DE102018203757A1

DE102018203757A1 - Verfahren zum Betreiben eines SCR-Systems mit zumindest zwei Dosierventilen

Info

Publication number: DE102018203757A1
Application number: DE102018203757.4A
Authority: DE
Inventors: Frank Schweizer; Stefanos Tzivanakis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2018-10-25
Also published as: KR102573666B1; KR20180119495A; KR20180119496A; CN108729994A; CN108729994B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Systems mit zumindest zwei SCR-Katalysatoren und zumindest zwei Dosierventilen, wobei jedem SCR-Katalysator zumindest ein Dosierventil zugeordnet ist, über welches Reduktionsmittellösung für den zugeordneten SCR-Katalysator eindosiert wird und die Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile separat und zeitlich getrennt erfolgen, wobei ein Umschalten (62) zwischen den Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile abhängig von einer maximalen Gesamteffizienz (e_gmax1, e_gmax2) der SCR-Katalysatoren für die Reduktion von Stickoxiden gesteuert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Systems mit zumindest zwei Dosierventilen, wobei abhängig von einer Gesamteffizienz zwischen Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile umgeschaltet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Stand der Technik
Heutzutage wird bei der Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungsmaschine das SCR-Verfahren (Selective Catalytic Reduction) eingesetzt, um Stickoxide (NOx) im Abgas zu reduzieren. Die DE 103 46 220 A1 beschreibt das grundlegende Prinzip. Dabei wird eine 32,5%ige Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL), kommerziell auch als AdBlue^® bekannt, in das Abgas eindosiert. Typischerweise ist hierfür ein Dosierventil innerhalb eines Dosiermoduls vorgesehen, um die HWL stromaufwärts eines SCR-Katalysators in den Abgasstrom einzudosieren. Im SCR-Katalysator reagiert die HWL zu Ammoniak, welches sich anschließend mit den Stickoxiden verbindet, woraus Wasser und Stickstoff entstehen. Die HWL wird mittels einem Fördermodul mit einer Förderpumpe aus einem Reduktionsmitteltank durch eine Druckleitung zum Dosiermodul gefördert.
Es sind ferner SCR-Systeme bekannt, bei denen mehrere SCR-Katalysatoren im Abgasstrang angeordnet sind, welche kombiniert auf das Abgas einwirken.
Typischerweise sind ein motornaher SCR-Katalysator, der beispielsweise bei sogenannten Kombinationssystemen in Form einer Beschichtung auf einem Partikelfilter angeordnet ist, und ein unterfluriger SCR-Katalysator vorgesehen. Die Eindosierungen der HWL erfolgt dann über mehrere Dosierventile, wobei jedem SCR-Katalysator ein stromaufwärts vorangestelltes Dosierventil zugeordnet ist. Dadurch kann die gewünschte Masse der Reduktionsmittellösung zielgenau eindosiert werden. Typischerweise sind die Dosierventile mit einem gemeinsamen Fördermodul verbunden, wobei sich die Dosierventile zumindest einen Teil einer gemeinsamen Druckleitung teilen können.
Solche SCR-Systeme sind oftmals baulich so eingerichtet, dass sie mit Strategien betrieben werden müssen, bei denen Eindosierungen über die Dosierventile nicht gleichzeitig, sondern zeitlich getrennt erfolgen. Dabei wird zwischen den Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile umgeschaltet. Üblich sind Strategien mit festen Umschaltzeiten, mit Abfrage der jeweiligen Temperatur und/oder dem jeweiligen Ammoniak-Füllstand der SCR-Katalysatoren.
Offenbarung der Erfindung
Das Verfahren betrifft ein SCR-System für eine Verbrennungsmaschine mit zumindest zwei SCR-Katalysatoren und zumindest zwei Dosierventilen. Jedem SCR-Katalysator ist zumindest ein Dosierventil zugeordnet, über welches Reduktionsmittellösung für den zugeordneten SCR-Katalysator eindosiert wird. Die Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile erfolgen einerseits separat, wodurch jeder SCR-Katalysator individuell mit der für ihn vorgesehenen Masse der Reduktionsmittellösung versorgt wird. Andererseits wird nicht gleichzeitig über die verschiedenen Dosierventile eindosiert, sondern zeitlich getrennt. Dabei wird zwischen den Eindosierungen der verschiedenen Dosierventile umgeschaltet. Beispielsweise wird zu Beginn über eines der Dosierventile eindosiert und dann auf eine Eindosierung über ein anderes Dosierventil umgeschaltet, wobei die Eindosierung über das erstgenannte Dosierventil beendet wird, sodass die beiden Eindosierungen hintereinander ablaufen. Da zeitlich getrennt eindosiert wird, ist es notwendig, das Umschalten zwischen den Eindosierungen zu steuern.
Das Verfahren zum Betreiben des SCR-Systems sieht vor, das Umschalten zwischen den Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile abhängig von einer maximalen Gesamteffizienz der SCR-Katalysatoren für die Reduktion von Stickoxiden zu steuern. Eine Effizienz gibt das Verhältnis zwischen einer Masse von am SCR-Katalysator reduzierten Stickoxiden und einer Masse von in den SCR-Katalysator strömenden Stickoxiden an. Eine Gesamteffizienz gibt in gleicher Weise dieses besagte Verhältnis entsprechend für alle beteiligten SCR-Katalysatoren an. Die maximale Gesamteffizienz gibt dann eine maximal mögliche Gesamteffizienz für die jeweilige Eindosierung an.
Die Einzeleffizienzen können mit passenden Modellen berechnet werden, die z.B. auf reaktionskinetischen Ansätzen beruhen und somit die chemischen Reaktionen im Katalysator nachbilden. Als Basisgrößen für die Berechnungen werden NOx- und/oder NH3-Konzentrationen vor dem Katalysator benötigt sowie dessen Temperatur und Umgebungsbedingungen wie Abgasmassenstrom und/oder Abgasdruck. Die NOx- und/oder NH3-Konzentrationen vor jeweiligem Katalysator können sensorbasiert oder modellbasiert ermittelt werden. Ebenfalls kann die NH3-Konzentration vor dem Katalysator anhand der Information der dosierten Regenerationsmittelmenge berechnet werden. Um die (Einzel-)Effizienz zu ermitteln, kann alternativ das Gegenverhältnis der Effizienz verwendet werden. Das Gegenverhältnis wird gebildet, indem das Verhältnis, d.h. die Effizienz, von Eins subtrahiert wird. Mit anderen Worten hängen die Effizienz und deren Gegenverhältnis derart miteinander zusammen, dass die aus der Effizienz und ihrem Gegenverhältnis gebildete Summe Eins ergibt. Das Gegenverhältnis der Effizienz ist demzufolge das Verhältnis zwischen einer Masse von durch den SCR-Katalysator passierenden Stickoxiden, die beispielsweise durch einen Stickoxid-Sensor stromabwärts des SCR-Katalysators gemessen werden kann, und der bereits erwähnten Masse der in den SCR-Katalysator strömenden Stickoxide, die beispielsweise durch einen Stickoxid-Sensor stromaufwärts des SCR-Katalysators gemessen werden kann.
Bevorzugt kann die vorstehend bezeichnete Gesamteffizienz als Produkt dieser Einzeleffizienzen berechnet werden. Besonders bevorzugt wird anstatt der Einzeleffizienzen das Produkt der Gegenverhältnisse der Einzeleffizienten verwendet und daraus wiederrum das Gegenverhältnis gebildet, indem das Produkt von Eins subtrahiert wird, um die Gesamteffizienz zu berechnen.
Demzufolge kann für die Berechnung der Gesamteffizienz auf die Einzeleffizienzen der SCR-Katalysatoren zurückgegriffen werden, wobei letztere für die zeitlich getrennten Eindosierungen in einfacher Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, ermittelt werden können.
Vorzugsweise kann anstatt der Einzeleffizienzen eine maximale Einzeleffizienz bei der Berechnung der maximalen Gesamteffizienz verwendet werden. Dies gilt auch in Bezug auf die Gegenverhältnisse der Einzeleffizienten, wenn diese anstatt der Einzeleffizienzen verwendet werden. Die maximale Einzeleffizienz gibt die maximal mögliche Effizienz des SCR-Katalysators wieder, wenn dieser bei optimalen Bedingungen und einem gewünschten Soll-Ammoniak-Füllstand betrieben wird. Vorzugsweise kann die maximale Einzeleffizienz für den SCR-Katalysator, über dessen zugeordnetes Dosierventil eindosiert wird, für die entsprechende Einzeleffizienz - auch bezogen auf die Gegenverhältnisse der Einzeleffizienten - eingesetzt werden. Insbesondere kann die maximale Einzeleffizienz aus einem Modell für den SCR-Katalysator bei gewünschtem Soll-Ammoniak-Füllstand ermittelt wird.
Es kann bei der Berechnung der Einzeleffizienzen oder der Gesamteffizienz berücksichtigt werden, dass ein sogenannter Ammoniak-Schlupf auftreten kann, bei dem nicht reagiertes Ammoniak einen der SCR-Katalysatoren passiert, und dieser Ammoniak-Schlupf den Ammoniak-Füllstand des stromabwärts nachfolgenden SCR-Katalysators beeinflussen kann.
Für jeden weiteren SCR-Katalysator, der zwischen jenem, für den die Einzeleffizienz berechnet wird, und der Verbrennungsmaschine liegt, verringert sich die zu reduzierende Masse der Stickoxide, wobei die Hauptbelastung der SCR auf dem SCR-Katalysator liegt, der sich der Verbrennungsmaschine direkt anschließt. Daraus resultieren unterschiedliche Änderungen der Einzeleffizienzen beim Umschalten der Eindosierungen zwischen den entsprechenden Dosierventilen. Eine Einzeleffizienz des SCR-Katalysators, der sich der Verbrennungsmaschine direkt anschließt, ändert sich dabei am schwächsten. Folglich ändert sich beim Umschalten auch die Gesamteffizienz.
Gemäß einem Aspekt ist vorgesehen, dass von einer Eindosierung über eines der Dosierventile auf eine Eindosierung über ein anderes Dosierventil umgeschaltet wird, wenn die Gesamteffizienz nach dem Umschalten größer wird. Als Resultat können die Eindosierungen so gesteuert werden, dass die Gesamteffizienz für die SCR maximiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass von der Eindosierung über eines der Dosierventile auf die Eindosierung über ein anderes Dosierventil umgeschaltet wird, wenn eine insgesamt reduzierte Masse der Stickoxide nach dem Umschalten größer wird. Die insgesamt reduzierte Masse der Stickoxide lässt sich dabei direkt aus der Gesamteffizienz und der Masse der in den SCR-Katalysator strömenden Stickoxide berechnen.
Es können zudem noch weitere Parameter vorgesehen sein, bei denen von der Eindosierung über eines der Dosierventile auf die Eindosierung über ein anderes Dosierventil umgeschaltet wird. Diese weiteren Parameter können dabei direkt oder indirekt zur Erhöhung der insgesamt reduzierte Masse der Stickoxide führen oder beitragen, aber auch eine solche Erhöhung der insgesamt reduzierte Masse direkt oder indirekt anzeigen oder darstellen, wenn von der Eindosierung über eines der Dosierventile auf die Eindosierung über ein anderes Dosierventil umgeschaltet wird. Als Beispiel kann eine Stickoxid-Konzentration, die ebenfalls von der Masse der Stickoxide abhängt, angeführt werden.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, das SCR-System zu betreiben.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines SCR-Systems mit zwei Dosierventilen für zwei SCR-Katalysatoren, welches mit Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden kann.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein SCR-System 1 mit zwei Dosiermodulen 11, 12 für zwei SCR-Katalysatoren 21, 22 in einem gemeinsamen Abgasstrang 30 einer Verbrennungsmaschine 3. Ein erster SCR-Katalysator 21 ist der Verbrennungsmaschine direkt stromabwärts nachfolgend angeordnet und kann beispielsweise als Schicht auf einen Partikelfilter aufgebracht sein. Dem ersten SCR-Katalysator 21 folgt stromabwärts ein zweiter SCR-Katalysator 22. Ein erstes Dosiermodul 11 weist ein erstes Dosierventil 110 auf, über welches eine Reduktionsmittellösung stromaufwärts des ersten SCR-Katalysators 21 in den Abgasstrang 30 eindosiert wird. Gleichermaßen weist ein zweites Dosiermodul 12 ein zweites Dosierventil 120 auf, über welches die Reduktionsmittellösung stromaufwärts des zweiten SCR-Katalysators 22 und in diesem Ausführungsbeispiel stromabwärts des ersten SCR-Katalysators 21 eindosiert wird. Die Dosiermodule 11, 12 sind über eine Druckleitung 13 mit einem Fördermodul 14 verbunden, das eine Förderpumpe 140 aufweist, welche die Reduktionsmittellösung aus einem Reduktionsmitteltank 15 in die Druckleitung 13 fördert. Die Druckleitung 13 teilt sich stromabwärts eines gemeinsamen Abschnitts 130 in einen ersten Abschnitt 131, der zum ersten Dosiermodul 11 führt, und in einen zweiten Abschnitt 132, der zum zweiten Dosiermodul 12 führt, auf. Mittels der Förderpumpe 140 des Fördermoduls 14 wird die Reduktionsmittellösung dem ersten Dosierventil 110 über den ersten Abschnitt 131 der Druckleitung 13 und dem zweiten Dosierventil 120 über den zweiten Abschnitt 132 der Dosierleitung 13 zur Eindosierung bereitgestellt.
Ferner ist ein elektronisches Steuergerät 4 vorgesehen, welches zumindest mit dem Fördermodul 14 bzw. der Förderpumpe 140 sowie mit den beiden Dosiermodulen 11, 12 bzw. den beiden Dosierventilen 110, 120 verbunden ist und diese ansteuert. Die Dosierventile 110, 120 werden dabei so gesteuert, dass sie durch Umschalten hintereinander abwechselnd geöffnet werden und somit zeitlich getrennt eindosieren. Hierfür stellt die Förderpumpe 140 die für den jeweiligen SCR-Katalysator 21, 22 gewünschte Masse der Reduktionsmittellösung bereitstellt, welche dann über die Dosierventile 110, 120 dem entsprechenden SCR-Katalysator 21, 22 eindosiert wird.
Des Weiteren ist ein erster Stickoxid-Sensor 41 stromaufwärts der SCR-Katalysatoren 21, 22 - und des ersten Dosierventils 110 - im Abgasstrang 30 angeordnet, der dort eine einströmende Masse m_i der Stickoxide, welche zumindest in den ersten SCR-Katalysator 21 strömt, erfasst. Zudem ist ein zweiter Stickoxid-Sensor 42 stromabwärts der SCR-Katalysatoren 21, 22 angeordnet, der dort eine ausströmende Masse m_o der Stickoxide, welche die SCR-Katalysatoren 21, 22 passiert hat, erfasst. Die durch die beiden Stickoxid-Sensoren 41, 42 erfassten Werte für die einströmende Masse m_i und die ausströmende Masse m_o der Stickoxide werden an das elektronische Steuergerät 4 weitergeleitet. In weiteren Ausführungsbeispielen erfassen die Stickoxid-Sensoren 41, 42 jeweils Konzentrationswerte der Stickoxide im Abgasstrang 30, welche an das elektronische Steuergerät 4 weitergeleitet werden und aus denen die jeweiligen Massen m_i, m_o der Stickoxide ermittelt werden.
Dem ersten SCR-Katalysator 21 ist eine erste Einzeleffizienz e₁ und dem zweiten SCR-Katalysator 22 eine zweite Einzeleffizienz e₂ zugeordnet. Die Einzeleffizienz e₁, e₂ gibt für jeden SCR-Katalysator 21, 22 separat das Verhältnis zwischen einer konvertierten Masse m_c der am jeweiligen SCR-Katalysator 21, 22 reduzierten Stickoxide (in 1 nicht dargestellt) und der in den jeweiligen SCR-Katalysator 21, 22 einströmenden Masse m_i an. Dabei gilt zum einen, dass sich die erste Effizienz e₁ erhöht und sich die zweite Effizienz e₂ verringert, wenn über das erste Dosierventil 110 eindosiert wird. Zum anderen gilt, dass sich die zweite Effizienz e₂ erhöht und sich die erste Effizienz e₁ verringert, wenn über das zweite Dosierventil 120 eindosiert wird. Bei der Eindosierung über das zweite Dosierventil 120 ist ein nicht gezeigter Ammoniak-Schlupf durch den ersten SCR-Katalysator 21 zu berücksichtigen. Da der erste SCR-Katalysator 21 direkt der Verbrennungsmaschine 3 stromabwärts nachfolgend angeordnet ist, trägt dieser die Hauptbelastung der SCR. Aus diesem Grund ändert sich die erste Effizienz e₁ in geringerem Maße im Vergleich zur zweiten Effizienz e₂, wenn über das jeweils andere Dosierventil 110, 120 eindosiert wird.
Die 2 und 3 zeigen Ablaufdiagramme einer ersten bzw. einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gleiche Bezugszeichen weisen auf gleiche Schritte hin, die Folgenden nur einmal im Zusammenhang mit 2 erläutert werden.
Bei der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform wird das SCR-System 1 zu Beginn mit der Eindosierung über das erste Dosierventil 110 betrieben 50. Allerdings kann das SCR-System 1 bei dieser ersten Ausführungsform zu Beginn ebenso gut mit der Eindosierung über das zweite Dosierventil 120 betrieben 70 werden, wie in 3 im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform gezeigt. Es erfolgt eine Messung 51 der einströmenden Masse m_i der Stickoxide durch den ersten Stickoxid-Sensor 41 und eine Messung 52 der ausströmenden Masse m_o der Stickoxide durch den zweiten Stickoxid-Sensor 42. Gemäß der nachfolgenden Formel 1 wird daraus eine Gesamteffizienz e_g berechnet 53: $e_{g} = 1 - \frac{m_{o}}{m_{1}}$
Die Gesamteffizienz e_g gibt das Verhältnis zwischen der konvertierten Masse m_c der Stickoxide (in 2 nicht dargestellt) und der einströmenden Masse m_i insgesamt für alle beteiligten SCR-Katalysatoren 21, 22 gemeinsam an. Formel 2 gibt den Zusammenhang zwischen der Gesamteffizienz e_g und den Einzeleffizienzen e₁, e₂ wieder: $e_{g} = 1 - [(1 - e_{1}) \cdot (1 - e_{2})] = e_{1} + e_{2} - e_{1} \cdot e_{2}$
In weiteren Schritten werden die erste Einzeleffizienz e₁ ermittelt 54 und die zweite Einzeleffizienz e₂ ermittelt 55.
Parallel dazu wird ein Modell 56 mit einem Soll-Ammoniak-Füllstand FNH3soll für die jeweiligen SCR-Katalysatoren 21, 22 erstellt, wobei der Ammoniak-Schlupf durch den ersten SCR-Katalysator 21 berücksichtigt wird. Aus diesem Modell 56 wird zum einen eine maximale erste Effizienz e_1max für den ersten SCR-Katalysator 21 ermittelt 57 und zum anderen eine maximale zweite Effizienz e_2max für den zweiten SCR-Katalysator 22 ermittelt 58. Die maximale erste Effizienz e_1max gibt demzufolge die maximal mögliche erste Effizienz e₁ an, wenn der erste SCR-Katalysator 21 den gewünschten Soll-Ammoniak-Füllstand FNH3soll aufweisen würde. Analoges gilt für die maximale zweite Effizienz e_2max.
Bei der aktuellen Eindosierung über das erste Dosierventil 110 wird die maximale erste Effizienz e_1max zusammen mit der ermittelten zweiten Einzeleffizienz e₂ verwendet, um gemäß der nachfolgenden Formel 3 die maximale Gesamteffizienz e_gmax1 für das Eindosieren über das erste Dosierventil 110 zu berechnen 59. $e_{g m a x 1} = e_{1 m a x} + e_{2} - e_{1 m a x} \cdot e_{2}$
Bei der Eindosierung über das zweite Dosierventil 120, zu der umgeschaltet werden würde, wird in gleicher Weise die maximale zweite Effizienz e_2max zusammen mit der ermittelten ersten Einzeleffizienz e₁ verwendet, um gemäß der nachfolgenden Formel 4 die maximale Gesamteffizienz e_gmax2 für das Eindosieren über das erste Dosierventil 120 zu berechnen 60. $e_{g m a x 2} = e_{1} + e_{2 m a x} - e_{1} \cdot e_{2 m a x}$
In der ersten Ausführungsform erfolgt ein Vergleich 61 dieser beiden maximalen Gesamteffizienzen e_gmax1, e_gmax2. Ist die maximale Gesamteffizienz e_gmax2 für das Eindosieren über das zweite Dosierventil 120 größer als die maximale Gesamteffizienz e_gmax1 für das Eindosieren über das erste Dosierventil 110, erfolgt das Umschalten 62 zur Eindosierung über das zweite Dosierventil 120, weil dadurch eine größere Masse der Stickoxide reduziert werden kann. Andernfalls wird die aktuelle Eindosierung über das erste Dosierventil 110 beibehalten 63.
Die Einzeleffizienzen können grundsätzlich unter Heranziehung von entsprechenden Modellen ermittelt werden, die z.B. auf reaktionskinetischen Ansätzen beruhen und somit die chemischen Reaktionen im Katalysator nachbilden. Als Basisgrößen für die Berechnungen werden NOx- und/oder NH3-Konzentrationen vor dem Katalysator benötigt sowie dessen Temperatur und Umgebungsbedingungen wie Abgasmassenstrom und/oder Abgasdruck. Die NOx- und/oder NH3-Konzentrationen vor jeweiligem Katalysator können sensorbasiert und/oder modellbasiert ermittelt werden. Ebenfalls kann die NH3-Konzentration vor dem Katalysator anhand der Information der dosierten Regenerationsmittelmenge berechnet werden.
3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem, wie bereits dargelegt, das SCR-System 1 zu Beginn mit der Eindosierung über das zweite Dosierventil 120 betrieben 70 wird. Gleichermaßen kann das SCR-System 1 bei dieser zweiten Ausführungsform zu Beginn ebenso gut mit der Eindosierung über das erste Dosierventil 120 betrieben 50 werden, wie in 2 im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform bereits dargelegt. Für die Beschreibung der zweiten Ausführungsform in 3 wird auf die Beschreibung zur 2 verwiesen. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform, also zur 2, erläutert. Anstatt der Berechnung 53 gemeinsamen Effizienz e_g wird eine Berechnung 71 der konvertierten Masse m_c der durch die beiden SCR-Katalysatoren 21, 22 gemeinsam reduzierten Stickoxide durchgeführt. Die Berechnung 71 der konvertierten Masse m_c erfolgt über die nachfolgende Formel 5 mittels der zuvor ermittelten einströmenden Masse m_i und der ausströmenden Masse m_o der Stickoxide. $m_{c} = m_{i} - m_{0}$
Durch Einsetzen der umgestellten Formeln 1 und der Formel 2 in die Formel 5 erhält man den in der nachfolgenden Formel 6 dargestellten Zusammenhang zwischen der konvertierten Masse m_c und den Einzeleffizienzen e₁, e₂: $m_{c} = m_{i} \cdot (e_{1} + e_{2} - e_{1} \cdot e_{2})$
Wie in der nachfolgenden Formel 7 dargestellt, lässt sich die konvertierte Masse m_c auch abhängig von der Gesamteffizienz e_g darstellen: $m_{c} = m_{i} \cdot e_{g}$
Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird in ähnlicher Weise eine maximale konvertierte Masse m_cmax1 bei der Eindosierung über das erste Dosierventil 110 aus der maximalen Gesamteffizienz e_gmax1 bei dieser Eindosierung berechnet 72, wie in Formel 8 dargestellt: $m_{c m a x 1} = m \cdot e_{g m a x 1} = m_{i} \cdot (e_{1 m a x} + e_{2} - e_{1 m a x} \cdot e_{2})$
Gleichermaßen wird eine maximale konvertierte Masse m_cmax2 bei der Eindosierung über das zweite Dosierventil 120 aus der maximalen Gesamteffizienz e_gmax2 bei dieser Eindosierung berechnet 73, wie in Formel 9 dargestellt: $m_{c m a x 2} = m \cdot e_{g m a x 2} = m_{i} \cdot (e_{1} + e_{2 m a x} - e_{1} \cdot e_{2 m a x})$
In der zweiten Ausführungsform erfolgt daraufhin ein Vergleich 74 dieser beiden maximalen konvertierten Massen m_cmax1, m_cmax2 der Stickoxide. Ist die maximale konvertierte Masse m_cmax1 für das Eindosieren über das erste Dosierventil 110 größer als die maximale konvertierte Massen m_cmax2 für das Eindosieren über das zweite Dosierventil 120, erfolgt das Umschalten 75 zur Eindosierung über das erste Dosierventil 110. Andernfalls wird die aktuelle Eindosierung über das zweite Dosierventil 120 beibehalten 76.
In weiteren Ausführungsform können weitere Parameter, die mit der konvertierten Masse m_c der Stickoxide bzw. mit der Gesamteffizienz in Verbindung stehen, wie z.B. eine Stickoxid-Konzentration, betrachtet werden. Ebendann kann das Umschalten mittels eines entsprechenden Vergleichs dieser Parameter für das Eindosieren über das erste Dosierventil 110 und für das Eindosieren über das zweite Dosierventil gesteuert werden. Es wird umgeschaltet, wenn die insgesamt konvertierte Masse m_c der Stickoxide (kann auch indirekt ermittelt werden) nach dem Umschalten größer wird.
Es ist zu beachten, dass in den hier aufgeführten Ausführungsbeispielen lediglich SCR-Systeme mit zwei Dosierventilen 110, 120 für zwei SCR-Katalysatoren 21 22 beschrieben wurde. Das Verfahren kann auch auf SCR-Systeme mit mehr Dosierventilen und/oder SCR-Katalysatoren angewendet werden, solange nicht über alle Dosierventile gleichzeitig eindosiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10346220 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines SCR-Systems (1) mit zumindest zwei SCR-Katalysatoren (21, 22) und zumindest zwei Dosierventilen (110, 120), wobei jedem SCR-Katalysator (21, 22) zumindest ein Dosierventil (110, 120) zugeordnet ist, über welches Reduktionsmittellösung für den zugeordneten SCR-Katalysator (21, 22) eindosiert wird und die Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile (110, 120) separat und zeitlich getrennt erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten (62, 75) zwischen den Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile (110, 120) abhängig von einer maximalen Gesamteffizienz (e_gmax1, e_gmax2) der SCR-Katalysatoren (21, 22) für die Reduktion von Stickoxiden gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamteffizienz (e_g) als Produkt aus Einzeleffizienzen (e₁, e₂) der SCR-Katalysatoren (21, 22) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der maximalen Gesamteffizienz (e_gmax1, e_gmax2) eine maximale Einzeleffizienz (e_1max, e_2max) für den SCR-Katalysator (21, 22), über dessen zugeordnetes Dosierventil (110, 120) eindosiert wird, vorgesehen ist und diese maximale Einzeleffizienz (e_1max, e_2max) für die entsprechende Einzeleffizienz (e₁, e₂) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Einzeleffizienz (e_1max, e_2max) aus einem Modell (56) für den SCR-Katalysator (21, 22) bei gewünschtem Soll-Ammoniak-Füllstand (FNH3soll) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Eindosierung über eines der Dosierventile (110, 120) auf eine Eindosierung über ein anderes Dosierventil (110, 120) umgeschaltet wird, wenn die maximale Gesamteffizienz (e_gmax1, e_gmax2) nach dem Umschalten (62, 75) größer wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Eindosierung über eines der Dosierventile (110, 120) auf eine Eindosierung über ein anderes Dosierventil (110, 120) umgeschaltet wird, wenn eine maximal konvertierte Masse (m_cmax1, m_cmax2) der Stickoxide nach dem Umschalten (62, 75) größer wird.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.
Elektronisches Steuergerät (4), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ein SCR-System (1) zu betreiben.