DE102018219766A1 - Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems mit mehreren Dosierventilen - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems mit mehreren Dosierventilen Download PDF

Info

Publication number
DE102018219766A1
DE102018219766A1 DE102018219766.0A DE102018219766A DE102018219766A1 DE 102018219766 A1 DE102018219766 A1 DE 102018219766A1 DE 102018219766 A DE102018219766 A DE 102018219766A DE 102018219766 A1 DE102018219766 A1 DE 102018219766A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metering
mass flow
metering valve
valve
limited
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018219766.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Schweizer
Edna Boos
Stefanos Tzivanakis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of DE102018219766A1 publication Critical patent/DE102018219766A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602Temperature of exhaust gas apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1621Catalyst conversion efficiency
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1812Flow rate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1821Injector parameters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems (30) mit mehreren Dosierventilen (31, 32) für ein SCR-Katalysatorsystem (20) mit mehreren SCR-Katalysatoren (21, 22). Dabei werdenDosiermassenstromanforderungen an die Dosierventile (31, 32) in Abhängigkeit von einem Verhältnis der Stickoxidkonvertierungsraten der SCR-Katalysatoren (21, 22) limitiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Dosiersystems mit mehreren Dosierventilen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen.
  • Stand der Technik
  • Dosiersysteme für SCR-Katalysatorsysteme mit einem oder mehr Dosierventilen setzen eine von der Dosierstrategie angeforderten Mengenwunsch nach bester Möglichkeit zeitnah und exakt um, indem die Mengenanforderung über eine bekannte Information über den möglichen Durchfluss der jeweiligen Dosierventile und des Systemdrucks in eine Ansteuerung der Dosierventile übersetzt wird. Übersteigt der Mengenwunsch jedoch die physikalische Kapazität des Systems, also den maximal von dem jeweiligen Dosierventil dosierbaren Massenstrom oder maximal von der Fördereinheit nachförderbarer Massenstrom, so muss diese Mengenanforderung auf eben diese physikalische Obergrenze limitiert werden. Die sodann umgesetzte Menge entspricht nicht mehr der Anforderung aus der Dosierstrategie, welche daraufhin gegebenenfalls mit einer erhöhten Nachregelung reagieren muss.
  • Im Falle von zwei oder mehreren Dosierventilen muss nun jedoch auch der Gesamtmassenstrom, welcher von allen Ventilen zu einem Zeitpunkt dosiert wird, an die physikalische Obergrenze der Fördereinheit limitiert werden. Aktuelle Systeme verwenden hierfür eine einfache Priorisierung; beispielsweise wird bei einem System mit zwei Ventilen häufig zunächst die Mengenanforderung des motornahen Ventils auf den maximal möglichen Pumpenmassenstrom limitiert, daraufhin erst die Mengenanforderung des Unterflur-Dosierventils auf eine gegebenenfalls verbleibende Restdifferenz zwischen maximalem Pumpenmassenstrom und der bereits für das erste Ventil angeforderten Dosiermenge. Eine andere Priorisierungsoption besteht in der Bevorzugung der Dosierstelle, die die höhere Mengenanforderung stellt. Oft sind jedoch die Mengenanforderungen zueinander stark ungleich. Beispielsweise bekommen Unterflurventile häufig eine wesentlich geringere Mengenanforderung. Mit diesen einfachen Priorisierungen ist der Grad der Dosierwunscherfüllung der Katalysatoren im Ungleichgewicht. Dies hat meist ein Aufschwingen des Füllstandsreglers der Dosierstrategie zur Folge, da das letzte Ventil eine stärkere Limitierung erfährt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Verfahren dient zum Steuern eines Dosiersystems mit mehreren, insbesondere mit zwei Dosierventilen für ein SCR-Katalysatorsystem mit mehreren, insbesondere mit zwei SCR-Katalysatoren. Dabei werden Dosiermassenstromanforderungen an die Dosierventile in Abhängigkeit von einem Verhältnis der Stickoxidkonvertierungsraten der SCR-Katalysatoren limitiert. Die Stickoxidkonvertierungsraten können beispielsweise aus der jeweiligen Katalysatortemperatur, einer aktuellen Konvertierungseffizienz oder einer maximal möglichen Konvertierungseffizienz bei der aktuellen Katalysatortemperatur ermittelt werden. Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die verschiedenen Einbaupositionen der SCR-Katalysatoren und die daraus folgenden unterschiedlichen Katalysatortemperaturen im Betrieb dazu führen, dass jeder SCR-Katalysator an einem verschiedenen Motorbetriebspunkt des Verbrennungsmotors, dessen Abgase mittels des SCR-Katalysatorsystems nachbehandelt werden sollen, am effizientesten ist. So ergeben sich Betriebspunkte, bei denen der stromaufwärtige SCR-Katalysator effizienter als der stromabwärtige SCR-Katalysator ist und auch solche, bei denen der stromabwärtige SCR-Katalysator effizienter ist. Beispielsweise führt ein Schubabschalten des Verbrennungsmotors bei einer hangabwärtigen Fahrt eines Kraftfahrzeugs dazu, dass der stromaufwärtige SCR-Katalysator schneller abgekühlt wird als der stromabwärtige und somit der stromabwärtige SCR-Katalysator in einem besseren Betriebspunkt gefahren werden kann.
  • In dem Verfahren ist es nun bevorzugt, dass eine Dosiermassenstromanforderung an ein erstes Dosierventil eines ersten SCR-Katalysator weniger stark limitiert wird, als eine Dosiermassenstromanforderung an ein zweites Dosierventil eines zweiten SCR-Katalysators, dessen Stickoxidkonvertierungsrate geringer ist, als jene des ersten SCR-Katalysators. Dabei bezieht sich die Bezeichnung „erster SCR-Katalysator“ und „zweiter SCR-Katalysator“ nicht auf die baulichen Positionen der SCR-Katalysatoren. Vielmehr wird stets der SCR-Katalysator mit der höchsten Stickoxidkonvertierungsrate als erster SCR-Katalysator bezeichnet. Das erste Dosierventil ist das Dosierventil, das stromaufwärts des ersten SCR-Katalysators im Abgasstrang angeordnet und das zweite Dosierventil ist das Dosierventil, das stromaufwärts des zweiten SCR-Katalysators im Abgasstrang angeordnet ist. In einem SCR-Katalysatorsystem mit zwei Dosierventilen und zwei SCR-Katalysatoren kann je nach Motorbetriebspunkt jedes Dosierventil mal das erste und mal das zweite Dosierventil sein und jeder SCR-Katalysator kann mal der erste und mal der zweite SCR-Katalysator sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dem SCR-Katalysator, der gerade für den größten Teil der Konvertierung verantwortlich ist, der maximal mögliche Dosiermassenstrom zugeschrieben. Dies geschieht, indem eine erste Minimalauswahl zwischen einem maximalen Gesamtdosiermassenstrom und einem Dosiermassenstrom, welchen das erste Dosierventil maximal absetzen kann, erfolgt. Zwischen dem Ergebnis der ersten Minimalauswal und einer Dosiermassenstromanforderung an das erste Dosierventil erfolgt eine zweite Minimalauswahl. Das Ergebnis der zweiten Minimalauswahl stellt den limitierten Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils dar. Zwischen dem maximalen Gesamtdosiermassenstrom und dem limitierte Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils wird eine Differenz gebildet. Dann erfolgt eine dritte Minimalauswahl zwischen dieser Differenz und einem Dosiermassenstrom, welchen das zweite Dosierventil maximal absetzen kann. Zwischen dem Ergebnis der dritten Minimalauswahl und einer Dosiermassenstromanforderung an das zweite Dosierventil erfolgt eine vierte Minimalauswahl. Das Ergebnis der vierten Minimalauswahl entspricht dem limitierten Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Limitierung unter Verwendung von Limitierungsfaktoren. Dabei wird ein limitierter Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils dadurch erhalten, dass eine Dosiermassenstromanforderung an das erste Dosierventil mit einem ersten Limitierungsfaktor limitiert wird. Ein limitierter Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils wird dadurch erhalten, dass eine Dosiermassenstromanforderung an das zweite Dosierventil mit einem zweiten Limitierungsfaktor limitiert wird. Der erste Limitierungsfaktor ist dabei kleiner als der zweite Limitierungsfaktor. Dies hat den Vorteil, dass auch in dieser Ausführungsform des Verfahrens vorrangig die Dosiermassenstromanforderung des SCR-Katalysators erfüllt wird, welcher im aktuellen Betriebspunkt die höchste Stickoxidkonvertierungsrate aufweist.
  • Die Limitierung zwischen dem Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils und dem Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils kann insbesondere in einem vorgebbaren Verhältnis 1:X erfolgen, wobei X größer als 1 ist. Der erste Limitierungsfaktor kann dann berechnet werden, indem der Quotient aus 1 und aus 1+X gebildet wird. Der zweite Limitierungsfaktor kann berechnet werden, indem der Quotient aus X und 1+X gebildet wird.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der erste Limitierungsfaktor als Funktion einer Temperatur des ersten SCR-Katalysators berechnet wird. Der zweite Limitierungsfaktor wird dann als Funktion einer Temperatur des zweiten SCR-Katalysators berechnet. Da die Stickoxidkonvertierungsraten der SCR-Katalysatoren temperaturabhängig sind, hat dieses Vorgehen den Vorteil, dass die Limitierungsfaktoren an die jeweils aktuellen Stickoxidkonvertierungsraten angepasst werden können.
  • Nachdem in dieser Ausführungsform des Verfahrens die Limitierungsfaktoren berechnet wurden, werden die limitierten Dosiermassenströme der Dosierventile vorzugsweise erhalten, indem zunächst durch Addition aller Dosiermassenstromanforderungen an die Dosierventile und Subtraktion des maximal möglichen Gesamtdosiermassenstroms von diesem Ergebnis ein Fehlmassenstrom erhalten wird. Unter Fehlmassenstrom wird dabei also der Wert verstanden, der zwischen dem insgesamt gewünschten Dosiermassenstrom und dem tatsächlichen maximal dosierbaren Gesamtmassenstrom fehlt. Zwischen einem Dosiermassenstrom, welchen das erste Dosierventil maximal absetzen kann und einer Dosiermassenstromanforderung an das erste Dosierventil, erfolgt eine erste Minimalauswahl. Vom Ergebnis der ersten Minimalauswahl wird das Produkt des ersten Limitierungsfaktors mit dem Fehlmassenstrom abgezogen. Bei dem Ergebnis handelt es sich um den limitierten Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils. Zwischen einem Dosiermassenstrom, welchen das zweite Dosierventil maximal absetzen kann und einer Dosiermassenstromanforderung an das zweite Dosierventil, erfolgt eine zweite Minimalauswahl. Vom Ergebnis der zweiten Minimalauswahl wird das Produkt des zweiten Limitierungsfaktors mit dem Fehlmassenstrom abgezogen. Auf diese Weise wird der limitierte Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils erhalten.
  • Im Dosiersystem eines SCR-Katalysatorsystems ist eine Förderpumpe, welche eine Harnstoffwasserlösung aus einem Tank fördert und zu den Dosierventilen transportiert. Der maximal mögliche Gesamtdosiermassenstrom wird in beiden bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens vorzugsweise aus mindestens einem Parameter einer Förderpumpe ermittelt. Dieser Parameter ist insbesondere ein maximal von der Förderpumpe nachförderbarer Massenstrom.
  • Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem elektronischen Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung unterschiedlicher Ausführungsformen des Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen 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, um mittels des Verfahrens ein Dosiersystem zu steuern.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung mehr erläutert.
    • 1 zeigt schematisch ein SCR-Katalysatorsystem dessen Dosiersystem mittels Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert werden kann.
    • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Ein Verbrennungsmotor 10 weist in seinem Abgasstrang 11 ein SCR-Katalysatorsystem 20 auf, welches in 1 dargestellt ist. Dieses verfügt über zwei SCR-Katalysatoren 21, 22, wobei das Katalysatormaterial des ersten SCR-Katalysators 21 auf einem Partikelfilter angeordnet ist (SCR on filter; SCRF). Zum Eindosieren einer Harnstoffwasserlösung in den Abgasstrang 11 ist ein Dosiersystem 30 vorgesehen. Dieses weist ein erstes Dosierventil 31 stromaufwärts des ersten SCR-Katalysators 21 und ein zweites Dosierventil 32 zwischen den beiden SCR-Katalysatoren 21, 22 auf. Eine Förderpumpe 33 fördert die Harnstoffwasserlösung aus einem nicht dargestellten Reduktionsmitteltank. Sie wird dabei durch eine Reduktionsmittelleitung transportiert, die sich stromabwärts der Förderpumpe 33 zu den beiden Dosierventilen 31, 32 verzweigt. Das erste Dosierventil 31 weist einen baulich bedingten ersten maximalen Dosiermassenstrom mmax,31 von 150 mg/s auf und das zweite Dosierventil 32 weist einen baulich bedingten zweiten maximalen Dosiermassenstrom mmax,32 von 150 mg/s auf. Der maximal mögliche Gesamtdosiermassenstrom mmax,ges der beiden Dosierventile 31, 32 entspricht allerdings nicht der Summe ihrer individuellen maximalen Dosiermassenströme mmax,31, mmax,32. Vielmehr ist er geringer, da er durch den maximal von der Förderpumpe 33 nachförderbaren Massenstrom der Harnstoffwasserlösung begrenzt wird. Die beiden Dosierventile 31, 32 und die Förderpumpe 33 werden durch ein elektronisches Steuergerät 40 gesteuert.
  • Der Ablauf eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in 2 dargestellt. Nach dem Start 50 des Verfahrens erfolgt eine Ermittlung 51 der aktuellen Stickoxidkonvertierungsraten der beiden SCR-Katalysatoren 21, 22. Dies kann unter Verwendung der jeweiligen Katalysatortemperatur erfolgen, die mittels nicht dargestellter Temperatursensoren gemessen wird. Aus einem aktuell maximal mittels der Förderpumpe 33 nachförderbaren Massenstrom erfolgt eine Ermittlung 52 des maximal möglichen Gesamtdosiermassenstroms mmax,ges der beiden Dosierventile 31, 32. Dieser beträgt vorliegend 180 mg/s. Bei der Beschreibung der folgenden Verfahrensschritte wird davon ausgegangen, dass im aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 der erste SCR-Katalysator 21 eine höhere Temperatur und damit auch eine höhere Stickoxidkonvertierungsrate aufweist als der zweite SCR-Katalysator 22.
  • In allen vorliegenden Ausführungsbeispielen beträgt eine Dosiermassenstromanforderung mwunsch,31 an das erste Dosierventil 31 200 mg/s und eine Dosiermassenstromanforderung mwunsch,32 an das zweite Dosierventil 32 beträgt 100 mg/s. Gemäß Formel 1 erfolgt im ersten Ausführungsbeispiel eine Minimalauswahl 61 zwischen dem maximalen Gesamtdosiermassenstrom mmax,ges und dem ersten maximalen Dosiermassenstrom mmax,31. Dann erfolgt eine weitere Minimalauswahl zwischen dem Ergebnis dieser Minimalauswahl und der Dosiermassenstromanforderung mwunsch,31 an das erste Dosierventil 31 in einem Schritt 62. Als Ergebnis wird für den limitierten Dosiermassenstrom mlim,31 des ersten Dosierventils 31 ein Wert von 150 mg/s erhalten: m lim ,31 = min [ min ( m max ,ges , m max ,31 ) , m wunsch ,31 ] = min [ min ( 180 mg/s ,150 mg/s ) ,200  mg/s = 150  mg/s
    Figure DE102018219766A1_0001
  • Es erfolgt eine Differenzbildung 63 zwischen dem maximalen Gesamtdosiermassenstrom mmax,ges und dem limitierten Dosiermassenstrom mlim,31 des ersten Dosierventils 31. Zwischen der erhaltenen Differenz und dem zweiten maximalen Massenstrom mmax,32 erfolgt gemäß Formel 2 eine Minimalauswahl 64.
  • Zwischen dem Ergebnis dieser Minimalauswahl und einer Dosiermassenstromanforderung mwunsch,32 an das zweite Dosierventil 32 erfolgt eine weitere Minimalauswahl 65. Als Ergebnis wird für den limitierten Dosiermassenstrom mlim,32 des zweiten Dosierventils 32 ein Wert von 30 mg/s erhalten: m lim ,32 = min [ min ( m max ,ges m lim ,31 , m max ,32 ) , m wunsch ,32 ] = min [ min ( 180 mg/s 150 mg/s ,150 mg/s ) ,100  mg/s ] = 30  mg/s
    Figure DE102018219766A1_0002
  • Das Verfahren wird damit beendet 53, dass Dosierungen mittels der beiden Dosierventile 31, 32 gemäß den limitierten Dosiermassenströmen mlim,31, mlim,32 in den Abgasstrang 11 abgesetzt werden.
  • Der Verlauf eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens ist in 3 dargestellt. Die Schritte 50 bis 53 entsprechen dabei jenen der ersten Ausführungsform des Verfahrens. Die Verfahrensschritte 61 bis 65 sind hingegen durch alternative Verfahrensschritte 71 bis 77 ersetzt. Es wird vorgegeben, dass eine Dosiermassenstromlimitierung zwischen dem ersten Dosierventil 31 und dem zweiten Dosierventil 32 im Verhältnis 1:X mit X = 3 vorgenommen werden soll. Dabei wird gemäß Formel 3 ein erster Limitierungsfaktor f31 berechnet 71: f 31 = 1 1 + X = 1 1 + 3 = 0,25
    Figure DE102018219766A1_0003
  • Dann wird gemäß Formel 4 ein zweiter Limitierungsfaktor f32 berechnet 72: f 32 = X 1 + X = 3 1 + 3 = 0,75
    Figure DE102018219766A1_0004
  • Es erfolgt gemäß Formel 5 die Berechnung 73 eines Fehlmassenstroms mfehl aus den beiden angeforderten Dosiermassenströmen mwunsch,31, mwunsch32 und dem maximal möglichen Gesamtdosiermassenstrom mmax,ges: m fehl = m wunsch ,31 + m wunsch ,32 m max ,ges = 200  mg/s + 100  mg/s 180  mg/s = 120  mg/s
    Figure DE102018219766A1_0005
  • Zwischen dem ersten maximalen Dosiermassenstrom mmax,31 und der Dosiermassenstromanforderung mwunsch,31 an das erste Dosierventil 31 erfolgt gemäß Formel 6 eine Minimalauswahl 74. Vom Ergebnis dieser Minimalauswahl wird das Produkt des ersten Limitierungsfaktors f31 mit dem Fehlmassenstrom mfehl abgezogen 75. Als Ergebnis wird der limitierte Dosiermassenstrom mlim,31 des ersten Dosierventils 31 von 120 mg/s erhalten: m lim ,31 = min [ m wunsch ,31 , m max ,31 ] f 31 m fehl = min [ 200  mg/s ,150  mg/s ] 0,25 120  mg/s = 120  mg/s
    Figure DE102018219766A1_0006
  • Weiterhin erfolgt gemäß Formel 7 eine Minimalauswahl 76 zwischen dem zweiten maximalen Dosiermassenstrom mmax,32 und der Dosiermassenstromanforderung mwunsch,32 an das zweite Dosierventil 32. Vom Ergebnis dieser Minimalauswahl wird das Produkt des zweiten Limitierungsfaktors f32 mit dem Fehlmassenstrom mfehl abgezogen 77 und so der limitierte Dosiermassenstrom mlim,32 des zweiten Dosierventils 32 von 10 mg/s erhalten: m lim ,32 = min [ m wunsch ,32 , m max ,32 ] f 32 m fehl = min [ 100  mg/s ,150  mg/s ] 0,75 120  mg/s = 10  mg/s
    Figure DE102018219766A1_0007
  • In einem dritten Ausführungsbeispiel des Verfahrens entspricht der Verfahrensablauf im Wesentlichen jenem des zweiten Ausführungsbeispiels. In den Verfahrensschritten 71 und 72 werden die Limitierungsfaktoren f31, f32 jedoch nicht gemäß den Formeln 3 und 4 berechnet. Stattdessen wird der erste Limitierungsfaktor f31 als Funktion der Temperatur des ersten SCR-Katalysators 21 berechnet. Der zweite Limitierungsfaktor f32 wird als Funktion der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 22 berechnet.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems (30) mit mehreren Dosierventilen (31, 32) für ein SCR-Katalysatorsystem (20) mit mehreren SCR-Katalysatoren (21, 22), worin Dosiermassenstromanforderungen an die Dosierventile (31, 32) in Abhängigkeit von einem Verhältnis der Stickoxidkonvertierungsraten der SCR-Katalysatoren (21, 22) limitiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiermassenstromanforderung an ein erstes Dosierventil (31) eines ersten SCR-Katalysator (21) weniger stark limitiert wird, als eine Dosiermassenstromanforderung an ein zweites Dosierventil (32) eines zweiten SCR-Katalysator (22), dessen Stickoxidkonvertierungsrate geringer ist, als jene des ersten SCR-Katalysators (31).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Limitierung erfolgt, indem - eine erste Minimalauswahl zwischen einem maximalen Gesamtdosiermassenstrom, und einem Dosiermassenstrom, welchen das erste Dosierventil (31) maximal absetzen kann, erfolgt (61), - eine zweite Minimalauswahl zwischen dem Ergebnis der ersten Minimalauswahl und einer Dosiermassenstromanforderung an das erste Dosierventil (31) erfolgt, um einen limitierte Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils (31) zu erhalten (62), - eine Differenz zwischen dem maximalen Gesamtdosiermassenstrom und dem limitierte Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils (31) gebildet wird (63), - eine dritte Minimalauswahl zwischen der Differenz und einem Dosiermassenstrom, welchen das zweite Dosierventil (32) maximal absetzen kann, erfolgt (64), und - eine vierte Minimalauswahl zwischen dem Ergebnis der dritten Minimalauswahl und einer Dosiermassenstromanforderung an das zweite Dosierventil (32) erfolgt, um einen limitierten Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils (32) zu erhalten (65).
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Limitierung erfolgt, indem ein limitierter Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils (31) dadurch erhalten wird, dass eine Dosiermassenstromanforderung an das erste Dosierventil (31) mit einem ersten Limitierungsfaktor f31 limitiert wird (75), und ein limitierter Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils (32) dadurch erhalten wird, dass eine Dosiermassenstromanforderung an das zweite Dosierventil (32) mit einem zweiten Limitierungsfaktor f32 limitiert wird (77), wobei der erste Limitierungsfaktor f31 kleiner als der zweite Limitierungsfaktor f32 ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Limitierung zwischen dem Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils (31) und dem Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils (32) im Verhältnis 1:X erfolgt, wobei der erste Limitierungsfaktor f31 und der zweite Limitierungsfaktor f32 gemäß den folgenden Formeln berechnet werden (71, 72): f 31 = 1 1 + X         f 32 X 1 + X
    Figure DE102018219766A1_0008
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Limitierungsfaktor f31 als Funktion einer Temperatur des ersten SCR-Katalysators (21) berechnet wird und der zweite Limitierungsfaktor f32 als Funktion einer Temperatur des zweiten SCR-Katalysators (22) berechnet wird (71, 72).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass limitierte Dosiermassenströme der Dosierventile (31, 32) erhalten werden, indem - durch Addition aller Dosiermassenstromanforderungen an die Dosierventile (31, 32) und Subtraktion des maximal möglichen Gesamtdosiermassenstroms ein Fehlmassenstrom erhalten wird (73), - eine erste Minimalauswahl zwischen einem Dosiermassenstrom, welchen das erste Dosierventil (31) maximal absetzen kann, und einer Dosiermassenstromanforderung an das erste Dosierventil (31) erfolgt (74), - vom Ergebnis der ersten Minimalauswahl das Produkt des ersten Limitierungsfaktor f31 mit dem Fehlmassenstrom abgezogen wird, um einen limitierten Dosiermassenstrom des ersten Dosierventils (31) zu erhalten (75), - eine zweite Minimalauswahl zwischen einem Dosiermassenstrom, welchen das zweite Dosierventil (32) maximal absetzen kann, und einer Dosiermassenstromanforderung an das zweite Dosierventil (32) erfolgt (76), und - vom Ergebnis der zweiten Minimalauswahl das Produkt des zweiten Limitierungsfaktor f32 mit dem Fehlmassenstrom abgezogen wird, um einen limitierten Dosiermassenstrom des zweiten Dosierventils (32) zu erhalten (77).
  8. Verfahren nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal mögliche Gesamtdosiermassenstrom aus mindestens einem Parameter einer Förderpumpe (33) des Dosiersystems (30) ermittelt wird (52).
  9. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
  11. Elektronisches Steuergerät (40), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ein Dosiersystem (30) zu steuern.
DE102018219766.0A 2018-09-28 2018-11-19 Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems mit mehreren Dosierventilen Pending DE102018219766A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018216730.3 2018-09-28
DE102018216730 2018-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018219766A1 true DE102018219766A1 (de) 2020-04-02

Family

ID=69781571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018219766.0A Pending DE102018219766A1 (de) 2018-09-28 2018-11-19 Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems mit mehreren Dosierventilen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018219766A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221982A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysatorsystems einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221982A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysatorsystems einer Brennkraftmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008040377B4 (de) Verfahren zum Dosieren eines Reagenzmittels und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2010015326A1 (de) Verfahren zum betreiben einer abgasreinigungsanlage mit einem scr-katalysator
DE102005062120A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102010002620A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators
DE102017204973A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines SCR-Systems mit zwei Dosierventilen
EP2156024B1 (de) Diagnoseverfahren für ein in einen abgasbereich einer brennkraftmaschine einzubringendes reagenzmittel und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102017217728A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems eines Dieselmotors und Abgasnachbehandlungssystem
DE102009044778A1 (de) Ammoniak-Lademengen-Steuervorrichtung für ein SCR-System und Steuerverfahren für dasselbe
DE102012221574A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine vorgesehenen SCR-Katalysators
DE102010029340A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators
DE102015117633A1 (de) Versagen-Bestimmungsvorrichtung für ein Emissionssteuerungsgerät eines Verbrennungsmotors
DE102012221905A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems mit wenigstens einer ersten SCR-Einrichtung und wenigstens einer zweiten SCR-Einrichtung
DE112017002054T5 (de) Systeme und verfahren zur vorwärtskopplungssteuerung von dieselabgasfluidzufuhrsystemen
DE112016006121T5 (de) Reduktionsmittelverteilung für Mehrfachdosierungsarchitekturen
DE112016004323T5 (de) Systeme und Verfahren zur Erhöhung der Dieselabgasfluidzufuhrkapazität
DE112015000328B4 (de) Verfahren und System zum Zuführen von Additiv zu einem Abgasstrom
DE102017124080A1 (de) Verfahren zur Regelung einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine
DE102017204972A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines SCR-Systems mit zwei Dosierventilen
DE102011118214A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Dosiervorrichtung
DE102012213525A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems
DE102018219766A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Dosiersystems mit mehreren Dosierventilen
WO2020043434A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des wirkungsgrads eines scr-katalysators
DE102019210361A1 (de) Verfahren zum Betreiben von mehreren Dosierventilen
DE102015207670A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators
DE102010028846A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified