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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2013-0161451 , eingereicht am 23. Dezember 2013, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines Selektive-katalytische-Reduktion(SCR)-Katalysators, und betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators, die die Zuverlässigkeit der Korrektur, die auf die Steuerlogik, die den Betrieb des SCR-Katalysators steuert, angewendet wird, sicherstellen.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Allgemeinen wird Abgas, das von einem Verbrennungsmotor durch einen Auslasskrümmer ausströmt, in einen katalytischen Konverter, der an einem Abgasrohr montiert ist, eingeleitet und in diesem gereinigt. Danach wird das Geräusch des Abgases verringert, während es durch einen Schalldämpfer passiert, und das Abgas wird dann durch ein Endrohr in die Umgebungsluft ausgestoßen. Der katalytische Konverter reinigt bzw. verringert die Schadstoffe, die in dem Abgas enthalten sind. Zusätzlich ist ein Rußfilter zum Einfangen von Staub bzw. Rußpartikeln, die in dem Abgas enthalten sind, in dem Abgasrohr montiert.
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Ein Selektive-katalytische-Reduktion(SCR)-Katalysator ist ein Typ so eines katalytischen Konverters.
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Ein Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Harnstoff, Ammoniak, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff (HC), reagiert in dem SCR-Katalysator besser mit Stickoxid als mit Sauerstoff.
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Ein Abgassystem eines Fahrzeugs, das mit dem SCR-Katalysator ausgestattet ist, weist einen Harnstofftank und ein Dosiermodul auf. Das Dosiermodul bringt Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Harnstoff, in das Abgas, das durch das Abgasrohr passiert bzw. strömt, ein (zum Beispiel spritzt es das Reduktionsmittel ein), wodurch der SCR-Katalysator das Stickoxid effizient reinigt bzw. reduziert.
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Das Reduktionsmittel, das von dem Dosiermodul eingebracht wird, wird in dem SCR-Katalysator absorbiert, wird, wenn das Abgas, das das Stickoxid enthält, durch den SCR-Katalysator passiert, freigesetzt und reagiert mit dem Stickoxid. Wenn von dem Dosiermodul übermäßig viel Reduktionsmittel eingebracht wird, wird ein Teil des Reduktionsmittels nicht in dem SCR-Katalysator absorbiert, sondern strömt durch den SCR-Katalysator. Typischerweise wird Ammoniak als Reduktionsmittel des SCR-Katalysators verwendet. Wenn Ammoniak durch den SCR-Katalysator durchströmt und aus diesem ausströmt, kann das ausgeströmte Ammoniak Gestank verursachen und zu Kundenbeschwerden führen. Andererseits, wenn das Dosiermodul nicht genug Reduktionsmittel einbringt, kann das Stickoxid, das in dem Abgas enthalten ist, nicht ausreichend entfernt bzw. reduziert werden und wird zur Umgebung des Fahrzeugs ausgestoßen. Daher sollte die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Dosiermodul eingebracht wird, präzise gesteuert werden.
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In einem konventionellen Verfahren zum Ermitteln der Menge des Reduktionsmittels wird die Menge von Reduktionsmittel gemäß Fahrzuständen mittels Experimenten ermittelt und in einer Karte bzw. einen Kennfeld gespeichert, und die einzubringende Menge des Reduktionsmittels gemäß dem momentanen Fahrzustand wird aus der Karte ermittelt. Da es jedoch Millionen von Fahrzuständen gibt, die die einzubringende Menge von Reduktionsmittel beeinflussen, ist die Ausarbeitung der Karte ein anstrengender und teurer Vorgang.
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Zusätzlich, da sich der Fahrzustand schnell ändert, erzeugt eine Messeinrichtung einen Fehler, und da die Experimente bei der Ausarbeitung der Karte nicht unter allen Fahrzuständen durchgeführt werden können, hat die Karte selbst einen Fehler. Um die Fehler zu verringern, wird die Karte korrigiert. Es ist jedoch sehr schwierig, immanente Beschränkungen wie zum Beispiel den Fehler des Messgerätes und eine schnelle Änderung des Fahrzustandes zu kompensieren. Insbesondere, in dem Fall, dass ein Fahrzeug auf einer Straße fährt, wird ein spezifischer Fahrzustand für eine sehr kurze Zeit beibehalten, und ein Fehler, der unter diesem spezifischen Fahrzustand ermittelt wurde, reflektiert nicht notwendigerweise die tatsächlichen Eigenschaften des SCR-Katalysators.
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Zwischenzeitlich kann ein Fehler in einem spezifischen System, wenn eine Steuerlogik korrigiert wird, nicht konvergieren sondern kann divergieren. Zusätzlich kann eine Konvergenzgeschwindigkeit des Fehlers sehr gering sein. In diesem Fall kann es besser sein, die Steuerlogik zurückzusetzten und neu zu korrigieren, als die zuvor korrigierte Steuerlogik (erneut) zu korrigieren.
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Die Informationen, die in diesem Abschnitt Hintergrund der Erfindung offenbart sind, dienen nur zur Verbesserung des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung, und sollten nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Andeutung verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik, wie er einem Fachmann schon bekannt ist, bilden.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, ein Verfahren und ein System bereitzustellen zum Ermitteln von Eignung von (einer) Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators, die die Vorteile haben, dass ermittelt wird, ob die Korrektur geeignet ist, und dass Parameter der Steuerlogik auf Standardwerte zurückgesetzt werden, wenn die Korrektur nicht geeignet ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Ermitteln der Eignung/Geeignetheit von einer Korrektur für eine Steuerlogik eines Selektive-katalytische-Reduktion(SCR)-Katalysators (z.B. für ein Kraftfahrzeug, z.B. PKW) aufweisen: Ermitteln einer Eignungsfunktion der Korrektur basierend auf einem vorherigen (z.B. unmittelbar vorhergehenden) Fehler und einem momentanen Fehler, wenn die Korrektur hätte durchgeführt worden können (bzw. durchgeführt wurde), Ermitteln eines Eignungskoeffizienten basierend auf der Eignungsfunktion der Korrektur, Ermitteln, ob die Korrektur geeignet (z.B. passend, z.B. angemessen) ist, basierend auf der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten, und Zurücksetzen der Steuerlogik, wenn die Korrektur nicht geeignet ist.
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Ermitteln, ob die Korrektur geeignet ist, kann beispielsweise (z.B. nur) dann durchgeführt werden, wenn die Anzahl der Korrekturen größer ist als eine Referenzanzahl.
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Die Korrektur kann beispielsweise dann nicht geeignet bzw. ungeeignet sein, wenn eine Differenz (z.B. eine Differenz der jeweiligen Beträge) zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer ist als eine Referenzabweichung. Optional kann die Korrektur gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dann geeignet bzw. passend sein, wenn eine Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer ist als eine Referenzabweichung.
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Die Eignungsfunktion der Korrektur kann beispielsweise ein Wert zwischen –1 und 1 sein.
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Der Eignungskoeffizient kann beispielsweise ermittelt werden mittels Hinzufügens/Addierens der Eignungsfunktion der Korrektur zu einem vorherigen (z.B. unmittelbar vorhergehenden) Eignungskoeffizienten.
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Wenn die Korrektur geeignet ist, kann das Verfahren beispielsweise ferner aufweisen Speichern des momentanen Fehlers.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Ermitteln der Eignung/Geeignetheit von Korrektur (z.B. einer Korrektur) für eine Steuerlogik eines Selektive-katalytische-Reduktion(SCR)-Katalysators aufweisen: die Steuerlogik, die eine Einbringmenge (z.B. Einspritzmenge) von Reduktionsmittel für den SCR-Katalysator ermittelt, und eine Steuereinrichtung, die zumindest Einbringen (z.B. Einspritzen) des Reduktionsmittels gemäß der Einbringmenge des Reduktionsmittels steuert, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Eignungsfunktion der Korrektur zu ermitteln basierend auf einem vorherigen Fehler und einem momentanen Fehler, wenn die Korrektur hätte durchgeführt werden können (z.B. durchgeführt wurde), einen Eignungskoeffizienten zu ermitteln basierend auf der Eignungsfunktion der Korrektur, zu ermitteln, ob die Korrektur geeignet ist, basierend auf der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten, und die Steuerlogik zurückzusetzten, wenn die Korrektur nicht geeignet ist.
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Die Steuereinrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, (z.B. nur) dann zu ermitteln, ob die Korrektur geeignet ist, wenn die Anzahl der Korrekturen größer ist als eine Referenzanzahl.
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Die Steuereinrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, zu ermitteln (z.B. festzustellen), dass die Korrektur ungeeignet bzw. nicht geeignet ist, wenn eine Differenz (z.B. Abweichung) zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer ist (z.B. hinsichtlich des Betrages) als eine Referenzabweichung. Optional kann Steuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu eingerichtet sein, zu ermitteln, dass die Korrektur dann geeignet bzw. passend ist, wenn die Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer ist als eine Referenzabweichung
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Die Eignungsfunktion der Korrektur kann beispielsweise ein Wert zwischen –1 und 1 sein bzw. einen solchen Wert annehmen.
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Der Eignungskoeffizient kann beispielsweise ermittelt werden mittels Hinzufügens/Addierens der Eignungsfunktion der Korrektur zu einem vorherigen (z.B. unmittelbar vorhergehenden) Eignungskoeffizienten.
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Die Steuereinrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, den momentanen Fehler zu speichern, wenn die Korrektur geeignet ist.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, die in den begleitenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären, beschrieben sind oder aus diesen deutlich werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines exemplarischen Abgassystems mit dem ein System zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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Die 2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Beziehung bzw. einen Zusammenhang zwischen Eingabe und Ausgabe einer Steuereinrichtung eines Abgassystems, mit dem eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, zeigt.
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Die 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 4 zeigt einen Graph, der einen Eignungskoeffizienten und die Anzahl der Korrekturen zeigt, wenn die Korrektur geeignet ist.
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Die 5 zeigt einen Graph, der einen Eignungskoeffizienten und die Anzahl der Korrekturen zeigt, wenn die Korrektur nicht geeignet ist.
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Die angehängten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und zeigen unter Umständen eine etwas vereinfachte Darstellung von zahlreichen Merkmalen, die veranschaulichend sind für die Grundprinzipien der Erfindung. Die spezifischen Aufbaumerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart wird, inklusive zum Beispiel spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, wird zum Teil durch die im Besonderen angedachte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen durchgängig auf dieselben oder wesensgleiche Teile der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Es wird nun detailliert Bezug genommen auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, wird deutlich werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen einzuschränken. Im Gegenteil, die Erfindung ist dazu gedacht, nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen abzudecken, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sind.
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Im Folgenden wird eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Die 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines exemplarischen Abgassystems, mit dem ein System zum Ermitteln von Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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Wie es in der 1 gezeigt ist, wird Stickoxid in dem Abgas entfernt, während das Abgas, das in einem Verbrennungsmotor 20 erzeugt wird, durch einen Selektive-katalytische-Reduktion(SCR)-Katalysator 40 passiert. Falls erforderlich, kann ein Rußfilter zum Fangen von Rußpartikeln bzw. Staubpartikeln, die in dem Abgas enthalten sind, und/oder ein Oxidationskatalysator zum Oxidieren von Kohlenmonoxid oder Kohlenwasserstoff, die in dem Abgas enthalten sind, benutzt werden. Das Abgassystem, das in der 1 gezeigt ist, zeigt einen vereinfachten Aufbau eines Abgassystems, mit dem die Erfindung gemäß Ausführungsformen verwendet werden kann, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das Abgassystem, das in der 1 gezeigt ist, beschränkt.
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Der Verbrennungsmotor 20 verbrennt eine Luft/Kraftstoff-Mischung, in der Kraftstoff und Luft gemischt sind, um chemische Energie in mechanische Energie zu verwandeln. Der Verbrennungsmotor 20 ist mit einem Einlasskrümmer verbunden, um die Luft in eine Verbrennungskammer aufzunehmen, und ist mit einem Auslasskrümmer verbunden, so dass das Abgas, das bei dem Verbrennungsprozess erzeugt wird, in dem Auslasskrümmer gesammelt wird und zur Umgebung ausgelassen wird. Ein Injektor ist in der Verbrennungskammer montiert, um den Kraftstoff in die Verbrennungskammer hinein einzubringen (z.B. einzuspritzen).
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Eine Einlassleitung (z.B. Einlassrohr) 10 ist mit dem Einlasskrümmer des Verbrennungsmotors 20 verbunden und ist eingerichtet, um dem Verbrennungsmotor 20 die Luft zuzuführen. Ein Luftströmungsmesser bzw. Luftmassenmesser 12 (Hierin auch kurz „Luftströmungsmesser) ist an bzw. in der Einlassleitung 10 montiert und detektiert eine Strömungsrate (z.B. Strömungeschwindigkeit, z.B. Luftmenge (z.B. pro Zeit), z.B. Luftmasse (z.B. pro Zeit)) der Luft, die durch die Einlassleitung 10 passiert.
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Eine Auslassleitung (z.B. Auslassrohr) 30 ist mit dem Auslasskrümmer verbunden und ist eingerichtet, um das Abgas zur Umgebung eines Fahrzeugs auszulassen.
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Der SCR-Katalysator 40 ist an bzw. in der Auslassleitung 30 montiert und ist eingerichtet, um die Stickoxide, die in dem Abgas enthalten sind, unter Benutzung von Reduktionsmittel zu Stickstoffgas zu reduzieren.
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Zu diesem Zweck weist das Abgassystem ferner einen Harnstofftank, eine Harnstoffpumpe und ein Dosiermodul 34 auf. Zur deutlichen Darstellung und Beschreibung sind der Harnstofftank und die Harnstoffpumpe nicht in den Figuren gezeigt. In dieser Beschreibung wird mittels des Dosiermoduls 34 Harnstoff eingebracht (z.B. eingespritzt), aber die Erfindung ist nicht darauf eingeschränkt, dass das Dosiermodul 34 nur Harnstoff einbringt. Das heißt, das Dosiermodul 34 kann Ammoniak einbringen. Ferner kann ein anderes Reduktionsmittel als Ammoniak zusammen mit dem Ammoniak oder alleine für sich eingebracht werden.
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Das Dosiermodul 34 bringt den Harnstoff, der mittels der Harnstoffpumpe gepumpt wird, in die Auslassleitung 30 ein. Das Dosiermodul 34 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 20 und dem SCR-Katalysator 40 an bzw. in der Auslassleitung 30 montiert und bringt den Harnstoff in das Abgas ein, bevor dieses in den SCR-Katalysator 40 eintritt. Der Harnstoff, der in das Abgas eingebracht wurde, zerfällt zu Ammoniak, und das Zerfallsprodukt Ammoniak bzw. das weiter-zerfallene Ammoniak wird als Reduktionsmittel für das Stickoxid verwendet. In dieser Beschreibung und den Ansprüchen schließt das Reduktionsmittel, das mittels des Dosiermoduls 34 eingebracht wird, gemäß Ausführungsformen alle Materialien bzw. Stoffe ein, die als Reduktionsmittel dienen bzw. zu einem Reduktionsmittel umgewandelt werden.
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Der Harnstofftank, die Harnstoffpumpe und das Dosiermodul, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, sind Beispiele für Reduktionsmittel-Zuführvorrichtungen, und die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf diese Beispiele für Reduktionsmittel-Zuführvorrichtungen. Das bedeutet, dass andere Arten von Reduktionsmittel-Zuführvorrichtungen gemäß exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung benutzt werden können.
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Das Abgassystem weist ferner auf eine Mehrzahl von Sensoren, einschließlich eines ersten Stickoxid(NOx)-Sensors 32, eines Temperatursensors 36 und eines zweiten Stickoxid-Sensors 38.
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Der erste Stickoxid-Sensor 32 ist stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 in bzw. an der Auslassleitung 30 montiert und detektiert eine Stickstoffkonzentration, die stromaufwärts von dem SCR-Katalysator in dem Abgas enthalten ist. In zahlreichen Ausführungsformen kann die Stickoxid-Konzentration stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 basierend auf einer Abgas-Strömungsrate, Betriebsgeschichte des Verbrennungsmotors, Temperatur des SCR-Katalysators 40, Einbringmenge des Reduktionsmittels und/oder Menge des Reduktionsmittels, das in dem SCR-Katalysator 40 absorbiert ist, vorhergesagt werden anstatt den ersten Stickoxid-Sensor 32 zu benutzen.
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Der Temperatursensor 36 ist an bzw. in der Auslassleitung 30 stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 oder in dem SCR-Katalysator 40 montiert und detektiert die Temperatur des Abgases stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 bzw. in dem SCR-Katalysator 40. Zum besseren Verständnis und zur einfacheren Beschreibung kann die Temperatur des SCR-Katalysators 40 hierin sowohl die Temperatur des Abgases stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 sein als auch die Temperatur des Abgases in dem SCR-Katalysator 40 sein.
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Der zweite Stickoxid-Sensor 38 ist stromabwärts von dem SCR-Katalysator 40 an bzw. in der Auslassleitung 30 montiert und detektiert die Stickoxidkonzentration, die stromabwärts von dem SCR-Katalysator 40 in dem Abgas enthalten ist.
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Das Abgassystem weist ferner eine Steuereinrichtung 50 auf. Die Steuereinrichtung 50 steuert den Betrieb des Injektors und des Dosiermoduls 34 basierend auf den detektierten Werten des ersten und des zweiten Stickoxid-Sensors 32, 38 sowie des Temperatursensors 36.
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Die Steuereinrichtung 50 kann die Abgasströmungsrate basierend auf einer Strömungsrate der Luft, die durch die Einlassleitung 10 passiert, ermitteln.
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Die Steuereinrichtung 50 weist ferner ein Reaktionsmodell 60 des SCR-Katalysators 40 zum Vorhersagen der Reaktion des SCR-Katalysators 40 auf. Das Reaktionsmodell 60 ist mittels m Parametern definiert. Hier ist m eine natürliche Zahl. Zum Beispiel können die Parameter solche Parameter aufweisen, die die Geschwindigkeit der Reinigung/Reduzierung des Stickoxids betreffen, Parameter, die die Geschwindigkeit der Oxidation des Ammoniaks betreffen, Parameter, die die absorbierte Menge an Ammoniak betreffen, usw. Zusätzlich ist das Reaktionsmodell 60 zumindest dazu eingerichtet, die Stickoxidkonzentration, die in dem Abgas stromabwärts von dem SCR-Katalysator 40 enthalten ist, vorherzusagen und eine Ziel-Einbringmenge des Reduktionsmittels (zum Beispiel Ziel-Einbringmenge des Harnstoffs) zu ermitteln. Ein Fehler kann ermittelt werden mittels Vergleichens der vorhergesagten Stickoxidkonzentration mit derjenigen Stickoxidkonzentration, die mittels des zweiten Stickoxid-Sensors 38 detektiert ist bzw. wird. Zusätzlich hat das Reaktionsmodell 60 n Eingabevariablen. Hier ist n eine natürliche Zahl, die kleiner ist als m. Die Eingabevariablen können die Auslass-Strömungsrate, die Stickoxidkonzentration, die in dem Abgas stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 enthalten ist, die Einbringmenge an Reduktionsmittel und die Temperatur des SCR-Katalysators 40 aufweisen, sind aber nicht auf diese beschränkt.
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Beispielsweise wird das Reaktionsmodell 60 als Steuerlogik zum Steuern des Betriebes des SCR-Katalysators 40 benutzt. Die Steuerlogik kann eine von verschiedenen Steuerlogiken sein, wie zum Beispiel eine Steuerlogik, die die Einbringmenge des Reduktionsmittels ermittelt unter Benutzung einer Karte bzw. eines Kennfeldes, und zum Beispiel eine Steuerlogik, die die Einbringmenge des Reduktionsmittels ermittelt unter Benutzung von spezifischen Variablen. Da die vorliegende Erfindung mit allen Steuerlogiken zum Steuern des Betriebes des SCR-Katalysators 40 verwendet werden kann, sind alle Steuerlogiken zum Steuern des Betriebes des SCR-Katalysators 40 im Sinn und Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Die Steuereinrichtung 50 weist ferner eine Korrekturlogik 70 zum Korrigieren der Parameter unter Benutzung des Fehlers auf. Die Korrekturlogik 70 kann zumindest eine Korrekturfunktion f1, f2, ...., und fl aufweisen. Die Korrekturlogik 70 ist eingerichtet, um einen Korrekturkoeffizienten unter Benutzung der Eingabevariablen und des Fehlers zu ermitteln. Die Steuereinrichtung 50 korrigiert die Parameter gemäß bzw. entsprechend dem Korrekturkoeffizienten.
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Die 2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Beziehung bzw. einen Zusammenhang von Eingabe und Ausgabe einer Steuereinrichtung eines Abgassystems, mit dem eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, zeigt.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, werden die Eingabevariablen, die mittels eines Eingabevariable-Detektors 1 detektiert sind bzw. werden, zu der Steuereinrichtung 50 übertragen, und die Steuereinrichtung 50 steuert das Dosiermodul 34 basierend auf den Eingabevariablen. Der Eingabevariable-Detektor 1 weist den Luftströmungsmesser 12, den ersten Stickoxid-Sensor (NOx-Sensor) 32, den Temperatursensor 36 und den zweiten Stickoxid-Sensor (NOx-Sensor) 38 auf.
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Der Luftströmungsmesser 12 detektiert die Strömungsrate (z.B. Strömungsgeschwindigkeit, z.B. Menge, z.B. Masse) der Luft, die durch die Einlassleitung 10 passiert, und überträgt ein dazu korrespondierendes Signal zu der Steuereinrichtung 50. Die Steuereinrichtung 50 kann die (Abgas-)Auslassströmungrate basierend auf der (Einlass-)Strömungsrate der Luft ermitteln.
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Der erste Stickoxid-Sensor 32 detektiert die Stickoxidkonzentration, die stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 in dem Abgas enthalten ist, und überträgt ein dazu korrespondierendes Signal zu der Steuereinrichtung 50.
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Der Temperatursensor 36 detektiert die Temperatur des SCR-Katalysators 40 und überträgt ein dazu korrespondierendes Signal zu der Steuereinrichtung 50.
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Der zweite Stickoxid-Sensor 38 detektiert die Stickoxidkonzentration, die stromabwärts von dem SCR-Katalysator 40 in dem Abgas enthalten ist, und überträgt ein dazu korrespondierendes Signal zu der Steuereinrichtung 50.
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Die Steuereinrichtung 50 ermittelt die Ziel-Einbringmenge des Reduktionsmittels mittels Einsetzens der Auslassströmungsrate, der Stickoxidkonzentration, die stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 in dem Abgas enthalten ist, der Einbringmenge des Reduktionsmittels sowie der Temperatur des SCR-Katalysators 40 in das Reaktionsmodell 60, und steuert das Dosiermodul 34 gemäß der Ziel-Einbringmenge des Reduktionsmittels.
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Die Steuereinrichtung 50 sagt die Stickoxidkonzentration, die stromabwärts von dem SCR-Katalysator 40 in dem Abgas enthalten ist, vorher mittels des Einsetzens der Auslassströmungsrate, der Stickoxidkonzentration, die stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 42 in dem Abgas enthalten ist, der Einbringmenge des Reduktionsmittels sowie der Temperatur des SCR-Katalysators 40 in das Reaktionsmodell 60. Zusätzlich ermittelt die Steuereinrichtung 50 den Fehler zwischen der vorhergesagten Stickoxidkonzentration und der Stickoxidkonzentration, die mittels des zweiten Stickoxid-Sensors 38 detektiert ist bzw. wurde.
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Ferner ermittelt die Steuereinrichtung 50 den Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren der Parameter mittels Einsetzens des Fehlers, der Auslassströmungsrate, der Stickoxidkonzentration, die stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 40 in dem Abgas enthalten ist, sowie der Temperatur des SCR-Katalysators 40 in die Korrekturlogik 70, und korrigiert die Parameter gemäß dem Korrekturkoeffizienten.
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Die Steuereinrichtung 50 kann realisiert sein bzw. werden mittels eines oder mehrerer Prozessoren, die mittels eines vorbestimmten Programms bzw. einer Software betrieben werden, und das vorbestimmte Programm kann so programmiert sein, dass es die (zum Beispiel alle) Schritte eines Verfahrens zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführt bzw. durchführt.
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Die Steuereinrichtung 50 kann einen Datenspeicher aufweisen. Das Reaktionsmodell 60 und die Korrekturlogik 70 können in dem Datenspeicher gespeichert sein. Zusätzlich können ein Fehler, ein Eignungskoeffizient und die Anzahl der Korrekturen (zum Beispiel auch mehrere von den genannten) in dem Datenspeicher gespeichert sein bzw. werden. Der Datenspeicher kann zusätzlich ein nicht-flüchtiger Datenspeicher sein.
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Die 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie es in der 3 gezeigt ist, beginnt ein Verfahren zum Ermitteln der Eignung einer Korrektur für eine Steuerlogik eines SCR-Katalysators mit Detektieren der Eingabevariablen (zum Beispiel Eingangsvariablen) im Schritt S110. Die Eingabevariablen können aufweisen die Auslassströmungsrate, die Stickoxidkonzentration, die stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 42 in dem Abgas enthalten ist, die Einbringmenge des Reduktionsmittels sowie die Temperatur des SCR-Katalysators 40.
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Wenn die Eingabevariablen detektiert sind, ermittelt die Steuereinrichtung 50 im Schritt S120, ob eine Korrektur-notwendig-Bedingung erfüllt ist. Die Korrektur-notwendig-Bedingung ist erfüllt, wenn der Fehler zwischen der vorhergesagten Stickoxidkonzentration und der Stickoxidkonzentration, die mittels des zweiten Stickoxid-Sensors 38 detektiert ist bzw. wurde, unter den momentanen Eingabevariablen größer ist als ein vorbestimmter Wert. Der vorbestimmte Wert kann durch den Fachmann passend bzw. angemessen eingestellt sein bzw. werden.
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Wenn die Korrektur-notwendig-Bedingung im Schritt S120 nicht erfüllt ist, kehrt das Verfahren zum Schritt S110 zurück.
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Wenn die Korrektur-notwendig-Bedingung im Schritt S120 erfüllt ist, ermittelt die Steuereinrichtung 50 im Schritt S130, ob eine Korrektur-praktikabel-Bedingung erfüllt ist. Die Korrektur-praktikabel-Bedingung ist erfüllt, wenn die momentane Temperatur des SCR-Katalysators 40 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt und die momentane Auslassströmungsrate innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Auslassströmungsrate liegt. Wenn zum Beispiel die Temperatur des SCR-Katalysators 40 zu niedrig ist oder wenn die Auslassströmungsrate zu gering ist, kann die Stickoxidkonzentration, die mittels des Reaktionsmodells 60 vorhergesagt wird, bedeutungslos sein. Wenn die Parameter basierend auf den bedeutungslosen Werten korrigiert werden, kann die Verlässlichkeit der Korrektur niedrig sein, und eine unnötige Korrektur kann durchgeführt bzw. wiederholt werden. Daher wird die Korrektur nur dann durchgeführt, wenn die Reaktion des SCR-Katalysators 40, die mittels des Reaktionsmodells 60 vorhergesagt wird, die Reaktion, die tatsächlich in dem SCR-Katalysator 42 auftritt bzw. abläuft, anzeigen kann.
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Wenn die Korrektur-praktikabel-Bedingung im Schritt S130 nicht erfüllt ist, kehrt das Verfahren zum Schritt S110 zurück.
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Wenn die Korrektur-praktikabel-Bedingung im Schritt S130 erfüllt ist, korrigiert die Steuereinrichtung 50 die Steuerlogik im Schritt S140. Zum Beispiel wird der Korrekturkoeffizient ermittelt mittels Eingebens des Fehlers und der Eingabevariablen in die Korrekturlogik 70, und eine Mehrzahl von Parametern, die die Steuerlogik definieren, kann gemäß dem Korrekturkoeffizienten korrigiert werden.
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Zusätzlich, wenn die Steuereinrichtung 50 die Korrektur durchgeführt bzw. ausführt, wird im Schritt S150 die Anzahl der Korrekturen gezählt. Das bedeutet, die die momentane Anzahl der Korrekturen wird ermittelt mittels Addierens von 1 (eins) zu der vorherigen Anzahl der Korrekturen.
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Danach ermittelt die Steuereinrichtung 50 im Schritt S160 eine Eignungsfunktion der Korrektur. Die Eignungsfunktion der Korrektur wird bzw. ist ermittelt basierend auf einem vorherigen Fehler (der Fehler, der nach der vorherigen Korrektur ermittelt wurde) und einem momentanen Fehler (der Fehler, der nach der momentanen Korrektur ermittelt ist bzw. wird). Wenn zum Beispiel der momentane Fehler kleiner ist als der vorherige Fehler, kann die Eignungsfunktion der Korrektur 1 (eins) sein. Zusätzlich, wenn der momentane Fehler größer ist als der vorherige Fehler, kann die Eignungsfunktion der Korrektur –1 (minus eins) sein. Die Eignungsfunktion der Korrektur kann ein Wert zwischen –1 (minus eins) und 1 (plus eins) sein.
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Wenn die Eignungsfunktion der Korrektur im Schritt S160 ermittelt ist bzw. wurde, ermittelt die Steuereinrichtung im Schritt S170 einen Eignungskoeffizienten. Der Eignungskoeffizient wird ermittelt mittels Addierens der Eignungsfunktion der Korrektur zu dem vorherigen Eignungskoeffizient. Zum Beispiel wird der Eignungskoeffizient ermittelt mittels Aufsummierens der vorzeichenbehafteten Eignungsfunktionen. Zum Beispiel ist ein Anfangswert bzw. Defaultwert des Eignungskoeffizienten Null.
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Danach ermittelt die Steuereinrichtung 50 im Schritt S180, ob die Anzahl der Korrekturen größer ist als eine Referenzanzahl. Wenn die Korrekturen einige Male durchgeführt wurden, ist die Steuerlogik wegen ungenügender Korrekturergebnisse daran gehindert, (wieder) korrigiert zu werden. Zusätzlich wird gemäß Ausführungsformen der Erfindung die Eignung nur dann ermittelt (z.B. festgestellt), wenn die Korrekturen (z.B. maximal) so oft durchgeführt wurden, dass die Anzahl der Durchführungen der Referenzanzahl entspricht, so dass die Verlässlichkeit der Ermittlung der Eignung sichergestellt werden kann.
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Wenn die Anzahl der Korrekturen im Schritt S180 kleiner oder gleich der Referenzanzahl ist, kehrt das Verfahren zum Schritt S110 zurück.
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Wenn im Schritt S180 die Anzahl der Korrekturen größer ist als die Referenzanzahl, ermittelt die Steuereinrichtung 50 im Schritt S190, ob eine Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer ist als eine Referenzabweichung.
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Wenn im Schritt S190 die Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten kleiner oder gleich der Referenzabweichung ist, wird ermittelt, dass die Korrektur geeignet ist und es wird der momentane Fehler im Schritt S210 gespeichert. Danach kehrt das Verfahren zurück zum Schritt S110.
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Wenn im Schritt S190 die Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer ist als die Referenzabweichung, wird ermittelt, dass die Korrektur nicht geeignet ist, und der Korrekturkoeffizient wird im Schritt S200 zurückgesetzt. Zum Beispiel können die Parameter, die das Reaktionsmodell 60 definieren, auf Ausgangswerte (z.B. Default-Werte, z.B. Standard-Werte) zurückgesetzt werden. Danach kehrt das Verfahren zum Schritt S110 zurück.
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Die 4 zeigt einen Graph, der die Anzahl der Korrekturen und einen Eignungskoeffizienten veranschaulicht, wenn die Korrektur geeignet ist, und die 5 zeigt einen Graph, der einen Eignungskoeffizienten und die Anzahl der Korrekturen veranschaulicht, wenn die Korrektur nicht geeignet ist. In den 4 und 5 zeigt eine gestrichelte Linie die Anzahl der Korrekturen an, und eine durchgezogene Linie zeigt den Eignungskoeffizienten an.
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Mit Bezug auf die 4 steigt wie Anzahl der Korrekturen schrittweise von 1 bis 5 an, wenn die (z.B. fünf) Korrekturen durchgeführt werden. Der Eignungskoeffizient nimmt bei der zweiten Korrektur zu (weil der Fehler bei der zweiten Korrektur kleiner ist als der Fehler bei der ersten Korrektur), und nimmt bei der dritten Korrektur ab (weil der Fehler bei der dritten Korrektur größer ist als der Fehler bei der zweiten Korrektur). Danach nimmt der Eignungskoeffizient beim Ausführen der Korrekturen kontinuierlich zu, da der Fehler abnimmt. Daher ist die Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten klein bzw. gering. In diesem Fall wird ermittelt, dass die Korrektur geeignet ist.
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Mit Bezug auf die 5 steigt die Anzahl der Korrekturen schrittweise von 1 bis 5 an, wenn die Korrekturen durchgeführt werden. Jedoch nimmt, wenn die Korrekturen durchgeführt werden, der Eignungskoeffizient ab, da der Fehler zunimmt. Daher wird, wenn die Anzahl der Korrekturen größer als eine vorbestimmte Anzahl ist, die Differenz zwischen der Anzahl der Korrekturen und dem Eignungskoeffizienten größer als die Referenzabweichung. In diesem Fall wird ermittelt, dass die Korrektur nicht geeignet ist, und der Korrekturkoeffizient wird zurückgesetzt.
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Wie es oben beschrieben ist, wird gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verlässlichkeit der Korrektur sichergestellt, da ermittelt wird, ob die Korrektur geeignet ist.
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Zusätzlich, da die Parameter der Steuerlogik auf Ausgangswerte zurückgesetzt werden, wenn die Korrektur nicht geeignet ist, kann die Eignung der Korrekturen schnell wiederhergestellt werden.
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Die oben stehende Beschreibung von spezifischen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zwecke der Illustration und Beschreibung gemacht. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein, oder um die Erfindung genau auf die offenbarten Formen einzuschränken, und es sind offensichtlich zahlreiche Abwandlungen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0161451 [0001]
