DE102018120687A1 - EMISSION CONTROL SYSTEM OF AN EXHAUST SYSTEM FOR A COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
Ein Emissionssteuerungssystem beinhaltet eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion, einen Injektor zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in die Vorrichtung, einen NO- Sensor, der stromabwärts von der Vorrichtung angeordnet ist, eine Steuerung, ein iteratives Modell und eine Tabelle. Die Steuerung ist zum Ausführen einer kurz- und langfristigen Steuerung durch Bestätigen mindestens eines kurzfristigen Kriteriums konfiguriert. Nach dem Bestätigen berechnet die Steuerung einen normierten Modellfehler unter Verwendung des Modells und eines vom Sensor empfangenen Signals und integriert den normierten Modellfehler. Wenn der integrierte normierte Modellfehler einen Schwellenwert überschreitet, fährt die Steuerung mit der Langzeitregelung fort. Wenn ein langfristiges Kriterium erfüllt ist, wird ein aktueller Langzeitfaktor und der integrierte normalisierte Modellfehler auf die Tabelle angewendet, um einen neuen Langzeitfaktor zu bestimmen. Der neue Langzeitfaktor wird mit einer Aktivierungszeit des Injektors vervielfacht.An emissions control system includes a selective catalytic reduction device, an injector for injecting a reductant into the device, an NO sensor disposed downstream of the device, a controller, an iterative model, and a table. The controller is configured to perform short-term and long-term control by confirming at least one short-term criterion. After confirming, the controller calculates a normalized model error using the model and a signal received from the sensor and integrates the normalized model error. If the integrated normalized model error exceeds a threshold, the controller continues with the long term control. If a long-term criterion is met, a current long-term factor and the integrated normalized model error are applied to the table to determine a new long-term factor. The new long-term factor is multiplied by an activation time of the injector.
Description
EINLEITUNGINTRODUCTION
Die vorliegende Offenbarung betrifft Abgasanlagen für Verbrennungsmotoren und insbesondere Abgassysteme mit eines adaptiven selektiven katalytischen Reduktions-(SCR)-Systems zur Emissionssteuerung.The present disclosure relates to exhaust systems for internal combustion engines, and more particularly to exhaust systems having an adaptive selective catalytic reduction (SCR) emission control system.
Das Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, abgegeben wird, ist eine heterogene Mischung, die gasförmige Emissionen wie Kohlenmonoxid („CO“), unverbrannte Kohlenwasserstoffe („HC“) und Stickstoffoxide („NOx“) sowie kondensierte Phasenmaterialien (Flüssigkeiten und Feststoffe), enthält, die Partikel („PM“) darstellen. Katalysatorzusammensetzungen, die typischerweise auf Katalysatorträgern oder Substraten angeordnet sind, sind in einem Motorabgassystem als Teil eines Nachbehandlungssystems vorgesehen, um bestimmte oder sämtliche dieser Abgasbestandteile in nicht geregelte Abgaskomponenten umzuwandeln.The exhaust gas emitted by an internal combustion engine, particularly a diesel engine, is a heterogeneous mixture that contains gaseous emissions such as carbon monoxide ("CO"), unburned hydrocarbons ("HC") and nitrogen oxides ("NO x "), and condensed phase materials ( Liquids and solids) containing particles ("PM"). Catalyst compositions, typically disposed on catalyst carriers or substrates, are provided in an engine exhaust system as part of an aftertreatment system to convert some or all of these exhaust constituents into non-regulated exhaust gas components.
Abgasbehandlungssysteme beinhalten normalerweise selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtungen. Eine SCR-Vorrichtung beinhaltet ein Substrat, mit einem darauf angeordneten SCR-Katalysator, um die Menge an NOx in dem Abgas zu reduzieren. Das typische Abgasbehandlungssystem beinhaltet auch ein Reduktionsmittelliefersystem, das ein Reduktionsmittel wie beispielsweise Ammoniak (NH3), Harnstoff (CO(NH2)2 und andere Reduktionsmittel einspritzt. Die SCR-Vorrichtung nutzt NH3 zur Reduktion von NOx. Wenn beispielsweise die geeignete Menge an NH3 unter den geeigneten Bedingungen an die SCR-Vorrichtung geliefert wird, reagiert das NH3 mit dem NOx in Gegenwart des SCR-Katalysators, um die NOx-Emissionen zu reduzieren. Wenn jedoch die Reduktionsreaktionsrate zu langsam ist oder wenn überschüssiges Ammoniak im Abgas vorhanden ist, kann Ammoniak aus dem SCR entweichen. Wenn andererseits zu wenig Ammoniak im Abgas vorhanden ist, wird die NOx-Umwandlungseffizienz verringert.Exhaust treatment systems typically include selective catalytic reduction (SCR) devices. A SCR device includes to reduce a disposed thereon SCR catalyst, the amount of NO x in the exhaust gas a substrate. The typical exhaust gas treatment system also includes a reducing agent supply system that a reducing agent such as ammonia (NH3), urea (CO (NH2) 2 and injecting other reducing agents. The SCR device uses NH3 for the reduction of NO x. For example, when the appropriate amount of NH3 under the appropriate conditions is supplied to the SCR device, the NH3 However, when the reduction reaction rate is too slow or if excess ammonia in the exhaust gas is present to react with the NO x in the presence of the SCR catalyst to reduce NO x emissions., For example, if ammonia is present in the exhaust gas, the NO x conversion efficiency is lowered.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
Ein Emissionssteuerungssystem gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung behandelt die Abgase eines Verbrennungsmotors. Das System beinhaltet eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtung, die zur Reduzierung von Emissionen geeignet ist, einen Reduktionsmittel-Injektor, der zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in die SCR-Vorrichtung geeignet ist, einen stromabwärtigen NOx-Sensor, der stromabwärts der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, eine Steuerung, ein iteratives Modell und eine Nachschlagetabelle. Die Steuerung beinhaltet einen Prozessor und ein elektronischen Speichermedium. Das iterative Modell und die Nachschlagtabelle werden auf dem elektronischen Speichermedium gespeichert. Der Prozessor ist zum Ausführen einer kurz- und langfristigen adaptiven Steuerung durch Bestätigen von mindestens einem kurzfristigen Freigabekriterium konfiguriert. Nach der Bestätigung berechnet der Prozessor einen normalisierten chemischen Modellfehler unter Verwendung des iterativen Modells und eines stromabwärtigen NOx Signals, das vom stromabwärtigen NOx Sensor empfangen wird. Der Prozessor integriert dann den normierten chemischen Modellfehler, um einen integrierten normierten chemischen Modellfehler zu erzeugen, und bestätigt, dass der integrierte normalisierte chemische Modellfehler einen Fehlerschwellenwert überschreitet. Der Prozessor kann dann zur langfristigen adaptiven Steuerung übergehen und bestätigt, dass mindestens ein Kriterium der langfristigen Anpassungsfähigkeit erfüllt ist. Ein aktueller langfristiger adaptiver Faktor und der integrierte normalisierte chemische Modellfehler werden dann auf die Nachschlagetabelle angewendet, um einen neuen langfristigen adaptiven Faktor zu bestimmen. Der neue langfristige adaptive Faktor wird mit einer Aktivierungszeit des Reduktionsmittel-Injektors multipliziert.An emission control system in accordance with a non-limiting embodiment of the present disclosure addresses the exhaust gases of an internal combustion engine. The system includes a selective catalytic reduction (SCR) apparatus which is suitable for reducing emissions, a reducing agent injector which is suitable for injecting a reducing agent into the SCR device, a downstream NOx sensor disposed downstream of the SCR device, a controller, an iterative model and a look-up table. The controller includes a processor and an electronic storage medium. The iterative model and the lookup table are stored on the electronic storage medium. The processor is configured to perform a short and long term adaptive control by confirming at least one short term release criteria. After confirmation, the processor computes a normalized chemical model error using the iterative model and a downstream NO x signal received from the downstream NO x sensor. The processor then integrates the normalized chemical model error to produce an integrated normalized chemical model error, and confirms that the integrated normalized chemical model error exceeds an error threshold. The processor may then transition to long-term adaptive control and confirm that at least one criterion of long-term adaptability is met. A current long term adaptive factor and the integrated normalized chemical model error are then applied to the lookup table to determine a new long term adaptive factor. The new long-term adaptive factor is multiplied by an activation time of the reducing agent injector.
Neben der vorstehenden Ausführungsform beinhaltet das Emissionssteuerungssystem einen stromaufwärtigen NOx Sensor, der stromaufwärts des Reduktionsmittel-Injektors und der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, worin der Prozessor konfiguriert ist, um ein stromaufwärtiges NOx Signal vom stromaufwärtigen NOx Sensor zu empfangen, um den normierten chemischen Modellfehler zu berechnen.In addition to the above embodiment, the emission control system includes an upstream NOx sensor that is disposed upstream of the reductant injector and the SCR device, wherein the processor is configured to receive an upstream NO x signal from the upstream NOx sensor for the standardized to calculate chemical model error.
Alternativ oder ergänzend dazu ist der normierte chemische Modellfehler in der vorstehenden Ausführungsform mit der Differenz zwischen einem vom Modell vorhergesagten NOx Pegel aus dem iterativen Modell und einem tatsächlichen NOx Pegel aus dem stromabwärtigen NOx Signal verbunden.Alternatively or additionally, the normalized chemical model error in the above embodiment is related to the difference between a model predicted NO x level from the iterative model and an actual NO x level from the downstream NO x signal.
Alternativ oder ergänzend dazu wird der normierte chemische Modellfehler in der vorstehenden Ausführungsform nach Größe normiert.Alternatively or additionally, the normalized chemical model error in the above embodiment is normalized by size.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das mindestens eine kurzfristige Freigabekriterium mindestens einen normierten Fehler, der größer als ein erster Schwellenwert ist, einen NOx-Gradienten, der kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, einen Reduktionsmittel-Verbraucher, der größer als ein dritter Schwellenwert ist, eine Temperatur, die größer als ein vierter Schwellenwert und kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, einen Temperaturgradienten, der kleiner als ein sechster Schwellenwert ist, eine Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherniveaus, die kleiner als ein siebter Schwellenwert ist sowie einen Verbrennungsmodus.Alternatively or additionally included in the foregoing embodiment, the at least one short-term release criterion at least one normalized error which is greater than a first threshold, a NO x gradient which is smaller than a second threshold, a reducing agent consumers, a greater than third threshold, a temperature greater than a fourth threshold and less than a fifth threshold, a temperature gradient that is less than a sixth threshold, a deviation of the reducing agent storage level that is less than one seventh threshold and a combustion mode.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das mindestens eine langfristige Aktivierungskriterium mindestens einen der normierten Fehler, der größer als ein achter Schwellenwert ist, wobei der NOx-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel größer als ein zehnter Schwellenwert ist, die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist sowie den Verbrennungsmodus.Alternatively or additionally, the at least one long-term activation criteria included in the foregoing embodiment, at least one of the normalized error is larger than an eighth threshold value, the NO x gradient is smaller than a ninth threshold value, the consumed reducing agent is larger than a tenth threshold value wherein the temperature is greater than an eleventh threshold and less than a twelfth threshold, the temperature gradient is less than a thirteenth threshold, the reductant storage deviation is less than a fourteenth threshold, and the combustion mode.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorstehenden Ausführungsform das mindestens eine kurzfristige Freigabekriterium unabhängig von dem mindestens einen langfristigen Freigabekriterium.Alternatively or additionally, in the above embodiment, the at least one short-term release criterion is independent of the at least one long-term release criterion.
Ein Emissionssteuerungssystem zur Behandlung des Abgases eines Verbrennungsmotors gemäß einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtung, einen ersten NOx-Sensor und eine Steuerung. Die Steuerung ist konfiguriert, um eine kurz- und langfristige adaptive Steuerung durchzuführen, indem sie eine erste NOx-Messung des ersten NOx-Sensors mit einem vorhergesagten NOx-Wert vergleicht, der zumindest teilweise auf einem chemischen Ausgangsmodell basiert. Als Reaktion auf die Erfüllung kurzfristiger Aktivierungskriterien berechnet die Steuerung einen normierten chemischen Modellfehler, integriert den normierten chemischen Modellfehler und berechnet einen neuen langfristigen adaptiven Faktor, wenn der integrierte normierte chemische Modellfehler einen Schwellenwert überschreitet.An emission control system for treating the exhaust gas of an internal combustion engine according to a further non-limiting embodiment includes a selective catalytic reduction (SCR) device, a first NO x sensor and a controller. The controller is configured to perform short and long term adaptive control by comparing a first NO x measurement of the first NO x sensor with a predicted NO x value based at least in part on an initial chemical model. In response to meeting short-term activation criteria, the controller calculates a normalized chemical model error, integrates the normalized chemical model error, and calculates a new long-term adaptive factor when the integrated normalized chemical model error exceeds a threshold.
Neben der vorhergehenden Ausführungsform beinhaltet das Emissionssteuerungssystem eine Nachschlagetabelle, die in der Steuerung gespeichert und konfiguriert ist, um einen aktuellen langfristigen adaptiven Faktor mit dem integrierten normierten chemischen Modellfehler zu vergleichen, um den neuen langfristigen adaptiven Faktor zu berechnen.In addition to the previous embodiment, the emissions control system includes a look-up table stored in the controller and configured to compare a current long-term adaptive factor with the integrated normalized chemical model error to calculate the new long-term adaptive factor.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorhergehenden Ausführungsform der normierte chemische Modellfehler gleich einem Delta zwischen der ersten NOx-Messung und einem vorhergesagten NOx-Wert basierend auf dem ursprünglichen chemischen Modell, und basierend auf der Größe normiert.Alternatively or additionally, in the previous embodiment, the normalized chemical model error is normalized to a delta between the first NO x measurement and a predicted NO x value based on the original chemical model, and normalized based on size.
Alternativ oder ergänzend dazu befindet sich in der vorhergehenden Ausführungsform der erste NOx-Sensor stromabwärts von der SCR-Vorrichtung.Alternatively or in addition, located in the preceding embodiment, the first NO x sensor downstream of the SCR device.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet das Emissionssteuerungssystem in der vorhergehenden Ausführungsform einen zweiten NOx-Sensor, worin der normierte chemische Modellfehler auf dem chemischen Ausgangsmodell, der ersten NOx-Messung und einer stromaufwärts gerichteten NOx-Messung vom zweiten NOx-Sensor, der stromaufwärts von der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, basiert und worin der erste NOx-Sensor stromabwärts von der SCR-Vorrichtung angeordnet ist.Alternatively or additionally, the emissions control system includes a second NO x sensor in the previous embodiment wherein the normalized chemical model error on the chemical output model, the first NO x measurement and an upstream NOx measurement from the second NOx sensor, which is positioned upstream of the SCR device, based and wherein the first NO x sensor downstream of the SCR device disposed.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet das Emissionssteuerungssystem in der vorhergehenden Ausführungsform einen Temperatursensor, der zum Senden einer Temperaturmessung an die Steuerung konfiguriert ist, worin das chemische Ausgangsmodell von der Steuerung erzeugt wird und zumindest basierend auf der Temperaturmessung, der stromaufwärtigen NOx-Messung und der ersten NOx-Messung erfolgt.Alternatively or additionally, in the previous embodiment, the emissions control system includes a temperature sensor configured to send a temperature measurement to the controller, wherein the chemical output model is generated by the controller and based at least on the temperature measurement, the upstream NO x measurement, and the first NO x measurement takes place.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorstehenden Ausführungsform das Aktivierungskriterium ein kurzfristiges Aktivierungskriterium.Alternatively or additionally, in the above embodiment, the activation criterion is a short-term activation criterion.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das kurzfristige Freigabekriterium mindestens einen normierten Fehler, der größer als ein erster Schwellenwert ist, einen NOx-Gradienten, der kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, einen Reduktionsmittel-Verbraucher, der größer als ein dritter Schwellenwert ist, eine Temperatur, die größer als ein vierter Schwellenwert und kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, einen Temperaturgradienten, der kleiner als ein sechster Schwellenwert ist, eine Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherniveaus, die kleiner als ein siebter Schwellenwert ist sowie einen Verbrennungsmodus.Alternatively or additionally, the short-term release criterion included in the preceding embodiment, at least a normalized error which is greater than a first threshold value, a NO x gradient which is smaller than a second threshold, a reducing agent consumer which is greater than a third threshold value , a temperature that is greater than a fourth threshold and less than a fifth threshold, a temperature gradient that is less than a sixth threshold, a deviation of the reductant storage level that is less than a seventh threshold, and a combustion mode.
Alternativ oder ergänzend dazu wird in der vorhergehenden Ausführungsform die langfristige adaptive Faktorbestimmung durchgeführt, wenn ein langfristiges adaptives Freigabekriterium erfüllt ist.Alternatively or additionally, in the previous embodiment, the long-term adaptive factor determination is performed when a long-term adaptive enabling criterion is met.
In der Alternative oder ergänzend dazu sind in der vorhergehenden Ausführungsform die Kriterien der langfristigen Anpassungsfähigkeit unabhängig von den Kriterien der kurzfristigen Befähigung.In the alternative or in addition, in the previous embodiment, the criteria of long-term adaptability are independent of the short-term capability criteria.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das Kriterium der langfristigen Anpassungsfähigkeit mindestens einen der normierten Fehler, der größer als ein achter Schwellenwert ist, wobei der NOx-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel größer als ein zehnter Schwellenwert ist, die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist sowie den Verbrennungsmodus.Alternatively or additionally, the criterion of long-term adaptability includes in the previous embodiment, at least one of the normalized error is larger than an eighth threshold value, the NO x gradient smaller than a ninth threshold value, the consumed reducing agent is larger than a tenth threshold value if the temperature is greater than an eleventh threshold and less than a twelfth threshold, the temperature gradient is less than a thirteenth threshold, the reductant Memory deviation is less than a fourteenth threshold and the combustion mode.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorhergehenden Ausführungsform der achte Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert.Alternatively or additionally, in the previous embodiment, the eighth threshold is greater than the first threshold.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet das Emissionssteuerungssystem in der vorhergehenden Ausführungsform einen Reduktionsmittel-Injektor, worin der neue langfristige adaptive Faktor im Allgemeinen mit einer Aktivierungszeit des Reduktionsmittel-Injektors beaufschlagt wird.Alternatively or additionally, the emission control system in the previous embodiment includes a reductant injector, wherein the new long-term adaptive factor is generally applied with an activation time of the reductant injector.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.The above features and advantages as well as other features and functions of the disclosure will become more readily apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.
Figurenlistelist of figures
Andere Eigenschaften, Vorteile und Details erscheinen, nur exemplarisch, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:
-
1 ist ein Schema eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Abgassystem gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen; -
2 ist ein Schema des Abgassystems einschließlich eines Emissionssteuerungssystems; -
3 ist ein Schema einer SCR-Vorrichtung der Emissionssteuerung; -
4 ist eine Nachschlagetabelle, die in einer Steuerung der SCR-Vorrichtung als Teil eines langfristigen adaptiven (LTA) Steuerungsmerkmals gespeichert und von dieser angewandt wird; und -
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens für die adaptive SCR-Steuerung und den langfristigen adaptiven (LTA) Eintrag.
-
1 FIG. 12 is a schematic of a motor vehicle having an internal combustion engine and an exhaust system according to one or more embodiments; FIG. -
2 Figure 11 is a schematic of the exhaust system including an emissions control system; -
3 Fig. 10 is a schematic of an emission control SCR device; -
4 FIG. 12 is a look-up table stored in and used by a controller of the SCR device as part of a long-term adaptive control (LTA) control feature; FIG. and -
5 Figure 4 is a flowchart of a method for adaptive SCR control and long-term adaptive (LTA) entry.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present disclosure in its applications or uses. It should be understood that in the drawings, like reference characters designate like or corresponding parts and features. The term "module" as used herein refers to a processing circuit that includes an application specific integrated circuit (ASIC), an electronic circuit, a processor (shared, dedicated or grouped) and a memory containing one or more software or firmware programs combinational logic circuit and / or other suitable components that can provide the described functionality.
Ein Kraftfahrzeug gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform ist allgemein bei 20 in
Ein Verbrennungsmotor (ICE) System
Der Motor
Darüber hinaus kann das ICE-System
Unter Bezugnahme auf
Das Emissionssteuerungssystem
Die OC-Vorrichtung
Die SCR-Anordnung
Die SCR-Anordnung
Der mindestens eine Drucksensor
Der Reduktionsmittel-Injektor
Die SCR-Vorrichtung
Der katalysatorhaltige Washcoat, der auf dem Substrat
Der Körper des Substrats
Die SCR-Katalysatorzusammensetzung ist im Allgemeinen ein poröses Material mit großer Oberfläche, das effizient arbeiten kann, um NOx Bestandteile im Abgas
Die SCR-Katalysatorzusammensetzung kann optional auch ein oder mehrere basische Metalloxide als Promotoren umfassen, um die SO3 Bildung weiter zu verringern und die Standzeit des Katalysators zu verlängern. Die einen oder mehreren basischen Metalloxide können in einigen Ausführungsformen WO3, Al2O3, und MoO3 beinhalten. In einer Ausführungsform kann WO3, Al2O3, und MoO3 in Kombination mit V2O5 verwendet werden.The SCR catalyst composition may optionally also comprise one or more basic metal oxides as promoters to further reduce SO 3 formation and improve the service life of the catalyst To extend the catalyst. The one or more basic metal oxides, in some embodiments, may include WO 3 , Al 2 O 3 , and MoO 3 . In one embodiment, WO 3 , Al 2 O 3 , and MoO 3 may be used in combination with V 2 O 5 .
Der SCR-Katalysator (d. h. das Substrat
Es versteht sich, dass die Gleichungen (1) - (5) lediglich veranschaulichend sind und nicht dazu gedacht sind, die SCR-Vorrichtung
Das Reduktionsmittel
Es versteht sich, dass die Gleichung (6) lediglich veranschaulichend, und nicht dazu gedacht ist, die Zersetzung von Harnstoff oder eines anderen Reduktionsmittels
Das Substrat
Die Steuerung
Im Betrieb kann der Prozessor
Eine Reduktionsmitteldosierrate (z.B. Gramm pro Sekunde) kann vom Prozessor
Unter Bezugnahme auf
Unter erneuter Bezugnahme auf
In einem oder mehreren Beispielen kann der Prozentsatz von NOx, der aus dem Abgas
Reduktionsmittel (z. B. NH3) können auch durch eine Erhöhung der Temperatur des SCR-Katalysators verursacht werden. So kann beispielsweise NH3 vom SCR-Katalysator des Substrats
Typischerweise schätzt die Steuerung
Die Steuerung
In einem oder mehreren Beispielen verwendet die Steuerung
In einem oder mehreren Beispielen kann der vorgegebene Wert basierend auf einer festgelegten Statistik, wie beispielsweise einer Standardabweichung, zum Beispiel 1,5 Standardabweichung, ermittelt werden. So kann der vorgegebene Wert ferner auf einen modellierten stromabwärtigen NOx-Wert kalibriert werden. Das gemessene stromabwärtige NOx wird somit gegen den erwarteten Fehler des stromabwärtigen NOx Sensors
Ein Dosierregler (nicht dargestellt) kann durch die Steuerung
So kann beispielsweise die Reduktionsmitteldosierrate angepasst werden, um eine gewünschte NOx-Konzentration oder Durchflussrate im Abgas
Mit der Zeit können Ungenauigkeiten des chemischen SCR-Modells
Eine passive Analysetechnik kann verwendet werden, um zwischen reduktiven Messungen und NOx-Messungen zu unterscheiden, wobei es sich um ein Korrelationsverfahren handelt, das den Vergleich der NOx Konzentration, gemessen durch den stromaufwärtigen NOx Sensor
Der Vergleich beinhaltet beispielsweise ein Korrelationsverfahren, wobei die stromabwärtige NOx-Konzentration mit den stromaufwärtigen NOx-Messungen oder den vorhergesagten NOx-Messungen verglichen wird, worin divergierende Konzentrationsrichtungen eine Zunahme oder Abnahme des Reduktionsmittelschlupfs anzeigen können. Wenn beispielsweise die stromaufwärtige NOx-Konzentration abnimmt und die stromabwärtige NOx-Konzentration zunimmt, kann der Reduktionsmittelschlupf als ansteigend identifiziert werden. In ähnlicher Weise kann, wenn die stromaufwärtige NOx-Konzentration zunimmt und die stromabwärtige NOx-Konzentration abnimmt, der Reduktionsmittelschlupf als abnehmend identifiziert werden. Somit kann die Abweichung zwischen den beiden Sequenzen der NOx-Messungen genutzt werden, um einen Dosierstatus der SCR-Vorrichtung
Alternativ oder zusätzlich beinhaltet der Vergleich eine Frequenzanalyse. NOx-Signale
Ein Nachteil von passiven Analysetechniken (d. h. kurzfristige Techniken) wie dem oben beschriebenen Korrelationsverfahren und Frequenzverfahren besteht darin, dass sie auf dem richtigen Betrieb von zwei NOx-Sensoren
Im Allgemeinen kann die passive Analyse oder kurzfristige Techniken verwendet werden, um das Vorhandensein von NH3-Schlupf und/oder NOx-Durchbruch teilweise vorherzusagen. Die reine Anwendung der kurzfristigen Techniken kompensiert jedoch nicht die Systemdrift, Teil-zu-Teil-Schwankungen und andere Faktoren, wodurch falsche Schlupfentscheidungen getroffen werden, die zu falschen kurzfristigen Speicherpegelkorrekturen führen. Falsche kurzfristige Speicherpegelkorrekturen können zu falschen langfristigen Anpassungsentscheidungen führen. Das heißt, wenn ein Systemdriftproblem vorliegt, kann die reine Anwendung einer kurzfristigen Technik eine Sättigung des NH3-Schlupfes und/oder NOx Durchbruchsprognosen verursachen. Das Emissionssteuerungssystem
In Anlehnung an BILD
Unter Bezugnahme auf
Der normierte chemische Modellfehler, der größer als der erste Schwellenwert ist, und als Teil der kurzfristigen Aktivierung, kann im Allgemeinen die Differenz zwischen dem vorhergesagten NOx des chemischen SCR-Modells
Das Temperaturfenster als Teil der kurzfristigen Freigabe ist im Allgemeinen ein Indikator für eine Temperatur, die höher als ein niedriger Temperaturschwellenwert und niedriger als ein hoher Temperaturschwellenwert ist. Die Kriterien des Temperaturfensters können eine Anpassung der kurzfristigen Korrektur an den Arbeitsbereich ermöglichen, in dem das chemische Modell SCR
Der Temperaturgradient, der kleiner als der sechste Schwellenwert ist, ist als Teil der kurzfristigen Freigabe ein Indikator für eine Temperaturänderungsrate am Eingang der SCR-Vorrichtung
Die Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherpegels ist kleiner als ein siebter Schwellenwert und ermöglicht im Rahmen der kurzfristigen Freigabe die Anpassung der Kurzzeitkorrektur an den Arbeitsbereich, in dem das chemische SCR-Modell
Die Kriterien für den Verbrennungsmodus erlauben das Sperren der kurzfristigen Korrektur im Verbrennungsmodus (z. B. DPF-Regeneration, SCR-Warmlauf und andere). Bestimmte Verbrennungsmodi können eine höhere Neigung zu erhöhten Temperaturen, verminderter Speicherkapazität und erhöhtem NH3-Schlupf aufweisen. Unter derartigen Bedingungen sollten kurzfristige Korrekturen vermieden werden.The criteria for the combustion mode allow the short-term correction to be disabled in the combustion mode (eg, DPF regeneration, SCR warm-up, and others). Certain combustion modes may be prone to increased temperatures, reduced storage capacity, and increased NH3 slip. Under such conditions, short-term corrections should be avoided.
Bei Block
Bei Block
Beispiele für das Kriterium der langfristigen Anpassungsfähigkeit beinhalten: den normierten Fehler, der größer als ein achter Schwellenwert ist, wobei der NOx-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel (z. B. NH3) größer als ein zehnter Schwellenwert ist (d. h. Stabilität der SCR-Vorrichtung) die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist (d. h. ein vierzehnter Schwellenwert) sowie den Verbrennungsmodus.Examples of the criterion of long-term adaptability include: the normalized error greater than an eighth threshold, where the NO x gradient is less than a ninth threshold, the consumed reducing agent (eg, NH3) is greater than a tenth threshold (ie stability of the SCR device) the temperature is greater than an eleventh threshold and less than a twelfth threshold, the temperature gradient is less than a thirteenth threshold, the reductant storage deviation is less than a fourteenth threshold (ie, a fourteenth threshold), and combustion mode.
In einer Ausführungsform kann der normierte Fehlerschwellenwert für die langfristige Anpassung (d. h. der achte Schwellenwert) wesentlich größer sein als der normierte Fehlerschwellenwert für die kurzfristige Korrektur (d. h. der erste Schwellenwert). Des Weiteren können die verschiedenen Schwellenwerte der langfristigen Anpassungskriterien etwa doppelt so hoch sein wie die jeweiligen Schwellenwerte der kurzfristigen Anpassungskriterien. In weiteren Ausführungsformen können die Schwellenwerte etwa gleichwertig sein.In one embodiment, the normalized error threshold for the long term adjustment (i.e., the eighth threshold) may be substantially greater than the normalized error threshold for the short term correction (i.e., the first threshold). Furthermore, the various thresholds of the long-term adjustment criteria may be about twice as high as the respective thresholds of short-term adjustment criteria. In further embodiments, the thresholds may be approximately equivalent.
Bei Block
Die hier beschriebenen technischen Lösungen erleichtern Verbesserungen von Emissionskontrollsystemen, die in Verbrennungsmotoren verwendet werden, wie sie in Fahrzeugen verwendet werden. Die technischen Lösungen bestimmen beispielsweise die Speicherkorrektur und -anpassung aufgrund der Integration eines kleineren Fehlers als bei der Eingabe einer stationären Reduktionsmittel-Schlupferkennungslogik, wobei der Fehler einen Unterschied zwischen der Messung des stromabwärtigen NOx-Sensors und dem stromabwärtigen NOx-Modell anzeigt. Derartige Verbesserungen erleichtern das Verhindern des Zyklus der stationären Reduktionsmittel-Schlupferkennung, wenn der NOx-Fehler gerade hoch genug ist, um ein stationäres Reduktionsmittel-Schlupferkennungsereignis zu verursachen, aber der Fehler niedrig genug ist, um das System zum Ein- und Ausschalten der stationären Reduktionsmittel-Schlupferkennung ohne Anpassung ein- und auszuschalten.The technical solutions described herein facilitate improvements in emission control systems used in internal combustion engines, such as those used in vehicles. The technical solutions for example, determine the memory correction and adjustment due to the integration of a smaller error than that of the entry of a stationary reducing agent slip detection logic wherein the error indicating a difference between the measurement of the downstream NOx sensor and the downstream NO x model. Such improvements facilitate the prevention of the steady state reductant slip detection cycle when the NO x error is just high enough to cause a stationary reductant slip detection event, but the error is low enough for the system to turn on and off the steady state Reducing agent slip detection without switching on and off.
Weitere Vorteile und Nutzen sind ein System
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, aber alle Ausführungsformen beinhaltet, die in deren Umfang fallen.While the above disclosure has been described with reference to exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and the individual parts may be substituted with corresponding other parts without departing from the scope of the disclosure. In addition, many modifications may be made to adapt a particular material situation to the teachings of the disclosure without departing from the essential scope thereof. Therefore, it is intended that the present disclosure not be limited to the particular embodiments disclosed, but include all embodiments that fall within its scope.
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