DE102009011469B4 - Störungssteuerstrategie für die Harnstoff-SCR-NOX-Reduktion bei niedrigen Temperaturen - Google Patents

Störungssteuerstrategie für die Harnstoff-SCR-NOX-Reduktion bei niedrigen Temperaturen Download PDF

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Abstract

Verfahren umfassend: Einspritzen eines Kraftstoffs in ein einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) (34) zu lieferndes Motorabgas, wenn eine DOC-Betriebstemperatur höher als ein erster Grenzwert ist; Beenden des Einspritzens, wenn eine Temperatur eines Katalysators (38), der mit aus dem DOC (34) austretendem Abgas in Verbindung steht, höher als ein zweiter Grenzwert ist; und nach dem Beenden Einspritzen eines Dosiermittels in das Abgas.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Abgasbehandlungsanlagen und insbesondere die Reduktion von NOx-Emissionen.
  • Hintergrund
  • Die Angaben in diesem Abschnitt sehen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung vor und stellen eventuell nicht den Stand der Technik dar.
  • Katalysatoren für selektive katalytische Reduktion (SCR, kurz vom engl. Selective Catalytic Reduction) und Dieseloxidationskatalysatoren (DOC, kurz vom engl. Diesel Oxidation Catalysts) werden bei Dieselmotoren häufig für die Reduktion von Emissionen verwendet. Bei dem SCR-Prozess reagiert NOx mit einem Reduktionsmittel, das von einem Dosiersystem in den Rauch- oder Abgasstrom eingespritzt wird, um auf einen SCR-Katalysator absorbiert zu werden. Das eingespritzte Dosiermittel (z. B. Harnstoff) zersetzt sich zu Ammoniak (NH3), das ein zum Reagieren mit dem NOx erzeugenden Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) verwendetes Reduktionsmittel ist.
  • Der SCR-Prozess erfordert aber typischerweise relativ hohe Abgastemperaturen, beispielsweise Temperaturen über 220°C. Bei herkömmlichen Dieselanwendungen können häufig relativ niedrige Abgastemperaturen, wie zum Beispiel Temperaturen unter 220°C, auftreten. Daher werden eventuell externe Heizvorrichtungen zum Beibehalten von SCR-Katalysatortemperaturen während Zeiträumen niedriger Abgastemperatur verwendet.
  • Herkömmliche Verfahren zur Abgasnachbehandlung und entsprechende Systeme sind aus den Druckschriften DE 103 48 799 A1 und US 6 863 874 B1 bekannt.
  • Zusammenfassung
  • Ein Schadstoffbegrenzungsverfahren kann das Einspritzen eines Kraftstoffs in ein einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) geliefertes Motorabgas, wenn eine DOC-Betriebstemperatur höher als ein erster Grenzwert ist, das Beenden des Einspritzens, wenn eine Temperatur eines Katalysators, der mit aus dem DOC austretendem Abgas in Verbindung steht, höher als ein zweiter Grenzwert ist, und nach dem Beenden das Einspritzen eines Dosiermittels in das Abgas umfassen.
  • Der Katalysator kann einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR) umfassen, und die Dosiermitteleinspritzung kann beendet werden, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators niedriger als ein dritter Grenzwert ist. Die Einspritzung des Kraftstoffs kann nach Beenden der Dosiermitteleinspritzung wieder beginnen, wenn die DOC-Betriebstemperatur höher als der erste Grenzwert ist.
  • Ein Steuermodul kann ein Dieseloxidationskatalysator(DOC)-Steuermodul, ein Steuermodul für einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR) und ein Dosiermittel-Steuermodul umfassen. Das DOC-Steuermodul kann eine Temperatur eines DOC steuern, der mit einem Abgas von einem Motor in Verbindung steht. Das Steuermodul für den SCR-Katalysator kann mit dem DOC-Steuermodul in Verbindung stehen und kann eine Temperatur eines SCR-Katalysators durch selektives Einspritzen eines Kraftstoffs in das dem DOC gelieferte Abgas steuern, wenn die DOC-Temperatur höher als ein erster Grenzwert ist. Das Steuermodul für den SCR-Katalysator kann das Einspritzen beenden, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators höher als ein zweiter Grenzwert ist. Das Dosiermittel-Steuermodul kann mit dem Steuermodul für den SCR-Katalysator in Verbindung stehen und kann nach dem Beenden die Einspritzung des Dosiermittels in das Abgas steuern.
  • Weitere Gebiete der Anwendbarkeit gehen aus der hierin vorgesehenen Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele lediglich dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung beschränken sollen.
  • Zeichnungen
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist ein Steuerblockdiagramm des in 1 gezeigten Steuermoduls; und
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das Schritte für die Steuerung des Fahrzeugs von 1 zeigt.
  • Eingehende Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Nutzungsmöglichkeiten zu beschränken. Es versteht sich, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff „Modul” auf eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, kurz vom engl. Application Specific Integrated Circuit), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Unter Bezug nun auf 1 ist ein beispielhaftes Fahrzeug 10 schematisch dargestellt. Das Fahrzeug 10 kann eine Motorbaugruppe 12 und eine Abgasnachbehandlungsanlage 14 umfassen. Die Motorbaugruppe 12 kann einen Motor 16 mit einem Zylinder 18, einen Ansaugkrümmer 20 und einen Abgaskrümmer 22 umfassen. Luft strömt durch eine Drosselklappe 24 in den Ansaugkrümmer 20. Die Luft wird mit Kraftstoff gemischt, und das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in dem Zylinder 18 verbrannt, um einen (nicht gezeigten) Kolben anzutreiben. Auch wenn ein einzelner Zylinder 18 gezeigt ist, versteht sich, dass der Motor 16 weitere Zylinder 18 umfassen kann. Zum Beispiel kommen Motoren mit 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 und 16 Zylindern in Betracht. Der Kraftstoff wird von einer Kraftstoffquelle 26 vorgesehen und wird mit Hilfe einer Einspritzvorrichtung 28 in den Luftstrom eingespritzt.
  • Durch den Verbrennungsprozess wird Abgas erzeugt und wird von dem Zylinder 18 in den Abgaskrümmer 22 abgelassen. Die Abgasnachbehandlungsanlage 14 behandelt das dadurch strömende Abgas, um Emissionen vor deren Freisetzen an die Atmosphäre zu reduzieren. Die Abgasnachbehandlungsanlage 14 kann ein Dosiersystem 32, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 34, einen ersten und zweiten NOx-Sensor 36, 37, einen Katalysator 38 für selektive katalytische Reduktion (SCR) und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 40 umfassen. Der erste und zweite NOx-Sensor 36, 37 können auf einen NOx-Wert des Abgases ansprechen und können jeweilige darauf beruhende Signale erzeugen.
  • Entlang des Abgaspfads können Temperatursensoren TA, TB und TC angeordnet sein. Der Temperatursensor TA kann stromaufwärts des DOC 34 an einem Einlass desselben angeordnet sein, und der Temperatursensor TB kann stromabwärts des DOC 34 und stromaufwärts des SCR-Katalysators 38 an einem Einlass desselben angeordnet sein. Der Temperatursensor TC kann stromabwärts des SCR-Katalysators 38 angeordnet sein. Der DOC 34 reagiert mit dem Abgas, um Emissionswerte des Abgases zu reduzieren. Der DPF 40 kann stromabwärts des SCR-Katalysators 38 angeordnet sein und kann Dieselpartikel filtern, um Emissionen weiter zu reduzieren.
  • Das Dosiersystem 32 kann eine Dosiermittel-Einspritzvorrichtung 42 und einen Dosiermittel-Speicherbehälter 44 umfassen. Das Dosiersystem 32 kann selektiv ein Dosiermittel in den Abgasstrom einspritzen, um Emissionen weiter zu reduzieren. Der Dosiermittel-Speicherbehälter 44 kann zum Beispiel einen Vorrat an Harnstoff umfassen, der durch die Dosiermittel-Einspritzvorrichtung 42 wie nachstehend erläutert in den Abgasstrom eingespritzt wird. Die Rate, bei der das Dosiermittel in den Abgasstrom eingespritzt wird, kann beruhend auf den Signalen ermittelt werden, die von einem oder mehreren der verschiedenen hierin beschriebenen Sensoren erzeugt werden. Der erste und zweite NOx-Sensor 36, 37 kann zum Ermitteln des NOx-Umwandlungswirkungsgrads und zum Ermitteln ausreichender Harnstoffdosiermengen, die von der Dosiermittel-Einspritzvorrichtung 42 zugesetzt werden, verwendet werden. Das Gemisch aus Abgas und Dosiermittel reagiert in dem SCR-Katalysator 38, um Abgasemissionen weiter zu reduzieren.
  • Unter zusätzlichem Bezug auf 2 kann das Steuermodul 50 ein DOC-Temperatur-Steuermodul 52, ein SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 und ein Dosiermittel-Steuermodul 56 umfassen. Das DOC-Temperatur-Steuermodul 52 kann mit dem SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 in Verbindung stehen und kann eine Temperatur von Abgas steuern, das von dem Motor 16 zu dem DOC 34 geliefert wird, und kann eine Betriebstemperatur des DOC 34 ermitteln. Die Steuerung der Temperatur des zu dem DOC 34 gelieferten Abgases kann die Steuerung von Verbrennungsparametern für den Motor 16 umfassen. Das DOC-Temperatur-Steuermodul 52 kann zum Beispiel ein Öffnen der Drosselklappe 24 anpassen, um einen Luftstrom in den Motor 16 zu steuern. Die Betriebstemperatur des DOC 34 kann durch den Temperatursensor TB ermittelt werden.
  • Das DOC-Temperatur-Steuermodul 52 kann auch eine Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder 18 steuern. Im Einzelnen kann das DOC-Temperatur-Steuermodul 52 die Einspritzvorrichtung 28 so steuern, dass sie eine Voreinspritzung von Kraftstoff in den Zylinder 18 vorsieht. Die Voreinspritzung umfasst vor der Hauptfüllung die Einspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge in den Zylinder 18. Die Vorfüllung beginnt im Allgemeinen vor dem Einspritzen der Kraftstoff-Hauptfüllung zu brennen, was eine umgehende Zündung der Hauptfüllung ohne wesentliche Verzögerung vorsieht. Es können eine Reihe anderer Verfahren zusätzlich eingesetzt werden, um die dem DOC 34 gelieferte Abgastemperatur anzuheben.
  • Das SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 kann mit dem Dosiermittel-Steuermodul 56 in Verbindung stehen und kann eine Temperatur des dem SCR-Katalysator 38 gelieferten Abgases allgemein steuern und kann eine Betriebstemperatur des SCR-Katalysators 38 ermitteln. Im Einzelnen kann das SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 die Einspritzung von Kraftstoff von der Kraftstoffquelle 26 zu einem Abgas von dem Zylinder 18 allgemein steuern. Das SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 kann die Temperatur des dem SCR-Katalysator 38 durch einen Nacheinspritzungsprozess gelieferten Abgases allgemein steuern. Während der Nacheinspritzung kann Kraftstoff während eines Auspufftakts durch die Einspritzvorrichtung 28 in den Zylinder 18 oder durch eine (nicht gezeigte) sekundäre Einspritzvorrichtung in den Abgasströmpfad von dem Zylinder 18 zu dem DOC 34 eingespritzt werden. Die Nacheinspritzung liefert dem Abgasstrom im Allgemeinen eine Kraftstoffmenge zur Verbrennung in dem DOC 34. Die Nacheinspritzung kann im Allgemeinen einen Anstieg der Temperatur des aus dem DOC 34 austretenden und dem SCR-Katalysator 38 durch die Verbrennung in dem DOC 34 gelieferten Abgases vorsehen. Die Betriebstemperatur des SCR-Katalysators 38 kann durch den Temperatursensor TC ermittelt werden.
  • Das Dosiermittel-Steuermodul 56 kann mit dem Dosiermittel-Speicherbehälter 44 und der Dosiermittel-Einspritzvorrichtung 42 in Verbindung stehen. Wie vorstehend gezeigt kann das Dosiermittel-Steuermodul 56 mit dem SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 in Verbindung stehen.
  • Das Dosiermittel-Steuermodul 56 kann wie nachstehend erläutert allgemein die Einspritzung eines Dosiermittels von dem Motor 16 in den Abgasstrom beruhend auf den Temperaturen steuern, die von dem DOC-Temperatur-Steuermodul 52 und dem SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 54 gesteuert und ermittelt werden.
  • Unter Bezug nun auf 3 veranschaulicht eine Steuerlogik 100 allgemein eine Schadstoffbegrenzung für das Fahrzeug 10 und im Einzelnen eine Störungssteuerungsstrategie. Die Steuerlogik 100 kann bei Block 102 beginnen, wo die DOC-Temperatur (TDOC) ermittelt wird. TDOC kann durch den Temperatursensor TB ermittelt werden. Dann kann die Steuerlogik 100 zu Block 104 vorrücken, wo TDOC mit einem ersten vorbestimmten Grenzwert (LIMIT) verglichen wird. Der erste vorbestimmte Grenzwert kann im Allgemeinen einer Temperatur von größer oder gleich 230°C entsprechen. Liegt TDOC unter dem ersten vorbestimmten Grenzwert, rückt die Steuerlogik 100 zu Block 106 vor, wo TDOC angehoben wird. TDOC kann auf verschiedene Weise durch das DOC-Temperatur-Steuermodul 52 angehoben werden, einschließlich Steuerung der Drosselklappe 24 und Voreinspritzung, wie vorstehend erläutert wurde. Dann kann die Steuerlogik 100 zu Block 102 zurückkehren, wo TDOC erneut ausgewertet wird.
  • Wenn Block 104 ermittelt, dass TDOC größer als der erste vorbestimmte Grenzwert ist, kann die Steuerlogik 100 zu Block 108 vorrücken, wo das SCR-Katalysatortemperatur-Steuermodul 52 eine Nacheinspritzung vornehmen kann. Wie vorstehend erläutert umfasst eine Nacheinspritzung im Allgemeinen eine Einspritzung von Kraftstoff in den von dem Motor 16 zu dem DOC 34 vorgesehenen Abgasstrom. Dann kann die Steuerlogik 100 zu Block 110 vorrücken, wo die SCR-Temperatur (TSCR) ermittelt wird.
  • TSCR kann durch den Temperatursensor TC ermittelt werden. Sobald bei Block 110 TSCR ermittelt ist, kann die Steuerlogik 100 zu Block 112 vorrücken, wo TSCR mit einem zweiten vorbestimmten Grenzwert (LIMITH) verglichen wird. Der zweite vorbestimmte Grenzwert kann größer als der erste vorbestimmte Grenzwert sein und kann allgemein einer Temperatur von größer oder gleich 300°C entsprechen. Ist TSCR kleiner als der zweite vorbestimmte Grenzwert, kann die Steuerlogik 100 zu Block 108 zurückkehren, wo die Nacheinspritzung weiter abläuft. Ist TSCR größer als der zweite vorbestimmte Grenzwert, kann die Steuerlogik 100 zu Block 114 vorrücken, wo die Nacheinspritzung beendet wird. Sobald die Nacheinspritzung beendet ist, kann die Steuerlogik 100 zu Block 116 vorrücken, wo dem Abgas ein Dosiermittel zugesetzt wird.
  • Das Zusetzen des Dosiermittels kann durch das Dosiermittel-Steuermodul 56 gesteuert werden. Das Dosiermittel kann an einer Stelle zwischen dem DOC 34 und dem SCR-Katalysator 38 zugesetzt werden. Im Einzelnen kann das Dosiermittel an einer Stelle zwischen einem Auslass des DOC 34 und einem Einlass des SCR-Katalysators 38 zugesetzt werden. Wie vorstehend erläutert kann das Dosiermittel Harnstoff umfassen. Sobald das Dosiermittel bei Block 116 zugesetzt wurde, kann die Steuerlogik 100 zu Block 118 vorrücken, wo TSCR erneut ermittelt wird. Sobald TSCR ermittelt ist, kann die Steuerlogik 100 zu Block 120 vorrücken, wo TSCR mit einem dritten vorbestimmten Grenzwert (LIMIT,) verglichen wird. Der dritte vorbestimmte Grenzwert kann kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Grenzwert sein und kann allgemein einer Temperatur kleiner oder gleich 220°C entsprechen.
  • Ist TSCR größer als der dritte vorbestimmte Grenzwert, kehrt die Steuerlogik 100 zu Block 116 zurück, wo das Zusetzen des Dosiermittels weiter abläuft. Ist TSCR kleiner als der dritte vorbestimmte Grenzwert, rückt die Steuerlogik 100 zu Block 122 vor, wo das Zusetzen des Dosiermittels beendet wird. Sobald das Durchführen der Dosierung bei Block 122 beendet ist, kann die Steuerlogik 100 enden, was einen Zyklus der Störungssteuerstrategie beendet.
  • Die Steuerlogik 100 kann während des Betriebs des Motors 16 im Allgemeinen ständig Schleifen durchlaufen. Im Einzelnen kann ein anschließender Zyklus der Steuerlogik 100 erneut bei Block 102 beginnen. Daher können die Kraftstoffeinspritzung bei Block 108 und die Dosierung bei Block 116 zueinander entgegengesetzt ein- und abgeschaltet werden, um die Störungssteuerstrategie vorzusehen. Die Störungssteuerstrategie kann im Allgemeinen eine gegenseitige Beeinflussung von Kohlenwasserstoffen (HC) mit dem NO zu einer NO2-Umwandlung im DOC 34 beseitigen, was die NOx-Reduktion im SCR-Katalysator 38 bei Temperaturen zwischen LIMITL und LIMITH verbessert.

Claims (20)

  1. Verfahren umfassend: Einspritzen eines Kraftstoffs in ein einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) (34) zu lieferndes Motorabgas, wenn eine DOC-Betriebstemperatur höher als ein erster Grenzwert ist; Beenden des Einspritzens, wenn eine Temperatur eines Katalysators (38), der mit aus dem DOC (34) austretendem Abgas in Verbindung steht, höher als ein zweiter Grenzwert ist; und nach dem Beenden Einspritzen eines Dosiermittels in das Abgas.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin vor dem Einspritzen des Kraftstoffs das Anheben der DOC-Betriebstemperatur auf den ersten Grenzwert umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Beenden des Einspritzens des Dosiermittels umfasst, wenn die Katalysatortemperatur unter einem dritten Grenzwert liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, welches weiterhin nach Beenden des Einspritzens des Dosiermittels das Einspritzen des Kraftstoffs in das Motorabgas umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der dritte Grenzwert kleiner oder gleich dem ersten Grenzwert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die DOC-Betriebstemperatur durch eine Abgastemperatur an einer Stelle zwischen dem DOC (34) und dem Katalysator (38) ermittelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Katalysatortemperatur durch eine Abgastemperatur an einem Auslass des Katalysators (38) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Einspritzen des Dosiermittels das Einspritzen des Dosiermittels in das Abgas an einer Stelle zwischen einem Auslass des DOC (34) und einem Einlass des Katalysators (38) umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Dosiermittel Harnstoff umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Katalysator (38) einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR) umfasst.
  12. Verfahren umfassend: Einspritzen eines Kraftstoffs in ein einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) (34) zu lieferndes Motorabgas, wenn eine DOC-Betriebstemperatur höher als ein erster Grenzwert ist, um eine Temperatur eines Katalysators (38) für selektive katalytische Reduktion (SCR), der mit aus dem DOC (34) austretendem Abgas in Verbindung steht, anzuheben; Beenden des Einspritzens, wenn die SCR-Katalysatortemperatur höher als ein zweiter Grenzwert ist; nach dem Beenden Einspritzen eines Dosiermittels in das Abgas an einer Stelle zwischen dem DOC (34) und dem SCR-Katalysator (38); und Beenden des Einspritzens des Dosiermittels, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators (38) kleiner als ein dritter Grenzwert ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist.
  14. Steuermodul (50) umfassend: ein Dieseloxidationskatalysator(DOC)-Steuermodul (52), das eine Temperatur eines mit einem Abgas von einem Motor (16) in Verbindung stehenden DOC (34) steuert; ein mit dem DOC-Steuermodul (52) in Verbindung stehendes Steuermodul (54) für einen Katalysator (38) für selektive katalytische Reduktion (SCR), das eine Temperatur eines SCR-Katalysators (38) durch selektives Einspritzen eines Kraftstoffs in das dem DOC (34) zu liefernde Abgas steuert, wenn die DOC-Temperatur größer als ein erster Grenzwert ist, wobei das SCR-Katalysator-Steuermodul (54) das Einspritzen beendet, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators (38) höher als ein zweiter Grenzwert ist; und ein mit dem SCR-Katalysator-Steuermodul (54) in Verbindung stehendes Dosiermittel-Steuermodul (56), das nach dem Beenden die Einspritzung eines Dosiermittels in das Abgas steuert.
  15. Steuermodul (50) nach Anspruch 14, wobei das Dosiermittel-Steuermodul (56) die Einspritzung des Dosiermittels beendet, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators (38) kleiner als ein dritter Grenzwert ist.
  16. Steuermodul (50) nach Anspruch 15, wobei der dritte Grenzwert kleiner oder gleich dem ersten Grenzwert ist.
  17. Steuermodul (50) nach Anspruch 15, wobei das SCR-Katalysator-Steuermodul (54) die Einspritzung des Kraftstoffs in das dem DOC (34) zu liefernde Abgas selektiv wieder aufnimmt, wenn die DOC-Temperatur höher als der erste Grenzwert ist, nachdem die Einspritzung des Dosiermittels beendet ist.
  18. Steuermodul (50) nach Anspruch 14, wobei die Temperatur des SCR-Katalysators (38) durch eine Abgastemperatur an einer Stelle an einem Auslass des SCR-Katalysators (38) ermittelt wird.
  19. Steuermodul (50) nach Anspruch 14, wobei das Dosiermittel an einer Stelle zwischen einem Auslass des DOC (34) und einem Einlass des SCR-Katalysators (38) eingespritzt wird.
  20. Steuermodul (50) nach Anspruch 19, wobei das Dosiermittel Harnstoff umfasst.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274860A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Honda Motor Co Ltd 膨張・排気行程で燃料噴射を制御する電子制御装置
US20100050757A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-04 Detroit Diesel Corporation Method and system to determine the efficiency of a diesel oxidation catalyst
US7942043B2 (en) * 2009-02-19 2011-05-17 Detroit Diesel Corporation On-board aftertreatment device tail pipe hydrocarbon slip calculation
DE112009005447B4 (de) * 2009-12-16 2017-02-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor mit variabler Ventilbetätigungsvorrichtung
US8534050B2 (en) * 2009-12-18 2013-09-17 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas aftertreatment system for a diesel engine and method of increasing a temperature of an SCR catalyst to reduce NOx in exhaust gases
JP5630025B2 (ja) * 2010-01-25 2014-11-26 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び排気浄化方法
US8062601B2 (en) * 2010-10-26 2011-11-22 Ford Global Technologies, Llc Emission SCR NOX aftertreatment system having reduced SO3 generation and improved durability
US8720189B2 (en) 2011-01-26 2014-05-13 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for onboard performance monitoring of oxidation catalyst
US8800267B2 (en) 2012-01-31 2014-08-12 GM Global Technology Operations LLC Control system for modulating an air mass
GB2500194A (en) 2012-03-12 2013-09-18 Jaguar Cars Exhaust temperature control during SCR injection events
US8783019B2 (en) 2012-09-05 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for onboard performance monitoring of oxidation catalyst
US9284872B2 (en) 2013-09-17 2016-03-15 Cummins Emission Solutions Inc. System, methods, and apparatus for low temperature dosing in diesel exhaust systems
US9228460B2 (en) 2013-10-24 2016-01-05 Cummins Inc. Systems and methods for thermal management of aftertreatment system components
US9238984B2 (en) 2014-02-03 2016-01-19 Caterpillar, Inc. Exhaust emission prediction system and method
US9897025B2 (en) * 2015-03-31 2018-02-20 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling an internal combustion engine
CN114263516B (zh) * 2021-12-09 2023-04-11 中国重汽集团济南动力有限公司 一种低温scr效率的提升方法及系统
CN114278950A (zh) * 2021-12-23 2022-04-05 上海大学无锡产业研究院 一种废气处理设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10348799A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Abgasnachbehandlungssysteme
US6863874B1 (en) * 1998-10-12 2005-03-08 Johnson Matthey Public Limited Company Process and apparatus for treating combustion exhaust gas

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6199374B1 (en) * 1997-10-22 2001-03-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying device for engine
US6125629A (en) * 1998-11-13 2000-10-03 Engelhard Corporation Staged reductant injection for improved NOx reduction
US7082753B2 (en) * 2001-12-03 2006-08-01 Catalytica Energy Systems, Inc. System and methods for improved emission control of internal combustion engines using pulsed fuel flow
US7229597B2 (en) * 2003-08-05 2007-06-12 Basfd Catalysts Llc Catalyzed SCR filter and emission treatment system
WO2006080187A1 (ja) * 2005-01-31 2006-08-03 Isuzu Motors Limited 排気ガス浄化装置の昇温方法及び排気ガス浄化システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6863874B1 (en) * 1998-10-12 2005-03-08 Johnson Matthey Public Limited Company Process and apparatus for treating combustion exhaust gas
DE10348799A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Abgasnachbehandlungssysteme

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Publication number Publication date
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CN101524623A (zh) 2009-09-09

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