DE102009036394A1 - System and method for controlling the urea injection quantity of a vehicle - Google Patents

System and method for controlling the urea injection quantity of a vehicle Download PDF

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Abstract

In einem Fahrzeug, welches ausgestattet ist mit einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), wird die Ammoniakverbrauchsmenge in dem katalytischen SCR-Konverter basierend auf der Ammoniakmenge, welche durch das NOx verbraucht wird, genau vorausberechnet, und die absorbierende Ammoniakmenge wird geregelt, um sowohl die Reinigungsleistung hinsichtlich NOx als auch die Anspruchsschwelle bezüglich einer schnellen Variation der Fahrbedingungen zu verbessern, so dass die Reinigungseffizienz erhöht ist. Ein Verfahren zur Regelung der Harnstoff-Einspritzmenge eines Fahrzeugs kann umfassen das Berechnen einer gesamten Verbrauchsmenge an Ammoniak, welche in einem katalytischen SCR-Konverter notwendig ist, mittels Anwendens einer Ammoniakmenge, welche durch die NOx-Abgasmenge verbraucht wird, einer absorbierten Ammoniakmenge, einem Ammoniakreaktionsverhältnis, einer absorbierten HC-Menge und einer Verschlechterung, das Berechnen einer notwendigen Harnstoffmenge durch Berechnen einer notwendigen Ammoniakmenge entsprechend der berechneten gesamten Ammoniakverbrauchsmenge, und das Einspritzen der notwendigen Harnstoffmenge, wenn die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters sich in einem vorbestimmten Bereich bewegt.In a vehicle equipped with a selective catalytic reduction (SCR) apparatus, the ammonia consumption amount in the catalytic SCR converter is accurately calculated based on the amount of ammonia consumed by the NOx, and the amount of ammonia adsorbed is controlled to improve both the purification performance in terms of NOx and the threshold for a rapid variation in driving conditions, so that the cleaning efficiency is increased. A method for controlling the urea injection amount of a vehicle may include calculating a total consumption amount of ammonia necessary in an SCR catalytic converter by applying an amount of ammonia consumed by the NOx exhaust gas amount, an amount of absorbed ammonia, an ammonia reaction ratio , an absorbed HC amount and a deterioration, calculating a necessary amount of urea by calculating a necessary amount of ammonia corresponding to the calculated total amount of consumption of ammonia, and injecting the necessary amount of urea when the temperature of the catalytic SCR converter is within a predetermined range.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED REGISTRATIONS

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nr. 10-2008-0113489 , eingereicht am 14. November 2008, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.The present application claims the priority of Korean Patent Application No. 10-2008-0113489 , filed Nov. 14, 2008, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches mit einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) ausgestattet ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Regelung der Harnstoff-Einspritzmenge eines Fahrzeugs.The The present invention relates to a vehicle provided with a device for selective catalytic reduction (SCR) is equipped. Especially The present invention relates to a system and a method for controlling the urea injection quantity of a vehicle.

Beschreibung verwandter TechnikDescription of related art

Nachbearbeitungsvorrichtungen umfassen einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC), welcher an einer stromabwärts gelegenen Seite eines Motors angeordnet ist, um Nichtmethankohlenwasserstoffe (NMHC) umzuwandeln, einen katalytischen Partikelfilter (CPF), welcher Feinstaub (PM) filtert, und einen katalytischen SCR-Konverter, welcher NOx durch eine Reduktionsreaktion reduziert.post-processing devices include a diesel oxidation catalyst (DOC) which is attached to a located downstream side of a motor, to convert non-methane hydrocarbons (NMHC) to a catalytic one Particle filter (CPF), which filters particulate matter (PM), and a catalytic SCR converter, which NOx by a reduction reaction reduced.

Das System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) verwendet Ammoniak (NH3) als ein Reduktionsmittel, um NOx zu reinigen. Das NOx eines Abgases reagiert mit dem NH3, dem Ammoniak, welcher in dem Katalysator absorbiert ist. Der Ammoniak hat eine gute Selektivität hinsichtlich NOx, und selbst wenn Sauerstoff vorhanden ist, reagiert der Ammoniak gut mit dem NOx.The Selective catalytic reduction (SCR) system uses ammonia (NH3) as a reducing agent to purify NOx. The NOx of a Exhaust gas reacts with the NH3, the ammonia, which is in the catalyst is absorbed. The ammonia has a good selectivity with respect to NOx, and even if oxygen is present, reacts the ammonia works well with the NOx.

Ein Dosier-Modul, welches vor dem katalytischen SCR-Konverter angeordnet ist, spritzt eine Harnstoff-Lösung ein, um die Reinigungsleistung des katalytischen SCR-Konverters aufrecht zu erhalten, und der eingespritzte Harnstoff wird umgewandelt zu Ammoniak, so dass das SCR-System eine gleichmäßige Menge von Ammoniak aufrecht erhält.One Dosing module, which is arranged in front of the catalytic SCR converter is a urea solution injected to the cleaning performance to maintain the catalytic SCR converter, and the injected Urea is converted to ammonia, giving the SCR system a maintains a uniform amount of ammonia.

Das Harnstoff-Einspritzregelungsverfahren gemäß der herkömmlichen Technik berechnet eine notwendige Ammoniakmenge entsprechend dem Verhältnis von NH3/NOx, berechnet eine notwendige Harnstoff-Lösung entsprechend des notwendigen Ammoniaks und betreibt einen Injektor eines Dosier-Moduls, um die berechnete Harnstoff-Lösung einzuspritzen.The Urea injection control method according to the conventional technique calculates a necessary amount of ammonia according to the ratio of NH3 / NOx, calculated one necessary urea solution according to the necessary Ammonia and operates an injector of a dosing module to the Inject calculated urea solution.

In einem anderen Verfahren davon wird der notwendige Ammoniak gemäß der Ammoniakmenge berechnet, welche in dem katalytischen SCR-Konverter gespeichert ist oder anhaftet, der notwendige Harnstoff wird gemäß der notwendigen Ammoniakmenge berechnet und der Injektor des Dosier-Moduls wird betrieben, um die notwendige Harnstoff-Lösung einzuspritzen.In another method thereof is the necessary ammonia according to Ammonia amount calculated in the catalytic SCR converter is stored or attached, the necessary urea is according to the necessary amount of ammonia calculated and the injector of the dosing module is operated to inject the necessary urea solution.

Jedoch besteht für den Fall, dass die Abgasbedingung bzw. der Abgaszustand des Fahrzeugs abrupt variiert, das Problem einer effektiven Übereinstimmung.however exists in the event that the exhaust condition or the Exhaust condition of the vehicle varies abruptly, the problem of an effective match.

Die in diesem Abschnitt der Erfindung offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine andere Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.The Information disclosed in this section of the invention is merely illustrative to better understand the general background of the Invention and should not be understood as an appraisal or any other form of suggestion that this information The prior art is already known to those skilled in the art.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, in einem katalytischen SCR-Konverter eine Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche Vorteile aufweist hinsichtlich einer genauen Berechnung der gesamten Ammoniakverbrauchsmenge, die beeinflusst wird durch eine Ammoniakmenge, welche ausschließlich durch NOx verbraucht wird, eine akkumulative absorbierte Ammoniakmenge, eine absorbierte und losgelöste Menge an HC, eine oxidierte Menge an Ammoniak, eine Verschlechterung usw., um eine erforderliche oder notwendige Menge von absorbiertem Ammoniak zu regeln, so dass die Reinigungseffizienz und Reinigungsleistung davon verbessert werden können.Various Aspects of the present invention are directed to, in one catalytic SCR converter, a urea injection quantity control device to provide a vehicle, which has advantages in terms of a precise calculation of the total ammonia consumption amount, the is influenced by an amount of ammonia, which exclusively is consumed by NOx, an accumulative amount of absorbed ammonia, an absorbed and released amount of HC, an oxidized one Amount of ammonia, deterioration, etc., to a required or to regulate necessary amount of absorbed ammonia, so that Improves the cleaning efficiency and cleaning performance thereof can be.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung eines Fahrzeugs einen Motor, einen katalytischen SCR-Konverter, welcher eingereichtet ist, um NOx, welches in einem Abgas enthalten ist, durch eine Reduktionsreaktion des NOx mit NH3 zu reinigen, ein Dosier-Modul, welches eingerichtet ist, um an der Vorderseite des katalytischen SCR-Konverters eine Harnstoff-Lösung einzuspritzen, und einen Regelungsabschnitt aufweisen, welcher eingerichtet ist, um eine notwendige Ammoniakmenge zu ermitteln mittels Vorausberechnens einer gesamten Ammoniakverbrauchsmenge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter notwendig oder erforderlich ist, um eine Einspritzmenge von Harnstoff gemäß der notwendigen Ammoniakmenge zu ermitteln.According to one aspect of the present invention, the urea injection quantity control apparatus of a vehicle may include a dosing engine, an SCR catalytic converter designed to purify NO x contained in an exhaust gas by a reduction reaction of NO x with NH 3 . A module configured to inject a urea solution at the front of the SCR catalytic converter and having a control section configured to detect a necessary amount of ammonia by anticipating a total amount of ammonia consumption necessary in the catalytic SCR converter or required to determine an injection amount of urea according to the necessary amount of ammonia.

Der Regelungsabschnitt kann zum Beispiel eine Ammoniakmenge, welche durch das NOx verbraucht wird, eine absorbierte Ammoniakmenge, eine Ammoniakreaktionsrate, eine absorbierte HC-Menge und eine Verschlechterung gemäß einer Aussetzungszeit oder Belastungszeit bei einer vorbestimmten Temperatur verwenden, um die gesamte notwendige Ammoniakverbrauchsmenge vorauszuberechnen, und eine absorbierte Ammoniakmenge gemäß der vorausberechneten gesamten notwendigen Ammoniakverbrauchsmenge regeln.Of the Control section may, for example, an amount of ammonia, which is consumed by the NOx, an absorbed amount of ammonia, a Ammonia reaction rate, an absorbed HC amount and a deterioration according to an exposure time or loading time at a predetermined temperature, use all the necessary Predict ammonia consumption and an absorbed amount of ammonia according to the pre-calculated total necessary Regulate ammonia consumption.

Der Regelungsabschnitt kann zum Beispiel eine Funktion von „NOx-Abgasmenge × stöchiometrisches Verhältnis (NH3/NOx) × Ammoniakreaktionsrate” verwenden, um die Ammoniakmenge zu ermitteln, welche durch das NOx verbraucht oder konsumiert wird.For example, the control section may use a function of "NOx Exhaust Amount × Stoichiometric Ratio (NH 3 / NOx) × Ammonia Reaction Rate" to determine the amount of ammonia consumed or consumed by the NOx.

Der Regelungsabschnitt kann zum Beispiel eine Funktion von „momentan oder gegenwärtig absorbierte Ammoniakmenge + Ammoniakeinströmungsmenge – Ammoniakmenge, welche durch das NOx verbraucht wird (reagierte Ammoniakmenge + losgelöste Ammoniakmenge)” verwenden, um die absorbierte Ammoniakmenge zu ermitteln.Of the Control section, for example, a function of "currently or currently absorbed ammonia amount + ammonia inflow amount - amount of ammonia, which is consumed by the NOx (ammonia amount + reacted ammonia released) "to absorb the absorbed Determine ammonia quantity.

Der Regelungsabschnitt kann zum Beispiel eine reagierte Menge von Ammoniak in eine Menge, welche mit dem NOx reagiert, und eine Menge, welche mit Sauerstoff reagiert, unterteilen, und ein NOx-Reinigungsverhältnis, bei dem eine spezifische Gravitation einer Reaktionsroute gemäß einer Variation einer Abgasbedingung angewendet wird, und das stöchiometrische Verhältnis anwenden, um die Menge zu ermitteln, die mit dem NOx reagiert.Of the Control section can, for example, a reacted amount of ammonia in an amount which reacts with the NOx and an amount which react with oxygen, divide, and a NOx purification ratio, wherein a specific gravity of a reaction route according to a Variation of an exhaust condition is applied, and the stoichiometric Apply ratio to determine the amount with the NOx reacts.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren zur Regelung der Harnstoff-Einspritzungsmenge eines Fahrzeugs das Berechnen einer gesamten Verbrauchsmenge von Ammoniak, die in einem katalytischen SCR-Konverter notwendig ist, unter Verwendung einer Ammoniakverbrauchsmenge gemäß einer NOx-Abgasmenge, einer absorbierten Ammoniakmenge, einer Ammoniakreaktionsrate, einer absorbierten HC-Menge und einer Verschlechterung, das Berechnen einer notwendigen Harnstoffmenge mittels Berechnens einer notwendigen Ammoniakmenge entsprechend der berechneten gesamten Ammoniakverbrauchsmenge, und das Einspritzen der notwendigen Harnstoffmenge umfassen, wenn eine Temperatur des katalytischen SCR-Konverters sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.According to one In another aspect of the present invention, the method of Control of urea injection amount of a vehicle calculating a total consumption of ammonia in a catalytic SCR converter is necessary, using an ammonia consumption amount according to a NOx exhaust gas amount, an absorbed Amount of ammonia, an ammonia reaction rate, an amount of absorbed HC and a deterioration, calculating a necessary amount of urea by calculating a necessary amount of ammonia accordingly the calculated total amount of ammonia consumed, and the injection include the necessary amount of urea, if a temperature of the catalytic SCR converter in a predetermined range located.

Die Ammoniakreaktionsrate kann zum Beispiel eine Reaktionsrate mit NOx und eine Reaktionsrate mit Sauerstoff aufweisen oder sein.The Ammonia reaction rate may be, for example, a reaction rate with NOx and having or having a reaction rate with oxygen.

Die absorbierte Ammoniakmenge kann zum Beispiel ”eine akkumulativ absorbierte Menge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter absorbiert ist, plus eine neue Einströmungsmenge minus eine reagierte Menge und eine losgelöste Menge” sein.The absorbed amount of ammonia, for example, "an accumulative absorbed amount which absorbs in the catalytic SCR converter is, plus a new inflow minus a reacted amount and a detached lot ".

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die obige Anordnung die Ammoniakverbrauchsmenge in dem katalytischen SCR-Konverter basierend auf der Ammoniakmenge, welche durch das NOx verbraucht wird, genau vorausberechnet, und die absorbierte Ammoniakmenge wird geregelt, um die Reinigungsleistung hinsichtlich NOx und die Ansprechbarkeit bezüglich einer schnellen Variation der Fahrbedingung zu verbessern, so dass die Reinigungseffizienz erhöht ist.According to the The present invention, by the above arrangement, the ammonia consumption amount in the catalytic SCR converter based on the amount of ammonia, which is consumed by the NOx, exactly precalculated, and the amount of ammonia absorbed is controlled to provide cleaning performance NOx and responsiveness to rapid variation to improve the driving condition, so that the cleaning efficiency is increased.

Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich werden aus und im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, und der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.The Methods and devices of the present invention have others Features and benefits that will be apparent from and in detail are shown in the attached drawing which herein is included, and the following detailed description of the invention, which together serve certain principles to explain the present invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt eine Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung von einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a urea injection amount control device of a vehicle according to a exemplary embodiment of the present invention.

2 ist ein Diagramm, welches einen NOx-Konzentrationswert nach dem Start bzw. nach der Inbetriebnahme eines Motors zeigt. 2 FIG. 12 is a graph showing a NOx concentration value after start-up of an engine. FIG.

3 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Ammoniakmenge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter anhaftet, und der Temperatur des katalytischen SCR-Konverters zeigt. 3 Fig. 12 is a graph showing the relationship between the amount of ammonia adhering in the catalytic SCR converter and the temperature of the catalytic SCR converter.

4 ist ein Diagramm, welches die NOx-Reinigungsrate bzw. den NOx-Reinigungsgrad gemäß der Temperatur des Einlasses zeigt. 4 FIG. 15 is a graph showing the NOx purification rate and the NOx purification degree according to the temperature of the inlet, respectively. FIG.

5 ist ein Flussdiagramm für eine Harnstoff-Einspritzmengeregelung in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 FIG. 10 is a flowchart for a urea injection amount control in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

6 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der Ammoniakreaktionsrate in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 FIG. 10 is a flowchart for calculating the ammonia reaction rate in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

7 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung eines Regelungswerts der absorbierten Ammoniakmenge in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 FIG. 10 is a flowchart for calculating a control value of the amount of absorbed ammonia in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

8 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der absorbierten Ammoniakmenge in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8th FIG. 10 is a flowchart for calculating the amount of absorbed ammonia in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

9 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der absorbierten HC-Menge in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 FIG. 10 is a flowchart for calculating the amount of absorbed HC in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

Es ist selbstverständlich, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellen, welche die grundsätzlichen Prinzipien der Erfindung illustrieren. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung wie sie hierin offenbart sind, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden zum Teil durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.It is of course that the attached drawings not necessarily to scale and a bit represent simplified rendering of various features, which illustrate the basic principles of the invention. The specific design features of the present invention as they are disclosed herein, including, for example, specific dimensions, Orientations, arrangements and forms are partly due to the certain intended application and use environment.

In den Figuren der Zeichnung beziehen sich die Bezugszeichen durchgehend auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung.In the figures of the drawing, the reference numerals refer continuously to the same or equivalent parts of the present Invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung gezeigt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben wird, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese als Beispiel dienenden Ausführungsformen zu beschränken. Hingegen ist die Erfindung dazu vorgesehen, nicht nur die als Beispiel dienenden Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche von dem Geist und dem Umfang der Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist, umfasst sein können.in the Below, reference will be made in detail to various embodiments of the present invention, from the examples in the appended Drawing shown and described below. While the Invention in connection with exemplary embodiments It is understood that the present Description is not intended to limit the invention to these Example embodiments to limit. On the other hand, the invention is intended, not only as an example to cover serving embodiments, but also various Alternatives, Modifications, Equivalents, and Other Embodiments which of the spirit and scope of the invention, as in the is defined in the appended claims could be.

Die Fachleute werden realisieren, dass die beschriebenen Ausführungsformen in verschiedenen unterschiedlichen Weisen modifiziert werden können, ohne von dem Geist oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und die Zeichnung und die Beschreibung sind als illustrativ und nicht beschränkend anzusehen.The Those skilled in the art will realize that the described embodiments can be modified in several different ways, without departing from the spirit or scope of the present invention, and the drawing and the description are as illustrative and not restrictive.

1 zeigt eine Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a urea injection amount control device of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

Die vorliegende Erfindung umfasst einen Motor 2 als eine Leistungsquelle, ein Abgasrohr 6, durch welches Abgas von dem Motor 2 strömen kann, einen katalytischen SCR-Konverter (oder Filter) 10, einen ersten NOx-Sensor 12, einen zweiten NOx-Sensor 14, einen Temperatur-Sensor 16, einen Regelungsabschnitt 18, ein Dosier-Modul 20, einen Mischer 22, einen Harnstoff-Tank 30, eine Pumpe 32, eine Harnstoff-Versorgungsleitung 34 und einen Druck-Sensor 36.The present invention includes an engine 2 as a power source, an exhaust pipe 6 through which exhaust gas from the engine 2 can flow a catalytic SCR converter (or filter) 10 , a first NOx sensor 12 , a second NOx sensor 14 , a temperature sensor 16 , a regulatory section 18 , a dosing module 20 , a mixer 22 , a urea tank 30 , a pump 32 , a urea supply line 34 and a pressure sensor 36 ,

Der katalytische SCR-Konverter 10 ist hergestellt aus V2O5/TiO2, Pt/Al2O3, oder aus einem Zeolith, und ist an einer Position der Abgasleitung 6, welche mit dem Motor 2 als eine Leistungsquelle verbunden ist, angeordnet, um das NOx durch eine Reduktionsreaktion des NOx mit Ammoniak zu reinigen, welcher aus dem Harnstoff gebildet ist, welcher von dem Dosier-Modul 20 eingespritzt wird.The catalytic SCR converter 10 is made of V 2 O 5 / TiO 2 , Pt / Al 2 O 3 , or a zeolite, and is at a position of the exhaust pipe 6 which with the engine 2 is connected as a power source, arranged to purify the NOx by a reduction reaction of the NOx with ammonia, which is formed from the urea, which from the metering module 20 is injected.

Der erste NOx-Sensor 12 ist in oder an der Einlassseite des katalytischen SCR-Konverters 10 angeordnet, um die NOx-Menge zu detektieren, welche in dem Abgas enthalten ist, welches in den katalytischen SCR-Konverter 10 strömt, und überträgt die zugehörige Information an den Regelungsabschnitt 18.The first NOx sensor 12 is in or at the inlet side of the catalytic SCR converter 10 arranged to detect the amount of NOx contained in the exhaust gas, which is in the catalytic SCR converter 10 flows, and transmits the associated information to the control section 18 ,

Der zweite NOx-Sensor 14 ist in oder an der Auslassseite des katalytischen SCR-Konverters 10 angeordnet, um die NOx-Menge zu detektieren, welche in dem Abgas enthalten ist, welches durch die Reduktionsreaktion des katalytischen SCR-Konverters 10 aufbereitet bzw. gereinigt wurde, und übermittelt oder überträgt die zugehörige Information an den Regelungsabschnitt 18.The second NOx sensor 14 is in or at the outlet side of the catalytic SCR converter 10 arranged to detect the amount of NOx contained in the exhaust gas caused by the reduction reaction of the catalytic SCR converter 10 has been prepared, and transmits or transmits the related information to the regulatory section 18 ,

Der Temperatur-Sensor 16 detektiert die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10, welcher durch die Abgastemperatur aktiviert wird, und übermittelt die Information davon an den Regelungsabschnitt 18.The temperature sensor 16 detects the temperature of the catalytic SCR converter 10 , which is activated by the exhaust gas temperature, and transmits the information thereof to the control section 18 ,

Der Regelungsabschnitt 18 analysiert die Fahrbedingungen des Motors 2, die Abgastemperatur und die Informationen des ersten und des zweiten NOx-Sensors 12 und 14, um eine gesamte notwendige Ammoniakmenge zu berechnen, die in dem Abgassystem verarbeitet werden soll, und legt eine Harnstoff-Einspritzmenge gemäß der notwendigen Ammoniakmenge fest, um das Dosier-Modul zu regeln, so dass dieses den Harnstoff einspritzt.The regulatory section 18 analyzes the driving conditions of the engine 2 , the exhaust gas temperature and the information of the first and the second NOx sensor 12 and 14 to calculate a total necessary amount of ammonia to be processed in the exhaust system and set a urea injection amount according to the amount of ammonia necessary to control the dosing module to inject the urea.

Der Regelungsabschnitt 18 verwendet eine Ammoniakmenge, welche nur durch das NOx verbraucht oder konsumiert wird, die absorbierte Ammoniakmenge, die reagierte Ammoniakmenge, die absorbierte HC-Menge und die Alterungsrate gemäß der Aussetzungszeit bei einer vorbestimmten Temperatur, um die gesamte Ammoniakverbrauchsmenge vorherzusagen bzw. vorauszuberechnen, und spritzt die Harnstoff-Lösung gemäß der vorhergesagten oder vorausberechneten gesamten Ammoniakverbrauchsmenge ein, um die absorbierte Ammoniakmenge zu regeln.The regulatory section 18 uses and injects an amount of ammonia consumed or consumed only by the NOx, the amount of absorbed ammonia, the amount of ammonia reacted, the amount of absorbed HC, and the rate of aging according to the exposure time at a predetermined temperature to predict the total amount of consumption of ammonia Urea solution according to the predicted or predicted total ammonia consumption amount to control the amount of ammonia absorbed.

Die Ammoniakmenge, welche lediglich durch das NOx konsumiert wird, wird berechnet anhand der Gleichung von „NOx-Abgasmenge × stöchiometrisches Verhältnis (NH3/NOx) × Ammoniakreaktionsrate”, und die absorbierte Ammoniakmenge wird berechnet anhand der Gleichung von „momentan absorbierte Ammoniakmenge + Ammoniakeinströmungsmenge – Ammoniakmenge, welche durch das NOx konsumiert wird (reagierte Ammoniakmenge + desorbierte Ammoniakmenge)”.The amount of ammonia consumed only by the NOx is calculated from the equation of "NOx exhaust amount × stoichiometric ratio (NH 3 / NOx) × ammonia reaction rate", and the absorbed ammonia amount is calculated from the equation of "currently absorbed ammonia amount + ammonia inflow amount - Amount of ammonia consumed by the NOx (amount of ammonia reacted + amount of ammonia desorbed) ".

Die reagierte Menge an Ammoniak wird unterteilt in die Menge, die mit dem NOx reagiert, und in die Menge, die mit dem Sauerstoff reagiert; und die NOx-Reinigungsrate, in der die spezifische Gravitationsvariation der Reaktionsroute gemäß der Variation der Abgasbedingung reflektiert wird, und das stöchiometrische Verhältnis werden verwendet, um die Menge zu berechnen, die mit dem NOx reagiert.The Reacted amount of ammonia is divided into the amount that with the NOx reacts and the amount that reacts with the oxygen; and the NOx purification rate, in which the specific gravity variation the reaction route according to the variation of the exhaust condition is reflected, and the stoichiometric ratio are used to calculate the amount that reacts with the NOx.

Die Menge an absorbiertem HC ist die akkumulativ absorbierte Menge plus die HC-Einströmungsmenge minus die Menge an desorbiertem HC minus die Menge an reagiertem HC.The Amount of absorbed HC is the accumulatively absorbed amount plus the amount of HC inflow minus the amount of desorbed HC minus the amount of HC reacted.

Gemäß der Regelung des Regelabschnitts 18 weist das Dosier-Modul 20 den Injektor auf, um die Harnstoff-Lösung einzuspritzen, welche in der Temperaturbedingung ermittelt wird.According to the regulation of the control section 18 indicates the dosing module 20 the injector to inject the urea solution, which is determined in the temperature condition.

Der Drucksensor 36 detektiert den Druck, der in der Harnstoff-Versorgungs-Leitung 34 aufgebaut ist, um die zugehörige Information an den Regelabschnitt 18 zu übermitteln, sodass der vorbestimmte Druck davon während des Betriebs des Motors 2 aufrecht erhalten bleibt.The pressure sensor 36 detects the pressure in the urea supply line 34 is constructed to the associated information to the rule section 18 to transmit so that the predetermined pressure thereof during the operation of the engine 2 is maintained.

Zuerst werden die Charakteristika des katalytischen SCR-Konverters wie folgt beschrieben.First become the characteristics of the catalytic SCR converter like follows.

2 ist ein Diagramm, welches einen NOx-Konzentrationswert nach der Inbetriebnahme eines Motors zeigt. 2 FIG. 12 is a graph showing a NOx concentration value after startup of an engine. FIG.

Wie aus 2 ersichtlich ist, nimmt die NOx-Abgasmenge in einem ”A”-Gebiet davon ab, während der Harnstoff nach der Inbetriebnahme des Motors konstant mit 200 g/Std. eingespritzt wird.How out 2 As can be seen, the amount of NOx exhaust gas in an "A" region decreases while the urea remains constant at 200 g / hr after the engine is started up. is injected.

Für eine effektive Reaktion mit dem NOx sollte innerhalb des katalytischen SCR-Konverters 10 eine Ammoniakmenge absorbiert sein, welche größer ist als eine vorbestimmte Menge, und es wird Zeit benötigt, um die Reaktion davon zu stabilisieren. Insbesondere wird aufgrund der großen Menge an absorbiertem Ammoniak bei einer niedrigen Temperatur zur Stabilisierung viel Zeit benötigt, und aufgrund der niedrigen Menge von absorbiertem Ammoniak wird bei einer hohen Temperatur zur Stabilisierung wenig Zeit benötigt.For an effective reaction with the NOx should be within the catalytic SCR converter 10 a Amount of ammonia to be absorbed, which is greater than a predetermined amount, and it takes time to stabilize the reaction thereof. In particular, due to the large amount of absorbed ammonia at a low temperature for stabilization, much time is required, and due to the small amount of ammonia absorbed, little time is needed at a high temperature for stabilization.

Ferner kann für den Fall, dass im Vorfeld eine Ammoniakmenge absorbiert wird, welche größer ist als eine vorbestimmte Menge, die Ansprechbarkeit für die NOx-Reinigung in einem Fahrzeug, in dem die Fahrbedingung davon ungleichförmig variiert, erhöht werden.Further can absorb in the event that in advance a quantity of ammonia which is greater than a predetermined one Quantity, the responsiveness for NOx purification in one Vehicle in which the driving condition of it is non-uniform varies, be increased.

3 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Ammoniakmenge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter anhaftet, und der Temperatur davon zeigt. 3 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the amount of ammonia adhered in the SCR catalytic converter and the temperature thereof.

Wie in dem Diagramm gezeigt ist, nimmt die Menge an absorbiertem Ammoniak abrupt ab, wenn die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10 ansteigt, und die Menge wird bei einer Temperatur, welche größer ist als 260°C, auf einem vorbestimmten Niveau aufrecht erhalten.As shown in the diagram, the amount of absorbed ammonia abruptly decreases as the temperature of the catalytic SCR converter 10 increases, and the amount is maintained at a temperature greater than 260 ° C at a predetermined level.

Jedoch wird bei einer niedrigen Temperaturbedingung, bei der die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10 niedriger ist als 220°C, der Ammoniak mit einem Höchstwert absorbiert, und wenn die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10 abrupt auf eine hohe Temperatur ansteigt, welche größer ist als 260°C, nimmt die Ammoniakabsorptionskapazität des katalytischem SCR-Konverters 10 ab, d. h., die Menge an absorbiertem Ammoniak überschreitet die Ammoniakspeicherkapazität des Konverters 10, sodass der Ammoniak sich davon loslöst, wodurch ein sog. „Ammoniakschlupf” verursacht wird.However, at a low temperature condition, the temperature of the catalytic SCR converter becomes 10 lower than 220 ° C, which absorbs ammonia with a maximum, and when the temperature of the catalytic SCR converter 10 abruptly rises to a high temperature, which is greater than 260 ° C, decreases the ammonia absorption capacity of the catalytic SCR converter 10 that is, the amount of ammonia absorbed exceeds the ammonia storage capacity of the converter 10 so that the ammonia separates from it, causing a so-called "ammonia slip".

Auch wenn der Ammoniak vorher absorbiert wird, ist es notwendig, die maximale Absorptionskapazität unter Berücksichtigung von Variationen möglicher Bedingungen zu reduzieren; es ist ferner notwendig, die Absorptionsmenge zu bestimmten Zeitpunkten genau zu detektieren, um die Absorptionsmenge zu regeln; und es ist auch notwendig, die reagierte Menge davon zu detektieren.Also if the ammonia is absorbed beforehand, it is necessary that taking into account maximum absorption capacity to reduce variations of possible conditions; it is also necessary, the absorption amount at certain times to accurately detect to control the absorption amount; and it It is also necessary to detect the reacted amount thereof.

In der unten gezeigten Tabelle 1 sind eine Vielzahl von Reaktionen in dem katalytischen SCR-Konverter 10 gezeigt. Es kann bekannt sein, dass zusätzlich zu der NOx-Reaktion viele Arten von Ammoniak NH3-Verbrauchsrouten existieren, und der Ammoniak kann bei einer hohen Temperatur aktiv oxidiert werden, sodass eine Berechnung der notwendigen Ammoniakmenge berücksichtigt werden muss. Tabelle 1 Art Sauerstoff Reaktionsgeschwindigkeit -NH3/NOx- Verhältnis Produkt (1) 4NH3 + 6NO → 5N2 + 6H2O NO - Langsam 4/6 = 0.67 N2 (2) 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O O2 Mittel 4/4 = 1.0 (3) 8NH3 + 6NO2 → 7N2 + 12H2O NO2 - Langsam 8/6 = 1.33 (4) 4NH3 + 2NO2 O2 → 3N2 + 6H2O O2 Mittel 4/2 = 2.0 (5) 2NH3 + NO +NO2 → 2N2 + 3H2O NO + NO2 - Schnell 2/2 = 1.0 (6) 2NH3 + 8NO → 5N2O + 3H2O NO - - 2/8 = 0.25 N2O (7) 4NH3 + 4NO + 3O2 → 4N2O + 6H2O O2 4/4 = 1.0 (8) 6NH3 + 8NO2 → 7N2O + 9H2O NO2 - 6/8 = 0.75 (9) 4NH3 + 4NO2 + O2 → 4N2O + 6H2O O2 4/4 = 1.0 (10) 2NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O - O2 ∞ N2O (11) 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O N2 (12) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O NO (13) 2NH3 + 2NO2 → NH4NO3 + N2 + H2O NO2 - 2/2 = 1.0 N2, NH4NO3 Table 1 below shows a variety of reactions in the catalytic SCR converter 10 shown. It may be known that in addition to the NO x reaction, there are many kinds of ammonia NH 3 consumption routes, and the ammonia may be actively oxidized at a high temperature, so that calculation of the necessary amount of ammonia must be taken into consideration. Table 1 kind oxygen reaction rate NH 3 / NO x ratio product (1) 4NH 3 + 6NO → 5N 2 + 6H 2 O NO - Slowly 4/6 = 0.67 N 2 (2) 4NH 3 + 4NO + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O O 2 medium 4/4 = 1.0 (3) 8NH 3 + 6NO 2 → 7N 2 + 12H 2 O NO 2 - Slowly 8/6 = 1.33 (4) 4NH 3 + 2NO 2 O 2 → 3N 2 + 6H 2 O O 2 medium 4/2 = 2.0 (5) 2NH 3 + NO + NO 2 → 2N 2 + 3H 2 O NO + NO 2 - Fast 2/2 = 1.0 (6) 2NH 3 + 8NO → 5N 2 O + 3H 2 O NO - - 2/8 = 0.25 N 2 O (7) 4NH 3 + 4NO + 3O 2 → 4N 2 O + 6H 2 O O 2 4/4 = 1.0 (8th) 6NH 3 + 8NO 2 → 7N 2 O + 9H 2 O NO 2 - 6/8 = 0.75 (9) 4NH 3 + 4NO 2 + O 2 → 4N 2 O + 6H 2 O O 2 4/4 = 1.0 (10) 2NH 3 + 2O 2 → N 2 O + 3H 2 O - O 2 ∞ N 2 O (11) 4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O N 2 (12) 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O NO (13) 2NH 3 + 2NO 2 → NH 4 NO 3 + N 2 + H 2 O NO 2 - 2/2 = 1.0 N 2 , NH 4 NO 3

4 ist ein Diagramm, welches die NOx-Reinigungsrate gemäß der Temperatur des Einlasses zeigt. 4 Fig. 10 is a graph showing the NOx purification rate according to the temperature of the inlet.

Wenn das Verhältnis von No2/NOx niedrig ist, steigt die Reinigungsrate gemäß dem Temperaturanstieg des katalytischen SCR-Konverters 10 plötzlich an; und wenn das Verhältnis von NO2/NOx groß ist, steigt die Reinigungsrate bei einer niedrigen Temperatur plötzlich an und bleibt bei einer vorbestimmten Temperatur von ungefähr 200°C bei der maximalen Reinigungsrate.When the ratio of No 2 / NOx is low, the purification rate increases according to the temperature rise of the catalytic SCR converter 10 suddenly on; and when the ratio of NO 2 / NOx is large, the purification rate suddenly rises at a low temperature and stays at a predetermined temperature of about 200 ° C at the maximum purification rate.

Es kann bekannt sein, dass das NO2/NOx-Verhältnis und die Temperatur wichtige Faktoren für das stöchiometrische Verhältnis, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Reinigungsrate sind, und für den Fall, dass HC in dem katalytischen SCR-Konverter 10 absorbiert ist, kann die Reaktion mit dem NOx verhindert sein, sodass die Absorption und Ablösung des HC und die Oxidation davon berücksichtigt werden müssen.It can be known that the NO 2 / NOx ratio and the temperature are important factors for the stoichiometric ratio, the reaction rate and the purification rate, and in the case of HC in the catalytic SCR converter 10 is absorbed, the reaction with the NOx may be prevented, so that the absorption and separation of the HC and the oxidation thereof must be considered.

Darüber hinaus ist es notwendig, die Strömungsgeschwindigkeit (Raumgeschwindigkeit) und die Leistungsvariation gemäß der Verschlechterung des Filters (Katalysator) zu berücksichtigen.About that addition, it is necessary to calculate the flow velocity (space velocity) and the power variation according to the deterioration of the filter (catalyst).

Die obigen Beschreibungen sind angeordnet, um die folgenden Resultate zu erhalten.The The above descriptions are arranged to give the following results to obtain.

Es ist notwendig, bei einer niedrigen Temperatur eine schnelle Ansprechbarkeit bzw. Ansprechschwelle zu erreichen mittels vorherigem Anhaften oder Absorbieren des Ammoniaks in dem katalytischen SCR-Konverter 10; es ist notwendig, die Menge an reagiertem Ammoniak genau zu detektieren, um die Menge an absorbiertem Ammoniak zu regeln; und zusätzlich zu der Reinigungsreaktion mit dem NOx müssen die Ammoniakoxidation, das Anhaften und das Loslösen bzw.It is necessary to achieve fast response at a low temperature by previously adhering or absorbing the ammonia in the catalytic SCR converter 10 ; it is necessary to accurately detect the amount of ammonia reacted to control the amount of absorbed ammonia; and in addition to the purification reaction with the NOx, the ammonia oxidation, the adhesion and the detachment or

Freisetzen des HC und die Oxidation des Ammoniaks berücksichtigt werden.release of the HC and the oxidation of the ammonia.

Ferner müssen die Strömungsgeschwindigkeit (Raumgeschwindigkeit) und die Verschlechterung des Katalysators berücksichtigt werden, und das NO2/NOx-Verhältnis, das stöchiometrische Verhältnis, die Reaktionsgeschwindigkeit usw. sind ebenfalls wichtige Faktoren zur Bestimmung der NOx-Reinigungsrate.Further, the flow velocity (space velocity) and the deterioration of the catalyst must be taken into account, and the NO 2 / NOx ratio, the stoichiometric ratio, the reaction rate, etc. are also important factors for determining the NO x purification rate.

Wie oben beschrieben, wird die Ammoniakverbrauchsmenge gemäß einer Vielzahl von Bedingungen bzw. Zuständen des katalytischen SCR-Konverters genau berechnet, und das Verfahren zur Regelung der absorbierten Ammoniakmenge wird hierin im Folgenden beschrieben.As described above, the ammonia consumption amount is accurately calculated according to a plurality of conditions of the catalytic SCR converter, and the method for controlling the Sorbed ammonia amount is described hereinafter.

Wenn der Motor des Fahrzeugs gestartet wird, detektiert oder ermittelt der Regelabschnitt 18 die Betriebszustände, umfassend die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10, die Abgasströmungsgeschwindigkeit, die NOx-Konzentration, die akkumulativ absorbierte Ammoniakmenge, das NO2/NOx-Verhältnis, die Verschlechterung usw., um in dem Schritt S101 das Ammoniak-Stöchiometrieverhältnis-Äquivalent zu berechnen mittels Multiplizierens der Massenstromgeschwindigkeit des NOx mit dem stöchiometrischen Verhältnis (NH3/NOx).When the engine of the vehicle is started, the control section detects or detects 18 the operating conditions, including the temperature of the catalytic SCR converter 10 , the exhaust gas flow velocity, the NOx concentration, the accumulated ammonia amount, the NO 2 / NOx ratio, the deterioration, etc. to calculate the ammonia-stoichiometric ratio equivalent in step S 101 by multiplying the mass flow velocity of the NOx by the stoichiometric ratio (NH 3 / NOx).

Das obige stöchiometrische Verhältnis (NH3/NOx) wird abgeschätzt oder ermittelt als eine Funktion der Katalysatortemperatur, des NO2/NOx-Verhältnisses und der Verschlechterung.The above stoichiometric ratio (NH 3 / NOx) is estimated or calculated as a function of the catalyst temperature, the NO2 / NOx ratio and deterioration.

Wie oben beschrieben, wird, wenn das Ammoniak-Stöchiometrieverhältnis-Äquivalent berechnet wurde, das Ammoniakäquivalent, welches in Schritt S101 berechnet wurde, mit der Ammoniakreaktionsrate multipliziert, um in dem Schritt S102 die Ammoniakmenge zu berechnen, welche ausschließlich durch das NOx konsumiert wird.As described above, when the ammonia-stoichiometric ratio equivalent was calculated, the ammonia equivalent, which in step S101, multiplied by the ammonia reaction rate, to calculate in step S102 the amount of ammonia which is exclusive is consumed by the NOx.

Ferner wird die absorbierte Ammoniakmenge zu der in S102 berechneten Ammoniakmenge, welche durch das NOx des Abgases verbraucht wird, addiert, um im Schritt S103 die notwendige Ammoniakmenge zu berechnen, das Molekulargewichtsverhältnis (Harnstoff/NH3) wird multipliziert mit der notwendigen Ammoniakmenge, welche in Schritt S103 berechnet wurde, und anschließend wird das Resultat davon durch das Harnstoff-Massenverhältnis in der Harnstoff-Lösung dividiert, um in dem Schritt S104 die notwendige Harnstoffmenge zu berechnen.Further the amount of absorbed ammonia becomes the amount of ammonia calculated in S102, which is consumed by the NOx of the exhaust gas, added to in the Step S103 to calculate the necessary amount of ammonia, the molecular weight ratio (Urea / NH3) is multiplied by the necessary amount of ammonia, which was calculated in step S103, and then The result of this is the urea mass ratio divided in the urea solution, in step S104 to calculate the necessary amount of urea.

Wenn die notwendige Harnstoffmenge für den notwendigen Ammoniak gemäß der obigen Prozedur berechnet wurde, wird im Schritt S105 die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10 mittels des Temperatursensors 14 detektiert, um in dem Schritt S106 zu ermitteln, ob die Temperatur des katalytischen SCR-Konverters 10 größer ist als ein vorbestimmter Wert, zum Beispiel 200°C, bei dem das NOx gereinigt werden kann.When the necessary amount of urea for the necessary ammonia has been calculated according to the above procedure, the temperature of the catalytic SCR converter is determined in step S105 10 by means of the temperature sensor 14 detected to determine whether the temperature of the SCR catalytic converter in step S106 10 is greater than a predetermined value, for example 200 ° C, at which the NOx can be purified.

Wenn die Temperatur niedriger ist als der vorbestimmte Wert, d. h., wenn in dem Schritt S106 die Temperatur nicht auf einer einspritzbaren bzw. einer zur Einspritzung geeigneten Bedingungstemperatur ist, schließt der Regelabschnitt 18 in dem Schritt S111 den Injektor des Dosier-Moduls 20, sodass dieser keinen Harnstoff einspritzt, und wenn die Temperatur auf einer zur Einspritzung geeigneten Bedingungstemperatur ist, wird in dem Schritt S107 ermittelt, ob die notwendige Harnstoffmenge größer ist als eine Mindestmenge, welche eingespritzt werden kann.When the temperature is lower than the predetermined value, that is, when the temperature is not at an injectable conditional temperature in step S106, the control section closes 18 in step S111, the injector of the metering module 20 so that it does not inject urea, and if the temperature is at a suitable condition temperature for injection, it is determined in step S107 whether the necessary amount of urea is greater than a minimum amount that can be injected.

Wenn in dem Schritt S107 die notwendige Harnstoffmenge geringer ist als die einspritzbare Mindestmenge, stoppt der Regelabschnitt 18 in dem Schritt S111 die Einspritzung des Harnstoffes, und wenn die notwendige Harnstoffmenge größer ist als die einspritzbare Mindestmenge, wird in dem Schritt S108 ermittelt, ob die notwendige Harnstoffmenge geringer ist als eine einspritzbare Höchstmenge.If, in step S107, the necessary amount of urea is less than the minimum injectable amount, the control section stops 18 in the step S111, the injection of the urea, and if the necessary amount of urea is greater than the minimum injectable amount, it is determined in step S108 whether the necessary amount of urea is less than a maximum injectable amount.

Wenn in dem Schritt S108 die notwendige Harnstoffmenge geringer ist als das einspritzbare Maximum, regelt der Regelabschnitt 18 in dem Schritt S109 das Dosier-Modul 20 derart, dass dieses die notwendige Harnstoffmenge einspritzt, welche in dem Schritt S104 berechnet wurde.If, in step S108, the necessary amount of urea is less than the injectable maximum, the control section controls 18 in step S109, the dosing module 20 such that it injects the necessary amount of urea, which was calculated in step S104.

Wenn jedoch in dem Schritt S108 die notwendige Harnstoffmenge größer ist als das einspritzbare Maximum, regelt der Regelabschnitt 18 in dem Schritt S110 den Injektor des Dosier-Moduls 20 derart, dass dieses den Harnstoff mit einem vorbestimmten einspritzbaren Maximum einspritzt.However, if in step S108 the necessary amount of urea is greater than the injectable maximum, controls the control section 18 in step S110, the injector of the dosing module 20 such that it injects the urea with a predetermined injectable maximum.

Das einspritzbare Maximum wird gemäß den Hardware-Spezifikationen des Dosier-Moduls 20, der Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit des Abgases und der Temperatur des Katalysators im Inneren der SCR bestimmt, und der bestimmte Wert davon wird entsprechend der Abweichung variiert.The injectable maximum is determined according to the hardware specifications of the dosing module 20 which determines temperature and flow rate of the exhaust gas and the temperature of the catalyst inside the SCR, and the specific value thereof is varied according to the deviation.

3 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Ammoniakmenge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter anhaftet, und der Temperatur davon zeigt. 3 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the amount of ammonia adhered in the SCR catalytic converter and the temperature thereof.

Im Schritt S102 von 5 wird die Ammoniakreaktionsrate, welche verwendet wird, um die Ammoniakmenge zu berechnen, welche ausschließlich durch das NOx verbraucht wird, wie folgt berechnet.In step S102 of FIG 5 For example, the ammonia reaction rate used to calculate the amount of ammonia consumed solely by the NOx is calculated as follows.

In dem Schritt S201 wird die Reaktionsrate des Ammoniaks mit dem NOx anhand einer Funktion berechnet, welche die Katalysatortemperatur und die Abgasströmungsgeschwindigkeit, die NOx-Konzentration, die akkumulativ absorbierte Ammoniakmenge, das NO2/NOx-Verhältnis, die Verschlechterung entsprechend der Aussetzung gegenüber/bei einer hohen Temperatur und der absorbierten HC-Menge umfasst, und in dem Schritt S202 wird die Reaktionsrate des Ammoniaks mit dem Sauerstoff anhand der Funktion berechnet, welche die Katalysatortemperatur und die Abgasströmungsgeschwindigkeit, die Sauerstoffkonzentration, die akkumulativ absorbierte Ammoniakmenge, das NO2/NOx-Verhältnis, die Verschlechterung entsprechend der Aussetzung gegenüber einer hohen Temperatur und die absorbierte HC-Menge umfasst.In the step S201, the reaction rate of the ammonia with the NOx is calculated by a function including the catalyst temperature and the exhaust gas flow velocity, the NOx concentration, the accumulated absorbed ammonia amount, the NO 2 / NOx ratio, the deterioration corresponding to the exposure to / a high temperature and the amount of HC absorbed, and in step S202, the reaction rate of the ammonia with the oxygen is calculated by the function including the catalyst temperature and the exhaust gas flow velocity, the oxygen concentration, the accumulated ammonia amount, the NO 2 / NO x Ratio comprising deterioration corresponding to the exposure to a high temperature and the amount of absorbed HC.

Ferner wird die Reaktionsrate des Ammoniaks mit dem NOx, welche in dem Schritt S201 berechnet wird, mit/zu der Reaktionsrate des Ammoniaks mit dem Sauerstoff, welche in dem Schritt S202 berechnet wird, addiert, um die Ammoniakreaktionsrate in dem Schritt S203 zu berechnen.Further is the reaction rate of the ammonia with the NOx, which in the Step S201 is calculated with / to the reaction rate of the ammonia with the oxygen calculated in step S202, to calculate the ammonia reaction rate in step S203.

7 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung eines Regelungswerts der absorbierten Ammoniakmenge in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 FIG. 10 is a flowchart for calculating a control value of the amount of absorbed ammonia in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

Der Regelungswert der absorbierten Ammoniakmenge, welcher verwendet wird, um die notwendige Ammoniakmenge in dem Schritt S103 der 2 zu berechnen, wird wie folgt berechnet.The amount of absorbed ammonia control which is used to determine the amount of ammonia required in step S103 of FIG 2 to calculate is calculated as follows.

In dem Schritt S301 wird der objektive Wert der absorbierten Ammoniakmenge berechnet anhand einer Funktion, umfassend die Katalysatortemperatur, die Abgasströmungsgeschwindigkeit, die Verschlechterung und die absorbierte HC-Menge, und in dem Schritt S302 wird der Differenzwert der absorbierten Ammoniakmenge berechnet mittels Subtraktion des berechneten objektiven Werts der absorbierten Ammoniakmenge von der momentanen akkumulativ absorbierten Menge.In Step S301 becomes the objective value of the amount of absorbed ammonia calculated by a function comprising the catalyst temperature, the exhaust gas flow rate, the deterioration and the absorbed HC amount, and in step S302, the difference value the amount of ammonia absorbed is calculated by subtracting the calculated objective value of the amount of absorbed ammonia the current accumulatively absorbed amount.

Als nächstes wird in dem Schritt S303 der Regelungswert der absorbierten Ammoniakmenge berechnet anhand der Funktion, umfassend den Differenzwert der absorbierten Ammoniakmenge, welcher in dem Schritt S302 berechnet wird, die Abgastemperatur, die Abgasströmungsgeschwindigkeit und die Katalysatortemperatur.When Next, in step S303, the control value of absorbed amount of ammonia calculated by function, comprising the difference value of the absorbed amount of ammonia, which in the step S302 is calculated, the exhaust gas temperature, the exhaust gas flow velocity and the catalyst temperature.

8 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der absorbierten Ammoniakmenge in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8th FIG. 10 is a flowchart for calculating the amount of absorbed ammonia in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

Die Menge an reagiertem Ammoniak, welche gemäß der momentanen Fahrbedingung verbraucht wird, wird anhand der absorbierten Ammoniakmenge berechnet, welche in dem katalytischen SCR-Konverter 10 akkumuliert ist.The amount of reacted ammonia consumed in accordance with the current driving condition is calculated from the amount of ammonia absorbed which is present in the catalytic SCR converter 10 is accumulated.

D. h., die Ammoniakmenge, welche durch die NOx-Abgasmenge verbraucht wird, und die Reaktionsrate von Ammoniak mit Sauerstoff werden verwendet, um die Menge an reagiertem Ammoniak zu berechnen.D. h., The amount of ammonia, which consumed by the amount of NOx exhaust gas and the reaction rate of ammonia with oxygen are used to calculate the amount of reacted ammonia.

In dem Schritt S402 wird die Menge an reagiertem Ammoniak, welche in dem Schritt S401 berechnet wird, subtrahiert von der akkumulativ absorbierten Ammoniakmenge, um die absorbierte Menge zu berechnen, welche in dem katalytischen SCR-Konverter (Katalysator) 10 absorbiert wird.In step S402, the amount of reacted ammonia calculated in step S401 is subtracted from the accumulatively absorbed amount of ammonia to calculate the absorbed amount stored in the catalytic SCR converter (catalyst). 10 is absorbed.

Darüber hinaus wird in dem Schritt S403 eine neue Einströmungsmenge berechnet, welche geformt/gebildet wird mittels Einspritzens des Harnstoffes durch das Dosier-Modul 20.Moreover, in step S403, a new inflow amount which is formed / formed by injecting the urea through the metering module is calculated 20 ,

Der Ergebniswert, welcher berechnet wird durch Multiplizieren der Harnstoffeinspritzmenge mit dem Massenverhältnis des Harnstoffes, wird dividiert durch das molekulare Gewicht, um die neue Einströmmenge zu berechnen.Of the Result value, which is calculated by multiplying the urea injection amount with the mass ratio of urea, is divided through the molecular weight to the new inflow to calculate.

Anschließend wird in dem Schritt S405 die absorbierte Höchstmenge, welche der katalytische SCR-Konverter 10 speichern kann, berechnet anhand einer Funktion, umfassend die Katalysatortemperatur, die Abgasströmungsgeschwindigkeit und die Verschlechterung, und in dem Schritt S404 wird der Sättigungsgrad des katalytischen SCR-Konverters 10 berechnet durch Absorptionsmenge/maximale Absorptionsmenge.Subsequently, in the step S405, the absorbed maximum amount which is the catalytic SCR converter 10 may be calculated based on a function including the catalyst temperature, the exhaust gas flow velocity, and the deterioration, and in step S404, the saturation level of the catalytic SCR converter 10 calculated by absorption amount / maximum absorption amount.

In dem Schritt S406 wird die Menge an freigesetztem Ammoniak in dem katalytischen SCR-Konverter berechnet, und in dem Schritt S407 wird die tatsächlich absorbierte Ammoniakmenge berechnet.In In step S406, the amount of released ammonia in the catalytic SCR converter, and in step S407 the actually absorbed amount of ammonia is calculated.

Die akkumulativ absorbierte Ammoniakmenge, welche in dem Schritt S402 berechnet wird, plus die neue Einströmmenge, welche in dem Schritt S403 berechnet wird, minus die freigesetzte Menge, welche in dem Schritt S406 berechnet wird, ist die tatsächlich absorbierte Ammoniakmenge, welche in dem Schritt S407 berechnet wird.The accumulatively absorbed amount of ammonia calculated in step S402 plus New inflow amount calculated in step S403 minus the released amount calculated in step S406 is the actually absorbed amount of ammonia calculated in step S407.

Ferner wird in dem Schritt S408 ermittelt, ob die tatsächlich absorbierte Ammoniakmenge in dem Bereich zwischen „0” und dem Maximum liegt, und für den Fall, dass die tatsächlich absorbierte Ammoniakmenge sich außerhalb dieses Bereichs befindet, wird sie als „0” oder das Maximum bestimmt, und wenn sie größer ist als „0” oder kleiner ist als das Maximum, wird in dem Schritt S409 die berechnete tatsächliche absorbierte Ammoniakmenge angewandt.Further In step S408, it is determined whether the actual absorbed amount of ammonia in the range between "0" and the maximum, and in the event that the actual absorbed ammonia amount outside this range is determined to be "0" or the maximum, and if it is greater than "0" or is smaller than the maximum, in step S409, the calculated actual amount of absorbed ammonia applied.

9 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der absorbierten HC-Menge in einem Fahrzeug gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 FIG. 10 is a flowchart for calculating the amount of absorbed HC in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

Eine Funktion, umfassend die Katalysatortemperatur, die Abgastemperatur und die Verschlechterung, wird angewandt auf die akkumulativ absorbierte HC-Menge in dem katalytischen SCR-Konverter 10, um in dem Schritt S501 die reagierte HC-Menge zu berechnen; und in dem Schritt S502 ist die akkumulativ absorbierte HC-Menge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter 10 akkumuliert ist, minus die reagierte HC-Menge, welche in dem Schritt S501 berechnet wird, eine tatsächlich absorbierte HC-Menge, welche im Wesentlichen in dem katalytischen SCR-Konverter 10 absorbiert ist.A function including the catalyst temperature, the exhaust gas temperature and the deterioration is applied to the accumulatively absorbed HC amount in the catalytic SCR converter 10 to calculate the reacted HC amount in step S501; and in step S502 is the accumulatively absorbed HC amount present in the catalytic SCR converter 10 is accumulated, minus the amount of HC reacted, which is calculated in step S501, an actually absorbed amount of HC, which is substantially in the catalytic SCR converter 10 is absorbed.

Ferner wird in dem Schritt S503 eine Funktion, umfassend die Katalysatortemperatur, die Abgasströmungsgeschwindigkeit und den Sättigungsgrad, auf die HC-Einströmmenge angewandt, um die absorbierte HC-Menge zu berechnen, welche neu in dem katalytischen SCR-Konverter 10 absorbiert wird, und eine Funktion, umfassend die Katalysatortemperatur, die Abgasströmungsgeschwindigkeit und die Verschlechterung, wird angewandt, um die absorbierte HC-Höchstmenge in dem Schritt S504 zu berechnen.Further, in step S503, a function including the catalyst temperature, the exhaust gas flow velocity, and the saturation degree is applied to the HC inflow amount to calculate the absorbed HC amount new to the catalytic SCR converter 10 is absorbed, and a function including the catalyst temperature, the exhaust gas flow velocity and the deterioration is applied to calculate the absorbed HC maximum amount in the step S504.

Anschließend wird in dem Schritt S505 der HC-Sättigungsgrad des katalytischen SCR-Konverters 10 berechnet anhand der akkumulativ absorbierten Menge, welche in dem Schritt S502 berechnet wird, und dem absorbierten Maximum, welches in dem Schritt S504 berechnet wird, und eine Funktion, umfassend die Katalysatortemperatur, die Abgastemperatur und den Sättigungsgrad, wird angewandt auf die akkumulativ absorbierte Menge, welche in dem Schritt S502 berechnet wird, um die Menge an freigesetztem HC von dem katalytischen SCR-Konverter 10 in dem Schritt S506 zu berechnen.Subsequently, in step S505, the HC saturation level of the catalytic SCR converter 10 calculated from the accumulatively absorbed amount calculated in step S502 and the absorbed maximum calculated in step S504 and a function including the catalyst temperature, the exhaust gas temperature, and the saturation degree are applied to the accumulatively absorbed amount; which is calculated in step S502, the amount of HC released from the catalytic SCR converter 10 in step S506.

Die akkumulativ absorbierte HC-Menge, welche in dem Schritt S502 berechnet wird, plus die neu absorbierte HC-Menge, welche in dem Schritt S503 berechnet wird, ist die tatsächlich absorbierte HC-Menge, welche in dem Schritt S507 berechnet wird.The accumulatively absorbed amount of HC calculated in step S502 , plus the newly absorbed HC amount, which in step S503 is calculated, is the actually absorbed HC amount, which is calculated in step S507.

Es wird ermittelt, ob die tatsächlich absorbierte HC-Menge in dem Bereich von „0” bis zu dem Maximum liegt (Schritt S508), und für den Fall, dass die tatsächlich absorbierte HC-Menge außerhalb dieses Bereiches liegt, wird sie bestimmt als „0” oder das Maximum, und wenn sie größer ist als „0” oder kleiner ist als das Maximum, wird die berechnete tatsächlich absorbierte HC-Menge in dem Schritt S509 angewendet.It it is determined whether the actually absorbed HC amount is in the range of "0" to the maximum (Step S508), and in the event that the actual absorbed HC amount is outside this range, it is determined as "0" or the maximum, and if it is greater than "0" or is less than the maximum, the calculated actually absorbed amount of HC applied in step S509.

Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen als Beispiel dienenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde dargestellt zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder dazu dienen, die Erfindung auf die genau offenbarten Formen einzuschränken, und es ist offensichtlich, dass viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich sind. Die als Beispiel dienenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene als Beispiel dienende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.The previous description of specific exemplary ones Embodiments of the present invention have been illustrated for the purpose of illustration and description. It should not be exhaustive be or serve the invention to the precise forms disclosed to restrict, and it is obvious that many modifications and variations are possible in light of the above teachings. The exemplary embodiments were selected and described to certain principles of the invention and their describe practical application to allow professionals to Various exemplary embodiments of the present invention as well as various alternatives and modifications to manufacture and use thereof. It is intended that the Scope of the invention by the appended claims and their equivalents is defined.

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Claims (8)

Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend: einen Motor, einen katalytischen SCR-Konverter, welcher eingereichtet ist, um NOx, welches in einem Abgas enthalten ist, durch eine Reduktionsreaktion des NOx mit NH3 zu reinigen, ein Dosier-Modul, welches eingerichtet ist, um an der Vorderseite des katalytischen SCR-Konverters eine Harnstoff-Lösung einzuspritzen, und einen Regelungsabschnitt, welcher eingerichtet ist, um eine notwendige Ammoniakmenge zu ermitteln mittels Vorausberechnens einer gesamten Ammoniakverbrauchsmenge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter notwendig ist, um eine Einspritzmenge von Harnstoff gemäß der notwendigen Ammoniakmenge zu ermitteln.A urea injection quantity control apparatus of a vehicle, comprising: a motor, a catalytic SCR converter arranged to purify NOx contained in an exhaust gas by a reduction reaction of the NOx with NH 3 , a metering module which is arranged to inject a urea solution at the front of the SCR catalytic converter, and a control section configured to detect a necessary amount of ammonia by predicting a total amount of ammonia consumption necessary in the SCR catalytic converter to obtain an injection amount of To determine urea according to the necessary amount of ammonia. Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Regelungsabschnitt eine Ammoniakmenge, welche durch das NOx verbraucht wird, eine absorbierte Ammoniakmenge, eine Ammoniakreaktionsrate, eine absorbierte HC-Menge und eine Verschlechterung gemäß einer Aussetzungszeit bei einer vorbestimmten Temperatur verwendet, um die gesamte notwendige Ammoniakverbrauchsmenge vorauszuberechnen, und eine absorbierte Ammoniakmenge gemäß der vorausberechneten gesamten notwendigen Ammoniakverbrauchsmenge regelt.Urea injection quantity control device according to Claim 1, wherein the control section is an amount of ammonia which is consumed by the NOx, an absorbed amount of ammonia, a Ammonia reaction rate, an absorbed HC amount and a deterioration according to an exposure time at a predetermined one Temperature used to control the total amount of ammonia needed and an absorbed amount of ammonia according to the precalculated total necessary ammonia consumption amount controls. Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Regelungsabschnitt eine Funktion von „NOx-Abgasmenge × stöchiometrisches Verhältnis (NH3/NOx) × Ammoniakreaktionsrate” verwendet, um die Ammoniakmenge zu ermitteln, welche durch das NOx verbraucht wird.The urea injection quantity control apparatus according to claim 2, wherein the control section uses a function of "NOx exhaust gas × stoichiometric ratio (NH 3 / NOx) × ammonia reaction rate" to determine the amount of ammonia consumed by the NOx. Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Regelungsabschnitt eine Funktion von „momentan absorbierte Ammoniakmenge + Ammoniakeinströmungsmenge – Ammoniakmenge, welche durch das NOx verbraucht wird (reagierte Ammoniakmenge + losgelöste Ammoniakmenge)” verwendet, um die absorbierte Ammoniakmenge zu ermitteln.Urea injection quantity control device according to Claim 2, wherein the control section is a function of "currently absorbed amount of ammonia + ammonia inflow amount - amount of ammonia, which is consumed by the NOx (reacted amount of ammonia + detached Amount of ammonia) "used to measure the amount of ammonia absorbed to investigate. Harnstoff-Einspritzmengenregelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Regelungsabschnitt eine reagierte Ammoniakmenge unterteilt in eine Menge, welche mit dem NOx reagiert, und eine Menge, welche mit Sauerstoff reagiert, und ein NOx-Reinigungsverhältnis, bei dem eine spezifische Gravitation einer Reaktionsroute gemäß einer Variation einer Abgasbedingung angewendet wird, und das stöchiometrische Verhältnis anwendet, um die Menge zu ermitteln, die mit dem NOx reagiert.Urea injection quantity control device according to Claim 2, wherein the control section is a reacted amount of ammonia divided into an amount which reacts with the NOx, and a Amount that reacts with oxygen and a NOx purification ratio, wherein a specific gravity of a reaction route according to a Variation of an exhaust condition is applied, and the stoichiometric Apply ratio to determine the amount with the NOx reacts. Verfahren zur Regelung der Harnstoff-Einspritzungsmenge eines Fahrzeugs, aufweisend: Berechnen einer gesamten Verbrauchsmenge von Ammoniak, die in einem katalytischen SCR-Konverter notwendig ist, mittels Verwendens einer Ammoniakverbrauchsmenge gemäß einer NOx-Abgasmenge, einer absorbierten Ammoniakmenge, einer Ammoniakreaktionsrate, einer absorbierten HC-Menge und einer Verschlechterung, Berechnen einer notwendigen Harnstoffmenge mittels Berechnens einer notwendigen Ammoniakmenge entsprechend der berechneten gesamten Ammoniakverbrauchsmenge, und Einspritzen der notwendigen Harnstoffmenge, wenn eine Temperatur des katalytischen SCR-Konverters sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.Method for controlling the urea injection quantity of a vehicle, comprising: Calculate a total consumption amount of ammonia necessary in a catalytic SCR converter is by using an ammonia consumption amount according to a NOx exhaust gas amount, an amount of absorbed ammonia, an ammonia reaction rate, an absorbed amount of HC and deterioration, To calculate a necessary amount of urea by means of calculating a necessary Amount of ammonia corresponding to the calculated total amount of ammonia consumed, and Injecting the necessary amount of urea when a temperature of the catalytic SCR converter within a predetermined range located. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Ammoniakreaktionsrate eine Reaktionsrate mit NOx und eine Reaktionsrate mit Sauerstoff aufweist.The method of claim 6, wherein the ammonia reaction rate a reaction rate with NOx and a reaction rate with oxygen having. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die absorbierte Ammoniakmenge ”eine akkumulativ absorbierte Menge, welche in dem katalytischen SCR-Konverter absorbiert ist, plus eine neue Einströmungsmenge minus eine reagierte Menge und eine losgelöste Menge” ist.The method of claim 6, wherein the absorbed Amount of ammonia "means an accumulatively absorbed amount absorbed in the catalytic SCR converter, plus a new one Inflow amount minus a reacted amount and a detached one Amount "is.
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