DE112017001998T5

DE112017001998T5 - Steuerung der nachbehandlung eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE112017001998T5
Application number: DE112017001998.2T
Authority: DE
Inventors: Neil Bevan; Alex Romocea
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US10794256B2; GB2549321A; WO2017178199A1; US20190162102A1; GB2549321B

Abstract

Offenbart sind eine Vorrichtung (100) zum Steuern eines Nachbehandlungssystems eines Verbrennungsmotors (101), ein System umfassend eine Vorrichtung, ein Fahrzeug umfassend ein System und ein Verfahren (1000) zum Steuern der Einspritzung in einen Verbrennungsmotor (101). Die Vorrichtung umfasst ein ausgebildetes Verarbeitungsmittel (102) zum Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel (103), hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor (101) ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente (104). Das Verarbeitungsmittel ist ebenfalls zum Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel (105), hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der vom Motor (101) ausgestoßenen Abgase, und Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus erstem Signal und zweitem Signal ausgebildet. Der Näherungswert weist auf eine zweite Temperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente (104) hin. Das Verarbeitungsmittel ist ferner zum Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern des Nachbehandlungssystems gemäß dem berechneten Näherungswert ausgebildet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft die Steuerung einer Nachbehandlung eines Verbrennungsmotors. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betrifft sie die Steuerung der Nachbehandlung von Dieselmotoren in Kraftfahrzeugen. Aspekte der Erfindung betreffen eine Vorrichtung, ein System, ein Fahrzeug und ein Verfahren.
HINTERGRUND
In den letzten zwei Jahrzehnten wurden Diesel-Nachbehandlungssysteme zunehmend komplexer, um die Ziele von gesetzlichen Emissionsvorschriften für Kraftfahrzeuge zu erfüllen. Systeme umfassten mehrere Komponenten wie einen Dieseloxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) zum Umwandeln von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen in Kohlendioxid, ein Dieselpartikelfilter (DPF) zum Ausfiltern und Verbrennen von Ruß und ein Selective-Catalytic-Reduction-(SCR-)System zum Behandeln von Stickoxiden (NO_x). In letzter Zeit wurde der DOC in einigen Systemen durch eine Stickoxidfalle (Lean NO_x Trap, LNT) ersetzt, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen erfüllt wie der DOC, aber zusätzlich eine Speicherung und Umwandlung von NO_x bei niedriger Temperatur bietet.
Bei bestehenden Systemen besteht insofern ein Problem, als die Komponenten im Allgemeinen unabhängig voneinander betrieben werden. Dies führt dazu, dass eine große Zahl von Sensoren für das thermische und chemische Management des Systems erforderlich ist. Es bedeutet ebenfalls, dass eine große Zahl von von den Sensoren empfangenen Signalen analysiert werden muss. Ferner weisen Temperatursensoren eine schlechte Reaktionszeit und Genauigkeit auf. Die Sensoren erfordern darüber hinaus in Bezug auf die Diagnose komplexe Überwachungsfunktionen und erhöhen die Kosten des Systems.
Ein weiteres Problem besteht in der Schwierigkeit, eine optimale Kraftstoff/Harnstoff-Verbrauchsbilanz für die NO_x-Umwandlung zwischen LNT und SCR zu gewährleisten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Beseitigen der Nachteile der Systeme nach dem Stand der Technik.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Vorrichtung, ein System, ein Fahrzeug und ein Verfahren nach den beigefügten Ansprüchen bereit.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern eines Nachbehandlungssystems eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ein Verarbeitungsmittel umfasst, ausgebildet zum: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der vom Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgase; Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern des Nachbehandlungssystems gemäß dem berechneten Näherungswert.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von verwendeten Sensoren zum Überwachen eines Verbrennungsmotor-Nachbehandlungssystems verringert werden kann. Es bietet ebenfalls eine verbesserte Reaktionszeit bei Änderungen der zweiten Temperatur von Abgasen an einer zweiten Position.
In einer Ausführungsform wird das Ausgabesignal an Kraftstoffeinspritzmittel zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung geliefert.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verarbeitungsmittel einen Prozessor; das erste Temperaturmessmittel umfasst einen ersten Temperatursensor; das Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel umfasst einen Strömungsgeschwindigkeitssensor und das Kraftstoffeinspritzmittel umfasst eine Dieseleinspritzdüse.
In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungsmittel zum Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente ausgebildet.
Dies bietet den Vorteil, dass eine Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn der Wärmeverlust von den Abgasen ein wesentlicher Faktor beim Ermitteln ihrer Temperaturänderung ist.
Das Verarbeitungsmittel kann zum Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an ein Substrat der ersten Abgassystemkomponente während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente ausgebildet sein.
Dies bietet den Vorteil, dass Änderungen der Temperatur des Substrats ermittelt werden können, was genaue Berechnungen für den Näherungswert hinweisend auf die zweite Temperatur der Abgase erzielt.
Das Verarbeitungsmittel kann zum Berechnen einer Rate, mit der Wärme vom Substrat an das umgebende Material abgeleitet wird, ausgebildet sein.
Dies bietet den Vorteil, dass genaue Werte für die Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an das Substrat ermittelt werden können.
In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungsmittel zum Berechnen einer Rate der durch chemische Reaktionen während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente erzeugten Wärme ausgebildet.
Dies bietet den Vorteil, dass eine Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn die erste Abgassystemkomponente zum Fördern von chemischen Reaktionen in den Abgasen ausgebildet ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Abgassystemkomponente ein Substrat, das einen zum Fördern von chemischen Reaktionen von Gaskomponenten der Abgase ausgebildeten Katalysator umfasst.
Die erste Abgassystemkomponente kann eine Stickoxidfalle (Lean NO_x Trap, LNT) oder einen Dieseloxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) umfassen.
In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungsmittel zum Ermitteln eines Druckabfalls in den Abgasen zwischen einem Einlauf der ersten Abgassystemkomponente und einem Auslauf der ersten Abgassystemkomponente ausgebildet.
Dies bietet den Vorteil, dass eine genauere Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn ein Druckabfall der Abgase ein Faktor beim Ermitteln ihrer Temperaturänderung ist.
In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungsmittel ausgebildet zum: Berechnen eines Zwischenwerts aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Zwischenwert auf eine Zwischentemperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von einer zweiten Abgassystemkomponente und stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Berechnen des Näherungswerts, hinweisend auf eine zweite Temperatur aus dem Zwischenwert.
Dies bietet den Vorteil, dass eine genauere Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn eine Abgassystemkomponente zwischen der Position des ersten Messmittels und der Position, für die der Näherungswert berechnet wird, angeordnet ist.
Die zweite Abgassystemkomponente kann einen Turbolader umfassen.
In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungsmittel ausgebildet zum: Empfangen eines dritten Signals, hinweisend auf eine dritte Temperatur von Abgasen stromabwärts von einer weiteren Abgassystemkomponente, wobei die weitere Abgassystemkomponente stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente angeordnet ist; und Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts gemäß dem dritten Signal.
Dies bietet den Vorteil, dass ein Näherungswert, der mit einer kurzen Reaktionszeit bei Temperaturänderungen ermittelt werden kann, der aber gegebenenfalls nicht so genau wie gewünscht ist, regelmäßig korrigiert werden kann, was zu genauen Näherungswerten führt, die ebenfalls schnell auf Temperaturänderungen der Abgase reagieren.
Die Korrektur des Näherungswerts kann durch Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die weitere Abgassystemkomponente ermittelt werden.
Die weitere Abgassystemkomponente kann ein Dieselpartikelfilter umfassen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verarbeitungsmittel einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen von erstem und zweitem Signal und eine mit dem elektronischen Prozessor elektrisch gekoppelte elektronische Speichervorrichtung, in der Anweisungen gespeichert sind, wobei der Prozessor zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung und zum Ausführen der darin gespeicherten Anweisungen ausgebildet ist, so dass er zum Empfangen von erstem und zweitem Signal, Berechnen des Näherungswerts, hinweisend auf die zweite Temperatur, und Steuern der wenigstens einen Kraftstoff-Einspritzdüse gemäß dem Näherungswert ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System zum Behandeln von Abgasen von einem Dieselmotor bereitgestellt, wobei das System eine Vorrichtung wie zuvor beschrieben und eine Vielzahl von zum Bereitstellen eines Durchgangs für die Abgase ausgebildeten Abgassystemkomponenten umfasst, wobei die Vielzahl von Abgassystemkomponenten die erste Abgassystemkomponente umfasst.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von Sensoren, die zum Überwachen eines Diesel-Nachbehandlungssystems erforderlich sind, verringert werden kann. Es bietet ebenfalls eine verbesserte Reaktionszeit bei Änderungen einer zweiten Temperatur von Abgasen an einer zweiten Position.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug umfassend einen Dieselmotor und ein System wie zuvor beschrieben bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Abgasnachbehandlung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperatursensor, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeitssensor, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgase; Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern der Abgasnachbehandlung gemäß dem berechneten Näherungswert.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von Sensoren, die zum Überwachen eines Verbrennungsmotor-Nachbehandlungssystems erforderlich sind, verringert werden kann. Es bietet ebenfalls eine verbesserte Reaktionszeit bei Änderungen der Temperatur von Abgasen an der Position der zweiten Temperatur.
In einer Ausführungsform wird das Ausgabesignal an Kraftstoffeinspritzmittel zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung geliefert.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Berechnen ein Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente.
Dies bietet den Vorteil, dass eine genaue Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn der Wärmeverlust von den Abgasen ein wesentlicher Faktor beim Ermitteln ihrer Temperaturänderung ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Berechnen ein Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an ein Substrat der ersten Abgassystemkomponente während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente.
Dies bietet den Vorteil, dass Änderungen der Temperatur des Substrats ermittelt werden können, was genaue Berechnungen für den Näherungswert, hinweisend auf die zweite Temperatur der Abgase, erzielt.
Das Berechnen kann ein Berechnen einer Rate, mit der Wärme vom Substrat an das umgebende Material abgeleitet wird, umfassen.
Dies bietet den Vorteil, dass genaue Werte für die Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an das Substrat ermittelt werden können.
In einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsmittel zum Berechnen einer Temperatur des Substrats und der Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an das Substrat gemäß dem Unterschied zwischen der Temperatur der Abgase und der Temperatur des Substrats ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsmittel zum Berechnen der Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an das Substrat gemäß einem gespeicherten Wert für den Wärmeübertragungskoeffizienten ausgebildet.
In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungsmittel zum Empfangen eines gespeicherten Werts einer Konzentration für jede einer Vielzahl von Abgasstoffen ausgebildet und das Berechnen umfasst ein Berechnen einer Rate von durch chemische Reaktionen der Abgasstoffe während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente erzeugter Wärme.
Dies bietet den Vorteil, dass eine Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn die erste Abgassystemkomponente zum Fördern von chemischen Reaktionen in den Abgasen ausgebildet ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Berechnen ein Berechnen eines Druckabfalls in den Abgasen zwischen dem Druck von Gasen an einem Einlauf der ersten Abgassystemkomponente und einem Auslauf der ersten Abgassystemkomponente.
Dies bietet den Vorteil, dass eine genauere Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn ein Druckabfall der Abgase ein Faktor beim Ermitteln ihrer Temperaturänderung ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Berechnen: Berechnen eines Zwischenwerts aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Zwischenwert auf eine Zwischentemperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von einer zweiten Abgassystemkomponente und stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Berechnen des Näherungswerts, hinweisend auf eine zweite Temperatur aus der Zwischentemperatur.
Dies bietet den Vorteil, dass eine genauere Temperatur der aus der ersten Abgassystemkomponente ausströmenden Abgase dann berechnet werden kann, wenn eine Abgassystemkomponente zwischen der Position des ersten Messmittels und der Position, für die der Näherungswert berechnet wird, angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Empfangen eines dritten Signals, hinweisend auf eine dritte Temperatur von Abgasen stromabwärts von einer weiteren Abgassystemkomponente, wobei die dritte Abgassystemkomponente stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente angeordnet ist, und umfasst das Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts gemäß dem dritten Signal.
Dies bietet den Vorteil, dass ein Näherungswert, der mit einer kurzen Reaktionszeit bei Temperaturänderungen ermittelt werden kann, der aber gegebenenfalls nicht so genau wie gewünscht ist, regelmäßig korrigiert werden kann, was zu genauen Näherungswerten führt, die ebenfalls schnell auf Temperaturänderungen der Abgase reagieren.
Das Berechnen einer Korrektur kann ein Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die weitere Abgassystemkomponente umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern der Einspritzung in einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, wobei die Vorrichtung einen elektronischen Prozessor und eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Befehle gespeichert sind, umfasst, wobei der Prozessor konfiguriert ist, auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Anweisungen derart auszuführen, dass er betriebsfähig ist zum: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperatursensor, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeitssensor, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgase; Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern wenigstens einer Einspritzdüse gemäß dem berechneten Näherungswert.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von verwendeten Sensoren zum Überwachen eines Verbrennungsmotor-Nachbehandlungssystems verringert werden kann. Es bietet ebenfalls eine verbesserte Reaktionszeit bei Änderungen der Temperatur von Abgasen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern der Einspritzung in einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ein Verarbeitungsmittel umfasst, ausgebildet zum: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgase; Ermitteln eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine Charakteristik von Abgasen an einer Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Näherungswert.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von verwendeten Sensoren zum Überwachen eines Verbrennungsmotor-Nachbehandlungssystems verringert werden kann. Insbesondere ist kein Sensor zum Messen der Charakteristik von Abgasen an der Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente erforderlich.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Charakteristik ein Maß eines Massenstroms einer Gaskomponente der Abgase. Die Gaskomponente kann aus einem oder mehreren Stickoxidenbestehen.
Dies bietet den Vorteil, dass auf einen zum Messen der Gaskomponente ausgebildeten Sensor verzichtet werden kann. Ferner können Reaktionszeiten auf Änderungen in der Menge der in den Abgasen vorhandenen Gaskomponente nach der ersten Abgassystemkomponente verbessert werden. Beispielsweise können, wenn die erste Abgassystemkomponente zum Fördern von chemischen Reaktionen in den Abgasen ausgebildet ist, Änderungen in der Menge der vorhandenen Gaskomponente nach dem Strömen durch die erste Abgassystemkomponente schneller ermittelt werden als bei einem System, das die Gaskomponente am Auslauf der ersten Abgassystemkomponente ermittelt.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Charakteristik eine Temperatur von Abgasen.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von verwendeten Temperatursensoren zum Überwachen eines Verbrennungsmotor-Nachbehandlungssystems verringert werden kann. Es bietet ebenfalls eine verbesserte Reaktionszeit bei Änderungen der Temperatur von Abgasen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Behandeln von von einem Verbrennungsmotor stammenden Abgasen bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: eine zum Entfernen eines ersten Bestandteils der Abgase ausgebildete erste Komponente; eine zum Entfernen eines zweiten Bestandteils der Abgase ausgebildete zweite Komponente; ein zum Liefern eines Ausgabesignals, hinweisend auf eine gemessene Temperatur von Abgasen, ausgebildetes erstes Temperaturmessmittel, wobei das erste Temperaturmessmittel an einer ersten Position stromaufwärts von der ersten Komponente angeordnet ist; und ein zum Liefern eines Ausgabesignals, hinweisend auf eine gemessene Temperatur von Abgasen, ausgebildetes zweites Temperaturmessmittel, wobei das zweite Temperaturmessmittel an einer zweiten Position stromabwärts von der zweiten Komponente angeordnet ist, wobei die Vorrichtung kein zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente angeordnetes Temperaturmessmittel umfasst.
Dies bietet den Vorteil, dass die Zahl von Temperaturmessmitteln im Vergleich zu bestehenden Systemen kleiner ist. Somit werden Schwierigkeiten beim Unterbringen der Temperaturmessmittel verringert. Auch die Zahl von Temperatursensorsignalen, die analysiert werden müssen, ist kleiner.
Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die unterschiedlichen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuellen Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeden neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Anspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
Figurenliste
Nachfolgend sind eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 110, umfassend ein System 106, das eine beispielhafte Vorrichtung 100 umfasst.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 110, umfassend ein zweites System 106A, das eine beispielhafte Vorrichtung 100 umfasst.
3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung, wie ein Untermodul eines mathematischen Modells eine einzelne Abgassystemkomponente 301 modelliert.
4 zeigt Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 von 1 oder 2 zum Modellieren der Gasphase in einer Katalysator-Abgassystemkomponente verwendet werden können.
5 zeigt Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Modellieren der Festphase in einer Wandstrom- oder Durchflusskatalysator-Abgassystemkomponente verwendet werden können.
6 zeigt Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Modellieren der in einer Abgassystemkomponente erfolgenden chemischen Reaktionen verwendet werden können.
7 zeigt Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Modellieren von Druckabfällen in einer Abgassystemkomponente verwendet werden können.
8 zeigt eine Gleichung (21), die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Ermitteln einer Änderungsrate der Temperatur $(\frac{\partial T_{IN}}{\partial t})$
am Einlauf des DPF verwendet werden kann.
9 zeigt Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Modellieren von Wirkungen eines Turboladers auf die Abgase verwendet werden können.
10 zeigt ein Fließbild eines Verfahrens 1000 zum Steuern der Einspritzung in einen Dieselmotor.
11 zeigt ein Fließbild eines Beispiels von Prozessen, die im Block 1003 von 10 durchgeführt werden können.
12 zeigt ein Fließbild von Prozessen, die im Block 1101 von 11 durchgeführt werden können.
13 zeigt ein Fließbild von Prozessen, die durchgeführt werden können, wenn zwei oder mehr Abgassystemkomponenten zwischen einer Position einer gemessenen Temperatur und einer Position, für die der Näherungswert der Temperatur berechnet wird, angeordnet sind.
14 zeigt ein Fließbild von Prozessen, die zum Verbessern der Genauigkeit des Näherungswerts für die zweite Temperatur durchgeführt werden können.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 100 zum Steuern der Einspritzung in einen Verbrennungsmotor 101, wobei die Vorrichtung 100 ein Verarbeitungsmittel 102 umfasst, ausgebildet zum: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel 103, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor 101 ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente 104; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgase; Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem berechneten Näherungswert.
Der Näherungswert kann eine Näherung der tatsächlichen Temperatur von Abgasen an der Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente sein.
Ein Beispiel einer Vorrichtung 100 ist im Blockdiagramm von 1 dargestellt. Wie in 1 dargestellt, kann die Vorrichtung 100 einen Teil eines Systems 106 zum Behandeln von Abgasen von einem Dieselmotor 101 bilden. Das System umfasst die Vorrichtung 100 und eine Vielzahl von zum Bereitstellen eines Durchgangs für die Abgase ausgebildeten Abgassystemkomponenten, wobei die Vielzahl von Abgassystemkomponenten 107 die erste Abgassystemkomponente 104 umfasst. Das in 1 dargestellte System 106 umfasst die erste Abgassystemkomponente 104 und die zweite Abgassystemkomponente 108 und eine weitere Abgassystemkomponente 109. Andere, die vorliegende Erfindung ausführende Systeme können aber ebenfalls mehr oder weniger als drei Abgassystemkomponenten umfassen. (Nachfolgend ist ausführlich in Bezug auf 2 ein System umfassend vier Abgassystemkomponenten beschrieben.)
Das Abgassystem 106 ist zum Aufnehmen von Abgasen vom Dieselmotor 101 ausgebildet, und Dieselmotor 101 sowie das System 106 sind Bestandteile eines Fahrzeugs 110.
In einer alternativen Anordnung kann das Abgassystem 106 zum Aufnehmen von Abgasen von einem Benzinmotor statt des Dieselmotors 101 ausgebildet sein.
Die Vorrichtung 100 kann eine zum Steuern von Dieseleinspritzdüsen 111 im Motor 101 ausgebildete Motorsteuereinheit oder ein entsprechend ausgebildetes Antriebsstrang-Steuermodul sein.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die zweite Abgassystemkomponente 108 einen Turbolader 108.
Die Vorrichtung 100 umfasst ein ausgebildetes Verarbeitungsmittel 102 zum Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel 103, hinweisend auf eine erste Temperatur von vom Dieselmotor 101 ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente 104, die zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildet ist. (In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Temperaturmessmittel 103 ebenfalls stromaufwärts von der zweiten Abgassystemkomponente 108 angeordnet.) Das Verarbeitungsmittel 102 ist ebenfalls zum Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der vom Dieselmotor 101 ausgestoßenen Abgase, und zum Berechnen eines Näherungswerts aus erstem Signal und zweitem Signal ausgebildet. Der Näherungswert weist auf eine zweite Temperatur von Abgasen an einer Position 112 stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente 104 hin. Das Verarbeitungsmittel ist ebenfalls zum Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern der Dieseleinspritzung durch die Dieseleinspritzdüsen 111 gemäß dem berechneten Näherungswert ausgebildet.
Angemerkt werden kann, dass das Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105 an der Einlaufseite des Motors angeordnet ist; der Massenstrom vom Motor kann aber auf der Basis des Massenstroms in den Motor und der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmasse berechnet werden. Somit liefert das vom Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105 gelieferte zweite Signal ein Signal, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der vom Dieselmotor 101 ausgestoßenen Abgase.
Das Verarbeitungsmittel kann einen elektronischen Prozessor 113 mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen des ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel 103 und zum Empfangen des zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105 umfassen. Das Verarbeitungsmittel kann ferner eine elektronische Speichervorrichtung 114 umfassen, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor 113 gekoppelt ist und in der Anweisungen elektronisch gespeichert sind, wobei der Prozessor 113 zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung 114 und zum Ausführen der darin gespeicherten Anweisungen ausgebildet ist, so dass er zum Empfangen von erstem und zweitem Signal, Berechnen des Näherungswerts hinweisend auf die zweite Temperatur und Steuern der Dieseleinspritzdüsen 111 gemäß dem Näherungswert ausgebildet ist. Die in der Speichervorrichtung 114 gespeicherten Anweisungen können ein Computerprogramm 151 bilden und das Computerprogramm 151 kann dem Verarbeitungsmittel zum Speichern in der Speichervorrichtung 114 bereitgestellt werden.
Die elektronische Speichervorrichtung 114 kann ebenfalls für den Motor 101 spezifische kennfeldbasierte Modelle speichern, die einen Hinweis auf die Konzentrationen von Abgasstoffen, umfassend Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxidkonzentrationen, liefern, die vom Motor bei verschiedenen Motoreinstellungen erzeugt werden, was dem Stand der Technik entspricht. Die elektronische Speichervorrichtung 114 kann ebenfalls elektronisch Werte von NO_x und Rußpartikelkonzentrationen, die vom Motor erzeugt werden, speichern. Diese gespeicherten kennfeldbasierten Modelle umfassen Werte, die gegebenenfalls von zuvor durchgeführten Prüfstandversuchen abgeleitet oder durch numerische Modelle ermittelt wurden.
Das erste Temperaturmessmittel 103 umfasst einen ersten Temperatursensor. In einer Ausführungsform umfasst der erste Temperatursensor einen Thermistor, ER kann aber alternativ auch ein Thermoelement umfassen. Das Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel kann einen an einer Luftansaugleitung 121 des Motors 101 angeordneten Strömungsgeschwindigkeitssensor, etwa einen Massenluftstromsensor, umfassen.
Im Betrieb erzeugt der Motor 101 mehrere Schadstoffe; umfassend verschiedene unverbrannte Kohlenwasserstoffe (KW) wie C₃H₆, C₇H₈, C₁₀H₂₂, Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Partikelstoffe (Ruß) und Stickstoffmonoxide, insbesondere Stickoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂), allgemein als NO_x bezeichnet. Das Abgassystem 106 umfasst wenigstens die erste Abgassystemkomponente 104 zum Verringern von in der Brennkammer des Dieselmotors 101 erzeugten schädlichen Abgasstoffen auf unschädliche Werte.
Die erste Abgassystemkomponente 104 kann ein Substrat mit einem zum Fördern von chemischen Reaktionen mit Gaskomponenten der Abgase ausgebildeten Katalysator umfassen. Beispielsweise umfasst in der vorliegenden Ausführungsform die erste Abgassystemkomponente 104 eine Stickoxidfalle (Lean NO_x Trap, LNT), kann aber alternativ auch einen Dieseloxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) umfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das System ebenfalls die weitere Abgassystemkomponente 109, die ein Dieselpartikelfilter (DPF) umfasst. Das DPF 109 ist ein Wandstromfilter, das zum Ausfiltern von Rußpartikeln, die vom Motor in den Abgasen ausgestoßen werden, ausgebildet ist. In einigen Beispielen kann ein Katalysator an Innenwänden des Wandstromfilters angeordnet sein. Es ist ebenfalls ein Differentialdrucksensor 117 vorhanden, der ein Ausgabesignal an den Prozessor 113, hinweisend auf einen Druckabfall in Abgasen im DPF, liefert. Das heißt, der Differentialdrucksensor 117 liefert ein Maß des Unterschieds zwischen dem Druck von Abgasen am Auslauf und Einlauf des DPF.
Das System 106 umfasst ebenfalls ein erstes Sauerstoff-Messmittel 115 in der Form eines UHEGO-(Universal-Heated-Exhaust-Gas-Oxygen-)Sensors, der zum Liefern von Werten von in den Abgasen ermittelten Sauerstoffkonzentrationen an den Prozessor 113 ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der UHEGO-Sensor stromabwärts von der zweiten Abgassystemkomponente 108 und unmittelbar stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente 104 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das System ebenfalls ein zweites Sauerstoff-Messmittel 116, das zum Liefern von Werten von in den Abgasen ermittelten Sauerstoffkonzentrationen stromabwärts vom DPF 109 an den Prozessor 113 ausgebildet ist. Das zweite Sauerstoff-Messmittel 116 kann einen UHEGO-Sensor oder einen anderen, zum Liefern eines Hinweises auf Sauerstoffkonzentrationen ausgebildeten Sensor umfassen. In einer alternativen Ausführungsform ist das zweite Sauerstoffmessmittel 116 stromaufwärts vom DPF 109 angeordnet.
Im Betrieb stößt der Motor 101 Abgase in das Abgassystem 106 aus, in dem Temperaturen der Abgase vom Sensor 103 gemessen werden, bevor sie durch den Turbolader 108 strömen. Die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen wird anschließend vom ersten UHEGO-Sensor 115 gemessen, bevor die Gase in die erste Abgaskomponente 104 strömen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Abgaskomponente eine Stickoxidfalle (Lean NO_x Trap, LNT) und weist ein Substrat zum Speichern und Umwandeln von NO_x in Stickstoff und Wasserdampf auf. Im Betrieb erreicht die Adsorption bei einer Substrattemperatur von 150 bis 250 Grad Celsius einen hohen Wirkungsgrad. Desorption und Reduktion der NOx zu Stickstoff und Wasserdampf werden erzielt, wenn die Temperatur des LNT-Substrats 250 bis 350 Grad Celsius beträgt und Kohlenwasserstoffe vorhanden sind. Dies wird bei einer Regeneration der LNT durch das Wechseln der Betriebsart des Dieselmotors von „mager“ zu „fett“ (im Wesentlichen also durch Ändern des Luft/Kraftstoff-Gemischs) erzielt. Die Steuerung der Regeneration der LNT wird durch genaue Messungen des Sauerstoffgehalts der Abgase wie von erstem und zweitem UHEGO-Sensor 115 und 116 gemessen erzielt. Das heißt, die zum Bewirken der Regeneration erforderliche Dieseleinspritzung wird von den Dieseleinspritzdüsen 111 unter der Steuerung des Prozessors 113 gemäß den von den UHEGO-Sensoren 115 und 116 empfangenen Signalen durchgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform strömen die Abgase nach dem Strömen durch die LNT 104 durch das DPF 109. Im Betrieb sammelt das DPF Kohlepartikel (oder Ruß), die zum Bewirken eines Druckanstiegs in den Abgasen im DPF neigen. Daher werden in steuerbaren Intervallen die gesammelten Partikelstoffe durch Erhöhen der Temperatur des DPF auf höhere Temperaturen (typischerweise über 600 °C) oxidiert. Zum Erkennen, dass ein Oxidationsereignis (oder Regenerationsereignis) erforderlich ist, wird die Partikelstofflast im DPF durch einen Prozess im Verarbeitungsmittel 102 überwacht, der Eingaben der Geschwindigkeit der Gasströmung durch das DPF, des Druckabfalls im DPF (über den Drucksensor 117) und der Temperatur des DPF-Substrats verwendet.
Zum Erzielen der zur Regeneration des DPF erforderlichen erhöhten Temperatur ist der Prozessor 113 zum Steuern von Kraftstoffeinspritz-Ereignissen auf der Basis von DPF-Substrattemperaturen ausgebildet. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben, wird die DPF-Substrattemperatur mit vom Temperatursensor 103 empfangenen Signalen, der Geschwindigkeit der Strömung von Gasen wie durch das Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105 gemessen und einem mathematischen Modell, das Temperaturänderungen der Abgase, wenn diese durch Abgaskomponenten zwischen dem Sensor 103 und dem DPF 109 strömen, modelliert, berechnet. Im vorliegenden Beispiel kann, wenn mehr als eine Abgaskomponente zwischen dem Temperatursensor 103 und dem DPF 109 angeordnet ist, eine Zwischentemperatur berechnet werden, die eine Näherung der Temperatur von Gasen am Auslauf des Turboladers 108 und am Einlauf der LNT 104 liefert. Die Temperatur von Gasen am Einlauf des DPF kann anschließend unter Verwendung dieser Zwischentemperatur berechnet werden.
Dieses Verfahren zum Berechnen von Näherungswerten von Temperaturen des Gases, wenn dieses durch das Abgassystem strömt, liefert sehr schnelle Hinweise auf Änderungen der Temperaturen und ermöglicht ebenfalls die Verwendung von weniger Temperatursensoren im System 106. Beispielsweise umfassen bestehende Systeme nach dem Stand der Technik Temperatursensoren am Auslauf des Turboladers und am Auslauf der LNT; im vorliegenden System sind aber keine Temperatursensoren an diesen Positionen angeordnet.
Um jedoch die Genauigkeit der berechneten Temperaturen zu erzielen, kann das System 106 ein am Auslauf des DPF 109 angeordnetes zweites Temperaturmessmittel 118 umfassen, das zum Liefern eines dritten Signals, hinweisend auf eine dritte Temperatur von Abgasen stromabwärts vom DPF 109, an den Prozessor 113 ausgebildet ist. In diesem Fall kann der Prozessor 113 zum Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts von Temperaturen von in das DPF 109 strömenden Gasen gemäß dem dritten Signal ausgebildet sein. Die korrigierte Temperatur kann durch Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch das DPF 109 ermittelt werden. Die Korrektur liefert eine genauere Näherung an die tatsächliche Temperatur von in das DPF strömenden Gasen, reagiert aber langsamer auf sich ändernde Temperaturen. Daher kann die Korrektur nur regelmäßig und weniger häufig als die Berechnung von Temperaturen auf der Basis der vom Sensor 103 empfangenen Temperatursignale erfolgen.
Ein die vorliegende Erfindung ausführendes alternatives System 106A ist in 2 in einem Fahrzeug 110 dargestellt. Das System 106A weist viele gemeinsame Merkmale mit dem System 106 von 1 auf, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Somit nimmt das Abgassystem 106A beispielsweise Abgase von einem Dieselmotor 101 auf. Die Temperatur der vom Motor ausströmenden Abgase wird von einem Temperatursensor 103 gemessen, der ein Signal an das Verarbeitungsmittel 102 liefert. Das Verarbeitungsmittel 102 empfängt ebenfalls ein zweites Signal, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit von Abgasen, von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105.
Die vom Motor ausströmenden Abgase strömen durch einen Turbolader 108, eine LNT 104 (oder alternativ einen Dieseloxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC)) und ein DPF 109 auf eine ähnliche Weise wie beim System von 1. Das System 106A von 2 umfasst aber ferner ein Selective-Catalytic-Reduction-(SCR-)Modul 201, das stromabwärts vom DPF 109 angeordnet ist. Das System 106A umfasst ebenfalls eine Harnstoffversorgung 202, von der Harnstoff durch eine Einspritzdüse 203 stromabwärts vom DPF, aber stromaufwärts vom SCR-Modul 201 in die Abgase gespritzt wird. Im Betrieb wird der eingespritzte Harnstoff in der Leitung stromaufwärts vom SCR-Modul einer Hydrolyse unterzogen und das restliche Ammoniak wird an den aktiven Schichten des SCR-Moduls gespeichert, was das Umwandeln von NO_x im SCR-Modul in Stickstoff und Wasser ermöglicht und dem Stand der Technik entspricht.
Um zu gewährleisten, dass das SCR-Modul 201 ordnungsgemäß funktioniert, wird die Rate der Einspritzung von Harnstoff entsprechend der Temperatur der in das SCR-Modul strömenden Gase und der Rate der Masse von in das SCR-Modul strömenden NO_x gestaltet. In Systemen nach dem Stand der Technik können NO_x-Sensoren zum Ermitteln von in das SCR-Modul strömendem NO_x verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist aber das Verarbeitungsmittel 102 zum Berechnen der variierenden Konzentrationen von NO_x, während die Abgase durch die verschiedenen Komponenten des Systems 106A strömen, und insbesondere der Konzentrationen von NO_x, während die Abgase in das SCR-Modul strömen, ausgebildet.
Die vom Verarbeitungsmittel 102 durchgeführten Berechnungen verwenden das zuvor beschriebene mathematische Modell, das zum Berechnen von Temperaturen der Abgase verwendet wird, während diese durch die Abgassystemkomponenten strömen. Modell und Berechnungen verwenden als Eingabewerte die Konzentrationen der vom Motor 101 erzeugten Schadstoffe, die in der Speichervorrichtung 114 gespeichert sind (umfassend gespeicherte NO_x-Konzentrationswerte), der von den UHEGO-Sensoren 115 und 118 gemessenen Sauerstoffkonzentrationen, der berechneten Temperaturen der Abgase und Abgassystemkomponenten und der von einem NO_x-Sensor 222 empfangenen Werte. Insbesondere können Änderungen in der NO_x-Konzentration durch die Umwandlung durch die LNT 104 berechnet werden, um die Konzentration von am SCR-Modul eintreffendem NO_x zu ermitteln.
Bei den Ausführungsformen von 1 und 2 verwendet das mathematische Modell Thermodynamik und chemische Kinetik zum Ermitteln der Temperaturen der Gas- und Feststoffkomponenten der Systeme und zum Berechnen der Reaktionsraten und der Mol/Masse-Bilanz der Abgasstoffe. Dies bewirkt eine Verkürzung der Kalibrierzeit, da die Modelleingaben in Bezug auf die Systemdefinition zum „Kalibrieren“ dienen. Das Modell besteht aus Untermodulen, die auf Durchflusskatalysatoren (Dieseloxidationskatalysatoren, Selective-Catalytic-Reduction-Katalysatoren, Stickoxidfallen) oder Wandstrom-Partikelfilter (Dieselpartikelfilter) angewendet werden können. Jedes Untermodul kann aus einem Gasphasenmodell, Festphasenmodell und chemischen Kinetikmodell bestehen. Ferner kann ein Untermodul ein Druckabfallmodell umfassen.
Die Untermodule für Durchflusskatalysatoren modellieren die mit dem Einfangen und Freisetzen von NO_x, der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen (KW) und Kohlenmonoxid (CO) und dem Wärmeaustausch auf der Oberfläche des Katalysators verknüpfte Thermodynamik und chemische Kinetik. Das Modell besteht aus einem thermischen Modell, das wiederum aus Festphasen-, Gasphasen- und Druckabfalluntermodul besteht, und einem chemischen Modell, das versucht, die Speicherung und Freisetzung von NO_x, KW, CO, O₂ und NH₃ zu beschreiben. Ein daraus folgender Vorteil ist die Möglichkeit zum Ermitteln des chemischen Gleichgewichts der Stoffe. Das Modell ist anpassbar und kann für DOC-, LNT- oder SCR-Systeme verwendet werden.
Ebenso modellieren die Untermodule für Wandstromfilter die mit dem Einfangen, Freisetzen und Umwandeln von Ruß und dem Wärmeaustausch auf der Oberfläche des Filters verknüpfte Thermodynamik und chemische Kinetik. Einige DPFs weisen gegebenenfalls eine Katalysatorzwischenschicht auf, um die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zu unterstützen. Dementsprechend kann das Untermodul für das Katalyse-DPF eine zusätzliche Menge von Gleichungen im chemischen Kinetikmodell enthalten, die denen für eine Katalysatorkomponente, etwa einem DOC, ähneln. Das Modell besteht aus einem thermischen Modell, das wiederum aus Festphasen-, Gasphasen- und Druckabfalluntermodul besteht, und einem chemischen Modell, das versucht, die Wärmefreisetzung durch die Umwandlung der Stoffe (Ruß) sowie das Auflösen der chemischen Bilanz (Masse/Mol) der Stoffe zu beschreiben. Das thermische Modell ähnelt dem Wandstromkatalysator-Modell; aber das Untermodul für das DPF kann sich von anderen Modulen durch eine zusätzliche Modellierung der Speicherung und Filterung von Ruß sowie einem zusätzlichen Druckverlustausdruck, der den Druckabfall durch die Strömung des Gases durch die poröse Wand und dessen Abhängigkeit von der Rußlast des Filters darstellt, unterscheiden.
Das mathematische Modell umfasst ebenfalls ein Untermodul zum Modellieren des Turboladers 108. Dieses Untermodul kann die vom Temperatursensor 103 gemessene Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit wie vom Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel 105 gemessen als Eingaben verwenden und berechnet Wärmeverlust und Druckabfall im Turbolader zum Ermitteln der Temperatur der Abgase, wenn diese aus dem Turbolader strömen.
Ein schematisches Diagramm zur allgemeinen Darstellung, wie die Untermodule des von der Vorrichtung 100 gelieferten mathematischen Modells funktionieren, ist in 3 dargestellt. Das schematische Diagramm von 3 zeigt ein Untermodul des mathematischen Modells, das eine einzelne Abgassystemkomponente 301 wie erste, zweite, dritte oder vierte Abgassystemkomponente 104, 108, 109 und 201 modelliert. Wie aber ausführlicher für den Turbolader 108 erläutert, erfolgen Temperaturabfall- und Druckabfallberechnungen über eine andere Menge von Gleichungen als die für die Katalysatoren 104, 109 und 201 verwendeten.
Ein Strom von Abgasen (dargestellt durch den Pfeil 302) strömt in einen Einlauf 303 der Komponente 301 mit einer Temperatur T_g1 , einem Druck P_g1 und einer Menge C₁ von Bestandteil-Abgas-Konzentrationen. Beispielsweise kann die Menge C₁ einen ersten Wert C_A1 , hinweisend auf die Konzentration von NO_x, einen zweiten Wert C_B1 , hinweisend auf die Konzentration von Kohlenmonoxid, einen dritten Wert C_C1 hinweisend auf die Konzentration eines vom Motor ausgestoßenen bekannten Kohlenwasserstoffs, einen vierten Wert C_C2 , hinweisend auf die Konzentration eines zweiten bekannten Kohlenwasserstoffs usw., umfassen.
Die Temperatur T_g1 , der Druck P_g1 und die Menge C₁ von Bestandteilgas-Konzentrationen können aus in Bezug auf ein vorhergehendes Untermodul, das eine vorhergehende Abgassystemkomponente im System modelliert, durchgeführten Berechnungen ermittelt worden sein. Wenn beispielsweise die Komponente 301 die LNT 104 ist, können die Temperatur T_g1 , der Druck P_g1 und die Menge C₁ in vorhergehenden Berechnungen in Bezug auf den Turbolader 108 ermittelte Werte sein, oder wenn die Komponente 301 das DPF 109 ist, können die Temperatur T_g1 , der Druck P_g1 und die Menge C₁ in vorhergehenden Berechnungen in Bezug auf die LNT 104 ermittelte Werte sein. Alternativ wie etwa beim Turbolader 108 kann die Temperatur T_g1 ein gemessener Wert sein und die Menge C₁ kann aus zuvor in der Speichervorrichtung 114 gespeicherten Werten bestehen. Der Druck am Einlauf des Turboladers kann von einem neben dem Temperatursensor 103 angeordneten Drucksensor ermittelt werden. In einer alternativen Ausführungsform kann eine Rückwärtsberechnung von Drücken durchgeführt werden, in der die Druckwerte stromaufwärts von jeder Komponente aus den Druckwerten stromabwärts von jeder Komponente als eine Funktion von Strömungsgeschwindigkeit und lokaler Temperatur und auf der Basis, dass der Druck am Auslaufende des Systems 106 oder 106A dem Luftdruck entspricht, ermittelt werden.
Die Untermodule des Modells berechnen die Temperaturänderung der Abgase und, je nach modellierter Abgassystemkomponente, die Druckänderung und Änderungen von Bestandteilgas-Konzentrationen, wenn die Abgase durch die Abgassystemkomponente 301 strömen, um die Temperatur T_g2 , den Druck P_g2 und die Menge C₂ von Bestandteilgas-Konzentrationen am Auslauf 305 der Abgassystemkomponente 301 zu ermitteln. Diese neuen Werte für die Temperatur T_g2 , den Druck P_g2 und die Menge C₂ von Bestandteilgas-Konzentrationen können anschließend als Eingabewerte für das nächste Untermodul entsprechend der nächsten stromabwärts angeordneten Abgassystemkomponente im System verwendet werden. Wenn beispielsweise die Temperatur T_g2 , der Druck P_g2 und die Menge C₂ von Bestandteilgas-Konzentrationen für die erste Abgassystemkomponente 104 ermittelt sind, werden diese anschließend als Eingabewerte für die Temperatur T_g1 , den Druck P_g1 und die Menge C₁ von Bestandteilgas-Konzentrationen für die nächste Abgassystemkomponente 109 verwendet werden.
Das mathematische Modell berechnet die Wärme, Q_CONV , die an das Substrat 304 der Abgassystemkomponente 301 von den Abgasen durch Konvektion übergeben wird, und berechnet die Wärme, Q_COND , die vom Substrat an das umgebende Material abgeleitet wird. Für einige Komponenten (etwa DOC, LNT, SCR oder DPF) berechnet es ebenfalls die Wärme, Q_REACT , die durch chemische Reaktionen mit den einzelnen Abgasen erzeugt wird, wenn diese durch die Abgassystemkomponente 301 strömen.
Einige Komponenten umfassend ein Katalysatorsubstrat können in der Aufwärmphase elektrisch erwärmt werden, wenn der Motor kalt ist und die Katalysator-Ansprechzeit verkürzt werden muss. Dementsprechend kann das Modell ebenfalls die Wärme, Q_EL , durch die elektrische Erwärmung berücksichtigen.
Die Berechnungen für jedes Untermodul werden wiederholt durchgeführt, so dass Temperaturänderungen von Gasen und Substraten der Komponenten in Echtzeit berechnet werden. Jede Wiederholung der Berechnungen zum Modellieren einer Abgassystemkomponente verwendet eine zuvor berechnete Temperatur ihres Substrats. Das Substrat einer Abgassystemkomponente kann Temperatur aufgrund der Konvektion von Abgasen, von chemischen Reaktionen und der Wärmeleitung zu umgebenden Materialien gewinnen oder verlieren. Aus den Raten der Änderung von durch das Substrat gewonnener und verlorener Wärme kann das mathematische Modell eine Rate des Anstiegs der Temperatur des Substrats berechnen und/oder einen Anstieg der Temperatur des Substrats (ΔT_b ) in einem definierten Zeitraum (beispielsweise 100 ms) entsprechend der Wiederholung der Berechnung berechnen. Durch Addieren des Anstiegs der Temperatur zu einer bestehenden Temperatur kann eine neue Substrattemperatur berechnet werden, die anschließend in einer nächsten Wiederholung der Berechnung für das Untermodul verwendet werden kann.
Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel zum Modellieren der Gasphase in einer Katalysator-Abgassystemkomponente wie der ersten Komponente 104 verwendet werden können, sind in 4 dargestellt. Die Gleichung 1 $(ρ_{g} C_{p g} ν_{g} \frac{\partial T_{g}}{\partial x} = - h \cdot \frac{S f}{ε} \cdot (T_{g} - T_{b}) + {\dot{Q}}_{r e a c t})$
bringt (auf der linken Seite der Gleichung) die von den Abgasen beim Strömen durch die Komponente gewonnene Wärme in eine Gleichung (auf der rechten Seite der Gleichung) mit der Rate der von den Gasen auf das Substrat der Komponente übertragenen Wärme plus der Rate, mit der Wärme den Abgasen durch chemische Reaktionen hinzugefügt wird (Q̇_react).
Die Berechnung der Abgastemperatur wird durch die Gleichungen von 4 durchgeführt, welche die Geometrie des Katalysators, insbesondere die Kanalform und den Katalysatortyp, und die Wärmeübertragung vom Gas auf das feste Substrat berücksichtigen. Mit der Gleichung 1 kann die Rate der Änderung der Temperatur des Gases in Bezug auf die Länge, x, des Katalysators ermittelt werden. Auf der linken Seite der Gleichung 1 stellt ρ_g die Dichte des Gases (als eine Funktion der Temperatur) dar, C_pg ist die spezifische Wärmekapazität des Gases und v_g ist die Geschwindigkeit des Gases (ermittelt als eine Funktion von Geometrie und Massenstrom). Die rechte Seite der Gleichung besteht aus dem Koeffizienten der Wärmeübertragung vom Gas auf das Katalysatorsubstrat (h), dem Temperaturunterschied zwischen dem Gas und dem Substrat (jeweils T_g,T_b), der durch exotherme Reaktionen erzeugten Reaktionswärme (Q̇_react, ermittelt im chemischen Kinetikmodell) und einem Verhältnis zwischen dem Formfaktor des Substrats und seiner Porosität $(\frac{S f}{ε}) .$
Letzterer Ausdruck $(\frac{S f}{ε})$
beschreibt die Gesamtfläche, auf der Wärme zwischen Gas und Substrat ausgetauscht wird, unter Berücksichtigung der Zwischenschicht (welche die Einlauffläche des Substrats verringert) und der Form der Kanäle (quadratisch, sechseckig usw.).
Der Wärmeübertragungskoeffizient kann durch die Gleichung 2 (h = Nu ·λ_g/d_h) ermittelt werden, wobei Nu die dynamische Nusseltzahl, λ_g die Gasleitfähigkeit und d_h den hydraulischen Durchmesser der Zelle darstellt. Die Nusseltzahl kann durch die Gleichungen 3-5 berechnet werden, welche die Form des Kanals für die laminare Nusseltzahl (Nu_L) berücksichtigen. In den Gleichungen 3 (Nu = Nu_L · [(1 + n1)^bh - bh · n1 · (1 + n1)^bh-1]) und 4 (n1 = ah/G_zD) sind ah gleich 0,095 und bh gleich 0,45, wobei ah und bh die lokalen Hawthorne-Korrekturparameter sind. Die Gleichung 1 ist Teil eines Systems von Gleichungen, welche die Energiebilanz schließen. Die Temperatur des Substrats wird mit der Gleichung 6 berechnet, die im folgenden Abschnitt behandelt wird.
Mit der Gleichung 1 kann das Verarbeitungsmittel die Rate der Änderung der Gastemperatur (∂T_g/∂x) über ein „Steuervolumen“ ermitteln. In einer Ausführungsform kann das Volumen die gesamte Länge eines Katalysators umfassen, wobei dann die Änderung der Temperatur der Abgase durch die Abgassystemkomponente durch Multiplizieren der Rate der Änderung der Gastemperatur (∂T_g/∂x) mit der Länge des Katalysators berechnet werden kann. Alternativ kann das Modell die Gleichung über eine Zahl von kleineren Elementen diskretisieren, um die Genauigkeit zu erhöhen (wobei jedoch der Berechnungsaufwand zunimmt).
Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel zum Modellieren der Festphase in einer Wandstrom- oder Durchflusskatalysator-Abgassystemkomponente wie den Komponenten 104, 109, 201 verwendet werden können, sind in 5 dargestellt. Die Gleichung 6 $(ρ_{b} \cdot C_{p b} \cdot \frac{\partial T_{b}}{\partial t} = λ_{b, x} \frac{\partial^{2} T_{b}}{\partial x^{2}} + λ_{b, y} \frac{\partial^{2} T_{b}}{\partial y^{2}} + {\dot{Q}}_{c o n v} + {\dot{Q}}_{r e a c t} + {\dot{Q}}_{e l})$
bringt die Rate der Zunahme der im Substrat enthaltenen Wärme mit der Rate der vom Substrat durch Ableiten an das umgebende Material (wie Dämmung) verlorenen Wärme plus der Rate der durch Konvektion von den Abgasen gewonnenen Wärme plus der Rate der durch chemische Reaktionen erzeugten Wärme plus einer durch elektrische Erwärmung hinzugewonnenen Wärme in eine Gleichung.
Die Temperatur von Substrat, Dämmung und Canning kann mit der Gleichung 6 , obgleich unabhängig auf jede Unterkomponente angewendet, ermittelt werden. Zur Abkürzung ist hier nur die Berechnung der Substrattemperatur beschrieben. Die Temperatur des Substrats hängt von einer großen Zahl von Faktoren und Wärmeübertragungsmechanismen ab.
Bei einem Durchflusskatalysator kann die Substrat- und Zwischenschicht-Wärmekapazität berücksichtigt werden, wobei die spezifische Wärmekapazität des gesamten Feststoffs (C_pb) eine Funktion der Bestandteile des Feststoffs ist.
Gemäß der Gleichung 7 (ρ_b = ρ_w · ε_w + ρ_c · ε_c) ist die Dichte des Feststoffs des Katalysators gleich dem Produkt der Dichte des Zwischenschichtmaterials, ρ_w, und dem Volumenanteil des Zwischenschichtmaterials, ε_w, addiert zum Produkt der Dichte des Substratmaterials, ρ_c, und dem Volumenanteil des Substratmaterials, ρ_c. In der Gleichung 8 (ρ_c · ε_c = m _c) ist das Produkt der Dichte des Substratmaterials, ρ_c, und des Volumenanteils des Substratmaterials, ρ_c, gleich der Zwischenschichtlast m _c.
Somit kann wie in der Gleichung 9 dargestellt (ρ_b.C_pb = ρ_w · ε_w · C_pw + C_pc · ε_c · ρ_c) durch Berücksichtigen aller Bestandteile die Wärmekapazität des Feststoffs bei einem Durchflusskatalysator als die Summe der Wärmekapazität des Substrats addiert zur Wärmekapazität der Zwischenschicht ermittelt werden. ρ_w bezeichnet die Dichte des Zwischenschichtmaterials, ε_w bezeichnet den Volumenanteil des Zwischenschichtmaterials und C_pw bezeichnet die spezifische Wärmekapazität der Zwischenschicht. Ebenso bezeichnet ρ_c die Dichte des Substratmaterials, ε_c bezeichnet den Volumenanteil des Substratmaterials und C_pc bezeichnet die spezifische Wärmekapazität des Substratmaterials.
Aus der Gleichung 6 geht wiederum hervor, dass die Rate der Änderung der Temperatur in Bezug auf die Zeit $(\frac{\partial T_{b}}{\partial t})$
eine Funktion der thermischen Feststoffmasse und anderer Wärmeströme ist. Die rechte Seite der Gleichung besteht aus der axial durch den Katalysator geleiteten Wärme $(λ_{b, x} \frac{\partial^{2} T_{b}}{\partial x^{2}}),$
der von der Mitte zum Rand durch den Katalysator geleiteten Wärme $(λ_{b, y} \frac{\partial^{2} T_{b}}{\partial y^{2}})$
und der durch Konvektion (Q̇_conv), Reaktionswärme (Q̇_react) und elektrischer Erwärmung (Q̇_el) (falls vorhanden) ausgetauschten Wärme. λ_b,x und λ_b,y sind die thermischen Leitfähigkeiten des Katalysators jeweils in axialer und radialer Richtung. Die konvektive Wärmeübertragung ist in der Gleichung 11 (Q_conv = h · S_F · (T_g - T_b)) beschrieben und wurde in Bezug auf die Gleichung 1 erläutert, während die Reaktionswärme (Q̇_react) nachfolgend in Bezug auf 6 beschrieben ist.
Mit der Gleichung 6 von 5 kann das Verarbeitungsmittel 102 den Anstieg der Substrattemperatur in einem definierten Zeitraum berechnen. Dies kann durch Berechnen der Summe der Ausdrücke auf der rechten Seite der Gleichung 6 und Dividieren durch die Wärmekapazität, um die Rate der Änderung der Temperatur in Bezug auf die Zeit (∂T_b/∂t) zu ermitteln, und anschließend Multiplizieren dieser Rate der Temperaturänderung mit dem definierten Zeitraum erfolgen.
Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Modellieren der chemischen Reaktionen, die in Abgassystemkomponenten wie Komponente 104 ablaufen, verwendet werden können, sind in 6 dargestellt. Das chemische Modell löst die Arrhenius-Gleichungen für spezifische Abgasstoffe zum Berechnen der Reaktionsrate, der freigesetzten Wärme und der Mol/Masse-Bilanz auf. Die allgemeine Arrhenius-Gleichung (14) wird für alle im Modell berücksichtigten Stoffe mit spezifischen präexponentiellen Faktoren (A) und Aktivierungsenergie (E) für jeden Schadstoff verwendet. Die Gleichung 14 (K(t) = A · exp(-E/(RT))) wird mit der von der Gleichung 6 ermittelten Temperatur des Substrats (T) und der spezifischen Gaskonstante R vervollständigt. Dies ermöglicht die Berechnung des Arrhenius-Ausdrucks K(t), der anschließend mit der Konzentration der umgewandelten Stoffe ([C_A]) multipliziert wird, um die Reaktionsrate der Stoffe (R_k) wie in Gleichung 13 (R_k = K(t) · [C_A]) dargestellt zu berechnen. Die von allen Stoffen ermittelte Reaktionswärme wird mit der Gleichung 12 (Q_react = SF · ∑_K(R_kdH_k)) ermittelt, wobei der Formfaktor des Katalysators (SF) mit der Summe der freigesetzten Wärme für jeden einzelnen Stoff (∑_K(R_kdH_k)) multipliziert wird. Hier stellt dH_k die Rate der Reaktionswärme dar, die durch die Umwandlung von einem Mol von jedem k Stoff erzeugt wird. Sobald die Reaktionswärme ermittelt ist, kann sie zum Vervollständigen der Berechnung von Substrat- und Gastemperatur (mit Gleichung 1 und 6) und Ermitteln des Wirkungsgrads des katalytischen Prozesses über die Reaktionsrate verwendet werden.
Gleichungen, die vom Verarbeitungsmittel 102 zum Modellieren von Druckabfällen in Abgassystemkomponenten wie Komponente 104 verwendet werden können, sind in 7 dargestellt. Jede Komponente des Abgassystems kann von einer Menge von Gleichungen begleitet werden, welche die Berechnung eines Druckabfalls in Durchfluss- oder Wandstromkatalysatoren ermöglichen. Faktoren, die berücksichtigt werden können, sind der Kanaldruckabfall, ermittelt durch Gleichung 15 $(\frac{dP}{dx} = - \frac{28.5 \cdot μ \cdot v_{g}}{d_{h}^{2}})$
und 16 (v_g = mfr/(ρ_g · A_monolith · ε)), der abrupte Kontraktions- und Expansionsdruckabfall, ΔP_contraction und ΔP_expantion, wie in Gleichung 17 (ΔP_contraction = (1.1 - 0.4 · C_x) · (ρ_g · v_g)²/2), 18 (ΔP_expantion = (1 - C_x) · (ρ_g · v_g)²/2) und 19 $(C_{x} = \frac{d_{h}^{2}}{2 \cdot {(d + w_{w})}^{2}})$
dargestellt, und der Ein-/Auslaufdiffusor-Druckabfall, ΔP_diffuser, wie in Gleichung 20 $(Δ P_{diffuser} = {(1 - A_{in} / A_{out})}^{2} \cdot {mfr}^{2} / (ρ_{in} \cdot A_{sec}^{2}))$
dargestellt. Alle diese Druckverluste können anschließend summiert werden, um eine genaue Berechnung des gesamten Druckabfalls in der Komponente zu erzielen. Ferner kann bei Wandstromkatalysatoren der Darcy-Druckabfall berücksichtigt werden. Der Darcy-Druckabfall ist in 7 nicht dargestellt, ist aber nach dem Stand der Technik wohlbekannt.
In den Gleichungen von 7 ist µ die dynamische Viskosität; v_g ist die Geschwindigkeit des Gases; d_h ist der hydraulische Durchmesser; mfr ist der Massenstrom; ρ_g ist die Dichte des Gases; A_monolith ist der hydraulische Durchmesser der Substratzelle; ε ist die Porosität des beschichteten Monoliths; C_x ist der Kalibrierparameter (normalerweise 1); d ist der Gesamtdurchmesser der Substratzelle; w_w ist die Substratwandstärke; A_in ist die Gesamteinlauffläche des Monoliths; A_out ist der Gesamtauslauf des Monoliths; und A_sec ist die Fläche des Abschnitts, in dem eine spezifische Berechnung durchgeführt wird.
Wie zuvor beschrieben kann das Verarbeitungsmittel 102 zum Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts von Temperaturen von in das DPF 109 strömenden Gasen gemäß dem von einem stromabwärts vom DPF angeordneten Temperaturmessmittel empfangenen dritten Signal ausgebildet sein. Die korrigierte Temperatur kann durch Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch das DPF 109 ermittelt werden. Eine Gleichung, die vom Prozessor 113 zum Ermitteln einer Rate der Änderung der Temperatur $(\frac{\partial T_{IN}}{\partial t})$
am Einlauf des DPF verwendet werden kann, ist als Gleichung 23
in 8 dargestellt. Wie dargestellt, ist die Rate der Änderung der Temperatur $(\frac{\partial T_{IN}}{\partial t})$
am Einlauf gleich der Rate der Änderung der Temperatur $(\frac{\partial T_{OUT}}{\partial t})$
am Auslauf plus einer Wärmestromrate
die in jedem Zeitschritt des mathematischen Modells berechnet werden kann. (Hier stellt Q alle Wärmequellen und Kühlkörper in das DPF-Steuervolumen und aus diesem heraus dar, ṁ stellt den Massenstrom durch das DPF dar und C_p stellt die Wärmekapazität der Abgase dar.)
Wie zuvor beschrieben verwendet das mathematische Modell den Abgastemperatursensor 103 stromaufwärts von einem Turbolader (108 in 1 und 2) als eine der Einlaufgrenzbedingungen, während ein Temperatursensor 118 stromabwärts vom DPF als ein Mittel zum Korrigieren des Gesamttemperaturprofils verwendet werden kann. Das System 106, 106A kann ohne einen Temperatursensor zwischen dem Turbolader 108 und der LNT 104 (oder einem DOC in der Position der LNT) funktionieren, da ein numerisches Turbinenmodell vom Prozessor 113 zum Berechnen der Wärmeverluste und des Druckabfalls im Turbolader verwendet werden kann. Der Turbolader kann mit einem Rohrmodell modelliert werden und die Energiebilanz kann mit den Gleichungen von 9 aufgelöst werden.
In der Gleichung 24 $(T_{O U T} = \frac{\dot{m} \cdot C p \cdot T_{I N} - h_{E G, P i p e} \cdot A \cdot (T_{I N} - T_{w a l l})}{\dot{m} \cdot C p})$
ist ṁ der Massenstrom im Rohr, Cp ist die Gaswärmekapazität, A ist die Oberfläche der Rohrwand und h_EG,Pipe ist der Koeffizient der Wärmeübertragung zwischen Gas und Rohrwand. Die Berechnung des Wärmeübertragungskoeffizienten kann mit der Gleichung 25 $(h_{E G, P i p e} = \frac{N u_{E G} \cdot k_{E G}}{d})$
erfolgen, wobei d der Durchmesser des Rohrs ist, Nu_EG die Nusseltzahl im Rohr darstellt und k_EG die Wärmeleitfähigkeit des Abgases im Rohr ist. T_IN und T_OUT sind die Temperaturen von Gasen jeweils an Ein- und Auslauf des Turboladers und T_wall ist die Temperatur der Wand des Turboladers.
Ferner kann die Energiebilanz durch Berechnen der Temperatur der Wand wie in der Gleichung 26 $(T_{W a l l, t = t} = K_{I} \cdot \frac{{\dot{Q}}_{E G, P i p e} - {\dot{Q}}_{P i p e, E n v}}{m \cdot C p} \cdot d t + T_{W a l l, t = t - 1})$
vervollständigt werden, durchgeführt durch diskrete Integration, wobei K_I der integrale Gewinn ist. Q̇_EG,Pipe und Q̇_Pipe,Env stellen jeweils die von den Abgasen in die Rohrwand und der Rohrwand in die Umgebung strömende Wärmeenergie dar und werden durch Gleichung 27 (Q̇_Pipe,Env = h_pipe,Env · A · (T_wall - T_Env)) und 28 (Q̇_EG,Pipe = h_EG,Pipe · A · (T_in - T_wall)) ermittelt. h_Pipe,Env bezeichnet den Koeffizienten der Wärmeübertragung zwischen der Rohrwand und der Umgebung.
Ein Fließbild eines Verfahrens 1000 zum Steuern der Einspritzung in einen Dieselmotor ist in 10 dargestellt. Das Verfahren 1000 kann vom Prozessor 113 von 1 oder 2 durchgeführt werden. Das Verfahren 1000 umfasst das Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperatursensor, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Dieselmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente in Block 1001. Beispielsweise kann das erste Signal ein vom Temperaturmessmittel 103 von 1 oder 2 geliefertes Signal sein und die erste Abgassystemkomponente kann die LNT 104 des Systems 106 oder 106A sein.
Das Verfahren 1000 umfasst ebenfalls in Block 1002 das Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeitssensor, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der von einem Dieselmotor ausgestoßenen Abgase. Beispielsweise kann das zweite Signal vom Strömungsgeschwindigkeitssensor 105 von 1 oder 2 geliefert werden. Wie zuvor beschrieben kann der Strömungsgeschwindigkeitssensor 105 an der Einlaufseite des Motors angeordnet sein, liefert aber ein Signal, hinweisend auf die Strömungsgeschwindigkeit der vom Motor ausgestoßenen Abgase. Beispielsweise kann der Massenstrom vom Motor aus dem Massenstrom in den Motor unter Verwendung von Verfahren nach dem Stand der Technik berechnet werden.
Das Verfahren 1000 umfasst ebenfalls in Block 1003 das Berechnen eines Näherungswerts aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist. Die zweite Temperatur kann ebenfalls eine Näherung der Abgastemperatur an einer Position zwischen der LNT 104 und dem DPF 109 von 1 oder 2 sein, kann aber auch alternativ eine Näherung der Abgastemperatur an einer Position stromabwärts vom DPF oder stromaufwärts von der LNT sein. (In letzterem Fall kann die erste Abgassystemkomponente 104 der Turbolader 108 sein.)
Das Verfahren 1000 umfasst ebenfalls in Block 1004 das Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern wenigstens einer Dieseleinspritzdüse gemäß dem berechneten Näherungswert. Beispielsweise können die Dieseleinspritzdüsen 111 des Motors 101 gemäß dem berechneten Näherungswert gesteuert werden, um eine Dieselströmungsgeschwindigkeit zum Erzielen eines fetten Gemischs für das Regenerieren eines DPF oder einer LNT zu erzeugen.
Ein Beispiel von Prozessen, die im Block 1003 durchgeführt werden können, ist im Fließbild von 11 dargestellt. Im Block 1101 umfasst das Verfahren 1000 das Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente. Beispielsweise kann dies wie zuvor in Bezug auf die Gleichung 1 von 4 beschrieben erzielt werden.
Wie in 12 dargestellt kann der Prozess von Block 1101 das Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an ein Substrat der ersten Abgassystemkomponente während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente umfassen (wie in Block 1201 dargestellt). Beispielsweise kann die Rate des Wärmeverlusts an das Substrat wie zuvor beschrieben in Bezug auf die rechte Seite von Gleichung 1 berechnet werden. Sie kann ebenfalls (wie in Block 1202 dargestellt) das Berechnen einer Rate umfassen, mit der Wärme vom Substrat weg zum umgebenden Material geleitet wird, wie in Bezug auf Gleichung 6 von 5 beschrieben.
Wie in 11 dargestellt kann das Verfahren 1000 ebenfalls in Block 1102 das Berechnen einer Rate der durch chemische Reaktionen während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente erzeugten Wärme umfassen. Beispielsweise kann dies wie in Bezug auf die Gleichung von 6 beschrieben durchgeführt werden.
Das Verfahren 1000 kann ebenfalls in Block 1103 das Berechnen von Konzentrationen von aus den ersten Abgassystemkomponenten strömenden Gaskomponenten umfassen. Beispielsweise kann dies ebenfalls wie in Bezug auf die Gleichung von 6 beschrieben durchgeführt werden.
Das Verfahren 1000 kann ebenfalls im Block 1104 das Berechnen eines Druckabfalls in den Abgasen zwischen dem Druck von Gasen an einem Einlauf der ersten Abgassystemkomponente und einem Auslauf der ersten Abgassystemkomponente umfassen. Beispielsweise kann dies wie unter Verwendung von einer oder mehreren der Gleichungen von 7 beschrieben durchgeführt werden.
Das Verfahren 1000 kann auf ein System angewendet werden, in dem zwei oder mehr Abgassystemkomponenten zwischen einer Position einer gemessenen Temperatur und einer Position, für die der Näherungswert der Temperatur berechnet wird, angeordnet sind, um die Dieseleinspritzung zu steuern. Beispielsweise sind im System von 1 ein Turbolader 108 und eine LNT zwischen der Position des Temperatursensors 103 und einer Position zwischen der LNT und dem DPF angeordnet, für die ein Näherungswert erforderlich ist. In solchen Fällen kann der Block 1003 von Verfahren 1000 die Prozesse von 13 umfassen. Hier umfasst das Verfahren 1000 das Berechnen eines Zwischenwerts aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Zwischenwert auf eine Zwischentemperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von einer zweiten Abgassystemkomponente und stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist, in Block 1301. Anschließend umfasst das Verfahren in Block 1302 das Berechnen des Näherungswerts, hinweisend auf eine zweite Temperatur aus der Zwischentemperatur.
Das Verfahren 1000 kann ebenfalls die in 14 dargestellten Prozesse zum Verbessern der Genauigkeit des Näherungswerts für die zweite Temperatur umfassen. Die Prozesse von 14 können regelmäßig zusätzlich zu Block 1001 bis 1004 durchgeführt werden, um regelmäßig die Genauigkeit des Näherungswerts für die zweite Temperatur zu verbessern. Die Prozesse von 14 können mit der gleichen oder einer geringeren Häufigkeit als die Blöcke von 10 durchgeführt werden.
Im Block 1401 von 14 wird ein drittes Signal empfangen, hinweisend auf eine dritte Temperatur von Abgasen stromabwärts von einer weiteren Abgassystemkomponente, wobei die dritte Abgassystemkomponente stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente angeordnet ist. Im Block 1402 umfasst das Verfahren das Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts gemäß dem dritten Signal.
Beispielsweise kann wie in Bezug auf 1 und 2 beschrieben das dritte Signal durch einen stromabwärts von einem DPF 109 angeordneten Temperatursensor 118 geliefert werden, um einen Näherungswert der Temperatur von in das DPF strömenden Gasen zu korrigieren. Dieser Prozess zur Korrektur kann wie zuvor in Bezug auf 8 beschrieben durchgeführt werden, wobei das Berechnen ein Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die weitere Abgassystemkomponente umfasst. (Beispielsweise kann die Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während ihres Strömens durch das DPF berechnet werden.)
Im Rahmen dieser Offenbarung ist darauf hinzuweisen, dass die hier beschriebenen Verarbeitungsmittel jeweils eine Steuereinheit oder eine Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen können. Ein Fahrzeug und/oder ein System davon kann eine einzelne Steuereinheit oder eine elektronische Steuervorrichtung umfassen oder alternativ können unterschiedliche Funktionen der Steuervorrichtung(en) in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuervorrichtungen ausgeführt oder aufgenommen werden. Eine Menge von Anweisungen kann bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuervorrichtung(en) oder Steuereinheit(en) die Steuertechniken, die hierin beschrieben werden, umsetzen (einschließlich des beschriebenen Verfahrens/der beschriebenen Verfahren). Die Menge von Anweisungen kann in einem oder mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein, oder alternativ kann die Menge von Anweisungen als Software bereitgestellt werden, die von einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird. Zum Beispiel kann eine erste Steuervorrichtung in Software umgesetzt sein, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren läuft, und eine oder mehrere andere Steuervorrichtungen können ebenfalls in Software umgesetzt sein, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren läuft, optional demselben einen oder denselben mehreren Prozessoren wie die erste Steuervorrichtung. Es versteht sich jedoch, dass andere Anordnungen ebenfalls nützlich sind, und dass diese Offenbarung daher nicht auf irgendeine bestimmte Anordnung beschränkt sein soll. In jedem Fall kann die Menge von Anweisungen wie zuvor beschrieben in einem computerlesbaren Speichermedium (beispielsweise einem nicht-transienten Speichermedium) eingebettet sein, das einen beliebigen Mechanismus zum Speichern von lesbaren Informationen von einer Maschine oder elektronischen Prozessoren/einer Computervorrichtung umfassen kann, umfassend ohne Einschränkung: ein magnetisches Speichermedium (beispielsweise eine Diskette); ein optisches Speichermedium (beispielsweise eine CD-ROM); ein magneto-optisches Speichermedium; ein Read Only Memory (ROM); ein Random Access Memory (RAM); einen löschbaren programmierbaren Speicher (beispielsweise einen EPROM und EEPROM); einen Flash-Speicher; oder elektrische oder andere Arten von Medium zum Speichern solcher Informationen/Anweisungen.
In der vorliegenden Verwendung bezeichnet „Modul“ einen Teil einer Software, der mit anderen Modulen zum Erzeugen eines vollständigen mathematischen Modells eines Abgassystems verwendet wird. Jedes Modul entspricht typischerweise einer einzelnen Komponente des Abgassystems.
Die in 10 bis 14 dargestellten Blöcke können Schritte in einem Verfahren und/oder Abschnitte eines Codes im Computerprogramm 151 darstellen. Die Darstellung einer besonderen Reihenfolge für die Blöcke impliziert nicht notwendigerweise, dass es eine erforderliche oder bevorzugte Reihenfolge für die Blöcke gibt, und die Reihenfolge und Anordnung des Blocks können variiert werden. Darüber hinaus kann es möglich sein, dass einige Schritte ausgelassen werden.
Wenngleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in den vorhergehenden Absätzen unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben worden sind, sollte es sich verstehen, dass an den angegebenen Beispielen Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.
In der vorhergehenden Beschreibung beschriebene Merkmale können in Kombinationen verwendet werden, die sich von den ausdrücklich beschriebenen Kombinationen unterscheiden.
Wenngleich Funktionen unter Bezugnahme auf bestimmte Merkmale beschrieben worden sind, sind diese Funktionen durch andere Funktionen ausführbar, unabhängig davon, ob sie beschrieben worden sind oder nicht.
Wenngleich Merkmale unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden sind, können diese Merkmale auch in anderen Ausführungsformen vorhanden sein, unabhängig davon, ob sie beschrieben worden sind oder nicht.
Während versucht wurde, in der vorstehenden Beschreibung die Aufmerksamkeit auf jene Merkmale der Erfindung zu lenken, die für besonders wichtig gehalten wurden, sollte es sich verstehen, dass der Anmelder in Bezug auf jedes patentierbare Merkmal oder jede patentierbare Kombination von Merkmalen Schutz beansprucht, auf die im Vorstehenden Bezug genommen wird und/oder die in den Zeichnungen dargestellt werden, unabhängig davon, ob dem eine besondere Bedeutung beigemessen worden ist oder nicht.

Claims

Vorrichtung zum Steuern eines Nachbehandlungssystems eines Verbrennungsmotors, wobei die Vorrichtung ein Verarbeitungsmittel umfasst, ausgebildet zum: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der vom Motor ausgestoßenen Abgase; Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern des Nachbehandlungssystems gemäß dem berechneten Näherungswert; Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an ein Substrat der ersten Abgassystemkomponente während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente, und Berechnen einer Temperatur des Substrats, und der Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an das Substrat gemäß dem Unterschied zwischen der Temperatur der Abgase und der Temperatur des Substrats, und/oder Berechnen der Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an das Substrat gemäß einem gespeicherten Wert für den Wärmeübertragungskoeffizienten, und/oder Berechnen einer Rate, mit der Wärme vom Substrat an das umgebende Material abgeleitet wird, und/oder Empfangen eines gespeicherten Werts einer Konzentration für jede einer Vielzahl von Abgasstoffen und Berechnen einer Rate von durch chemische Reaktionen der Abgasstoffe während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente erzeugter Wärme; und/oder Berechnen eines Zwischenwerts aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Zwischenwert auf eine Zwischentemperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von einer zweiten Abgassystemkomponente und stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist, und Berechnen des Näherungswerts hinweisend auf eine zweite Temperatur aus dem Zwischenwert; und/oder Empfangen eines dritten Signals, hinweisend auf eine dritte Temperatur von Abgasen stromabwärts von einer weiteren Abgassystemkomponente, wobei die weitere Abgassystemkomponente stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente angeordnet ist, und Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts gemäß dem dritten Signal.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ausgabesignal an Kraftstoffeinspritzmittel zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung geliefert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Verarbeitungsmittel einen Prozessor umfasst; das erste Temperaturmessmittel einen ersten Temperatursensor umfasst und das Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel einen Strömungsgeschwindigkeitssensor umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Abgassystemkomponente ein Substrat umfasst, das einen zum Fördern von chemischen Reaktionen von Gaskomponenten der Abgase ausgebildeten Katalysator umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Abgassystemkomponente eine Stickoxidfalle (Lean NO_x Trap, LNT) oder einen Dieseloxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verarbeitungsmittel zum Ermitteln eines Druckabfalls in den Abgasen zwischen einem Einlauf der ersten Abgassystemkomponente und einem Auslauf der ersten Abgassystemkomponente ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Abgassystemkomponente einen Turbolader umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Korrektur des Näherungswerts durch Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die weitere Abgassystemkomponente ermittelt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verarbeitungsmittel zum Berechnen der Korrektur des Näherungswerts durch Ermitteln der Änderungsrate der Temperatur am Einlauf zur weiteren Abgassystemkomponente aus der Änderungsrate der Temperatur am Auslauf der weiteren Abgassystemkomponente und einer von Wärme zur weiteren Abgassystemkomponente liefernden und von Kühlkörpern der weiteren Abgassystemkomponente abhängigen Wärmestromrate ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verarbeitungsmittel zum Berechnen des Näherungswerts regelmäßig mit einer ersten Häufigkeit und zum Berechnen der Korrektur regelmäßig weniger häufig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die weitere Abgassystemkomponente ein Dieselpartikelfilter (DPF) umfasst.
Vorrichtung zum Steuern eines Nachbehandlungssystems eines Verbrennungsmotors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: das Verarbeitungsmittel einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen von erstem und zweitem Signal und eine mit dem elektronischen Prozessor elektrisch gekoppelte elektronische Speichervorrichtung, in der Anweisungen gespeichert sind, umfasst; wobei der Prozessor zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung und zum Ausführen der darin gespeicherten Anweisungen ausgebildet ist, so dass er zum Empfangen von erstem und zweitem Signal, Berechnen des Näherungswerts, hinweisend auf die zweite Temperatur, und Steuern wenigstens einer Kraftstoff-Einspritzdüse gemäß dem Näherungswert ausgebildet ist.
System zum Behandeln von Abgasen von einem Dieselmotor, wobei das System die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Vielzahl von zum Bereitstellen eines Durchgangs für die Abgase ausgebildeten Abgassystemkomponenten umfasst, wobei die Vielzahl von Abgassystemkomponenten die erste Abgassystemkomponente umfasst.
Fahrzeug, umfassend einen Dieselmotor und ein System nach Anspruch 13.
Verfahren zum Steuern der Abgasnachbehandlung für einen Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperatursensor, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeitssensor, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der vom Motor ausgestoßenen Abgase; Berechnen eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine zweite Temperatur von Abgasen stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern der Abgasnachbehandlung gemäß dem berechneten Näherungswert; Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen an ein Substrat der ersten Abgassystemkomponente während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente, wobei das Berechnen des Näherungswerts das Berechnen einer Rate, mit der Wärme vom Substrat an das umgebende Material abgeleitet wird, umfasst, und/oder Berechnen einer Rate von durch chemische Reaktionen während des Strömens der Abgase durch die erste Abgassystemkomponente erzeugter Wärme; und/oder Berechnen eines Zwischenwerts aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Zwischenwert auf eine Zwischentemperatur von Abgasen an einer Position stromabwärts von einer zweiten Abgassystemkomponente und stromaufwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist, und Berechnen des Näherungswerts, hinweisend auf eine zweite Temperatur aus dem Zwischenwert; und/oder Empfangen eines dritten Signals, hinweisend auf eine dritte Temperatur von Abgasen stromabwärts von einer weiteren Abgassystemkomponente, wobei die weitere Abgassystemkomponente stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente angeordnet ist, und Berechnen einer Korrektur des Näherungswerts gemäß dem dritten Signal.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ausgabesignal an Kraftstoffeinspritzmittel zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung geliefert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei das Berechnen des Näherungswerts das Berechnen eines Druckabfalls in den Abgasen zwischen dem Druck von Gasen an einem Einlauf der ersten Abgassystemkomponente und einem Auslauf der ersten Abgassystemkomponente umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Berechnen einer Korrektur das Berechnen einer Rate des Wärmeverlusts von den Abgasen während des Strömens der Abgase durch die weitere Abgassystemkomponente umfasst.
Vorrichtung umfassend ein Verarbeitungsmittel ausgebildet zum: Empfangen eines ersten Signals von einem ersten Temperaturmessmittel, hinweisend auf eine erste Temperatur von von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen an einer ersten Position stromaufwärts von einer zum Bereitstellen eines Durchgangs für Abgase ausgebildeten ersten Abgassystemkomponente; Empfangen eines zweiten Signals von einem Strömungsgeschwindigkeits-Messmittel, hinweisend auf eine Strömungsgeschwindigkeit der von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgase; Ermitteln eines Näherungswerts wenigstens aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal, wobei der Näherungswert auf eine Charakteristik von Abgasen an einer Position stromabwärts von der ersten Abgassystemkomponente hinweist; und Liefern eines Ausgabesignals zum Steuern einer Rate der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Näherungswert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Charakteristik ein Maß des Massenstroms einer Gaskomponente der Abgase umfasst.
Vorrichtung, System, Fahrzeug oder Verfahren im Wesentlichen wie hier in Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.