WO2001065096A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NOx-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NOx-SPEICHERKATALYSATORS - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NOx-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NOx-SPEICHERKATALYSATORS Download PDF

Info

Publication number
WO2001065096A1
WO2001065096A1 PCT/EP2001/001787 EP0101787W WO0165096A1 WO 2001065096 A1 WO2001065096 A1 WO 2001065096A1 EP 0101787 W EP0101787 W EP 0101787W WO 0165096 A1 WO0165096 A1 WO 0165096A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
regeneration
gas recirculation
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/001787
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ekkehard Pott
Hermann Hahn
Sören HINZE
Michael Zillmer
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority to EP01919298A priority Critical patent/EP1264093A1/de
Priority to AU46446/01A priority patent/AU4644601A/en
Publication of WO2001065096A1 publication Critical patent/WO2001065096A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing 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
    • F02D41/0275—Introducing 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 the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust 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
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for carrying out a NO x regeneration of a NO x storage catalytic converter arranged in an exhaust gas duct of an internal combustion engine with the features mentioned in the preamble of claims 1 and 9
  • catalytic converters with NO x storage function (NO x storage catalytic converters) in exhaust gas lines of internal combustion engines.
  • the catalytic converter thereby reduces an emission of pollutants by providing a Conversion of exhaust gas components, such as carbon monoxide, unburned hydrocarbons and nitrogen oxides, into less environmentally relevant compounds requires that internal combustion engines are operated as permanently as possible in a lean operating mode with ⁇ > 1, i.e. with an excess of oxygen in a supplied air-fuel mixture under these conditions, fuel consumption is reduced.
  • the NO x regeneration is carried out during at least part of its regeneration duration at an exhaust gas recirculation rate of 0 to 15 vol%, in particular at 0 to 10 vol%.
  • Current customary recirculation rates vary depending on the engine type Range of 25 to 35 vol.%
  • the volume fraction relates to a proportion of the recirculated exhaust gas volume in an overall air volume to be supplied to the internal combustion engine.
  • the exhaust gas recirculation rate can be varied stepwise or continuously during the regeneration
  • the exhaust jerk transit rate before the end of the NO x -Regenerat ⁇ on to 5 to 25 volume -%, in particular 15 vol ⁇ ⁇ %, is increased at the end of the NO x -Regenerat ⁇ on to reach exhaust jerk transit rate can, in particular of the return rate to be set after the end of the NO x regeneration are made dependent
  • a further advantageous embodiment provides for the exhaust gas recirculation rate to be increased gradually or continuously before the end of the NO x regeneration. In this way, the transition can be leveled further
  • the exhaust gas recirculation rate is increased 5 to 0.5 s, in particular 2 s, before the NO x regeneration has ended.
  • the time of the increase in the exhaust gas recirculation rate before the end of the NO x regeneration depending on the existing before and / or after the increase in exhaust gas recirculation rate, for example, in the event of a large difference in the exhaust gas recirculation rates, an increase in the exhaust gas recirculation rate should be started before and after the increase relatively early before the end of the NO x regeneration.
  • means are provided with which the method steps of carrying out the NO x regeneration can be carried out at a reduced exhaust gas recirculation rate or without exhaust gas recirculation and increasing an exhaust gas recirculation rate before the NO x regeneration has ended
  • these means comprise a control unit in which a procedure for controlling the method steps for carrying out NO x regeneration and the NO x storage catalytic converter is stored in digital form, the control unit being able to be integrated in an engine control unit
  • Figure 1 is a schematic arrangement of an internal combustion engine with an exhaust duct
  • Figure 2 shows a time course of lambda during a NO x regeneration with and without exhaust gas recirculation
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an internal combustion engine 10 with an exhaust gas channel 12 assigned to it. Downstream of the internal combustion engine 10, a small-volume pre-catalytic converter 14 and a NO x storage catalytic converter 16 are arranged in the exhaust gas channel 12 in front of the catalytic converter system 14 16 in the exhaust gas duct 12.
  • the lambda probe 18 outputs a signal to an engine control unit 20 which processes this and other measurement signals and operating parameters of the internal combustion engine 10.
  • a control unit 22 Integrated in the engine control unit 20 is a control unit 22 in which the procedure according to the invention for carrying out a NO x Regeneration of the NO x storage catalytic converter 16 is stored in digital form.
  • the engine control unit 20 or the control unit 22 controls the operating mode of the internal combustion engine 10 by using both example influences an air-fuel mixture to be fed in. For this purpose, Fresh air volume flow sucked in regulated by the position of a throttle valve 24 in an intake pipe 26. Furthermore, the engine control unit 20 or the control unit 22 controls an exhaust gas recirculation valve 30 arranged in a return line 28
  • the control unit 22 switches the internal combustion engine 10 into a homogeneous, stoichiometric or rich operating mode.
  • the control unit 22 specifies, for example, a stronger closed position of the throttle valve 24 , so that the oxygen content in the supplied air-fuel mixture is reduced.
  • the exhaust gas recirculation is reduced and / or completely prevented during at least part of the regeneration period. This is also done by a corresponding control of the exhaust gas recirculation valve 30 by the engine control unit 20 or the control unit 22
  • FIG. 2 shows a simplified representation of a time course of a lambda value measured in front of the catalytic converter system 14, 16 with the lambda probe 18 during a NO x regeneration of the NO x storage catalytic converter 16.
  • the broken line 32 represents a lambda course during regeneration with activation of an exhaust gas recirculation according to current customary practice (recirculation rate about 30% by volume), while the solid line 34 shows a corresponding lambda curve without exhaust gas recirculation.
  • both curves 32, 34 have a constant level corresponding to a lambda lean specification ⁇ m after detection of a need for regeneration and switching of an air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 10 to a rich, that is to say fuel-rich composition, at a point in time tg, the signal 32 measured with simultaneous exhaust gas recirculation still persists for a certain delay lean lambda value ⁇ m This can be attributed to the oxygen-rich exhaust gas that is still in the exhaust gas recirculation line 28 from the previous lean phase and is supplied to the fresh air drawn in.
  • the signal 32 drops relatively flat until a time t-
  • the flatness of the previous drop in the lambda value is also the result of the exhaust gas being fed into the fresh air drawn in.
  • the lambda curve 34 (solid line) measured according to the invention without exhaust gas recirculation shows considerable deviations from the curve 32 explained above, measured with the exhaust gas recirculation switched on. Without exhaust gas recirculation, the lambda curve 34 exhibits an almost immediately after switching of the internal combustion engine 10 into the rich operating mode at time tg and is relatively steep falling course, so that the lambda fat specification ⁇ f already at a time t-
  • the regeneration time that must be applied for a complete emptying of the memory of the NO x storage catalytic converter 16 is considerably shorter than in the case of approved exhaust gas recirculation, so that the end of the NO x regeneration is already reached at a point in time t 2 a very long regeneration period with simultaneous exhaust gas recirculation (curve 32) is a result of the constant exhaust gas extraction, so that only a reduced reducing agent mass flow is available to convert the nitrogen oxides of the NO x storage catalytic converter

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 und eine Vorrichtung zur Durchführung einer NOx-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speicherkatalysators, wobei die Verbrennungskraftmaschine in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden kann und bei mindestens einem der Betriebsmodi eine Abgasrückführung in eine Ansaugluft der Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Es ist vorgesehen, dass die NOx-Regeneration während wenigstens eines Teils ihrer Regenerationsdauer bei einer verminderten Abgasrückführrate oder ohne Abgasrückführung durchgeführt wird und einem Ende der NOx-Regeneration eine Erhöhung oder Zuschaltung einer Abgasruckführung vorausgeht. Erfindungsgemäss wird somit ein schnelles Umschalten in den Regenerationsbereich ohne Zündaussetzer erzielt sowie eine kurze Regenerationsdauer.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer NOx-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten
NOχ-Speicherkatalysators
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchfuhrung einer NOx- Regeneration eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speιcherkatalysators mit den im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9 genannten Merkmalen
Um eine Nachbehandlung von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von zeitweise mager laufenden Verbrennungskraftmaschinen, durchzufuhren, ist es bekannt, Katalysatoren mit NOx-Speιcherfunktιon (NOx- Speicherkatalysatoren) in Abgasstrangen der Verbrennungskraftmaschinen anzuordnen Der Katalysator reduziert dabei eine Emission von Schadstoffen, indem er eine Konvertierung von Abgasbestandteilen, wie Kohlenmonoxid, unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden, in weniger umweltrelevante Verbindungen fordert Derzeit wird ein möglichst dauerhafter Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen in einem mageren Betriebsmodus mit λ > 1 , das heißt mit einem Sauerstoffuberschuss in einem zugefuhrten Luft-Kraftstoff-Gemisch, angestrebt Unter diesen Bedingungen wird ein Kraftstoffverbrauch reduziert Auf der anderen Seite kann im Magermodus wegen des Sauerstoffuberschusses keine vollständige katalytische Reduktion von NOx erreicht werden Stattdessen erfolgt im Magerbetrieb eine Absorption von NOx in den NOx-Speιcherkatalysator Wegen einer begrenzten NOx-Speιcherkapazιtat des Katalysators muss dieser in periodischen Abstanden einer NOx-Regeneratιon unterzogen werden, wofür er üblicherweise mit einer fetten Abgasatmosphare beaufschlagt wird, so dass absorbiertes NOx durch nunmehr im Abgas im Uberschuss vorhandene Reduktionsmittel (HC, CO) konvertiert werden kann
Es ist ferner bekannt, eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasruckfuhrung zu betreiben, wobei ein Teil des Abgases dem der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisch zugemischt wird Durch diese Maßnahme kann eine Verbrennungstemperatur und damit verbunden die NOx-Entstehung abgesenkt werden Dazu wird üblicherweise in Abhängigkeit eines Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine ein in einer Ruckfuhrleitung angeordnetes Abgasruckfuhrventil angesteuert
Die Regelung der NOx-Regeneratιon von NOx-Speιcherkatalysatoren und der Abgasruckfuhrung erfolgt üblicherweise unabhängig voneinander, so dass eine Abgasruckfuhrung wahrend einer NOx-Regeneratιon zugelassen wird Hierdurch werden verschiedene Probleme aufgeworfen Zunächst wird eine Dauer der Umschaltung von Mager- auf Fettbetrieb der Verbrennungskraftmaschine, die vom Zeitpunkt der Vorgabe eines fetten Luft-Kraftstoff-Gemisches bis zu dem tatsachlichen Vorliegen eines fetten Abgases verstreicht, unerwünscht verlängert Dies ist auf das Vorhandensein sauerstoffreichen Abgases in der Abgasruckfuhrleitung zurückzuführen, welches noch dem Brennraum der Maschine zugeführt wird, wahrend bereits ein Fettmodus der Verbrennungskraftmaschine angefordert wird Ein weiteres Problem ergibt sich durch das Umschalten von einem Schicht- auf einen Homogenbetrieb der Verbrennungskraftmaschine, welches üblicherweise mit der Umschaltung in den Fettmodus einhergeht Damit verbunden kommt es insbesondere kurz nach der Betriebsumstellung zu Brennbarkeitsproblemen und Zündaussetzern, wenn das Gemisch trotz Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu mager zum Entflammen ist Dieses Problem wird durch die Rückführung des zunächst noch mageren Abgases weiter verschärft Schließlich wird auch die Dauer einer NOx-Regeneratιon durch die Abgasruckfuhrung erheblich verlängert Dies ist Folge des verminderten Abgasmassenstroms und des damit verbundenen verminderten
Reduktionsmittelstroms der für die Umsetzung der freigesetzten Stickoxide am NOx- Speicherkatalysator notwendig ist Eine Verlängerung der Regenerationsdauer fuhrt zu einem erheblichen Kraftstoffmehrverbrauch
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, durch welche die beschriebenen Probleme bei der Durchfuhrung einer NOx-Regeneratιon eines NOx-Speιcherkatalysators gemäß dem Stand der Technik überwunden werden
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 9 genannten Merkmalen gelost Indem die NOx- Regeneration bei einer verminderten Abgasruckfuhrrate oder ohne Abgasruckfuhrung durchgeführt wird und einem Ende der NOx-Regeneratιon eine Erhöhung oder Zuschaltung einer Abgasruckfuhrung vorausgeht, wird ein schnelles und aussetzerfreies Umschalten der Verbrennungskraftmaschine von einem Mager- in einen Fettbetπeb gewahrleistet und die Regenerationszeiten verkürzt Ferner wird infolge des schnellen Umschaltens eine NOx-Desorptιonsspιtze, die beim Durchgang des Lambdawert.es von λ > 1 nach λ < 1 beobachtet wird, verringert Durch die Erhöhung der Abgasruckfuhrrate vor Beendigung der NOx-Regeneratιon wird der Übergang beim Umschalten der Verbrennungskraftmaschine von dem Regenerations- in einen Magermodus fließender gestaltet, so dass praktisch keine Änderung im Betriebsverhalten des Kraftfahrzeugs auftritt
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die NOx-Regeneratιon wahrend wenigstens eines Teils ihrer Regenerationsdauer bei einer Abgasruckfuhrrate von 0 bis 15 Vol -%, insbesondere bei 0 bis 10 Vol -%, durchgeführt Derzeit übliche Ruckfuhrraten bewegen sich in Abhängigkeit von dem Motortyp im Bereich von 25 bis 35 Vol -% Dabei bezieht sich der Volumenanteil auf einen Anteil des ruckgefuhrten Abgasvolumens an einem insgesamt der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Luftvolumen Im Rahmen vorteilhafter Vorgaben kann die Abgasruckfuhrrate wahrend der Regeneration stufenweise oder kontinuierlich variiert werden
Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Abgasruckfuhrrate vor dem Ende der NOx-Regeneratιon auf 5 bis 25 Vol -%, insbesondere 15 Vol ■■■%, erhöht wird Die am Ende der NOx-Regeneratιon zu erreichende Abgasruckfuhrrate kann dabei insbesondere von der nach Beendigung der NOx-Regeneratιon einzustellenden Ruckfuhrrrate abhangig gemacht werden
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, die Abgasruckfuhrrate stufenweise oder kontinuierlich vor dem Ende der NOx-Regeneratιon zu erhohen Auf diese Weise kann der Übergang weiter geebnet werden
Nach einer weiteren Ausfuhrungsform wird die Abgasruckfuhrrate 5 bis 0,5 s, insbesondere 2 s, vor Beendigung der NOx-Regeneratιon erhöht In diesem Zusammenhang kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Zeitpunkt der Erhöhung der Abgasruckfuhrrate vor dem Ende der NOx-Regeneratιon in Abhängigkeit von der vor und/oder nach der Erhöhung vorliegenden Abgasruckfuhrrate bemessen wird Beispielsweise sollte bei einer großen Differenz der Abgasruckfuhrraten vor und nach der Erhöhung relativ frühzeitig vor Beendigung der NOx-Regeneratιon mit einer Erhöhung der Abgasruckfuhrrate begonnen werden In der erfindungsgemaßen Vorπchtung zur Durchfuhrung einer NOx-Regeneratιon sind Mittel vorgesehen, mit welchen die Verfahrensschritte Durchfuhrung der NOx- Regeneration bei einer verminderten Abgasruckfuhrrate oder ohne Abgasruckfuhrung und Erhöhung einer Abgasruckfuhrrate vor Beendigung der NOx-Regeneratιon ausfuhrbar sind
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen diese Mittel eine Steuereinheit, in der eine Prozedur zur Steuerung der Verfahrensschritte zur Durchfuhrung einer NOx- Regeneration und des NOx-Speιcherkatalysators in digitaler Form hinterlegt ist, wobei die Steuereinheit in ein Motorsteuergerat integriert sein kann
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteranspruche
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausfuhrungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen naher erläutert Es zeigen
Figur 1 eine schematische Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgaskanal und
Figur 2 einen zeitlichen Verlauf von Lambda wahrend einer NOx-Regeneratιon mit und ohne Abgasruckfuhrung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem dieser zugeordneten Abgaskanal 12 Stromab der Verbrennungskraftmaschine 10 sind ein kleinvolumiger Vorkatalysator 14 sowie ein NOx-Speιcherkatalysator 16 in dem Abgaskanal 12 angeordnet Eine Lambdasonde 18 dient der Erfassung einer Sauerstoffkonzentration im Abgas und befindet sich noch vor dem Katalysatorsystem 14 16 im Abgaskanal 12 Die Lambdasonde 18 gibt ein Signal an ein Motorsteuergerat 20 wieder welches dieses und andere Messsignale sowie Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10 verarbeitet Integriert in das Motorsteuergerat 20 ist eine Steuereinheit 22, in welcher die erfindungsgemaße Prozedur zur Durchfuhrung einer NOx-Regeneratιon des NOx-Speιcherkatalysators 16 in digitaler Form hinterlegt ist In Abhängigkeit aller eingehenden Signale steuert das Motorsteuergerat 20 beziehungsweise die Steuereinheit 22 den Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 10, indem es beispielsweise Einfluss auf ein einzuspeisendes Luft-Kraftstoff-Gemisch nimmt Zu diesem Zweck wird ein angesaugter Frischluftvolumenstrom durch Stellung einer Drosselklappe 24 in einem Ansaugrohr 26 geregelt Ferner steuert das Motorsteuergerat 20 beziehungsweise die Steuereinheit 22 ein in einer Ruckfuhrleitung 28 angeordnetes Abgasruckfuhrventil 30 an
Wird nun wahrend einer Magerphase der Verbrennungskraftmaschine 10 eine Regenerationsnotwendigkeit des NOx-Speιcherkatalysators 16 festgestellt, so bewirkt die Steuereinheit 22 die Umschaltung der Verbrennungskraftmaschine 10 in einen homogenen, stochiometπschen oder fetten Betriebsmodus Dazu gibt die Steuereinheit 22 beispielsweise eine starker geschlossene Stellung der Drosselklappe 24 vor, so dass der Sauerstoffanteil im zugefuhrten Luft-Kraftstoff-Gemisch reduziert wird Erfindungsgemaß wird wahrend wenigstens eines Teils der Regenerationsdauer die Abgasruckfuhrung vermindert und/oder vollständig unterbunden Auch dies geschieht durch eine entsprechende Steuerung des Abgasruckfuhrventils 30 durch das Motorsteuergerat 20 beziehungsweise die Steuereinheit 22
Figur 2 zeigt in einer vereinfachten Darstellung einen zeitlichen Verlauf eines vor dem Katalysatorsystem 14, 16 mit der Lambdasonde 18 gemessenen Lambdawertes wahrend einer NOx-Regeneratιon des NOx-Speιcherkatalysators 16 Dabei stellt die durchbrochene Linie 32 einen Lambdaverlauf wahrend einer Regeneration mit Zuschaltung einer Abgasruckfuhrung gemäß derzeit üblicher Praxis (Ruckfuhrrate zirka 30 Vol -%) dar, wahrend die durchgezogene Linie 34 einen entsprechenden Lambdaverlauf ohne Abgasruckfuhrung zeigt Wahrend einer anfänglichen Magerphase weisen beide Verlaufe 32, 34 ein konstantes Niveau entsprechend einer Lambdamagervorgabe λm auf Nach Detektion einer Regenerationsnotwendigkeit und Umschalten eines der Verbrennungskraftmaschine 10 zugefuhrten Luft-Kraftstoff- Gemisches auf eine fette, das heißt kraftstoffreiche Zusammensetzung, zu einem Zeitpunkt tg verharrt das bei gleichzeitiger Abgasruckfuhrung gemessene Signal 32 noch für eine gewisse Verzogerungsdauer bei dem mageren Lambdawert λm Dies kann auf das sauerstoffreiche Abgas zurückgeführt werden das aus der vorausgegangenen Magerphase sich noch in der Abgasruckfuhrleitung 28 befindet und der angesaugten Frischluft zugeführt wird Nach dieser Verzögerung setzt ein relativ flacher Abfall des Signals 32 bis zu einem Zeitpunkt t-| ein, an dem ein der Lambdafettvorgabe λf entsprechender Wert erreicht ist Die Flachheit des vorausgegangenen Abfalls des Lambdawertes ist ebenfalls Folge der Abgaseinspeisung in die angesaugte Frischluft Wahrend der folgenden Regenerationsdauer die sich bis zu einem Zeitpunkt t2 erstreckt, wird die Lambdafettvorgabe λf eingehalten und eingespeicherte Stickoxide NOx des NOx- Speicherkatalysators 16 mit den im Abgas vorhandenen Reduktionsmitteln CO und HC reduziert Nach erfolgter Speicherentleerung zum Zeitpunkt t2 wird die Verbrennungskraftmaschine 10 wieder in den Magermodus umgeschaltet, so dass sich der Lambdawert wieder auf die Lambdamagervorgabe λm einfindet
Der erfmdungsgemaß ohne Abgasruckfuhrung gemessene Lambdaverlauf 34 (durchgezogene Linie) zeigt erhebliche Abweichungen von dem oben erläuterten, bei zugeschalteter Abgasruckfuhrung gemessenen Verlauf 32 Ohne Abgasruckfuhrung weist der Lambdaverlauf 34 einen nahezu unmittelbar nach Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 in den fetten Betriebsmodus zum Zeitpunkt tg einsetzenden und verhältnismäßig steil abfallenden Verlauf auf, so dass die Lambdafettvorgabe λf bereits zu einem Zeitpunkt t-| ' erreicht ist Ferner ist die Regenerationsdauer, die für eine vollständige Entleerung des Speichers des NOx- Speicherkatalysators 16 aufgebracht werden muss, erheblich kurzer als bei zugelassener Abgasruckfuhrung, so dass das Ende der NOx-Regeneratιon bereits zu einem Zeitpunkt t2' erreicht wird Die sehr lange Regenerationsdauer bei gleichzeitiger Abgasruckfuhrung (Verlauf 32) ist ein Resultat der standigen Abgasentnahme, so dass lediglich ein verringerter Reduktionsmittelmassenstrom zur Verfügung steht, um die Stickoxide des NOx-Speιcherkatalysators zu konvertieren
Insgesamt ist die Regenerationsdauer ohne Abgasruckfuhrung gegenüber der mit gleichzeitiger Abgasruckfuhrung notwendigen Regenerationsdauer annähernd um die Hälfte verkürzt Die erfmdungsgemaß bevorzugten Abgasruckfuhrraten von maximal 15 Vol -% weisen Lambdaverlaufe auf, die einen Zwischenzustand zwischen den erläuterten Verlaufen repräsentieren
Durch die Zuschaltung der Abgasruckfuhrung beziehungsweise Erhöhung der Abgasruckfuhrrate vor Beendigung der NOx-Regeneratιon wird zwar die Regenerationsdauer geringfügig erhöht Dieser Nachteil wird aber durch den Vorteil eins weitestgehend momentenneutralen Überganges im Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine aufgewogen BEZUGSZEICHENLISTE
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Abgaskanal
14 Vorkatalysator
16 NOx-Speicherkatalysator
18 Lambdasonde 0 Motorsteuergerät 2 Steuereinheit 4 Drosselklappe 6 Ansaugrohr
28 Abgasrückführleitung
30 Abgasruckfuhrventil
32 Lambdaverlauf mit Abgasrückführung
34 Lambdaverlauf ohne Abgasrückführung λf Lambdafettvorgabe λm Lambdamagervorgabe

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zur Durchfuhrung einer NOx-Regeneratιon eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speιcherkatalysators, wobei die Verbrennungskraftmaschine in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden kann und bei mindestens einem der Betriebsmodi eine Abgasruckfuhrung in eine Ansaugluft der Verbrennungskraftmaschine erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Regeneratιon wahrend wenigstens eines Teils ihrer Regenerationsdauer bei einer verminderten Abgasruckfuhrrate oder ohne Abgasruckfuhrung durchgeführt wird und einem Ende der NOx-Regeneratιon eine Erhöhung oder Zuschaltung einer Abgasruckfuhrung vorausgeht
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die NOx- Regeneration einer Abgasruckfuhrrate von 0 bis 15 Vol -%, insbesondere bei 0 bis 10 Vol -%, durchgeführt wird
Verfahren einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasruckfuhrrate vor dem Ende der NOx-Regeneratιon auf 5 bis 25 Vol -%, insbesondere 15 Vol -%, erhöht wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasruckfuhrrate stufenweise oder kontinuierlich vor dem Ende der NOx- Regeneration erhöht wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasruckfuhrrate 5 bis 0,5 s, insbesondere 2 s, vor Beendigung der NOx-Regeneratιon erhöht wird
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der Erhöhung der Abgasruckfuhrrate vor dem Ende der NOx-Regeneratιon in Abhängigkeit von der vor und/oder nach der Erhöhung vorliegenden Abgasruckfuhrrate bemessen wird Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Regeneratιon bei einem stochiometπschen oder fetten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Regeneratιon bei einem homogenen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird
Vorrichtung zur Durchfuhrung einer NOx-Regeneratιon eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speιcherkatalysators, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, mit welchen die Verfahrensschritte Durchfuhrung der NOx-Regeneratιon bei einer verminderten Abgasruckfuhrrate oder ohne Abgasruckfuhrung und Erhöhung einer Abgasruckfuhrrate vor Beendigung der NOx-Regeneratιon ausfuhrbar sind
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Steuereinheit (22) umfassen, in der eine Prozedur zur Steuerung der Verfahrensschritte zur Durchfuhrung einer NOx-Regeneratιon eines NOx- Speicherkatalysators in digitaler Form hinterlegt ist
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) in ein Motorsteuergerat (20) integriert ist
PCT/EP2001/001787 2000-03-02 2001-02-16 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NOx-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NOx-SPEICHERKATALYSATORS WO2001065096A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01919298A EP1264093A1 (de) 2000-03-02 2001-02-16 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NO x?-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NO x?-SPEICHERKATALYSATORS
AU46446/01A AU4644601A (en) 2000-03-02 2001-02-16 Method and device for carrying out an nox regeneration of an NOx storage-type catalytic converter mounted in an exhaust gas channel of an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10010031A DE10010031B4 (de) 2000-03-02 2000-03-02 Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer NOx-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speicherkatalysators
DE10010031.7 2000-03-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001065096A1 true WO2001065096A1 (de) 2001-09-07

Family

ID=7633147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/001787 WO2001065096A1 (de) 2000-03-02 2001-02-16 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NOx-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NOx-SPEICHERKATALYSATORS

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1264093A1 (de)
CN (1) CN1287077C (de)
AU (1) AU4644601A (de)
DE (1) DE10010031B4 (de)
WO (1) WO2001065096A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4154596B2 (ja) * 2003-06-02 2008-09-24 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN100451314C (zh) * 2004-06-24 2009-01-14 丰田自动车株式会社 排气排放控制系统的净化能力恢复方法
JP5033869B2 (ja) * 2006-04-07 2012-09-26 フォルシア エミッションズ コントロール テクノロジーズ ユーエスエー エルエルシー エミッション低減システム動作方法および装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5775099A (en) * 1994-04-12 1998-07-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine
DE19824915C1 (de) * 1998-06-04 1999-02-18 Daimler Benz Ag Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine
US5992142A (en) * 1996-09-28 1999-11-30 Volkswagen Ag No exhaust emission control method and arrangement
EP0974747A2 (de) * 1998-07-22 2000-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
US6079204A (en) * 1998-09-21 2000-06-27 Ford Global Technologies, Inc. Torque control for direct injected engines using a supplemental torque apparatus
EP1026374A2 (de) * 1999-02-08 2000-08-09 Mazda Motor Corporation Vorrichtung zur Abgasreinigung für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19716275C1 (de) * 1997-04-18 1998-09-24 Volkswagen Ag Verfahren zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE19749400C2 (de) * 1997-11-07 2001-11-29 Siemens Ag Verfahren zur Verringerung des NOX-Gehaltes im Abgas einer Dieselbrennkraftmaschine
DE19851319C2 (de) * 1998-11-06 2003-03-20 Siemens Ag Verfahren zum Bestimmen der NOx-Rohemission einer mit Luftüberschuß betreibbaren Brennkraftmaschine
DE19858990A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-29 Volkswagen Ag NOx-Speicher-Katalysator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5775099A (en) * 1994-04-12 1998-07-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine
US5992142A (en) * 1996-09-28 1999-11-30 Volkswagen Ag No exhaust emission control method and arrangement
DE19824915C1 (de) * 1998-06-04 1999-02-18 Daimler Benz Ag Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine
EP0974747A2 (de) * 1998-07-22 2000-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
US6079204A (en) * 1998-09-21 2000-06-27 Ford Global Technologies, Inc. Torque control for direct injected engines using a supplemental torque apparatus
EP1026374A2 (de) * 1999-02-08 2000-08-09 Mazda Motor Corporation Vorrichtung zur Abgasreinigung für eine Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
CN1429315A (zh) 2003-07-09
EP1264093A1 (de) 2002-12-11
DE10010031B4 (de) 2011-06-09
AU4644601A (en) 2001-09-12
DE10010031A1 (de) 2001-09-13
CN1287077C (zh) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19910503C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur periodischen Desulfatisierung eines Stickoxid- oder Schwefeloxid-Speichers mit Fett/Mager-Motorzylinderaufteilung
EP0968362B1 (de) BETRIEB EINES VERBRENNUNGSMOTORS IN VERBINDUNG MIT EINEM NOx-SPEICHER-KATALYSATOR
EP0974002A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ÜBERWACHUNG EINES NOx-SPEICHERS
WO2001061162A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ermittlung einer regenerationsnotwendigkeit eines nox-speicherkatalysators
EP1194683A1 (de) Verfahren zur steuerung eines arbeitsmodus einer verbrennungskraftmaschine
DE102006014249A1 (de) Verfahren zur Vorsteuerung eines Lambda-Wertes
DE10240833B4 (de) Verfahren zum Verringern von Abgasemissionen einer Brennkraftmaschine
WO2001065096A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NOx-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NOx-SPEICHERKATALYSATORS
WO2001006106A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DESULFATISIERUNG EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS
DE19935341A1 (de) Verfahren zur Regelung einer Abgastemperatur einer Magerbrennkraftmaschine während einer Entschwefelung eines Katalysators
DE10226873A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Betriebsartenwahl einer Verbrennungskraftmaschine
DE10018062B4 (de) Mehrzylindermotor für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Steuerung eines Betriebs des Mehrzylindermotors
DE10123148A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung eines Vorkatalysators
EP1264096B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchführung einer nox-regeneration eines in einem abgaskanal einer verbrennungskraftmaschine angeordneten nox-speicherkatalysators
DE10130053B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung eines NOX-Speicherkatalysators
WO2001065097A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINER NOx-REGENERATION EINES IN EINEM ABGASKANAL EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE ANGEORDNETEN NOx-SPEICHERKATALYSATORS
EP1303690A1 (de) Verfahren zur adaption eines katalysatortemperatur-sollbereichs für einen no x?-speicherkatalysator
DE10202935A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung eines Vorkatalysators
DE10347446B4 (de) Verfahren zur Aufheizung und zur Desulfatisierung eines Hauptkatalysators einer mehrflutigen Abgaslage einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
EP1320409B1 (de) Verfahren zur nox-regeneration eines nox-speicherkatalysators
DE19957185A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Aufheizphase zumindest eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysators
DE10001310A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer NOx-Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators
DE10260886B4 (de) Verfahren zur Durchführung einer NOx-Regeneration sowie Mehrzylindermotor mit mehrflutiger Abgasreinigungsanlage
WO2005045220A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine eines fahrzeuges, insbesondere eines kraftfahrzeuges
DE10125297A1 (de) Verfahren zur Entschwefelung eines Katalysators

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CN CR CU CZ DM DZ EE GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL RO RU SD SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

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 TR

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)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001919298

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 018059600

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001919298

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2001919298

Country of ref document: EP