DE102007016478A1 - Exhaust gas treatment device operating device for motor vehicle, involves influencing dosing signal with correction signal based on measure for operating duration of exhaust gas treatment device for increasing dosing of reagent unit - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Abgasbehandlungsvorrichtung, die zur katalytisch unterstützten Umsetzung wenigstens von NOx ein Reagenzmittel benötigt, und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The The invention is based on a method for operating an exhaust gas treatment device, which for catalytically assisted implementation at least of NOx requires a reagent, and from a device to carry out the method according to the category of independent Claims.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Steuergerätprogramm sowie ein Steuergerät-Programmprodukt.object The present invention also includes a controller program and a controller program product.
In
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Eine ähnliche
Vorgehensweise ist aus der
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Eine ähnliche
Vorgehensweise ist aus der
Die derzeit verfügbaren NOx-Sensoren weisen hinsichtlich der Messgenauigkeit Toleranzen auf, die mit Blick auf die immer schärfer werdenden Abgasvorschriften das Messergebnis beeinflussen können. Insbesondere muss davon ausgegangen werden, dass die NOx-Sensoren eine Langzeitdrift aufweisen, die das Messergebnis beeinflusst. Zusätzlich oder alternativ zur Drift eines NOx-Sensors kann eine Drift einer Reagenzmittel-Einbringvorrichtung und/oder eine Alterung eines Katalysators und/oder eine Veränderung der NOx-Emissionen einer Brennkraftmaschine dazu führen, dass eine vorgegebene Mindest-NOx-Konvertierungsrate der Abgasbehandlungsvorrichtung nicht mehr eingehalten wird.The Currently available NOx sensors show in terms of Accuracy tolerances on, with the view of getting sharper expectant emissions regulations can affect the measurement result. In particular, it must be assumed that the NOx sensors have a long-term drift that affects the measurement result. Additionally or alternatively to the drift of a NOx sensor may be a drift of a reagent delivery device and / or an aging of a catalyst and / or a change cause the NOx emissions of an internal combustion engine, that a predetermined minimum NOx conversion rate of the exhaust treatment device no longer respected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasbehandlungsvorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die über die gesamte Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung eine vorgegebene Mindest-NOx-Konvertierung sicherstellen.Of the Invention is based on the object, a method for operating an exhaust gas treatment device and a device for carrying out indicate the procedure over the entire operating period the exhaust treatment device ensure a predetermined minimum NOx conversion.
Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.The The object is achieved by that in the independent claims specified features each solved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Dosiersignal, welches die Dosierung eines Reagenzmittels festlegt, in Abhängigkeit von einem Maß für die Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung im Sinne einer Erhöhung der Dosierung des Reagenzmittels bei fortschreitender Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung mit einem Korrektursignal zu beeinflussen.According to the invention provided, a dosing signal indicating the dosage of a reagent determines, depending on a measure of the operating life of the exhaust treatment device in terms of Increasing the dosage of the reagent with progressive Operating duration of the exhaust treatment device with a correction signal to influence.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Maßnahme stellt über die gesamte Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung die geforderte Mindest-NOx-Konvertierung sicher.The According to the invention provided measure provides over the entire operating life of the exhaust treatment device the required minimum NOx conversion safe.
Eine gegebenenfalls auftretende Drift, insbesondere Langzeitdrift des NOx-Sensors und/oder einer Reagenzmittel-Einbringvorrichtung und/oder eines Katalysators und/oder eine Veränderung der NOx-Emissionen einer Brennkraftmaschine wird mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahme kompensiert. Das Korrektursignal wird auf einen Wertebereich festgelegt, der einerseits eine stets ausreichende Dosierung des Reagenzmittels sicherstellt und andererseits einen übermäßig hohen Reagenzmittelschlupf aufgrund einer Überdosierung vermeidet.A possibly occurring drift, in particular long-term drift of NOx sensor and / or a reagent introduction device and / or a catalyst and / or a change in NOx emissions an internal combustion engine is provided with the invention Measure compensated. The correction signal is set to a value range determined on the one hand always a sufficient dosage of Reagent and on the other hand one overly high reagent slippage due to overdose avoids.
Der erfindungsgemäßen Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund von Toleranzen oder Driften einzelner Komponenten der Abgasbehandlungsvorrichtung und/oder aufgrund von Veränderungen der NOx-Emissionen einer Brennkraftmaschine selbst bei einem innerhalb der spezifizierten Genauigkeit arbeiteten NOx-Sensor bereits eine ungenügende NOx-Konvertierung in der Abgasbehandlungsvorrichtung auftreten kann. Bei der Inbetriebnahme der Abgasbehandlungsvorrichtung können die Toleranzen im Rahmen der Applikation berücksichtigt werden. Beim späteren Betrieb der Abgasbehandlungsvorrichtung ist ein derartiger Eingriff zur Kompensation von Driften nicht mehr ohne Weiteres möglich. Die erfindungsgemäßen Vorgehensweise sieht tendenziell eine leichte Überdosierung des Reagenzmittels vor, um die Einhaltung der vorgegebenen Mindest-NOx-Konvertierungsrate stets einhalten zu können. Eine unnötige Überdosierung des Reagenzmittels muss jedoch nicht in Kauf genommen werden, da der NOx-Sensor bei einer möglichen Überdosierung des Reagenzmittels aufgrund einer Querempfindlichkeit gegenüber dem Reagenzmittel ein Sensorsignal bereitstellt, mit welchem der Überdosierung im Rahmen einer Regelung beziehungsweise einer Adaption entgegengewirkt werden kann. Kurzzeitige Reagenzmittelschlupf-Peaks werden auch von einem toleranzbehafteten NOx-Sensor registriert.The procedure according to the invention is based on the finding that due to tolerances or drifts of individual components of the exhaust gas treatment device and / or due to changes in the NOx emissions of an internal combustion engine even with an NOx sensor operating within the specified accuracy, insufficient NOx conversion in the exhaust gas treatment device already exists can occur. When commissioning the exhaust treatment device tolerances can be considered in the context of the application. During later operation of the exhaust treatment device such an intervention to compensate for drifts is no longer readily possible. The procedure according to the invention tends to provide for a slight overdosage of the reagent in order to always be able to comply with the prescribed minimum NOx conversion rate. However, an unnecessary overdose of the reagent need not be accepted, since the NOx sensor provides a sensor signal in a possible overdose of the reagent due to a cross-sensitivity to the reagent, with which the overdose as part of a scheme or an adaptation can be counteracted. Short term reagent slip peaks are also registered by a tolerant NOx sensor.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.advantageous Further developments and refinements of the invention Approach arise from dependent claims.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Dosiersignal vorgesteuert und geregelt wird. Die Vorsteuerung erfolgt beispielsweise anhand eines berechneten Reagenzmittel-Füllstands in Katalysator. Der Reagenzmittel-Füllstand wird zweckmäßigerweise anhand eines Katalysatormodells ermittelt. Das Katalysatormodell berücksichtigt vor zugsweise zumindest die Katalysator-Temperatur sowie ein Maß für den NOx-Massenstrom.A Embodiment provides that the metering signal pre-controlled and is regulated. The feedforward takes place for example on the basis of a calculated reagent level in catalyst. Of the Agent level is conveniently determined by a catalyst model. The catalyst model considered before preferably at least the catalyst temperature and a measure of the NOx mass flow.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auf die Differenz zwischen einem Maß für die gemessene NOx-Konzentration und einem NOx-Sollwert geregelt wird. Die ermittelte Differenz wird vorzugsweise herangezogen, den berechneten Reagenzmittel-Füllstand im Katalysator zu beeinflussen.According to one Design is provided that on the difference between a Measure of the measured NOx concentration and a NOx setpoint is controlled. The determined difference is preferably used, the calculated reagent level in Catalyst to influence.
Eine Ausgestaltung sieht eine Kurzzeit-Adaption vor, welche in das Katalysatormodell bei der Berechnung des Reagenzmittel-Füllstands im Katalysator eingreift. Alternativ oder ergänzend ist vorzugsweise eine Langzeit-Adaption vorgesehen, die vorzugsweise eine Stellgröße korrigiert, aus welcher das Dosiersignal gewonnen wird.A Embodiment provides a short-term adaptation, which in the catalyst model when calculating the reagent level in the catalyst engaging. Alternatively or additionally, preferably one Provided long-term adaptation, which is preferably a manipulated variable corrected, from which the dosing signal is obtained.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass als Maß für die Betriebsdauer des NOx-Sensors die gefahrenen Kilometer eines Kraftfahrzeugs herangezogen werden, in welchem die Brennkraftmaschine als Antrieb eingesetzt ist.A Design provides that as a measure of the Operating time of the NOx sensor the driven kilometers of a motor vehicle be used, in which the internal combustion engine as a drive is used.
Das Korrektursignal wird vorzugsweise auf einen Wertebereich von 1,0 bis 1,2 festgelegt, so dass das Korrektursignal für eine multiplikative Verknüpfung geeignet ist.The Correction signal is preferably set to a value range of 1.0 set to 1.2, so that the correction signal for a multiplicative linkage is suitable.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens speziell hergerichtet ist.The inventive device for implementation of the method initially relates to a control unit, specially prepared for carrying out the method is.
Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Steuergerätprogramm abgelegt sind.The Control unit preferably contains at least one electrical memory, in which the process steps as a control unit program are stored.
Das erfindungsgemäße Steuergerätprogramm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es in einem Steuergerät abläuft.The Control unit program according to the invention provides that all steps of the invention Procedure to be executed when it is in a control unit expires.
Das erfindungsgemäße Steuergerät-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm in einem Steuergerät abläuft.The Control unit program product according to the invention with a stored on a machine-readable carrier Program code carries the inventive Procedure when the program runs in a controller.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further advantageous developments and refinements of the invention The procedure results from further dependent claims. Embodiments of the invention are in the drawing shown and in the following description in more detail explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Stromabwärts
nach dem Katalysator
Das
Steuergerät
Die
Brennkraftmaschine
Das
Reagenzmittel oder eine Vorstufe des Reagenzmittels, beispielsweise
eine Harnstoff-Wasser-Lösung, wird über die Reagenzmittel-Einbringvorrichtung
Ein
solches Maß für die NOx-Emissionen NOx_vK wird
anstelle einer direkten Messung vorzugsweise anhand beispielsweise
wenigstens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass
das Dosiersignal s_D im Rahmen einer Vorsteuerung festgelegt wird,
die in einer Regelung
Die
Berechnung erfolgt anhand eines Katalysatormodells
Die
Vorsteuerung in der Regelung
Der
Vorsteuerung ist eine Regelung überlagert, welche in der
Lage ist, bauteilbedingte Toleranzen und Driften zu kompensieren.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen,
dass die Regelung auf der Grundlage der stromabwärts nach dem
Katalysator
Im
Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Regelung
auf einer Änderung des Reagenzmittel-Füllstands
im Katalysator
Eine
Ausgestaltung sieht eine Kurzzeitadaption vor, welche in Abhängigkeit
beispielsweise von der Differenz d ein Kurzzeit-Adaptionssignal Adapt_K_ti
bereitstellt. Das Kurzzeit-Adaptionssignal Adapt_K_ti wird in einer
Kurzzeit-Adaptionssignal-Ermittlung
Eine
weitere Ausgestaltung, die alternativ oder zusätzlich vorgesehen
sein kann, sieht eine Langzeitadaption vor, welche in Abhängigkeit
ebenfalls beispielsweise von der Differenz d ein Langzeit-Adaptionssignal
Adapt_L_ti bereitstellt. Das Langzeit-Adaptionssignal Adapt_L_ti
wird in einer Langzeit-Adaptionssignal-Ermittlung
Ausgegangen
wird davon, dass der NOx-Sensor
In
Die
Dosierung des Reagenzmittels wird mit dem Dosiersignal s_D vorzugsweise
derart vorgenommen, dass gleichzeitig eine möglichst minimale NOx-Konzentration
NOx_nK und ein möglichst minimaler Reagenzmittelschlupf
NH3 auftritt. In
Im
Laufe des Betriebs der Brennkraftmaschine
Damit
die Einhaltung einer möglichst geringen NOx-Konzentration
NOx_nK während der gesamten Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung
Das
Korrektursignal k_Sol stellt eine Korrektursignal-Ermittlung
Die
Berücksichtigung des Korrektursignals k_Sol erfolgt in
einer Sollwert-Korrektur
Der
korrigierte NOx-Sollwert NOx_k_Sol wird einem Summierer
Die
Beeinflussung des Dosiersignals s_D im Sinne einer Erhöhung
der Dosierung mit zunehmender Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung
Die
erfindungsgemäß vorgesehene Maßnahme
ermöglicht jedoch auch das Einhalten einer vorgegebenen
Mindest-NOx-Konvertierungsrate, wenn zwar der NOx-Sensor
Insgesamt
wird mit der erfindungsgemäß vorgesehene Maßnahme – einer
tendenziell mit der Betriebsdauer der Abgasbehandlungsvorrichtung
Der
Wertebereich, in welchem das Korrektursignal k_Sol liegen soll,
kann anhand einer Abschätzung der erwarteten Driften festgelegt
werden. Der Wertebereich liegt beispielsweise zwischen 1 und 1,2.
Der Wert 1 entspricht dem Wert bei der Inbetriebnahme des der Abgasbehandlungsvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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