DE102005042490A1 - Operating process for internal combustion engine involves reporting difference in calculated masses of nitrogen oxides in time sequence - Google Patents
Operating process for internal combustion engine involves reporting difference in calculated masses of nitrogen oxides in time sequence Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator und stromabwärts nach dem SCR-Katalysator ein NOx-Sensor angeordnet sind und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The Invention is based on a method for operating an internal combustion engine, in the exhaust gas an SCR catalyst and downstream the SCR catalyst arranged a NOx sensor are and of a device for carrying out the method according to the Genus of independent Claims.
In
der
Als Reagenzmittel ist beispielsweise das Reduktionsmittel Ammoniak vorgesehen, das aus einer Harnstoff-Wasser-Lösung gewonnen werden kann. Die Dosierung des Reagenzmittels oder von Ausgangsstoffen des Reagenzmittels muss sorgfältig festgelegt werden. Eine zu geringe Dosierung hat zur Folge, dass Stickoxide im SCR-Katalysator nicht mehr vollständig reduziert werden können. Eine zu hohe Dosierung führt zu einem Reagenzmittelschlupf, der einerseits zu einem unnötig hohen Reagenzmittelverbrauch und andererseits, in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Reagenzmittels, zu einer unangenehmen Geruchsbelästigung führen kann.When Reagent is provided, for example, the reducing agent ammonia, that from a urea-water solution can be won. The dosage of the reagent or of The starting materials of the reagent must be carefully determined. A Too low a dosage has the consequence that nitrogen oxides in the SCR catalyst not complete anymore can be reduced. Too high a dosage leads to a reagent slip, on the one hand to an unnecessarily high Reagent consumption and on the other hand, depending on the nature of the reagent, resulting in an unpleasant odor nuisance can lead.
In
der
Der Reagenzmittel-Füllstand des SCR-Katalysators wird anhand eines Katalysatormodells ermittelt, das den in den SCR-Katalysator einströmenden NOx-Massenstrom, den den SCR-Katalysator verlassenden NOx-Massenstrom, die Katalysatortemperatur sowie gegebenenfalls den Reagenzmittelschlupf berücksichtigt. Der maximal mögliche Reagenzmittel-Füllstand des SCR-Katalysators hängt insbesondere von der Betriebstemperatur des SCR-Katalysators ab, wobei er bei geringen Betriebstemperaturen am höchsten ist und mit zunehmender Betriebstemperatur zu kleineren Werten abfällt. Der Wirkungsgrad des SCR-Katalysators hängt von der katalytischen Aktivität ab, die bei geringen Betriebstemperaturen gering ist, mit steigender Betriebstemperatur ein Maximum durchläuft und mit weiter zunehmender Betriebstemperatur wieder absinkt.Of the Reagent filling level of the SCR catalyst is determined on the basis of a catalyst model, that is the NOx mass flow entering the SCR catalyst, the the SCR catalyst leaving NOx mass flow, the catalyst temperature and optionally considered the reagent slip. The maximum possible Reagent filling level of the SCR catalyst depends in particular from the operating temperature of the SCR catalyst, where it is highest at low operating temperatures and with increasing Operating temperature drops to smaller values. The efficiency of the SCR catalyst depends on the catalytic activity which is low at low operating temperatures, with increasing Operating temperature goes through a maximum and with further increasing operating temperature drops again.
In
der
In
der
Ein Reagenzmittelschlupf kann aus der Differenz zwischen dem berechneten Maß für die NOx-Konzentration und dem gemessenen Maß für die Summe der NOx-Konzentration und der Reagenzmittel-Konzentration ermittelt werden. Berücksichtigt wird die Tatsache, dass sowohl ein Reagenzmittelschlupf als auch eine unzureichende NOx-Reduktionsreaktion eine Abweichung zwischen dem berechneten Maß für die NOx-Konzentration und dem gemessenen Maß für die Summe der NOx-Konzentration und der Reagenzmittel-Konzentration in dieselbe Richtung bewirken. Gemäß einer Ausgestaltung wird bei einer zu hohen Differenz zunächst die Dosierung des Reagenzmittels vermindert. Wenn ein Reagenzmittelschlupf vorlag, wird die Verminderung der Dosierung des Reagenzmittels zu einer Verminderung des Reagenzmittelschlupfs führen. Damit wird die Differenz kleiner. Die Verminderung der Dosierung des Reagenzmittels hat sich in diesem Fall als richtige Maßnahme herausgestellt. Lag ursprünglich eine zu geringe Dosierung des Reagenzmittels vor, so wird sich die ermittelte Differenz aufgrund der geringeren NOx-Konvertierung weiter erhöhen, sodass daraus geschlossen werden kann, dass die Verminderung der Dosierung des Reagenzmittels falsch war und stattdessen eine Erhöhung der Dosierung vorzunehmen ist.One Reagent slippage may be calculated from the difference between the calculated Measure of the NOx concentration and the measured measure of the sum the NOx concentration and the reagent concentration determined become. Considered The fact is that both a reagent hatch and an insufficient NOx reduction reaction is a deviation between the calculated measure of the NOx concentration and the measured measure of the sum the NOx concentration and the reagent concentration in the same Effect direction. According to one Embodiment is at a high difference initially the dosage of the reagent is reduced. If there was a reagent slip, becomes the reduction of the dosage of the reagent to a Reduce reagent slippage. This will be the difference smaller. The reduction of the dosage of the reagent has in this case as a correct measure exposed. Was originally too low a dosage of the reagent before, so will the determined difference due to the lower NOx conversion on increase, so that it can be concluded that the reduction of Dosage of the reagent was wrong and instead an increase in the Dosage is to be made.
Aufgrund der möglichen ständigen Änderungen der Dosiermittelmenge kann ein Schwingen um den optimalen Betriebszustand, bei dem sowohl eine möglichst minimale NOx-Konzentration stromabwärts nach dem SCR-Katalysator als auch ein möglichst minimaler Reagenzmittelschlupf auftreten sollten, nicht in allen Betriebszuständen aufrechterhalten werden.by virtue of the possible constant changes the quantity of dosing agent can oscillate around the optimum operating state, in which both a possible minimum NOx concentration downstream after the SCR catalyst as well as possible minimal reagent slippage should occur, not in all operating conditions be maintained.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator und ein NOx-Sensor angeordnet sind, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die ein möglichst optimales Abgas-Reinigungsergebnis bei einem minimalen Reagenzmittelschlupf ergeben.Of the Invention is based on the object, a method for operating an internal combustion engine, in whose exhaust gas an SCR catalytic converter and a NOx sensor are arranged, and a device for carrying out the Specify a method that is as possible optimal exhaust gas cleaning result with minimal reagent slippage result.
Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.The The object is achieved by those specified in the independent claims Features each solved.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich wenigstens ein SCR-Katalysator angeordnet ist, der mit einem Reagenzmittel beaufschlagt wird, welches zur NOx-Konvertierung im SCR-Katalysator beiträgt, sieht vor, dass wenigstens ein Maß für die stromabwärts nach dem SCR-Katalysator auftretende NOx-Konzentration berechnet und mit einem NOx-Sensor gemessen wird, der eine Querempfindlichkeit gegenüber dem Reagenzmittel aufweist. Ermittelt wird die Differenz zwischen dem berechneten Maß für die NOx-Konzentration und der gemessenen Summe der NOx-Konzentration und einem Reagenzmittelschlupf. Ermittelt werden die Differenzen zwischen dem berechneten Maß und dem Abgas-Sensorsignal. Gespeichert werden zumindest Maße für die in zeitlicher Folge ermittelten Differenzen. Vorgesehen ist eine Bewertung der Maße. Ein Reagenzmittelsignal, welches die Dosierung des Reagenzmittels festlegt, wird in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Anzahl und/oder vorgegebenen Reihenfolge von Bewertungsergebnissen der Maße festgelegt.The inventive method for operating an internal combustion engine, in the exhaust gas region at least an SCR catalyst is arranged, which is provided with a reagent is seen, which contributes to the NOx conversion in the SCR catalyst, sees that's at least a measure of the downstream after calculated NOx concentration occurring in the SCR catalyst and is measured with a NOx sensor that has a cross-sensitivity across from comprising the reagent. The difference between is determined the calculated measure of the NOx concentration and the measured sum of the NOx concentration and a reagent slip. The differences between the calculated measure and the Exhaust gas sensor signal. At least measures for the in chronologically determined differences. A rating is planned the crowd. A reagent signal indicating the dosage of the reagent determines is dependent of a given number and / or predetermined order of Evaluation results of the measures established.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise vermeidet eine dauerhafte Fehldosierung durch eine Langzeitadaption. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergibt sich dadurch, dass der Applikationsaufwand verringert wird. Insbesondere wird mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise eine Dosierung des Reagenzmittels erreicht, die nur ein geringes Überschwingen und Unterschwingen aufweist.The inventive approach avoids permanent misdosing through long-term adaptation. An essential advantage of the procedure according to the invention results in that the application effort is reduced. Especially is with the procedure according to the invention achieved a dosage of the reagent, which only a slight overshoot and undershoot.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.advantageous Further developments and refinements of the procedure according to the invention arise from dependent Claims.
Prinzipiell ist es möglich, unmittelbar die in zeitlicher Folge ermittelten Differenzen der weiteren Bewertung zugrunde zu legen. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Diffe renzen plausibilisiert werden und dass die ermittelten Plausibilitäten als Maße für die Differenzen gespeichert und anschließend bewertet werden. Die Plausibilitäten als Ergebnisse der Plausibilisierung können beispielsweise die Feststellung widerspiegeln, ob eine Über- oder Unterdosierung des Reagenzmittels vorliegt.in principle Is it possible, immediately the differences of the further assessment. According to one embodiment, it is provided that the differences are made plausible and that the determined plausibility as dimensions for the Differences are saved and then evaluated. The plausibilities as results the plausibility can For example, reflect the finding whether an over- or Underdosing of the reagent is present.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass bei einer vorangegangenen Absenkung des Reagenzmittelsignals eine andere Anzahl und/oder Reihenfolge von Bewertungsergebnissen der Maße für die Differenzen als bei einer Erhöhung vorgegeben wird. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass eine größere Erhöhung des Reagenzmittelsignals als eine entsprechende Absenkung des Reagenzmittelsignals vorgesehen ist. Mit diesen Maßnahmen wird der Schwerpunkt auf eine möglichst hohe NOx-Konvertierung gelegt. Bei einer eventuell vorliegenden Unterdosierung wird schnellstmöglich die maximal mögliche NOx-Konvertierung wieder erreicht.A Embodiment provides that at a previous reduction the reagent signal a different number and / or order of valuation results of the measures for the differences as one increase is given. Another embodiment provides that a greater increase in the Reagent signal provided as a corresponding reduction of the reagent signal is. With these measures the emphasis will be on one as possible high NOx conversion laid. In a possibly present Underdose is as fast as possible the maximum possible NOx conversion reached again.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Maße für die Differenzen bei einer geringen und/oder hohen Last der Brennkraftmaschine nicht gespeichert oder gespeicherter Maße gelöscht werden. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Maße für die Differenzen bei einer außerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs liegenden Temperatur des SCR-Katalysators und/oder außerhalb eines vorgegebenen Bereichs des Katalysator-Wirkungsgrads nicht gespeichert oder gespeicherte Maße gelöscht werden. Mit diesen Maßnahmen wird verhindert, dass eine Änderung des Reagenzmittelsignals aufgrund von besonderen, nicht repräsentativen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und/oder Kenngrößen des Abgases vorgenommen wird.One embodiment provides that the dimensions for the differences with a low and / or high load of the internal combustion engine not stored or stored dimensions are deleted. Another According to an embodiment, the dimensions for the differences at a temperature of the SCR catalytic converter which is outside a predetermined temperature range and / or outside a predetermined range of the catalytic converter efficiency are not stored or stored dimensions are deleted. With these measures it is prevented that a change of the reagent signal due to special, not representative operating conditions of the internal combustion engine and / or characteristics of the exhaust gas is made.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens hergerichtet ist. Das Steuergerät enthält insbesondere eine Differenz-Ermittlung, welche die Differenz zwischen dem von einem gegenüber dem Reagenzmittel querempfindlichen NOx-Sensor bereitgestellten Abgas-Sensorsignal und dem von einer NOx-Konzentrations-Ermittlung berechneten NOx-Konzentration stromabwärts nach dem SCR-Katalysator ermittelt. Vorgesehen sind weiterhin ein Differenzenspeicher für die ermittelten Differenzen sowie eine Bewertungsanordnung zum Bewerten der Maße für die Differenzen.The inventive device for operating an internal combustion engine initially applies Controller, that to carry out of the method is prepared. The control unit contains in particular a difference determination, which is the difference between that of one versus the other Reagent cross-sensitive NOx sensor provided exhaust gas sensor signal and the NOx concentration calculated by NOx concentration determination downstream determined after the SCR catalyst. Are still planned Difference memory for the determined differences as well as an evaluation arrangement for the evaluation the crowd for the Differences.
Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in dem die Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind.The control unit contains preferably at least one electrical storage in which the Procedural steps are stored as a computer program.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.Further advantageous developments and refinements of the procedure according to the invention result from further dependent claims and from the description below.
Zeichnungdrawing
Stromabwärts nach
der Brennkraftmaschine
Die
Luftermittlung
Das
Steuergerät
Das
Steuergerät
Das
Steuergerät
Das
Steuergerät
Das
berechnete Maß NOx_nK_mod
für die NOx-Konzentration
NOx_nK und das Abgas-Sensorsignal
S_nK werden einer Differenz-Ermittlung
Die
Maße D1-D5,
P1-P2 für
die Differenzen D werden einer Bewertungsanordnung
Die
Reagenzmittelsignal-Festlegung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
arbeitet folgendermaßen:
Die
in der Steuerung
The in the control
Die
Steuerung
Zur
möglichst
weitgehenden Beseitigung der NOx-Rohkonzentration NOx_vK ist wenigstens
der SCR-Katalysator
Nach
dem Start des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt im ersten Funktionsblock
Im
vierten Funktionsblock
Im
fünften
Funktionsblock
Im
nachfolgenden sechsten Funktionsblock
Die
Querempfindlichkeit tritt insbesondere auf, wenn der Messung dieselben
physikalischen Vorgänge
zugrunde liegen. Sofern als Reagenzmittel Ammoniak vorgesehen ist,
handelt es sich in beiden Fällen
um eine Reduktionsreaktion innerhalb des zweiten NOx-Sensors
Ein
Reagenzmittelschlupf ms_Rea_nK kann auftreten, wenn der Reagenzmittel-Füllstand
ReaSP im SCR-Katalysator
Im
siebten Funktionsblock
Gemäß dem zehnten
Funktionsblock
Die
Bewertungsanordnung
Folgende Fälle können sich ergeben: The following Cases can become result:
Erhöhung des Reagenzmittelsignals S_Rea:Increase of the reagent signal S_Rea:
Bei einer vorliegenden Unterdosierung des Reagenzmittels fällt das Abgas-Sensorsignal S_nK aufgrund der erhöhten NOx-Konvertierung ab. Lag dagegen bereits eine richtige oder eine Überdosierung vor, steigt das Abgas-Sensorsignal S_nK aufgrund des Reagenzmittelschlupfs ms_Rea_nK an.at a present underdose of the reagent falls the Exhaust gas sensor signal S_nK due to the increased NOx conversion from. On the other hand, if there was already a correct or an overdose, this will increase Exhaust gas sensor signal S_nK due to the reagent slip ms_Rea_nK at.
Absenkung des Reagenzmittelsignals S_Rea:Lowering the reagent signal S_Rea:
Bei einer vorliegenden Überdosierung des Reagenzmittels fällt das Abgas-Sensorsignal S_nK aufgrund der Verringerung des Reagenzmittelschlupf ms_Rea_nK ab. Lag dagegen eine richtige oder eine Unterdosierung vor, so steigt das Abgas-Sensorsignal ms_Rea_nK aufgrund der ansteigenden NOx-Konzentration NOx_nK an.at a present overdose of the reagent drops the exhaust gas sensor signal S_nK due to the reduction of the reagent slip ms_Rea_nK from. On the other hand, if there was a correct or an underdosing, then it increases the exhaust gas sensor signal ms_Rea_nK due to the increasing NOx concentration NOx_nK on.
Da sowohl der Reagenzmittelschlupf ms_Rea_nK als auch eine zu geringe NOx-Konvertierung eine Abweichung zwischen der berechneten NOx-Konzentration NOx-nK und dem Abgas-Sensorsignal S_nK in dieselbe Richtung bewirken, kann prinzipiell nicht zwischen dem Reagenzmittelschlupf ms_Rea_nK und einer zu geringen NOx-Konvertierung unterschieden werden.There both the reagent slip ms_Rea_nK and too low NOx conversion is a deviation between the calculated NOx concentration NOx-nK and the exhaust gas sensor signal In principle, S_nK can not work in the same direction the reagent slip ms_Rea_nK and too low NOx conversion be differentiated.
Entsprechend
sind für
die Plausibilisierung in der Bewertungsanordnung
Entsprechend
müsste
eine Erhöhung
des Reagenzmittelsignals S_Rea zur Folge haben, dass die Differenzen
D in anderer Richtung ebenfalls kleiner werden. Steigen dagegen
die Differenzen D, so ist davon auszugehen, dass der zweite NOx-Sensor
In
Abhängigkeit
vom bisher geltenden Reagenzmittelsignal S_Rea alt kann die in der
Bewertungsanordnung
Zum
weiteren Sicherstellen einer korrekten Langzeitadaption kann zusätzlich der
Arbeitspunkt des SCR-Katalysators
Vorzugsweise
wird weiterhin die Last der Brennkraftmaschine
Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass nach einer vorgegebenen Zeitdauer, innerhalb
welcher das Reagenzmittelsignal S_Rea nicht geändert wurde, die Maße D1-D5,
P1-P5 nicht mehr zur Bewertung herangezogen werden. Dadurch wird
vermieden, dass eine gut adaptierte Reagenzmittel-Dosierung
Die
zu berücksichtigenden
Signale sind beispielsweise das Zeitsignal t, das Drehmoment Md, das
Temperatursignal te_Kat sowie das Resetsignal R, welche im gezeigten
Ausführungsbeispiel
dem Ergebnisspeicher
Anstelle
einer direkten Beeinflussung des Reagenzmittelsignals S_Rea mit
der Reagenzmittel-Signaländerung
dS_Rea kann eine Änderung
der Dosierung des Reagenzmittels über eine Beeinflussung des
Reagenzmittel-Füllstands
im SCR-Katalysator
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005042490A DE102005042490A1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Operating process for internal combustion engine involves reporting difference in calculated masses of nitrogen oxides in time sequence |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005042490A DE102005042490A1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Operating process for internal combustion engine involves reporting difference in calculated masses of nitrogen oxides in time sequence |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005042490A1 true DE102005042490A1 (en) | 2007-03-08 |
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ID=37735618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005042490A Withdrawn DE102005042490A1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Operating process for internal combustion engine involves reporting difference in calculated masses of nitrogen oxides in time sequence |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005042490A1 (en) |
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