DE102011075875A1 - Method for calculating nitrogen oxide exhaust emission before catalytic converter phase of exhaust system for e.g. diesel engine of car, involves performing correcting function dependent on calculated exhaust emission by boost pressure - Google Patents
Method for calculating nitrogen oxide exhaust emission before catalytic converter phase of exhaust system for e.g. diesel engine of car, involves performing correcting function dependent on calculated exhaust emission by boost pressure Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011075875A1 DE102011075875A1 DE102011075875A DE102011075875A DE102011075875A1 DE 102011075875 A1 DE102011075875 A1 DE 102011075875A1 DE 102011075875 A DE102011075875 A DE 102011075875A DE 102011075875 A DE102011075875 A DE 102011075875A DE 102011075875 A1 DE102011075875 A1 DE 102011075875A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- boost pressure
- akt
- internal combustion
- exhaust emission
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 34
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 59
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 39
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- -1 oxygen radicals Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000013154 diagnostic monitoring Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002831 nitrogen free-radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
- F02D41/1461—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine
- F02D41/1462—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine with determination means using an estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
- F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
- F01N2900/0412—Methods of control or diagnosing using pre-calibrated maps, tables or charts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
- F01N2900/0416—Methods of control or diagnosing using the state of a sensor, e.g. of an exhaust gas sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
- F01N2900/1402—Exhaust gas composition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0406—Intake manifold pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer NOx-Rohemission einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The present invention relates to a method for calculating a raw NOx emission of an internal combustion engine according to the preamble of
In der Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren und benzindirekteinspritzenden Motoren kommt häufig die selektive katalytische Reduktion (SCR) zur Minderung der Stickoxidemissionen (NOx) zum Einsatz. Dabei muss dem Abgasstrom ein Reduktionsmittel, in der Regel Ammoniak (NH3), zugesetzt werden. Die Menge des zugesetzten Reduktionsmittels hängt wesentlich von der Menge an emittiertem NOx ab. Ist die Reduktionsmittelmenge zu klein, wird im SCR-Katalysator zu wenig NOx umgesetzt. Wird hingegen zu viel Reduktionsmittel zugesetzt, wird dieses ebenfalls emittiert und stellt somit eine Umweltbelastung dar, die zu vermeiden ist. Üblicherweise werden die aktuellen NOx-Emissionen mittels eines Sensors erfasst.Exhaust gas aftertreatment of diesel engines and gasoline direct injection engines often uses selective catalytic reduction (SCR) to reduce nitrogen oxide (NO x ) emissions. In this case, a reducing agent, usually ammonia (NH 3 ), must be added to the exhaust gas stream. The amount of the reducing agent added depends essentially on the amount of NO x emitted. If the amount of reducing agent is too small, too little NO x is converted in the SCR catalytic converter. If, on the other hand, too much reducing agent is added, this is also emitted and thus represents an environmental burden which must be avoided. Usually, the current NO x emissions are detected by means of a sensor.
Solange der Sensor nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine nicht betriebsbereit ist, werden der Reduktionsmitteldosierung NOx-Rohemissionswerte zugrunde gelegt, die mithilfe von Modellen berechnet werden. Auch zur On-Board-Diagnose-Überwachung wird der NOx-Sensor mit berechneten Werten abgeglichen. In neuesten Anwendungen wird der Sensor aus Kostengründen sogar vollständig durch ein Berechnungsmodell ersetzt.As long as the sensor is not ready for operation after a cold start of the internal combustion engine, the reducing agent metering is based on NO x raw emission values, which are calculated by means of models. The NO x sensor is also calibrated with calculated values for on-board diagnostic monitoring. In recent applications, the sensor is even completely replaced by a calculation model for cost reasons.
Die beschriebenen Anwendungsfälle setzen eine hohe Genauigkeit der Modellierung der NOx-Rohemissionswerte voraus. Aus der
Vom bekannten Modell werden allerdings keine Abweichungen des Ladedrucks vom Auslegungswert berücksichtigt. Zu Ladedruckabweichungen kommt es zum Beispiel bei stark dynamischer Fahrweise, wenn aufgrund des relativ trägen Luftsystems der tatsächliche Ladedruck dem Sollwert nachläuft. Oder wenn das Aufladesystem an seine physikalischen Grenzen stößt und der geforderte Sollwert nicht eingeregelt werden kann.However, the known model does not take into account deviations of the charge pressure from the design value. Charge pressure deviations occur, for example, in highly dynamic driving, when due to the relatively sluggish air system, the actual boost pressure runs after the setpoint. Or if the charging system reaches its physical limits and the required setpoint can not be adjusted.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung stellt eine wesentliche Verbesserung des bereits bekannten Verfahrens zur Berechnung von NOx-Rohemissionen im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine dar. Ein wesentlicher Gedanke dabei ist es, die Genauigkeit des bekannten Verfahrens im realen Fahrzeugbetrieb zu verbessern, indem der Einfluss des Ladedrucks nach dem Ladeluftkühler, beziehungsweise im Saugrohr der Brennkraftmaschine, auf die NOX-Rohemissionen berücksichtigt wird.The invention represents a significant improvement of the already known method for calculating NO x raw emissions in the exhaust tract of an internal combustion engine. An essential idea is to improve the accuracy of the known method in real vehicle operation by the influence of the boost pressure after the intercooler, or in the intake manifold of the internal combustion engine, is taken into account on the NO x -Rohemissions.
Es hat sich gezeigt, dass sich eine Ladedruckerhöhung auf die NOx-Rohemissionen auswirkt. Ursache dafür sind zwei Mechanismen: Zum Einen führt ein erhöhter Ladedruck zu einer Erhöhung der Zylinderfüllung. Über die Luftmassenregelung wird damit auch die Abgasrückführrate (AGR) angehoben. Weil sich mehr rückgeführtes Abgas im Brennraum befindet, ist der Anteil an Frischluft und damit der Sauerstoffanteil geringer. Ein geringerer Sauerstoffanteil verursacht nach der bekannten Zeldovich-Reaktion eine geringere NOx-Emission. Diesen ersten Mechanismus berücksichtigt das bekannte Modell, da es die NOx-Emission in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration im Saugrohr berechnet. It has been shown that a boost pressure has an effect on the NO x raw emissions. This is due to two mechanisms: On the one hand, an increased charge pressure leads to an increase in the cylinder charge. Air mass control also increases the exhaust gas recirculation rate (EGR). Because there is more recirculated exhaust gas in the combustion chamber, the proportion of fresh air and thus the oxygen content is lower. A lower oxygen content caused by the known Zeldovich reaction lower NO x emissions. This first mechanism takes into account the known model, since it calculates the NO x emission as a function of the oxygen concentration in the intake manifold.
Der zweite Mechanismus, führt auch bei gleichbleibender Sauerstoffkonzentration im Saugrohr über einen erhöhten Ladedruck zu einer niedrigeren Verbrennungstemperatur und damit zu einer Absenkung der NOx-Rohemissionen. Die niedrigere Verbrennungstemperatur bei erhöhtem Ladedruck kommt dadurch zustande, dass bei höherem Ladedruck eine größere Masse der Brennraumfüllung, bestehend aus rückgeführtem Abgas, angesaugter Frischluft, mit einer annähernd gleichen Kraftstoffmenge aufgeheizt werden muss. Die sogenannte Zeldovich-Reaktion führt bei hohen Verbrennungstemperaturen über die Bildung von Sauerstoffradikalen und anschließender Oxidation von atmosphärischem Stickstoff zur Bildung von Stickstoffmonoxid. Dabei werden Stickstoffradikale erzeugt, die wiederum mit Sauerstoffmolekülen zu Stickstoffmonoxid und Sauerstoffradikalen reagieren. Mit sinkender Verbrennungstemperatur, wird der Geschwindigkeitskoeffizient der Zeldovich-Reaktion kleiner, d. h. es wird weniger NOx gebildet. Dieser Mechanismus wird vom bereits bekannten NOx-Berechnungsmodell nicht abgebildet. Durch Anwendung des bekannten NOx-Berechnungsmodells, lässt sich dieser zweite Mechanismus aber klar vom Ersten trennen. The second mechanism, even at constant oxygen concentration in the intake manifold via an increased boost pressure to a lower combustion temperature and thus to a reduction of the NO x -Rohemissions. The lower combustion temperature with increased boost pressure is due to the fact that at higher boost pressure a larger mass of the combustion chamber charge, consisting of recirculated exhaust gas sucked fresh air, must be heated with an approximately equal amount of fuel. The so-called Zeldovich reaction leads to the formation of oxygen radicals and subsequent oxidation of atmospheric nitrogen at high combustion temperatures Nitric oxide. This nitrogen radicals are generated, which in turn react with oxygen molecules to nitrogen monoxide and oxygen radicals. As the combustion temperature decreases, the velocity coefficient of the Zeldovich reaction becomes smaller, that is, less NO x is formed. This mechanism is not depicted by the already known NO x calculation model. By applying the known NO x calculation model, however, this second mechanism can be clearly separated from the first.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, den Druckeinfluss der Zeldovich-Reaktion bei einem Betrieb ohne Abgasrückführung (das heißt, bei konstanter Sauerstoffkonzentration im Saugrohr) auf die NOx-Emission zu ermitteln. Dieser Druckeinfluss lässt sich leicht auch auf den Betrieb der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung übertragen. Im Anschluss daran wird durch Anwendung des bekannten NOx-Berechnungsmodells der Einfluss der Sauerstoffkonzentration berücksichtigt. Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Korrekturfunktion eine genauere Modellierung und trägt damit in Kombination mit dem bereits bekannten Berechnungsmodell zu einer Verbesserung der Modellierung im realen Fahrzeugbetrieb bei.According to the invention, it is now provided to determine the pressure influence of the Zeldovich reaction in an operation without exhaust gas recirculation (that is, at a constant oxygen concentration in the intake manifold) on the NO x emission. This pressure influence can be easily transferred to the operation of the internal combustion engine with exhaust gas recirculation. Subsequently, the influence of the oxygen concentration is taken into account by applying the known NO x calculation model. Thus, the correction function according to the invention allows a more accurate modeling and thus contributes in combination with the already known calculation model to an improvement of the modeling in real vehicle operation.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass Ausgangswerte bereits bekannter Korrekturfunktionen als Eingangswert der erfindungsgemäßen Korrekturfunktion verwendet wird. Durch geeignete Anordnung der Korrekturfunktionen im Modellkern, beziehungsweise im Hauptprogramm, werden so Interaktionen der Korrekturfunktionen miteinander vermieden. Es ist also erfindungsgemäß möglich, die erfindungsgemäße Korrekturfunktion unabhängig von anderen Korrekturfunktionen zu applizieren. Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Verfahren, die Genauigkeit des Modellierungsergebnisses im realen Betrieb verbessert.Another significant advantage is that output values of already known correction functions are used as the input value of the correction function according to the invention. By appropriate arrangement of the correction functions in the model kernel, or in the main program, interactions of the correction functions are avoided with each other. It is thus possible according to the invention to apply the correction function according to the invention independently of other correction functions. Overall, the accuracy of the modeling result in real operation is improved by the method according to the invention.
Ein weiterer Vorteil ergibt daraus, dass sich die Korrekturfunktion sehr einfach bedaten lässt. Grund dafür ist die einfache Separierbarkeit des Einflusses der Sauerstoffkonzentration auf die NOx-Bildung ohne Abgasrückführung vom Einfluss der Ladedruckänderung. Damit reduziert sich der Applikationsaufwand gegenüber anderen bekannten Modellen erheblich.Another advantage results from the fact that the correction function is very easy to use. The reason for this is the simple separability of the influence of the oxygen concentration on the NO x formation without exhaust gas recirculation from the influence of the boost pressure change. This considerably reduces the application effort compared with other known models.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All of the features disclosed in the drawing, the description and the claims can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Es zeigen:Show it:
Das Abgassystem weist auch nicht dargestellte Abgasnachbehandlungskomponenten wie Partikelfilter, Katalysatoren, Dosiersysteme für Reduktionsmittel, Abgassensoren
Die Brennkraftmaschine
Im Übrigen ist das Steuergerät
Eine wesentliche Voraussetzung für eine konkrete Modellierung der NOx-Rohemissionen in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration bzw. Vom Ladedruck p2 ist die Kenntnis der quantitativen Zusammenhänge.An essential prerequisite for a concrete modeling of the NO x crude emissions as a function of the oxygen concentration or of the boost pressure p 2 is the knowledge of the quantitative relationships.
Eine Auswertung der messtechnisch gewonnenen Daten ergibt, dass eine Erhöhung des Ladedrucks p2 zu einer erhöhten Füllmenge im Brennraum
Eine Auswertung der empirisch gewonnenen Daten hat ergeben, dass sich dieser Zusammenhang mit der Formel darstellen lässt.An evaluation of the empirically obtained data has shown that this relationship with the formula let represent.
Darin ist NOx,Cor, die korrigierte NOx-Konzentration, die sich in Abhängigkeit vom aktuellen Druck p2,Akt nach dem Ladeluftkühler
Daraus ergibt sich, dass sich sowohl die korrigierte NOx-Konzentration NOx,Cor als auch die erfasste Konzentration NOx,Bas dabei auf die Sauerstoffkonzentration von 23,15 Massen-% beziehen. Also auf einen Betrieb der Brennkraftmaschine
Der Parameter C kann dabei, abhängig von der Brennkraftmaschine
Ein erster Wirkmechanismus führt dazu, dass der Parameter C negative Werte annimmt. Dabei erhöht sich, wie bereits voranstehend erläutert, durch Erhöhung Ladedrucks p2 in einem Betriebspunkt, die Füllmasse des Brennraums
Ein zweiter Wirkmechanismus beruht darauf, dass sich bei erhöhtem Ladedruck p2 ein größeres Luft zu Kraftstoffverhältnis (λ) einstellt. Dadurch erhöht sich der Sauerstoffgehalt der Brennraumfüllung und damit entsprechend dem Zeldovich-Reaktion die NOx-Bildung. Ist dieser zweite Wirkungsmechanismus dominant, nimmt C positive Werte an, und es ist bei steigendem Ladedruck p2 mit steigenden NOx-Emissionen zu rechnen.A second mechanism of action is based on the fact that with increased boost pressure p 2, a larger air to fuel ratio (λ) sets. As a result, the oxygen content of the combustion chamber filling and thus increases according to the Zeldovich reaction, the NO x formation. If this second mechanism of action is dominant, C assumes positive values, and increasing NO x emissions are to be expected with increasing boost pressure p 2 .
Der Block
In Block
In Block
In einem Kennfeld
Ein Kennfeld
Der Funktionsblock
Prinzipiell ist ein die Anwendung der erfindungsgemäßen Korrekturfunktion auch bei einer Ladedrucksteuerung anwendbar, dann wird jedoch der Referenzladedruck p2,Ref aus Vergleichskennfeldern entnommen. However, in principle an application of the correction function according to the invention even with a supercharging pressure control is applicable, the reference boost pressure p 2, ref is taken from comparative maps.
Die erfindungsgemäße Korrekturfunktion nach
Die bekannte Gesamtfunktion berechnet die NOx-Rohemissionen nach folgender Gleichung 2: The known total function calculates the NO x raw emissions according to the following equation 2:
Darin ist NOx,AKT die aktuelle NOx-Konzentration in ppm, die sich in Abhängigkeit von der aktuellen Sauerstoffkonzentration O2,AKT in Massenprozent und den unter Referenzbedingungen erfassten Konzentrationen NOx,REF und O2,REF berechnen lässt. Der Exponent α ist jeweils von der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine
Erfindungsgemäß wird in oben erläuterten Gleichung 2 anstelle von NOx,REF das Ergebnis aus Gleichung 1, also NOx,Cor eingesetzt.According to the invention, in
Im Block
Der Füllungsmassenstrom ergibt sich dabei durch die allgemeine Gasgleichung in Abhängigkeit von dem bekannten Saugrohrvolumen, dem gemessenen Saugrohrdruck, der gemessenen Temperatur und der allgemeinen Gaskonstante. The filling mass flow results from the general gas equation as a function of the known intake manifold volume, the measured intake manifold pressure, the measured temperature and the general gas constant.
Der Sauerstoffstrom in das Saugrohr
Die Sauerstoffkonzentration im Abgas ist niedriger als die Sauerstoffkonzentration der Frischluft, so dass sich die resultierende Sauerstoffkonzentration im Saugrohr als Mittelwert der mit den beteiligten Frischluft- und Abgasmassen gewichteten Sauerstoffkonzentrationen im Abgas und in der Frischluft ergibt. Derartige Berechnungen werden von modernen Steuergeräten ohnehin durchgeführt und sind dem Fachmann vertraut. The oxygen concentration in the exhaust gas is lower than the oxygen concentration of the fresh air, so that the resulting oxygen concentration in the intake manifold results as the average value of the oxygen concentrations in the exhaust gas and in the fresh air, which are weighted with the fresh air and exhaust masses involved. Such calculations are carried out by modern control units anyway and are familiar to the expert.
Ein Kennfeld
Bei der bekannten Gesamtfunktion wird der Zusammenhang zwischen NOx-Rohemissionen und Sauerstoffkonzentration im Saugrohr
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1020090550585 [0004] DE 1020090550585 [0004]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011075875.5A DE102011075875B4 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Method and control device for calculating the raw NOx emissions of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011075875.5A DE102011075875B4 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Method and control device for calculating the raw NOx emissions of an internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011075875A1 true DE102011075875A1 (en) | 2012-11-22 |
DE102011075875B4 DE102011075875B4 (en) | 2024-02-22 |
Family
ID=47087887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011075875.5A Active DE102011075875B4 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Method and control device for calculating the raw NOx emissions of an internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011075875B4 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014210841A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining a nitrogen oxide emission during operation of an internal combustion engine |
DE102016200709A1 (en) | 2016-01-20 | 2017-07-20 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining an emission of nitrogen oxides during operation of an internal combustion engine |
CN112832891A (en) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 潍柴动力股份有限公司 | Method and device for correcting concentration detection value of nitrogen oxide sensor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009055058A1 (en) | 2009-12-21 | 2011-06-22 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Method for calculating nitrogen oxide-raw emission of internal combustion engine from operating parameters of internal combustion engine, involves determining oxygen concentration in suction pipe as operating characteristics |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009264221A (en) | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | ENGINE NOx EMISSION AMOUNT CALCULATING DEVICE |
US7779680B2 (en) | 2008-05-12 | 2010-08-24 | Southwest Research Institute | Estimation of engine-out NOx for real time input to exhaust aftertreatment controller |
DE102009036060A1 (en) | 2009-08-04 | 2010-10-21 | Daimler Ag | Method for determining nitrogen oxide raw emission of vehicle internal combustion engine, involves selecting multiple engine operating parameters from quantity of engine operating parameters |
-
2011
- 2011-05-16 DE DE102011075875.5A patent/DE102011075875B4/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009055058A1 (en) | 2009-12-21 | 2011-06-22 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Method for calculating nitrogen oxide-raw emission of internal combustion engine from operating parameters of internal combustion engine, involves determining oxygen concentration in suction pipe as operating characteristics |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014210841A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining a nitrogen oxide emission during operation of an internal combustion engine |
CN105275636A (en) * | 2014-06-06 | 2016-01-27 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for determining NOx emission during operation of internal combustion engine |
DE102016200709A1 (en) | 2016-01-20 | 2017-07-20 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining an emission of nitrogen oxides during operation of an internal combustion engine |
CN112832891A (en) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 潍柴动力股份有限公司 | Method and device for correcting concentration detection value of nitrogen oxide sensor |
CN112832891B (en) * | 2021-01-05 | 2022-03-01 | 潍柴动力股份有限公司 | Method and device for correcting concentration detection value of nitrogen oxide sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011075875B4 (en) | 2024-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2006069853A1 (en) | Method for the operation of an internal combustion engine | |
DE102007012604A1 (en) | A method of controlling an injection of a direct injection internal combustion engine injector and a direct injection internal combustion engine | |
EP3527810A1 (en) | Method for operating a combustion engine | |
DE102009055058B4 (en) | Method and control device for calculating the raw NOx emissions of an internal combustion engine | |
DE102012113131A1 (en) | Apparatus and method for controlling exhaust gas recirculation | |
DE102005032623B4 (en) | Method for determining the cylinder-selective soot and NOx emissions of a diesel internal combustion engine and its use | |
DE112014001724B4 (en) | Method and system for controlling an internal combustion engine | |
DE102007026945B4 (en) | Method and device for checking an exhaust gas recirculation system and computer program for carrying out the method | |
DE102019213092A1 (en) | Method for diagnosing misfires in an internal combustion engine | |
DE102004019315B4 (en) | Method for determining state variables of a gas mixture in an air gap associated with an internal combustion engine and correspondingly configured engine override | |
DE102011075875B4 (en) | Method and control device for calculating the raw NOx emissions of an internal combustion engine | |
DE102010046491A1 (en) | Method for determining emission of pollutants in combustion chamber of diesel engine of motor vehicle, involves determining oxygen concentration, pressure, temperature, air and fuel mass of chamber using statistical model of engine | |
DE102012103998B4 (en) | Exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine | |
DE102004038733A1 (en) | Method and device for operating an internal combustion engine | |
DE102006055562B4 (en) | Method and device for estimating the soot emissions of an internal combustion engine | |
EP3102813B1 (en) | Method for operating an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine | |
DE102016217222A1 (en) | Method and device for controlling the residual gas mass remaining after a gas exchange process in the cylinder of an internal combustion engine and / or the scavenging air mass purged into the exhaust manifold of the internal combustion engine during a gas exchange process | |
DE102007058234A1 (en) | Internal-combustion engine e.g. petrol engine, operating method for vehicle, involves adjusting supplied amount of air to combustion chamber of internal-combustion engine until measured value is adjusted to modeled value | |
DE102009021793B4 (en) | Method for determining nitrogen oxide emissions in the combustion chamber of a diesel engine | |
DE102013213871B4 (en) | Method and device for operating an internal combustion engine | |
DE102011007637A1 (en) | Method for computing nitrogen oxide exhaust emission of diesel engine of motor vehicle, involves applying correction function based on nitrogen oxide emissions before catalytic converter phase at temperature prevailing in suction pipe | |
DE112018002483T5 (en) | CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
DE102017219175A1 (en) | Method for determining a cylinder charge of an internal combustion engine with a variable valve lift | |
WO2011117123A1 (en) | Method and device for regulating the exhaust return rate for internal combustion engines in lean mixture operation | |
DE102010041907A1 (en) | Method for operating internal combustion engine of motor vehicle, involves determining value which has low expected error due to component tolerances of injection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |