DE102019219553B4 - Optimierung eines Katalysatorzustands beim Abstellen eines Fahrzeugs mit Dieselmotor - Google Patents

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Abstract

Verfahren (200) zum Optimieren des Zustands eines Katalysators (130) in einem Fahrzeug mit Dieselmotor beim Abstellen des Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Zunächst Feststellen (201), dass der Dieselmotor sich in einem Leerlaufzustand befindet, und
- dann Erhöhen (202) der NH3-Zufuhrrate auf einen zweiten Wert, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator zu speichern;
- dann Feststellen (210), dass ein Ausschaltvorgang zum Ausschalten des Dieselmotors eingeleitet wurde;
- dann Erhöhen (220) einer NH3-Zufuhrrate auf einen ersten Wert, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator (130) zu speichern;
- dann Abstellen (230) der NH3-Zufuhr, wenn die Drehzahl des Dieselmotors einen Drehzahlschwellenwert unterschreitet oder eine gemessene NH3-Emission einen Emissionsschwellenwert überschreitet und
- anschließend Abschließen (240) des Ausschaltvorgangs.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Abgasnachbehandlung mittels eines Katalysators bei Dieselmotoren. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Optimieren des Zustands eines Katalysators in einem Fahrzeug mit Dieselmotor beim Abstellen des Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein eine Motorsteuerung sowie ein Computerprogramm.
  • Bekannt ist die Einstellung des NH3-Speicherungszustands im Katalysator (SCR- oder SDPF-Katalysator, wobei SCR die selektive katalytische Reduktion und SDPF die selektive katalytische Reduktion mit Dieselpartikelfilter bezeichnen) während des Motorlaufs in Abhängigkeit von der aktuellen Katalysatortemperatur. Je höher die Katalysatortemperatur, desto niedriger ist der Speicherzustand, damit NH3 nicht durch den Katalysator durchbricht. Da der Speicherzustand nur langsam in Richtung Zielwert überführt wird (Dauer über 100 Sekunden), kann es passieren, dass der Speicherzustand bei plötzlichem Motorstopp seinen Zielwert nicht erreicht. Außerdem entspricht der Zielwert während des Motorbetriebs nicht unbedingt dem Zielwert für den nächsten Motorstart. Dieser letzte Zielwert ist hoch, damit bei dem nächsten Motorstart vor allem mit kalter Abgasanlage das gespeicherte NH3 während der Aufwärmphase des Katalysators zur Konvertierung von NOx beiträgt.
  • Aus Dokument DE 10 2014 212 741 A1 ist bereits ein Verfahren zum Steuern des Ammoniakvorrats in einem SCR-Katalysator beschrieben. Das Verfahren umfasst als Reaktion auf ein Fahrzeug-Aus-Ereignis ein Einspritzen von Ammoniak während eines letzten Abgas-Vorauslasses, bis ein vorbestimmter Wert von Ammoniak im SCR-Katalysator bevorratet ist.
  • Auch der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optimalen Zustand, insbesondere einen optimalen NH3-Speicherzustand des Katalysators für den nächsten Motorstart bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Optimieren des Zustands eines Katalysators in einem Fahrzeug mit Dieselmotor beim Abstellen des Fahrzeugs beschrieben.
  • Das beschriebene Verfahren weist folgende, in der angegebenen Reihenfolge auszuführenden Verfahrensschritte auf:
    • - Zunächst Feststellen, dass der Dieselmotor sich in einem Leerlaufzustand befindet;
    • - dann Erhöhen der NH3-Zufuhrrate auf einen zweiten Wert, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator zu speichern;
    • - dann Feststellen, dass ein Ausschaltvorgang zum Ausschalten des Dieselmotors eingeleitet wurde;
    • - dann Erhöhen einer NH3-Zufuhrrate auf einen ersten Wert, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator zu speichern,
    • - dann Abstellen der NH3-Zufuhr, wenn die Drehzahl des Dieselmotors einen Drehzahlschwellenwert unterschreitet oder eine gemessene NH3-Emission einen Emissionsschwellenwert überschreitet, und anschließend Abschließen des Ausschaltvorgangs.
  • Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Erhöhen der NH3-Zufuhrrate in Verbindung mit dem Ausschalten des Motors zu einer erheblich erhöhten Speichermenge von NH3 im Katalysator führt, die dann beim späteren Kaltstart des Motors zu Verfügung steht. Die (erhöhte) NH3-Zufuhr wird abgestellt, wenn die Motordrehzahl niedrig (unter einem Drehzahlschwellenwert) wird (und den Abgasstrom durch den Katalysator entsprechend abnimmt) oder wenn ein Emissionsschwellenwert überschritten wird (was darauf hindeutet, dass keine zusätzliche Speicherung von NH3 im Katalysator möglich ist). Dadurch wird sichergestellt, dass eine effiziente Speicherung von NH3 im Katalysator stattfindet, ohne dass unerwünscht hohe NH3-Emissionen mit dem Abgas abgegeben werden.
  • Dabei wird es vorteilhafterweise ausgenutzt, dass den Ausschaltvorgang meistens eine Leerlaufphase vorausgeht, wobei die NH3-Zufuhrrate schon nach Erkennen des Leerlaufzustands erhöht wird. Wird nachfolgend ein Ausschaltvorgang tatsächlich eingeleitet, dann ist der NH3-Speicherzustand des Katalysators schon etwas erhöht, und die Wahrscheinlichkeit, dass ein optimaler Speicherzustand im Laufe des Ausschaltvorgangs erreicht werden kann, somit entsprechend verbessert.
  • Die Feststellung des Anfangs eines Ausschaltvorgangs erfolgt beispielsweise durch Erkennung eines Motorstoppbefehls (Key off), der durch entsprechende Betätigung des Fahrzeugschlüssels oder des Ein/Aus-Knopfs durch den Fahrer ausgelöst wird. Das Erhöhen der NH3-Zufuhrrate, das heißt die zugeführte Menge von NH3 pro Zeit (g/s), erfolgt beispielsweise durch Erhöhung der Harnstofflösung-Dosierung im Abgasnachbehandlungssystem. Der erste Wert ist größer als der dem aktuellen Betriebszustand des Dieselmotors entsprechende Sollwert und führt somit (so weit möglich) zu einer erhöhten Speicherung von NH3 in dem Katalysator. Die NH3-Zufuhr wird abgestellt bzw. beendet, wenn die Motordrehzahl niedrig wird oder wenn die gemessene NH3-Emission im Abgas zu hoch wird, was auch immer als erstes eintrifft. In beiden Fällen lohnt sich eine weitere Zufuhr von NH3 nicht mehr, da es nicht im Katalysator gespeichert werden und zusätzlich zu unerwünschten Emissionen führen kann. Danach wird der Ausschaltvorgang abgeschlossen und das Fahrzeug bleibt bis zum nächsten Motorstart stehen.
  • Das Verfahren kann ohne zusätzliche Hardware in die Motorsteuerung eines beliebigen Dieselmotors integriert werden, indem die Steuerung der AdBlue-Dosierung anhand von unmittelbar vorhandenen Daten entsprechend angepasst wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht der erste Wert einer maximalen NH3-Zufuhrrate.
  • Mit anderen Worten wird so viel Harnstofflösung wie systembedingt möglich dosiert. Dies führt zu einer möglichst großen Speichermenge von NH3 im Katalysator innerhalb der relativ kurzen verfügbaren Zeit, das heißt während des Ausschaltens des Dieselmotors.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der Drehzahlschwellenwert zwischen 100 und 300, insbesondere um etwa 200 Umdrehungen pro Minute.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die gemessene NH3-Emission mittels eines Emissionssensors erfasst, der stromabwärts des Katalysators im Abgassystem des Fahrzeugs angebracht ist.
  • Der Emissionssensor ist vorzugsweise am Ausgang des Katalysators angebracht. Alternativ ist der Emissionssensor nach einem Ammoniakschlupf-Katalysator (ASC) angebracht, der stromabwärts dem SCR/SDPF-Katalysator angebracht ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der Emissionsschwellenwert zwischen 30 und 50, insbesondere um etwa 40 ppm NH3.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zweite Wert kleiner oder gleich dem ersten Wert.
  • Nachdem es nicht sicher ist, dass die Leerlaufphase von einem Ausschaltvorgang gefolgt wird, kann es vorteilhaft sein, den zweiten Wert (und somit die Erhöhung der NH3-Zufuhr) etwas geringer als den ersten Wert auszuwählen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Reduzieren der NH3-Zufuhrrate von dem zweiten Wert auf einen niedrigeren Wert auf, wenn die gemessene NH3-Emission den Emissionsschwellenwert überschreitet.
  • Mit anderen Worten wird auch im Leerlauf eine erhöhte Emission von NH3 vermieden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Reduzieren der NH3-Zufuhrrate von dem zweiten Wert auf einen dem Betriebszustand des Dieselmotors entsprechenden niedrigeren Wert auf, wenn der Dieselmotor den Leerlaufzustand verlässt.
  • Mit anderen Worten wird die NH3-Zufuhrrate dem tatsächlichen Betriebszustand des Dieselmotors angepasst, wenn der Motor den Leerlaufzustand verlässt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung beschrieben, die zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt oder einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele eingerichtet ist.
  • Diese Motorsteuerung basiert im Wesentlichen auf der gleichen Idee wie das oben beschriebene Verfahren gemäß dem ersten Aspekt und ermöglicht insbesondere die Umsetzung dieses Verfahrens in einem Fahrzeug mit Dieselmotor und SCR-Katalysator.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit computerausführbaren Befehlen beschrieben, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet sind.
  • Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen.
  • Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blu-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann.
  • Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
    • 1 zeigt den Aufbau eines Abgasnachbehandlungssystems mit Katalysator.
    • 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Optimieren des Zustands eines Katalysators in einem Fahrzeug mit Dieselmotor beim Abstellen des Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen.
  • Die 1 zeigt den Aufbau eines Abgasnachbehandlungssystems 100 mit Katalysator. Das Abgasnachbehandlungssystems 100 weist einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) 110, eine Zufuhr 120 für eine Harnstofflösung, einen SCR- bzw. SDPF-Katalysator 130 (SCR = selektive katalytische Reaktion, SDPF = SCR mit Dieselpartikelfilter), einen (ersten) Emissionssensor 140, einen Ammoniakschlupf-Katalysator 150 (ASC) und einen (zweiten) Emissionssensor 160 auf, die in der erwähnten Reihenfolge in Richtung des Abgasstroms zwischen Pfeil 102 (Eingang) und Pfeil 104 (Ausgang) angebracht sind. Über die Harnstofflösungs-Zufuhr 120 wird das für die Funktion des SCR-Katalysators 130 benötigte NH3 bzw. Ammoniak dem Abgasstrom zugemischt, wobei auch ein Teil des NH3 in der porösen Struktur des Katalysators 130 gespeichert werden kann. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, dafür zu sorgen, dass die gespeicherte Menge von NH3 im Katalysator 130 beim Kaltstart möglichst groß ist. Dies wird mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren erreicht, das (gegebenenfalls in Form eines Computerprogramms) direkt in eine Motorsteuerung implementiert werden kann.
  • Die 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens 200 zum Optimieren des Zustands eines Katalysators, insbesondere das in 1 gezeigte SCR-/SDPF-Katalysator 130 in einem Fahrzeug mit Dieselmotor beim Abstellen des Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Zunächst wird bei 201 festgestellt, ob der Dieselmotor sich in einem Leerlaufzustand befindet.
  • Wenn dies der Fall ist wird bei 202 die NH3-Zufuhrrate auf einen zweiten Wert erhöht, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator zu speichern.
  • Bei 210 wird festgestellt, dass ein Ausschaltvorgang zum Ausschalten des Dieselmotors eingeleitet wurde, zum Beispiel durch Betätigung des Fahrzeugschlüssels oder des Ein/Aus-Knopfes durch den Fahrer bzw. die Fahrerin.
  • Als Reaktion darauf wird bei 220 die NH3-Zufuhrrate auf einen ersten Wert erhöht, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator 130 zu speichern. Der erste Wert entspricht vorzugsweise einer maximalen Dosierung von Harnstofflösung über die Harnstofflösungs-Zufuhr 120.
  • Bei 230 wird die NH3-Zufuhr dann abgestellt, wenn die Drehzahl des Dieselmotors einen Drehzahlschwellenwert unterschreitet oder eine gemessene NH3-Emission einen Emissionsschwellenwert überschreitet. Die hohe Dosierung von Harnstofflösung wird mit anderen Worten möglichst lange durchgeführt, d.h. bis entweder die Drehzahl niedrig (vorzugsweise 200 Umdrehungen/Minute) wird oder die (vorzugsweise mit dem ersten Emissionssensor 140, alternativ mit dem zweiten Emissionssensor 160) gemessene Ammoniakemission so hoch (zum Beispiel über 40 ppm) wird, dass es auf einen NH3-Durchbruch im Katalysator 130 hindeutet.
  • Bei 240 wird der Ausschaltvorgang abgeschlossen.
  • Bei einem typischen Ausschaltvorgang dauert es von dem Key-Off-Befehl bis zum Erreichen des Drehzahlschwellenwertes 1 bis 2 Sekunden. Innerhalb dieser Zeit kann mit einer maximalen Dosierung insgesamt etwa 2 bis 4 Gramm Harnstofflösung (mit 33% NH3-Inhalt) eingespritzt werden, was zu einer zusätzlichen Speicherung von etwa 0,7 bis 1,3 Gramm NH3 im Katalysator 130 führt. Diese zusätzliche Menge von NH3 hilft dann, die SCR-Konvertierungseffizienz nach dem nächsten Kaltstart während der SRC-Aufwärmphase und auch danach aufgrund der zuvor gespeicherten NH3 im SCR-Katalysator zu steigern.
  • Eine weitere Optimierung wird erreicht, indem die NH3-Dosierung auch in einer (insbesondere jeder) Leerlauf-Phase deutlich erhöht wird. Dabei wird es ausgenutzt, dass die meisten Key-Off-Befehle abgegeben werden, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet. Somit ist die Speichermenge von NH3 im Katalysator in diesen Fällen schon erhöht, wenn der Key-Off-Befehl erfasst wird. Nach dem Erfassen dieses Befehls wird wie oben beschrieben möglichst viel zusätzliches NH3 im Katalysator 130 gespeichert. Auch im Leerlauf wird die gemessene NH3-Emission beachtet und die erhöhte Zufuhr von Harnstofflösung wird abgestellt bzw. reduziert, wenn die gemessene Emission einen Schwellenwert, zum Beispiel 40 ppm überschreitet. Bei normaler Weiterfahrt wird am Ende der Leerlaufphase zu normaler, das heißt dem Betriebszustand des Dieselmotors entsprechender Dosierung von Harnstofflösung übergegangen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Abgasnachbehandlungssystem
    102
    Pfeil
    104
    Pfeil
    110
    Diesel-Oxidationskatalysator
    120
    Zufuhr für Harnstofflösung
    130
    SCR-Katalysator
    140
    Emissionssensor
    150
    Ammoniakschlupf-Katalysator
    160
    Emissionssensor
    200
    Verfahren
    201
    Verfahrensschritt
    202
    Verfahrensschritt
    210
    Verfahrensschritt
    220
    Verfahrensschritt
    230
    Verfahrensschritt
    240
    Verfahrensschritt

Claims (10)

  1. Verfahren (200) zum Optimieren des Zustands eines Katalysators (130) in einem Fahrzeug mit Dieselmotor beim Abstellen des Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Zunächst Feststellen (201), dass der Dieselmotor sich in einem Leerlaufzustand befindet, und - dann Erhöhen (202) der NH3-Zufuhrrate auf einen zweiten Wert, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator zu speichern; - dann Feststellen (210), dass ein Ausschaltvorgang zum Ausschalten des Dieselmotors eingeleitet wurde; - dann Erhöhen (220) einer NH3-Zufuhrrate auf einen ersten Wert, um einen Überschuss an NH3 in dem Katalysator (130) zu speichern; - dann Abstellen (230) der NH3-Zufuhr, wenn die Drehzahl des Dieselmotors einen Drehzahlschwellenwert unterschreitet oder eine gemessene NH3-Emission einen Emissionsschwellenwert überschreitet und - anschließend Abschließen (240) des Ausschaltvorgangs.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der erste Wert einer maximalen NH3-Zufuhrrate entspricht.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Drehzahlschwellenwert zwischen 100 und 300 Umdrehungen pro Minute beträgt.
  4. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gemessene NH3-Emission mittels eines Emissionssensors (140, 160) erfasst wird, der stromabwärts des Katalysators (130) im Abgassystem (100) des Fahrzeugs angebracht ist.
  5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Emissionsschwellenwert zwischen 30 und 50 ppm NH3 beträgt.
  6. Das Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der zweite Wert kleiner oder gleich dem ersten Wert ist.
  7. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend - Reduzieren der NH3-Zufuhrrate von dem zweiten Wert auf einen niedrigeren Wert, wenn die gemessene NH3-Emission den Emissionsschwellenwert überschreitet.
  8. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend - Reduzieren der NH3-Zufuhrrate von dem zweiten Wert auf einen dem Betriebszustand des Dieselmotors entsprechenden niedrigeren Wert, wenn der Dieselmotor den Leerlaufzustand verlässt.
  9. Motorsteuerung für einen Dieselmotor, wobei die Motorsteuerung zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  10. Computerprogramm mit computerausführbaren Befehlen, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet sind.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014212741A1 (de) 2013-07-11 2015-01-15 Ford Global Technologies, Llc Ammoniakvorratsmanagement für scr-katalysator

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7258101B1 (en) * 2006-03-22 2007-08-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Automotive catalyst excess oxygen reduction system
WO2009060765A1 (ja) * 2007-11-05 2009-05-14 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation ハイブリッド電気自動車の排気浄化装置
JP4375483B2 (ja) * 2008-02-22 2009-12-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US20140013726A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Ford Global Technologies, Llc Ammonia storage control
US8935915B2 (en) * 2012-11-05 2015-01-20 International Engine Intellectual Property Company, Llc. Ammonia storage on an SCR catalyst
EP2754871B1 (de) * 2013-01-15 2017-11-15 Ford Global Technologies, LLC Verfahren zur Steuerung des Betriebes eines Abgasnachbehandlungssystems in einem Fahrzeug
US10767584B2 (en) * 2017-03-13 2020-09-08 Cummins Inc. Systems and methods for controlling an engine based on aftertreatment system characteristics
IT201800004725A1 (it) * 2018-04-19 2019-10-19 Metodo e sistema per gestire un scr attivo di un ats (dispositivo di post-trattamento gas esausto)

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014212741A1 (de) 2013-07-11 2015-01-15 Ford Global Technologies, Llc Ammoniakvorratsmanagement für scr-katalysator

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