DE102015214312A1 - Method and system for determining pollutant concentration in an exhaust stream - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Bestimmen der Konzentration, bei welchen ein Abgasmassenstrom (m. Abgas,up(t)) im Abgasstrom (25, 26) der Brennkraftmaschinenanordnung (100) bestimmt wird, mittels einer Lambdasondeneinrichtung (52) ein Restsauerstoffanteil (Oup) im Abgasstrom (25, 26) der Brennkraftmaschinenanordnung (100) gemessen wird und aus einem funktionalen Zusammenhang des bestimmten Abgasmassenstroms (m. Abgas,up(t)) und des mit der Lambdasondeneinrichtung (52) gemessenen Restsauerstoffanteils (Oup) ein Wert für die Konzentration ([X], CO[g], NOx[g]) der Schadstoffkomponente (CO, NOx) bestimmt wird, wobei die Lambdasondeneinrichtung (52) zur Messung des Restsauerstoffanteils (Oup) unmittelbar stromabwärts zur Brennkraftmaschine (10) und stromaufwärts zu einem – insbesondere ersten – Katalysator (30) der Brennkraftmaschinenanordnung (100) angeordnet ist.The present invention relates to a system and a method for determining the concentration at which an exhaust gas mass flow (with exhaust gas, up (t)) in the exhaust gas flow (25, 26) of the internal combustion engine arrangement (100) is determined by means of a lambda probe device (52) Residual oxygen content (Oup) in the exhaust gas flow (25, 26) of the internal combustion engine arrangement (100) is measured and from a functional relationship of the determined exhaust gas mass flow (m.Aghaust, up (t)) and the measured with the Lambdasondeneinrichtung (52) residual oxygen content (Oup) Value for the concentration ([X], CO [g], NOx [g]) of the pollutant component (CO, NOx) is determined, wherein the Lambdasondeneinrichtung (52) for measuring the residual oxygen content (Oup) immediately downstream of the internal combustion engine (10) and upstream of a - in particular first - catalyst (30) of the engine assembly (100) is arranged.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Schadstoffkonzentration in einem Abgasstrom. Die vorliegende Erfindung betrifft aber allgemeiner ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Konzentration einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschinenanordnung, ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschinenanordnung sowie eine Brennkraftmaschinenanordnung.The present invention relates to a method and system for determining pollutant concentration in an exhaust stream. However, the present invention more generally relates to a method and system for determining the concentration of a pollutant component in an exhaust stream of an engine assembly, a control method for an engine assembly, and an engine assembly.
Auf Grund der steigenden Anforderungen, Brennkraftmaschinen, insbesondere im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen und dergleichen, besonders umweltschonend zu betreiben, werden vermehrt Maßnahmen entwickelt, die auf der Grundlage von Messdaten aus dem Abgasstrom die Steuerung der Brennkraftmaschine beeinflussen, um die Schadstoffemission bei besonders guter Kraftstoffausbeute insgesamt zu senken.Due to the increasing demands to operate internal combustion engines, in particular in connection with motor vehicles and the like, particularly environmentally friendly, measures are increasingly being developed, which influence the control of the internal combustion engine on the basis of measured data from the exhaust gas flow to the pollutant emission with a particularly good overall fuel yield reduce.
Bei der Lambdaregelung wird dabei im Abgasstrom mittels einer Lambdasonde der Restsauerstoffgehalt gemessen, aus welchem das Verbrennungsluftverhältnis ermittelt werden kann, welches auch als Lambdawert bezeichnet wird und welches die im Abgasstrom die für die Verbrennung tatsächlich zur Verfügung stehende Luftmasse ins Verhältnis setzt, zu der Luftmasse, die für eine stöchiometrische Verbrennung mindestens notwendig wäre. Die Brennkraftmaschine wird so betrieben, dass der Lambdawert innerhalb eines Lambdafensters liegt, welches sich aus Emissionsanforderungen bestimmt und so gewählt wird, dass unter allen Randbedingungen der Schadstoffausstoß die gesetzlichen Grenzwerte unterschreitet. Das Lambdafenster liegt im Bereich des Wertes 1,0, für Ottomotore z. B. im Bereich von 0,9 bis 1,1.In the lambda control, the residual oxygen content is measured in the exhaust gas flow by means of a lambda probe, from which the combustion air ratio can be determined, which is also referred to as the lambda value and which sets the actual air mass available for the combustion in the exhaust gas flow to the air mass. which would be at least necessary for a stoichiometric combustion. The internal combustion engine is operated so that the lambda value is within a lambda window, which is determined by emission requirements and is chosen so that under all boundary conditions of the pollutant emissions falls below the legal limits. The lambda window is in the range of 1.0, for gasoline engines z. In the range of 0.9 to 1.1.
Es können für Entwicklungszwecke aber auch Sensoren kurz vor dem Austritt des Abgasstroms aus dem Fahrzeug und insbesondere einem Katalysator nachgeschaltet angeordnet werden, um Anteile in die Umwelt abgegebener Schadstoffkomponenten im Abgas direkt zu bestimmen und der Maschinensteuerung zu Grunde zu legen. Dabei können verschiedene Schadstoffanteile berücksichtigt werden, zum Beispiel Kohlenstoffmonoxid, Stickoxide und dergleichen.For development purposes, however, it is also possible for sensors to be arranged downstream of the vehicle and in particular of a catalytic converter shortly before the exhaust gas stream leaves, in order to directly determine components of pollutant components emitted into the environment in the exhaust gas and to base them on the machine control. Various pollutant levels can be taken into account, for example carbon monoxide, nitrogen oxides and the like.
Es besteht Bedarf an einem Verfahren und einem System zum möglichst zuverlässigen und genauen Bestimmen der Schadstoffkonzentration in einem Abgasstrom mit einfachen Mitteln. Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Konzentration einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom in einer Brennkraftmaschinenanordnung, ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschinenanordnung und eine Brennkraftmaschinenanordnung selbst zu schaffen, bei welchen mit besonders einfachen Mitteln eine zuverlässige Bestimmung der Konzentration einer oder mehrerer verschiedener Schadstoffkomponenten in einem Abgasstrom möglich ist.There is a need for a method and a system for the most reliable and accurate determination of the pollutant concentration in an exhaust gas stream with simple means. It is therefore desirable to provide a method and system for determining the concentration of a pollutant component in an exhaust stream in an internal combustion engine arrangement, a control method for an internal combustion engine arrangement, and an internal combustion engine arrangement itself, wherein by a particularly simple means a reliable determination of the concentration of one or more different Pollutant components in an exhaust stream is possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Konzentration einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschinenanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 weist im Vergleich zu bekannten Maßnahmen den Vorteil auf, dass mittels eines einzelnen Sensors zur Messung eines Bestandteils in einem Abgasstrom eine Schadstoffkomponente im Abgasstrom in ihrer Konzentration besonders genau ermittelt werden kann, sofern der Abgasmassenstrom als solcher bekannt ist.The inventive method for determining the concentration of a pollutant component in an exhaust stream of an internal combustion engine arrangement with the features of
Dies wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 dadurch erreicht, dass ein Abgasmassenstrom
Zur genauen Bestimmung der Konzentration der Schadstoffkomponente im Abgasstrom werden erfindungsgemäß im Abgasstrom der Abgasmassenstrom insgesamt sowie mittels der Lambdasondeneinrichtung der Restsauerstoffanteil Oup bestimmt. Aus letzterem kann das Verbrennungsluftverhältnis ermittelt und ausgewertet werden.For the exact determination of the concentration of the pollutant component in the exhaust gas flow, the exhaust gas mass flow as a whole as well as the residual oxygen fraction O up are determined in the exhaust gas flow according to the invention. From the latter, the combustion air ratio can be determined and evaluated.
Bei einer Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Bestimmung der Konzentration der Schadstoffkomponente im Abgasstrom allein auf den bestimmten Abgasmassenstrom
Der Abgasmassenstrom kann mittels an sich bekannter Verfahren und Vorrichtungen ermittelt werden. Dazu müssen der Kraftstoffmassenstrom und die Zuluftmenge bekannt sein. Deren Summe ergibt rechnerisch den Wert des Abgasmassenstroms. Die Zuluftmenge kann z. B. durch eine HFM-Messung oder über den Lambdawert ermittelt werden. Bei der HFM-Messung wird aus der Abkühlung eines Heizdrahtes im Zuluftstrom die Zuluftmenge bestimmt. Alternativ kann aus dem Signal einer Lambdasonde, z. B. bei einem Wert von λ = 1 und einem Luft-zu-Kraftstoffverhältnis von 14,7:1, auf die Zuluftmenge geschlossen werden. Die Kraftstoffmenge kann in der Motorsteuerung aus der Steuerspannung für eine Piezo- oder Magnetansteuerung eines verwendeten Injektors abgeleitet werden. Auf diese Weise lassen sich die der Bestimmung des Abgasmassenstroms zu Grunde zu legenden Werte ermitteln.The exhaust gas mass flow can be determined by means of known methods and devices. For this purpose, the fuel mass flow and the supply air quantity must be known. Their sum calculates the value of the exhaust gas mass flow. The supply air quantity can be z. B. be determined by an HFM measurement or the lambda value. In the HFM measurement, the supply air quantity is determined from the cooling of a heating wire in the supply air flow. Alternatively, from the signal of a lambda probe, z. B. at a value of λ = 1 and an air-to-fuel ratio of 14.7: 1, are closed to the supply air. The fuel quantity can be derived in the engine control from the control voltage for a piezo or magnetic control of a used injector. In this way, it is possible to determine the values to be used for determining the exhaust gas mass flow.
Auf der Grundlage des bestimmten funktionalen Zusammenhangs zwischen dem bestimmten Abgasmassenstrom und dem durch die Lambdasondeneinrichtung gemessenen Restsauerstoffgehalt Oup oder dem daraus abgeleiteten Verbrennungsluftverhältnis λup ist ohne weitere Messung die entsprechende Konzentration der Schadstoffkomponente im Abgasstrom ableitbar.On the basis of the determined functional relationship between the determined exhaust gas mass flow and the oxygen content O up measured by the lambda probe device or the combustion air ratio λ up derived therefrom, the corresponding concentration of the pollutant component in the exhaust gas flow can be derived without further measurement.
Dabei lässt sich der funktionale Zusammenhang auch für verschiedene Schadstoffkomponenten einrichten, so dass auf der Grundlage von nur zwei Messgrößen die verschiedenen Schadstoffkomponenten im Abgasstrom insgesamt hinsichtlich ihrer Konzentration und der zeitlichen Entwicklung der Konzentration abgeleitet werden können.In this case, the functional relationship can also be set up for various pollutant components, so that the various pollutant components in the exhaust gas flow can be derived in terms of their concentration and the time evolution of the concentration based on only two parameters.
Auf diese Art und Weise ergibt sich ein von der Funktion des Katalysators unabhängiges Bewertungsschema.In this way, an independent of the function of the catalyst evaluation scheme results.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der funktionale Zusammenhang zur Bestimmung der Konzentration ([X], CO[g], NOx[g]) der Schadstoffkomponente (CO, NOx) definiert ist durch einen der folgenden Ausdrücke:
Dabei bezeichnet [X] die Konzentration der Schadstoffkomponente im Abgasstrom. Die Parameter a, b, c, d sind für die zu Grunde liegende Brennkraftmaschine bestimmte oder zu bestimmende spezifische Größen. Die Größe
Durch die Verwendung dieser Größen in den funktionalen Zusammenhängen wird erreicht, dass für eine jeweilige Schadstoffkomponente im Abgasstrom eine besonders flexible parametrische Anpassung erfolgen kann, um dem Verhalten der Schadstoffkomponente und ihrer chemisch-physikalischen Eigenschaften im Abgasstrom Rechnung zu tragen. Durch die entsprechende parametrische Anpassung lassen sich aus dem Abgasmassenstrom und dem λ-Wert der – insbesondere linearen oder stetigen – Lambdasondeneinrichtung als Messgrößen bereits Aussagen über eine oder mehrere Schadstoffkomponenten im Abgasstrom ableiten.The use of these variables in the functional relationships ensures that a particularly flexible parametric adaptation can take place for a particular pollutant component in the exhaust gas flow, in order to take into account the behavior of the pollutant component and its chemical-physical properties in the exhaust gas flow. By means of the corresponding parametric adaptation, statements about one or more pollutant components in the exhaust gas flow can already be derived from the exhaust gas mass flow and the λ value of the lambda probe device-in particular linear or continuous-as measured variables.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Schadstoffkomponente Kohlenstoffmonoxid CO, Stickstoff NOx, Kohlenwasserstoff HC, Nichtmethan-Kohlenwasserstoff NMHC, die Teilchenzahl PN und/oder die Teilchenmasse PM. Es können auch alle Komponenten bestimmt werden. Somit lassen sich die für die Umwelt besonders nachteiligen und maßgeblichen Emissionen beim Betrieb der Brennkraftmaschinenanordnung quantitativ erfassen und z. B. im Rahmen eines Steuerverfahrens für die Brennkraftmaschinenanordnung einstellen.In another preferred embodiment of the method according to the invention, the pollutant component is carbon monoxide CO, nitrogen NO x , hydrocarbon HC, non-methane hydrocarbon NMHC, the particle number PN and / or the particle mass PM. All components can also be determined. Thus, the environmentally harmful and authoritative emissions during operation of the engine assembly can be quantitatively detected and z. B. set as part of a control method for the engine assembly.
Darüber hinaus sind aber auch andere alternative oder weitere Emissionen durch das erfindungsgemäße Verfahren quantitativ erfassbar, zum Beispiel Kohlenwasserstoffkomponenten, Schwefelverbindungen und dergleichen.In addition, however, other alternative or further emissions can also be detected quantitatively by the process according to the invention, for example hydrocarbon components, sulfur compounds and the like.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine lineare oder stetige Lambdasondeneinrichtung eingesetzt – die auch als Breitband-Lambdasondeneinrichtung bezeichnet werden kann – um den Restsauerstoffgehalt Oup stromabwärts zur Brennkraftmaschine und stromaufwärts zu einem – insbesondere ersten – Katalysator der Brennkraftmaschinenanordnung zu messen. Es ergibt sich so die Möglichkeit, Messungen und Einstellungen auch außerhalb eines engen Fensterbereichs bei λ = 1,0 mit hoher Zuverlässigkeit vorzunehmen.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, a linear or continuous lambda sensor device is used - which can also be referred to as a broadband lambda probe device - to measure the residual oxygen content O up downstream of the internal combustion engine and upstream to a - in particular first - catalyst of the internal combustion engine arrangement. This results in the ability to make measurements and settings outside of a narrow window range at λ = 1.0 with high reliability.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschinenanordnung geschaffen, bei welchem als Größe, insbesondere als Regelgröße, die Konzentration [X] einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom der Brennkraftmaschinenanordnung verwendet wird und bei welchem die Konzentration [X] der Schadstoffkomponente mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen der Konzentration [X] einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschinenanordnung bestimmt wird. Folglich wird in vorteilhafter Weise bei der Steuerung der Brennkraftmaschinenanordnung die Emission der Schadstoffkomponente in die Umwelt besonders zuverlässig beeinflussbar, um die Gesamtemission an Schadstoffen beim Betrieb einer Brennkraftmaschinenanordnung zu reduzieren.According to another aspect of the present invention, a control method for an internal combustion engine arrangement is provided in which the concentration, in particular the controlled variable, of the concentration [X] of a pollutant component in an exhaust gas stream of the engine arrangement is used and in which the concentration [X] of the pollutant component is determined by means of a A method according to the invention for determining the concentration [X] of a pollutant component in an exhaust gas stream of an internal combustion engine arrangement is determined. Consequently, in the control of the engine arrangement, the emission of the pollutant component is advantageously in the Environment particularly reliably influenced to reduce the total emission of pollutants in the operation of an internal combustion engine arrangement.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Bestimmen der Konzentration einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschinenanordnung geschaffen, wobei insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Konzentration der Schadstoffkomponente zum Einsatz kommt.According to a further aspect of the present invention, a system for determining the concentration of a pollutant component in an exhaust gas stream of an internal combustion engine arrangement is provided, wherein in particular the method according to the invention for determining the concentration of the pollutant component is used.
Das erfindungsgemäße System zum Bestimmen der Konzentration einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom ist mit einer Abgasmassenstrombestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines Abgasmassenstroms
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Konzentration einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom besonders zuverlässig und mit einem besonders geringen messtechnischen Aufwand realisieren lässt, nämlich allein durch Ausbilden einer Abgasmassenstrombestimmungseinrichtung und einer Lambdasondeneinrichtung, wobei die Steuereinheit die Aufnahme der Messwerte und deren Empfang koordiniert sowie die Verknüpfung im Rahmen des zugrundeliegenden funktionalen Zusammenhangs realisiert.It is achieved by these measures that the method according to the invention for determining the concentration of a pollutant component in an exhaust gas flow can be implemented particularly reliably and with particularly low metrological outlay, namely solely by forming an exhaust mass flow determination device and a lambda probe device, wherein the control unit records the measured values and their reception is coordinated and the link realized in the context of the underlying functional relationship.
Durch die Anordnung der Lambdasondeneinrichtung unmittelbar stromabwärts zur Brennkraftmaschine und stromaufwärts zu oder vor einem ersten Katalysator kann der Anteil an Emissionen für eine jeweilige Schadstoffkomponente im Abgasstrom bereits beim Austritt aus dem Brennraum des Motors zuverlässig ermittelt werdenBy arranging the lambda probe device immediately downstream of the internal combustion engine and upstream of or upstream of a first catalyst, the proportion of emissions for a respective pollutant component in the exhaust gas flow can already be reliably determined upon exiting the combustion chamber of the engine
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist der funktionale Zusammenhang zur Bestimmung der Konzentration [X] der Schadstoffkomponente definiert durch Ausdrücke, wie sie im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingeführt wurden:
Dabei gelten auch die bereits eingeführten Bezeichnungen. Die Größe [X] beschreibt die Konzentration der Schadstoffkomponente im Abgasstrom. Die Parameter a, b, c, d sind für die zu Grunde liegende Brennkraftmaschine bestimmte oder zu bestimmende spezifische Größen. Die Größe
Durch diese Maßnahmen lässt sich eine Anpassung an eine jeweilige zu bestimmende Schadstoffkomponente im Abgasstrom mit besonders einfachen Mitteln zuverlässig bewerkstelligen.By means of these measures, adaptation to a particular pollutant component to be determined in the exhaust gas flow can be accomplished reliably with particularly simple means.
Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass als Schadstoffkomponente im Abgasstrom zum Beispiel Kohlenstoffmonoxid CO, Stickoxide NOx, Kohlenwasserstoff (HC), Nichtmethan-Kohlenwasserstoff (NMHC), die Teilchenzahl (PN) und/oder die Teilchenmasse (PM), aber auch weitere Bestandteile, zum Beispiel Schwefelverbindungen und dergleichen, überwacht werden.This makes it possible in an advantageous manner that as pollutant component in the exhaust stream, for example, carbon monoxide CO, nitrogen oxides NO x , hydrocarbon (HC), non-methane hydrocarbon (NMHC), the particle number (PN) and / or the particle mass (PM), but also other ingredients, for example sulfur compounds and the like, are monitored.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung des erfindungsgemäßen Systems ergibt sich, wenn eine stetige oder lineare Lambdasondeneinrichtung zur Messung des Restsauerstoffanteils Oup stromabwärts zur Brennkraftmaschine und stromaufwärts zu einem – insbesondere ersten – Katalysator der Brennkraftmaschinenanordnung angeordnet ist. Es ergibt sich so auch hier die Möglichkeit, Messungen und Einstellungen auch außerhalb eines engen Fensterbereichs bei λ = 1,0 mit hoher Zuverlässigkeit vorzunehmen.A particularly advantageous arrangement of the system according to the invention results when a continuous or linear lambda sensor device for measuring the residual oxygen content O up downstream of the internal combustion engine and upstream to a - is arranged - in particular first - catalyst of the engine assembly. This also gives rise to the possibility of making measurements and adjustments outside of a narrow window range at λ = 1.0 with high reliability.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Brennkraftmaschinenanordnung vorgesehen, welche mit einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgastrakt zur Aufnahme und Fortleitung eines im Betrieb von der Brennkraftmaschine erzeugten Abgasstromes und mit einem System zum Bestimmen der Konzentration [X] einer Schadstoffkomponente in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschinenanordnung ausgebildet ist. Dabei ist das System erfindungsgemäß ausgestaltet und der Betrieb der Brennkraftmaschine ist mittels der im Abgasstrom bestimmten Konzentration [X] der Schadstoffkomponente steuerbar.According to another aspect of the present invention is a Internal combustion engine arrangement is provided which is formed with an internal combustion engine, with an exhaust tract for receiving and forwarding an exhaust gas stream generated by the internal combustion engine during operation and with a system for determining the concentration [X] of a pollutant component in an exhaust gas stream of an internal combustion engine arrangement. In this case, the system is configured according to the invention and the operation of the internal combustion engine can be controlled by means of the concentration [X] of the pollutant component determined in the exhaust gas flow.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Gleiche oder funktional gleiche oder äquivalente Elemente werden jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Identical or functionally identical or equivalent elements are denoted by the same reference numerals.
Die in den Graphen der Figuren gezeigten Zahlenwerte für physikalische Größen sind jeweils in normierten Einheiten einer Konzentration oder der Zeit angegeben.The numerical values for physical quantities shown in the graphs of the figures are respectively given in normalized units of concentration or time.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf
Die Brennkraftmaschinenanordnung
Der Abgasstrom
Des Weiteren ist ein System
Es ist eine stetige oder lineare Lambdasondeneinrichtung
Über Leitungen
Wie bereits dargelegt wurde, wird der Abgasmassenstrom durch die Massenstrombestimmungseinrichtung
Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit
Dabei kann insbesondere ein funktionaler Zusammenhang verwendet werden, wie er oben unter den Formeln (I) bis (III) beschrieben wurde. Denkbar sind allerdings auch Modifikationen und Kombinationen dieser funktionalen Zusammenhänge.In this case, in particular a functional relationship can be used, as described above under the formulas (I) to (III). Conceivable, however, are modifications and combinations of these functional relationships.
Die funktionalen Zusammenhänge können entweder in fest verdrahteter Form im Sinne eines ASIC, als Programm- oder Softwaremodul oder -einheit oder als Kombination davon ausgebildet sein.The functional relationships can be formed either in hard-wired form in the sense of an ASIC, as a program or software module or unit or as a combination thereof.
Über die Steuereinheit
Insbesondere ist es denkbar, dass über die Steuereinheit
Bei der in
Denkbar sind aber auch andere Anordnungen des Messwertgebers
So ist in der
Über eine Steuer- und Messleitung
In den Graphen der
Bei 100%-iger Korrelation, also einer 1-zu-1-Entsprechung, ergäbe sich eine Ursprungsgerade mit einer Steigung mit dem Wert 1 und einem entsprechenden Korrelations- oder Regressionskoeffizienten mit dem Wert 1,0.At 100% correlation, that is, a one-to-one correspondence, there would be an origin line with a slope of 1 and a corresponding correlation or regression coefficient of 1.0.
Auf Grund von statistischen und Messfehlern mit entsprechenden Abweichungen in der Modellbeschreibung gemäß den Formeln (I) bis (III) ergibt sich, dass die einzelnen Messpunkte, die im Rahmen jeweils einer einzeln stattfindenden PEMS-Fahrt (PEMS: Portable Emission Measurement System) ermittelt wurden, nicht auf einer den idealen Zusammenhang repräsentierenden Ursprungsgrade mit einer Steigung mit dem Wert 1, sondern gegebenenfalls darüber oder darunter liegen. Dies äußert sich auch darin, dass der Korrelations- oder Regressionskoeffizient R (bzw. dessen Quadrat) nicht den Wert 1,0 annimmt, sondern einen davon abweichenden Wert besitzt. Die in den Graphen ggf. angezeigten Parameter a und b entsprechen dabei den Modellparametern a und b aus der Modellformel (I). Die eingezeichneten Geraden sind die der Regression zu Grunde liegenden Regressionsgeraden.Due to statistical and measurement errors with corresponding deviations in the model description according to the formulas (I) to (III), it follows that the individual measurement points which were determined within the framework of a single PEMS (Portable Emission Measurement System) run , not on a degree of origin representing the ideal relationship with a value of 1, but optionally above or below it. This is also reflected in the fact that the correlation or regression coefficient R (or its square) does not assume the value 1.0, but has a value deviating therefrom. The parameters a and b possibly displayed in the graphs correspond to the model parameters a and b from the model formula (I). The drawn lines are the regression line underlying the regression.
Bei den funktionalen Zusammenhängen gemäß den Formeln (I) bis (III) werden die Schadstoffkonzentrationen [X] als kumulierte oder integrale Konzentrationen definiert. Derartige integrale oder kumulierte Werte sind in den
Dort wird über die an der Abszisse aufgetragene Zeit integriert und somit, beim Wert 0 beginnend, der Konzentrationswert, hier für Kohlenstoffmonoxid, im Verlauf der gesamten Messzeit integral dargestellt.There is integrated over the time plotted on the abscissa and thus, starting at the
In den
Man erkennt, dass bei den angepassten Graphen gemäß den
Aus einem Vergleich der
Die
Die Korrelation von mit einer stetigen oder linearen Lambdasonde
Dies gilt insbesondere für Kohlenstoffmonoxid CO, aber auch für andere Schadstoffkomponenten, wie Stickoxide NOx und dergleichen.This applies in particular to carbon monoxide CO, but also to other pollutant components, such as nitrogen oxides NO x and the like.
Somit kann erfindungsgemäß allein auf der Grundlage eines bestimmten Abgasmassenstromwerts und eines stetigen Lambdasondensignals auf die Kohlenstoffmonoxidkonzentration oder auf die Konzentration einer anderen Schadstoffkomponente im Abgasstrom
Da bisher so genannte PEMS-Einrichtungen für Realfahrten oder RDE-Fahrten (RDE: Real Driving Emissions) eingesetzt und entwickelt werden und diese Messtechnik aufwendig und kostspielig ist in Beschaffung und Unterhalt, bietet das erfindungsgemäße Vorgehen diesbezüglich große Vorteile.Since so-called PEMS facilities for real or RDE rides (RDE: Real Driving Emissions) are used and developed so far and this measurement technique is complicated and costly in procurement and maintenance, the procedure according to the invention offers great advantages in this regard.
Es ist somit zu erwarten, dass durch Einsatz der vorliegenden Erfindung neue Steuergerätefunktionen zur Emissionsbestimmung geschaffen werden können. Des Weiteren kann die Komplexität der vorhandenen Messtechnik reduziert werden. Auch sind so genannte Rollentests oder Tests auf Prüfständen reduzierbar. Es ergeben sich auch neue Möglichkeiten für die Schadstoffdiagnose und die Emissionssimulation unter Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Technik.It can thus be expected that new control unit functions for determining emissions can be created by using the present invention. Furthermore, the complexity of existing measurement technology can be reduced. Also so-called role tests or tests on test stands can be reduced. There are also new possibilities for pollutant diagnosis and emission simulation using the proposed technique according to the invention.
Die vorgeschlagene Technik misst, wie dies oben bereits im Detail dargelegt wurde, das stetige Lambdasondensignal (SLS) vor dem Katalysator
Damit nach dem Katalysator
Ein Kernaspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass jederzeit vom Messsignal einer stetigen oder linearen Lambdasondeneinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 1111
- Kraftstoff, KraftstoffzufuhrFuel, fuel supply
- 1212
- Luft, LuftzufuhrAir, air supply
- 2020
- Abgastraktexhaust tract
- 2121
- vorgeschalteter/stromaufwärtiger Abgastraktupstream / upstream exhaust tract
- 2222
- nachgeschalteter/stromabwärtiger AbgastraktDownstream / downstream exhaust tract
- 2525
- stromaufwärtiger Abgasstromupstream exhaust gas flow
- 2626
- stromabwärtiger Abgasstromdownstream exhaust flow
- 3030
- Katalysatorcatalyst
- 5050
- Steuereinheitcontrol unit
- 5151
- AbgasmassenstrombestimmungseinrichtungExhaust gas mass flow determination means
- 5252
- vorgeschaltete/stromaufwärtige lineare/stetige Lambdasensoreinrichtungupstream / upstream linear / continuous lambda sensor device
- 5353
- nachgeschaltete/stromabwärtige Sprung-Lambdasensoreinrichtungdownstream / downstream jump lambda sensor device
- 5454
- Steuer- und MessleitungControl and measuring line
- 5555
- Leitungmanagement
- 5656
- MessleitungMeasurement line
- 5757
- Steuer- und MessleitungControl and measuring line
- 5858
- MessleitungMeasurement line
- 100100
- BrennkraftmaschinenanordnungCombustion engine arrangement
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015214312.0A DE102015214312A1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Method and system for determining pollutant concentration in an exhaust stream |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015214312.0A DE102015214312A1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Method and system for determining pollutant concentration in an exhaust stream |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015214312A1 true DE102015214312A1 (en) | 2017-02-02 |
Family
ID=57795464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015214312.0A Pending DE102015214312A1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Method and system for determining pollutant concentration in an exhaust stream |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015214312A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006002257A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-09-06 | Siemens Ag | Method for operating an exhaust gas catalytic converter of an internal combustion engine |
AT11708U2 (en) * | 2010-10-21 | 2011-03-15 | Avl List Gmbh | METHOD FOR DETERMINING THE MASS FLOW OF GASES, IN PARTICULAR THE EXHAUST OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
-
2015
- 2015-07-29 DE DE102015214312.0A patent/DE102015214312A1/en active Pending
Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Wikipedia: Liste mathematischer Symbole * |
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