. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß gemessen wird, ob der HC-Adsorber noch Kohlenwasserstoffe desorbiert. Dann wird etwa bis zum Ende einer Desorption von Kohlenwasserstoff aus dem HC-Adsorber das Abgasgemisch entsprechend geregelt. Ein etwaiges Ende einer Desorption bedeutet, daß entweder ein geeigneter Grenzwert vorgegeben wird, ab dem die Regelung wieder umgestellt wird. Es kann aber auch die Regelung so lange aktiv bleiben, bis die Meßwertaufhahme keinen Kohlenwasserstoff mehr feststellt. Dieses ist abhängig von technischem Aufwand, wie auch in Abhängigkeit von einer Erzielung der geringst möglichen Kaltstartemissionen auszuwählen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß eine Regelung über eine erste Lambda-Sonde vor dem HC-Adsorber und über eine zweite Lambda-Sonde hinter dem HC-Adsorber erfolgt. Beide Lambda-Sonden geben ihre jeweils aufgenommenen Signale an eine entsprechende Regelung weiter. Durch zeitlichen Vergleich dieser Signale kann auf die gespeicherte HC-Menge in dem HC- Adsorber zurückgeschlossen werden. Aus einem Vergleich gegenüber einem betriebsparameterabhängig berechneten HC-Rohemissionswert kann nun die Effektivität des HC-Adsorbers berechnet werden. Dieses ermöglicht zum einen eine Betriebsüberprüfung des Verfahrens zur Regelung, gleichzeitig aber auch eine Überprüfung der verwendeten Vorrichtungen. Wird festgestellt, daß die Speichereffektivität des HC-Adsorbers über eine große Anzahl von Kaltstartphasen abnimmt, kann ab einem vorgegebenen Grenzwert ein Signal ausgelöst werden, das einen notwendigen Austausch des HC-Adsorbers anzeigt.
Eine Weiterentwicklung des Verfahrens sieht schließlich vor, daß nach Abschluß der Kaltstartphase, inbesondere nach Beendigung einer Desorption von Kohlenwasserstoffen aus dem HC-Adsorber, eine Regelung des Verbrennungsmotors nach dem Abgasgemisch erfolgt, welches vor dem HC- Adsorber gemessen wird. Dadurch gelingt es, das Verfahren zur Regelung während der Kaltstartphase in eine übliche Regelungsstrategie für den Betrieb des Verbrennungsmotors unter Betriebstemperaturen zu integrieren.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reduktion von Kaltstartemissionen bei einem Verbrennungsmotor, wobei die Vorrichtung einen Katalysator, einen HC- Adsorber, mindestens eine Meßvorrichtung zur Messung eines Abgasgemisches aus dem Verbrennungsmotor und einen Regelungskreis aufweist, sieht vor, daß der Regelungskreis eine erste Meßvorrichtung zwischen dem HC-Adsorber und dem Katalysator zur Messung des Abgasgemisches hat. Die Anordnung insbesondere einer Lambda-Sonde an dieser Stelle im System ermöglicht die genau Erfassung und damit Regelung der Abgaszusammensetzung direkt vor dem Katalysator.
Bevorzugt weist der Regelkreis eine Regelungsstrategie auf, während der Kaltstartphase einen Sauerstoffbedarf vor dem Katalysator über eine dem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmenge in Abhängigkeit von der Messung des Abgasgemisches hinter dem HC-Adsorber so zu regeln, daß eine Verringerung einer NOx -Katalysatoreffektivität des Katalysators vermieden wird. Als besonders vorteilhaft zur Vermeidung einer Verringerung einer NOx- Katalysatoreffektivität hat sich der Einsatz eines HC-Adsorbers herausgestellt, der nur eine vernachlässigbare Sauerstoffspeicherfähigkeit hat. Auch andere eventuell vor der Meßeinrichtung im Abgasstrang vorhandene Komponenten, z.B. ein Startkatalysator, sollten eine geringe Sauerstoffspeicherfähigkeit haben. Unter Vernachlässigbarkeit ist dabei zu verstehen, daß entsprechend des Materials des HC-Adsorbers dieser überhaupt nicht die Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung besitzt oder aber, beispielsweise durch eine entsprechende Beschichtung, dessen Sauerstoffspeicherfähigkeit weitestgehend eingeschränkt ist. Eine möglichst geringe Sauerstoffspeicherfähigkeit wird angestrebt, um zu verhindern, daß auf dem bzw. in dem HC-Adsorber selbst Umsetzungsreaktionen zwischen den unverbrannten Kohlenwasserstoffen und gespeichertem Sauerstoff sich vollziehen. Zum anderen kann der ansonsten gespeicherte Sauerstoff zu einer Verschlechterung der Katalysatoreffektivität führen.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung wird in den Regelkreis neben der ersten Meßvorrichtung hinter dem HC-Adsorber eine zweite Meßvorrichtung vor dem HC-Adsorber integriert. Die Regelstrategie des Regelkreises sieht einen zeitlichen Vergleich von Meßsignalen beider Meßvorrichtungen zur Ermittlung eines im HC-Adsorbers gespeicherten Sauerstoffs oder einer Sauerstoffspeicherfähigkeit des HC-Adsorbers vor. Eine derartige Größe kann als Störgröße in den Regelkreis eingehen. Weiterhin sieht eine Weiterbildung der Vorrichtung vor, daß die Regelungsstrategie vorsieht, den Verbrennungsmotor über die zweite Meßvorrichtung, insbesondere eine Lambda-Sonde, bei Erreichen eines vorgebbaren Sollwertes zu regeln. Dieser vorgebbare Sollwert wird zweckmäßigerweise ein Meßwert in Bezug zu einer Desorption des HC- Adsorbers sein. Dadurch gelingt es, das Regelungsverhalten so rechtzeitig umzustellen, daß bei zumindest annäherndem Erreichen der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors dieser wieder entsprechend einer bisher schon im Stand der Technik verwendeten Lambda = 1 -Regelung gefahren wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Vorrichtung zur Reduktion von Kaltstartemissionen, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Reduktion von Kaltstartemissionen bei einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor. Die Vorrichtung 1 weist einen Katalysator 2, einen HC-Adsorber 3, eine erste Meßvorrichtung 4 hinter dem HC- Adsorber 3 und eine zweite Meßvorrichtung 5 vor dem HC-Adsorber auf. Von der ersten Meßvorrichtung 4 und der zweiten Meßvorrichtung 5 können aufgenommene Meßsignale zu einer Regelungseinrichtung 6 geführt werden. Diese ist in der Lage, die entsprechenden Meßsignale in eine Regelstrategie umsetzen zu können. Von der Regelungseinrichtung 6 wiederum geht über eine Leitung 7 ein Signal an eine nicht näher dargestellte Gemischaufbereitung des Kraftstoffes für den Verbrennungsmotor. Darüber kann dann der mit der ersten Meßvorrichtung 4 aufgenommene Abgasgemischwert auf Lambda = 1 geregelt werden.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Katalysator
3 HC-Adsorber
4 erste Meßvorrichtung
5 zweite Meßvorrichtung
6 Regelungseinrichtung
7 Leitung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Regelung eines Abgasgemisches eines Verbrennungsmotors während des Kaltstarts, wobei hintereinander ein HC-Adsorber (3) und mindestens ein Katalysator (2) in einem Abgasstrang hinter dem Verbrennungsmotor eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kaltstartphase zur Verhinderung einer Verringerung der Effektivität des Katalysators (2) das Abgasgemisch hinter dem HC- Adsorber (3) auf einen vorgebbaren Sollwert eingeregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kaltstartphase ein festgelegter Sollwert vorgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Beschleunigungsphase in Abhängigkeit vom Beschleunigungsverhalten der Sollwert eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasgemisch auf etwa Lambda gleich 1 geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Luftzufuhr und Brennstoffzufuhr des Verbrennungsmotors so geregelt werden, daß etwa Lambda gleich 1 erreicht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Kohlenwasserstoff-Gehalt des Abgasgemisches hinter dem HC-Adsorber (3) aufgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über eine hinter dem HC-Adsorber (3) angeordnete erste Meßvorrichtung (4), insbesondere eine Lambda-Sonde, das Abgasgemisch geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gemessen wird, ob der HC-Adsorber (3) noch Kohlenwasserstoffe desorbiert und daß bis etwa zum Ende einer Desorption von Kohlenwasserstoff aus dem HC-Adsorber (3) das Abgasgemisch geregelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung über eine zweite Meßvorrichtung (5), insbesondere eine erste Lambda-Sonde vor dem HC-Adsorber (3) und über eine erste Meß Vorrichtung (4), insbesondere eine zweite Lambda-Sonde, hinter dem HC-Adsorber (3) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der Kaltstartphase, insbesondere nach Beendigung einer Desorption von Kohlenwasserstoffen aus dem HC-
Adsorber (3), eine Regelung des Verbrennungsmotors nach dem Abgasgemisch erfolgt, welches vor dem HC-Adsorber (3) gemessen wird.
11. Vorrichtung (1) zur Reduktion von Kaltstartemissionen bei einem Verbrennungsmotor, wobei die Vorrichtung (1) einen Katalysator (2), einen HC-Adsorber (3), mindestens eine Meßvorrichtung (4, 5) zur Messung eines Abgasgemisches aus dem Verbrennungsmotor und eine Regelungseinrichtung (6) zur Regelung der Abgaszusammensetzung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (4), insbesondere eine Lambda-Sonde, zwischen dem HC-Adsorber (3) und dem Katalysator (2) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung (6) eine Regelungsstrategie beinhaltet, während der Kaltstartphase einen Sauerstoffbedarf vor dem Katalysator (2) über eine dem Verbrennungsmotor oder dem Abgasstrang zuzuführende Luftmenge in Abhängigkeit von der Messung des Abgasgemisches hinter dem HC- Adsorber (3) so zu regeln, daß eine Verringerung der Effektivität des Katalysators (2) vermieden wird.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der HC-Adsorber (3) und ggf. andere vor der ersten Meßvorrichtung (4) angeordnete Komponenten im Abgasstrang nur eine vernachlässigbare Sauerstoffspeicherfähigkeit haben.
14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Regelkreis neben der ersten Meßvorrichtung (4) hinter dem HC-Adsorber (3) eine zweite Meßvorrichtung (5) vor dem HC-Adsorber (3) integriert ist und die Regelstrategie einen zeitlichen Vergleich von Meßsignalen beider Meßvorrichtungen (4, 5) zur Ermittlung einer im HC- Adsorber (3) gespeicherten HC-Menge oder einer HC-Speicherfähigkeit des HC-Adsorbers (3) vorsieht.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungsstrategie vorsieht, den Verbrennungsmotor über die zweite Meßvorrichtung (5), insbesondere eine Lambda-Sonde, bei Erreichen eines vorgebbaren Sollwertes zu regeln.
16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungsstrategie als vorgebbaren Sollwert einen Meßwert in Bezug zu einer Desorption des HC-Adsorbers (3) vorsieht.
PCT/EP2000/001487 1999-03-02 2000-02-23 Reduktion der kaltstartemissionen eines verbrennungsmotors mit einem hc-adsorber und einem katalysator WO2000052310A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19909061A DE19909061A1 (de) 1999-03-02 1999-03-02 Reduktion der Kaltstartemissionen eines Verbrennungsmotors mit einem HC-Adsorber und einem Katalysator
DE19909061.0 1999-03-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000052310A1 true WO2000052310A1 (de) 2000-09-08

Family

ID=7899410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/001487 WO2000052310A1 (de) 1999-03-02 2000-02-23 Reduktion der kaltstartemissionen eines verbrennungsmotors mit einem hc-adsorber und einem katalysator

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19909061A1 (de)
WO (1) WO2000052310A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046249B4 (de) * 2000-09-19 2008-02-07 Volkswagen Ag HC-sensitive Messeinrichtung und Verfahren zur Steuerung derselben
DE102009046433A1 (de) 2009-11-05 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0531320A (ja) * 1991-07-31 1993-02-09 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JPH05149130A (ja) * 1991-11-28 1993-06-15 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
EP0485179B1 (de) 1990-11-09 1995-05-10 Ngk Insulators, Ltd. Heizgerät und Katalysatoreinrichtung
EP0820810A1 (de) * 1993-12-28 1998-01-28 Ngk Insulators, Ltd. Abgasreinigung
EP0824182A1 (de) * 1996-08-15 1998-02-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Verbrennungsmotor-Abgas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0485179B1 (de) 1990-11-09 1995-05-10 Ngk Insulators, Ltd. Heizgerät und Katalysatoreinrichtung
JPH0531320A (ja) * 1991-07-31 1993-02-09 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JPH05149130A (ja) * 1991-11-28 1993-06-15 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
EP0820810A1 (de) * 1993-12-28 1998-01-28 Ngk Insulators, Ltd. Abgasreinigung
EP0824182A1 (de) * 1996-08-15 1998-02-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Verbrennungsmotor-Abgas

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 321 (C - 1072) 18 June 1993 (1993-06-18) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 544 (M - 1489) 30 September 1993 (1993-09-30) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19909061A1 (de) 2000-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19816276C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP0911498B1 (de) Verbrennungsmotoranlage mit Stickoxid-Speicherkatalysator und Betriebsverfahren hierfür
DE19844082C1 (de) Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators
EP1250524A2 (de) VERFAHREN ZUR ENTSCHWEFELUNG EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NO x?-SPEICHERKATALYSATORS
DE102009028237A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters mit einer im Abgaskanal nachgeordneten Abgassonde
DE102005013278B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für eine optimierte Kraftstoffsteuerung auf der Grundlage eines Auslass-Sauerstoffsignals zur Reduktion von Fahrzeugemissionen
WO2001004471A1 (de) Verfahren zum überprüfen eines dreiwege-abgaskatalysators einer brennkraftmaschine
EP2358985A1 (de) Verfahren zum betreiben eines dieselmotors mit einer einen stickoxid-speicherkatalysator aufweisenden abgasreinigungsanlage
DE102012202679B3 (de) Verfahren zur Einleitung und Aufrechterhaltung eines unterstöchiometrischen Betriebs einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE10026359A1 (de) Abgasreinigungsanlage für eine fremdgezündete, aufgeladene Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben
EP1966468B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regeneration einer abgasreinigungsanlage
DE10361286A1 (de) Verfahren zur Regeneration eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE10103415A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines im Abgasweg eines Verbrennungsmotors angeordneten NOx-Sensors
WO2000052310A1 (de) Reduktion der kaltstartemissionen eines verbrennungsmotors mit einem hc-adsorber und einem katalysator
DE102016210897B4 (de) Steuerung einer Stickoxidemission in Betriebsphasen hoher Last
EP1183454B1 (de) VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINER REGENERATION EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS
DE10156476B4 (de) Verfahren zur Erkennung der fortschreitenden Verschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators
DE10153901A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung eines einem Dieselmotor nachgeschalteten NOx-Speicherkatalysators
EP1325218B1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM DIAGNOSTIZIEREN DER SPEICHEREIGENSCHAFTEN EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS
DE10241499B4 (de) Verfahren zur Ermittlung des Alterungsgrades eines Stickoxid-Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges
DE102004052062A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Speicherkatalysatoren
EP1450016A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage mit zwei in Serie angeordneten NOx-Speicherkatalysatoren
DE102004052063A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regenerierung von Speicherkatalysatoren
WO2004018858A2 (de) Verbrennungsmotor und verfahren zum betrieb eines verbrennungsmotors mit einer kraftstoffregelungsvorrichtung
DE10148661A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase