DE102021211247A1 - Verfahren, Recheneinheit und Computerprogramm zum Betreiben eines Abgassystems - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Betreiben eines Abgassystems (120) mit einem ersten (122) und zumindest einem zweiten Katalysator (124), der stromab des ersten Katalysators (122) angeordnet ist, wobei das Abgassystem (120) stromab einer Brennkraftmaschine (110) angeordnet ist, umfassend ein Steuern (210) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem ersten Fettgasanteil, ein Ermitteln (220) eines Füllstands des zweiten Katalysators (124) in Bezug auf zumindest eine in dem Katalysator speicherbare Magergaskomponente, und, wenn der ermittelte Füllstand einen vorbestimmbaren Minimalfüllstand unterschreitet (230), ein Steuern (240) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen eines mageren Abgases, ein anschließendes Steuern (250) der Brennkraftmaschine (110) zum Er-zeugen eines fetten Abgases mit einem zweiten Fettgasanteil, der höher als der erste Fettgasanteil ist, und ein anschließendes Steuern (210) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen des fetten Abgases mit dem ersten Fettgasanteil. Ferner werden eine Recheneinheit sowie ein Computerprogramm zur Durchführung eines solchen Verfahrens vorgeschlagen.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Abgassystems sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
- Hintergrund der Erfindung
- Bei einer unvollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Ottomotor werden neben Stickstoff (N2), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) eine Vielzahl von Verbrennungsprodukten ausgestoßen, von denen Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickstoffoxide (NOx) gesetzlich limitiert sind. Die geltenden Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge können typischerweise nur mit einer katalytischen Abgasnachbehandlung eingehalten werden. Durch die Verwendung eines Dreiwegekatalysators können die genannten Schadstoffkomponenten konvertiert werden.
- Eine gleichzeitig hohe Konvertierungsrate für HC, CO und NOx wird bei Dreiwegekatalysatoren nur in einem engen Bereich um den stöchiometrischen Betriebspunkt (Lambda = 1), dem sogenannten „Katalysatorfenster“, erreicht.
- Zum Betrieb des Katalysators im Katalysatorfenster wird typischerweise eine Lambdaregelung eingesetzt, die auf den Signalen von Lambdasonden vor und hinter dem Katalysator basiert. Für die Regelung des Lambdawerts vor dem Katalysator wird der Sauerstoffgehalt des Abgases vor dem Katalysator mit einer Lambdasonde gemessen. Abhängig vom diesem Messwert korrigiert die Regelung die Kraftstoffmenge aus der Gemisch-Vorsteuerung. Für eine genauere Regelung wird zusätzlich das Abgas hinter dem Katalysator mit einer weiteren Lambdasonde analysiert. Dieses Signal wird für eine Führungsregelung verwendet, die der Lambdaregelung vor dem Katalysator überlagert ist. Als Lambdasonde hinter dem Katalysator wird in der Regel eine Sprung-Lambdasonde verwendet, die bei Lambda = 1 eine sehr steile Kennlinie besitzt und deshalb Lambda = 1 sehr genau anzeigen kann.
- Neben der Führungsregelung, die im allgemeinen nur kleine Abweichungen von Lambda = 1 ausregelt und vergleichsweise langsam ausgelegt ist, kann nach großen Abweichungen von Lambda = 1 eine Lambda-Vorsteuerung dafür verwendet werden, das Katalysatorfenster schnell wieder zu erreichen, z.B. nach Phasen mit Schubabschaltung („Katalysator-Ausräumen“).
- Solche Regelungskonzepte haben den Nachteil, dass sie ein Verlassen des Katalysatorfensters anhand der Spannung der Sprung-Lambdasonde hinter dem Katalysator erst spät erkennen.
- Eine Alternative zur Regelung des Dreiwegekatalysators auf Basis des Signals einer Lambdasonde hinter dem Katalysator ist eine Regelung des mittleren Sauerstofffüllstands des Katalysators. Da dieser mittlere Füllstand nicht messbar ist, kann er nur modelliert werden. Eine entsprechende modellbasierte Regelung des Füllstands eines Dreiwegekatalysators ist in der
DE 10 2016 222 418 A1 beschrieben. Eine Vorsteuerung für eine modellbasierte Regelung des Füllstands eines Dreiwegekatalysators ist in derDE 10 2018 208 683 A1 beschrieben, eine modellbasierte Vorhersage des beim Wiedereinsetzen nach einer Phase mit inaktivem Stelleingriff erforderlichen Vorsteuer-Lambdawerts ist in derDE 10 2018 217 307 A1 beschrieben. - Offenbarung der Erfindung
- Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines Abgassystems sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Abgassystems mit einem ersten und zumindest einem zweiten Katalysator, der stromab des ersten Katalysators angeordnet ist, wobei das Abgassystem stromab einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, umfasst ein Steuern der Brennkraftmaschine zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem ersten Fettgasanteil, ein Ermitteln eines Füllstands des zweiten (motorfernen) Katalysators in Bezug auf zumindest eine in dem zweiten Katalysator speicherbare Magergaskomponente, und, wenn der ermittelte Füllstand einen vorbestimmbaren Minimalfüllstand unterschreitet, ein Steuern der Brennkraftmaschine zum Erzeugen eines mageren Abgases, ein anschließendes Steuern der Brennkraftmaschine zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem zweiten Fettgasanteil, der höher als der erste Fettgasanteil ist, und ein anschließendes Steuern der Brennkraftmaschine zum Erzeugen des fetten Abgases mit dem ersten Fettgasanteil. Insgesamt erlaubt dies einen (ggf. auch nur leichten) fetten Betrieb des ersten (motornahen) Katalysators und einen mageren Betrieb des zweiten (motorfernen) Katalysators, so dass der erste Katalysator jeweils Stickstoffoxide mit Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffen konvertiert, die besonders strengen Regeln unterworfen sind, und der zweite Katalysator eventuell übriggebliebene Fettgaskomponenten wie Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe und insbesondere Ammoniak, welches im ersten Katalysator gebildet werden kann, konvertiert.
- Das Steuern der Brennkraftmaschine zur Erzeugung des mageren Abgases wird bevorzugt so lange durchgeführt, bis der ermittelte Füllstand des zweiten Katalysators eine Betriebsschwelle des zweiten Katalysators überschreitet, die höher ist als der Minimalfüllstand. So kann der Füllstand wieder derart hoch eingestellt werden, dass eine möglichst lange Betriebsphase ohne Regeneration ermöglicht wird.
- Das Steuern der Brennkraftmaschine zur Erzeugung des fetten Abgases mit dem zweiten Fettgasgehalt wird vorteilhafterweise so lange durchgeführt, bis ein Füllstand des ersten Katalysators bezüglich einer in dem ersten Katalysator speicherbaren Magergaskomponente eine Betriebsschwelle des ersten Katalysators unterschreitet. So wird auch in dem ersten Katalysator eine möglichst hohe Speicherkapazität für Magergaskomponenten bereitgestellt, was wiederum eine mögliche Betriebsdauer ohne zwischenzeitliche Regeneration maximiert.
- Der erste Fettgasanteil ist bevorzugt so bemessen, dass das Abgas einen Lambdawert in einem Bereich von 0,99 bis 0,999, vorzugsweise in einem Bereich von 0,995 bis 0,999, aufweist. Dies hat sich als besonders vorteilhafter Parameterbereich herausgestellt.
- Das Steuern der Brennkraftmaschine zum Erzeugen eines mageren Abgases in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt insbesondere durch Anfordern einer Schubbetriebsphase und/oder durch unterstöchiometrische Kraftstoffzumessung, wobei das Anfordern einer Schubbetriebsphase bevorzugt dann erfolgt, wenn der aktuelle Betriebszustand eine Drehmomentbereitstellung, die niedriger als ein vorbestimmbarer Schwellwert ist, umfasst, und/oder die unterstöchiometrische Kraftstoffzumessung bevorzugt dann erfolgt, wenn der aktuelle Betriebszustand eine Drehmomentbereitstellung, die höher als der Schwellwert ist, umfasst. Dadurch kann die Steuerbarkeit der Brennkraftmaschine positiv beeinflusst bzw. berücksichtigt werden.
- Der Minimalfüllstand kann insbesondere mehr als 5%, 10% oder 20% einer Speicherkapazität des zweiten Katalysators betragen. Dadurch kann noch eine Reserve bereitgestellt sein, die einen Durchbruch fetten Abgases durch den zweiten Katalysator sicher verhindern kann.
- Die Betriebsschwelle des zweiten Katalysators ist vorteilhafterweise einem Bereich von 50 bis 100%, insbesondere von 80 bis 100%, einer Maximalkapazität des zweiten Katalysators in Bezug auf Magergaskomponenten ausgewählt, um eine möglichst lange Betriebsphase ohne Regeneration des Katalysators zu ermöglichen.
- Die Betriebsschwelle des ersten Katalysators ist insbesondere aus einem Bereich zwischen 0 und 50%, insbesondere zwischen 0 und 25%, einer maximalen Speicherkapazität des ersten Katalysators in Bezug auf die Magergaskomponente ausgewählt. Dadurch kann in einem Normalbetriebsmodus (also insbesondere außerhalb eines Regenerationsbetriebs) ein Durchbruch von magerem Abgas durch den ersten Katalysator verhindert werden.
- Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
- Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
- Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
- Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
- Figurenliste
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-
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschine und Katalysator, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. -
2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung in Form eines stark vereinfachten Flussdiagramms. - Ausführungsform(en) der Erfindung
- In
1 ist ein Fahrzeug, wie es im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Brennkraftmaschine 110, hier beispielsweise mit sechs angedeuteten Zylindern, ein Abgassystem 120, das einen ersten 122 und einen zweiten 124 Katalysator aufweist, sowie eine Recheneinheit 130, die zur Steuerung von Brennkraftmaschine 110 und Abgassystem 120 eingerichtet und mit diesen datenleitend verbunden ist. Ferner ist die Recheneinheit 130 in dem dargestellten Beispiel mit Sensoren 121, 123, 127 datenleitend verbunden, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 110 und/oder des Abgassystems 120 erfassen. Es versteht sich, dass weitere Sensoren vorhanden sein können, die nicht dargestellt sind. Das Abgassystem 120 kann ggf. auch noch weitere Reinigungskomponenten, wie beispielsweise Partikelfilter und/oder weitere Katalysatoren, aufweisen, die hier jedoch der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. - Die Recheneinheit 130 umfasst in dem hier dargestellten Beispiel einen Datenspeicher 132, in dem beispielsweise Rechenvorschriften und/oder Parameter (z.B. Schwellwerte, Kenngrößen der Brennkraftmaschine 110 und/oder des Abgassystems 120 o.Ä.) abgelegt sein können.
- Die Brennkraftmaschine 110 treibt Räder 140 an und kann in bestimmten Betriebsphasen auch von den Rädern angetrieben werden (z.B. sog. Schubbetrieb).
- In
2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung am Beispiel eines Verfahrens schematisch in Form eines Flussdiagramms dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet. - In der Beschreibung des Verfahrens 200 verwendete Verweise auf Komponenten eines Fahrzeugs bzw. eines Teils eines Fahrzeugs beziehen sich insbesondere auf das in
1 dargestellte Fahrzeug 100. - Das Verfahren 200 ist im Folgenden schrittweise dargestellt, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Dies ist jedoch nicht so zu verstehen, dass die Erfindung auf eine schrittweise Durchführung des Verfahrens 200 beschränkt ist. Vielmehr können einzelne Schritte auch gleichzeitig oder in anderer, beispielsweise umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, wenn dies nicht ausdrücklich anders angegeben ist. Auch eine im Wesentlichen kontinuierliche Durchführung mancher der beschriebenen Schritte kann gegebenenfalls vorteilhaft sein.
- In dem in
2 dargestellten Beispiel beginnt das Verfahren 200 mit einem ersten Schritt 210, in dem die Brennkraftmaschine 110 zur Erzeugung eines fetten Abgases mit einem ersten Fettgasanteil gesteuert wird. Dazu werden beispielsweise geeignete Steuersignale von dem Steuergerät 130 an die Brennkraftmaschine, insbesondere eine Einspritzanlage und/oder Drosselklappenverstellung (nicht gesondert dargestellt), gesandt. Beispielsweise kann das Abgas mit dem ersten Fettgasanteil einen Lambdawert in einem Bereich von 0,99 bis 0,999, beispielsweise einen Lambdawert von 0,998, aufweisen. - In einem Schritt 220 wird ein Füllstand des zweiten Katalysators 124 in Bezug auf zumindest eine Magergaskomponente, insbesondere Sauerstoff, ermittelt. Dazu kann insbesondere ein Füllstandsmodell, das Parameter des zweiten Katalysators 124 sowie Eingangsgrößen, beispielsweise Lambdawerte stromauf und/oder stromab des Katalysators, Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, Abgasmassenstrom und dergleichen berücksichtigt. In Bezug auf die genaue Ausgestaltung eines solchen Füllstandsmodells sei hier nochmals auf die eingangs erwähnte Literatur verwiesen.
- In einem Schritt 230 wird der ermittelte Füllstand mit einem Minimalfüllstand verglichen. Ist der ermittelte Füllstand des zweiten Katalysators 124 größer als der Minimalfüllstand, der beispielsweise 5% in Bezug auf eine maximal einspeicherbare Menge der Magergaskomponente betragen kann, so kehrt das Verfahren 200 zu dem Schritt 210 zurück.
- Wird jedoch in dem Schritt 230 festgestellt, dass der Minimalfüllstand unterschritten wird, so fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt 240 fort, in dem die Brennkraftmaschine 110 zum Erzeugen eines mageren Abgases gesteuert wird. Dazu wird durch das Steuergerät 130 beispielsweise eine Schubbetriebsphase angefordert. Insbesondere kann dabei auf einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 110 Rücksicht genommen werden. Beispielsweise kann eine Schubanforderung dann ausgegeben werden, wenn die Brennkraftmaschine 110 sich momentan in einem Betriebszustand des gefeuerten Schubs (z.B. im Rahmen einer Katalysator-Heizmaßnahme) oder in einer Phase mit geringer Last befindet. Zur Vermeidung einer spürbaren Drehmomentveränderung kann insbesondere die Brennkraftmaschine 110 während der Schubbetriebsphase kurzzeitig von den Rädern 140 getrennt werden. Ist der Füllstand des zweiten Katalysators 124 mittels des Magerbetriebs 240 so weit angestiegen, dass eine Betriebsschwelle des zweiten Katalysators 124 überschritten ist (z.B. 90% Füllstand), fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt 250 fort.
- In dem Schritt 250 wird der erste Katalysator 122 wieder in seinen Sollbetriebszustand versetzt. Wie eingangs erläutert, wird der erste Katalysator 122 leicht fett betrieben, so dass dessen Füllstand in Bezug auf Magergaskomponenten, der nach der Magerbetriebsphase 240 nahe 100% liegt, wieder gesenkt werden muss, um den Katalysator in das Katalysatorfenster zu bringen (=Katalysator-Ausräumen). Dazu steuert das Steuergerät 130 die Brennkraftmaschine 110 zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem zweiten Fettgasanteil, der höher ist als der oben erläuterte erste Fettgasanteil. Beispielsweise kann ein Lambdawert des fetten Abgases mit dem zweiten Fettgasanteil in einem Bereich zwischen 0,7 und 0,9 liegen, z.B. bei 0,85. Dadurch kann der erste Katalysator schnell wieder in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden. Unterschreitet der Füllstand des ersten Katalysators 122 eine Betriebsschwelle des ersten Katalysators 122 (z.B. Füllstand <25%), kehrt das Verfahren 200 zu dem Schritt 210 zurück, in dem wieder das fette Abgas mit dem ersten Fettgasanteil erzeugt wird.
- Es versteht sich, dass das Verfahren 200 nicht zwangsläufig ununterbrochen während der gesamten Betriebsdauer der Brennkraftmaschine 110 durchgeführt werden muss oder kann. Beispielsweise kann es erforderlich sein, am Anfang einer Betriebsphase der Brennkraftmaschine 110 ein Heizprogramm für das Abgassystem 120 durchzuführen, das ggf. andere Anforderungen an die Abgaszusammensetzung stellt, als das vorliegende Verfahren 200. Demenentsprechend kann das hier erläuterte Verfahren 200 auch in Kombination oder abwechselnd mit anderen Betriebsweisen durchgeführt werden, ohne von dem der Erfindung zugrundeliegenden Konzept abzuweichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016222418 A1 [0007]
- DE 102018208683 A1 [0007]
- DE 102018217307 A1 [0007]
Claims (12)
- Verfahren (200) zum Betreiben eines Abgassystems (120) mit einem ersten (122) und zumindest einem zweiten Katalysator (124), der stromab des ersten Katalysators (122) angeordnet ist, wobei das Abgassystem (120) stromab einer Brennkraftmaschine (110) angeordnet ist, umfassend Steuern (210) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem ersten Fettgasanteil, Ermitteln (220) eines Füllstands des zweiten Katalysators (124) in Bezug auf zumindest eine in dem Katalysator speicherbare Magergaskomponente, und, wenn der ermittelte Füllstand einen vorbestimmbaren Minimalfüllstand unterschreitet (230), Steuern (240) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen eines mageren Abgases, anschließendes Steuern (250) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem zweiten Fettgasanteil, der höher als der erste Fettgasanteil ist, und anschließendes Steuern (210) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen des fetten Abgases mit dem ersten Fettgasanteil.
- Verfahren (200) nach
Anspruch 1 , wobei das Steuern (240) der Brennkraftmaschine (110) zur Erzeugung des mageren Abgases so lange durchgeführt wird, bis der ermittelte Füllstand (220) des zweiten Katalysators (124) eine Betriebsschwelle des zweiten Katalysators (124) überschreitet, die höher ist als der Minimalfüllstand. - Verfahren (200) nach
Anspruch 2 , wobei die Betriebsschwelle des zweiten Katalysators (124) einem Bereich von 50 bis 100%, insbesondere 80 bis 100%, einer Maximalkapazität des zweiten Katalysators (124) in Bezug auf Magergaskomponenten entnommen ist. - Verfahren (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuern (250) der Brennkraftmaschine (110) zur Erzeugung des fetten Abgases mit dem zweiten Fettgasgehalt so lange durchgeführt wird, bis ein Füllstand des ersten Katalysators (122) bezüglich einer in dem ersten Katalysator speicherbaren Magergaskomponente eine Betriebsschwelle des ersten Katalysators (122) unterschreitet.
- Verfahren (200) nach
Anspruch 4 , wobei die Betriebsschwelle des ersten Katalysators (122) aus einem Bereich zwischen 0 und 25% einer maximalen Speicherkapazität des ersten Katalysators in Bezug auf die Magergaskomponente ausgewählt ist. - Verfahren (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Fettgasanteil so bemessen ist, dass das Abgas einen Lambdawert in einem Bereich von 0,99 bis 0,999, vorzugsweise in einem Bereich von 0,995 bis 0,999, aufweist.
- Verfahren (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuern (240) der Brennkraftmaschine (110) zum Erzeugen eines mageren Abgases in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (110) durch Anfordern einer Schubbetriebsphase und/oder durch unterstöchiometrische Kraftstoffzumessung erfolgt.
- Verfahren (200) nach
Anspruch 7 , wobei das Anfordern einer Schubbetriebsphase erfolgt, wenn der aktuelle Betriebszustand eine Drehmomentbereitstellung, die niedriger als ein vorbestimmbarer Schwellwert ist, umfasst, und/oder die unterstöchiometrische Kraftstoffzumessung erfolgt, wenn der aktuelle Betriebszustand eine Drehmomentbereitstellung, die höher als der Schwellwert ist, umfasst. - Verfahren (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Minimalfüllstand mehr als 5%, 10% oder 20% einer Speicherkapazität des zweiten Katalysators (124) beträgt.
- Recheneinheit (130), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
- Computerprogramm, das eine Recheneinheit (130) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird. - Maschinenlesbares Speichermedium (132) mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach
Anspruch 11 .
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020038544A1 (en) | 2000-10-03 | 2002-04-04 | Noriaki Ikemoto | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
US20040006971A1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst degradation determining method |
DE102016222418A1 (de) | 2016-11-15 | 2018-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Regelung einer Füllung eines Speichers eines Katalysators für eine Abgaskomponente |
DE102018208683A1 (de) | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zur Regelung eines Füllstands eines Speichers eines Katalysators für eine Abgaskomponente |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10054877A1 (de) * | 2000-11-06 | 2002-05-29 | Omg Ag & Co Kg | Abgasreinigungsanlage für die selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden unter mageren Abgasbedingungen und Verfahren zur Abgasreinigung |
US8862370B2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-10-14 | Ford Global Technologies, Llc | NOx control during engine idle-stop operations |
JP2018003777A (ja) | 2016-07-06 | 2018-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020038544A1 (en) | 2000-10-03 | 2002-04-04 | Noriaki Ikemoto | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
US20040006971A1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst degradation determining method |
DE102016222418A1 (de) | 2016-11-15 | 2018-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Regelung einer Füllung eines Speichers eines Katalysators für eine Abgaskomponente |
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