DE19915793A1 - Process for the desorption of a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning system - Google Patents
Process for the desorption of a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning systemInfo
- Publication number
- DE19915793A1 DE19915793A1 DE19915793A DE19915793A DE19915793A1 DE 19915793 A1 DE19915793 A1 DE 19915793A1 DE 19915793 A DE19915793 A DE 19915793A DE 19915793 A DE19915793 A DE 19915793A DE 19915793 A1 DE19915793 A1 DE 19915793A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- desorption
- exhaust gas
- nitrogen oxide
- air ratio
- fat value
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 165
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 12
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 21
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 15
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000018537 nitric oxide storage Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung von Desorptionsbetriebsphasen bei einem Stickoxidadsorber einer Abgasreinigungsanlage, wobei das Luftverhältnis des dem Stickoxidadsorber zugeführten Abgases während der jeweiligen Desorptionsbetriebsphase im fetten Bereich gehalten wird.The invention relates to a method for performing of desorption operating phases in a nitrogen oxide adsorber Emission control system, the air ratio of the Nitrogen oxide adsorber supplied exhaust gas during each Desorption operating phase is kept in the rich range.
Ein solches Verfahren ist insbesondere für Abgasreinigungsanla gen von mager betriebenen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren ver wendbar, die einen Stickoxidadsorber beinhalten, um die in Ma gerbetriebsphasen des Verbrennungsmotors meist vermehrt im Abgas vorliegenden Stickoxide adsorptiv zwischenzuspeichern und da durch die Stickoxidemissionen zu vermindern. Während dieser Ad sorptionsphasen werden die Stickoxide vom Stickoxidadsorber pri mär als Nitrat gebunden, wobei der Adsorber meist ein kataly tisch wirksames Material enthält und in diesem Fall auch als Stickoxid-Adsorberkatalysator bezeichnet wird. Da seine Stickoxid-Speicherkapazität begrenzt ist, ist von Zeit zu Zeit die Durchführung von Regenerationsphasen, vorliegend Desorpti onsbetriebsphasen genannt, notwendig, während denen die in Ni tratform adsorbierten Stickoxide wieder desorbiert werden.Such a method is particularly for exhaust gas purification plants against lean-operated motor vehicle internal combustion engines reversible, which contain a nitrogen oxide adsorber to the in Ma operating phases of the internal combustion engine mostly increasingly in the exhaust gas temporarily store existing nitrogen oxides adsorptively and there by reducing nitrogen oxide emissions. During this ad sorption phases, the nitrogen oxides from the nitrogen oxide adsorber pri mär bound as nitrate, the adsorber is usually a catalyzed contains effective material and in this case also as Nitrogen oxide adsorber catalyst is called. The one Nitric oxide storage capacity is limited from time to time the implementation of regeneration phases, in the present case desorpti ons operating phases, necessary during which the in Ni adsorbed nitrogen oxides are desorbed again.
Es ist bekannt, beim Wechsel von Adsorptionsbetrieb zu Desorpti onsbetrieb von der während des Adsorptionsbetriebs meist herr schenden mageren Abgasatmosphäre zu einer fetten, chemisch redu zierend wirkenden Abgasatmosphäre überzugehen, d. h. das Abgas luftverhältnis von einem zuvor über dem stöchiometrischen Wert eins liegenden Wert, vorliegend als Magerwert bezeichnet, auf einen unterhalb des stöchiometrischen Wertes liegenden Wert, vorliegend als Fettwert bezeichnet, rasch zu ändern. Da das Luftverhältnis auch als Lambdawert bezeichnet wird, wird dieser rasche Wechsel der Abgasatmosphäre von mager auf fett allgemein auch "Lambdasprung" genannt. Desorptionsverfahren dieser Art mit einem Lambdasprung und das daraus resultierende Abgasemissions verhalten des Stickoxidadsorbers sowie eines die Abgase erzeu genden Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors sind beispielsweise in der Veröffentlichung M. S. Brogan et al., Evaluation of NOx Stora ge Catalysts as an Effective System for NOx Removal from the Ex haust of Leanburn Gasoline Engines, SAE Technical Paper Series 952490, 1995 beschrieben. In den dort vorgestellten Grundsatzun tersuchungen wird insbesondere über Desorptionsverfahren berich tet, bei denen das Abgasluftverhältnis während einer jeweiligen Desorptionsbetriebsphase, die über einen mehr oder weniger lan gen Zeitraum von einigen wenigen Sekunden bis in den Minutenbe reich aufrechterhalten wird, auf einem vorgebbaren, konstanten Fettwert gehalten wird.It is known, when changing from adsorption operation to desorption operation, to change from the lean exhaust gas atmosphere mostly prevailing during adsorption operation to a rich, chemically reducing exhaust gas atmosphere, ie the exhaust gas air ratio from a value above the stoichiometric value one, present as a lean value referred to quickly change to a value below the stoichiometric value, here referred to as fat value. Since the air ratio is also referred to as the lambda value, this rapid change in the exhaust gas atmosphere from lean to rich is also generally referred to as “lambda jump”. Desorption processes of this type with a lambda jump and the resulting exhaust gas emission behavior of the nitrogen oxide adsorber and an automotive internal combustion engine producing the exhaust gases are described, for example, in the publication MS Brogan et al., Evaluation of NO x Stora ge Catalysts as an Effective System for NO x Removal from the Ex haust of Leanburn Gasoline Engines, SAE Technical Paper Series 952490, 1995. The fundamental investigations presented there report in particular on desorption processes in which the exhaust gas air ratio is kept at a predefinable, constant fat value during a respective desorption operating phase, which is maintained over a more or less long period of a few seconds to minutes becomes.
Weitere Verfahren der eingangs genannten Art, die mit einem Lambdasprung beim Wechsel von Adsorptionsbetrieb zu Desorptions betrieb arbeiten, sind in den Offenlegungsschriften EP 0 598 917 A1 und EP 0 636 770 A1 beschrieben. In der EP 0 598 917 A1 wird insbesondere vorgeschlagen, für die Desorption auf einen Fett wert des Abgasluftverhältnisses zu wechseln, der ebenso wie die Steilheit des zugehörigen Lambdasprungs von der Temperatur des Abgases und damit des Stickoxidadsorbers abhängig festgelegt wird. Des weiteren sind in diesen beiden Druckschriften Methoden zur Detektion beschrieben, wann eine Regeneration des Stickoxid adsorbers notwendig ist. Dies kann z. B. mit dem Signal eines stromabwärts des Stickoxidadsorbers angeordneten Stickoxidsen sors oder über eine Berechnung der im Stickoxidadsorber gespei cherten Stickoxidmenge und den Vergleich der berechneten Menge mit einer maximal zulässigen Stickoxidspeichermenge erfolgen, wozu mittels einer Lambdasonde das Abgasluftverhältnis stromab wärts des Stickoxidadsorbers erfaßt werden kann.Other methods of the type mentioned that with a Lambda jump when changing from adsorption operation to desorption operation are described in the published patent applications EP 0 598 917 A1 and EP 0 636 770 A1. In EP 0 598 917 A1 especially suggested for desorption on a fat value of the exhaust air ratio to change, as well as the The slope of the associated lambda jump from the temperature of the Exhaust gas and thus the nitrogen oxide adsorber determined depending becomes. There are also methods in these two publications described for detection when regeneration of the nitrogen oxide adsorbers is necessary. This can e.g. B. with the signal one Nitrogen oxides arranged downstream of the nitrogen oxide adsorber sors or via a calculation of the nitrogen oxide adsorber and the comparison of the calculated amount with a maximum permissible nitrogen oxide storage quantity, why the exhaust air ratio downstream using a lambda probe Wards of the nitrogen oxide adsorber can be detected.
Bei der vorliegenden Art der Desorption des Stickoxidadsorbers treten als Schwierigkeiten vor allem auf, daß es zu Beginn der Desorptionsbetriebsphase zu sogenannten Stickoxid-Durchbrüchen, wenn der Desorptionsbetrieb nicht rechtzeitig mit ausreichend viel Reduktionsmittel gestartet wird, und gegen Ende der Desorp tion zu einem unerwünschten Reduktionsmittelschlupf kommen kann. Letzterer stellt eine unerwünschte Emission von Reduktionsmit teln mit dem Abgas dar, wenn der Desorptionsbetrieb nicht recht zeitig beendet wird, während dem solche Reduktionsmittel z. B. in Form von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid oder von extern in den Abgasstrang zudosiertem Harnstoff bzw. Ammoniak im Abgas vorliegen. Der Reduktionsmittelschlupf beein flußt sowohl den Kraftstoffverbrauch für die Verbrennungsquelle als auch die Schadstoffemissionen negativ. Er wird um so größer, je länger die Desorptionsbetriebsphase über die tatsächlich not wendige Dauer hinausgeht und je kleiner das Abgasluftverhältnis in diesem Zeitraum der Desorptionsbetriebsphase ist.In the present type of desorption of the nitrogen oxide adsorber occur as difficulties above all that at the beginning of the Desorption operating phase for so-called nitrogen oxide breakthroughs if the desorption operation is not sufficient in time much reducing agent is started, and towards the end of the desorp tion can lead to undesirable slippage of reducing agents. The latter represents an undesirable emission of reducing agent with the exhaust gas if the desorption operation is not correct is terminated early, during which such reducing agent z. B. in Form of unburned hydrocarbons and carbon monoxide or from urea metered externally into the exhaust line or There is ammonia in the exhaust gas. The reducing agent slip affects flows both the fuel consumption for the combustion source as well as pollutant emissions negative. It gets bigger the longer the desorption operating phase over the actually emergency agile duration and the smaller the exhaust air ratio is the desorption operating phase during this period.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Desorptionsverfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich der Stickoxidadsorber mit relativ geringen Stick oxiddurchbruch- und Reduktionsmittelschlupferscheinungen regene rieren läßt.The invention is a technical problem of providing based on a desorption process of the type mentioned at the beginning, with which the nitrogen oxide adsorber with a relatively small stick oxide breakthrough and reducing agent slip phenomena regene can rieren.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Desorptionsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Verfahren wird das Abgasluftverhältnis zu Beginn der Desorptionsbetriebsphase auf einen vorgebbaren minimalen An fangs-Fettwert eingestellt und von dort im Verlauf der Desorpti onsbetriebsphase auf einen vorgebbaren, spätestens gegen Ende der Desorptionsbetriebsphase vorliegenden End-Fettwert angeho ben. Dies bedeutet, daß der End-Fettwert im fetten, d. h. sauer stoffarmen Lambdawertbereich näher am stöchiometrischen Wert eins liegt als der Anfangs-Fettwert. Das anfängliche Einstellen eines relativ fetten Abgasluftverhältnisses hat die erwünschte Folge, daß beim Wechsel vom Adsorptions- zum Regenerationsbe trieb möglichst schnell viel Reduktionsmittel bereitgestellt wird, wodurch sich Stickoxiddurchbrucherscheinungen, d. h. uner wünschte Stickoxidemissionen durch zu langsames Bereitstellen von ausreichend Reduktionsmittel bei Erreichen des vollen Stickoxid-Beladungszustands des Stickoxidadsorbers, verringern oder ganz vermeiden lassen. Der Übergang zu einem weniger fetten Abgasluftverhältnis spätestens gegen Ende der Desorptionsbe triebsphase hat den Vorteil, daß ein unerwünschter Reduktions mittelschlupf beim Übergang zur nächsten Adsorptionsbetriebspha se minimiert oder ganz vermieden werden kann. Denn dieser Reduk tionsmittelschlupf, der auftritt, wenn die Desorptionsbetriebs phase über ihre eigentlich notwendige Zeitdauer hinweg aufrecht erhalten wird und dann nicht mehr ausreichend Stickoxide desor biert werden, welche die Reduktionsmittel binden, ist um so ge ringer, je näher das fette Abgasluftverhältnis in diesem Zeit raum am stöchiometrischen Wert liegt.The invention solves this problem by providing a Desorption process with the features of claim 1 this procedure, the exhaust air ratio at the beginning of the Desorption operating phase to a predetermined minimum An Catch fat value set and from there in the course of the desorpti operating phase to a definable, at the latest towards the end the final fat value present in the desorption operating phase ben. This means that the final fat value in fat, i.e. H. sour Low-lambda lambda range closer to the stoichiometric value one is as the initial fat value. The initial hiring a relatively rich exhaust air ratio has the desired Consequence that when changing from adsorption to regeneration drive provided as much reducing agent as quickly as possible which causes nitrogen oxide breakthrough symptoms, i.e. H. un desired nitrogen oxide emissions due to slow provision of sufficient reducing agent when reaching full Reduce the nitrogen oxide load of the nitrogen oxide adsorber or let it be avoided entirely. The transition to a less fat one Exhaust gas ratio at the latest towards the end of the desorption drive phase has the advantage that an undesirable reduction medium slip at the transition to the next adsorption phase can be minimized or avoided entirely. Because this Reduk agent slip that occurs when the desorption operation phase upright over its actually necessary length of time is obtained and then no longer sufficient nitrogen oxide desor beers that bind the reducing agents is all the more ge wrestler, the closer the rich exhaust air ratio during this time space is at the stoichiometric value.
Bei einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren wird der Anfangs-Fettwert in Abhängigkeit vom Betriebszustand der das zu reinigende Abgas emittierenden Verbrennungsquelle variabel vor gegeben. Dadurch kann z. B. die Einstellung eines zu fetten Ab gasluftverhältnisses im gegebenen Betriebszustand der Verbren nungsquelle vermieden werden, was bei einem Verbrennungsmotor ansonsten dessen Laufruhe beeinträchtigen und Rußbildung verur sachen könnte.In a further developed according to claim 2, the Initial fat value depending on the operating status of that too cleaning exhaust gas emitting combustion source variable given. This can, for. B. the setting of a fat From gas air ratio in the given operating state of combustion voltage source can be avoided, what with an internal combustion engine otherwise affect its smoothness and cause soot formation could do things.
Es zeigt sich, daß die Einstellung des Anfangs-Fettwertes und des End-Fettwertes innerhalb der hierzu in Weiterbildung der Er findung im Anspruch 3 angegebenen Wertebereiche zu günstigen Er gebnissen führt.It turns out that the setting of the initial fat value and of the final fat value within the further education of the Er Finding value ranges specified in claim 3 at favorable Er results.
Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Verfahren wird für die jeweilige Desorptionsbetriebsphase anhand hierfür relevanter Daten eine theoretische Mindestdesorptionsdauer ermittelt, und das Abgasluftverhältnis wird dann höchstens während einer Zeit dauer auf dem minimalen Anfangs-Fettwert gehalten, die dieser theoretischen Mindestdesorptionsdauer abzüglich einer Leistungs nachregeldauer entspricht, die benötigt wird, diese Abgasluft verhältnisänderung für die Leistungsabgabe der Verbrennungsquel le neutral durchzuführen, d. h. ohne daß die Abgasluftverhältnis änderung von einer unerwünschten Änderung der Leistungsabgabe der Verbrennungsquelle, z. B. des von einem Verbrennungsmotor ab gegebenen Drehmoments, begleitet wird. Diese Vorgehensweise trägt der Tatsache Rechnung, daß eine solche leistungsneutrale Abgasluftverhältnisänderung, die in aller Regel eine entspre chende Änderung der Betriebsparameter der Verbrennungsquelle be dingt, nicht instantan möglich ist, sondern hierfür die besagte Leistungsnachregeldauer erforderlich ist.In a further developed according to claim 4 method for the respective desorption operating phase is more relevant based on this Determined a theoretical minimum desorption time, and the exhaust gas air ratio is then at most for a time kept at the minimum initial fat level that this theoretical minimum desorption time minus one performance readjustment duration that is required for this exhaust air ratio change for the power output of the combustion source le neutral to carry out, d. H. without the exhaust air ratio change from an undesirable change in the power output the combustion source, e.g. B. from an internal combustion engine given torque is accompanied. This approach takes into account the fact that such a service neutral Exhaust air ratio change, which usually corresponds to a appropriate change in the operating parameters of the combustion source thing is not possible instantaneously, but instead the said Power adjustment period is required.
Des weiteren läßt sich durch das so weitergebildete Verfahren das anfängliche, am stärksten fette Abgasluftverhältnis über ei ne möglichst lange Zeitdauer hinweg beibehalten, was die zur Desorption des Stickoxidadsorbers insgesamt notwendige Zeitdauer kurz hält, ohne daß andererseits die Gefahr droht, daß der Desorptionsbetrieb mit diesem fetten Abgasluftverhältnis zu lan ge beibehalten wird und einen merklichen Reduktionsmittelschlupf verursacht. Denn dazu wird der Desorptionsbetrieb mit dem am stärksten fetten, anfänglichen Abgasluftverhältnis nur für die theoretische Mindestdesorptionsdauer beibehalten, die in jedem Fall für die Desorption der am Ende der vorangegangenen Adsorp tionsbetriebsphase im Stickoxidadsorber vorliegenden Stickoxid menge benötigt wird.Furthermore, the method further developed in this way the initial, most rich exhaust gas air ratio over egg ne as long as possible, what the to Desorption of the nitrogen oxide adsorber is the total time required keeps short, without on the other hand the danger that the Desorption mode with this rich exhaust air ratio too long ge is maintained and a noticeable reducing agent slip caused. Because the desorption operation with the strongest rich, initial exhaust air ratio only for the maintain theoretical minimum desorption time in each Case for the desorption at the end of the previous adsorp tion operating phase in the nitrogen oxide adsorber quantity is needed.
In einer weiteren Ausgestaltung dieser Maßnahme ist gemäß An spruch 5 eine Sicherheitszeitdauer vorgesehen, um die das Abgas luftverhältnis früher als gemäß der theoretischen Mindestdesorp tionsdauer und der Leistungsnachregeldauer erforderlich vom mi nimalen Anfangs-Fettwert aus angehoben wird, um sicherzustellen, daß bei Erreichen des End-Fettwertes noch desorbierte, zu redu zierende Stickoxide vorliegen, so daß kein merklicher Redukti onsmittelschlupf auftritt. Die Sicherheitszeitdauer wird vor zugsweise abhängig vom Betriebszustand der Verbrennungsquelle variabel gewählt, so daß der Desorptionsbetrieb für den jeweili gen Betriebszustand brennstoffverbrauchsoptimal ablaufen kann.In a further embodiment of this measure, according to an Say 5 provided a safety period by which the exhaust gas air ratio earlier than according to the theoretical minimum desorp duration and the performance adjustment period required from mi nominal initial fat level is raised to ensure that when the final fat value is reached desorbed, to reduce ornamental nitrogen oxides are present, so that no noticeable reduction Onsmittelschlupf occurs. The security period is before preferably depending on the operating state of the combustion source chosen variably, so that the desorption for the resp can run optimally in terms of fuel consumption.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich nungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:Advantageous embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described below. Here demonstrate:
Fig. 1 eine schematische zeitabhängige Diagrammdarstellung des Abgasluftverhältnisses während einer Desorptionsbe triebsphase mit anfänglichem Lambdasprung und allmähli cher Anhebung auf ein weniger fettes Abgasluftverhältnis, Fig. 1 is a schematic diagram of time-dependent representation of the exhaust air-fuel ratio during a Desorptionsbe operating phase with an initial lambda jump and allmähli cher increase to a less rich exhaust air-fuel ratio,
Fig. 2 ein Diagramm des Abgasluftverhältnisses in Abhängigkeit von der Zeit zur Veranschaulichung eines Desorptionsver fahrens mit Beibehaltung des anfänglichen fetten Abgas luftverhältnisses für eine berechnete Zeitdauer und Fig. 2 is a diagram of the exhaust gas air ratio as a function of time to illustrate a desorption process while maintaining the initial rich exhaust gas air ratio for a calculated period of time and
Fig. 3 bis 6 Abgasluftverhältnis-Zeit-Diagramme zur Veranschau lichung weiterer verschiedener Möglichkeiten der Einstel lung des Abgasluftverhältnisses während einer Desorpti onsbetriebsphase. Fig. 3 to 6 exhaust gas ratio time diagrams for demonstration Lich other different ways of adjusting the exhaust air ratio during a desorpti onsbetriebsphase.
In den gezeigten Diagrammen der Fig. 1 bis 6 sind verschiedene Verfahrensrealisierungen zur Durchführung von Desorptionsbe triebsphasen bei einem Stickoxidadsorber einer Abgasreinigungs anlage illustriert, die sich insbesondere im zeitlichen Verlauf des während des Desorptionsbetriebs gewählten Abgasluftverhält nisses λ unterscheiden, das jeweils zeitabhängig schematisch ab getragen ist. Dabei ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit an genommen, daß vor dem Zeitpunkt ta des Beginns der jeweils ge zeigten Desorptionsbetriebsphase und nach dem Zeitpunkt te der Beendigung dieser Desorptionsbetriebsphase die Verbrennungs quelle, z. B. ein Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, mager betrie ben wird, so daß ein entsprechend mageres Abgasluftverhältnis λM vorliegt, das über dem stöchiometrischen Wert eins liegt. In diesen Betriebsphasen befindet sich der Stickoxidadsorber im Ad sorptionsbetrieb, in dem er die dann vermehrt im Abgas anfallen den Stickoxide adsorptiv zwischenspeichert, meist in Nitratform.In the diagrams shown in FIGS . 1 to 6, various process implementations for carrying out desorption operating phases in a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning system are illustrated, which differ in particular in terms of the time course of the exhaust air ratio λ selected during the desorption operation, which is shown schematically as a function of time. It is assumed without restriction of generality that before the time t a at the beginning of the respective desorption operation phase shown ge and after the time t e at the end of this desorption operation phase, the combustion source, for. B. a motor vehicle internal combustion engine, is operated lean, so that there is a correspondingly lean exhaust gas air ratio λ M , which is above the stoichiometric value one. In these operating phases, the nitrogen oxide adsorber is in adsorption mode, in which it temporarily stores the nitrogen oxides, which accumulate in the exhaust gas, mostly in nitrate form.
Zur Einleitung der Desorptionsbetriebsphase wird das Abgasluft verhältnis λ von diesem Magerwert λM auf einen bestimmten minima len Anfangs-Fettwert λmin abgesenkt. Die Realisierung dieses Lambdasprungs erfolgt in herkömmlicher Weise z. B. durch entspre chende Anfettung des von der Verbrennungsquelle verbrannten Luft/Kraftstoff-Gemischs und/oder eine Reduktionsmitteleinsprit zung in den Abgastrakt stromaufwärts des Stickoxidadsorbers. An schließend wird während einer entsprechenden Zeitdauer td = te - ta der Desorptionsbetrieb durchgeführt, während dem das Abgasluft verhältnis λ im fetten Bereich, d. h. unter dem stöchiometrischen Wert eins, gehalten wird. Dann wird wieder auf den normalen Ma gerbetrieb der Verbrennungsquelle und folglich vom Desorptions zum Adsorptionsbetrieb des Stickoxidadsorbers übergegangen. Wäh rend der Desorptionsbetriebsphase wird das Abgasluftverhältnis λ vom anfänglichen minimalen Fettwert λmin bis auf einen End-Fett Wert λend angehoben, der spätestens zum Endzeitpunkt te der De sorptionsbetriebsphase vorliegt und noch im fetten Bereich liegt, jedoch deutlich näher am stöchiometrischen Wert eins als der anfängliche minimale Fettwert λmin.To initiate the desorption operating phase, the exhaust air ratio λ is reduced from this lean value λ M to a certain minimum initial fat value λ min . This lambda jump is implemented in a conventional manner, for. B. by corre sponding enrichment of the air / fuel mixture burned by the combustion source and / or a reducing agent injection in the exhaust tract upstream of the nitrogen oxide adsorber. The desorption operation is then carried out for a corresponding period of time t d = t e - t a , during which the exhaust gas air ratio λ is kept in the rich range, ie below the stoichiometric value one. Then it goes back to the normal Ma gerbetrieb the combustion source and consequently from desorption to adsorption of the nitrogen oxide adsorber. During the desorption operating phase, the exhaust gas air ratio λ is raised from the initial minimum fat value λ min to an end fat value λ end , which is at the latest at the end time t e of the desorption operating phase and is still in the rich range, but significantly closer to the stoichiometric value one than the initial minimum fat value λ min .
Zu Beginn ta des Desorptionsbetriebs ist einerseits eine mög lichst starke Absenkung des Abgasluftverhältnisses λ, d. h. die Bereitstellung von möglichst viel Reduktionsmittel, erwünscht, um jegliche Stickoxiddurchbrüche bei der Umschaltung von Adsorp tions- auf Desorptionsbetrieb zu vermeiden. Andererseits ist die Absenkung des Abgasluftverhältnisses λ dadurch limitiert, daß ei ne zu starke Absenkung die Gefahr der Rußbildung hervorruft und im Fall eines Verbrennungsmotors dessen Laufruhe beeinträchtigt. Der anfängliche minimale Fettwert λmin wird daher in Abhängigkeit von den konkreten Gegebenheiten der gegebenen Verbrennungsquelle und von deren momentanem Betriebspunkt gewählt, wobei sich zeigt, daß der minimale Fettwert λmin bevorzugt im Bereich zwi schen etwa 0,6 und etwa 0,7 liegt. Ein sehr schnelles Einstellen dieses minimalen Luftverhältnisses λmin führt zu einem großen Re duktionsmittelstrom und auf diese Weise zur gewünschten Minimie rung eventueller Stickoxiddurchbrüche.At the beginning t a of the desorption operation, on the one hand, as much as possible a reduction in the exhaust air ratio λ, ie the provision of as much reducing agent as possible, is desirable in order to avoid any nitrogen oxide breakthroughs when switching from adsorption to desorption operation. On the other hand, the lowering of the exhaust gas air ratio λ is limited by the fact that too much a lowering causes the risk of soot formation and, in the case of an internal combustion engine, impairs its smoothness. The initial minimum fat value λ min is therefore selected as a function of the specific circumstances of the given combustion source and its current operating point, it being shown that the minimum fat value λ min is preferably in the range between approximately 0.6 and approximately 0.7. A very quick setting of this minimum air ratio λ min leads to a large reductant flow and in this way to the desired minimization of any nitrogen oxide breakthroughs.
Der weiteren Wahl des Abgasluftverhältnisses nach begonnenem Desorptionsbetrieb liegen folgende Überlegungen zugrunde. Einer seits ermöglicht eine Beibehaltung des minimalen Fettwertes λmin während des Desorptionsbetriebs eine möglichst schnelle Regene ration des Stickoxidadsorbers und hat nur einen minimalen Kraft stoffmehrverbrauch zur Folge. Andererseits ist, wenn der Desorp tionsbetrieb aus regelungstechnischen Gründen, insbesondere auf grund prozeßbedingter Totzeiten, zu lang andauert, der auftre tende Reduktionsmittelschlupf groß, wenn das Abgasluftverhältnis zu diesem Zeitpunkt noch stark im fetten Bereich liegt. Der Re duktionsmittelschlupf beeinflußt die Gesamtemissionen negativ, da hierbei z. B. unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmono xid als Schadstoffe emittiert werden.The further selection of the exhaust air ratio after the desorption operation has started is based on the following considerations. On the one hand, maintaining the minimum fat value λ min during the desorption operation enables regeneration of the nitrogen oxide adsorber as quickly as possible and results in only a minimal increase in fuel consumption. On the other hand, if the desorption operation takes too long for control-technical reasons, in particular due to process-related idle times, the reducing agent slip that occurs occurs when the exhaust gas air ratio at this point in time is still very rich. The re duction agent slip affects the total emissions negatively, since z. B. unburned hydrocarbons and carbon monoxide can be emitted as pollutants.
Es ist daher günstig, das Abgasluftverhältnis spätestens gegen Ende der Desorptionsbetriebsphase vom anfänglichen minimalen Fettwert λmin auf den näher am stöchiometrischen Wert eins liegenden End- Fettwert λend anzuheben, beispielsweise spätestens dann, wenn die kritische Zeitdauer des Luftverhältniswechsels von mager nach fett überwunden ist, während der ein Stickoxiddurchbruch auftre ten kann. Fig. 1 zeigt einen prinzipiell möglichen zeitlichen Verlauf λ1 des Luftverhältnisses, der diesen Überlegungen Rech nung trägt und in diesem Fall eine konkave Kurvenform hat. Der End-Fettwert λend wird in jedem Fall so gewählt, daß er noch aus reichend weit vom stöchiometrischen Wert eins entfernt im fetten Bereich liegt, um dem Stickoxidadsorber noch genügend Redukti onsmittel zuzuführen und die Regeneration vollständig und schnell ablaufen zu lassen. Es zeigt sich, daß dabei ein End- Fettwert λend im Bereich zwischen etwa 0,85 und etwa 0,95 zu be sonders befriedigenden Resultaten führt, wenngleich auch kleine re oder größere End-Fettwerte λend Prinzipiell geeignet sind. Wenn die Regenerationsphase nun aus regelungstechnischen Gründen et was zu lang andauert, so bleibt der daraus resultierende Reduk tionsmittelschlupf relativ klein, da durch das näher am stöchio metrischen Wert eins liegende End-Luftverhältnis λend in diesem Zeitraum nicht mehr soviel Reduktionsmittel im Abgas enthalten ist wie bei Einstellung des minimalen Fettwertes λmin.It is therefore favorable to increase the exhaust gas air ratio from the initial minimum fat value λ min to the final fat value λ end closer to the stoichiometric value at the latest towards the end of the desorption operating phase, for example at the latest when the critical period of the air ratio change from lean to rich has been overcome, during which a nitrogen oxide breakthrough can occur. Fig. 1 shows a possible time course λ 1 of the air ratio, which takes these considerations into account and in this case has a concave curve shape. The final fat value λ end is chosen in any case so that it is still far enough from the stoichiometric value one in the fat range to supply the nitrogen oxide adsorber with sufficient reducing agents and to allow the regeneration to proceed completely and quickly. It can be seen that a final fat value λ end in the range between approximately 0.85 and approximately 0.95 leads to particularly satisfactory results, although small or larger final fat values λ end are also suitable in principle. If the regeneration phase now lasts a little too long for control-related reasons, the resulting slippage of reducing agent remains relatively small, since the final air ratio λ end, which is closer to the stoichiometric value, does not contain as much reducing agent in the exhaust gas during this period when setting the minimum fat value λ min .
Fig. 2 veranschaulicht eine Strategie zur Einstellung des Abgas luftverhältnisses λ während der Desorptionsbetriebsphase, bei der nicht so frühzeitig wie im Beispiel von Fig. 1 das Abgasluftver hältnis λ vom minimalen Anfangs-Fettwert λmin in Richtung des End- Fettwertes λend angehoben wird. Vielmehr wird das minimale Abgas luftverhältnis λmin für eine geeignete, längere Zeitdauer auf rechterhalten, was den Brennstoffmehrverbrauch vergleichsweise gering hält. Diese Vorgehensweise beruht auf der Berechnung ei ner theoretischen Mindestregenerationsdauer ttm, d. h. der je nach gewähltem Verlauf des Abgasluftverhältnisses λ mindestens zu er wartenden Zeitdauer bis zur im wesentlichen vollständigen Rege neration des Stickoxidadsorbers. Diese Berechnung der theoreti schen Mindestregenerationsdauer kann in einer der hierfür dem Fachmann geläufigen Weisen erfolgen, wie sie z. B. im eingangs erwähnten Stand der Technik beschrieben sind. Sie ist beispiels weise durch eine Modellierung der Stickoxid-Rohemissionen der Verbrennungsquelle sowie dem Adsorptions- und Desorptionsverhal ten des verwendeten Stickoxidadsorbers möglich. Bei Bedarf kann das Ende der jeweiligen Desorptionsbetriebsphase meßtechnisch z. B. anhand des Signals einer stromabwärts des Stickoxidadsor bers angeordneten Lambdasonde bestimmt und damit eine Anpassung des verwendeten Rechenmodells an die tatsächlich gemessenen Ver hältnisse vorgesehen werden. Fig. 2 illustrates a strategy for adjusting the exhaust air ratio λ during the desorption operating phase, in which the exhaust air ratio λ is not raised as early as in the example of FIG. 1 from the minimum initial fat value λ min towards the final fat value λ end . Rather, the minimum exhaust gas air ratio λ min is maintained for a suitable, longer period of time, which keeps the additional fuel consumption comparatively low. This procedure is based on the calculation of a theoretical minimum regeneration period t tm , that is, depending on the selected course of the exhaust gas air ratio λ, at least the period of time to be expected until the substantially complete regeneration of the nitrogen oxide adsorber. This calculation of the theoretical minimum regeneration duration can be done in one of the ways familiar to the expert, as z. B. are described in the aforementioned prior art. It is possible, for example, by modeling the raw nitrogen oxide emissions of the combustion source and the adsorption and desorption behavior of the nitrogen oxide adsorber used. If necessary, the end of the respective desorption operating phase can be measured, e.g. B. determined on the basis of the signal of a lambda probe arranged downstream of the nitrogen oxide adsor and thus an adaptation of the computing model used to the actually measured conditions can be provided.
Zu Beginn einer Desorptionsbetriebsphase wird somit bei dem in Fig. 2 illustrierten Verfahren wiederum zunächst das unter der Bedingung eines ungestörten weiteren Betriebs der Verbrennungs quelle minimal mögliche Luftverhältnis λmin eingestellt und gleichzeitig die theoretische Mindestregenerationsdauer ttm für die anstehende Desorptionsbetriebsphase berechnet. Um den Wech sel vom minimalen Luftverhältnis λmin zum Luftverhältnis λend am Ende der Desorptionsbetriebsphase für die Verbrennungsquelle leistungsneutral, im Fall eines Verbrennungsmotors drehmoment neutral, zu regeln, ist eine gewissen Leistungsnachregeldauer treg erforderlich, d. h. bei einem Verbrennungsmotor eine Mindest dauer, die einer gewissen Mindestanzahl von Arbeitsspielen ent spricht. Damit die Desorptionsbetriebsphase mit möglichst gerin gem Brennstoffmehrverbrauch bewirkt werden kann, wird daher das minimale Luftverhältnis λmin höchstens für die theoretisch notwen dige Mindestregenerationsdauer ttm abzüglich dieser Leistungs nachregeldauer treg für den Lambdawechsel beibehalten. Bei Ände rungen des Luftverhältnisses λ während der Desorption gegenüber den Annahmen bei der Berechnung der theoretischen Mindestregene rationsdauer ttm wird letztere laufend durch entsprechende Neube rechnung angepaßt. Der sich bei dieser Vorgehensweise ergebende Verlauf des Abgasluftverhältnisses λ während der Desorptionsbe triebsphase ist in Fig. 2 durch eine Kennlinie λ2 repräsentiert. Wie daraus ersichtlich, wird nach Erreichen des End-Fettwertes λend der Desorptionsbetrieb noch für eine gewissen Zeitdauer ts beibehalten, während der überprüft werden kann, ob die Desorpti on des Stickoxidadsorbers auch tatsächlich schon vollständig er folgt ist, bevor dann die Desorptionsbetriebsphase durch Über gang zum Magerbetrieb der Verbrennungsquelle beendet wird und der Stickoxidadsorber wieder im Adsorptionsbetrieb arbeitet.At the beginning of a desorption operating phase, the minimum air ratio λ min that is possible under the condition of an undisturbed further operation of the combustion source is set in the method illustrated in FIG. 2, and at the same time the theoretical minimum regeneration duration t tm for the upcoming desorption operating phase is calculated. In order to regulate the change from the minimum air ratio λ min to the air ratio λ end at the end of the desorption operating phase for the combustion source in a power-neutral manner, in the case of an internal combustion engine torque-neutral, a certain power readjustment period t reg is required, i.e. in the case of an internal combustion engine a minimum duration of one corresponds to a certain minimum number of work cycles. So that the desorption operating phase can be achieved with as little additional fuel consumption as possible, the minimum air ratio λ min is maintained for the theoretically necessary minimum regeneration time t tm minus this power readjustment time t reg for the lambda change. In the event of changes in the air ratio λ during desorption compared to the assumptions made when calculating the theoretical minimum regeneration duration t tm , the latter is continuously adapted by means of a corresponding recalculation. The course of the exhaust gas air ratio λ resulting from this procedure during the desorption operation phase is represented in FIG. 2 by a characteristic curve λ 2 . As can be seen from this, after the final fat value λ end has been reached, the desorption operation is maintained for a certain period of time t s , during which it can be checked whether the desorption of the nitrogen oxide adsorber has actually been completely carried out before the desorption operation phase is then over gear to lean operation of the combustion source is ended and the nitrogen oxide adsorber works again in the adsorption operation.
Um zu vermeiden, daß eine eventuelle geringfügige Fehlberechnung der Mindestregenerationsdauer ttm zu einem verspäteten Erreichen des End-Fettwertes λend und damit zu einem Reduktionsmittelschlupf führt, ist bevorzugt vorgesehen, den Beginn der Anhebung des Ab gasluftverhältnisses um eine Sicherheitszeitdauer tc vorzuverle gen, d. h. das minimale Luftverhältnis λmin wird für einen Zeitraum tm = ttm-treg-tc beibehalten, welcher der berechneten Mindestregene rationsdauer ttm abzüglich der Leistungsnachregeldauer treg und abzüglich der Sicherheitszeitdauer tc entspricht. Dabei wird die Sicherheitszeitdauer tc als eine applizierbare Größe vorgegeben, die in Abhängigkeit von den konkreten Bedingungen der Verbren nungsquelle, bei einem Kraftfahrzeugmotor z. B. abhängig von den Motorbedingungen und dem Fahrzustand, variabel gewählt werden kann. Die gemäß dieser Variante erfolgende Anhebung des Abgas luftverhältnisses λ ist in Fig. 2 anhand einer strichpunktierten Kennlinie λ3 repräsentiert.In order to avoid that a possible slight miscalculation of the minimum regeneration period t tm leads to a delay in reaching the final fat value λ end and thus to a slippage of reducing agent, provision is preferably made to advance the start of the increase in the exhaust gas air ratio by a safety period t c , ie the minimum air ratio λ min is maintained for a period t m = t tm -t reg -t c , which corresponds to the calculated minimum regeneration duration t tm minus the power readjustment period t reg and minus the safety period t c . The safety period t c is specified as an applicable size, depending on the specific conditions of the combustion source, in a motor vehicle engine z. B. depending on the engine conditions and driving condition, can be selected variably. The increase in the exhaust gas air ratio λ taking place according to this variant is represented in FIG. 2 on the basis of a dash-dotted characteristic curve λ 3 .
Die in Fig. 2 illustrierte Vorgehensweise, die von einer berech neten Mindestregenerationsdauer Gebrauch macht, gewährleistet eine Minimierung des Reduktionsmittelschlupfes am Ende der Desorptionsbetriebsphase und einen brennstoffverbrauchsoptimalen Ablauf der Desorption des Stickoxidadsorbers.The procedure illustrated in FIG. 2, which makes use of a calculated minimum regeneration period, ensures a minimization of the reducing agent slip at the end of the desorption operating phase and a fuel consumption-optimal course of the desorption of the nitrogen oxide adsorber.
Neben den in den Fig. 1 und 2 gezeigten konkaven Kurvenverläufen des Abgasluftverhältnisses λ kann letzteres auch gemäß anderen funktionellen Zeitabhängigkeiten vom minimalen Fettwert λmin auf den End-Fettwert λend angehoben werden. Einige diesbezügliche Mög lichkeiten sind in den Fig. 3 bis 6 dargestellt.In addition to the concave curve profiles of the exhaust gas air ratio λ shown in FIGS. 1 and 2, the latter can also be raised from the minimum fat value λ min to the final fat value λ end according to other functional time dependencies. Some related possibilities are shown in Figs. 3 to 6.
Im Beispiel von Fig. 3 erfolgt eine sprunghafte, einstufige An hebung des Abgasluftverhältnisses λ gemäß einer Treppenkurve λ4. Demnach wird das Abgasluftverhältnis λ für eine anfängliche Zeit dauer t1 auf dem minimalen Fettwert λmin gehalten, bevor es sprung artig auf den End-Fettwert λend angehoben und dort für die restli che Zeitdauer t2 der Desorptionsbetriebsphase gehalten wird.In the example of FIG. 3, there is a sudden, one-step increase in the exhaust air ratio λ according to a stair curve λ 4 . Accordingly, the exhaust gas air ratio λ is kept for an initial time t 1 at the minimum fat value λ min before it is abruptly raised to the final fat value λ end and is held there for the remaining time t 2 of the desorption operating phase.
Im Beispiel von Fig. 4 erfolgt die Anhebung des Abgasluftver hältnisses λ gemäß einer mehrstufigen Treppenfunktion λ5 in meh reren Stufen, bis es zu einem gewissen Zeitpunkt tz während der Desorptionsbetriebsphase den End-Fettwert λend erreicht hat und dort bis zum Ende des Desorptionsbetriebs gehalten wird.In the example of Fig. 4, the increase is of Abgasluftver holds isses λ in accordance with a multi-stage step function λ 5 in meh reren steps, until it at a certain time t z during Desorptionsbetriebsphase the final fat value λ has end reached and there until the end of the desorption operation is held.
Fig. 5 veranschaulicht ein Verfahrensbeispiel, bei dem das Ab gasluftverhältnis λ gemäß einer Geraden λ6 linear vom minimalen Anfangs-Fettwert λmin auf den End-Fettwert λend angehoben wird. Fig. 5 illustrates a method example in which the exhaust gas air ratio λ is linearly raised according to a straight line λ 6 from the minimum initial fat value λ min to the final fat value λ end .
Fig. 6 zeigt ein Verfahrensbeispiel, bei dem das Abgasluftver hältnis λ während der Desorptionsbetriebsphase gemäß einer konve xen Kurve λ7 vom Anfangs-Fettwert λmin auf den End-Fettwert λend angehoben wird. Fig. 6 shows a method example in which the exhaust air ratio λ is increased during the desorption operating phase according to a convex curve λ 7 from the initial fat value λ min to the final fat value λ end .
Die verschiedenen, oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ver deutlichen, daß sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Stickoxidadsorber in einer vorteilhaften Weise regenerieren läßt, indem zu Beginn des Desorptionsvorgangs das Abgasluftver hältnis rasch auf einen minimalen Fettwert abgesenkt wird, so daß sofort ausreichend Reduktionsmittel zur Verfügung steht, um einen Stickoxiddurchbruch zu vermeiden, und im weiteren Verlauf der Desorptionsbetriebsphase das Luftverhältnis auf einen näher am stöchiometrischen Wert eins liegenden Endwert λend angehoben wird, so daß selbst bei einer geringfügigen Überschreitung der eigentlich notwendigen Desorptionsdauer kein signifikanter Re duktionsmittelschlupf auftritt.The various exemplary embodiments described above make it clear that a nitrogen oxide adsorber can be regenerated in an advantageous manner by the process according to the invention by quickly reducing the exhaust air ratio to a minimum fat value at the beginning of the desorption process, so that sufficient reducing agent is immediately available to avoid a nitrogen oxide breakthrough, and in the further course of the desorption operating phase the air ratio is raised to a final value λ end closer to the stoichiometric value, so that even if the desorption time that is actually required is slightly exceeded, no significant reduction of the reducing agent occurs.
Claims (5)
- - das Luftverhältnis (λ) des dem Stickoxidadsorber zugeführ ten Abgases während der jeweiligen Desorptionsbetriebsphase im fetten Bereich gehalten wird,
- - das Abgasluftverhältnis (λ) zu Beginn der Desorptionsbe triebsphase auf einen vorgebbaren minimalen Anfangs-Fettwert (λmin) eingestellt und von dort im Verlauf der Desorptionsbe triebsphase auf einen vorgebbaren, spätestens gegen Ende der Desorptionsbetriebsphase vorliegenden End-Fettwert (λend) angeho ben wird.
- the air ratio (λ) of the exhaust gas supplied to the nitrogen oxide adsorber is kept in the rich range during the respective desorption operating phase,
- - The exhaust gas air ratio (λ) at the beginning of the desorption operation phase is set to a predeterminable minimum initial fat value (λ min ) and from there during the desorption operation phase to a predefinable end fat value (λ end ) present at the latest towards the end of the desorption operation phase becomes.
- - für die jeweilige Desorptionsbetriebsphase eine theoreti sche Mindestdesorptionsdauer (ttm) anhand empirischer und/oder modellierter Daten über das Stickoxidemissionsverhalten der das Abgas emittierenden Verbrennungsquelle und über das Adsorptions- und Desorptionsverhalten des Stickoxidadsorbers ermittelt wird, und
- - das Abgasluftverhältnis (λ) höchstens während einer Zeit dauer auf dem minimalen Anfangs-Fettwert (λmin) gehalten wird, die der ermittelten theoretischen Mindestdesorptionsdauer abzüglich einer Leistungsnachregeldauer (treg) entspricht, die benötigt wird, diese Abgasluftverhältnisänderung für die Leistungsabgabe der Verbrennungsquelle neutral durchzuführen.
- - A theoretical minimum desorption duration (t tm ) for the respective desorption operating phase is determined on the basis of empirical and / or modeled data about the nitrogen oxide emission behavior of the combustion source emitting the exhaust gas and about the adsorption and desorption behavior of the nitrogen oxide adsorber, and
- - The exhaust gas air ratio (λ) is kept at the minimum initial fat value (λ min ) for a maximum of a period of time that corresponds to the theoretical minimum desorption time determined minus a power readjustment time (t reg ) that is required to neutralize this exhaust gas air ratio change for the output of the combustion source perform.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19915793A DE19915793A1 (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Process for the desorption of a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning system |
PCT/EP2000/001297 WO2000061931A1 (en) | 1999-04-08 | 2000-02-17 | Method for desorbing a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas purification system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19915793A DE19915793A1 (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Process for the desorption of a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19915793A1 true DE19915793A1 (en) | 2000-10-19 |
Family
ID=7903853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19915793A Ceased DE19915793A1 (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Process for the desorption of a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19915793A1 (en) |
WO (1) | WO2000061931A1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1209332A2 (en) * | 2000-11-22 | 2002-05-29 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and apparatus for regenerating a NOx storage catalyst |
DE10064665A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-08-01 | Siemens Ag | Petrol engine torque data collected and compared with target values under different conditions to trigger change in fuel-air mixture |
FR2822498A1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Daimler Chrysler Ag | PROCEDURE FOR DECREASING THE NITROGEN OXIDE CONTENT IN THE EXHAUST GASES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE LIKELY TO OPERATE IN ALTERNATION OF POOR-RICH MODES |
US6637198B2 (en) | 2000-11-01 | 2003-10-28 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating an emission control system having nitrogen oxide storage |
FR2866672A1 (en) | 2004-02-12 | 2005-08-26 | Bosch Gmbh Robert | Reduction of harmful exhaust gas from internal combustion engine involves alternately supplying reducing agent having nitrogen oxide catalyst, to separate partial flow at variable time, and reducing nitrogen oxide occluding material |
WO2005066468A3 (en) * | 2003-12-24 | 2009-03-12 | Daimler Chrysler Ag | Method for regenerating a nitrogen oxide accumulator catalyst |
US7836686B2 (en) | 2005-12-26 | 2010-11-23 | Denso Corporation | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0598917A1 (en) * | 1992-06-12 | 1994-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
EP0636770A1 (en) * | 1993-01-19 | 1995-02-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas cleaning device for an internal combustion engine |
DE19543219C1 (en) * | 1995-11-20 | 1996-12-05 | Daimler Benz Ag | Diesel engine operating method |
DE19816799A1 (en) * | 1997-04-17 | 1998-10-29 | Honda Motor Co Ltd | Air / fuel ratio control system for internal combustion engines |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE59803438D1 (en) * | 1997-06-03 | 2002-04-25 | Siemens Ag | METHOD FOR REGENERATING A NOx STORAGE CATALYST |
EP0898067B1 (en) * | 1997-08-21 | 2004-03-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system of internal combustion engine |
-
1999
- 1999-04-08 DE DE19915793A patent/DE19915793A1/en not_active Ceased
-
2000
- 2000-02-17 WO PCT/EP2000/001297 patent/WO2000061931A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0598917A1 (en) * | 1992-06-12 | 1994-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
EP0636770A1 (en) * | 1993-01-19 | 1995-02-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas cleaning device for an internal combustion engine |
DE19543219C1 (en) * | 1995-11-20 | 1996-12-05 | Daimler Benz Ag | Diesel engine operating method |
DE19816799A1 (en) * | 1997-04-17 | 1998-10-29 | Honda Motor Co Ltd | Air / fuel ratio control system for internal combustion engines |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6637198B2 (en) | 2000-11-01 | 2003-10-28 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating an emission control system having nitrogen oxide storage |
EP1209332A2 (en) * | 2000-11-22 | 2002-05-29 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and apparatus for regenerating a NOx storage catalyst |
EP1209332A3 (en) * | 2000-11-22 | 2004-06-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and apparatus for regenerating a NOx storage catalyst |
DE10064665A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-08-01 | Siemens Ag | Petrol engine torque data collected and compared with target values under different conditions to trigger change in fuel-air mixture |
DE10064665C2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-04-30 | Siemens Ag | Method for controlling an internal combustion engine |
FR2822498A1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Daimler Chrysler Ag | PROCEDURE FOR DECREASING THE NITROGEN OXIDE CONTENT IN THE EXHAUST GASES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE LIKELY TO OPERATE IN ALTERNATION OF POOR-RICH MODES |
WO2005066468A3 (en) * | 2003-12-24 | 2009-03-12 | Daimler Chrysler Ag | Method for regenerating a nitrogen oxide accumulator catalyst |
US7946108B2 (en) | 2003-12-24 | 2011-05-24 | Daimler Ag | Method for regenerating a nitrogen oxide storage catalytic converter |
FR2866672A1 (en) | 2004-02-12 | 2005-08-26 | Bosch Gmbh Robert | Reduction of harmful exhaust gas from internal combustion engine involves alternately supplying reducing agent having nitrogen oxide catalyst, to separate partial flow at variable time, and reducing nitrogen oxide occluding material |
US7836686B2 (en) | 2005-12-26 | 2010-11-23 | Denso Corporation | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
DE102006035311B4 (en) * | 2005-12-26 | 2014-03-13 | Denso Corporation | Emission control system for an internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000061931A1 (en) | 2000-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19842625C2 (en) | Method for operating an internal combustion engine system with sulfur enriching emission control component and thus operable internal combustion engine system | |
DE19802631C1 (en) | Method and device for cleaning exhaust gases from an internal combustion engine | |
DE19961165A1 (en) | Process for the desulfurization of a NO¶x¶ storage catalytic converter arranged in an exhaust gas duct of an internal combustion engine | |
EP1154130A1 (en) | Process for separating nitrogen oxides and soot particles from a lean exhaust gas from a combustion engine and exhaust gas cleaning system therefor | |
DE19954549C2 (en) | Process for operating an exhaust gas cleaning system with nitrogen oxide adsorber and loading sensor | |
EP1058578B1 (en) | Regeneration of a nox storage catalytic converter of an internal combustion engine | |
DE102016209566A1 (en) | Controlling a nitrogen oxide emission in the exhaust gas of an internal combustion engine | |
DE10040554A1 (en) | Exhaust gas cleaning unit for automobile diesel engines includes a nitrogen oxide absorber located upstream of a particle filter | |
EP2122135B1 (en) | Method for desulfurizing nitrogen oxide storage catalysts in the exhaust gas system of a lean mix engine | |
EP1192343B1 (en) | METHOD FOR INITIATING AND MONITORING A DESULFURIZATION OF AT LEAST ONE NOx STORAGE-TYPE CATALYTIC CONVERTER ARRANGED IN AN EXHAUST CHANNEL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
DE19915793A1 (en) | Process for the desorption of a nitrogen oxide adsorber of an exhaust gas cleaning system | |
DE19959605A1 (en) | Device and method for NOx and / or SOx regeneration of a NOx storage catalytic converter | |
DE60115775T2 (en) | Exhaust emission control system and method for internal combustion engines | |
DE10160704A1 (en) | Process for operating exhaust gas purification devices | |
WO2001009491A1 (en) | Method for regulating the exhaust gas temperature of a lean combustion engine during the desulphurization of a catalyst | |
DE102016210897B4 (en) | Control of nitrogen oxide emissions in high-load operating phases | |
DE60116278T2 (en) | Device for purifying the exhaust gas with a nitrogen oxide trap catalyst | |
DE102016015082A1 (en) | Method for operating an exhaust system of a motor vehicle and exhaust system | |
DE102016203214A1 (en) | Regeneration of a dual nitrogen oxide storage catalyst system | |
DE102017201399A1 (en) | aftertreatment system | |
DE10318213B4 (en) | Regeneration method for a storage catalytic converter of an internal combustion engine | |
DE102016209531A1 (en) | Regeneration of a dual nitrogen oxide storage catalyst system with an exhaust gas recirculation system | |
DE102016209564A1 (en) | Controlling a nitrogen oxide emission in the exhaust gas of an internal combustion engine | |
DE10036390A1 (en) | Desulfurizing nitrogen oxides storage catalyst in exhaust gas channel of I.C. engine involves determining rich lambda value for desulfurization depending on nitrogen oxides storage rate of catalyst | |
DE102018218176A1 (en) | Method for operating an exhaust gas aftertreatment device for cleaning an exhaust gas stream of a motor vehicle with an internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |