WO2020099416A1 - Abgasreinigungsanordnung und kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2020099416A1
WO2020099416A1 PCT/EP2019/081043 EP2019081043W WO2020099416A1 WO 2020099416 A1 WO2020099416 A1 WO 2020099416A1 EP 2019081043 W EP2019081043 W EP 2019081043W WO 2020099416 A1 WO2020099416 A1 WO 2020099416A1
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nitrogen oxide
exhaust
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aftertreatment device
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Rolf BRÜCK
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Vitesco Technologies GmbH
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification arrangement for a
  • Exhaust gas aftertreatment device is arranged downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter in an exhaust gas path, which is followed by an exhaust gas through the exhaust gas cleaning arrangement and provides cleaning performance.
  • the present invention further relates to a motor vehicle, such as
  • Has exhaust gas purification arrangement which is operatively connected to an internal combustion engine of the motor vehicle.
  • exhaust gas purification systems also include oxidation catalysts
  • NOx storage catalysts (NO x short for nitrogen oxide) are used. These store NO x in particular at low temperatures and release it again in some embodiments at high temperatures or, in other embodiments, by triggering active regeneration. In both cases, the NOx concentration increases due to the downstream
  • Exhaust aftertreatment device should be minimized by means of its cleaning performance.
  • Nitrogen oxide storage catalyst changes the NOx concentration in the exhaust gas downstream of the nitrogen oxide storage catalyst. Since information about the exhaust gas composition there is missing, it is particularly unclear how hard the downstream exhaust gas aftertreatment device has to work in order to achieve an optimal reduction in pollutants, that is to say in particular lowering the
  • the object of the invention is to provide an exhaust gas purification arrangement and a motor vehicle which are improved over the prior art.
  • an operation of the exhaust gas purification arrangement should be made more efficient.
  • the object of the invention is achieved by an exhaust gas cleaning arrangement of the type mentioned at the outset, which is set up to provide information about a
  • Exhaust gas purification arrangement downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter allows the operation of the exhaust gas purification arrangement to be made more efficient and, if necessary, in particular by adaptations to the operation
  • the exhaust gas cleaning arrangement is set up for the exhaust gas aftertreatment device with regard to the cleaning performance of the
  • Exhaust aftertreatment device is appropriate to clean the exhaust gas sufficiently. In this way, the
  • Exhaust gas aftertreatment device provides too little or too much cleaning performance, in particular because of the upstream nitrogen oxide storage catalytic converter.
  • the exhaust gas purification arrangement can become more efficient and can work more cost-effectively if the nitrogen oxide storage catalytic converter increases or decreases the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas relative to the originally untreated exhaust gas due to an activity and thus the
  • taxes is not necessarily to be understood only narrowly as the metrological term. Regulations can also be understood as taxes in the present case.
  • the term taxes can be more general than adapting the cleaning performance of the exhaust gas aftertreatment device can be understood taking into account the information received.
  • the activity of the nitrogen oxide storage catalyst can be one
  • Nitric oxide release amount per time interval The more nitrogen oxide the nitrogen oxide storage catalyst absorbs per time interval, the less
  • Nitrogen oxide preferably contains the exhaust gas from which the nitrogen oxide was taken up when it reaches the exhaust gas aftertreatment device.
  • the cleaning performance can define a nitrogen oxide removal rate.
  • the nitrogen oxide removal rate of the exhaust gas aftertreatment device has a target value of more than 50% compared to the untreated exhaust gas before entering the exhaust gas cleaning arrangement.
  • the nitrogen oxide removal rate is particularly preferably greater than 75%, again preferably greater than 90%, particularly preferably greater than 99%.
  • Nitric oxide storage catalyst changes.
  • the cleaning performance is therefore preferably controllable so that a cleaning result of the
  • the exhaust gas purification arrangement is set up for a nitrogen oxide concentration in the exhaust gas downstream of the
  • the information is particularly preferably determined as a measure of the activity of the nitrogen oxide storage catalyst.
  • the exhaust gas can be used to easily draw a conclusion about the activity of the
  • Nitric oxide storage catalyst are pulled. Is the
  • Nitric oxide intake amount of the nitric oxide storage catalyst per Time interval high a comparatively low nitrogen oxide concentration will be determined and vice versa.
  • the cleaning performance of the exhaust gas aftertreatment device can be controlled accordingly, that is to say at high
  • Nitrogen oxide concentration a high cleaning performance can be provided and a low cleaning performance can be provided for low nitrogen oxide concentration. This can save costs and energy.
  • controlling the cleaning performance is proportional to the activity of the
  • Nitrogen oxide storage catalyst set up.
  • the exhaust gas purification arrangement has a sensor downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter that detects the
  • Exhaust gas purification arrangement as the sensor is a nitrogen oxide sensor
  • the nitrogen oxide measurement result is preferably one
  • Nitrogen oxide concentration in the exhaust gas Preferably that is
  • Nitric oxide measurement result used to control the exhaust gas aftertreatment device with regard to its cleaning performance depending on the information, in particular the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas. If the nitrogen oxide sensor provides the nitrogen oxide measurement result, the activity of the nitrogen oxide storage catalytic converter does not have to be ascertained in a complicated manner directly on the basis of its performance data, but can simply be determined in particular via the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas.
  • the sensor in particular the nitrogen oxide sensor, is preferably in the exhaust gas path between the nitrogen oxide storage catalytic converter and the
  • the nitrogen oxide sensor is the
  • Exhaust gas treatment device downstream in particular arranged at an outlet of the exhaust gas purification arrangement. Then the cleaning performance can be readjusted depending on the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas released into the environment.
  • a first nitrogen oxide sensor which is upstream of the exhaust gas aftertreatment device, and a second nitrogen oxide sensor downstream of the exhaust gas aftertreatment device. So the nitrogen oxide removal rate can be readjusted depending on the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas released into the environment.
  • Exhaust gas aftertreatment device can be monitored particularly reliably because two nitrogen oxide sensors are present, which can measure the nitrogen oxide concentration at different points along the exhaust gas path.
  • the sensor in particular the nitrogen oxide sensor, is preferably that
  • Nitric oxide storage catalyst immediately downstream. In this way, changes in the exhaust gas composition that are attributable to the nitrogen oxide storage catalytic converter can be detected particularly promptly.
  • the nitrogen oxide sensor is oriented at an angle of less than 90 ° and greater than 0 ° against the exhaust gas path.
  • a sensor measuring surface is therefore preferably directed in the direction of the nitrogen oxide storage catalytic converter, so that a normal vector of the sensor measuring surface preferably has a
  • Directional component points to the nitrogen oxide storage catalyst.
  • the angle is preferably between 40 ° and 60 °, in particular 45 °. A particularly meaningful measurement result can be obtained in this way.
  • the exhaust gas aftertreatment device preferably has a
  • the urea injection device can be set up in a controllable manner based on the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter.
  • Such urea injectors are in
  • Embodiments of an SCR catalyst (SCR short for Selective Catalytic Reduction, in German: Selective Catalytic Reduction), which is also provided in some embodiments in the exhaust gas aftertreatment device.
  • a preferred urea injection device delivers a controllable amount of urea solution, for example AdBlue®, to the SCR catalytic converter via a nozzle.
  • the cleaning performance preferably scales with the amount of urea solution dispensed.
  • the amount of urea solution emitted by the exhaust gas aftertreatment device is therefore preferably dependent on the information, in particular the activity of the
  • Nitrogen oxide storage catalyst or the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas controlled.
  • the nitrogen oxide sensor is downstream of the SCR catalyst.
  • the nitrogen oxide sensor is downstream of the SCR catalyst.
  • Nitrogen oxide storage catalyst protected from environmental influences, may be arranged.
  • the exhaust gas purification arrangement has a housing which encloses the exhaust gas path.
  • the housing preferably radially encloses the exhaust gas path.
  • the housing preferably provides an essentially cylindrical exhaust gas tunnel for the exhaust gas path.
  • the nitrogen oxide storage catalytic converter, the exhaust gas aftertreatment device, the nitrogen oxide sensor and preferably further elements such as heating catalytic converters can be arranged in the housing.
  • all components of the exhaust gas cleaning arrangement can be provided and enclosed in a single compact component.
  • the exhaust gas cleaning arrangement can be provided and enclosed in a single compact component.
  • the exhaust gas cleaning arrangement can be provided and enclosed in a single compact component.
  • Exhaust gas purification arrangement which has the housing, a
  • Automotive catalyst assembly preferably the outlet of the
  • Has exhaust gas cleaning arrangement which is preferably connectable to an end pipe of the motor vehicle.
  • a sensor housing of the sensor preferably penetrates the housing.
  • the sensor is arranged on an inner wall of the housing. So the sensor can be stably mounted on the housing.
  • the nitrogen oxide storage catalyst is preferably set up for
  • the first temperature and the second temperature are preferably operating temperatures of the exhaust gas cleaning arrangement. This ensures reliable operation of the nitrogen oxide storage catalytic converter.
  • the nitrogen oxide storage catalytic converter can be set up to release absorbed nitrogen oxide back into the exhaust gas by triggering an active regeneration.
  • the exhaust gas cleaning arrangement can thus compactly control the cleaning performance without an external control unit.
  • the exhaust gas purification arrangement has a circuit that can be connected to an external control unit to a data line for outputting the activity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and a control line for the cleaning performance of the
  • the circuit for the control line and the data line can each have one
  • Has control unit contact which can be connected to the external control unit in order to pass on the information from the sensor to the external control unit and to receive control signals for the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust gas purification arrangement includes an oxidation catalyst.
  • the oxidation catalyst is preferably heated, particularly preferably by at least one upstream and / or one
  • Oxidation catalyst an integrated heating element on or one or more external heating elements are upstream or downstream of the oxidation catalyst in the exhaust gas path.
  • the oxidation catalytic converter is arranged in the exhaust gas path between the nitrogen oxide storage catalytic converter and the SCR catalytic converter.
  • the nitrogen oxide sensor is arranged in the exhaust gas path between the nitrogen oxide storage catalytic converter and the oxidation catalytic converter. It is also particularly preferred that the urea injection device is arranged in the exhaust gas path between the oxidation catalytic converter and the SCR catalytic converter.
  • the exhaust gas path is therefore preferably arranged such that the exhaust gas on the exhaust gas path first the nitrogen oxide storage catalytic converter, then the nitrogen oxide sensor, then the oxidation catalytic converter, then the
  • the object of the invention is further achieved by a motor vehicle of the type mentioned at the outset, the exhaust gas purification arrangement being set up to obtain information about an exhaust gas composition of the exhaust gas downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter. A better knowledge of the exhaust gas composition in the
  • Exhaust gas purification arrangement downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter allows the operation of the exhaust gas purification arrangement to be made more efficient and, if necessary, in particular by adaptations to the operation
  • the motor vehicle is preferably set up for the
  • Control exhaust gas aftertreatment device with regard to the cleaning performance of the exhaust gas aftertreatment device as a function of the information. If one preferably controls the cleaning performance in dependence on the information, one can ensure that the cleaning performance of the exhaust gas aftertreatment device is adequate in order to clean the exhaust gas sufficiently of nitrogen oxide. In this way, it can in particular be prevented that the exhaust gas aftertreatment device, in particular because of the upstream nitrogen oxide storage catalytic converter, does not do too much or too much
  • the motor vehicle is set up for a nitrogen oxide concentration in the exhaust gas downstream of the
  • Nitrogen oxide storage catalyst as a measure of the activity of the
  • the activity of the nitrogen oxide storage catalyst can be determined in a simple manner on the basis of the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas, which is the
  • Nitric oxide storage catalyst has passed.
  • a sensor in particular a nitrogen oxide sensor, is preferably provided for this purpose
  • Nitrogen oxide storage catalyst is downstream in the exhaust gas path.
  • the motor vehicle is preferably a hybrid vehicle. Preferred
  • Hybrid vehicles include both an electric motor and one
  • Fig. 1 shows a schematic cross section through an embodiment of the
  • Exhaust gas purification arrangement along the exhaust gas path.
  • Exhaust gas purification arrangement 1 is installed in a hybrid vehicle, which is not shown further for the sake of simplicity.
  • the hybrid vehicle has an electric motor, not shown, and an internal combustion engine, not shown, namely a diesel engine.
  • the diesel engine is with an inlet 2
  • Exhaust gas purification arrangement 1 connected to the exhaust gas for purification
  • the exhaust gas purification arrangement 1 is therefore operatively connected to the internal combustion engine of the motor vehicle.
  • the exhaust gas purification arrangement 1 has a nitrogen oxide storage catalytic converter 3 and an exhaust gas aftertreatment device 4, the
  • Exhaust gas aftertreatment device 4 is located downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter 3 in an exhaust gas path 5, which an exhaust gas follows through the exhaust gas purification arrangement 1 and provides cleaning performance.
  • the cleaning performance brings about a reduction in nitrogen oxide in the exhaust gas.
  • the exhaust gas aftertreatment device 4 has a urea injection device 6.
  • the urea injection device 6 comprises a nozzle 7 for injecting urea solution, in this case AdBlue®, into the exhaust gas path 5 and onto an SCR catalytic converter 8 of the exhaust gas aftertreatment device 4
  • An urea injection device 6 is preceded by an oxidation catalytic converter 9 in the exhaust gas path 5.
  • the exhaust gas flows in from inlet 1 along exhaust gas path 5, first through nitrogen oxide storage catalytic converter 3, then oxidation catalytic converter 9, then SCR catalytic converter 8, and finally comes at least partially cleaned, i.e. with a changed exhaust gas composition and a reduced amount of pollutants in comparison the exhaust gas composition at the inlet 2, from an outlet 10 again from the
  • Exhaust gas path 5 a first heating catalytic converter 11 immediately upstream and a second heating catalytic converter 12 immediately downstream.
  • the two heating catalytic converters 11, 12 heat the exhaust gas before or after it flows through the oxidation catalytic converter 9.
  • the exhaust gas purification arrangement 1 has a housing 13 which encloses the exhaust gas path 5, namely radially.
  • the nitrogen oxide storage catalytic converter 3 is set up to store nitrogen oxide from the exhaust gas at a first temperature and to release it back into the exhaust gas at a second temperature that is higher than the first temperature.
  • the exhaust gas purification arrangement 1 is set up to provide information about an exhaust gas composition of the exhaust gas downstream of the
  • the exhaust gas cleaning arrangement 1 is further configured to control the exhaust gas aftertreatment device 4 with regard to the cleaning performance of the exhaust gas aftertreatment device 4 as a function of the information. This ensures that the exhaust gas aftertreatment device 4 takes into account an activity of the nitrogen oxide storage catalytic converter 3, for example a nitrogen oxide uptake from the exhaust gas or a
  • Nitrogen oxide release into the exhaust gas works with adequate cleaning performance.
  • the exhaust gas purification arrangement 1 has a nitrogen oxide sensor 14 as the sensor, which acts as the information
  • Nitric oxide measurement result namely the nitrogen oxide concentration, determined in the exhaust gas.
  • the nitrogen oxide measurement result is then used to control the exhaust gas aftertreatment device 4 with regard to its cleaning performance as a function of the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas.
  • the nitrogen oxide sensor 14 is in the exhaust gas path 5 between the
  • Nitrogen oxide storage catalyst 3 and the exhaust gas aftertreatment device 4 arranged.
  • the nitrogen oxide sensor 14 is immediately downstream of the nitrogen oxide storage catalyst 3 in the exhaust gas path 5.
  • the nitrogen oxide sensor 14 is also upstream of the oxidation catalytic converter 9 in the exhaust gas path 5.
  • the nitrogen oxide sensor 14 is oriented at an angle of less than 90 ° and greater than 0 ° against the exhaust gas path 5, namely at an angle of approximately 45 ° in order to enable meaningful measurement.
  • An internal control unit 15 which measures the nitrogen oxide measurement result of the
  • the internal control unit 15 is configured to receive the nitrogen oxide measurement result from the nitrogen oxide sensor 14 and depending on the
  • the internal control unit 15 is connected to the
  • the internal control unit 15 is arranged separately from the exhaust gas path 5.
  • the nitrogen oxide concentration behind the nitrogen oxide storage catalytic converter 3 is comparatively low, less urea solution is emitted by the urea injection device 6, caused by the internal control unit 15.
  • the activity of the nitrogen oxide storage catalyst 3 influences the
  • Nitrogen oxide concentration in the exhaust gas If the activity is an uptake of nitrogen oxide into the nitrogen oxide storage catalyst 3, then the
  • Nitrogen oxide concentration behind the nitrogen oxide storage catalyst 3 is comparatively low.
  • the cleaning performance of the exhaust gas aftertreatment device 4 can be correspondingly low, controlled by the internal one
  • Control unit 15 If, on the other hand, the activity is a release of nitrogen oxide from the nitrogen oxide storage catalytic converter 3 into the exhaust gas, then the
  • Nitrogen oxide concentration behind the nitrogen oxide storage catalyst 3 is comparatively high.
  • Nitrogen oxide storage catalyst 3 and the urea injection device 7, a nitrogen oxide sensor 14 is installed, which allows an exact amount of urea solution to be determined, which is required for the current exhaust gas composition. By shifting the measurement of stoichiometry behind the
  • Nitric oxide storage catalyst 3 are also those of the
  • Nitrogen oxide storage catalyst 3 given nitrogen oxides taken into account in the control and thus reduces the risk of nitrogen oxide peaks in a tailpipe of the motor vehicle, which is downstream of the exhaust gas cleaning arrangement.
  • the system can have particular advantages for hybrid vehicles in RDE operation (Real Driving Emissions, German: emissions in practical ferry operation).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, die einen Stickstoffoxidspeicherkatalysator (3) und eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) aufweist, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator (3) in einem Abgaspfad, dem ein Abgas durch die Abgasreinigungsanordnung (1) hindurch folgt, nachgelagert ist und eine Reinigungsleistung bereitstellt. Die Abgasreinigungsanordnung (1) ist dafür eingerichtet, Informationen über eine Abgaszusammensetzung des Abgases stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators (3) zu erhalten. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug, das eine solche Abgasreinigungsanordnung (1) aufweist, die mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Abgasreinigungsanordnung (1) wird eine bessere Kenntnis der Abgaszusammensetzung in der Abgasreinigungsanordnung (1) stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators (3) ermöglicht.

Description

Beschreibung
Abgasreinigungsanordnung und Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanordnung für ein
Kraftfahrzeug, die einen Stickstoffoxidspeicherkatalysator und eine
Abgasnachbehandlungseinrichtung aufweist, wobei die
Abgasnachbehandlungseinrichtung dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator in einem Abgaspfad, dem ein Abgas durch die Abgasreinigungsanordnung hindurch folgt, nachgelagert ist und eine Reinigungsleistung bereitstellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug, das eine solche
Abgasreinigungsanordnung aufweist, die mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist.
Insbesondere bei Fahrzeugen mit Dieselmotor als Verbrennungsmotor werden in Abgasreinigungsanordnungen neben Oxidationskatalysatoren auch
NOx-Speicherkatalysatoren (NOx kurz für Stickstoffoxid) eingesetzt. Diese speichern insbesondere bei niedrigen Temperaturen NOx und geben es in manchen Ausführungsformen bei hohen Temperaturen oder, in anderen Ausführungsformen, durch Auslösen einer aktiven Regeneration wieder ab. In beiden Fällen erhöht sich die NOx-Konzentration, die durch die nachgelagerte
Abgasnachbehandlungseinrichtung mittels ihrer Reinigungsleistung minimiert werden soll.
Durch Einspeicherung von NOx und dessen Abgabe mittels des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators verändert sich die NOx-Konzentration in dem Abgas stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators. Da Informationen über eine dortige Abgaszusammensetzung fehlen, ist insbesondere unklar, wie stark die nachgelagerte Abgasnachbehandlungseinrichtung arbeiten muss, um eine optimale Schadstoffminderung, also hier insbesondere Absenkung der
NOx-Konzentration, zu erreichen, wie stark also die Reinigungsleistung der
Abgasnachbehandlungseinrichtung sein muss, die die
Abgasnachbehandlungseinrichtung bereitstellt.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Abgasreinigungsanordnung und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind. Insbesondere soll ein Betrieb der Abgasreinigungsanordnung effizienter gestaltet werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Abgasreinigungsanordnung der eingangs genannten Art, die dafür eingerichtet ist, Informationen über eine
Abgaszusammensetzung des Abgases stromabwärts des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators zu erhalten.
Eine bessere Kenntnis der Abgaszusammensetzung in der
Abgasreinigungsanordnung stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators erlaubt, den Betrieb der Abgasreinigungsanordnung effizienter zu gestalten und gegebenenfalls insbesondere durch Anpassungen an dem Betrieb die
Abgaszusammensetzung unter Berücksichtigung gesetzlicher Vorgaben zu beeinflussen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Teil der abhängigen Ansprüche.
Bevorzugt ist, dass die Abgasreinigungsanordnung dafür eingerichtet ist, die Abgasnachbehandlungseinrichtung hinsichtlich der Reinigungsleistung der
Abgasnachbehandlungseinrichtung in Abhängigkeit von den Informationen zu steuern. Steuert man die Reinigungsleistung in Abhängigkeit von den
Informationen, so kann man sicherstellen, dass die Reinigungsleistung der
Abgasnachbehandlungseinrichtung angemessen ist, um das Abgas hinreichend zu reinigen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die
Abgasnachbehandlungseinrichtung insbesondere wegen des vorgelagerten Stickstoffoxidspeicherkatalysators zu wenig oder zu viel Reinigungsleistung erbringt. So kann insbesondere die Abgasreinigungsanordnung effizienter werden und kann kostensparender arbeiten, wenn der Stickstoffoxidspeicherkatalysator aufgrund einer Aktivität die Stickstoffoxidmenge in dem Abgas relativ zum ursprünglich unbehandelten Abgas erhöht oder absenkt und damit die
Abgaszusammensetzung verändert, bevor das Abgas die
Abgasnachbehandlungsvorrichtung erreicht.
Unter dem Begriff Steuern ist im vorliegenden Sinne nicht unbedingt nur eng der messtechnische Begriff zu verstehen. Auch ein Regeln kann vorliegend als Steuern verstanden werden. Der Begriff Steuern kann vielmehr allgemein als das Anpassen der Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung unter Berücksichtigung der erhaltenen Informationen verstanden werden.
Die Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators kann eine
Stickstoffoxidaufnahmemenge pro Zeitintervall und/oder eine
Stickstoffoxidabgabemenge pro Zeitintervall sein. Je mehr Stickstoffoxid der Stickstoffoxidspeicherkatalysator pro Zeitintervall aufnimmt, desto weniger
Stickstoffoxid enthält vorzugsweise das Abgas, aus dem der Stickstoffoxid aufgenommen wurde, wenn es die Abgasnachbehandlungseinrichtung erreicht. Je mehr vorher aufgenommenes Stickstoffoxid der Stickstoffoxidspeicherkatalysator pro Zeitintervall abgibt, desto mehr Stickstoffoxid enthält vorzugsweise das Abgas, in das das Stickstoffoxid abgegeben wurde, wenn es die
Abgasnachbehandlungseinrichtung erreicht.
Die Reinigungsleistung kann eine Stickstoffoxidentfernungsrate definieren. In Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Stickstoffoxidentfernungsrate der Abgasnachbehandlungseinrichtung einen Sollwert von mehr als 50% im Vergleich zum unbehandelten Abgas vor Eintritt in die Abgasreinigungsanordnung aufweist. Besonders bevorzugt ist die Stickstoffoxidentfernungsrate größer 75%, nochmals bevorzugt größer 90%, besonders bevorzugt größer 99%. Durch Steuern der Reinigungsleistung, die die Stickstoffoxidentfernungsrate definiert, kann eine vorgegebene Stickstoffoxidentfernungsrate als Reinigungsergebnis erreichbar sein, die im Wesentlichen konstant ist, selbst wenn sich die Aktivität des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators ändert. Die Reinigungsleistung ist also vorzugsweise so steuerbar, dass ein Reinigungsergebnis der
Abgasnachbehandlungseinrichtung konstant ist.
Bevorzugt ist, dass die Abgasreinigungsanordnung dafür eingerichtet ist, eine Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas stromabwärts des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators als die Informationen zu bestimmen und die Abgasnachbehandlungseinrichtung hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung in
Abhängigkeit von der bestimmten Stickstoffoxid konzentration zu steuern.
Besonders vorzugsweise werden die Informationen als Maß für die Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators bestimmt. So kann anhand des Abgases auf einfache Weise ein Rückschluss über die Aktivität des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators gezogen werden. Ist die
Stickstoffoxidaufnahmemenge des Stickstoffoxidspeicherkatalysators pro Zeitintervall hoch, wird eine vergleichsweise niedrige Stickstoffoxid konzentration bestimmt werden und umgekehrt. Entsprechend kann die Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung gesteuert werden, also bei hoher
Stickstoffoxid konzentration eine hohe Reinigungsleistung vorgesehen werden und bei niedriger Stickstoffoxid konzentration eine niedrige Reinigungsleistung vorgesehen werden. Dies kann Kosten und Energie sparen. Vorzugsweise ist das Steuern der Reinigungsleistung proportional zur Aktivität des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators eingerichtet.
Bevorzugt ist ganz allgemein, dass die Abgasreinigungsanordnung stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators einen Sensor aufweist, der die
Informationen erhält. Besondere Ausführungsformen sehen vor, dass die
Abgasreinigungsanordnung als den Sensor einen Stickstoffoxidsensor
stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators aufweist, der als die
Informationen ein Stickstoffoxidmessergebnis bestimmt. Das
Stickstoffoxidmessergebnis ist in Folge dessen vorzugsweise eine
Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas. Vorzugsweise wird das
Stickstoffoxidmessergebnis verwendet, um die Abgasnachbehandlungseinrichtung hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung in Abhängigkeit von den Informationen, insbesondere der Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas, zu steuern. Stellt der Stickstoffoxidsensor das Stickstoffoxidmessergebnis bereit, so muss die Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators nicht kompliziert direkt anhand seiner Leistungsdaten ermittelt werden, sondern kann einfach insbesondere über die Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas bestimmt werden.
Vorzugsweise ist der Sensor, insbesondere der Stickstoffoxidsensor, in dem Abgaspfad zwischen dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator und der
Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet. Dies erlaubt es, das
Stickstoffoxidmessergebnis, insbesondere die Stickstoffoxidkonzentration, zu bestimmen, bevor das Abgas die Abgasnachbehandlungseinrichtung erreicht. So kann ein effizientes Steuern der Reinigungsleistung ermöglicht werden. In manchen Ausführungsformen ist der Stickstoffoxidsensor jedoch der
Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgelagert, insbesondere an einem Auslass der Abgasreinigungsanordnung angeordnet. Dann kann die Reinigungsleistung in Abhängigkeit von der Stickstoffoxid konzentration des an die Umwelt abgegebenen Abgases nachjustiert werden. Manche Ausführungsformen sehen einen ersten Stickstoffoxidsensor, der der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorgelagert ist, und einen zweiten Stickstoffoxidsensor, der der Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgelagert ist, vor. So kann die Stickstoffoxidentfernungsrate der
Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders zuverlässig überwacht werden, weil zwei Stickstoffoxidsensoren vorhanden sind, die an unterschiedlichen Stellen entlang des Abgaspfads die Stickstoffoxid konzentration messen können.
Der Sensor, insbesondere der Stickstoffoxidsensor, ist vorzugsweise dem
Stickstoffoxidspeicherkatalysator unmittelbar nachgelagert. So können besonders zeitnah Änderungen in der Abgaszusammensetzung erkannt werden, die auf den Stickstoffoxidspeicherkatalysator zurückzuführen sind.
Bevorzugt ist, dass der Stickstoffoxidsensor in einem Winkel kleiner als 90° und größer als 0° entgegen des Abgaspfads ausgerichtet ist. Eine Sensormessfläche ist also vorzugsweise in Richtung des Stickstoffoxidspeicherkatalysators gerichtet, sodass vorzugsweise ein Normalenvektor der Sensormessfläche mit einer
Richtungskomponente auf den Stickstoffoxidspeicherkatalysator weist.
Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen 40° und 60°, insbesondere 45°. So kann ein besonders aussagekräftiges Messergebnis erhalten werden.
Vorzugsweise weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine
Harnstoffeinspritzeinrichtung auf, die hinsichtlich der Reinigungsleistung in
Abhängigkeit von den Informationen steuerbar eingerichtet ist. Insbesondere kann die Harnstoffeinspritzeinrichtung basierend auf der Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators steuerbar eingerichtet sein. Derartige Harnstoffeinspritzeinrichtungen sind in
Ausführungsformen einem SCR-Katalysator (SCR kurz für Selective Catalytic Reduction, auf Deutsch: Selektive Katalytische Reduktion), der ebenfalls in einigen Ausführungsformen in der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorgesehen ist, vorgelagert. Eine bevorzugte Harnstoffeinspritzeinrichtung gibt im Betrieb eine steuerbare Menge an Harnstofflösung, zum Beispiel AdBlue®, über eine Düse an den SCR-Katalysator ab. Die Reinigungsleistung skaliert vorzugsweise mit der abgegebenen Menge an Harnstofflösung. Vorzugsweise wird also die von der Abgasnachbehandlungseinrichtung abgegebene Menge an Harnstofflösung in Abhängigkeit von den Informationen, insbesondere der Aktivität des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators oder der Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas, gesteuert. In manchen Ausführungsformen ist der Stickstoffoxidsensor dem SCR-Katalysator nachgelagert. In bevorzugten Ausführungsformen ist der
Stickstoffoxidsensor jedoch dem SCR-Katalysator vorgelagert. So kann der Stickstoffoxidsensor zwischen dem SCR-Katalysator und dem
Stickstoffoxidspeicherkatalysator, vor Umwelteinflüssen geschützt, angeordnet sein.
Ausführungsformen sehen vor, dass die Abgasreinigungsanordnung ein Gehäuse aufweist, das den Abgaspfad umschließt. Vorzugsweise umschließt das Gehäuse den Abgaspfad radial. Das Gehäuse stellt für den Abgaspfad vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindrischen Abgastunnel bereit. In dem Gehäuse können der Stickstoffoxidspeicherkatalysator, die Abgasnachbehandlungseinrichtung, der Stickstoffoxidsensor und vorzugsweise weitere Elemente wie beispielsweise Heizkatalysatoren angeordnet sein. So können beispielsweise alle Komponenten der Abgasreinigungsanordnung in einem einzigen kompakten Bauteil bereitgestellt und umschlossen sein. Besonders vorzugsweise bildet die
Abgasreinigungsanordnung, die das Gehäuse aufweist, eine
Kraftfahrzeugkatalysatorbaugruppe, die vorzugsweise den Auslass der
Abgasreinigungsanordnung aufweist, der vorzugsweise mit einem Endrohr des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Vorzugsweise durchdringt ein Sensorgehäuse des Sensors das Gehäuse. In manchen Ausführungsformen ist der Sensor an einer Innenwand des Gehäuses angeordnet. So kann der Sensor stabil an dem Gehäuse montiert sein.
Vorzugsweise ist der Stickstoffoxidspeicherkatalysator dafür eingerichtet,
Stickstoffoxid aus dem Abgas bei einer ersten Temperatur zu speichern und bei einer zweiten Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, wieder an das Abgas abzugeben. Die erste Temperatur und die zweite Temperatur sind vorzugsweise Betriebstemperaturen der Abgasreinigungsanordnung. So wird eine zuverlässige Funktionsweise des Stickstoffoxidspeicherkatalysators sichergestellt. Alternativ dazu kann der Stickstoffoxidspeicherkatalysator dafür eingerichtet sein, aufgenommenen Stickstoffoxid durch Auslösen einer aktiven Regeneration wieder an das Abgas abzugeben.
Ausführungsformen sehen vor, dass die Abgasreinigungsanordnung eine interne Steuereinheit aufweist, die dafür programmiert ist, die
Abgasnachbehandlungseinrichtung hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung in
Abhängigkeit von der Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators zu steuern. So kann die Abgasreinigungsanordnung ohne externe Steuereinheit kompakt die Reinigungsleistung steuern. Alternativ dazu weist die Abgasreinigungsanordnung eine Schaltung auf, die mit einer externen Steuereinheit verbindbar ist, um eine Datenleitung zur Ausgabe der Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators und eine Steuerleitung für die Reinigungsleistung der
Abgasnachbehandlungseinrichtung nach außen zu führen. Zu diesem Zweck kann die Schaltung für die Steuerleitung und die Datenleitung jeweils einen
Steuereinheitskontakt aufweisen, der mit der externen Steuereinheit verbindbar ist, um die Informationen von dem Sensor an die externe Steuereinheit weiterzuleiten und Steuersignale für die Abgasnachbehandlungseinrichtung zu empfangen.
In manchen Ausführungsformen weist die Abgasreinigungsanordnung einen Oxidationskatalysator auf. So kann eine besonders gründliche Reinigung des Abgases, insbesondere auch von anderen Bestandteilen als Stickstoffoxid, sichergestellt sein. Vorzugsweise ist der Oxidationskatalysator beheizt, besonders vorzugsweise durch mindestens einen vorgelagerten und/oder einen
nachgelagerten Heizkatalysator. In anderen Ausführungsformen weist der
Oxidationskatalysator ein integriertes Heizelement auf oder ein oder mehrere externe Heizelemente sind dem Oxidationskatalysator in dem Abgaspfad vorgelagert oder auch nachgelagert.
Bevorzugt ist, dass der Oxidationskatalysator in dem Abgaspfad zwischen dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator und dem SCR-Katalysator angeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist, dass der Stickstoffoxidsensor in dem Abgaspfad zwischen dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator und dem Oxidationskatalysator angeordnet ist. Ebenfalls besonders bevorzugt ist, dass die Harnstoffeinspritzeinrichtung in dem Abgaspfad zwischen dem Oxidationskatalysator und dem SCR-Katalysator angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Abgaspfad also so angeordnet, dass das Abgas auf dem Abgaspfad zunächst den Stickstoffoxidspeicherkatalysator, dann den Stickstoffoxidsensor, dann den Oxidationskatalysator, dann die
Harnstoffeinspritzeinrichtung und dann den SCR-Katalysator passiert. So kann eine sehr effiziente und wirksame Reinigung des Abgases, insbesondere hinsichtlich Stickstoffoxid, ermöglicht sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art, wobei die Abgasreinigungsanordnung dafür eingerichtet ist, Informationen über eine Abgaszusammensetzung des Abgases stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators zu erhalten. Eine bessere Kenntnis der Abgaszusammensetzung in der
Abgasreinigungsanordnung stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators erlaubt, den Betrieb der Abgasreinigungsanordnung effizienter zu gestalten und gegebenenfalls insbesondere durch Anpassungen an dem Betrieb die
Abgaszusammensetzung unter Berücksichtigung gesetzlicher Vorgaben zu beeinflussen.
Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug dafür eingerichtet, die
Abgasnachbehandlungseinrichtung hinsichtlich der Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung in Abhängigkeit von den Informationen zu steuern. Steuert man vorzugsweise die Reinigungsleistung in Abhängigkeit von den Informationen, so kann man sicherstellen, dass die Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung angemessen ist, um das Abgas hinreichend von Stickstoffoxid zu reinigen. Auf diese Weise kann insbesondere verhindert werden, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung insbesondere wegen des vorgelagerten Stickstoffoxidspeicherkatalysators zu wenig oder zu viel
Reinigungsleistung erbringt. So kann das Kraftfahrzeug effizienter werden und kann kostensparender arbeiten.
Besonders bevorzugt ist, dass das Kraftfahrzeug dafür eingerichtet ist, eine Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas stromabwärts des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators als Maß für die Aktivität des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators zu erhalten und die
Abgasnachbehandlungseinrichtung hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung in
Abhängigkeit von der bestimmten Stickstoffoxid konzentration zu steuern. So kann die Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators auf einfache Weise anhand der Stickstoffoxid konzentration des Abgases bestimmt werden, das den
Stickstoffoxidspeicherkatalysator passiert hat. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck ein Sensor, insbesondere ein Stickstoffoxidsensor vorgesehen, der dem
Stickstoffoxidspeicherkatalysator in dem Abgaspfad nachgelagert ist.
Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug. Bevorzugte
Hybridfahrzeuge umfassen sowohl einen Elektromotor als auch einen
Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor oder einen Benzinmotor. Besonders Hybridfahrzeuge können deshalb von der gesteigerten Effizienz der Abgasreinigungsanordnung profitieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen und mögliche Vorteile des Kraftfahrzeugs ergeben sich analog zu den Ausführungen oben bezüglich der
Abgasreinigungsanordnung.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden
Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform der
Abgasreinigungsanordnung gemäß der Erfindung entlang des Abgaspfads zeigt.
In die folgende detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels, in die beigefügten Zeichnungen und in die beigefügten Patentansprüche, die den
Schutzbereich der Erfindung festlegen, sind zur besseren Lesbarkeit
Bezugszeichen eingefügt worden, die jedoch keine einschränkende Wirkung haben sollen.
Fig. 1 zeigt eine Abgasreinigungsanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die
Abgasreinigungsanordnung 1 ist in einem Hybridfahrzeug verbaut, das zur Vereinfachung nicht weiter dargestellt ist. Das Hybridfahrzeug weist einen nicht gezeigten Elektromotor und einen nicht gezeigten Verbrennungsmotor, nämlich einen Dieselmotor, auf. Der Dieselmotor ist mit einem Einlass 2 der
Abgasreinigungsanordnung 1 verbunden, um Abgas zur Reinigung an die
Abgasreinigungsanordnung 1 bereitzustellen. Die Abgasreinigungsanordnung 1 ist also mit dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs wirkverbunden.
Die Abgasreinigungsanordnung 1 weist einen Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 und eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 auf, wobei die
Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 in einem Abgaspfad 5, dem ein Abgas durch die Abgasreinigungsanordnung 1 hindurch folgt, nachgelagert ist und eine Reinigungsleistung bereitstellt. Die Reinigungsleistung bewirkt eine Stickstoffoxidreduzierung in dem Abgas.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 weist eine Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 auf. Die Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 umfasst eine Düse 7 zur Einspritzung von Harnstofflösung, in diesem Fall AdBlue®, in den Abgaspfad 5 und auf einen SCR-Katalysator 8 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 4. Der Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 ist in dem Abgaspfad 5 ein Oxidationskatalysator 9 vorgelagert. Das Abgas durchströmt im Betrieb von dem Einlass 1 eintretend entlang dem Abgaspfad 5 also zunächst den Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3, dann den Oxidationskatalysator 9, dann den SCR-Katalysator 8 und tritt schließlich zumindest teilweise gereinigt, also mit veränderter Abgaszusammensetzung und reduzierter Menge an Schadstoffen im Vergleich zu der Abgaszusammensetzung an dem Einlass 2, aus einem Auslass 10 wieder aus der
Abgasreinigungsanordnung 1 aus. Dem Oxidationskatalysator 9 ist in dem
Abgaspfad 5 ein erster Heizkatalysator 1 1 unmittelbar vorgelagert und ein zweiter Heizkatalysator 12 unmittelbar nachgelagert. Die beiden Heizkatalysatoren 1 1 , 12 beheizen das Abgas, bevor bzw. nachdem es durch den Oxidationskatalysator 9 strömt. Die Abgasreinigungsanordnung 1 weist ein Gehäuse 13 auf, das den Abgaspfad 5 umschließt, nämlich radial.
Der Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 ist dafür eingerichtet, Stickstoffoxid aus dem Abgas bei einer ersten Temperatur zu speichern und bei einer zweiten Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, wieder an das Abgas abzugeben. Die Abgasreinigungsanordnung 1 ist dafür eingerichtet, Informationen über eine Abgaszusammensetzung des Abgases stromabwärts des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators 3 zu erhalten.
Vorgesehen ist, dass die Abgasreinigungsanordnung 1 weiter dafür eingerichtet ist, die Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 hinsichtlich der Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 in Abhängigkeit von den Informationen zu steuern. So wird sichergestellt, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 unter Berücksichtigung einer Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators 3, beispielsweise einer Stickstoffoxidaufnahme aus dem Abgas oder einer
Stickstoffoxidabgabe in das Abgas, mit angemessener Reinigungsleistung arbeitet.
Um die Informationen zu erhalten, weist die Abgasreinigungsanordnung 1 einen Stickstoffoxidsensor 14 als Sensor auf, der als die Informationen ein
Stickstoffoxidmessergebnis, nämlich die Stickstoffoxid konzentration, in dem Abgas bestimmt. Das Stickstoffoxidmessergebnis wird anschließend verwendet, um die Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung in Abhängigkeit von der Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas zu steuern. Der Stickstoffoxidsensor 14 ist in dem Abgaspfad 5 zwischen dem
Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 und der Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 angeordnet. Der Stickstoffoxidsensor 14 ist dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 in dem Abgaspfad 5 unmittelbar nachgelagert. Der Stickstoffoxidsensor 14 ist außerdem dem Oxidationskatalysator 9 in dem Abgaspfad 5 vorgelagert. Der
Stickstoffoxidsensor 14 ist in einem Winkel kleiner als 90° und größer als 0° entgegen des Abgaspfads 5 ausgerichtet, nämlich in einem Winkel von etwa 45°, um eine aussagekräftige Messung zu ermöglichen.
Eine interne Steuereinheit 15, die das Stickstoffoxidmessergebnis des
Stickstoffoxidsensors 14 analysiert und dann abhängig davon die
Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 steuert, ist ebenfalls in der Abgasreinigungsanordnung 1 vorgesehen. Die interne Steuereinheit 15 ist genauer gesagt dafür eingerichtet, das Stickstoffoxidmessergebnis von dem Stickstoffoxidsensor 14 zu erhalten und in Abhängigkeit von der
Stickstoffoxid konzentration des Abgases die Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 zu steuern. Die interne Steuereinheit 15 ist hierzu jeweils über Kabel mit dem
Stickstoffoxidsensor 14 und der Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 verbunden. Auf diese Weise ist die Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 hinsichtlich ihrer
Reinigungsleistung in Abhängigkeit von den Informationen steuerbar eingerichtet. Die interne Steuereinheit 15 ist von dem Abgaspfad 5 getrennt angeordnet.
Ist die Stickstoffoxid konzentration hinter dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 vergleichsweise hoch, so wird, veranlasst durch die interne Steuereinheit 15, mehr Harnstofflösung von der Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 abgegeben. Ist die
Stickstoffoxid konzentration hinter dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 jedoch vergleichsweise niedrig, so wird, veranlasst durch die interne Steuereinheit 15, weniger Harnstofflösung von der Harnstoffeinspritzeinrichtung 6 abgegeben. Die Aktivität des Stickstoffoxidspeicherkatalysators 3 beeinflusst die
Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas. Ist die Aktivität eine Aufnahme von Stickstoffoxid in den Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3, dann ist die
Stickstoffoxid konzentration hinter dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 vergleichsweise niedrig. Entsprechend niedrig kann die Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 sein, gesteuert durch die interne
Steuereinheit 15. Ist die Aktivität hingegen eine Abgabe von Stickstoffoxid aus dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 in das Abgas, dann ist die
Stickstoffoxid konzentration hinter dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 vergleichsweise hoch. Entsprechend hoch sollte auch die Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 4 sein, gesteuert durch die interne
Steuereinheit 15.
Somit ist, mit anderen Worten, gezeigt, dass zwischen dem
Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 und der Harnstoffeinspritzeinrichtung 7 ein Stickstoffoxidsensor 14 eingebaut ist, der eine exakte Menge an Harnstofflösung bestimmen lässt, die für die aktuelle Abgaszusammensetzung benötigt wird. Durch die Verlagerung der Messung der Stöchiometrie hinter den
Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 werden auch die von dem
Stickstoffoxidspeicherkatalysator 3 abgegebenen Stickstoffoxide bei der Regelung berücksichtigt und damit die Gefahr von Stickstoffoxidpeaks in einem Endrohr des Kraftfahrzeugs, das der Abgasreinigungsanordnung nachgelagert ist, verringert. Besondere Vorteile kann das System bei Hybridfahrzeugen im RDE-Betrieb (Real Driving Emissions, deutsch: Emissionen im praktischen Fährbetrieb) haben.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasreinigungsanordnung (1 ) für ein Kraftfahrzeug, die einen
Stickstoffoxidspeicherkatalysator (3) und eine
Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) aufweist, wobei die
Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator (3) in einem Abgaspfad (5), dem ein Abgas durch die
Abgasreinigungsanordnung (1 ) hindurch folgt, nachgelagert ist und eine Reinigungsleistung bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abgasreinigungsanordnung (1 ) dafür eingerichtet ist, Informationen über eine Abgaszusammensetzung des Abgases stromabwärts des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators (3) zu erhalten.
2. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanordnung (1 ) dafür eingerichtet ist, die
Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) hinsichtlich der Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) in Abhängigkeit von den Informationen zu steuern.
3. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanordnung (1 ) dafür eingerichtet ist, eine
Stickstoffoxid konzentration in dem Abgas stromabwärts des
Stickstoffoxidspeicherkatalysators (3) als die Informationen zu bestimmen und die Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) hinsichtlich ihrer
Reinigungsleistung in Abhängigkeit von der bestimmten
Stickstoffoxid konzentration zu steuern.
4. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanordnung (1 ) stromabwärts des Stickstoffoxidspeicherkatalysators (3) einen
Stickstoffoxidsensor (14) aufweist, der als die Informationen ein
Stickstoffoxidmessergebnis bestimmt.
5. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoffoxidsensor (14) in dem Abgaspfad (5) zwischen dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator (3) und der
Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) angeordnet ist.
6. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoffoxidsensor (14) dem Stickstoffoxidspeicherkatalysator (3) unmittelbar nachgelagert ist.
7. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoffoxidsensor (14) in einem Winkel kleiner als 90° und größer als 0° entgegen des Abgaspfads (5) ausgerichtet ist.
8. Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) eine Harnstoffeinspritzeinrichtung (6) aufweist, die hinsichtlich der
Reinigungsleistung in Abhängigkeit von den Informationen steuerbar eingerichtet ist.
9. Kraftfahrzeug, das eine Abgasreinigungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 aufweist, die mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs
wirkverbunden ist.
10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Kraftfahrzeug dafür eingerichtet ist, die
Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) hinsichtlich der Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung (4) in Abhängigkeit von den
Informationen zu steuern.
PCT/EP2019/081043 2018-11-13 2019-11-12 Abgasreinigungsanordnung und kraftfahrzeug WO2020099416A1 (de)

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