DE102017110065A1 - Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators - Google Patents

Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators (20) einer Brennkraftmaschine (1), wobei der NOx-Speicherkatalysator (20) wenigstens zwei unterschiedliche NOx-Speicherelemente mit unterschiedlicher Temperaturaktivität umfasst, aufweisend wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle mit jeweils wenigstens einer Modellfunktion für eine NOx-Adsorption, eine NOx-Desorption und/oder eine NOx-Regeneration im NOx-Speicherkatalysator (20), wobei anhand der wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle das NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators (20) selektiv für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators (20) mit Bezug auf die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration modelliert wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt zur erfindungsgemäßen Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators (20) einer Brennkraftmaschine.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, zum Ermitteln eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine die Teilprozesse der Abgasbehandlung, d.h., NOx-Adsorption, NOx-Desorption und NOx-Regeneration, global für den gesamten NOx-Speicherkatalysator abzubilden. Hierbei werden die Teilprozesse insbesondere global für die gesamte chemische Funktionalität des NOx-Speicherkatalysators abgebildet. In der Realität weist ein NOx-Speicherkatalysator jedoch unterschiedliche NOx-Speicherelemente auf, die bei verschiedenen Umgebungsbedingungen unterschiedliche NOx-Speicheraktivitäten aufweisen. Dem kann mit herkömmlichen globalen Berechnungsmodellen bzw. NOx-Speicherkatalysatormodellen nur bedingt Rechnung getragen werden. D.h., die unterschiedlichen NOx-Speicheraktivitäten können mit einem globalen Modellansatz nicht korrekt abgebildet werden.
  • Werden die unterschiedlichen NOx-Speicherelemente, wie im Stand der Technik üblich, global berechnet, führt dies beispielsweise dazu, dass von einer globalen Modellparametrierung abweichende Katalysatoreigenschaften nicht korrekt abgebildet werden können, wodurch die Modellgenauigkeit entsprechend begrenzt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, durch welche das NOx-Speicherverhalten eines NOx-Speicherkatalysators genauer ermittelt bzw. modelliert werden kann.
  • Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt, wobei der NOx-Speicherkatalysator wenigstens zwei unterschiedliche NOx-Speicherelemente mit unterschiedlicher Temperaturaktivität umfasst. Zum Durchführen des Verfahrens werden wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle mit jeweils wenigstens einer Modellfunktion für eine NOx-Adsorption, eine NOx-Desorption und/oder eine NOx-Regeneration im NOx-Speicherkatalysator bereitgestellt, wobei anhand der wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle das NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators selektiv für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators mit Bezug auf die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration modelliert wird.
  • Durch die selektive Modellierung unter Berücksichtigung der wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators kann das NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators besonders genau ermittelt werden, insbesondere im Vergleich zu einem Verfahren, bei welchem keine Unterscheidung zwischen verschiedenen NOx-Speicherelementen des NOx-Speicherkatalysators gemacht wird. Durch die genaue Ermittlung bzw. Modellierung des NOx-Speicherverhaltens kann auf entsprechend genaue Weise eine NOx-Menge ermittelt werden, die stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators aus demselben austritt bzw. austreten wird. Basierend darauf können wiederum Stellorgane der Brennkraftmaschine entsprechend genau angesteuert werden, um beispielsweise einem übermäßigen NOx-Ausstoß entgegen zu wirken.
  • Zur Modellierung des NOx-Speicherverhaltens werden vorliegend bevorzugt wenigstens zwei physikalische und/oder mathematische Berechnungsmodelle verwendet. Die NOx-Speicherkatalysatormodelle sind entsprechend bevorzugt als physikalische und/oder mathematische Berechnungsmodelle ausgestaltet. Unter einem NOx-Speicherelement ist ein Adsorbat, eine Substanz oder eine Substanzzusammensetzung zu verstehen, die zur Adsorption bzw. Speicherung von NOx geeignet ist, beispielsweise Barium oder Cerium.
  • Unter den wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelementen mit unterschiedlicher Temperaturaktivität sind wenigstens zwei sich voneinander unterscheidende NOx-Speicherelemente zu verstehen, die jeweils eine andere Temperaturaktivität aufweisen. D.h., ein NOx-Speicherelement der wenigstens zwei NOx-Speicherelemente weist eine andere Temperaturaktivität als ein anderes NOx-Speicherelement der wenigstens zwei NOx-Speicherelemente auf. Unter einer Temperaturaktivität ist vorliegend eine NOx-Speicheraktivität oder ein NOx-Speichervermögen eines NOx-Speicherelements bei einer bestimmten Temperatur zu verstehen.
  • Für die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption sowie die NOx-Regeneration wird bevorzugt jeweils eine Modellfunktion bereitgestellt und durchgeführt. Die wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle können als Teilmodelle betrachtet werden, wobei jedes Teilmodell einen separaten Parametersatz für ein zugehöriges NOx-Speicherelement aufweist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente wenigstens ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement sowie wenigstens ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement umfassen, wobei das NOx-Speicherverhalten für das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement zeitlich vor dem NOx-Speicherverhalten für das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement modelliert wird. D.h., die Rechenreihenfolge bei der Modellierung ist nach der Temperaturaktivität der NOx-Speicherelemente sortiert. Dadurch lässt sich das NOx-Speicherverhalten auf besonders genaue Weise modellieren. Unter einem niedertemperaturaktiven NOx-Speicherelement ist ein NOx-Speicherelement zu verstehen, welches bei einer relativ niedrigen Temperatur sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt. Unter einem hochtemperaturaktiven NOx-Speicherelement ist ein NOx-Speicherelement zu verstehen, welches bei einer relativ hohen Temperatur sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt. Die Temperatur, bei welcher das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt ist demnach niedriger als die Temperatur, bei welcher das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt. Dass das NOx-Speicherverhalten für das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement zeitlich vor dem NOx-Speicherverhalten für das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement modelliert wird bedeutet, dass die wenigstens eine Modellfunktion bzw. Modellfunktionen für die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration eines NOx-Speicherkatalysatormodells für das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement vor wenigstens einer Modellfunktion bzw. Modellfunktionen für die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration eines NOx-Speicherkatalysatormodells für das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement durchgeführt wird bzw. werden.
  • Ferner ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei der jeweiligen Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente wenigstens zwei strukturell identische oder im Wesentlichen strukturell identische NOx-Speicherkatalysatormodelle verwendet werden, insbesondere in Form einer simulativen Reihenschaltung. So können mit einer bereits existierenden Modellstruktur beispielsweise durch Duplizieren des NOx-Speicherkatalysatormodells überlagerte chemische Funktionalitäten der jeweiligen NOx-Speicherelemente auf einfache und genaue Weise simuliert bzw. modelliert werden. Außerdem können dadurch unterschiedlich temperaturaktive bzw. überlagerte chemische Funktionalitäten des NOx-Speicherkatalysators nach dem Ansatz einer simulativen Reihenschaltung der strukturell identischen oder im Wesentlichen strukturell identischen NOx-Speicherkatalysatormodelle berücksichtigt werden. Unter strukturell identischen oder im Wesentlichen identischen NOx-Speicherkatalysatormodellen sind vorliegend NOx-Speicherkatalysatormodelle zu verstehen, die einen identischen oder im Wesentlichen identischen Modellaufbau aufweisen. Die NOx-Speicherkatalysatormodelle weisen lediglich unterschiedliche Parametersätze für entsprechende NOx-Speicherelemente auf.
  • Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einem Verfahren wenigstens ein NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators, der bei einer Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein erstes NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators ermittelt wird, als wenigstens ein NOx-Eingangswert für eine anschließende Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein zweites NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators verwendet wird, wobei das erste NOx-Speicherelement eine andere Temperaturaktivität als das zweite NOx-Speicherelement aufweist. Durch Verwenden des NOx-Ausgangswertes bezüglich des ersten NOx-Speicherelements als NOx-Eingangswert bezüglich des zweiten NOx-Speicherelements kann der finale bzw. gesamte NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators, d.h., der gesamte NOx-Ausgangswert bezüglich der wenigstens zwei bzw. aller NOx-Speicherelemente, iterativ ermittelt werden. Anhand einer solchen Reihenschalten kann der finale NOx-Ausgangswert auf besonders einfache und genaue Weise modelliert bzw. ermittelt werden. Unter einem NOx-Eingangswert ist ein NOx-Wert bzw. eine NOx-Konzentration zu verstehen, die stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators, insbesondere direkt vor dem NOx-Speicherkatalysator, im Abgas einer Abgasleitung vorliegt. Unter einem NOx-Ausgangswert ist entsprechend ein NOx-Wert bzw. eine NOx-Konzentration zu verstehen, die stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators, insbesondere direkt nach dem NOx-Speicherkatalysator, im Abgas der Abgasleitung vorliegt.
  • Hierbei kann es gemäß der vorliegenden Erfindung von Vorteil sein, wenn bei einem Verfahren das erste NOx-Speicherelement ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement ist und das zweite NOx-Speicherelement ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement ist. Wie bereits vorstehend erwähnt, lässt sich durch die Rechenreihenfolge nach der Temperaturaktivität der jeweiligen NOx-Speicherelemente das NOx-Speicherverhalten besonders genau modellieren. Bevorzugt wird hierbei entsprechend wenigstens ein NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators, der bei einer Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators ermittelt wird, als wenigstens ein NOx-Eingangswert für eine anschließende Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators verwendet.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dabei vorzugsweise der wenigstens eine NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators durch Ausführen einer jeweiligen Modellfunktion für die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration mit Bezug auf das erste NOx-Speicherelement ermittelt. Unter Berücksichtigung der spezifischen, d.h. selektiv auf ein bestimmtes NOx-Speicherelement gerichteten NOx-Adsorption, NOx-Desorption und/oder NOx-Regeneration kann der NOx-Ausgangswert besonders genau ermittelt werden. Der NOx-Ausgangswert setzt sich beispielsweise aus einem NOx-Wert, der im NOx-Speicherkatalysator nicht adsorbiert wurde, sowie einem NOx-Wert, der im NOx-Speicherkatalysator desorbiert wurde, zusammen.
  • Darüber hinaus ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einem Verfahren anhand des modellierten NOx-Speicherverhaltens ein NOx-Füllstand des NOx-Speicherkatalysators simuliert wird. Anhand der Simulation des NOx-Füllstandes des NOx-Speicherkatalysators ist es möglich, rechtzeitig Aussagen über den Betriebszustand des NOx-Speicherkatalysators zu treffen und im Falle eines etwaigen unerwünschten NOx-Füllstandes entsprechend rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
  • Ferner ist es bei einem Verfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Brennkraftmaschine anhand des modellierten NOx-Speicherverhaltens und/oder anhand des NOx-Füllstandes gesteuert und/oder geregelt wird. Anhand des erfindungsgemäß modellierten NOx-Speicherverhaltens kann die Brennkraftmaschine besonders korrekt und entsprechend effizient gesteuert und/oder geregelt werden. Unter einer Brennkraftmaschine ist vorliegend ein Brennkraftmaschinensystem einschließlich eines Gasleitungssystems mit einer Ansaugluftleitung und einer Abgasleitung zu verstehen, wobei in der Abgasleitung der NOx-Speicherkatalysator angeordnet ist.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei der NOx-Speicherkatalysator wenigstens zwei unterschiedliche NOx-Speicherelemente mit unterschiedlicher Temperaturaktivität aufweist. Das Computerprogrammprodukt umfasst wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle mit jeweils wenigstens einer Modellfunktion für eine NOx-Adsorption, eine NOx-Desorption und/oder eine NOx-Regeneration im NOx-Speicherkatalysator, wobei die wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle derart konfiguriert sind, dass bei einer Modellierung des NOx-Speicherverhaltens des NOx-Speicherkatalysators das NOx-Speicherverhalten selektiv für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators mit Bezug auf die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration modelliert wird. Anhand der Modellierung des NOx-Speicherverhaltens ist bei dem vorliegenden Computerprogrammprodukt ein NOx-Füllstand des NOx-Speicherkatalysators ermittelbar.
  • Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist hierbei, wenn es in einem Computer geladen ist, zum Ausführen eines wie vorstehend im Detail beschriebenen Verfahrens konfiguriert.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Es zeigen jeweils schematisch:
  • 1 eine Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät, auf welchem ein Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeichert ist, und
  • 2 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 bzw. ein Brennkraftmaschinensystem eines Kraftfahrzeugs, mit Bezug auf welche bzw. welches das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird bzw. für welches das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt 111 zu Verfügung gestellt wird. Die dargestellte Brennkraftmaschine 1 weist ein Gasleitungssystem 10 auf. Das Gasleitungssystem 10 umfasst einen Gaseingang 11 und einen Gasausgang 12. Durch den Gaseingang 11 kann Luft in eine Ansaugluftleitung 13 des Gasleitungssystems 10 gesaugt werden. Durch den Gasausgang 12 kann Abgas aus einer Abgasleitung 14 des Gasleitungssystems 10 in die Umgebung des Gasleitungssystems 10 bzw. der Brennkraftmaschine 1 ausgegeben werden. Die Ansaugluftleitung 13 und die Abgasleitung 14 sind im dargestellten Gasleitungssystem 10 durch eine Abgasrückführungsleitung (AGR-Leitung) 15 miteinander verbunden. In der AGR-Leitung 15 ist ein AGR-Ventil 16 angeordnet. In der Ansaugluftleitung 13 ist ferner eine Drosselklappe 17 angeordnet.
  • Zwischen der Ansaugluftleitung 13 und der Abgasleitung 14 befindet sich ein Verbrennungsmotor 30. In der Abgasleitung 14 ist ein NOx-Speicherkatalysator 20 angeordnet. Der NOx-Speicherkatalysator 20 weist eine innere Beschichtung zur Adsorption bzw. zur Speicherung von NOx auf. Genauer gesagt weist der NOx-Speicherkatalysator 20 vorliegend ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement, das bei einer relativ niedrigen Temperatur sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt, sowie ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement, das bei einer relativ hohen Temperatur sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt, auf. Die Temperatur, bei welcher das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt ist demnach niedriger als die Temperatur, bei welcher das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement sein maximales NOx-Speichervermögen besitzt.
  • Zur Ermittlung bzw. Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens des NOx-Speicherkatalysators 20 ist gemäß 1 ein Computerprogrammprodukt 111 bereitgestellt, das in einem nichtflüchtigen Speicher 110 eines Steuergerätes 100 gespeichert ist.
  • Das Computerprogrammprodukt 111 weist zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle mit jeweils Modellfunktionen für eine NOx-Adsorption, eine NOx-Desorption und eine NOx-Regeneration im NOx-Speicherkatalysator 20 auf, wobei die zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle derart konfiguriert sind, dass bei einer Modellierung des NOx-Speicherverhaltens des NOx-Speicherkatalysators 20 das NOx-Speicherverhalten selektiv für die zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators 20 mit Bezug auf die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und die NOx-Regeneration modelliert wird. Außerdem ist durch das vorliegende Computerprogrammprodukt 111 anhand der Modellierung des NOx-Speicherverhaltens ein NOx-Füllstand des NOx-Speicherkatalysators ermittelbar.
  • Wenn das Computerprogrammprodukt 111 im Steuergerät 100, das als Computer bezeichnet werden kann, geladen ist, ist es zum Ausführen eines Verfahrens zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens des NOx-Speicherkatalysators 20 der Brennkraftmaschine 1 konfiguriert. Das Verfahren wird nachfolgend mit Bezug auf 2 im Detail beschrieben.
  • Das Verfahren wird grundsätzlich nach dem Ansatz einer simulativen Reihenschaltung von strukturell identischen oder im Wesentlichen identischen NOx-Speicherkatalysatormodellen durchgeführt. Durch das Verfahren kann ein tatsächlicher bzw. finaler NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators und entsprechend ein NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators modelliert bzw. ermittelt werden.
  • In einem ersten Schritt S1 wird das NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators 20 anhand eines ersten NOx-Speicherkatalysatormodells zunächst für ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators 20 mit Bezug auf die NOx-Adsorption und die NOx-Desorption modelliert bzw. berechnet. Hierbei wird ein initialer NOx-Ausgangswert ermittelt, d.h. ein NOx-Wert für NOx, das durch das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement nicht adsorbiert wurde sowie NOx, das durch das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement ggf. desorbiert wurde. Der initiale NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators 20 wird dabei durch Ausführen einer jeweiligen Modellfunktion für die NOx-Adsorption und die NOx-Desorption mit Bezug auf das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement ermittelt.
  • In einem nachfolgenden Schritt S2 wird der ermittelte initiale NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators 20 bzw. der NOx-Ausgangswert bezüglich des niedertemperaturaktiven NOx-Speicherelements, der bei der Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators 20 ermittelt wurde, als ein NOx-Eingangswert für eine anschließende Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators 20 verwendet. D.h., NOx, das nicht durch das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement adsorbiert werden konnte sowie von einer Desorptionsfunktion des niedertemperaturaktiven NOx-Speicherelements desorbiert wurde, wird einem zweiten NOx-Speicherkatalysatormodell, das strukturell identisch oder im Wesentlichen strukturell identisch zum ersten NOx-Speicherkatalysatormodell ist, als NOx-Eingangswert zugeführt bzw. virtuell zugeführt.
  • In einem dritten Schritt S3 wird nun das NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators 20 anhand des zweiten NOx-Speicherkatalysatormodells für ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators 20 mit Bezug auf die NOx-Adsorption und die NOx-Desorption sowie unter Berücksichtigung des initialen NOx-Ausgangswertes modelliert bzw. berechnet. Hierbei wird ein weiterer NOx-Ausgangswert ermittelt, d.h. ein NOx-Wert für NOx, das durch das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement nicht adsorbiert wurde sowie für NOx, das durch das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement ggf. desorbiert wurde. Der weitere NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators 20 wird dabei durch Ausführen einer jeweiligen Modellfunktion für die NOx-Adsorption und die NOx-Desorption mit Bezug auf das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement ermittelt. Der weitere NOx-Ausgangswert entspricht hierbei dem finalen NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators 20 mit den beiden unterschiedlich temperaturaktiven NOx-Speicherelementen.
  • Anhand des modellierten NOx-Speicherverhaltens kann nun ferner ein NOx-Füllstand des NOx-Speicherkatalysators 20 simuliert werden, wobei anhand des modellierten NOx-Speicherverhaltens und/oder anhand des NOx-Füllstandes die Brennkraftmaschine 1 gesteuert und/oder geregelt werden kann.
  • Die Erfindung lässt neben der dargestellten Ausführungsform noch weitere Gestaltungsgrundsätze zu. So ist es beispielsweise möglich, das NOx-Speicherverhalten selektiv für die unterschiedlichen NOx-Speicherelemente mit Bezug auf eine NOx-Regeneration zu modellieren. Außerdem ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf das Berücksichtigen von nur zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelementen beschränkt. Grundsätzlich kann das NOx-Speicherverhalten selektiv für eine beliebige Vielzahl von unterschiedlich temperaturaktiven NOx-Speicherelementen modelliert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brennkraftmaschine
    10
    Gasleitungssystem
    11
    Gaseingang
    12
    Gasausgang
    13
    Ansaugluftleitung
    14
    Abgasleitung
    15
    AGR-Leitung
    16
    AGR-Ventil
    17
    Drosselklappe
    20
    NOx-Speicherkatalysator
    100
    Steuergerät
    110
    Speicher
    111
    Computerprogrammprodukt

Claims (10)

  1. Verfahren zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators (20) einer Brennkraftmaschine (1), wobei der NOx-Speicherkatalysator (20) wenigstens zwei unterschiedliche NOx-Speicherelemente mit unterschiedlicher Temperaturaktivität umfasst, aufweisend wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle mit jeweils wenigstens einer Modellfunktion für eine NOx-Adsorption, eine NOx-Desorption und/oder eine NOx-Regeneration im NOx-Speicherkatalysator (20), wobei anhand der wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle das NOx-Speicherverhalten des NOx-Speicherkatalysators (20) selektiv für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators (20) mit Bezug auf die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration modelliert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente wenigstens ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement sowie wenigstens ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement umfassen, wobei das NOx-Speicherverhalten für das niedertemperaturaktive NOx-Speicherelement zeitlich vor dem NOx-Speicherverhalten für das hochtemperaturaktive NOx-Speicherelement modelliert wird.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bei der selektiven Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente wenigstens zwei strukturell identische oder im Wesentlichen strukturell identische NOx-Speicherkatalysatormodelle verwendet werden, insbesondere in Form einer Reihenschaltung.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators (20), der bei einer Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein erstes NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators (20) ermittelt wird, als wenigstens ein NOx-Eingangswert für eine anschließende Modellierung des NOx-Speicherverhaltens für ein zweites NOx-Speicherelement des NOx-Speicherkatalysators (20) verwendet wird, wobei das erste NOx-Speicherelement eine andere Temperaturaktivität als das zweite NOx-Speicherelement aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste NOx-Speicherelement ein niedertemperaturaktives NOx-Speicherelement ist und das zweite NOx-Speicherelement ein hochtemperaturaktives NOx-Speicherelement ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine NOx-Ausgangswert des NOx-Speicherkatalysators (20) durch Ausführen einer jeweiligen Modellfunktion für die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration mit Bezug auf das erste NOx-Speicherelement ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des modellierten NOx-Speicherverhaltens ein NOx-Füllstand des NOx-Speicherkatalysators simuliert wird.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine anhand des modellierten NOx-Speicherverhaltens und/oder anhand des NOx-Füllstandes gesteuert und/oder geregelt wird.
  9. Computerprogrammprodukt (111) zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators (20) einer Brennkraftmaschine (1), wobei der NOx-Speicherkatalysator (20) wenigstens zwei unterschiedliche NOx-Speicherelemente mit unterschiedlicher Temperaturaktivität umfasst, aufweisend wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle mit jeweils wenigstens einer Modellfunktion für eine NOx-Adsorption, eine NOx-Desorption und/oder eine NOx-Regeneration im NOx-Speicherkatalysator (20), wobei die wenigstens zwei NOx-Speicherkatalysatormodelle derart konfiguriert sind, dass bei einer Modellierung des NOx-Speicherverhaltens des NOx-Speicherkatalysators (20) das NOx-Speicherverhalten selektiv für die wenigstens zwei unterschiedlichen NOx-Speicherelemente des NOx-Speicherkatalysators (20) mit Bezug auf die NOx-Adsorption, die NOx-Desorption und/oder die NOx-Regeneration modelliert wird, und wobei anhand der Modellierung des NOx-Speicherverhaltens ein NOx-Füllstand des NOx-Speicherkatalysators ermittelbar ist.
  10. Computerprogrammprodukt (111) nach Anspruch 9, das, wenn geladen in einem Computer, zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 konfiguriert ist.
DE102017110065.2A 2016-05-19 2017-05-10 Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Modellierung eines NOx-Speicherverhaltens eines NOx-Speicherkatalysators Withdrawn DE102017110065A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018118085A1 (de) * 2018-07-26 2020-01-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors sowie Abgasnachbehandlungssystem

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