DE102012221567A1 - Method for operating exhaust gas after-treatment device of e.g. commercial vehicle, involves forming and storing adaptation factor based on parameters of engine for adjusting actually determined model value to actual nitrogen oxide-value - Google Patents
Method for operating exhaust gas after-treatment device of e.g. commercial vehicle, involves forming and storing adaptation factor based on parameters of engine for adjusting actually determined model value to actual nitrogen oxide-value Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Steuergerät und ein Computerprogramm nach den Oberbegriffen der jeweils nebengeordneten Patentansprüche. The present invention relates to a method for operating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the subject of the invention is a control device and a computer program according to the preambles of the respective independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Beim Betreiben von Kraftfahrzeugen mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) wird aus einem Vorratstank ein flüssiges Reduktionsmittel – in der Regel eine Harnstoff-Wasser-Lösung (sog. AdBlue) – unter Druck in ein Abgasrohr der Brennkraftmaschine in Strömungsrichtung stromaufwärts eines SCR-Katalysators eingedüst. Dieses Verfahren ist aus dem Stand der Technik bekannt.When operating motor vehicles with an exhaust aftertreatment device with a selective catalytic reduction (SCR) from a storage tank, a liquid reducing agent - usually a urea-water solution (so-called AdBlue) - under pressure in an exhaust pipe of the internal combustion engine in the flow direction upstream of an SCR Catalyst injected. This method is known from the prior art.
Die Menge des einzudüsenden flüssigen Reduktionsmittels hängt von einem Stickoxid-Anteil des Abgases ab. Zur Ermittlung des Stickoxid-Anteils im Abgas sind Stickoxid-Sensoren und Stickoxid-Rohemissionsmodelle bekannt. Die
Bei Nutzfahrzeugen (Nfz) werden in der Regel den Brennkraftmaschinen und deren Abgasnachbehandlungseinrichtungen hohe Kilometer-Leistungen von mehr als 1 Million Kilometer abgefordert. Zum Betreiben solcher NKW-Brennkraftmaschinen bzw. deren Abgasnachbehandlungseinrichtungen werden bspw. die bekannten SCR-Systeme zur Stickoxid-Reduzierung des Abgases eingesetzt. Um ein solches System betreiben zu können, wird üblicherweise stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators jeweils ein Stickoxid-Sensor angeordnet. Es sind auch Konzepte bekannt, bei denen auf den stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator angeordneten Stickoxid-Sensor verzichtet wird. Da die am Markt verfügbaren Stickoxid-Sensoren eine begrenzte Lebensdauer haben, müssen diese in der Regel nach einer gewissen Zeit oder Fahrleistung (z. B. nach 400 000 km) getauscht werden, was mit Kosten verbunden ist. For commercial vehicles (commercial vehicles), the internal combustion engines and their exhaust aftertreatment devices are usually required to have high mileage levels of more than 1 million kilometers. To operate such commercial vehicle internal combustion engines or their exhaust aftertreatment devices, for example, the known SCR systems are used for nitrogen oxide reduction of the exhaust gas. In order to operate such a system, usually a nitrogen oxide sensor is arranged upstream and downstream of the SCR catalyst. Concepts are also known in which the nitrogen oxide sensor arranged upstream of the SCR catalytic converter is dispensed with. Since the available nitric oxide sensors on the market have a limited life, they usually have to be replaced after a certain time or mileage (eg after 400 000 km), which is associated with costs.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein durch den Stickoxid-Sensor im Abgasrohr aktuell ermittelter Stickoxid-Wert mit einem aktuell ermittelten Modellwert des Stickoxid-Rohemissionsmodells verglichen wird und zur Angleichung des Modellwertes an den durch den Stickoxid-Sensor ermittelten Wert ein Adaptionsfaktor gebildet und gespeichert wird. The invention is characterized in that a nitrogen oxide value currently determined by the nitrogen oxide sensor in the exhaust pipe is compared with a currently determined model value of the nitrogen oxide raw emission model and an adaptation factor is formed to approximate the model value to the value determined by the nitrogen oxide sensor is stored.
Das Ermitteln und Abspeichern des Adaptionsfaktors ist ein sehr einfacher Verfahrensschritt, der wenig Rechenleistung in dem Steuergerät der Brennkraftmaschine erfordert und sehr kostengünstig realisierbar ist. Der Adaptionsfaktor wird bevorzugt in einem Speicherbereich des Steuergeräts zum Betreiben der Abgasnachbehandlungseinrichtung abgespeichert. The determination and storage of the adaptation factor is a very simple method step, which requires little computing power in the control unit of the internal combustion engine and can be realized very inexpensively. The adaptation factor is preferably stored in a memory area of the control unit for operating the exhaust gas aftertreatment device.
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Bestimmung des Stickoxid-Werts besteht darin, dass für alle Varianten einer Brennkraftmaschine, die sich zum Beispiel hinsichtlich der Ansaugluftführung oder der Einbau-Position des Stickoxid-Sensors im Abgasrohr unterscheiden, nur ein einziges Rohemissionsmodell benötigt wird, da der erfindungsgemäße Adaptionsfaktor den Modellwert an den ermittelten Wert des Stickoxid-Sensors angleicht. Somit ist es möglich, ohne Verschlechterung der Steuerung der Brennkraftmaschine den vom Stickoxid-Sensor ermittelten Stickoxid-Wert durch den mit dem Adaptionsfaktor bevorzugt multiplizierten Modellwert des Rohemissionsmodells zu ersetzen. A major advantage of the determination according to the invention of the nitrogen oxide value is that only one single emission model is required for all variants of an internal combustion engine which differ, for example, with regard to the intake air routing or the installation position of the nitrogen oxide sensor in the exhaust pipe, since the engine according to the invention Adaptation factor adjusts the model value to the determined value of the nitrogen oxide sensor. Thus, it is possible, without deteriorating the control of the internal combustion engine to replace the nitrogen oxide value determined by the nitrogen oxide sensor by the model value of the raw emission model, which is preferably multiplied by the adaptation factor.
Das erfindungsgemäße Verfahren erkennt selbstständig die nicht mehr tolerierbaren Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors und schaltet anschließend selbstständig auf ein modifiziertes Verfahren zum ordnungsgemäßen Betreiben der Abgasnachbehandlungseinrichtung um. The method according to the invention independently recognizes the no longer tolerable reduction in the function of the nitrogen oxide sensor and then automatically switches over to a modified method for the proper operation of the exhaust gas aftertreatment device.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit der kostenverursachende Austausch des Stickoxid-Sensors nach Erreichen seiner Lebensdauer vermieden werden. The cost-replacing exchange of the nitrogen oxide sensor after reaching its lifetime can thus be avoided by the method according to the invention.
Es kann auch auf kostspielige Konstruktions-Änderungen zur Verlängerung der Lebensdauer des oder der Stickoxid-Sensoren verzichtet werden. Der über die gesamte Lebensdauer des Stickoxid-Sensors ermittelte Adaptionsfaktor zum Nachbilden des reellen Stickoxid-Werts auf der Basis des modellierten Stickoxid-Werts ist hinreichend genau, um die Abgasnachbehandlungsanlage über die gesamte Lebensdauer der Brennkraftmaschine innerhalb der vom Gesetzgeber geforderten Grenzen zu betreiben. It can also be dispensed with costly design changes to extend the life of the nitric oxide or sensors. The adaptation factor determined over the entire lifetime of the nitrogen oxide sensor for simulating the real nitrogen oxide value on the basis of the modeled nitrogen oxide value Is sufficiently accurate to operate the exhaust aftertreatment system over the entire life of the internal combustion engine within the limits required by law.
Die
Da das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt bei Kraftfahrzeugen angewandt wird, die für eine hohe Kilometerleistung ausgelegt sind, und damit die Lebensdauer des Kraftfahrzeugs die übliche Lebensdauer eines Stickoxid-Sensors überschreitet, wird weiterhin vorgeschlagen, dass nach dem Ermitteln einer alterungsbedingten und nicht mehr tolerierbaren Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors der Stickoxid-Sensor abgeschaltet bzw. stillgelegt wird. Nach der Stilllegung des Stickoxid-Sensors wird die Abgasnachbehandlungseinrichtung ausschließlich mit dem Modellwert des Stickoxid-Rohemissionsmodells und dem zuvor abgespeicherten Adaptionsfaktor betrieben. Since the inventive method is preferably used in motor vehicles, which are designed for high mileage, and thus the life of the motor vehicle exceeds the usual life of a nitric oxide sensor, it is further proposed that after determining an age-related and no longer tolerable reduction in the function the nitrogen oxide sensor is switched off or shut down the nitrogen oxide sensor. After the decommissioning of the nitrogen oxide sensor, the exhaust aftertreatment device is operated exclusively with the model value of the nitrogen oxide raw emission model and the previously stored adaptation factor.
In einem alternativen Verfahren ist es auch möglich, dass aus einer Vielzahl von im Laufe der Zeit abgespeicherten Adaptionsfaktoren ein zeitlicher Trend ermittelt wird und die Trend nach dem Abschalten des oder der Stickoxid-Sensoren fortgeschrieben wird, so dass zeitlich bedingte Veränderungen beim Betreiben der Brennkraftmaschine und der Abgasnachbehandlungseinrichtung berücksichtigt werden können. In an alternative method, it is also possible that a temporal trend is determined from a multiplicity of adaptation factors stored over time and the trend is updated after switching off the nitrogen oxide sensor or sensors, so that changes over time in operation of the internal combustion engine and the exhaust aftertreatment device can be considered.
Zum Ermitteln einer nicht mehr tolerierbaren Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors gibt es mehrere Möglichkeiten. Die einfachste Möglichkeit ist, aus Erfahrungswerten über die generelle Lebensdauer des Stickoxid-Sensors eine Lebensdauer vorzugeben. Dabei wird unterstellt, dass der Stickoxid-Sensor während dieser Zeit zuverlässige Werte liefert. Nach Erreichen der Lebensdauer wird der Stickoxid-Sensors ohne weitere Prüfung abgeschaltet.There are several possibilities for determining a no longer tolerable reduction in the function of the nitrogen oxide sensor. The simplest option is to set a lifetime based on empirical values for the general lifetime of the nitric oxide sensor. It is assumed that the nitrogen oxide sensor provides reliable values during this time. After reaching the lifetime of the nitrogen oxide sensor is turned off without further testing.
Es ist allerdings auch möglich, dass die Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors während des Betriebs ermittelt wird, indem z.B. im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs eine Abweichung der ermittelten Werte des Stickoxid-Sensors von einem tolerierten Wertebereich oder Grenzwert eines Stickoxid-Gehalts und/oder eines Sauerstoff-Gehalts im Abgas festgestellt wird. Liegen die ermittelten Werte außerhalb des Grenzwerts, wird eine nicht mehr tolerierbare Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors angenommen. Vergleichbare Ermittlungen sind bspw. auch im Leerlauf der Brennkraftmaschine möglich. Es eignen sich im Grunde alle Betriebszustände der Brennkraftmaschine, bei denen im ordnungsgemäßen Betrieb ein stark abgegrenzter, tolerierbarer Stickoxid- und/oder Sauerstoff-Gehalt im Abgas vorgegeben werden kann. Der Sauerstoff-Gehalt kann zur Überprüfung des Stickoxid-Sensors herangezogen werden, weil diese Sensoren auch den Sauerstoff-Gehalt im Abgas ermitteln können.However, it is also possible that the reduction in the function of the nitrogen oxide sensor during operation is determined by e.g. In the coasting operation of the motor vehicle, a deviation of the determined values of the nitrogen oxide sensor from a tolerated value range or limit value of a nitrogen oxide content and / or an oxygen content in the exhaust gas is ascertained. If the values determined are outside the limit value, an unacceptable reduction in the function of the nitrogen oxide sensor is assumed. Comparable investigations are, for example, even at idle the internal combustion engine possible. Basically, all operating states of the internal combustion engine are suitable, in which a strongly delimited, tolerable nitrogen oxide and / or oxygen content in the exhaust gas can be predetermined during proper operation. The oxygen content can be used to check the nitrogen oxide sensor, because these sensors can also determine the oxygen content in the exhaust gas.
Alternativ zu diesem Verfahrensschritt ist es auch möglich, dass die Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors durch Überschreiten einer Signalanstiegzeit während eines definierten Betriebszustands der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Für diese Alternative sind insbesondere die Übergänge vom Betrieb unter Last in den Schubbetrieb und umgekehrt geeignet. Es wird z.B. während solcher Übergänge die Zeitdauer bestimmt, die vergeht, bis z. B. 63% des erwarteten Signalendwerts erreicht sind. Ist diese Zeitdauer länger als erwartet, wird eine nicht mehr tolerierbare Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors angenommen. As an alternative to this method step, it is also possible for the reduction in the function of the nitrogen oxide sensor to be determined by exceeding a signal rise time during a defined operating state of the internal combustion engine. In particular, the transitions from operation under load to overrun operation and vice versa are suitable for this alternative. It is e.g. during such transitions determines the amount of time that elapses until z. B. 63% of the expected signal end value are reached. If this time longer than expected, a no longer tolerable reduction in the function of the nitrogen oxide sensor is assumed.
Wird eine derartige Alterung des Stickoxid-Sensors ermittelt, so wird der Stickoxid-Sensor stillgelegt. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass der Wert des Stickoxid-Sensors im Steuergerät zum Betreiben der Abgasnachbehandlungseinrichtung nicht mehr berücksichtigt wird. Dabei können auch entsprechende Sensorüberwachungsfunktionen stillgelegt werden. Andererseits kann der Stickoxid-Sensor auch komplett abgeschaltet und nicht mehr mit Strom versorgt werden. Auch eine Heizung des Stickoxid-Sensors ist nicht mehr nötig. Dies führt zu einer Reduzierung der benötigten elektrischen Leistung im Kraftfahrzeug.If such aging of the nitrogen oxide sensor is determined, the nitrogen oxide sensor is shut down. On the one hand, this can happen because the value of the nitrogen oxide sensor in the control unit for operating the exhaust gas aftertreatment device is no longer taken into account. In this case, corresponding sensor monitoring functions can be shut down. On the other hand, the nitrogen oxide sensor can also be switched off completely and no longer be supplied with power. A heating of the nitrogen oxide sensor is no longer necessary. This leads to a reduction of the required electrical power in the motor vehicle.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, dass abhängig von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine mehrere Adaptionsfaktoren ermittelt und gespeichert werden. So kann bspw. ein erster Adaptionsfaktor für kleine Abgasvolumenströme und ein zweiter Adaptionsfaktor für große Abgasvolumenströme ermittelt und abgespeichert werden. Ziel dabei ist es, für unterschiedliche Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine jeweils einen möglichst genauen Adaptionsfaktor zu ermitteln und abzuspeichern, damit später, nach dem Abschalten des Stickoxid-Sensors, in alle Betriebspunkten die Stickoxid-Gehalte mit ausreichender Genauigkeit berechnet werden. Die Anzahl der generierbaren Adaptionsfaktoren ist im Grunde beliebig. Lediglich aus praktischen Erwägungen wird man die Zahl beschränken. In a development of the method according to the invention, it is possible for a plurality of adaptation factors to be determined and stored as a function of at least one operating variable of the internal combustion engine. Thus, for example, a first adaptation factor for small exhaust gas volume flows and a second adaptation factor be determined and stored for large exhaust gas flow rates. The aim here is to determine and store respectively a possible very precise adaptation factor for different operating ranges of the internal combustion engine, so that later, after switching off the nitrogen oxide sensor, the nitrogen oxide contents are calculated with sufficient accuracy in all operating points. The number of generatable adaptation factors is basically arbitrary. Only for practical reasons will one limit the number.
Anstatt des Abgasvolumenstroms sind alternativ oder zusätzlich viele andere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine oder der Abgasnachbehandlungseinrichtung auswertbar. Möglich sind dabei z.B. eine Abgastemperatur, eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, eine Last der Brennkraftmaschine, eine Stickoxid-Konzentration im Abgas, ein Stickoxid-Massenstrom, eine Abgasrückführungs-Rate, eine Außentemperatur, eine Ansaugluft-Temperatur, ein Umgebungsdruck, eine Betriebsart der Brennkraftmaschine und/oder der Sauerstoffgehalt in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine.Instead of the exhaust gas volume flow, alternatively or additionally, many other operating variables of the internal combustion engine or of the exhaust gas aftertreatment device can be evaluated. It is possible, for example, an exhaust gas temperature, a speed of the internal combustion engine, a load of the internal combustion engine, a nitrogen oxide concentration in the exhaust gas, a nitrogen oxide mass flow, an exhaust gas recirculation rate, an outside temperature, an intake air temperature, an ambient pressure, an operating mode of the internal combustion engine and / or the oxygen content in a suction pipe of the internal combustion engine.
Weitere Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Es zeigen, jeweils in schematischer Form: Further advantages of the invention are the following drawings, the description and the claims can be removed. In each case, in schematic form:
In
Um den SCR-Katalysator
Das gesamte Dosiersystem umfasst neben der Dosiereinrichtung
Im Abgasrohr
Ferner umfasst das Abgasrohr
Die Sensoren
Die Funktionen der beiden Steuergeräte
Zunächst wird die Abgasnachbehandlungseinrichtung
Gleichzeitig wird über ein im Programmspeicher
Um den über das Stickoxid-Rohemissionsmodell ermittelten Wert NOxmod an den von dem Stickoxid-Sensor
Die Ermittlung des Adaptionsfaktors Fadap geschieht bevorzugt in zwei Schritten. Zunächst wird dabei ein adaptierter Stickoxid-Wert NOxadap für den Stickoxid-Sensor
- NOxadap:
- ein adaptierter NOx-Wert im Abgas
- Fadap:
- ein Adaptionsfaktor
- NOxmod:
- ein vom Rohemissionsmodell berechneter NOx-Wert
- NOx adap :
- an adapted NOx value in the exhaust gas
- Fadap :
- an adaptation factor
- NOx mod :
- an NOx value calculated by the raw emission model
Die Gl. 1 setzt die Kenntnis des Adaptionsfaktor Fadap voraus. The Gl. 1 requires the knowledge of the adaptation factor F adap .
Der Adaptionsfaktor Fadap wird nach folgender Formel ermittelt: Mit:
- K:
- Verstärkungsfaktor oder Integrationsbeiwert.
- NOxmess:
- ein vom Stickoxid-
Sensor 24 ermittelter NOx-Wert
- K:
- Gain factor or integration coefficient.
- NOx measurement :
- one from the
nitric oxide sensor 24 determined NOx value
Durch dieses Integral-Glied werden die modellierten Werte und die Mess-Werte zur Übereinstimmung gebracht. Sobald dies erreicht ist, bleibt der Adaptionsfaktor Fadap konstant.This integral element matches the modeled values and the measured values. Once this is achieved, the adaptation factor F adap remains constant.
Der Verstärkungsfaktor K berücksichtigt zum Beispiel die Varianzen aufgrund unterschiedlicher Ansaugtrakte in verschiedenen NFZ in denen die gleiche Brennkraftmaschine
Der Verstärkungsfaktor K hängt unter anderem auch von einem Abgasvolumenstrom, einem Abgasmassenstrom und/oder einer Stickoxid-Konzentration ab.The amplification factor K also depends, inter alia, on an exhaust gas volume flow, an exhaust gas mass flow and / or a nitrogen oxide concentration.
Die praktische Umsetzung in einem Steuergerät kann so erfolgen, dass der Adpationsfaktor Fadap im EEPROM gespeichert wird. Nach dem Start der Brennkraftmaschine
Der Adaptionsfaktor Fadap nimmt in der Regel Werte zwischen 0,7 und 1,5 an. Werte, die außerhalb dieses Bereichs liegen, sind mit hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft und werden deshalb nicht verwendet. The adaptation factor F adap usually assumes values between 0.7 and 1.5. Values outside of this range are likely to be incorrect and therefore not used.
Parallel zur Ermittlung des aktuellen Adaptionsfaktors Fadap wird im Verfahrensschritt
Wenn eine nicht mehr tolerierbare Alterung des Stickoxid-Sensors
Zur Feststellung einer nicht mehr tolerierbare Alterung des Stickoxid-Sensors
Eine erste Möglichkeit besteht darin, aus Erfahrungswerten die Lebensdauer eines Stickoxid-Sensors vom verwendeten Typ vorzugeben. Dabei wird davon ausgegangen wird, dass der Stickoxid-Sensor innerhalb der Lebensdauer noch zuverlässige und ausreichend genaue Mess-Werte NOxmess liefert. Mit Erreichen der Lebensdauer wird angenommen, dass der Stickoxid-Sensor
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die tatsächliche Alterung des Stickoxid-Sensors
Im Schubbetrieb findet keine Verbrennung statt, so dass kein Stickoxid, sondern unter anderem Sauerstoff im Abgas vorhanden ist. Wenn also der Stickoxid-Sensor
Weil der Stickoxid-Sensor
Eine dritte Möglichkeit ist, dass die Minderung der Funktion des Stickoxid-Sensors
Es wird z.B. während solcher Übergänge eine Zeitdauer bestimmt, die vergeht, bis z.B. 63% des erwarteten Signalendwerts erreicht sind. Ist diese Zeitdauer länger als ein vorgegebenen Grenzwert, wird eine nicht mehr tolerierbare Alterung des Stickoxid-Sensors
Wenn der Stickoxid-Sensor
Um die Abgasnachbehandlungseinrichtung
Der aktuelle Stickoxid-Gehalt wird an der Einbau-Position des Stickoxid-Sensors
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, dass abhängig von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
So kann bspw. ein erster Adaptionsfaktor Fadap1 für kleine Abgasvolumenströme ermittelt und abgespeichert werden. Ein zweiter Adaptionsfaktor Fadap2 wird für große Abgasvolumenströme ermittelt und abgespeichert. Thus, for example, a first adaptation factor F adap1 can be determined and stored for small exhaust gas volume flows. A second adaptation factor F adap2 is determined and stored for large exhaust gas volume flows.
Ziel dabei ist es, für unterschiedliche Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 2009028873 A1 [0003] DE 2009028873 A1 [0003]
- DE 102009055058 A1 [0003, 0011, 0032] DE 102009055058 A1 [0003, 0011, 0032]
- DE 102009028873 A1 [0011, 0032] DE 102009028873 A1 [0011, 0032]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210221567 DE102012221567A1 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Method for operating exhaust gas after-treatment device of e.g. commercial vehicle, involves forming and storing adaptation factor based on parameters of engine for adjusting actually determined model value to actual nitrogen oxide-value |
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DE201210221567 DE102012221567A1 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Method for operating exhaust gas after-treatment device of e.g. commercial vehicle, involves forming and storing adaptation factor based on parameters of engine for adjusting actually determined model value to actual nitrogen oxide-value |
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DE102012221567A1 true DE102012221567A1 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=50679021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210221567 Ceased DE102012221567A1 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Method for operating exhaust gas after-treatment device of e.g. commercial vehicle, involves forming and storing adaptation factor based on parameters of engine for adjusting actually determined model value to actual nitrogen oxide-value |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
DE102009028873A1 (en) | 2009-08-26 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining value of untreated nitrogen oxide emission of combustion engine, involves calculating model value of untreated nitrogen oxide emission by computer model from operating parameters of internal combustion engine |
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 |
-
2012
- 2012-11-26 DE DE201210221567 patent/DE102012221567A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009028873A1 (en) | 2009-08-26 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining value of untreated nitrogen oxide emission of combustion engine, involves calculating model value of untreated nitrogen oxide emission by computer model from operating parameters of internal combustion engine |
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 |
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