WO2003004848A1 - Verfahren zur regeneration eines einem ersten katalysatorsystem nachgeordneten katalysators bei einem abgasanlagensystem und brennkraftmaschine zum betrieb des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur regeneration eines einem ersten katalysatorsystem nachgeordneten katalysators bei einem abgasanlagensystem und brennkraftmaschine zum betrieb des verfahrens Download PDF

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for initiating and / or carrying out the regeneration of a catalyst downstream of a first upstream catalyst system - in particular a three-way catalyst system - in the flow direction - in particular a NO x adsorber - in an exhaust gas system of an internal combustion engine, in which the Upstream catalyst system stored oxygen is reduced to such an extent that the exhaust gas emerging from the upstream catalyst system has an excess of reducing agent which is fed to the downstream catalyst with the exhaust gas mixture for its regeneration, and an internal combustion engine with an exhaust system with an upstream catalyst system - in particular a three-way catalyst System - and a catalyzer downstream of this in the exhaust gas flow direction - in particular a NO x adsorber.
  • Such downstream catalysts are usually regenerated by supplying a rich exhaust gas mixture to the upstream catalyst system by means of a lambda control of the engine fuel mixture, this operation being continued until sufficient reducing agent emerges from the upstream catalyst system and is supplied to the downstream catalyst. Before sufficient reducing agent emerges from the upstream catalyst system, the oxygen stored in the upstream catalyst system is first reduced. Thus, in such a system, a rich operating state is initially maintained over a relatively long period of time in order to first empty the oxygen supply stored in the upstream catalyst system by reduction. This leads to undesirably high fuel consumption.
  • the invention has for its object to allow the initiation and / or implementation of the regeneration of a first upstream catalyst system - in particular a three-way catalyst system - downstream in the flow direction - in particular a No x adsorber in an exhaust system of an internal combustion engine easily and more economically ,
  • this object is achieved by a method according to the features of claim 1 and by an internal combustion engine according to the features of claim 7.
  • a method according to the features of claim 2 and an internal combustion engine according to the features of claim 8 are particularly advantageous. In this way, the different reduction of the different oxygen stores can be ensured in a simple manner with little construction effort and simple control.
  • the method according to the features of claim 3 is particularly advantageous by regulating the different oxygen reduction in the different oxygen stores by regulating the lambda value of the exhaust gas mixture in the direction of flow before entering the oxygen stores. In this way, the supply of a rich exhaust gas mixture into the upstream catalyst system, which is necessary to initiate and / or carry out the regeneration, and thereby the fuel consumption can be reduced.
  • the method according to the features of claim 4 and the internal combustion engine according to the features of claim 9 are particularly simple and advantageous.
  • the different oxygen reduction of the various Initiate and / or carry out an oxygen storage according to the respective requirements By operating the at least first cylinder with a rich combustion mixture and simultaneously operating the at least one other cylinder with a non-rich combustion mixture, it is ensured via the flow channels that an oxygen store is supplied with a rich exhaust gas mixture and its oxygen store is emptied by reduction to such an extent that sufficient reducing agent is fed to the downstream catalyst in order to initiate and / or carry out the regeneration as quickly as possible.
  • the other oxygen storage is supplied with a non-rich exhaust gas mixture, so that the oxygen stored in it is not reduced in this phase.
  • the operation is such that even when the two exhaust gas streams are combined between the upstream catalyst system and the downstream catalyst, sufficient reducing agent to initiate and / or carry out the regeneration is fed to the downstream catalyst.
  • a method according to the features of claim 5 and an internal combustion engine according to the features of claim 12 are particularly advantageous.
  • double-flow exhaust systems for increasing performance are already known.
  • simple means in such engines can be used to combine the known increase in output with the low-consumption initiation and / or implementation of the regeneration of a catalyst downstream of a first catalyst system.
  • the method according to the features of claim 6 and the internal combustion engine according to the features of claim 14 are preferred.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a two-flow exhaust system of a direct-injection four-cylinder gasoline engine with the cylinders 1, 2,
  • the cylinders 1 and 4 are connected via exhaust pipes 6 and 7, which are combined to form a common exhaust pipe 10, which supplies the exhaust gases from the cylinders 1 and 4 to a three-way catalytic converter 12.
  • the cylinders 2 and 3 are connected via exhaust pipes 8 and 9, which are combined to form a common exhaust pipe 11, via which the exhaust gases of the cylinders 2 and 3 are fed to a three-way catalytic converter 13.
  • the exhaust gases are fed to an NO x adsorber 17 via an exhaust pipe 14 and from the three-way catalytic converter 13 via an exhaust pipe 15 via a common exhaust pipe 16, into which the exhaust pipes 14 and 15 open.
  • the exhaust gases are further discharged via an NO x adsorber via an exhaust pipe 18.
  • the correspondingly rich exhaust gas mixture from the cylinders 1 and 4 is fed via the exhaust pipes 6 and 7 and the subsequent common exhaust pipe 10 to the three-way catalytic converter 12 and there leads to a reduction in the O 2 supply stored in the three-way catalytic converter 12.
  • this reducing agent is fed to the NOx adsorber via the exhaust pipes 14 and 16.
  • Sufficient reducing agent is present in the exhaust gas mixture generated in the exhaust pipe 16 from the exhaust gases supplied via the exhaust pipes 14 and 15 in order to initiate and carry out the NOx regeneration in the NO x adsorber 17 by reduction in a known manner when entering the NO x adsorber 17 , As soon as the engine control unit determines in a known manner, for example with the aid of 0 2 probes (not shown ) , that the NCy regeneration of the NO x adsorber 17 If a predetermined threshold value is reached, the engine control unit 19 sets the combustion mixture of all cylinders to not rich, that is to say ⁇ 1, preferably to lean.
  • an exhaust system according to the invention can also be used in connection with another multi-cylinder internal combustion engine.
  • a six-cylinder in-line engine it is possible to connect the first, second and third cylinders to a first three-way catalytic converter via exhaust gas passages and to connect the fourth, fifth and sixth cylinders to a second three-way catalytic converter.
  • the two three-way catalytic converters are - as shown in the example of the four-cylinder internal combustion engine - connected via exhaust pipes 14, 15 and 16 according to the illustration in FIG. 1 to a known NO x adsorber 17.
  • Such a design is also not limited to in-line engines, but can also be used in internal combustion engines of other known engine types, for example in V or VR engines.
  • Such a regeneration can not only be used in gasoline engines, as shown in the exemplary embodiment, but can also be used in connection with other internal combustion engines in which a first upstream catalyst system in the exhaust system is followed by a further catalyst which is to be regenerated.
  • a first upstream catalyst system in the exhaust system is followed by a further catalyst which is to be regenerated.
  • a further catalyst which is to be regenerated.
  • such an application is also possible in connection with diesel engines.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten und/oder Durchführen der Regeneration eines ersten vorgeordneten Katalysatorsystem - insbesondere einem Drei-Wegekatalysator-System - in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators - insbesondere eines NOx-Adsorbers - bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors, bei dem im vorgeordneten Katalysatorsystem gespeicherter Sauerstoff soweit reduziert wird, dass das aus dem vorgeordneten Katalysatorsystem austretende Abgasgemisch einen Überschuss an Reduktionsmittel aufweist, der dem nachgeordneten Katalysator mit dem Abgasgemisch zu dessen Regeneration zugeführt wird.

Description

VERFAHREN ZUR REGENERATION EINES EINEM ERSTEN KATALYSATORSYSTEM NACHGEORDNETEN KATALYSATORS BEI EINEM ABGASANLAGENSYSTEM UND BRENNKRAFTMASCHINE ZUM BETRIEB DES VERFAHRENS
B E S C H R E I B U N G
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten und/oder Durchführen der Regeneration eines einem ersten vorgeordneten Katalysatorsystem - insbesondere einem Drei-Wegekatalysator-System - in Strömungsrichtung nach- geordneten Katalysators - insbesondere eines NOx-Adsorbers - bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors, bei dem im vorgeordneten Katalysatorsystem gespeicherter Sauerstoff soweit reduziert wird, dass das aus dem vorgeordneten Katalysatorsystem austretende Abgasge isch einen Überschuss an Reduktionsmittel aufweist, der dem nachgeordneten Katalysator mit dem Abgasgemisch zu dessen Regeneration zugeführt wird sowie eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage mit vorgeordneten Katalysatorsystem - insbesondere einem Drei-Wegekatalysator-System - und einem diesem in Abgasströmungsrichtung nachgeordnetem Katalysator - insbesondere einem NOx-Adsorber.
Üblicherweise werden derartig nachgeordnete Katalysatoren dadurch regeneriert, dass durch eine Lambdaregelung des Motorenbrennstoffgemisches fettes Abgasgemisch dem vorgeordneten Katalysatorsystem zugeführt wird, wobei dieser Betrieb so lange fortgeführt wird, bis ausreichend Reduktionsmittel aus dem vorgeordneten Katalysatorsystem austritt und dem nachgeordneten Katalysator zugeführt wird. Bevor ausreichend Reduktionsmittel aus dem vorgeordneten Katalysatorsystem austritt, wird zunächst der so im vorgeordneten Katalysatorsystem gespeicherte Sauerstoff reduziert. Somit wird bei derartigen System zunächst über einen verhältnismäßig langen Zeitraum ein fetter Betriebszustand aufrechterhalten, um zunächst den im vorgeordneten Katalysatorsystem gespeicherten Sauerstoffvorrat durch Reduktion zu leeren. Dies führt zu unerwünscht hohem Brennstoffverbrauch. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration eines einem ersten vorgeordneten Katalysatorsystem - insbesondere einem Drei-Wegekatalysator-System - in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysator - insbesondere eines Nox-Adsorbers bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors einfach und verbrauchsgünstiger zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7.
Hierdurch wird ermöglicht, dass nur ein begrenzter Teil des im vorgeordneten Katalysatorsystem vorhandenen Sauerstoffspeichervorrats durch Reduktion abgebaut werden muss, bevor die Regeneration des nachgeordneten Katalysators - insbesondere des nachgeordneten Nox-Adsorbers - eingeleitet und/oder durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann in einfacher Weise der zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration erforderliche Brennstoffverbrauch reduziert werden.
Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 sowie eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8. In einfacher Weise kann hierdurch die unterschiedliche Reduktion der verschiedenen Sauerstoffspeicher bei geringem baulichen Aufwand und einfacher Steuerung gewährleistet werden.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 3 durch Regelung der unterschiedlichen Sauerstoffreduktion in den verschiedenen Sauerstoffspeichern durch Regelung des Lambdawertes des Abgas- gemisches in Strömungsrichtung vor Eintritt in die Sauerstoffspeicher. Auf diese Weise kann in einfacher Weise die zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration erforderliche Zuführung eines fetten Abgasgemisches in das vorgeordnete Katalysatorsystem und hierdurch der Brennstoffverbrauch gesenkt werden.
Besonders einfach und vorteilhaft ist das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie die Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9. Hierdurch lässt sich sowohl baulich als auch steuerungstechnisch sehr einfach die unterschiedliche Sauerstoffreduktion der verschiede- nen Sauerstoffspeicher entsprechend den jeweiligen Anforderungen einleiten und/oder durchführen. Durch den Betrieb des wenigstens ersten Zylinders mit einem fetten Verbrennungsgemisch und durch gleichzeitigen Betrieb des wenigstens einen anderen Zylinders mit nicht fettem Verbrennungsgemisch wird über die Strömungskanäle gewährleistet, dass ein Sauerstoffspeicher mit fettem Abgasgemisch versorgt und dessen Sauerstoffspeicher so weit durch Reduktion geleert wird, dass ausreichendes Reduktionsmittel dem nachgeordneten Katalysator zugeführt wird, um die Regeneration möglichst schnell einzuleiten und/oder durchzuführen. Der andere Sauerstoffspeicher wird mit nicht fettem Abgasgemisch versorgt, so dass der in ihm gespeicherte Sauerstoff in dieser Phase nicht reduziert wird.
Der Betrieb erfolgt in jedem Fall so, dass auch bei Vereinigung der beiden Abgasströme zwischen dem vorgeordneten Katalysatorsystem und dem nachgeordneten Katalysator ausreichendes Reduktionsmittel zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration dem nachgeordneten Katalysator zugeführt wird.
Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12. Im Zusammenhang mit vierzylindrischen Verbrennungsmotoren sind bereits zweiflutige Abgassysteme zur Leistungssteigerung bekannt. Unter Heranziehung dieser zur Leistungssteigerung bekannten zweiflutigen Abgasführung kann somit mit einfachen Mitteln bei derartigen Motoren mit geringem zusätzlichem Aufwand die bekannte Leistungssteigerung mit der verbrauchsgünstigen Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration eines einem ersten Katalysatorsystem nachgeordneten Katalysator verbunden werden. Bevorzugt ist das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie die Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur 1 näher erläutert:
Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine zweiflutige Abgasanlage eines direkteinspritzenden vierzylindrigen Ottomotors mit den Zylindern 1 , 2, Die Zylinder 1 und 4 sind über Abgasrohre 6 und 7, die zu einem gemeinsamen Abgasrohr 10 vereinigt werden, verbunden, welches die Abgase der Zylinder 1 und 4 einem Drei-Wegekatalysator 12 zuführt. In entsprechender Weise sind die Zylinder 2 und 3 über Abgasrohre 8 und 9, welche zu einem gemeinsamen Abgasrohr 11 vereinigt werden, verbunden, über welche die Abgase der Zylinder 2 und 3 einem Drei-Wegekatalysator 13 zugeführt werden. Vom Drei-Wegekatalysator 12 werden die Abgase über ein Abgasrohr 14 und vom Drei-Wegekatalysator 13 über ein Abgasrohr 15 über ein gemeinsames Abgasrohr 16, in welches die Abgasrohre 14 und 15 münden, einem NOx-Adsorber 17 zugeführt. In bekannter, nicht dargestellter Weise werden die Abgase über einen NOx-Adsorber über ein Abgasrohr 18 weiter abgeleitet.
Sobald während des Motorbetriebs über nicht dargestellte 02-Sonden bekannter Bauart im Motorsteuerungsgerät 19 - beispielsweise aufgrund des Erreichens eines zulässigen Schwellwerts für von den 02-Sonden gemessenen Größen - festgestellt wird, dass eine Regeneration des NOχ-Adsorbers erforderlich oder gewünscht ist, wird das dem ersten Zylinder 1 und dem vierten Zylinder 4 zugeführte Verbrennungsgemisch mit λ < 1 , das heißt fett, zugeführt und das Verbrennungsgemisch, das dem zweiten Zylinder 2 bzw. dem dritten Zylinder 3 zugeführt wird, mit λ ≥ 1 , das heißt nicht fett, - bevorzugt mit λ = 1- zugeführt. Das entsprechend fette Abgasgemisch aus den Zylindern 1 und 4 wird über die Abgasrohre 6 und 7 und das anschließende gemeinsame Abgasrohr 10 dem Drei-Wegekatalysator 12 zugeführt und führt dort zu einer Reduktion des im Drei-Wegekatalysators 12 gespeicherten O2- Vorrats. Sobald dieser 02-Vorrat so weit abgebaut ist, dass Reduktionsmittel aus dem Drei-Wegekatalysator 12 durchbricht, wird dieses Reduktionsmittel über das Abgasrohr 14 und 16 dem NOx-Adsorber zugeführt. Währenddessen wird über die Abgasrohre 8, 9 und 11 das Abgasgemisch mit λ ≥ 1, bevorzugt λ = 1 von den Zylindern 2 und 3 dem Drei-Wegekatalysator 13 zugeführt und ohne Abbau des 02-Vorrats bei normalem Katalysatorbetrieb durch den Drei-Wegekatalysator 13 über die Abgasrohre 15 und 16 dem NOx-Adsorber zugeführt. In dem im Abgasrohr 16 erzeugten Abgasgemisch aus den über die Abgasrohre 14 und 15 zugeführten Abgasen ist ausreichend Reduktionsmittel vorhanden, um beim Eintreten in den NOx-Adsorber 17 die NOx-Regeneration im NOx-Adsorber 17 durch Reduktion in bekannter Weise einzuleiten und durchzuführen. Sobald in bekannter Weise, beispielsweise mit Hilfe nicht dargestellter 02-Sonden vom Motorsteuergerät festgestellt wird, dass die NCyRegeneration des NOx-Adsorbers 17 so weit durch- geführt ist, dass ein vorgegebener Schwellwert erreicht ist, wird über das Motorsteuergerät 19 das Verbrennungsgemisch aller Zylinder auf nicht fett, das heißt λ 1 , - bevorzugt auf mager - eingestellt.
Es ist auch möglich, anstelle des ersten Zylinders 1 und des vierten Zylinders 4 den zweiten Zylinder 2 und den dritten Zylinder 3 zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des Nox-Adsorbers 17 im Fettbetrieb, das heißt mit λ < 1, zu betreiben und stattdessen den ersten Zylinder 1 und den vierten Zylinder 4 entsprechend mit einem Verbrennungsgemisch mit λ ≥ 1 , das heißt nicht fett - bevorzugt λ = 1 - zu betreiben.
Ebenso ist es möglich, zur besseren Ausnutzung der Lebenserwartung der Drei-Wegekatalysatoren 12 und 13 im Wechsel zur Regeneration einmal die Verbrennungsgemische der ersten Zylinder 1 und der vierten Zylinder 4 im Fettbetrieb und die Verbrennungsgemische der zweiten Zylinder 2 und der dritten Zylinder 3 im nicht fetten Betrieb und zur nächsten Regeneration umgekehrt das Verbrennungsgemisch des zweiten Zylinders 2 und des dritten Zylinders 3 im Fettbetrieb und das Verbrennungsgemisch des ersten Zylinders 1 und des vierten Zylinders 4 im nicht fetten Betrieb zu betreiben.
Obwohl am Beispiel eines Vierzylindermotors mit zweiflutiger Abgasanlage dargestellt, ist eine erfindungsgemäße Abgasanlage auch im Zusammenhang mit einer anderen mehrzylindrigen Brennkraftmaschine einsetzbar. Beispielsweise ist es möglich, bei einem Sechszylinderreihenmotor den ersten, zweiten und dritten Zylinder über Abgaskanäle mit einem ersten Drei- Wegekatalysator zu verbinden und den vierten, fünften und sechsten Zylinder mit einem zweiten Drei-Wegekatalysator zur verbinden. Die beiden Drei- Wegekatalysatoren sind - wie am Beispiel des vierzylindrigen Verbrennungsmotors dargestellt - über Abgasrohre 14, 15 und 16 gemäß der Darstellung von Figur 1 mit einem NOx-Adsorber 17 bekannter Art verbunden. Zur Einleitung und Durchführung der Regeneration ist es dann möglich, beispielsweise die Zylinder 1 , 2 und 3 mit einem fetten Verbrennungsgemisch und die Zylinder 4, 5 und 6 mit einem entsprechend nicht fetten Verbrennungsgemisch zu betreiben, bis die Regeneration des NOx-Adsorbers 17 ausreichend durchgeführt worden ist. In entsprechender weise könnten auch andere Mehrzylindermotoren - beispielsweise Drei-, Fünf-, Acht-, Zehn-, Zwölf- oder Sechzehnzylindermotoren -, die mit einer mehrflutigen Abgasanlage versehen sein, bei denen einzelne Zylinder mit ersten Drei- Wegekatalysatoren verbunden sind und andere Zylinder mit anderen Drei- Wegekatalystoren und bei denen zur Regeneration des Nox-Adsorbers lediglich die Zylinder, die beispielsweise mit dem ersten Drei-Wegekatalysator verbunden sind, fett betrieben werden.
Eine derartige Ausbildung ist auch nicht auf Reihenmotoren beschränkt, sondern ist auch bei Verbrennungsmotoren sonstiger bekannter Motorenbauart, beispielsweise bei V- oder -VR-Motoren einsetzbar.
Eine derartige Regeneration ist auch nicht nur bei Ottomotoren, wie sie im Ausführungsbeispiel dargestellt ist, einsetzbar, sondern ist auch im Zusammenhang mit anderen Verbrennungsmotoren einsetzbar, bei denen einem ersten vorgeordneten Katalysatorsystem in der Abgasanlage ein weiterer Katalysator nachgeordnet ist, der regeneriert werden soll. Beispielsweise ist eine solche Anwendung auch im Zusammenhang mit Dieselmotoren möglich.
BEZUGSZEICHENLISTE
Zylinder
Zylinder
Zylinder
Zylinder
Verbrennungsmotor
Abgasrohr
Abgasrohr
Abgasrohr
Abgasrohr
Abgasrohr
Abgasrohr
Drei-Wegekatalysator
Drei-Wegekatalysator
Abgasrohr
Abgasrohr
Abgasrohr
Nox-Adsorber
Abgasrohr

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Einleiten und/oder Durchführen der Regeneration eines einem ersten vorgeordneten Katalysatorsystem - insbesondere einem Drei-Wegekatalysator-System - in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators - insbesondere eines NOx-Adsorbers - bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors, bei dem im vorgeordneten Katalysatorsystem gespeicherter Sauerstoff soweit reduziert wird, dass das aus dem vorgeordneten Katalysatorsystem austretende Abgasgemisch einen Überschuss an Reduktionsmittel aufweist, der dem nachgeordneten Katalysator mit dem Abgasgemisch zu dessen Regeneration zugeführt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass von wenigstens zwei von einander getrennten Sauerstoffspeichern des vorgeordneten Katalysatorsystem der gespeicherte Sauerstoff eines Sauerstoffspeichers des vorgeordneten Katalysatorsystem soweit reduziert wird, dass das aus ihm austretende und dem nachgeordneten Katalysator zugeführte Abgasgemisch λ < 1 aufweist und dabei der gespeicherte Sauerstoffvorrat des anderen Sauerstoffspeichers des vorgeordneten Katalysatorsystem nicht reduziert wird, dass das aus ihm austretende und dem nachgeordneten Katalysator zugeführte Abgasgemisch λ ≥ 1 - bevorzugt λ = 1 - aufweist.
Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 ,
- wobei das Abgas wenigstens zweiflutig aus dem Verbrennungsmotor durch das vorgeordnete Katalysatorsystem in den nachgeordneten Katalysator geleitet wird,
- wobei jeder der Strömungskanäle des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs durch jeweils einen diesem zugeordneten Sau- erstoffspeicher des vorgeordneten Katalysatorsystem geleitet wird. Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 2,
- mit einer Regelung des λ-Wertes des Abgasgemisches in Strömungsrichtung vor Eintritt in die Sauerstoffspeicher derart, dass der λ-Wert des Abgasgemisches während der Regeneration des NOx- Katalysators im einen Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs λ < 1 und der λ-Wert des Abgasgemisches im anderen Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs λ > 1 - bevorzugt λ = 1 - entspricht.
Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 3,
- wobei der eine Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs mit wenigstens einem ersten Zylinder eines mehr- zylindrigen Verbrennungsmotors in Wirkverbindung steht und der andere Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs mit wenigstens einem anderen Zylinder eines mehrzy- lindrigen Verbrennungsmotors in Wirkverbindung steht, und die Regelung des λ-Wertes des Abgasgemisches in Strömungsrichtung vor Eintritt in die Sauerstoffspeicher durch Regelung des Verbrennungsgemisches derart erfolgt, dass der λ-Wert des Verbrennungsgemisches im ersten Zylinder λ<1 und der λ-Wert des Verbrennungsgemisches im anderen Zylinder λ ≥ 1 - bevorzugt λ = 1 - entspricht.
Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 4,
- wobei bei einem vierzylindrigen Verbrennungsmotor der erste Strömungskanal eines zweiflutigen Abgasführungsbereichs mit dem ersten und vierten oder mit dem zweiten und dritten Zylinder in Wirkverbindung steht und der zweite Strömungskanal des zweiflutigen Abgasführungsbereichs entsprechend mit den beiden anderen Zylindern in Wirkverbindung steht, und die Regelung des λ-Wertes des Abgasgemisches in Strömungsrichtung vor Eintritt in die Sauerstoffspeicher durch Regelung des Verbrennungsgemisches derart erfolgt, dass der λ-Wert des Verbrennungsgemisches in den mit dem ersten Strömungskanal in Wirkverbindung stehenden Zylindern λ < 1 und der λ-Wert des Verbrennungsgemisches in den mit dem zweiten Strömungskanal in Wirkverbindung stehenden Zylindern λ ≥ 1 - bevorzugt λ = 1 - entspricht. Verfahren gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
- wobei das Abgas mehrerer Drei-Wegekatalysatoren mit jeweils einem Sauerstoffspeicher einem gemeinsamen NOx-Adsorber zugeführt wird.
Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage mit vorgeordneten Katalysatorsystem - insbesondere einem Drei-Wegekatalysator-System - und einem diesem in Abgasströmungsrichtung nachgeordnetem Katalysator
- insbesondere einem NOx-Adsorber -,
d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t ,
- wobei das vorgeordnete Katalysatorsystem mit wenigstens zwei von einander örtlich getrennten Sauerstoffspeichern ausgebildet ist,
- mit Mitteln zur Durchführung der Reduktion des jeweils in den einzelnen Sauerstoffspeichern gespeicherten Sauerstoffs,
- mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Mittel zur unterschiedlich gesteuerten Durchführung der Reduktion des in den einzelnen Sauerstoffspeichern jeweils gespeicherten Sauerstoffs zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordnetem Katalysators, derart, dass der gespeicherte Sauerstoffvorrat eines Sauerstoffspeichers soweit reduziert wird, dass das aus ihm austretende und dem nachgeordnetem Katalysator zugeführte Abgasgemisch λ < 1 aufweist und dass dabei der gespeicherte Sauerstoffvorrat des anderen Sauerstoffspeichers des vorgeordneten Katalysatorsystems nicht reduziert wird, dass das aus ihm austretende und dem nachgeordneten Katalysator zugeführte Abgasgemisch λ ≥ 1 - bevorzugt λ = 1 - aufweist.
8. Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 7,
- mit einem wenigstens zweiflutigen Abgasführungssystem mit wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Abgaswegen, wobei jeweils einem Abgasführungsweg des wenigstens zweiflutigen Abgasführungssystems ein Sauerstoffspeicher zugeordnet ist, durch den dieser Abgasweg geführt ist, und wobei die Abgasführungswege nach dem Sauerstoffspeicher des Katalysatorsystems vor dem nachgeordneten Katalysator zu einem gemeinsamen Abgasführungsweg vereinigt werden.
Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 8, - wobei die wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Abgaswege des wenigstens zweiflutigen Abgasführungssystems jeweils mit unterschiedlichen Zylindern der Brennkraftmaschine in Wirkverbindung stehen.
10. Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9,
- wobei der die Mittel zur unterschiedlich gesteuerten Durchführung der Reduktion des in den einzelnen Sauerstoffspeichern jeweils gespeicherten Sauerstoffs zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordneten Katalysators Mittel zur Regelung des λ-Wertes des Abgasgemisches in Strömungsrichtung vor Eintritt in die Sauerstoffspeicher aufweisen,
- wobei die Steuereinheit zur Steuerung der Mittel zur unterschiedlich gesteuerten Durchführung der Reduktion des in den einzelnen Sauerstoffspeichern jeweils gespeicherten Sauerstoffs zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordneten Katalysators so ausgebildet ist, dass zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordneten Katalysators der λ-Wert des Abgasgemisches im einen Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs λ < 1 und der λ-Wert des Abgasgemisches im anderen Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs λ ≥ 1 - bevorzugt λ = 1 - entspricht.
11. Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10,
- bei der die Mittel zur unterschiedlich gesteuerten Durchführung der Reduktion des in den einzelnen Sauerstoffspeichern jeweils gespei- cherten Sauerstoffs zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordneten Katalysators Mittel zur Regelung des λ-Wertes Motorbrennstoffgemisches der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine aufweisen,
- wobei der eine Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs mit wenigstens einem ersten Zylinder eines mehr- zylindrigen Verbrennungsmotors in Wirkverbindung steht und der andere Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs mit wenigstens einem anderen Zylinder eines mehrzy- lindrigen Verbrennungsmotors in Wirkverbindung steht,
- wobei die Steuereinheit zur Steuerung der Mittel zur unterschiedlich gesteuerten Durchführung der Reduktion des in den einzelnen Sauerstoffspeichern jeweils gespeicherten Sauerstoffs zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des NOx-Adsorbers so ausgebildet ist, dass zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordneten Katalysators der λ-Wert des Motorbrennstoffgemisches in den Zylindern, die mit dem einen Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs in Wirkverbindung stehen, λ < 1 und der λ-Wert des Motorbrennstoffgemisches in den Zylindern, die mit dem anderen Strömungskanal des wenigstens zweiflutigen Abgasführungsbereichs in Wirkverbindung stehen, λ ≥ 1 - bevorzugt λ = 1 - entspricht.
12. Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 9 oder 11 ,- mit vier Zylindern und zweiflutigem Abgasführungssystem, *
- wobei der erste Strömungskanal des zweiflutigen Abgasführungsreichs mit dem ersten und vierten oder mit dem zweiten und dritten Zylinder in Wirkverbindung steht und der zweite Strömungskanal des zweiflutigen Abgasführungsbereichs entsprechend mit den beiden anderen Zylindern in Wirkverbindung steht.
13. Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11 ,
- mit einem Verbrennungsmotor, bei dem das Abgas wenigstens zweier Drei-Wegekatalysatoren einen gemeinsamen NOx-Adsorber zugeführt wird.
4. Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 3,
- wobei die Steuereinheit zur Steuerung der Mittel zur unterschiedlich gesteuerten Durchführung der Reduktion des in den einzelnen Sau- erstoffspeichem jeweils gespeicherten Sauerstoffs zur Einleitung und/oder Durchführung der Regeneration des nachgeordneten Katalysators Teil der Motorsteuerungseinheit ist.
PCT/EP2002/007253 2001-07-03 2002-07-02 Verfahren zur regeneration eines einem ersten katalysatorsystem nachgeordneten katalysators bei einem abgasanlagensystem und brennkraftmaschine zum betrieb des verfahrens WO2003004848A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1026382A2 (de) * 1999-02-03 2000-08-09 Nissan Motor Co., Ltd. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerung zur frühzeitiger Aktivierung einen Stickoxidfalle
US6134882A (en) * 1998-06-20 2000-10-24 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Ag Regulating strategy for an NOx trap
EP1061244A2 (de) * 1999-06-14 2000-12-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

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