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DE10113382A1 - Verfahren zum Aufheizen eines in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren zum Aufheizen eines in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors

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DE10113382A1
DE10113382A1 DE10113382A DE10113382A DE10113382A1 DE 10113382 A1 DE10113382 A1 DE 10113382A1 DE 10113382 A DE10113382 A DE 10113382A DE 10113382 A DE10113382 A DE 10113382A DE 10113382 A1 DE10113382 A1 DE 10113382A1
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DE
Germany
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catalyst
adsorber
downstream
heating
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Prior art date
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Withdrawn
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DE10113382A
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English (en)
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Bodo Odendall
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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Priority to PCT/EP2002/002262 priority patent/WO2002075138A1/de
Publication of DE10113382A1 publication Critical patent/DE10113382A1/de
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Katalysatoren, wobei das Aufheizen eines in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators (6) dadurch erfolgt, dass die exotherme Reaktion aus einem in Strömungsrichtung vorgeordneten Katalysator (3) in den nachgeordneten Katalysator (6) verlagert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines in Strömungsrich­ tung nachgeordneten Katalysators bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmotors mit mehreren in Abgasströmungsrichtung hintereinan­ der angeordneten Katalysatoren.
Bei einem Abgasanlagensystem mit mehreren hintereinander angeordneten Katalysatoren kann die Forderung bestehen, den stromabwärts liegenden Katalysator aufzuheizen, ohne dabei den stromaufwärts liegenden Kataly­ sator mit einer zu hohen Temperatur zu belasten. Diese Forderung besteht zum Beispiel bei der Desulfatisierung eines NOx-Katalysators. Für eine ef­ fektive Desulfatisierung des NOx-Katalysators werden Temperaturen von ca. 650°C benötigt. Wenn diese Temperatur durch eine Erhöhung der Abgas­ temperatur des Motors bereitgestellt wird, kann es aufgrund des Tempera­ turgefälles zwischen einem motornahen Drei-Wege-Katalysator und dem im Unterbodenbereich verbauten NOx-Katalysators besonders bei einer Abgas­ kühlung vor dem NOx-Katalysator zu einer Überschreitung der maximal zu­ lässigen Temperatur im motornahen Drei-Wege-Katalysator von ca. 950°C kommen.
Aus der DE 198 27 195 A1 sowie aus der DE 199 22 962 A1 ist es bekannt, bei einem Verbrennungsmotor mit Drei-Wege-Katalysator und nachgeschal­ tetem NOx-Adsorber bei aufgeheiztem NOx-Adsorber eine Entschwefelung mit geringer Sekundäremission an H2S und SO2 durchzuführen. Wie der NOx-Adsorber dabei auf die für die Entschwefelung erforderliche Betriebs­ temperatur gebracht wird, ist den Dokumenten nicht zu entnehmen.
Aus der DE 199 60 828 A1 ist es bekannt, die Entschwefelung bei bereits aufgeheiztem NOx-Adsorber durch eine λ-Regelung, wobei λ zyklisch auf einen konstanten leicht fetten Wert eingestellt wird, zu entschwefeln. Damit die Temperatur im NOx-Adsorber im voreingestellten aufgeheizten Tempe­ raturbereich gehalten wird, wird die Wärme durch Spätzündung und La­ dungsbewegung im Motor erzeugt und von dort in den NOx-Adsorber durch­ geschoben. Dies bedarf hoher Energie für die entsprechende Erhitzung im Motorraum unter Berücksichtigung der hohen Wärmeverluste auf dem Weg zum NOx-Adsorber. Darüber hinaus muss auch hier die Temperaturgrenze des Drei-Wege-Katalysators berücksichtigt werden. Auf welche Weise der NOx-Adsorber auf das zur Entschwefelung erforderliche hohe Temperaturni­ veau gebracht wird, kann diesem Dokument nicht entnommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand einen stromabwärts liegenden Katalysator aufzuheizen, ohne dabei den stromauf­ wärts liegenden Katalysator zu überhitzen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren gemäß den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst, wonach das Aufheizen des stromabwärts angeordneten Katalysators dadurch erfolgt, dass die exotherme Reaktion aus einem stromaufwärts vorgeordneten Katalysator in einen nachgeordne­ ten Katalysator verlagert wird. Auf diese Weise erfolgt gezielt die Aufheizung des stromabwärts nachgeordneten Katalysators. Energieverluste aufgrund eines Einleitens der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung und der Wär­ meleitung von außen und hiermit verbundene Gefahren des Überhitzens an­ derer Bauteile - insbesondere vorgeordnete Katalysatoren - werden vermie­ den. Da die Aufheizung lediglich durch die Verlagerung der exothermen Re­ aktion aus dem stromaufwärts vorgeordneten Katalysator in den stromab­ wärts nachgeordneten Katalysator erfolgt, werden lediglich Reaktionen ge­ nutzt, die ohnehin bereits bei der üblichen Abgasreinigung erfolgen. Somit kann in sehr einfacher Weise ohne zusätzliche Reaktionen und ohne zusätz­ liche Mittel zur Temperaturbegrenzung anderer Bauteile der stromabwärts nachgeordnete Katalysator aufgeheizt werden. Das Verfahren ermöglicht einen sehr geringen Energieverbrauch und somit verbrauchsarme Motoren.
Bevorzugt ist das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, bei dem in einfacher Weise die Verlagerung durch eine λ-Regelung mit alternie­ rendem Fett-Mager-Betriebs-Zyklus des Verbrennungsmotors und somit die Aufheizung des stromabwärts liegenden Katalysators gesteuert erzielt werden kann. Dabei können die Abgasemissionen gesteuert und auf niedri­ gem Niveau gehalten werden.
Das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 3 ist besonders vorteil­ haft, da hierdurch sehr einfach die zur Abgasreinigung im Normalbetrieb der Abgasreinigung im stromaufwärts angeordneten Katalysator durchgeführte Reduktion der Schadstoffe HC und CO in den stromabwärts angeordneten Katalysator verlagert wird, wodurch der stromabwärts angeordnete Kataly­ sator aufgeheizt wird. Die Schadstoffe können unverändert abgebaut wer­ den.
Bevorzugt wird λ zum Aufheizen so geregelt, dass für λ im zyklischen Fett- Betrieb während des Aufheizens gilt: 0,7 ≧ λ ≧ 0,8 bevorzugt 0,74 ≧ λ ≧ 0,76. Hierdurch erfolgt durch den sehr fetten Betrieb in kurzer Zeit die Verlagerung der exothermen Reaktion in den stromabwärts angeordneten Katalysator, so dass die erforderliche Temperatur in kurzer Zeit erreicht wird.
Das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 5 ermöglicht eine sehr empfindliche Regelung des Fett-Mager-Betriebszyklus' und somit sowohl die Aufheizung als auch die Abgaszusammensetzung. Bevorzugt sind die Ver­ fahren gemäß den Merkmalen der Ansprüche 6 bzw. 7, durch die die Abgas­ grenzwerte zuverlässig eingehalten werden und dennoch eine einfache und betriebssichere Temperaturerhöhung erzielt werden kann.
Das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 8 ermöglicht es, den NOx-Adsorber zur Einleitung der Entschwefelung auf Desulfatisierungstem­ peratur aufzuheizen, ohne den Drei-Wege-Katalysator zu überhitzen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 am Beispiel eines direkteinspritzenden Ottomotors beispielhaft näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Abgasanlage eines direktein­ spritzenden Ottomotors;
Fig. 2a, b zwei Diagramme zur Darstellung des Aufheizungsverhaltens der Abgasanlage von Fig. 1 ohne die erfindungsgemäße Ver­ lagerung der exothermen Reaktion in den stromabwärts ange­ ordneten Katalysator, wobei
Fig. 2a die Temperaturverteilung bei einer Geschwindigkeit von 200 km/h und
Fig. 2b die Temperaturverteilung bei Tempo 120 km/h darstellt;
Fig. 3 Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der λ- Variation zur Aufheizung mit Darstellung der λ-Variation und der hierdurch bedingten Veränderungen des O2-Speicherinhalts des stromauf- und stromabwärts angeordneten Katalysators;
Fig. 4 Diagramm zur Darstellung der Temperaturverteilung bei erfin­ dungsgemäßer λ-Variation zur Aufheizung bei einer Geschwin­ digkeit von 120 km/h;
Fig. 5 qualitative Darstellung der Temperatur und der messbaren HC- Mengen in der Abgasanlage über der Länge der Abgasanlage im aufgeheizten Zustand; und
Fig. 6 Darstellung der Veränderung des O2-Speicherinhalts des stromauf- und stromabwärts angeordneten Katalysators über der Zeit.
In Fig. 1 ist eine Abgasanlage am Beispiel eines direkteinspritzenden Verbrennungsmotors nach Otto-Bauart dargestellt. Aus dem Verbrennungs­ motor 1 werden in bekannter Weise über Abgasrohre 2, einen Drei-Wege- Katalysator 3, ein Abgasrohr 4, einen NOx-Adsorber 6 und ein Abgasrohr 7 die Abgase abgeleitet. Dem Drei-Wege-Katalysator 3 vorgeordnet ist eine Breitwand-Lambdasonde 8 und nachgeordnet eine Lambdasonde 9 be­ kannter Art, durch welche Abweichungen des λ-Werts der Abgase vor und hinter dem Drei-Wege-Katalysator 3 vom stöchiometrischen Wert λ = 1 er­ fasst werden. Ebenso ist in bekannter Weise dem NOx-Adsorber 6 nachge­ ordnet eine Lambdasonde 11 angeordnet, welche Abweichungen des λ- Werts vom stöchiometrischen Wert λ = 1 hinter dem NOx-Adsorber 6 erfasst. In bekannter Weise ist das Abgasrohr 4 zwischen dem Drei-Wege- Katalysator 3 und dem NOx-Adsorber 6 durch einen Abgaskühler 5 bekann­ ter Art geführt und zur Erfassung der Eingangstemperatur des Abgases in den NOx-Adsorber 6 dem NOx-Adsorber 6 vorgelagert ein Temperatursensor 10 angeordnet. Der Drei-Wege-Katalysator 3 ist in bekannter Weise mit einer oberen Temperaturgrenze von 950°C, der NOx-Adsorber 6 mit einer oberen Temperaturgrenze von 750°C ausgelegt. Der Arbeitsbereich des NOx- Adsorbers 6 liegt in bekannter Weise zwischen 250°C und 450°C. Der Ab­ gaskühler 5 ist in bekannter Weise so ausgelegt, dass er auch bei maximaler Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Temperatur des Abgases auf 750°C ab­ senkt.
Zur Erläuterung der Temperaturveränderungen wurde in Fig. 1 der Drei- Wege-Katalysator 3 in seiner Länge I1 in drei gleich lange Abschnitte aufge­ teilt. Die Position zu Beginn des Katalysators ist mit A, die Position nach ei­ nem Drittel der Länge I1 mit B, die Position nach zwei Dritteln I1 mit C und die Position am Ende von I1 mit D bezeichnet. Ebenso ist der Abgaskühler 5 sei­ ner Länge I2 nach in drei gleich lange Abschnitte unterteilt, wobei E den Ein­ gang des Abgaskühlers 5, F die Position nach einem Drittel I2, G die Position nach zwei Dritteln I2 und H die Position am Ende des Abgaskühlers 5 angibt. In gleicher Weise wurde der NOx-Adsorber 6 seiner Länge I3 nach in drei gleich lange Abschnitte unterteilt, wobei J die Position zu Beginn des NOX- Adsorber 6, K die Position nach einem Drittel I3, L die Position nach zwei Dritteln I3 und M die Position am Ausgang des NOx-Adsorbers 6 angibt.
Der in den Fig. 2a, 2b, 4 und 6 dargestellte zeitliche Temperaturverlauf kann beispielsweise mit Hilfe des Brennwerteintrages ermittelt werden. Zur genaueren Bestimmung des Brennwerteintrages in dem NOx-Adsorber 6 wird das λ-Signal vor dem Drei-Wege-Katalysator 3 und nach dem NOx-Adsorber 6 herangezogen. Der Brennwerteintrag in den NOx-Adsorber 6 ergibt sich aus dem Breitbandsignal der Lambdasonde 8 vor dem Drei-Wege-Kata­ lysator 3 und der Zeit, die zwischen dem Fett-Durchbruch der Lambdasonde 9 nach dem Drei-Wege-Katalysator 3 und dem Fett-Durchbruch der Lamb­ dasonde 11 nach dem NOx-Adsorber 6 liegt. Zur Vermeidung eines Fett- Durchbruchs wird eine maximale Zeit bis kurz vor dem Durchbruch für die Fett-Phase in einem Kennfeld über der Abgasmasse abgelegt. Mit dem Brennwerteintrag in den NOx-Adsorber 6 und mit den mit dem Temperatur­ sensor 10 gemessenen Temperaturen vor dem NOx-Adsorber 6 wird die Temperatur im NOx-Adsorber 6 berechnet.
Zur Diagnose kann die Zeit bis zum Fett-Durchbruch mit den im Kennfeld abgelegten Zeiten verglichen werden.
Die Fig. 2a und 2b zeigen den zeitlichen Temperaturverlauf TA, TB, TC, TD, TF, TK, TL, TM in den Positionen A, B, C, D, F, K, L, M sowie beispielhaft für die Abgasschadstoffe CO, CH und NOX den zeitlichen Verlauf der gemessenen CO-Werte am Eingang des Drei-Wege-Katalysators 3, gemes­ sen durch die Breitband-Lambdasonde 8, und den zeitlichen Verlauf der ge­ messenen CO-Werte im Anschluss an den NOx-Adsorber 6, gemessen durch die Lambdasonde 11, beim Versuch, ohne weitere Maßnahmen eine Tempe­ raturerhöhung zu erzielen, um eine Desulfatisierung einzuleiten.
In Fig. 2a kann bei Volllast bei einer Geschwindigkeit von 200 km/h erkannt werden, dass die vom Verbrennungsmotor in den motornahen Drei-Wege- Katalysator 3 eingeleitete Verbrennungsenergie Temperaturen erzeugt, die ausgehend von der Eingangstemperatur TA im Drei-Wege-Katalysator 3 in der Ebene A mit konstant 900°C in den in Abgasförderrichtung nachgeord­ neten Positionen zu Beginn dieser reinen Motoraufheizung noch unterhalb dieser Temperatur liegen, wobei bereits nach kurzer Zeit im Drei-Wege- Katalysator 3 die Temperaturen TB, TC und TD aufgrund der exothermen Reaktionen im Drei-Wege-Katalysator 3 auf Werte zwischen 900°C und 950°C ansteigen. Etwas zeitverzögert werden auch die Temperaturen TK in der Position K, TL in der Position L und TM in der Position M des NOx- Adsorbers 6 aus dem optimalen Arbeitsbereich des NOx-Adsorber 6 von 250°C bis 450°C angehoben und erreichen Werte bis zu 750°C, so dass eine Entschwefelung im direkten oberen Temperaturgrenzbereich bei diesem Volllastfall möglich ist.
Fig. 2b zeigt die gleiche Abgasanlage bei dem gleichen Motor, jedoch im Teillastbetrieb bei einer Geschwindigkeit von 120 km/h.
Aus den Diagrammen kann erkannt werden, dass die Temperaturen TA, TB, TC, TD in den Ebenen A, B, C, D des Drei-Wege-Katalysators 3 aufgrund der deutlich geringeren Eingangstemperatur TA nur noch Werte bis zu 750°C annehmen und die Temperaturen TK, TL, TM in den Positionen K, L, M des NOx-Adsorbers 6 sich auf Temperaturwerte unter 550°C einstellen. Eine Ent­ schwefelung im Teillastbereich findet somit nicht statt.
In den Fig. 3 bis 6 ist die erfindungsgemäße Aufheizung auf Desulfatisie­ rungstemperatur einer in Fig. 1 gezeigten Abgasanlage schematisch darge­ stellt. Zum Aufheizen des NOx-Adsorbers 6 erfolgt eine kurze zyklische λ- Variation, wie sie in Fig. 3 beispielhaft dargestellt ist. Hierzu wird nach fest­ gelegten Fahrzyklen, beispielsweise 5.000 oder 10.000 km, nach welchen eine Entschwefelung gewünscht ist, zur Aufheizung der Motor zyklisch fett bzw. mager betrieben. Die Zeitspanne zur Aufheizung soll möglichst mini­ miert werden. Beispielsweise beträgt sie zwischen 20 Sekunden und 2 Mi­ nuten je nach Last- und Anfangstemperatur des NOx-Adsorber 6. Während der Zeitspanne der Fett-Phase Δtf wird der Motor mit λ betrieben, für welches gilt: 0,8 ≧ λ ≧ 0,7 bevorzugt 0,76 ≧ λ ≧ 0,74 beispielsweise 0,75. In der kurzen Zeitspanne Δtm des Mager-Betriebs mit 3 ≧ λ ≧ 1,1 wird möglichst viel O2 in den Drei-Wege-Katalysator 3 und in den NOx-Adsorber 6 eingetragen. Die Zeiten, in denen der Motor fett bzw. mager zu betreiben ist, sind in einem Kennfeld über der Gaseintrittstemperatur, der Motorluftmasse und dem λ- Werten für den Fett- bzw. Mager-Betrieb abgelegt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, erfolgt entsprechend der λ-Variation ein zykli­ sches Be- und Entladen des Sauerstoffspeichers im Drei-Wege-Katalysator 3 sowie im NOx-Adsorber 6, wobei die Beladung des Drei-Wege-Katalysators 3 mit Beginn der Mager-Phase (λ < 1) beginnt und die Entladung des Drei- Wege-Katalysators 3 mit Beginn der Fett-Phase beginnt. Das Be- und Entla­ den des NOx-Adsorbers 6 ist gegenüber dem Zyklus des Drei-Wege- Katalysators 3 phasenverschoben.
Fig. 4 zeigt den Temperaturverlauf im Drei-Wege-Katalysator 3 und im NOx- Adsorber 6 sowie die CO-Emissionen vor (CO EIN) und nach (CO AUS) der Abgasanlage bei Teillastbetrieb mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h. Der Fett-Mager-Zyklus ist so gewählt, dass die Fett-Phase in diesem Beispiel Δtf = 1,5 Sekunden und die Mager-Phase Δtm = 0,5 Sekunden beträgt. Wie für die Positionen B, C, D des Drei-Wege-Katalysators 3 und für die Positionen K, L, M des NOx-Adsorbers 6 von Fig. 1 in Fig. 4 deutlich zu erkennen ist, steigen die diesen Positionen zuzuordnenden Temperaturen TB, TC, TD, TK, TL, TM in den Fett-Phasen an. Die exotherme Verbrennung im NOx- Adsorber 6 führt somit bereits nach kurzer Zeit zu einem Temperaturanstieg auch der Temperaturen TK, TL, TM in einen Bereich oberhalb von 650°C durch die exotherme Verbrennung unter Ausnutzung des gespeicherten Sauerstoffs im Drei-Wege-Katalysator 3 und im NOx-Adsorber 6. In dem dar­ gestellten Beispiel wird während der Aufheizung ca. 50 Prozent der exother­ men Verbrennungsbestandteile an CO und HC vom Drei-Wege-Katalysator 3 in den NOx-Adsorber 6 verlagert. In den Mager-Phasen werden die Sauer­ stoffspeicher des Drei-Wege-Katalysators 3 und des NOx-Adsorber 6 mit O2 gefüllt. Somit wird durch die λ-Variation gemäß Fig. 3 bewirkt, dass ein Teil des Restbrennwertes im fetten Abgas nicht im Drei-Wege-Katalysator 3, sondern im NOx-Adsorber 6 in Wärme umgesetzt wird.
Die zeitliche Änderung des gespeicherten Sauerstoffs während des Fett- Mager-Zyklus' im Drei-Wege-Katalysator 3 und im NOx-Adsorber 6 ist für ei­ nen Ausschnitt zwischen den Zeiten t = 45 Sekunden und t = 50 Sekunden aus Fig. 4 in Fig. 6 vergrößert dargestellt. In den Mager-Phasen, zum Bei­ spiel zwischen den Zeiten t = 45,3 bis t = 46,0 Sekunden, werden die Sauer­ stoffspeicher des Drei-Wege-Katalysators 3 und des NOx-Adsorbers 6 auf­ geladen, wobei ausgehend von der Position B über die Position C und die Position D des Drei-Wege-Katalysators 3 über die Positionen K, L, M des NOx-Adsorber 6 von Fig. 1 zeitverzögert die Aufladung erfolgt. In den Fett- Phasen, zum Beispiel zwischen den Zeiten t = 45,3 und t = 46,0 Sekunden, werden die Sauerstoffspeicher in der gleichen Reihenfolge wieder entleert. Es sind Fälle denkbar, in denen eine völlige Entleerung des Sauerstoffspei­ chers des NOx-Adsorber 6 zu hohen Endrohremissionen führen und gleich­ zeitig auch der hintere Teil des NOx-Adsorbers 6 überhitzt werden könnte. Der Sauerstoffspeicher des NOx-Adsorbers 6 wird deshalb - soweit diese Gefahr besteht - nicht vollständig entleert, sondern beispielsweise lediglich zu 30 Prozent.
Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, wird der Drei-Wege-Katalysator 3 bei diesem Lastfall auf Temperaturen zwischen ca. 750°C und 890°C erhitzt und der NOx-Adsorber 6 auf Temperaturen zwischen 650°C und 700°C, so dass eine Desulfatisierung sicher durchgeführt werden kann. Die Desulfatisierung er­ folgt in bekannter, nicht näher dargestellter Weise.
Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, steigt der CO-Gehalt am Ende einer Fett- Phase hinter dem NOx-Adsorber 6 geringfügig an. Dieses Zeichen des Fett- Durchbruchs durch den NOx-Adsorber 6 wird von der Lambdasonde 11 hin­ ter dem NOx-Adsorber 6 festgestellt und bei Erreichen des vorgegebenen Schwellenwertes wird die Mager-Phase direkt eingeleitet. Ebenso wird ein Durchbrechen der Mager-Phase durch den NOx-Adsorber 6 von der Lamb­ dasonde 9 erfasst. Bei Erreichen eines vorgegeben Schwellenwertes wird direkt die Fett-Phase eingeleitet.
Fig. 5 zeigt den qualitativen Temperaturverlauf und Abgasschadstoffverlauf am Beispiel von CH über der Länge des Abgassystems bei Erreichen der Desulfatisierungstemperatur im NOx-Adsorber 6.
Auch wenn sich die dargestellten Beispiele auf die Abgasanlage eines Otto­ motors beziehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren ebenso bei anderen Motoren mit ähnlicher Abgasproblematik, bei denen die Forderung zur Auf­ heizung zwecks Einleitung einer Entgiftung besteht, einsetzbar. Beispiels­ weise ist das Verfahren auch bei einer Abgasanlage von Dieselmotoren ein­ setzbar.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Verbrennungsmotor
2
Abgasrohr
3
Drei-Wege-Katalysator
4
Abgasrohr
5
Abgaskühler
6
NOx
-Adsorber
7
Abgasrohr
8
Breitband-Lambdasonde
9
Lambdasonde
10
Temperatursensor
11
Kombinierter NOx
- und O2
-Sensor

Claims (8)

1. Verfahren zum Aufheizen eines in Strömungsrichtung nachgeordneten Katalysators bei einem Abgasanlagensystem eines Verbrennungsmo­ tors mit mehreren in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeord­ neten Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen eines in Strömungsrichtung nachgeordneten Kata­ lysators (6) dadurch erfolgt, dass die exotherme Reaktion aus einem in Strömungsrichtung vorgeordneten Katalysator (3) in den nachgeordne­ ten Katalysator (6) verlagert wird.
2. Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, wobei die Verlagerung durch eine λ-Regelung mit alternierendem Fett- Mager-Betriebs-Zyklus des Verbrennungsmotors erfolgt.
3. Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2, wobei λ zum Aufheizen so geregelt wird, dass der Fett-Betrieb mit λ < 1 jeweils länger aufrechterhalten wird als das im Sauerstoffspeicher des stromaufwärts angeordneten Katalysators (3) gespeicherte O2 die Schadstoffe HC und CO umsetzen kann, so dass die Umsetzung zu­ mindest teilweise durch das im Sauerstoffspeicher des stromabwärts angeordneten Katalysators (6) gespeicherte O2 erfolgt, und wobei im Mager-Betrieb mit λ < 1 die beiden Sauerstoffspeicher wieder gefüllt werden.
4. Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 2 oder 3, wobei λ zum Aufheizen so geregelt wird, dass für λ im zyklischen Fett- Betrieb während des Aufheizens gilt: 0,8 ≧ λ ≧ 0,7 bevorzugt 0,76 ≧ λ ≧ 0,74.
5. Verfahren gemäß den Merkmalen von einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Regelung des Fett-Mager-Betriebs-Zyklus mittels O2-Senso­ ren - insbesondere mittels λ-Sonden - erfolgt, die in einer dem strom­ abwärts angeordneten Katalysator (6) nachgeordneten Position Abgas überprüfen.
6. Verfahren zum gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei im Fett-Betrieb λ hinter dem stromabwärts angeordneten Kataly­ sator (6) gemessen wird und bei Unterschreiten eines vorgegebenen oberen Schwellwertes für λ vom Fett-Betrieb auf Mager-Betrieb umge­ stellt wird.
7. Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 5 oder 6, wobei im Mager-Betrieb λ hinter dem stromabwärts angeordneten Ka­ talysator (6) gemessen wird und beim Überschreiten eines vorgegebe­ nen unteren Schwellwertes für λ vom Mager-Betrieb auf Fett-Betrieb umgestellt wird.
8. Verfahren gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der voran­ gegangenen Ansprüche, bei denen der vorgeordnete Katalysator (3) ein Drei-Wege-Katalysator und der nachgeordnete Katalysator (6) ein NOx-Adsorber ist, wobei der NOx-Adsorber (6) durch die Verlagerung der exothermen Reaktion aus dem Drei-Wege-Katalysator (3) in den NOx-Adsorber (6) auf Desulfatisierungstemperatur aufgeheizt wird.
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