DE102011018293A1

DE102011018293A1 - Exothermes Katalysatorerwärmungssystem eines Start-Stopp-Hybrids

Info

Publication number: DE102011018293A1
Application number: DE102011018293A
Authority: DE
Inventors: Halim G. Santoso; Eugene V. Gonze; Bryan Nathaniel Roos; Brian L. Spohn
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: CN102235214A; US20110258984A1; DE102011018293B4; US8863505B2; CN102235214B

Abstract

Ein Katalysatorerwärmungssystem umfasst ein erstes Überwachungsmodul, ein Modusauswahlmodul und ein Steuermodul für elektrisch beheizten Katalysator (EHC). Das erste Überwachungsmodul überwacht (i) eine erste Temperatur eines ersten Katalysators einer Katalysatoranordnung in einem Abgassystem einer Maschine und/oder (ii) ein aktives Katalysatorvolumen der Katalysatoranordnung. Das Modusauswahlmodul ist derart konfiguriert, dass es einen EHC-Erwärmungsmodus und zumindest eines aus einem Kraftstoffanreicherungsmodus und einem Sekundärluftinjektionsmodus auf Grundlage der ersten Temperatur und/oder des aktiven Katalysatorvolumens wählt. Das EHC-Steuermodul steuert einen Strom zu dem ersten Katalysator oder einem zweitem Katalysator der Katalysatoranordnung auf Grundlage des Modussignals.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft katalytische Wandler eines Abgassystems.
HINTERGRUND
Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Arbeit der derzeit bezeichneten Erfinder in dem Maße, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, wie auch Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt der Einreichung nicht anderweitig als Stand der Technik qualifizieren können, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zulässig.
Katalytische Wandler werden in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine (ICE) verwendet, um Emissionen zu reduzieren. Als ein Beispiel reduziert ein Drei-Wege-Katalysatorwandler (TWC) Stickoxid, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe in einem Abgassystem. Der Drei-Wege-Wandler wandelt Stickoxid zu Stickstoff und Sauerstoff, Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid um und oxidiert nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe, um Kohlendioxid und Wasser zu erzeugen.
Eine durchschnittliche Anspringtemperatur, bei der ein katalytischer Wandler typischerweise zu funktionieren beginnt, beträgt etwa 200–350°C. Infolgedessen funktioniert ein katalytischer Wandler während einer Aufwärmperiode, die bei einem Kaltstart einer Maschine stattfindet, nicht oder sieht nur eine minimale Emissionsreduktion vor. Betriebstemperaturen eines katalytischen Wandlers können etwa 650–900°C nach der Aufwärmperiode betragen. Ein Wirkungsgrad eines katalytischen Wandlers verbessert sich mit einer Zunahme der Betriebstemperatur. Aus den angemerkten Gründen ist, je schneller ein katalytischer Wandler auf die Anspringtemperatur bei einem Kaltstart zunimmt, um so besser die Emissionsreduktionsleistungsfähigkeit eines Abgassystems.
Hybrid-Elektrofahrzeuge können einen ICE und einen oder mehrere Elektromotoren aufweisen. Der ICE kann ein Abgassystem mit einem katalytischen Wandler besitzen. Der ICE kann wiederholt und/oder für längere Zeitdauern deaktiviert werden, um Kraftstoff zu sparen. Eine Temperatur des katalytischen Wandlers nimmt ab, wenn der ICE deaktiviert ist. Ein Start/Stopp-Fahrzeug umfasst einen ICE und deaktiviert einen ICE beispielsweise während ICE-Leerlaufperioden und/oder wenn eine Geschwindigkeit des Start/Stopp-Fahrzeugs 0 m/s beträgt. Infolgedessen kann ein katalytischer Wandler beim Start eines Hybridelektrofahrzeugs und eines Start/Stopp-Fahrzeugs eine beschränkte Emissionsreduktionsleistungsfähigkeit bereitstellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einer Ausführungsform ist ein Katalysatorerwärmungssystem vorgesehen, das ein erstes Überwachungsmodul, ein Modusauswahlmodul und ein Steuermodul für elektrisch beheizten Katalysator (EHC) aufweist. Das erste Überwachungsmodul überwacht (i) eine erste Temperatur eines ersten Katalysators einer Katalysatoranordnung in einem Abgassystem einer Maschine und/oder (ii) ein aktives Katalysatorvolumen der Katalysatoranordnung. Das Modusauswahlmodul ist derart konfiguriert, dass es einen EHC-Erwärmungsmodus und zumindest eines aus einem Kraftstoff anreicherungsmodus und einem Sekundärluftinjektionsmodus auf Grundlage der ersten Temperatur und/oder des aktiven Katalysatorvolumens wählt. Das EHC-Steuermodul steuert einen Strom zu dem ersten Katalysator oder einem zweiten Katalysator der Katalysatoranordnung auf Grundlage des Modussignals.
Gemäß weiteren Merkmalen ist ein Verfahren zum Betrieb eines Katalysatorerwärmungssystems vorgesehen, das umfasst: Überwachen von (i) einer ersten Temperatur eines ersten Katalysators einer Katalysatoranordnung in einem Abgassystem einer Maschine und/oder (ii) eines aktiven Katalysatorvolumens der Katalysatoranordnung. Ein Erwärmungsmodus für einen elektrisch beheizten Katalysator (EHC) und zumindest einer aus einem Kraftstoffanreicherungsmodus und einem Sekundärluftinjektionsmodus werden auf Grundlage der ersten Temperatur und/oder des aktiven Katalysatorvolumens gewählt. Auf Grundlage des Modussignals wird Strom an den ersten Katalysator oder einen zweiten Katalysator der Katalysatoranordnung gesteuert.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgeschriebenen Beschreibung offensichtlich. Es sei zu verstehen, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Zwecken der Veranschaulichung und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise einzuschränken.
1 ist ein Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Maschinensystems, das ein Katalysatorerwärmungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält;
2 ist ein Funktionsblockschaubild eines anderen Maschinensystems und eines entsprechenden Katalysatorerwärmungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Funktionsblockschaubild eines Maschinensteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt ein Verfahren zum Betrieb eines Katalysatorerwärmungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken. Zu Zwecken der Klarheit sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zur Identifizierung ähnlicher Elemente verwendet. Die hier verwendete Formulierung ”zumindest eines aus A, B und C” sei so zu verstehen, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder gemeint ist. Es sei zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Der hier verwendete Begriff ”Modul” kann betreffen, Teil davon sein oder umfassen: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und/oder Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
In 1 ist ein beispielhaftes Maschinensystem 10 gezeigt, das ein Katalysatorerwärmungssystem 12 aufweist. Das Maschinensystem 10 kann ein Hybrid-Elektrofahrzeugsystem, ein Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeugsystem, ein Start/Stopp-Fahrzeugsystem, ein Fahrzeugsystem mit super ultra geringen Emissionen (SULEV von engl.: ”super ultra low emissions vehicle system”), ein Fahrzeugsystem mit teilweise null Emissionen (PZEV von engl.: ”partial zero emissions vehicle system”), etc. sein. Das Maschinensystem weist eine Maschine 14 mit einem Abgassystem 16 auf. Das Abgassystem 16 weist einen katalytischen Wandler (CC) 18 auf. Das Katalysatorerwärmungssystem 12 heizt einen oder mehrere Katalysatoren in dem CC 18 (Katalysatoranordnung). Das Katalysatorerwärmungssystem 12 kann den/die Katalysator(en) nach dem Start der Maschine 14 erwärmen. Obwohl das Maschinensystem 10 als eine funkengezündete Maschine gezeigt ist, ist das Maschinensystem 10 als ein Beispiel vorgesehen. Das Katalysatorerwärmungssystem 12 kann an verschiedenen anderen Maschinensystemen implementiert sein, wie Die selmaschinensystemen.
Das Maschinensystem 10 weist die Maschine 14 auf, die ein Luft- und Kraftstoffgemisch verbrennt, um Antriebsmoment zu erzeugen. Luft tritt in die Maschine 14 durch Durchgang durch einen Luftfilter 20 ein. Die Luft gelangt durch den Luftfilter 20 und wird in einen Turbolader 22 gezogen. Der Turbolader 22, wenn enthalten, komprimiert die frische Luft. Je größer die Kompression ist, um so größer ist der Ausgang der Maschine 14. Die komprimierte Luft gelangt durch einen Luftkühler 24, wenn enthalten, vor Eintritt in einen Ansaugkrümmer 26.
Luft in dem Ansaugkrümmer 26 wird in Zylinder 28 verteilt. Kraftstoff wird in die Zylinder 28 durch Kraftstoffinjektoren 30 injiziert, die Teil eines Kraftstoffinjektionssystems sind. Die Zündkerzen 32 zünden Luft/Kraftstoff-Gemische in den Zylindern 28. Eine Verbrennung der Luft/Kraftstoff-Gemische erzeugt Abgas. Das Abgas verlässt die Zylinder 28 in das Abgassystem 16.
Das Katalysatorerwärmungssystem 12 weist das Abgassystem 16 und ein Maschinensteuermodul (ECM) 40 auf. Das Abgassystem 16 weist den CC 18, das ECM 40, den Abgaskrümmer 42, eine Katalysatorerwärmungsschaltung 44 und eine Luftpumpe 46 auf. Als ein Beispiel kann der CC 18 einen Drei-Wege-Katalysator (TWC) aufweisen. Der CC 18 kann Stickoxide NOx reduzieren, Kohlenmonoxid (CO) oxidieren und nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und flüchtige organische Verbindungen oxidieren. Der CC 18 oxidiert das Abgas auf Grundlage eines Nachverbrennungs-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Der Betrag an Oxidation erhöht die Temperatur des Abgases.
Der CC 18 weist einen elektrisch beheizten Katalysator (EHC) 48 und einen Nicht-EHC 50 auf. Der EHC 48 ist aktiv beheizt. Der Nicht-EHC 50 wird durch benachbarte Wärmeübertragung und/oder über Kraftstoffanreicherung der Maschine 14 und Sekundärluftinjektion (SM von engl.: ”secondary air injection”) in das Abgassystem 16 passiv beheizt. Der EHC 48 und der Nicht-EHC 50 können verschiedene Abschnitte eines einzelnen Katalysators betreffen oder können getrennte benachbarte Katalysatoren sein. Nur beispielhaft kann der EHC 48 etwa 20% der Gesamtkatalysatormasse des CC 18 besitzen. Der Nicht-EHC 50 kann etwa 70–80% der Gesamtkatalysatormasse besitzen. Ein zusätzlicher Nicht-EHC 51 kann benachbart und stromaufwärts von dem EHC 48 angeordnet sein. Die Temperatur des EHC 51 kann aufgrund einer benachbarten Wärmeübertragung von dem EHC 48 steigen. Der EHC 48 empfängt einen gewählten Strom und/oder eine gewählte Spannung von der Katalysatorerwärmungsschaltung 44. Die elektrische Erwärmung des EHC 48 und nicht des Nicht-EHC 50 erlauben eine schnelle Aktivierung des EHC 48 für eine außerhalb des Zyklus erfolgende Emissionsreduktion.
Die Katalysatorerwärmungsschaltung 44 umfasst einen oder mehrere Anschlüsse. Bei dem gezeigten Beispiel sind zwei Anschlüsse vorgesehen: ein Lieferanschluss 52 und ein Masse- oder Rückführanschluss 54. Bei dem gezeigten Beispiel kann der EHC 48 als ein Widerstandselement zwischen den Anschlüssen 52, 54 funktionieren und Strom von dem Lieferanschluss 52 aufnehmen. Eine Temperatur des EHC 48 steigt, während Strom an den Lieferanschluss 52 geliefert wird. Dies erlaubt, dass der EHC 48 auf eine funktionierende oder aktive Temperatur zunimmt (beispielsweise ≥ einer Katalysatoranspringtemperatur T_CLO von 200–400°C), wenn die Maschine 14 nicht aktiviert ist.
Optional dazu rezirkuliert ein AGR-Ventil (nicht gezeigt) einen Anteil des Abgases zurück in den Ansaugkrümmer 26. Der Rest des Abgases wird in den Turbolader 22 geführt, um eine Turbine anzutreiben. Die Turbine unterstützt die Kompression der von dem Luftfilter 20 empfangenen frischen Luft. Abgas strömt von dem Turbolader 22 zu dem CC 18.
Das Maschinensystem 10 kann auch ein Hybridsteuermodul (HCM) 60 und einen oder mehrere Elektromotor(en) 62 aufweisen. Das HCM 60 kann Teil des ECM 40 sein oder kann ein allein stehendes Steuermodul sein, wie gezeigt ist. Das HCM 60 steuert einen Betrieb des/der Elektromotor(s/en) 62. Der/die Elektromotor(en) 62 kann/können einen Leistungsausgang der Maschine 14 ergänzen und/oder ersetzen. Der/die Elektromotor(en) 62 kann/können zur Einstellung der Drehzahl der Maschine 14 verwendet werden (d. h. Drehzahl einer Kurbelwelle 66 der Maschine 14).
Das Katalysatorerwärmungssystem 12 kann in einem EHC-Erwärmungsmodus, einem Kraftstoffanreicherungsmodus und in einem SAI-Modus (gemeinsam als Katalysatorerwärmungsmoden bezeichnet) arbeiten. Das Katalysatorerwärmungssystem 12 kann in diesen Moden arbeiten, wenn die Maschine 14 aktiviert ist. Der Katalysatorerwärmungsmodus umfasst das Aktivieren der Katalysatorerwärmungsschaltung 44, um den EHC 48 zu erwärmen. Das ECM 40 steuert Strom und Spannung, die an die Anschlüsse 52, 54 geliefert werden, und Erwärmungszeit des EHC 48 während des Katalysatorerwärmungsmodus.
Der Kraftstoffanreicherungsmodus betrifft den Zustand, wenn beispielsweise ein Kraftstoffdurchfluss erhöht und/oder ein Luftdurchfluss verringert wird, so dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Maschine 14 verringert ist. Anders gesagt umfasst die Kraftstoffanreicherung einen fetten Betrieb der Maschine 14 während eines gegenwärtigen Zustandes, als während eines vorhergehenden Betriebszustandes. Beispielsweise kann die Maschine 14 in einem gegenwärtigen Zustand bei einem stöchiometrischen Verhältnis (14,7:1) arbeiten. Die Maschine 14 kann während des Kraftstoffanreicherungszustandes mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis arbeiten, das fetter oder magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist.
Der SAI-Modus umfasst ein Aktivieren der Luftpumpe 46, um Umgebungsluft in das Abgassystem 16 zu injizieren. Die Umgebungsluft wird in das Abgassystem 16 stromaufwärts des CC 18 injiziert.
Das Katalysatorerwärmungssystem 12 kann während derselben Periode in einem oder mehreren Katalysatorerwärmungsmoden arbeiten. Beispielsweise kann das Katalysatorerwärmungssystem 12 den Kraftstoffanreicherungsmodus und den SAI-Modus während derselben Periode betreiben, um die Temperatur des Nicht-EHC 50 zu erhöhen. Während des EHC-Erwärmungsmodus kann die Maschine 14 in dem Kraftstoffanreicherungsmodus betrieben werden, und die Luftpumpe 46 kann aktiviert werden, um eine Verbrennung von Abgasen in dem Abgassystem 16 und/oder dem CC 18 zu erhöhen und somit eine Temperatur des Nicht-EHC 50 zu erhöhen.
Das Maschinensystem 10 und/oder das Katalysatorerwärmungssystem 12 können eine Kraftstoffanreicherung und/oder Sekundärluftinjektion (SAI) bei Aktivierung der Maschine 14 oder wenn die Katalysatoren des CC 18 höher als oder gleich der Katalysatoranspringtemperatur T_CLO sind, auslösen. Dies kann auf einer Maschinenkühlmitteltemperatur und einer Ansaugventiltemperatur basieren. Als eine Alternative kann das Maschinensystem 10 und/oder das Katalysatorerwärmungssystem 12 eine Kraftstoffanreicherung und/oder Sekundärluftinjektion (SM) auslösen, wie nachfolgend beschrieben ist.
Das ECM 40 und/oder das HCM 60 können einen Betrieb des/der Elektromotor(en) 62 steuern. Der/die Elektromotor(en) 62 können mit der Maschine 14 über ein Riemen/Riemenscheiben-System, über ein Getriebe, eine oder mehrere Kupplungen, und/oder über andere mechanische Verbindungsvorrichtungen verbunden sein. Der/die Elektromotor(en) 62 können einen Leistungsausgang der Maschine 14 ergänzen und/oder ersetzen. Der/die Elektromotor(en) 62 kann/können dazu verwendet werden, eine Drehzahl der Maschine 14 einzustellen (d. h. Drehzahl einer Kurbelwelle 66 der Maschine 14).
Das ECM 40 steuert die Maschine 14, das Katalysatorerwärmungssystem 12 und die Luftpumpe 46 auf Grundlage von Sensorinformation. Die Sensorinformation kann direkt über Sensoren und/oder indirekt über Algorithmen und Tabellen, die in dem Speicher 70 gespeichert sind, erhalten werden. Einige beispielhafte Sensoren 80 zur Bestimmung von Abgasströmungsniveaus, Abgastemperaturniveaus, Abgasdruckniveaus, Katalysatortemperaturen, Sauerstoffniveaus, Ansaugluftdurchflüssen, Ansaugluftdruck, Ansauglufttemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, Maschinendrehzahl, AGR, etc. sind gezeigt. Die Abgasströmungssensoren 82, die Abgastemperatursensoren 83, die Abgasdrucksensoren 85, die Katalysatortemperatursensoren 86, ein Sauerstoffsensor 88, ein AGR-Sensor 90, ein Ansaugluftströmungssensor 92, ein Ansaugluftdrucksensor 94, ein Ansauglufttemperatursensor 96, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 98 und ein Maschinendrehzahlsensor 99 sind gezeigt.
Ein erster Abgasströmungs-, Druck- und/oder Temperatursensor 100 kann mit einer ersten Abgasleitung 101 und stromaufwärts von dem CC 18 verbunden sein. Ein zweiter Abgasströmungs-, Druck- und/oder Temperatursensor 102 kann mit einer zweiten Abgasleitung 103 stromabwärts von dem CC 18 verbunden sein. Katalysatortemperatursensoren 104, 105, 106 können mit dem CC 44 verbunden sein und beispielsweise Zonentemperaturen des Nicht-EHC 50 detektieren.
Der Nicht-EHC 50 kann eine beliebige Anzahl von Zonen und entsprechende Temperatursensoren aufweisen. Als ein Beispiel umfasst der Nicht-EHC 50, wie gezeigt ist, drei Zonen 107, 108, 109. Die Temperaturen von jeder der Zonen 107, 108, 109 können über jeweilige Sensoren direkt detektiert werden und/oder geschätzt werden, wie nachfolgend beschrieben ist. Das ECM 40 kann einen Betrieb der Maschine 14 und des Katalysatorerwärmungssystems 12 auf Grundlage der Information von den Sensoren 80, dem ersten und zweiten Abgassensor 100, 102 und den Katalysatortemperatursensoren 107, 108, 109 steuern.
In 2 ist ein Funktionsblockschaubild eines anderen Maschinensystems 10' gezeigt. Das Maschinensystem 10' kann Teil des Maschinensystems 10 sein. Das Maschinensystem 10' umfasst die Maschine 14, ein Katalysatarerwärmungssystem 12', ein Abgassystem 16 und ein ECM 40'. Die Maschine 14' kann beispielsweise eine Funkenzündungs- oder Dieselmaschine sein. Das ECM 40' kann ein EHC-Steuermodul 122 aufweisen. Das EHC-Steuermodul 122 steuert einen Betrieb des Katalysatorerwärmungssystems 12'. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst das Abgassystem 16' in der folgenden Reihenfolge: einen Abgaskrümmer 42', eine erste Abgasleitung 126, den CC 18, eine zweite Abgasleitung 128, eine Katalysatoranordnung 130, eine dritte Abgasleitung 132 und einen Schalldämpfer 134.
Das Katalysatorerwärmungssystem 12' umfasst die Maschine 14, den CC 18, die Katalysatorerwärmungsschaltung 44, die Luftpumpe 46 und/oder das EHC-Steuermodul 122. Der CC 18 umfasst den EHC 48 und den Nicht-EHC 50. Die Katalysatorerwärmungsschaltung 44 kann die Anschlüsse 52, 54 aufweisen. Das Katalysatorerwärmungssystem 12' kann auch die Sensoren 100, 102, 107, 108, 109 aufweisen.
Das Abgassystem 16 kann ferner die Maschine 14 und eine Katalysatoranordnung 130 aufweisen. Die Katalysatoranordnung 130 kann einen ersten Katalysator 140 und einen zweiten Katalysator 142 aufweisen, die Drei-Wege-Katalysatoren sein können. Die Katalysatoren 140, 142 oxidieren CO, das in dem Abgas verbleibt, das von dem CC 18 aufgenommen wird, um CO₂ zu erzeugen. Die Katalysatoren 140, 142 können auch Stickoxide NOx reduzieren und nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und flüchtige organische Verbindungen oxidieren.
Das EHC-Modul 122 kann einen Betrieb der Maschine 14 auf Grundlage von Information beispielsweise von dem zweiten Strömungs-, Druckund/oder Temperaturabgassensor 102 und/oder von einem dritten Strömungs-, Druck- und/oder Temperaturabgassensor 144 und einem vierten Strömungs-, Druck- und/oder Temperaturabgassensor 146 steuern. Das EHC-Steuermodul kann einen Maschinenbetrieb während der Kraftstoffanreicherungs- und SAI-Moden auf Grundlage dieser Information steuern. Der zweite Abgassensor 102 ist stromaufwärts von der Katalysatoranordnung 130, an der zweiten Abgasleitung 128 und zwischen dem CC 18 und der Katalysatoranordnung 130 verbunden. Der dritte Abgassensor 144 ist mit der Katalysatoranordnung 130 verbunden. Der vierte Abgassensor 146 ist mit der dritten Abgasleitung 132 und stromabwärts der Katalysatoranordnung 130 verbunden.
Nun Bezug nehmend auch auf 3 ist ein Funktionsblockschaubild eines ECM 40'' gezeigt. Das ECM 40'' kann in den Katalysatorerwärmungssystemen 12, 12' der 1 und 2 verwendet werden. Das ECM 40'' umfasst das EHC-Steuermodul 122 und kann ferner ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmodul 150 und ein Maschinendrehzahlmodul 152 aufweisen. Das EHC-Steuermodul 122 kann einen Betrieb der Maschine 14, der Katalysatorerwärmungsschaltung 44 und der Luftpumpe 46 steuern. Das Fahrzeuggeschwindigkeitsmodul 150 bestimmt die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf Grundlage von Information beispielsweise des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 98. Das Maschinendrehzahlmodul 152 bestimmt eine Drehzahl der Maschine 14 beispielsweise auf Grundlage von Information des Maschinendrehzahlsensors 99.
Das EHC-Steuermodul 122 weist ein Nicht-EHC-Überwachungsmodul (erstes Überwachungsmodul) 160, ein EHC-Überwachungsmodul (zweites Überwachungsmodul) 162, ein Modusauswahlmodul 164, Vergleichsmodule 166–174, ein Katalysatorüberwachungsmodul 176, ein Kraftstoffinjektionsmodul 178, ein SAI-Modul 180 und ein Katalysatorerwärmungsmodul 182 auf. Das EHC-Steuermodul 122 arbeitet in dem Katalysatorerwärmungsmodus, dem Kraftstoffanreicherungsmodus und dem SAI-Modus, die durch das Modusauswahlmodul 164 gewählt werden. Das EHC-Steuermodul 122 kann während derselben Periode in einem oder mehreren oder allen Moden arbeiten.
Nun Bezug nehmend auch auf 4 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Katalysatorerwärmungssystems gezeigt. Obwohl das Verfahren in Bezug auf die Ausführungsformen der 1–3 beschrieben ist, kann das Verfahren auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angewendet werden. Das Verfahren kann bei 200 beginnen. Nachfolgend beschriebene Aufgaben 202–220 können iterativ ausgeführt werden und können durch eines der ECMs 40, 40', 40'' der 1–3 ausgeführt werden.
Bei 202 werden Sensorsignale erzeugt. Die Sensorsignale können Abgasströmungssignale, Abgastemperatursignale, Abgasdrucksignale, Katalysatortemperatursignale, ein Sauerstoffsignal, ein Ansaugluftströmungssignal, ein Ansaugluftdrucksignal, ein Ansauglufttemperatursignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein Maschinendrehzahlsignal, ein AGR-Signal, etc. aufweisen, die durch die oben beschriebenen Sensoren 80 und 100–102, 107–109, 144, 146 der 1 und 2 erzeugt werden können.
Bei 204 überwacht das erste Überwachungsmodul 160 Temperatur(en) des Nicht-EHC 50 und/oder ein aktives Katalysatorvolumen des Nicht-EHC 50 und/oder des CC 18 und erzeugt Temperatursignale und/oder ein erstes Signal für aktives Volumen V_ACTIVE1. Bei einer Ausführungsform überwacht das erste Überwachungsmodul Temperaturen der Zonen 104–106 des Nicht-EHC 150. Die Temperaturen können auf Grundlage der Temperatursignale von den Sensoren 107–109 und/oder auf Grundlage von Temperaturschätzungen unter Verwendung von Gleichungen, wie Gleichung 1, bestimmt werden. Das erste Signal für aktives Volumen V_ACTIVE1 kann beispielsweise unter Verwendung von Gleichung 2 geschätzt werden und kann auf den Temperatursignalen von den Sensoren 107–109 basieren und/oder durch das erste Überwachungsmodul 160 erzeugt werden.
F_Rate ist der Abgasdurchfluss durch den CC 18, der eine Funktion des Luftmassenstroms und der Kraftstoffmenge sein kann, die an die Zylinder 28 geliefert werden. Der Luftmassenstrom kann durch einen Luftmassenstromsensor bestimmt werden, wie den Ansaugluftströmungssensor 92. S_ENG ist die Drehzahl der Maschine 14 (d. h. Drehzahl der Kurbelwelle 66). DC ist ein Einschaltverhältnis der Maschine. C_Mass ist die Masse des EHC 48 und/oder des Nicht-EHC 50 oder die Gesamtmasse der Katalysatoren des CC 18. C_IMP ist der Widerstand oder die Impedanz des EHC 48. EH-C_ActTime ist die Zeit, die das Katalysatorerwärmungssystem 12 aktiviert ist. EHC_Current ist der an den EHC 48 angelegte Strompegel. EHC_Volt ist die an den EHC 48 angelegte Spannung. T_amb ist die Umgebungstemperatur. CAM ist die Nockenphaseneinstellung der Maschine 14. SPK ist der Zündzeitpunkt.
Als ein Beispiel kann das erste Überwachungsmodul 160 die Temperatursignale T_non-EHC1A, T_non-EHC2A, T_non-EHC3A erzeugen, die jeder der Zonen 104–106 zugeordnet sind, wie gezeigt ist. Das erste Signal für aktives Volumen V_ACTIVE1 kann durch das erste Überwachungsmodul 160 erzeugt oder durch ein dediziertes Modul zur Überwachung eines aktiven Katalysatorvolumens erzeugt werden.
Zusätzlich kann das zweite Überwachungsmodul die Temperatur des EHC 48 überwachen und ein erstes EHC-Temperatursignal T_EHC1 erzeugen. Die Temperatur des EHC 48 kann direkt über einen EHC-Temperatursensor und/oder indirekt beispielsweise unter Verwendung von Gleichung 3 bestimmt werden.
Die Temperatursignale T_non-EHC1a, T_non-EHC2A, T_non-EHC3A, T_EHC1 und das erste Signal für aktives Volumen V_ACTIVE1 können auf einem oder mehreren der Maschinensystemparameter, die in den Gleichungen 1–3 bereitgestellt werden, und/oder anderen Maschinensystemparametern basieren, wie der Masse des EHC 48 EHC_Mass.
Bei 206 vergleichen die Vergleichsmodule 166–170 die Temperatursignale T_non-EHC1A, T_non-EHC2A, T_non-EHC3A mit einer Katalysatoranspringtemperatur T_CLO und/oder jeweiligen vorbestimmten Temperaturen T_Pred1, T_Pred2, T_Pred3. Die Katalysatoranspringtemperatur T_CLO kann beispielsweise zwischen 200–400°C liegen. Bei einer Ausführungsform beträgt die CLO-Temperatur T_CLO etwa 350°C.
Bei einer Ausführungsform ist die erste vorbestimmte Temperatur T_Pred1 größer als die zweite vorbestimmte Temperatur T_Pred2, die größer er als die dritte vorbestimmte Temperatur T_Pred3 sein kann. Nur beispielhaft kann die erste vorbestimmte Temperatur T_Pred1 gleich etwa 600–700°C betragen, die zweite vorbestimmte Temperatur T_Pred2 kann gleich etwa 500–600°C betragen und die dritte vorbestimmte Temperatur T_Pred3 kann gleich etwa 400–500°C betragen.
Das erste Vergleichsmodul 166 erzeugt ein erstes Vergleichssignal COMP₁ auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem ersten Temperatursignal T_non-EHC1 und der ersten vorbestimmten Temperatur T_Pred1. Das zweite Vergleichsmodul 168 erzeugt ein zweites Vergleichssignal COMP₂ auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem zweiten Temperatursignal T_non-EHC2 und der zweiten vorbestimmten Temperatur T_Pred2. Das dritte Vergleichsmodul 170 erzeugt ein drittes Vergleichssignal COMP₃ auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem dritten Temperatursignal T_non-EHC3 und der dritten vorbestimmten Temperatur T_Pred3.
Bei 206 kann die Temperatur des EHC 48 oder das erste EHC-Temperatursignal T_EHC1 auch mit der Katalysatoranspringtemperatur T_CLO und/oder einer vierten vorbestimmten Temperatur T_Pred4 (beispielsweise 700°C) verglichen werden. Die vierte vorbestimmte Temperatur T_Pred4 kann größer als oder gleich der ersten vorbestimmten Temperatur T_Pred1 sein. Das vierte Vergleichsmodul erzeugt ein viertes Vergleichssignal COMP₄ auf Grundlage der Temperatur des EHC 48, der Katalysatoranspringtemperatur T_CLO und/oder der vierten vorbestimmten Temperatur T_Pred4.
Das fünfte Vergleichsmodul 174 vergleicht das erste Signal für aktives Volumen V_ACTIVE1 mit einem vorbestimmten aktiven Volumen PV_ACTIVE und erzeugt ein fünftes Vergleichssignal COMP₅. Das vorbestimmte aktive Volumen PV_ACTIVE betrifft ein Zielkatalysatorvolumen des Nicht-EHC 50 und/oder des CC 18, das sich bei einer Temperatur befindet, die größer als oder gleich einer Temperatur des aktiven Katalysators (Temperatur, bei der der Katalysator funktioniert und Emissionen reduziert, oder die Katalysatoranspringtemperatur) ist. Als ein Beispiel kann das Zielkatalysatorvolumen etwa 30–40% des Nicht-EHC 50 und/oder die 30–40% des Gesamtkatalysatorvolumens des CC 18 betragen.
Das Katalysatorüberwachungsmodul 176 kann die Vergleichssignale COMP₁, COMP₂, COMP₃, COMP₄ empfangen und ein Katalysatortemperaturzusammenfassungssignal CT erzeugen. Nur beispielhaft kann das Katalysatorüberwachungsmodul 176 als ein UND-Gatter funktionieren und/oder ein solches enthalten. Bei einer Ausführungsform ist der Ausgang des Katalysatorüberwachungsmoduls 176 im HIGH-Zustand, wenn alle Vergleichssignale COMP₁, COMP₂, COMP₃, COMP₄ im HIGH-Zustand sind.
Die Steuerung kann bei 208 enden, wenn: eines oder mehrere der Temperatursignale T_non-EHC1A, T_non-EHC2A, T_non-EHC3A nicht kleiner als die Katalysatoranspringtemperatur T_CLO und/oder entsprechende vorbestimmte Temperaturen T_Pred1, T_Pred2, T_Pred3 sind; das erste EHC-Temperatursignal T_EHC1 nicht kleiner als die Katalysatoranspringtemperatur T_CLO und/oder die vierte vorbestimmte Temperatur T_Pred4 ist; das Katalysatortemperaturzusammenfassungssignal im HIGH-Zustand ist; und/oder das erste Signal für aktives Volumen V_ACTIV-S1 nicht kleiner als das vorbestimmte aktive Volumen PV_ACTIVE ist, ansonsten kann die Steuerung mit 210 fortfahren. Als eine Alternative zur Beendigung bei 208 kann die Steuerung zu 202 zurückkehren.
Bei 210 wählt das Modusauswahlmodul 164 den EHC-Katalysatorerwärmungsmodus und erzeugt ein Modusauswahlsignal MODE auf Grundlage eines oder mehrerer der Signale COMP₁, COMP₂, COMP₃, COMP₄, COMP₅, CT. Die Katalysatorerwärmungsschaltung 44 wird aktiviert, um den EHC 48 während des EHC-Katalysatorerwärmungsmodus zu erwärmen. Das Katalysatorerwärmungsmodul 182 erzeugt ein Katalysatorerwärmungssignal CH auf Grundlage des Modusauswahlsignals MODE.
Das Katalysatorerwärmungssignal CH kann einen gewählten Strom und/oder eine gewählte Spannung zum Anlegen an Anschlüsse des Katalysatorerwärmungssystems 12 angeben. Der EHC-Katalysatorerwärmungsmodus kann auf Grundlage der Maschinendrehzahl S_ENG und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit S_VEH gewählt werden. Als ein Beispiel kann der Katalysatorerwärmungsmodus gewählt werden, wenn die Maschinendrehzahl größer als eine vorbestimmte Maschinendrehzahl ist. Als ein weiteres Beispiel kann der EHC-Katalysatorerwärmungsmodus gewählt werden, wenn die Maschinendrehzahl größer als etwa 0 Umdrehungen pro Minute (U/min) ist.
Bei 212 überwacht das zweite Überwachungsmodul 162 eine Temperatur des EHC 48 und erzeugt ein zweites EHC-Temperatursignal T_EHC2. Das zweite Temperatursignal T_EHC2 kann direkt von einem EHC-Temperatursensor bestimmt und/oder indirekt beispielsweise unter Verwendung der Gleichung 3 geschätzt werden.
Bei 214 vergleicht das vierte Vergleichsmodul 172 das zweite EHC-Temperatursignal T_EHC2 mit der Katalysatoranspringtemperatur T_CLO. Die Steuerung fährt mit 216 fort, wenn die zweite EHC-Temperatur T_EHC2 größer als die Katalysatoranspringtemperatur T_CLO ist, ansonsten kann die Steuerung mit 217 fortfahren.
Bei 216 überwachen das Nicht-EHC-Überwachungsmodul 160 und das EHC-Überwachungsmodul 162 die Temperaturen des EHC 48 und des Nicht-EHC 50, wie bei 204. Die Überwachungsmodule 160 und 162 können jeweilige EHC- und Nicht-EHC-Temperatursignale T_EHC3, T_non-EHC1B, T_non-EHC2B, T_non-EHC3B erzeugen. Das Nicht-EHC-Überwachungsmodul 160 kann auch ein aktives Katalysatorvolumen des Nicht-EHC 50 und/oder des CC 18 überwachen und ein zweites Signal für aktives Katalysatorvolumen V_ACTIVE2 erzeugen.
Bei 217, und wenn gegenwärtig im Betrieb (wenn gegenwärtig gewählt und aktiv), kann das Modusauswahlmodul 164 den Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder den SAI-Modus außer Betrieb setzen. Die Steuerung kann nach 217 zu 210 zurückkehren.
Bei 218 vergleichen die Vergleichsmodule 166–170 und 174 eines oder mehrere der Nicht-EHC-Temperatursignale T_non-EHC1B, T_non-EHC1B, T_non-EHC3B und das zweite Signal für aktives Katalysatorvolumen V_ACTIVE2 mit den vorbestimmten Temperaturen T_Pred1, T_Pred2, T_Pred3 und dem vorbestimmten Volumen PV_ACTIVE. Die Vergleiche können wie bei 206 ausgeführt werden, um entsprechende Vergleichssignale zu erzeugen.
Die Steuerung kann mit 220 fortfahren, wenn: eines oder mehrere der Temperatursignale T_non-EHC1B, T_non-EHC2B, T_non-EHC3B größer als die entsprechenden vorbestimmten Temperaturen T_Pred1, T_Pred2, T_Pred3 sind; das Katalysatortemperaturzusammenfassungssignal im HIGH-Zustand ist; und/oder das zweite Signal für aktives Volumen V_ACTIVE2 größer als oder gleich dem vorbestimmten aktiven Volumen PV_ACTIVE ist, ansonsten kann die Steuerung mit 217 fortfahren.
Die Aufgaben 210–218 erlauben eine Erhöhung der Temperatur des EHC 48 und/oder des Nicht-EHC 50 auf vorbestimmte Temperaturen vor Aktivierung der Kraftstoffanreicherungs- und SAI-Moden. Als ein Beispiel kann die Aufgabe 222 ausgeführt werden, nachdem sich die stromabwärtigste Zone (beispielsweise Zone 106) des Nicht-EHC 50 bei 300–400°C befindet. Dies verhindert beispielsweise ein Kühlen des EHC 48 durch die SAI, bevor sich der Nicht-EHC 50 bei einer Temperatur befindet, die größer als die Katalysatoranspringtemperatur T_CLO ist und/oder das aktive Katalysatorvolumen größer als oder gleich dem vorbestimmten aktiven Volumen PV_ACTIVE ist.
Bei 220 wählt das Modusauswahlmodul 164 den Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder den SAI-Modus und erzeugt das Modusauswahlsignal MODE, um die gewählten Moden auszulösen. Die Kraftstoffanreicherung und das SAI können auf Grundlage des Status des EHC 48 und/oder des Nicht-EHC 50 ausgeführt werden. Die Kraftstoffanreicherung und die SAI können beispielsweise auf Grundlage von Temperaturen des EHC 48 und der Zonen des Nicht-EHC 50 ausgeführt werden. Als ein anderes Beispiel können die Anreicherung und SAI auf Grundlage des aktiven Katalysatorvolumens des Nicht-EHC 50 und/oder des CC 18 ausgeführt werden.
Das Kraftstoffanreicherungsmodul 178 kann ein Kraftstoffinjektionssignal FUEL auf Grundlage des Modusauswahlsignals MODE, des Status und/oder der Temperaturen der Katalysatoren und Zonen des CC 18 und/oder des aktiven Katalysatorvolumens des CC 18 erzeugen. Das Luftpumpmodul 180 kann ein Luftpumpensignal AIRPUMP auf Grundlage des Modusauswahlsignals MODE, des Status und/oder der Temperaturen der Katalysatoren und Zonen des CC 18 und/oder des aktiven Katalysatorvolumens des CC 18 erzeugen. Das Luftpumpensignal aktiviert die Luftpumpe 46. Die Steuerung kann nach 220 zu 202 zurückkehren.
Der Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder der SAI-Modus können beispielsweise solange aktiv bleiben, bis die stromabwärtigste Zone des Nicht-EHC 50 (beispielsweise Zone 106) bei einer Temperatur liegt, die größer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Die vorbestimmte Temperatur kann die Katalysatoranspringtemperatur T_CLO und/oder eine größere Temperatur, wie 600–700°C, sein.
Das oben beschriebene Verfahren kann während einer der Aufgaben 202–220 enden, wenn beispielsweise die Maschine 14 deaktiviert wird. Eine Deaktivierung der Maschine 14 kann eine Deaktivierung von Zündfunken und Kraftstoff zu der Maschine 14 und eine Deaktivierung der Luftpumpe 46 aufweisen. Die oben beschriebenen Aufgaben, die bei 202–220 ausgeführt werden, sind als illustrative Beispiele gemeint; die Aufgaben können sequentiell, synchron, simultan, kontinuierlich, während überlappender Zeitperioden oder in einer anderen Reihenfolge abhängig von der Anwendung ausgeführt werden. Die oben beschriebenen Aufgaben werden ausgeführt, um die Temperatur von Katalysatoren einer Katalysatoranordnung auf eine Katalysatoranspringtemperatur oder höher zu erwärmen und die Temperatur von Katalysatoren einer Katalysatoranordnung bei einer Katalysatoranspringtemperatur oder höher beizubehalten.
Ein Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsmodus und in dem SAI-Modus, wie in dem oben beschriebenen Verfahren beschrieben ist, minimiert ein Kühlen des Nicht-EHC 50. Das beschriebene Verfahren minimiert Kohlenwasserstoffschlupf aufgrund von Katalysatorkühlung. Ein Kohlenwasserstoffschlupf betrifft Perioden, wenn der CC 18 nicht in der Lage ist, Oxidationsleistungsniveaus beizubehalten, da Anteile der Katalysatoren des CC 18 inaktiv sind. Das oben beschriebene Verfahren beseitigt auch einen ineffizienten Kraftstoffgebrauch während Katalysatorerwärmungsmoden, da eine Kraftstoffanreicherung auf Grundlage von Temperaturen der Katalysatoren des CC 18 ausgeführt wird. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sehen eine Synergie zwischen einem EHC, einem SAI-System und einem Kraftstoffanreicherungssystem auf Grundlage von aktiven Katalysatorvolumen vor, um Kohlenwasserstoffemission zu reduzieren.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen erlauben eine schnelle Erwärmung eines Katalysators. Infolgedessen werden Katalysatoren eines Abgassystems schnell nach dem Start einer Maschine erwärmt und/oder sind aktiv (das gesamte erwärmte Katalysatorvolumen wird erhöht). Die oben beschriebenen Ausführungsformen reduzieren einen Emissionsausgang der Maschine durch schnelles Erwärmen und Beibehalten der Temperatur von Katalysatoren nach einer Aktivierung einer Maschine.
Der Fachmann kann nun aus der vorhergehenden Beschreibung erkennen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden können. Daher sei, während diese Offenbarung bestimmte Beispiele aufweist, der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht so beschränkt, da andere Abwandlungen dem Fachmann nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Katalysatorerwärmungssystem, umfassend: ein erstes Überwachungsmodul, das (i) eine erste Temperatur eines ersten Katalysators einer Katalysatoranordnung in einem Abgassystem einer Maschine und/oder (ii) ein aktives Katalysatorvolumen der Katalysatoranordnung überwacht; ein Modusauswahlmodul, das derart konfiguriert ist, dass es einen Erwärmungsmodus eines elektrisch beheizten Katalysators (EHC) und zumindest eines aus einem Kraftstoffanreicherungsmodus und einem Sekundärluftinjektionsmodus auf Grundlage der ersten Temperatur und/oder des aktiven Katalysatorvolumens wählt; und ein EHC-Steuermodul, das einen Strom zu dem ersten Katalysator oder einem zweiten Katalysator der Katalysatoranordnung auf Grundlage des Modussignals steuert.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 1, wobei das Modusauswahlmodul den Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder den Sekundärluftinjektionsmodus wählt und das Modussignal erzeugt, wenn die Maschine aktiviert ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 1, wobei das Modusauswahlmodul den Kraftstoffanreicherungsmodus und den Sekundärluftinjektionsmodus auf Grundlage der ersten Temperatur und/oder des aktiven Katalysatorvolumens wählt.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 1, wobei das Modusauswahlmodul den Kraftstoffanreicherungsmodus und den Sekundärluftinjektionsmodus auf Grundlage dessen wählt, dass die erste Temperatur größer als eine Katalysatoranspringtemperatur ist und eine zweite Temperatur des zweiten Katalysators größer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 4, wobei der erste Katalysator ein EHC ist und der zweite Katalysator ein Nicht-EHC ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 4, wobei das Modusauswahlmodul den Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder den Sekundärluftinjektionsmodus auslöst, wenn die erste Temperatur kleiner als oder gleich der Katalysatoranspringtemperatur ist und die zweite Temperatur kleiner als oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 6, wobei das Modusauswahlmodul einen Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder dem Sekundärluftinjektionsmodus beendet, wenn die erste Temperatur größer als die Katalysatoranspringtemperatur ist und die zweite Temperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 7, wobei der zweite Katalysator eine stromabwärtigste Zone der Katalysatoranordnung ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 4, wobei das Modusauswahlmodul den Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder den Sekundärluftinjektionsmodus auslöst, wenn die erste Temperatur kleiner oder gleich der Katalysatoranspringtemperatur ist und das aktive Katalysatorvolumen kleiner als ein vorbestimmtes aktives Katalysatorvolumen ist.
Katalysatorerwärmungssystem nach Anspruch 9, wobei das Modusauswahlmodul einen Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsmodus und/oder dem Sekundärluftinjektionsmodus beendet, wenn die erste Temperatur größer als die Katalysatoranspringtemperatur ist und das aktive Katalysatorvolumen größer oder gleich einem vorbestimmten aktiven Katalysatorvolumen ist.