DE112011100185T5

DE112011100185T5 - Motoren- und Abgasnachbehandlungssteuerung

Info

Publication number: DE112011100185T5
Application number: DE112011100185T
Authority: DE
Inventors: Chetan PONNATHPUR
Original assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Current assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Priority date: 2010-01-01
Filing date: 2011-01-03
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2031-01-04
Also published as: US20110162350A1; DE112011100185B4; CN102844533B; WO2011082401A2; CN102844533A; WO2011082401A3; US8826644B2

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotor- und Abgassystems mit einer SCR, und ein Motor- und Abgassystem mit einer SCR, die hierin beschrieben sind, überwachen in Echtzeit eine Umwandlungseffizienz an NOx einer Abgasstromausgabe von dem Verbrennungsmotor durch die SCR. Eine Bestimmung wird durchgeführt, ob die überwachte Umwandlungseffizienz an NOx eine vorbestimmte Zielumwandlungseffizienz überschreitet, wie zum Beispiel ein Ziel, das auf einer vorbestimmten erlaubten Menge einer NOx-Emission basiert. Während die überwachte Umwandlungseffizienz an NOx die vorbestimmte Menge überschreitet, wird das Konzentrationsniveau an NOx in dem Abgasstrom um eine Menge erhöht, die auf der Differenz zwischen der überwachten Umwandlungseffizienz und der vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz basiert. Ein anderes hierin vorgesehenes Verfahren und ein Motor- und Abgassystem verfolgen eine Menge an Ammoniak, die an einem Katalysator der SCR gelagert ist, basierend auf einer Vorsteuerungsberechnung an injiziertem Harnstoff basierend auf einem NOx-Massenstrom aus dem Motor heraus und auf einer Reduktionseffizienz des SCR-Katalysators basierend auf einer Temperatur des SCR-Katalysators, und betreiben das Motor- und Abgassystem in einem NOx-reichhaltigen Modus, in welchem eine Anweisung für einen EGR-Anteil angepasst wird basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak, um eine Menge an EGR-Gas zu reduzieren, die in einen Einlass des Verbrennungsmotors eintritt und dadurch Ammoniak reduziert, das an dem SCR-Katalysator gespeichert ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindungen beziehen sich auf ein System und ein Verfahren zum Steuern von Motorenabgaskomponenten eines Verbrennungsmotors, der einen SCR-Katalysator verwendet.
HINTERGRUND
Dieselmotoren verwenden ein viel dünneres Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis verglichen mit Benzinmotoren. Die größere Menge an Luft in dem Einlassgas fördert eine vollständigere Kraftstoffverbrennung sowie eine größere Kraftstoffeffizienz und daher niedrigere Emissionen an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxiden als Benzinmotoren. Mit den höheren Drucken und Temperaturen bei dem Dieselmotor neigen jedoch die Emissionen an Stickoxiden, welche Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂) umfassen (welche gemeinsam als NOx bekannt sind), dazu, höher zu sein, weil die hohen Temperaturen bewirken, dass Sauerstoff und Stickstoff in dem Einlassgas zu NOx kombinieren.
NOx verursachen eine Anzahl an Bedenken bezüglich der Umwelt, wie zum Beispiel eine Quelle an bodennahem Ozon oder Smog, sauren Regen, überschüssige wässrige Nährstoffe, und es kann leicht mit üblichen organischen Chemikalien und selbst mit Ozon reagieren, wodurch eine große Vielfalt an giftigen Produkten gebildet wird. Seit den 1970ern haben Regelungen des Gesetzgebers eine verstärkte Reduzierung von NOx in Abgasemissionen erfordert.
Um immer strengere behördliche Anordnungen betreffend die Emissionen an NOx zu erfüllen, hat die Industrie verschiedene NOx-Reduzierungsmechanismen entwickelt. Zwei solcher Mechanismen umfassen die Manipulation von Betriebseigenschaften des Motors und das Implementieren von Nachbehandlungssteuerungstechnologien.
Im Allgemeinen können Manipulationen von Betriebseigenschaften des Motors zum Reduzieren von Emissionen an NOx erreicht werden, indem die Einlasstemperatur reduziert wird, die Leistungsausgabe reduziert wird, der Einspritzzeitpunkt verzögert wird, die Temperatur des Kühlfluids reduziert wird und/oder die Verbrennungstemperatur reduziert wird. Zum Beispiel ist die Rückführung von abgekühltem Abgas (EGR, exhaust gas recirculation), bei welcher ein Prozentanteil der Abgase zurück in den Einlass hineingezogen oder gezwungen und mit der frischen Luft und dem Kraftstoff, der in die Verbrennungskammer eintritt, gemischt wird, eine gut bekannte Möglichkeit, um die Spitzenflammentemperaturen innerhalb der Verbrennungskammer zu reduzieren. Eine Einlassgasverdünnung reduziert die Bildung von NOx durch Erniedrigen der O₂-Konzentration in dem Verbrennungsprozess. Zu einem geringeren Maß absorbiert die Luft auch einige Wärme, womit der Prozess weiter gekühlt wird. Die Verwendung einer EGR erhöht jedoch den Kraftstoffverbrauch.
Nachbehandlungssteuertechnologien, welche Abgas nach der Verbrennung behandeln, umfassen die selektive katalytische Reduktion (SCR, selective catalytic reduction). Der SCR-Prozess reduziert NOx zu zwei-atomigem Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O), wobei ein Katalysator und wasserfreies Ammoniak (NH₃) oder wässriges NH₃ oder ein zu NH₃ konvertierbarer Vorstoff, wie zum Beispiel Harnstoff, verwendet wird. Typische SCR-Katalysatoren sind ein Waben- oder Platten-Keramikträger (zum Beispiel Titaniumoxid) und Oxide von unedlen Metallen (zum Beispiel Vanadium und Wolfram), Zeolith und andere Edelmetalle.
Zusätzlich zu Emissionen an NOx ist ein weiterer Nachteil von Dieselmotoren die Erzeugung und die Emission von Abgasfeinstaub (PM, particulate matter), oder Ruß, welches in vergleichsweise größeren Mengen als jenes bei Benzinmotoren erzeugt wird. PM ist eine komplexe Emission, die elementaren Kohlenstoff, schwere Kohlenwasserstoffe, die aus dem Kraftstoff erhalten werden, Schmieröl und hydratisierte Schwefelsäure, die von dem Kraftstoffschwefel erhalten wird, umfasst. Diesel-PM umfasst kleine kernartige Partikel, die einen Durchmesser unterhalb von 0,4 μm haben, und deren Agglomerate mit Durchmessern von bis zu 1 μm. PM wird gebildet, wenn ungenügend Luft oder eine niedrige Verbrennungstemperatur die vollständige Verbrennung von freiem Kohlenstoff verhindern. Als solcher ist PM teilweise unverbrannter Kraftstoff oder Schmieröl und wird oft als schwarzer Rauch gesehen.
Die feinen Partikel, die PM-Emissionen in Dieselabgas ausmachen, können weit in die Lungen eindringen und ernsthafte Gesundheitsrisiken darstellen, umfassend schweres Asthma, Lungenschaden und andere schwere Gesundheitsprobleme. PM-Emissionen von Dieselmotoren tragen auch zu Nebel bei, welcher die Sicht beschränkt. Wegen ihrer schädlichen Wirkungen haben Regierungsbehörden immer strengere Beschränkungen für Emissionen an PM auferlegt.
Eine Nachbehandlungsvorrichtung, die zum Reduzieren oder Entfernen von PM in Dieselabgas verwendet wird, ist ein Dieselpartikelfilter (DPF). Ein DPF-System umfasst typischerweise einen Filter, der von einem Kanister umschlossen ist, welcher in dem Dieselabgasstrom angeordnet ist. Der Filter ist zum Sammeln von PM ausgestaltet, während er ermöglicht, dass Abgase durch ihn hindurchtreten. Typen an DPF umfassen Keramik- und Siliziumkarbidmaterialien, mit Fasern umwundene Kartuschen, genähte Fasersiliziumdioxidrollen, Drahtgitter und gesinterte Metalle. DPFs haben eine Reduzierung in PM von bis zu 90% oder mehr demonstriert. DPFs können auch zusammen mit einem Dieseloxidationskatalysator (DOC, diesel oxidation catalyst) verwendet werden, um HC, CO und lösbare organische Anteile (SOF, soluble organic fraction) des PM im Dieselabgas zu reduzieren.
Während DPFs sehr effizient im Entfernen von PM aus Dieselabgas sind, ist das Volumen an PM, das durch einen Dieselmotor erzeugt wird, ausreichend, um einen DPF in relativ kurzer Zeit aufzufüllen und zu verstopfen. Daher muss ein Prozess, mit dem der DPF gesäubert oder ersetzt wird, regelmäßig durchgeführt werden, um einen weiteren Betrieb des Motors zu ermöglichen. Ein DPF-Säuberungsprozess, der als Regeneration bekannt ist, brennt PM ab oder „oxidiert” PM, welches sich in dem Filter angesammelt hat. Weil jedoch Dieselabgastemperaturen oftmals nicht genügend hoch sind, um angesammeltes PM zu verbrennen, wurden verschiedene Methoden zum Erhöhen der Abgastemperatur oder zum Erniedrigen der Oxidationstemperatur verwendet.
Regeneration kann passiv erreicht werden, indem ein Katalysator dem Filter hinzugefügt wird. Zum Beispiel kann eine Beschichtung aus einem unedlen Metall oder einem Edelmetall, die auf die Filteroberfläche aufgetragen ist, die Entzündungstemperatur reduzieren, die zum Oxidieren von angesammeltem PM erforderlich ist. Ein DOC kann stromaufwärts zu dem DPF vorgesehen sein, um NO zum Erzeugen von NO₂ zu oxidieren (was eine genaue Steuerung zum Beibehalten des Massenverhältnisses von NO zu PM im Abgas aus dem Motor erfordert), welches wiederum das PM in dem stromabwärts gelegenen DPF oxidiert. Alternativ kann die Regeneration aktiv erreicht werden, indem die Abgastemperatur durch eine Vielzahl an Herangehensweisen erhöht wird. zum Beispiel durch ein Motorenmanagement, einen Kraftstoffbrenner, Widerstandserhitzungsspulen oder spätere Kraftstoffeinspritzung. Aktive Systeme verwenden Pulse an Dieselkraftstoff spät in dem Verbrennungszyklus, um über den Katalysator hinweg zu oxidieren, wodurch der DPF erhitzt und gefangener PM oxidiert wird. Wird der Zyklus jedoch zu oft durchlaufen, während der Rückdruck in dem Abgassystem niedrig gehalten wird, kann in übermäßigem Kraftstoffgebrauch resultieren.
Motorensteuerungsmodule (ECM, engine control modules) (welche auch als Motorensteuerungseinheiten (ECUs, engine control units) bekannt sind) steuern den Motor und andere Funktionen in dem Fahrzeug. ECMs können eine Vielfalt an Eingängen erhalten, um zu bestimmen, wie der Motor und andere Funktionen in dem Fahrzeug zu steuern sind. Bezüglich der Reduktion von NOx und PM kann das ECM die Parameter des Motorenbetriebs manipulieren, wie zum Beispiel EGR und Kraftstoffeinspritzung.
ECMs können auch die Betriebsparameter von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen steuern, wie zum Beispiel eines auf Harnstoff basierenden SCR-Systems, eines DOC-Systems oder eines DPF-Systems. Zum Beispiel kann ein ECM eine Harnstofflösung in den Abgasstrom hinein mit einer Rate dosieren, die mit einem Algorithmus berechnet ist, welcher die Menge an NOx schätzt, die in dem Abgasstrom vorhanden ist, als eine Funktion der Motorenbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Abgasstrom, Temperatur und Konzentration an NOx. Als ein weiteres Beispiel kann ein ECM einen oder mehrere Sensoren überwachen, die den Rückdruck und/oder die Temperatur messen, und basierend auf vorprogrammierten Steuerungspunkten kann das ECM einen Regenerationszyklus aktivieren.
Zusätzlich zu EGR ermöglichen das Gestalten von elektronischen Steuerungen und das Verbessern von Kraftstoffeinspritzsystemen zum Ausgeben von Kraftstoff bei der besten Kombination von Einspritzdruck, Einspritzzeitwahl und Sprühort, dass der Motor Kraftstoff effizient verbrennt, ohne Temperaturspitzen zu erzeugen, die die Emissionen an NOx vergrößern. Zum Beispiel beeinflusst das Steuern der Zeitwahl des Starts des Einspritzens an Kraftstoff in die Zylinder sowohl die Emissionen als auch die Kraftstoffeffizienz. Vorziehen des Starts des Einspritzens, so dass Kraftstoff eingespritzt wird, wenn der Kolben weiter weg von einem oberen Totzentrum (TDC, top dead center) ist, resultiert in einem höheren Druck im Zylinder und in einer höheren Kraftstoffeffizienz, resultiert aber auch in höheren Emissionen an NOx. Andererseits verzögert ein Verschieben des Starts des Einspritzens die Verbrennung, erniedrigt aber die Emissionen an NOx. Wegen des verzögerten Einspritzens wird der meiste Kraftstoff bei niedrigeren Spitzentemperaturen verbrannt, womit die Bildung von NOx reduziert wird.
Bei EGR-Motoren ist eine der Schlüsselkomponenten zum Steuern der Emissionen der Turbolader. Die meisten Hersteller, die EGR-Technologien verwenden, haben Versionen von Turboladern variabler Geometrie (VGT, variable geometry turbochargers) entwickelt, welche dazu gestaltet sind, den Strom an gekühlter Abgasluft zurück in die Verbrennungskammer abhängig von der Motorendrehzahl zu regulieren. Die genaue Menge an Abgasluft, die in den Einlass hinein dosiert werden muss, variiert vielschichtig mit der Motorenbelastung. Ein hoher EGR-Strom ist im Allgemeinen während Dauerfahrten und mittelstarken Beschleunigungen nötig, wo Verbrennungstemperaturen typischerweise sehr hoch sind. Andererseits ist ein niedriger EGR-Strom bei niedrigen Drehzahlen und leichten Belastungsbedingungen nötig. Kein EGR-Strom sollte während Bedingungen auftreten, wenn die EGR die Motorenbetriebseffizienz oder die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs negativ beeinflussen könne, zum Beispiel während des Warmwerdens, des Leerlaufens oder bei weit geöffneter Drossel des Motors.
Reduzieren von NOx durch Manipulieren des Motorenbetriebs reduziert im Allgemeinen die Kraftstoffeffizienz. Emissionsziele für weniger NOx haben einen großen Schwerpunkt auf das Reduzieren von NOx aus dem Motor heraus gesetzt, um zu ermöglichen, dass die strengen Niveaus an NOx aus dem Auspuff heraus erfüllt werden. Hierbei sind viele Einstellmöglichkeiten, wie der Ladungsstrom, der EGR-Strom und die Einspritzzeitwahl, mit dem Ziel des Reduzierens von NOx geändert worden, aber auf der Gegenseite hat es BSFC erniedrigt.
Überdies könnten bloße Manipulationen des Motorenbetriebs nicht ausreichend die Menge an NOx auf vorgeschriebene Höhen reduzieren. Als ein Ergebnis müssen auch Nachbehandlungssysteme, wie solche, die SCR, DOC und/oder DPF-Elemente wie oben beschrieben verwenden, implementiert werden. Vorteile in der Kraftstoffeffizienz von 3 bis 10% können aus der Verwendung von SCR-Systemen zum Reduzieren von NOx an Stelle des Manipulierens des Motorbetriebs zur Reduzierung von NOx, was negativ auf die Kraftstoffeffizienz wirkt, resultieren.
Auf Harnstoff basierende SCR-Systeme können gemäß vier wesentlichen Untersystemen gesehen werden: Das Einspritzuntersystem, welches Harnstoff in den Abgasstrom eingibt, das Harnstoffverdampfungs- und Mischuntersystem, das Auspuffrohruntersystem und das Katalysatoruntersystem. Ein Dieselfahrzeug muss eine Versorgung an Harnstofflösung für das SCR-System tragen, typischerweise 32,5 Gew.-% Harnstoff in Wasser. Die Harnstofflösung wird von dem Tank gepumpt und durch eine Zerstäubungsdüse in den Abgasstrom hineingesprüht. Ein vollständiges Mischen von Harnstoff mit den Abgasen und eine gleichförmige Stromverteilung sind für das Erreichen hoher Reduktionen von NOx entscheidend. Auf Harnstoff basierende SCR-Systeme verwenden gasförmiges Ammoniak, um NOx zu reduzieren. Während der Thermolyse spaltet die Hitze des Gases den Harnstoff (CO(NH₂)₂) in Ammoniak (NH₃) und Blausäure (HCNO). Das Ammoniak und das HCNO treffen dann auf den SCR-Katalysator, wo das Ammoniak absorbiert wird und das HCNO weiter durch Hydrolyse zu Ammoniak abgebaut wird. Alternativ kann wasserfreies NH₃ oder wässriges NH₃ als die SCR-Ammoniakquelle verwendet werden. Unabhängig von der NH₃-Quelle für das SCR-System reagiert das NH₃, wenn es absorbiert wird, mit dem NOx zum Erzeugen von Wasser, gasförmigem Sauerstoff (O₂) und gasförmigem Stickstoff (N₂).
Die Menge an Ammoniak, die in den Abgasstrom injiziert wird, ist ein entscheidender Betriebsparameter. Das erforderliche Verhältnis von Ammoniak zu NOx ist typischerweise stöchiometrisch und muss beibehalten werden, um hohe Grade an NOx-Reduzierung sicherzustellen. Das SCR-System kann jedoch aufgrund von nicht perfektem Mischen usw. nie eine 100% Reduzierung von NOx erreichen.
KURZFASSUNG
Die Erfindungen beziehen sich auf das Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder der Performance eines Verbrennungsmotors durch Nutzen eines Spielraums zwischen einer tatsächlichen Echtzeiteffizienz des SCR-Katalysators und einer Zieleffizienz, die zum Erreichen eines Emissionsziels nötig ist.
Bei einer Ausführung gemäß der beanspruchten Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors und eines Abgassystems mit einer SCR ein Überwachen in Echtzeit der NOx-Umwandlungseffizienz einer Abgasstromausgabe von dem Verbrennungsmotor durch die SCR auf. Die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz wird mit einer vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz verglichen, um zu bestimmen, ob sie die vorbestimmte Zielumwandlungseffizienz überschreitet. Die vorbestimmte Zieleffizienz kann auf einer vorbestimmten erlaubten Menge der NOx-Emission basieren. Während die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz die vorbestimmte Menge überschreitet, wird die NOx-Konzentration in dem Abgasstrom um eine Menge erhöht, die auf der Differenz zwischen der überwachten Umwandlungseffizienz und der vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz basiert.
Bei einer anderen Ausführung gemäß der beanspruchten Erfindung weist eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Abgassystem mit einer SCR ein Überwachungsmodul auf, das zum Überwachen in Echtzeit der NOx-Umwandlungseffizienz einer Abgasstromausgabe von dem Verbrennungsmotor mittels der SCR eingerichtet ist. Die Steuervorrichtung weist außerdem ein Vergleichsmodul auf, welches dazu eingerichtet ist, unter Verwendung eines mit der Steuervorrichtung verbundenen Prozessors zu bestimmen, ob die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz eine vorbestimmte Zielumwandlungseffizienz überschreitet. Die Zielumwandlungseffizienz basiert auf einer vorbestimmten erlaubten Höhe der NOx-Emission. Die Steuervorrichtung weist ein Steuermodul auf, welches dazu eingerichtet ist, das Niveau der NOx-Konzentration in dem Abgasstrom um eine Menge zu erhöhen, die auf der Differenz zwischen der überwachten Umwandlungseffizienz und der vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz basiert, während die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz die vorbestimmte Höhe überschreitet.
Durch Erhöhen des NOx-Massenstroms in dem Abgas, zum Beispiel durch Verringern des EGR-Stroms oder durch andere Motorenmanagementmaßnahmen, kann der bremsenspezifische Kraftstoffverbrauch verbessert werden. Zusätzlich kann der erhöhte NOx-Strom eine Menge an Feinstaub (PM, particulate matter) in einem Partikelfilter durch Fördern des Oxidierens des PM reduzieren, was ebenfalls die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
Bei einer weiteren Ausführung gemäß der beanspruchten Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors und eines Abgassystems mit einer SCR ein Verfolgen einer Menge an Ammoniak, die auf einem Katalysator des SCR gelagert ist, basierend auf einer Vorsteuerungsberechnung von injiziertem Harnstoff basierend auf einem NOx-Massenstrom aus dem Motor heraus, und auf der Reduktionseffizienz des SCR-Katalysators basierend auf einer Temperatur. Der Motor und das Abgassystem werden in einem NOx-reichhaltigen Modus betrieben, in welchem eine Anweisung für einen EGR-Anteil angepasst wird basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem oder eingelagertem Ammoniak, um eine Menge an EGR-Gas zu reduzieren, welche in einen Einlass eines Verbrennungsmotors eintritt, und dadurch Ammoniak, das auf dem SCR-Katalysator gelagert ist, reduziert.
Bei wiederum einer weiteren Ausführungsform gemäß der beanspruchten Erfindung weist eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Abgassystem mit einer SCR ein Verfolgungsmodul auf, das dazu eingerichtet ist, eine Menge an Ammoniak zu verfolgen, welches auf einem Katalysator des SCR gelagert ist, basierend auf einer Vorsteuerungsberechnung von injiziertem Harnstoff basierend auf einem NOx-Massenstrom aus dem Motor heraus, und einer Reduktionseffizienz von dem SCR-Katalysator basierend auf einer Temperatur. Die Steuervorrichtung weist außerdem ein Steuermodul auf, das dazu eingerichtet ist, den Motor und das Abgassystem in einem NOx-reichhaltigen Modus zu betreiben, in welchem eine Anweisung für einen EGR-Anteil angepasst wird basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak, um eine Menge von EGR-Gas zu reduzieren, welches in einen Einlass des Verbrennungsmotors eintritt und dadurch Ammoniak, das auf dem SCR-Katalysator gelagert ist, reduziert.
Das Eingenen eines NOx-reichhaltigen Betriebsmodus ermöglicht eine bessere Performance und/oder Partikelfilterregenerierung ohne den Kraftstoffnachteil, der mit aktiven Regenerationsvorgängen einhergeht.
Weitere Merkmale, Elemente, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Graph, der ein Beispiel einer tatsächlichen NOx-Umwandlungseffizienz einer SCR für einen Lastwagen auf einer Schnellstraße zeigt.
2 ist ein Diagramm eines adaptiven Steuermoduls (ACM, adaptive control module) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
3 ist ein Prozessablauf bezüglich des Steuerns eines Motors und eines Abgassystems basierend auf einem tatsächlichen Umwandlungsspielraum der SCR, der in Echtzeit bestimmt wird, und auf einer vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
4 ist ein Graph, der die Eigenschaften bezüglich der Temperaturabhängigkeit der NOx-Umwandlungseffizienz für verschiedene Katalysatormaterialien darstellt.
5 ist ein Graph, der die Eigenschaften bezüglich der Ammoniaklagerung auf verschiedenen SCR-Katalysatormaterialien darstellt.
6 ist ein Prozessablauf bezüglich des Steuerns eines Motors und eines Abgassystems basierend auf dem Verfolgen einer Menge an Ammoniak, die auf einem SCR-Katalysator gelagert ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Der Erfinder hat erkannt, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel beim Fahren von Arbeitszyklen auf Straßen (zum Beispiel Schwertransporte, Linienverkehr, Wohnmobile (RV) usw.), die Abgas- und Stromniveaus durch die SCR so sind, dass die Umwandlungseffizienz über dem ist, was zum Erfüllen von Emissionszielen nötig ist, so dass injiziertes Ammoniak auf der Oberfläche des SCR-Katalysators gespeichert wird und zum Verbrauchen durch NOx verfügbar würde. Zum Beispiel kann unter solchen Betriebsbedingungen die Umwandlungseffizienz der SCR ungefähr 95% annähern, aber gegenwärtige Emissionsziele des Gesetzgebers würden nur ungefähr 75% Zyklusumwandlungseffizienz erfordern. Unter diesen Bedingungen gibt es einen Spielraum oder eine „Reservehöhe” an Effizienz, die gegen eine verbesserte Performance getauscht werden kann.
1 zeigt ein Beispiel einer SCR-Performance für einen Lastwagen auf einer Schnellstraße. Die Umwandlungseffizienz ist in Kurve 10 gezeigt, die Motorendrehzahl (U/min) in Kurve 12 und die SCR-Einlasstemperatur in Kurve 14. Wie man sehen kann, erreicht der Lastwagen eine durchschnittliche NOx-Umwandlungseffizienz von 97%, aber das NOx-Ziel erfordert bloß 71% Umwandlungseffizienz. Ausführungen in Einklang mit der beanspruchten Erfindung wandeln die Reserve, die durch die höhere SCR-Effizienz ermöglicht wird, in eine bessere Motorenwirtschaftlichkeit und/oder -performance um, indem auf einen Betriebsmodus geschaltet wird, der bremsenspezifischen Kraftstoffverbrauch (BSFC, brake specific fuel consumption) verbessern kann und ein Steuern umfasst von einem oder einer Kombination von: Senken des EGR-Stroms, Vorziehen des Timings d. h. der Zeitwahl, Erhöhen des Rail-Drucks, der Harnstoffdosiermenge (DEF) und Haupt- und nachgelagerter Kraftstoffzuführgrößen. Diese und weitere Motorenparameter können zum Verbessern des BSFC modifiziert werden, würden aber auch das NOx, das aus dem Motor austritt, erhöhen. Die zusätzliche Performance der SCR, die in der Reserve vorliegt, wird zum Reduzieren des hinzugefügten NOx verfügbar sein, um ein Einhalten der Emission sicherzustellen.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines adaptiven Steuermoduls (ACM, adaptive control module) 16, welches in dem ECM/ECU oder als ein separates Modul implementiert sein kann, um in Echtzeit verschiedene Eingaben 18 zu überwachen, die schematisch als von links von dem dargestellten ACM 16 eintretend gezeigt sind, und modifizierte Ausgaben 20, die an der rechten Seite des dargestellten ACM 16 austreten. Unter „Echtzeit” kann eine Abtastrate, die zum Erreichen akzeptabler Verbesserungen in der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder -performance genügt, so klein wie 1 Hz oder kleiner sein, aber größere Abtastraten von einem oder mehreren der gemessenen Zustände von 2 können eine bessere Effizienz in Zeiten von schnell wechselnden Zuständen bereitstellen. Das ACM kann einen oder mehrere Mikroprozessoren umfassen. die Code ausführen, welcher Befehle ausführt, die in einem darin enthaltenen Speicher oder in einer oder mehrerer Speichereinrichtungen gespeichert sind, welche Daten und Programmanweisungen, die dem ACM 16 zugänglich sind, speichern. Das ACM 16 erhält im Allgemeinen Eingangssignale von verschiedenen Sensoren über das ganze Fahrzeug sowie mögliche externe Eingangsdaten von Endbenutzern. Um das hierin beschriebene Überwachen und die hierin beschriebenen Berechnungen in Echtzeit durchzuführen, müssen die Signale mit einer Rate abgetastet werden, die angemessen ist, um die Daten für die Berechnungen des gelagerten Ammoniak und der Umwandlungseffizienz bereitzustellen. Das ACM 16 liest sodann die Programmanweisungen und führt die Anweisungen aus, um gemäß den Eingangssignalen ein Datenüberwachen durchzuführen und Funktionen zu steuern. Das ACM 16 sendet Steuerungsdaten an eine Ausgangsschnittstelle des ACM 16, welche Ausgangssignale an eine Vielfalt von Aktuatoren weiterleitet, die den Motor oder das SCR-System steuern.
Die Umwandlungseffizienz der SCR (das heißt die „NOx-Umwandlung der SCR”) wird in „Echtzeit” überwacht, um die Menge an NH₃, die in dem SCR-Katalysator gelagert ist, durch Überwachen/Messen des SCR-Einlasses/Auslasses von NOx zu erhalten. Dies kann ausgeführt werden, indem zwei NOx-Sensoren zum Messen der Umwandlungseffizienz über die SCR verwendet werden, wobei aber auch ein anderer Weg zum Messen des gelagerten NH₃ verwendet werden kann, wie zum Beispiel ein NH₃-Sensor, der an dem Auslass der SCR vorgesehen ist.
Bei einer Ausführungsform stellt eine Steuerungsfunktion eine Möglichkeit bereit, um einen Performancespielraum auszunutzen, der durch eine verbesserte Umwandlungseffizienz der SCR bei bestimmten Betriebszuständen verfügbar ist, indem Motorenzustände zum Vergrößern oder Maximieren der Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert werden. Zusätzlich zum Bereitstellen einer Möglichkeit zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit kann eine Ausführungsform eine opportunistische, passive DPF-Regeneration unter Verwendung von NOx, das aus dem Motor austritt, ausnutzen. Mehr NOx kann erreicht werden, indem der Motor in einem Modus betrieben wird, in welchem EGR reduziert oder abgeschnitten wird (zum Beispiel ein Chi4-Modus), und indem eine Menge an Ammoniak, die in dem SCR-Katalysator gelagert ist, detektiert wird, welche gebraucht würde, um dieselbe zu verbrauchen und NOx-Nachteile zu vermeiden.
Das injizierte NH₃ wird unter bestimmten Zuständen an der SCR-Oberfläche gelagert und würde zum Verbrauch durch NOx verfügbar sein. NOx kann jedoch auch von der SCR-Katalysatoroberfläche bei hohen Temperaturen freigegeben werden. Diese Freigabe sollte vermieden oder minimiert werden, indem eine Regelungsstrategie verwendet wird, welche den EGR-Anteil in der Ladeluft ausbalanciert, um NOx, das aus dem Motor austritt, zu variieren, so dass es eine genügend hohe Konzentration an NOx zum Verbrauchen des gelagerten NH₃ in der SCR und um den DPF zu säubern vorhanden ist.
Ausführungsformen im Einklang mit der beanspruchten Erfindung können den Vorteil eines Schaltens auf einen Modus bereitstellen, der BSFC verbessert (zum Beispiel durch einen niedrigeren EGR-Strom, ein vorgezogenes Timing, einen Rail-Druck), während außerdem die Auspuffrohremissionen an NOx nicht vergrößert werden, weil der SCR-Betrieb effizienter ist. Dies kann auch beim Verringern des Feinstaubs aus dem Motor heraus helfen und das erhöhte NOx, das aus dem Motor austritt, kann bei der Rußoxidation helfen, wodurch der DPF sauber gehalten wird. Demgemäß können Entrußungsintervalle vergrößert werden, womit ein weiterer Faktor hinzukommt, der die Kraftstoffeffizienz verbessern kann.
3 zeigt einen Prozessablauf gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, welche einen Verbrennungsmotor basierend auf einem Effizienzspielraum steuert, der zwischen einer tatsächlichen NOx-Umwandlungseffizienz und einer Umwandlungseffizienz besteht, die zum Erfüllen eines Auspuffrohr-NOx-Ziels, wie zum Beispiel eines Emissionserfordernisses, notwendig ist. Beginnend beim Vorgang 50 wird die Umwandlungseffizienz von NOx in Echtzeit durch ein SCR-Element überwacht. Darauf vergleicht Vorgang 52 die überwachte Umwandlungseffizienz an NOx mit einer vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz. Zum Beispiel kann die vorbestimmte Zielumwandlungseffizienz ein Wert in einer Nachschlagetabelle oder ein berechneter Wert basierend auf einem maximal akzeptablen Auspuffrohremissionsniveau sein. In Vorgang 54 wird, während die überwachte Umwandlungseffizienz an NOx die vorbestimmte Höhe überschreitet, das Konzentrationsniveau an NOx in den Abgasstrom, der aus dem Motor austritt, um eine Menge vergrößert, die auf der Differenz zwischen der überwachten Umwandlungseffizienz und der vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz basiert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform verfolgt eine Regelungsstrategie, welche die Kraftstoffeffizienz mit einer opportunistischen DPF-Regeneration mit Verwendung von NOx, das aus dem Motor austritt, verbessert, NH₃, das auf dem SCR-Katalysator gelagert ist, sowie Ruß, der in dem DPF gefangen ist, auf einer Echtzeitbasis. Dies kann ausgeführt werden über eine Vorsteuerungsberechnung von injiziertem Harnstoff basierend auf NOx, das aus dem Motor austritt, und von der Reduktionseffizienz des SCR-Katalysators basierend auf der Temperatur. Die Vorsteuerungsberechnung kann beispielsweise unter Verwendung eines auf Reaktionsdaten basierenden Modells ausgeführt werden, welches die Eingaben an Zeit, Temperatur, Abgasstrom, dosiertem Harnstoff, der Einlasskonzentration an NOx der SCR und von Katalysatoreigenschaften verwendet, um das Lagern und Freigeben von NH₃ in Echtzeit zu bestimmen.
4 zeigt Merkmale mit Bezug zur Temperaturabhängigkeit der Umwandlungseffizienz an NOx an den Beispielen von Vanadium-, FeZ- und CuZ-SCR-Katalysatoren. Wie man sehen kann, bietet FeZ im Wesentlichen eine Performance bezüglich höherer Temperaturen verglichen mit CuZ- oder auf Vanadium basierenden Katalysatoren, während CuZ eine vergleichsweise bessere Performance bei niedriger Temperatur bieten kann. CuZ ist auch weniger empfindlich bezüglich eines NO₂/NOx-Einlasses und ermöglicht ein Dosieren von Harnstoff bei einem ANR (Ammoniak zu NOx-Verhältnis) > 1 für eine verbesserte Effizienz bei hoher Temperatur, sogar über der von FeZ. 5 zeigt, dass eine Lagerung von NH₃ im Allgemeinen mit einem Anstieg in der Katalysatortemperatur sinkt. Wie in 5 gezeigt, kann der Zeolith-Katalysator mehr NH₃ bei tiefen Temperaturen lagern, d. h. speichern, als der auf Vanadium basierende Katalysator. Bei Arbeitszyklen niedriger Temperatur kann eine Menge von NH₃, die an dem SCR-Katalysator gespeichert ist, ausreichen, um einiges NOx ohne Dosieren von Harnstoff (oder einer anderen NH₃-Quelle) zu reduzieren. Bei Verwendung solcher charakteristischer Daten kann ein genaues Modell für eine Vorsteuerungsberechnung erzeugt werden.
Ein Regelkreis zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit mit opportunistischer DPF-Regeneration unter Verwendung von NOx, das aus dem Motor heraustritt, führt zwei Dinge aus: (1) es variiert die Anweisung für den EGR-Anteil (das heißt den Referenzwert für das EGR-Regelungssystem) und es stellt NOx-reichhaltiges Abgas bereit zum Säubern der SCR von gelagertem Ammoniak sowie zum Einhalten gesetzlicher Grenzen an NH₃-Durchlass über die SCR und in die Atmosphäre und (2) es geht den Chi4-Modus ein (das heißt geschlossenes EGR-Ventil – viel NOx), um Zustände, d. h. Bedingungen, anzubieten, die DPF-Regenerationen ermöglichen, wenn die Bedingungen vorliegen (das heißt beladener Filter + hohe NH₃-Lagerung an der SCR detektiert). Wenn sich zum Beispiel eine Gelegenheit ergibt, wo genügend Ammoniak an dem SCR-Katalysator gelagert ist und ein gemessener Differenzdruck über den DPF anzeigt, dass gefangener Feinstaub von dem Filter gesäubert werden braucht, kann das EGR-Ventil geschlossen werden, um eine Menge von NOx, die aus dem Motor austritt, auf beinahe dreimal den normalen Wert zu erhöhen. Das vermehrte NOx, das aus dem Motor austritt, kann den rußverstopften DPF in ungefähr 20 bis 30 Minuten Betrieb leicht säubern, während die Emissionen verträglich gehalten werden, weil das an der SCR gelagerte Ammoniak das vermehrte NOx reduzieren kann und damit das überschüssige NH₃, das in dem SCR-Katalysator eingelagert ist, wegsäubert. Das vermehrte NOx, das aus dem Motor austritt, reduziert oder eliminiert somit einen möglichen NH₃-Durchlass unter vorübergehenden übermäßigen Ammoniaklagerbedingungen.
Eine Ausführungsform dieser Strategie verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und nutzt eine Gelegenheit zur passiven DPF-Regeneration, um die Kraftstoffnachteile des Eingehens einer aktiven Regeneration zu vermeiden. Als ein Ergebnis kann eine aktive Regeneration vermieden werden, welche ein Dosieren von Dieselkraftstoff umfasst, wie zum Beispiel Sprühen von Kraftstoff direkt in den Abgasstrom oder Injizieren als Extrakraftstoff in die Motorenzylinder, um die Abgastemperaturen zu heben. Diese Strategie wird besonders vorteilhaft in stop-and-go-Arbeitszyklen sein, wo die Abgastemperaturen und der -strom periodische aktive Regenerationen verhindern. Eine Ausführungsform kann eine reduzierte EGR (zum Beispiel Chi4-Modus) während Zeiten der Regeneration und ein Betreiben einer minimalen EGR bei anderen opportunistischen Zeiten umfassen. Eine „minimale EGR” ist eine Menge an EGR, welche NOx auf einem Niveau produzieren würde, das durch Ammoniak, welches an dem SCR-Katalysator gespeichert ist, adsorbiert werden kann, und welche nicht die Emissionsgrenzwerte der Auspuffrohrabgabe überschreitet. Ausführungsformen, die NOx-reichhaltiges Abgas zum Säubern des DPF implementieren, können ein ACM-Modul umfassen, wie zum Beispiel das ACM-Modul 16 von 2, mit einer hinzugefügten Eingabefunktion zum Bestimmen, ob der DPF gesäubert werden sollte (zum Beispiel ein gemessener Differenzdruckwert oberhalb eines vorbestimmten Grenzwertes), und können mit weniger oder mehr Funktionalitäten als das oben Beschriebene implementiert werden.
6 zeigt einen Prozessablauf gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die einen Verbrennungsmotor basierend auf einer Menge an Ammoniak, die in dem SCR-Katalysator gelagert ist, steuert. Beginnend beim Vorgang 60 wird die Menge an Ammoniak, die an einem SCR-Katalysator gelagert ist, verfolgt, basierend auf einer Vorsteuerungsberechnung von injiziertem Harnstoff basierend auf einem NOx-Massenstrom aus dem Motor heraus und einer Reduktionseffizienz des SCR-Katalysators basierend auf der Temperatur des SCR-Katalysators. Beim Vorgang 62 werden der Motor und das Abgassystem in einem NOx-reichhaltigen Modus betrieben, in welchem eine Anweisung für einen EGR-Anteil angepasst wird basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak, um eine Menge an EGR-Gas zu reduzieren, welches in einem Einlass des Verbrennungsmotors eintritt und dadurch Ammoniak, das an dem SCR-Katalysator gelagert ist, reduziert.
Obwohl eine beschränkte Anzahl an Ausführungsformen hierin beschrieben ist, wird ein Durchschnittsfachmann leicht erkennen, dass es Variationen von beliebigen dieser Ausführungsformen geben kann und diese Variationen innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche liegen würden. Es wird daher dem Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an der hierin beschriebenen Motor- und der Abgasnachbehandlungssteuerung durchgeführt werden können, ohne dass von dem Umfang der angehängten Ansprüche und ihrer Äquivalente abgewichen wird.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotor- und Abgassystems mit einer SCR aufweisend: Überwachen in Echtzeit einer NOx-Umwandlungseffizienz einer Abgasstromausgabe von dem Verbrennungsmotor durch die SCR; Bestimmen unter Verwendung eines Prozessors, ob die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz eine vorbestimmte Zielumwandlungseffizienz überschreitet, wobei die Zielumwandlungseffizienz auf einer vorbestimmten erlaubten Menge einer NOx-Emission basiert; und Erhöhen des Konzentrationsniveaus an NOx in dem Abgasstrom um eine Menge, die auf der Differenz zwischen der überwachten Umwandlungseffizienz und der vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz basiert, während die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz die vorbestimmte Menge überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der NOx-Umwandlungseffizienz einen Schritt des Messens einer Eigenschaft des Abgasstroms aufweist, welche hinweisend auf eine Menge an Ammoniak ist, die an einem Katalysator der SCR gelagert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erhöhen einer NOx-Konzentration ein Steuern umfasst von einem oder mehreren von: Erniedrigen eines EGR-Stroms, Vorziehen eines Timings, Erhöhen eines Rail-Drucks, Anpassen einer Dosiermenge einer Ammoniakquelle und Anpassen einer Haupt- und/oder nachträglichen Kraftstoffzuführgröße.
Verfahren zum Steuer eines Verbrennungsmotor- und Abgassystems mit einer SCR, aufweisend: Verfolgen einer Menge an Ammoniak, die an einem Katalysator der SCR gelagert ist, basierend auf einer Vorsteuerungsberechnung von injiziertem Harnstoff basierend auf einem NOx-Massenstrom aus dem Motor heraus und auf einer Reduktionseffizienz des SCR-Katalysators basierend auf einer Temperatur des SCR-Katalysators; und Betreiben des Motor- und Abgassystems in einem NOx-reichhaltigen Modus, in welchem eine Anweisung für einen EGR-Anteil angepasst wird, basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak, zum Verringern einer Menge des EGR-Gases, das in einen Einlass des Verbrennungsmotors eintritt und dadurch das Ammoniak reduziert, das an dem SCR-Katalysator gelagert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen der Anweisung für den EGR-Anteil bewirkt, dass die NOx-Konzentration in der Abgasausgabe von dem Motor einen Ammoniakdurchlass über die SCR auf eine Menge beschränkt, die gleich oder niedriger ist als eine erlaubte Ammoniakdurchlassmenge.
Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin aufweist: Überwachen eines Partikelfilterelements in dem Weg des Abgasstroms zum Detektieren eines Hindernisses in dem Abgasstrom; Betreiben des Motor- und Abgas- in der NOx-reichhaltigen basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak und abhängig davon, ob ein Hindernis in dem Partikelfilter detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen des EGR-Anteils das Eingehen eines Betriebsmodus umfasst, in welchem die EGR vom Eingeben in einen Einlass des Verbrennungsmotors abgehalten wird.
Steuervorrichtung für ein Verbrennungsmotor- und Abgassystem mit einer SCR, welche aufweist: ein Überwachungsmodul, das zum Überwachen in Echtzeit einer NOx-Umwandlungseffizienz einer Abgasstromausgabe von einem Verbrennungsmotor durch die SCR eingerichtet ist; ein Vergleichsmodul, das dazu eingerichtet ist, unter Verwendung eines Prozessors, der mit der Steuervorrichtung verbunden ist, zu bestimmen, ob die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz eine vorbestimmte Zielumwandlungseffizienz überschreitet, wobei die Zielumwandlungseffizienz auf einer vorbestimmten erlaubten Menge einer NOx-Emission basiert; und einem Steuermodul, das dazu eingerichtet ist, das Konzentrationsniveau an NOx in dem Abgasstrom um eine Menge zu erhöhen, die auf der Differenz zwischen der überwachten Umwandlungseffizienz und der vorbestimmten Zielumwandlungseffizienz basiert, während die überwachte NOx-Umwandlungseffizienz die vorgeschriebene Menge überschreitet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der NOx-Umwandlungseffizienz ein Messen einer Eigenschaft des Abgasstroms umfasst, welche hinweisend auf eine Menge an Ammoniak ist, die an einem Katalysator der SCR gelagert ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dass ein Erhöhen einer NOx-Konzentration ein Steuern umfasst von einem oder mehreren von: Erniedrigen eines EGR-Stroms, Vorziehen eines Timings, Erhöhen eines Rail-Drucks, Anpassen einer Dosiermenge einer Ammoniakquelle und Anpassen einer Haupt- und/oder nachträglichen Kraftstoffzuführgröße.
Steuervorrichtung für ein Verbrennungsmotor- und Abgassystem mit einer SCR, welche aufweist: ein Verfolgungsmodul, das dazu eingerichtet ist, eine Menge an Ammoniak, die an einem Katalysator der SCR gelagert ist, zu verfolgen, basierend auf einer Vorsteuerungsberechnung von injiziertem Harnstoff basierend auf einem NOx-Massenstrom aus dem Motor heraus und auf einer Reduktionseffizienz des SCR-Katalysators basierend auf einer Temperatur; und ein Steuermodul, das dazu eingerichtet ist, den Motor und das Abgassystem in einem NOx-reichhaltigen Modus zu betreiben, in welchem eine Anweisung für einen EGR-Anteil angepasst wird, basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak zum Verringern einer Menge des EGR-Gases, das in einen Einlass des Verbrennungsmotors eintritt und dadurch Ammoniak reduziert, das an dem SCR-Katalysator gelagert ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen der Anweisung für den EGR-Anteil bewirkt, dass die NOx-Konzentration in der Abgasausgabe von dem Motor einen Ammoniakdurchlass über die SCR auf eine Menge beschränkt, die gleich oder niedriger ist als eine erlaubte Ammoniakdurchlassmenge.
Steuervorrichtung nach Anspruch 11, welche weiterhin aufweist: einen Abgasstromsensor zum Überwachen eines Abgasstroms durch ein Partikelfilterelement zum Detektieren eines Hindernisses in dem Abgasstrom, wobei das Steuermodul dazu eingerichtet ist, das Motor- und Abgassystem in der NOx-reichhaltigen zu betreiben basierend auf der verfolgten Menge an gelagertem Ammoniak und abhängig davon, ob ein Hindernis in dem Partikelfilter detektiert wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul dazu eingerichtet ist, den EGR-Anteil anzupassen, indem ein EGR-Gasstrom vom Eintreten in einen Einlass des Verbrennungsmotors abgehalten wird.