DE112017006739T5 - POST - TREATMENT TEMPERATURE CONTROL DEVICE AND METHOD - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System (1) für ein Fahrzeug (V). Das Fahrzeug (V) kann einen Verbrennungsmotor (2) aufweisen, der einen Dieselmotor aufweist. Das System (1) weist einen Kompressor (10) mit einem Einlass (12) und einem Auslass (13) zum Zuführen von verdichteter Luft zum Verbrennungsmotor (2) auf. Eine Abgasleitung (3) zum Fördern von Abgas aus dem Verbrennungsmotor (2) ist vorgesehen. Ein Partikelfilter (25) und eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) sind in der Abgasleitung (3) angeordnet. Eine Einspritzleitung (33) ist vorgesehen, um einen Teil der verdichteten Luft vom Kompressor (10) zur Abgasleitung (3) umzuleiten, um eine Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung (26) zu steuern. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf eine Steuereinheit (37) und auf ein Verfahren.The present disclosure relates to a system (1) for a vehicle (V). The vehicle (V) may include an internal combustion engine (2) having a diesel engine. The system (1) comprises a compressor (10) having an inlet (12) and an outlet (13) for supplying compressed air to the internal combustion engine (2). An exhaust pipe (3) for conveying exhaust gas from the internal combustion engine (2) is provided. A particulate filter (25) and a selective catalytic reduction (SCR) device are arranged in the exhaust pipe (3). An injection conduit (33) is provided for diverting a portion of the compressed air from the compressor (10) to the exhaust conduit (3) to control an operating temperature of the SCR apparatus (26). The present disclosure also relates to a control unit (37) and to a method.
Description
TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Nachbehandlungstemperatur. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Fahrzeug, das konfiguriert ist, um die Zufuhr verdichteter Luft zu einem Nachbehandlungssystem zum Steuern der Betriebstemperatur einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zu steuern. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Steuern der Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung und auf eine Steuereinheit, die zum Steuern der Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung konfiguriert ist.The present disclosure relates to an apparatus and method for controlling the post-treatment temperature. More particularly, but not exclusively, the present disclosure relates to a vehicle configured to control the supply of compressed air to an aftertreatment system for controlling the operating temperature of a selective catalytic reduction (SCR) device. The present disclosure also relates to a method of controlling the operating temperature of the SCR device and to a controller configured to control the operating temperature of the SCR device.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die Reduzierung der Partikel- und NOx-Emissionen von Fahrzeugen wird immer wichtiger. SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) werden häufig zur Kontrolle der Stickoxid-(NOx)-Emissionen von Dieselmotoren eingesetzt und weisen ein effektives Betriebsfenster zwischen 150°C und 550°C auf. Über 550°C kann das bei der SCR-Reaktion als Reduktionsmittel benötigte Ammoniak oxidiert werden und ist daher nicht zur Reduzierung der NOx-Emissionen verfügbar. Die Kapazität des SCR-Katalysators zur Speicherung von Ammoniak nimmt mit zunehmender Temperatur ebenfalls ab, und bei hohen Temperaturen kann etwas Ammoniak nicht oxidiert, sondern aus den Lagerstellen am Katalysator desorbiert und als Ammoniakgas aus dem Endrohr abgegeben werden.The reduction of particulate and NOx emissions from vehicles is becoming increasingly important. Selective catalytic reduction (SCR) catalysts are widely used to control NOx (NOx) emissions from diesel engines and have an effective operating window between 150 ° C and 550 ° C. Above 550 ° C, the ammonia required as a reductant in the SCR reaction can be oxidized and is therefore not available to reduce NOx emissions. The capacity of the SCR catalyst for storage of ammonia also decreases with increasing temperature, and at high temperatures some ammonia can not be oxidized, but desorbed from the bearing points on the catalyst and discharged as ammonia gas from the tailpipe.
Dieselpartikelfilter (DPFs) werden auch häufig in Dieselfahrzeugen eingesetzt, um Partikel zu sammeln. Wenn die DPF ihre maximale Rußkapazität erreicht hat, wird sie regelmäßig regeneriert. Die Regeneration beinhaltet die Änderung des Betriebs des Motors (und des DOC), um die Temperatur des in das DPF eintretenden Gases auf über 550°C und bis zu 700°C zu erhöhen, wobei der auf dem DPF gespeicherte Ruß oxidiert und als Kohlendioxid (CO2) emittiert wird. Während des DPF-Regenerationsereignisses kann das Einlassgas zum SCR-Katalysator 550°C überschreiten, was zu einer Ammoniakoxidation und -desorption führt. Das oxidierte und desorbierte Ammoniak steht für die NOx-Reduktion nicht mehr zur Verfügung und reduziert die Wirksamkeit des Katalysators zur Reduzierung von NOx sowohl während als auch nach Beendigung des Regenerationsereignisses.Diesel Particulate Filters (DPFs) are also commonly used in diesel vehicles to collect particulates. When the DPF reaches its maximum carbon black capacity, it will be regenerated on a regular basis. The regeneration involves changing the operation of the engine (and DOC) to raise the temperature of the gas entering the DPF to above 550 ° C and up to 700 ° C, whereby the soot stored on the DPF is oxidized and stored as carbon dioxide ( CO2) is emitted. During the DPF regeneration event, the inlet gas to the SCR catalyst may exceed 550 ° C, resulting in ammonia oxidation and desorption. The oxidized and desorbed ammonia is no longer available for NOx reduction and reduces the effectiveness of the NOx reduction catalyst both during and after the completion of the regeneration event.
Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende Erfindung konzipiert. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, die Mängel von Geräten des Standes der Technik zu überwinden oder zu verbessern oder zumindest einige der Mängel zu beseitigen.Against this background, the present invention was conceived. In at least certain embodiments, the present invention aims to overcome or ameliorate the shortcomings of prior art devices or at least to overcome some of the deficiencies.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein System, auf ein Fahrzeug, auf ein Verfahren zum Steuern einer Betriebstemperatur einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) und auf eine Steuereinheit zum Steuern der Temperatur einer SCR-Vorrichtung, wie in den beigefügten Ansprüchen gefordert.Aspects of the present invention relate to a system, to a vehicle, to a method of controlling an operating temperature of a selective catalytic reduction (SCR) device, and to a controller for controlling the temperature of an SCR device as claimed in the appended claims.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das System umfasst:
- einen Kompressor (Verdichter) zum Zuführen von verdichteter Luft zu einem Verbrennungsmotor, wobei der Kompressor einen Einlass und einen Auslass aufweist;
- eine Abgasleitung zum Fördern von Abgasen aus dem Verbrennungsmotor;
- einen Partikelfilter und eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), die in der Abgasleitung angeordnet ist;
- eine Einspritzleitung zum Umleiten eines Teils der verdichteten Luft vom Kompressor zur Abgasleitung, um eine Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung zu steuern. Die verdichtete Luft aus dem Kompressor kann in die Abgasleitung vor der SCR-Vorrichtung eingeleitet werden. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Temperatur der in die SCR-Vorrichtung eingeleiteten Einlassgase gesteuert werden, wodurch die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung gesteuert werden kann.
- a compressor for supplying compressed air to an internal combustion engine, the compressor having an inlet and an outlet;
- an exhaust pipe for conveying exhaust gases from the internal combustion engine;
- a particulate filter and a selective catalytic reduction (SCR) device disposed in the exhaust passage;
- an injection conduit for diverting a portion of the compressed air from the compressor to the exhaust conduit to control an operating temperature of the SCR apparatus. The compressed air from the compressor may be introduced into the exhaust pipe in front of the SCR device. At least in certain embodiments, the temperature of the inlet gases introduced into the SCR device may be controlled, whereby the operating temperature of the SCR device may be controlled.
Das System kann ein erstes Ventilmittel bzw. Ventileinrichtung zum Steuern der Zufuhr der verdichteten Luft von der Einspritzleitung zur Abgasleitung umfassen. Das System kann eine Steuereinheit umfassen, die konfiguriert ist, um die ersten Ventilmittel zu steuern. Die Steuereinheit kann konfiguriert werden, um das erste Ventilmittel zum Zuführen von verdichteter Luft vom Kompressor zur Abgasleitung während einer Regeneration des Partikelfilters zu steuern.The system may include a first valve means for controlling the supply of the compressed air from the injection line to the exhaust line. The system may include a control unit configured to control the first valve means. The control unit may be configured to control the first valve means for supplying compressed air from the compressor to the exhaust passage during regeneration of the particulate filter.
Die Einspritzleitung kann verwendet werden, um einen Teil der verdichteten Luft vom Kompressor zur SCR-Vorrichtung zu leiten. Der Anteil der vom Kompressor zur Abgasleitung zugeführten verdichteter Luft kann fest oder variabel sein. Die Luft kann in die Abgasleitung vor der SCR-Vorrichtung eingespritzt werden. Dadurch kann die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung gesteuert werden. Dies gilt insbesondere für die Regeneration von Nachbehandlungssystemen, wie beispielsweise einem Partikelfilter, die bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden können. Die Einspritzleitung kann dadurch den Transport des Gases von einer Entlüftungsstelle des Nachverdichters zur SCR-Vorrichtung erleichtern. Das System umfasst eine Niederdruck-Abgasrückführungsleitung (LP-EGR) zur Rückführung von Abgas aus der Abgasleitung zum Eingang des Kompressors. Die Einspritzleitung ist so angeordnet, dass ein Teil der verdichteten Luft vom Kompressor in die Abgasleitung geleitet wird. Die Einspritzleitung dient selektiv dazu, dem SCR-Gerät über die LP-EGR-Leitung Luft zuzuführen. Die Einspritzleitung verbindet den Ausgang des Kompressors mit der LP-EGR-Leitung.The injection line may be used to direct a portion of the compressed air from the compressor to the SCR device. The proportion of the compressed air supplied from the compressor to the exhaust pipe may be fixed or variable. The air can be injected into the exhaust pipe in front of the SCR device. Thereby, the operating temperature of the SCR device can be controlled. This is especially true for the regeneration of Aftertreatment systems, such as a particulate filter, that can be performed at elevated temperatures. The injection line can thereby facilitate the transport of the gas from a venting point of the post-compressor to the SCR device. The system includes a low pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) line for recirculating exhaust gas from the exhaust line to the inlet of the compressor. The injection line is arranged so that a part of the compressed air is passed from the compressor into the exhaust pipe. The injection line selectively serves to supply air to the SCR device via the LP EGR line. The injection line connects the output of the compressor to the LP EGR line.
Ein erster Wärmetauscher kann zum Kühlen der verdichteten Luft aus dem Kompressor vorgesehen werden. Der erste Wärmetauscher kann zwischen dem Kompressor und dem Verbrennungsmotor angeordnet werden. Die Einspritzleitung kann mit dem Ausgang des Kompressors vor oder hinter dem ersten Wärmetauscher verbunden werden. Der erste Wärmetauscher kann ein Ladeluftkühler sein.A first heat exchanger may be provided for cooling the compressed air from the compressor. The first heat exchanger may be disposed between the compressor and the engine. The injection line can be connected to the outlet of the compressor before or after the first heat exchanger. The first heat exchanger may be a charge air cooler.
Ein zweiter Wärmetauscher kann vorgesehen werden. Der zweite Wärmetauscher kann beispielsweise in der LP-EGR-Leitung zwischen der Einspritzleitung und der Abgasleitung angeordnet sein.A second heat exchanger can be provided. The second heat exchanger can be arranged, for example, in the LP EGR line between the injection line and the exhaust pipe.
Das erste Ventilmittel kann angepasst werden, um die verdichtete Luftzufuhr von der Einspritzleitung zur LP-EGR-Leitung zu steuern. Das erste Ventilmittel kann in der Einspritzleitung angeordnet sein, beispielsweise an einem Eingang zur Einspritzleitung oder an einem Ausgang der Einspritzleitung. Das erste Ventilmittel kann ein erstes Ventil umfassen. Das erste Ventil kann ein erstes Zweiwegeventil sein.The first valve means may be adapted to control the compressed air supply from the injection line to the LP EGR line. The first valve means may be arranged in the injection line, for example at an inlet to the injection line or at an outlet of the injection line. The first valve means may comprise a first valve. The first valve may be a first two-way valve.
Ein zweites Ventilmittel kann vorgesehen werden, um die verdichtete Luftzufuhr von der LP-EGR-Leitung zum Eingang des Kompressors zu steuern. Das zweite Ventilmittel kann in der LP-EGR-Leitung oder an einem Ausgang der LP-EGR-Leitung angeordnet sein. Das zweite Ventilmittel kann ein zweites Ventil umfassen. Das zweite Ventil kann ein zweites Zweiwegeventil sein.A second valve means may be provided to control the compressed air supply from the LP EGR passage to the inlet of the compressor. The second valve means may be located in the LP EGR line or at an output of the LP EGR line. The second valve means may comprise a second valve. The second valve may be a second two-way valve.
Das erste Ventilmittel und das zweite Ventilmittel können unabhängig voneinander gesteuert werden, z.B. zur Abgasrückführung durch die LP-EGR-Leitung oder zur Einführung von verdichtete Luft in die LP-EGR-Leitung. Um die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung zu steuern, kann das erste Ventilmittel geöffnet und das zweite Ventilmittel geschlossen werden. Durch Öffnen des ersten Ventilmittels kann verdichtete Luft aus dem Kompressor in die LP-EGR-Leitung eingespeist werden. Durch das Schließen des zweiten Ventilmittels wird verhindert, dass die verdichtete Luft aus der LP-EGR-Leitung zum Kompressor zurückkehrt. Vielmehr wird die verdichtete Luft über die LP-EGR-Leitung dem SCR-Gerät zugeführt.The first valve means and the second valve means may be independently controlled, e.g. for exhaust gas recirculation through the LP EGR line or for introduction of compressed air into the LP EGR line. In order to control the operating temperature of the SCR device, the first valve means can be opened and the second valve means closed. By opening the first valve means, compressed air from the compressor can be fed into the LP EGR line. Closing the second valve means prevents the compressed air from returning from the LP EGR line to the compressor. Rather, the compressed air is supplied to the SCR device via the LP EGR line.
Das erste und zweite Ventilmittel können kombiniert werden. So können beispielsweise das erste und das zweite Ventil ein Dreiwegeventil umfassen, das am Anschluss der LP-EGR-Leitung und der Einspritzleitung angeordnet ist. Das Dreiwegeventil könnte beispielsweise konfiguriert werden, um in einem oder mehreren der folgenden Zustände zu arbeiten: sowohl die LP-EGR-Leitung als auch die Einspritzleitung zu schließen; die LP-EGR-Leitung mit dem Eingang des Kompressors zu verbinden und die Einspritzleitung zu schließen; und die LP-EGR-Leitung mit der Einspritzleitung zu verbinden und die Verbindung mit dem Eingang des Kompressors zu schließen.The first and second valve means can be combined. For example, the first and second valves may include a three-way valve located at the junction of the LP EGR line and the injection line. For example, the three-way valve could be configured to operate in one or more of the following states: close both the LP EGR line and the injection line; connect the LP-EGR line to the input of the compressor and close the injection line; and connect the LP EGR line to the injection line and close the connection to the input of the compressor.
Die Einspritzleitung kann mit der LP-EGR-Leitung zwischen dem zweiten Ventilmittel und der Abgasleitung verbunden werden.The injection pipe may be connected to the LP-EGR pipe between the second valve means and the exhaust pipe.
Eine Steuereinheit kann vorgesehen werden, um das erste Ventilmittel (Ventileinrichtung) und/oder das zweite Ventilmittel zu steuern. Die Steuereinheit kann konfiguriert werden, um das erste Ventilmittel zu öffnen und das zweite Ventilmittel zu schließen, um der SCR-Vorrichtung verdichtete Luft zuzuführen.A control unit may be provided to control the first valve means (valve means) and / or the second valve means. The controller may be configured to open the first valve means and close the second valve means to supply compressed air to the SCR device.
Die Steuereinheit kann konfiguriert werden, um das erste Ventilmittel und/oder das zweite Ventilmittel zu steuern, um verdichtete Luft vom Kompressor zur LP-EGR-Leitung während einer Regeneration des Partikelfilters zu leiten. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit konfiguriert werden, um die ersten und zweiten Ventilmittel in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung zu steuern. Die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung kann modelliert werden, beispielsweise basierend auf Betriebsparametern des Verbrennungsmotors. Alternativ kann auch die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung gemessen werden, z.B. ein Temperatursensor, der der SCR-Vorrichtung zugeordnet ist. Eine weitere Alternative ist die Steuerung der verdichteten Luft, die einem festen Anteil des Abgasstroms zugeführt wird, wodurch die Temperatur des Gemisches ohne Temperaturmodellierung oder -messung, wenn auch mit größeren Schwankungen, gesteuert wird. Zusätzlich kann bei kurzfristig hohem Motorleistungsbedarf das Ventilmittel so gesteuert werden, dass es dem Motor vorzugsweise Luft zur Verbrennung zuführt. Dies würde es dem SCR ermöglichen, sich während dieses vorübergehenden Zustands zu erwärmen, wobei das Ventil zurückkehrt, um nach dem vorübergehenden Leistungsbedarf Kühlung bereitzustellen.The controller may be configured to control the first valve means and / or the second valve means to direct compressed air from the compressor to the LP EGR passage during regeneration of the particulate filter. Alternatively or additionally, the control unit may be configured to control the first and second valve means in response to an operating temperature of the SCR device. The operating temperature of the SCR device may be modeled, for example, based on operating parameters of the internal combustion engine. Alternatively, the operating temperature of the SCR device may also be measured, e.g. a temperature sensor associated with the SCR device. Another alternative is to control the compressed air supplied to a fixed portion of the exhaust stream, thereby controlling the temperature of the mixture without temperature modeling or measurement, albeit with larger variations. Additionally, with short term high engine power demand, the valve means may be controlled to preferentially supply air to the engine for combustion. This would allow the SCR to warm up during this transient condition, with the valve returning to provide cooling after the transient power demand.
Ein Injektor kann vorgesehen werden, um ein flüssiges Reduktionsmittel, wie beispielsweise Harnstoff oder einen anderen Ammoniakvorläufer, in die Abgasleitung vor der SCR-Vorrichtung einzubringen. Die LP-EGR-Leitung kann vor oder nach dem Injektor angeschlossen werden. An injector may be provided to introduce a liquid reductant, such as urea or other ammonia precursor, into the exhaust conduit upstream of the SCR apparatus. The LP EGR line can be connected before or after the injector.
Das System kann einen zweiten Wärmetauscher umfassen. Der zweite Wärmetauscher kann in der LP-EGR-Leitung zwischen der Einspritzleitung und der Abgasleitung angeordnet sein. Der zweite Wärmetauscher kann zum Kühlen der verdichteten Luft vor der Einführung in die SCR-Vorrichtung eingesetzt werden. Durch die Kühlung der Luft aus dem Kompressor im LP-EGR kann die Luftmenge, die benötigt wird, um eine ausreichende Kühlung der SCR-Vorrichtung zu erreichen, reduziert werden.The system may include a second heat exchanger. The second heat exchanger may be disposed in the LP EGR passage between the injection pipe and the exhaust pipe. The second heat exchanger may be used to cool the compressed air prior to introduction into the SCR device. By cooling the air from the compressor in the LP-EGR, the amount of air needed to achieve sufficient cooling of the SCR device can be reduced.
Ein Partikelfilter kann in der Abgasleitung angeordnet werden. Der Verbrennungsmotor kann ein Dieselmotor sein und der Partikelfilter kann ein Dieselpartikelfilter sein. Die SCR-Vorrichtung kann in der Abgasleitung stromabwärts des Partikelfilters angeordnet sein. Die LP-EGR-Leitung kann mit der Abgasleitung zwischen dem Partikelfilter und der SCR-Vorrichtung verbunden sein.A particulate filter can be arranged in the exhaust pipe. The internal combustion engine may be a diesel engine and the particulate filter may be a diesel particulate filter. The SCR device may be disposed in the exhaust pipe downstream of the particulate filter. The LP EGR conduit may be connected to the exhaust conduit between the particulate filter and the SCR apparatus.
Der Kompressor kann Teil eines Turboladers sein. Der Turbolader kann eine Turbine zum Antreiben des Kompressors umfassen. Die Turbine kann in der Abgasleitung angeordnet werden.The compressor can be part of a turbocharger. The turbocharger may include a turbine for driving the compressor. The turbine can be arranged in the exhaust pipe.
Alternativ kann der Kompressor auch ein elektrischer Kompressor (auch bekannt als E-Kompressor) sein. Der elektrische Kompressor kann eine elektrische Maschine zum Antreiben des Kompressors umfassen. Der elektrische Kompressor kann in Kombination mit einem Turbolader verwendet werden, um beispielsweise eine Verdichtung der ersten und zweiten Stufe zu erreichen. Der elektrische Kompressor kann vor dem Turbolader vorgesehen werden. Die Einspritzleitung kann zwischen dem elektrischen Kompressor und dem Turbolader verbunden sein; oder sie kann stromabwärts des Turboladers angeschlossen sein.Alternatively, the compressor may also be an electric compressor (also known as an e-compressor). The electric compressor may include an electric machine for driving the compressor. The electric compressor may be used in combination with a turbocharger to achieve, for example, first and second stage compression. The electric compressor can be provided in front of the turbocharger. The injection line may be connected between the electric compressor and the turbocharger; or it may be connected downstream of the turbocharger.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Steuereinheit zum Steuern einer Betriebstemperatur einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) vorgesehen, die in einer mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Abgasleitung angeordnet ist; wobei die Steuereinheit umfasst:
- mindestens einen Prozessor zum Steuern einer Zufuhr verdichteter Luft von einem Kompressor zur Abgasleitung; und
- eine Speichervorrichtung, die mit dem mindestens einen Prozessor gekoppelt ist;
- wobei der mindestens eine Prozessor konfiguriert ist, um ein erstes Ventilmittelöffnungssignal auszugeben, um ein erstes Ventilmittel zu öffnen, um verdichtete Luft vom Ausgang des Kompressors über eine Niederdruck-Abgasrückführleitung (LP-EGR) zur Abgasleitung zu liefern, um die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung zu reduzieren.
- at least one processor for controlling a supply of compressed air from a compressor to the exhaust pipe; and
- a memory device coupled to the at least one processor;
- wherein the at least one processor is configured to output a first valve-means opening signal to open a first valve means for supplying compressed air from the outlet of the compressor via a low-pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) line to the exhaust pipe to the operating temperature of the SCR device to reduce.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Fahrzeugsystemsteuerung vorgesehen, um eine Betriebstemperatur einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zu steuern, die in einer mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Abgasleitung angeordnet ist, wobei die Steuerung umfasst:
- Mittel zum Empfangen eines Signals, das die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung anzeigt; und
- Mittel zum Steuern einer Betriebstemperatur der Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) durch Steuern eines ersten Ventilmittels zum Zuführen von verdichteter Luft vom Ausgang des Kompressors über eine Niederdruck-Abgasrückführungsleitung (LP-EGR) zur Abgasleitung.
- Means for receiving a signal indicative of the operating temperature of the SCR device; and
- Means for controlling an operating temperature of the selective catalytic reduction (SCR) apparatus by controlling a first valve means for supplying compressed air from the outlet of the compressor via a low pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) conduit to the exhaust conduit.
Systemsteuerung wie vorstehend beschrieben, wobei:
- die Mittel zum Empfangen eines Signals, das die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung anzeigt, einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen des Signals, das die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung anzeigt, umfassen; und
- eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und darin gespeicherte Anweisungen aufweist,
- das Mittel zum Steuern einer Betriebstemperatur der Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) durch Steuern eines ersten Ventilmittels zum Zuführen von verdichteter Luft vom Kompressor zur Abgasleitung, das konfiguriert ist, um: auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Anweisungen auszuführen, so dass es betreibbar ist, ein erstes Ventilmittel zum Zuführen von verdichteter Luft vom Kompressor zur Abgasleitung zu steuern.
- the means for receiving a signal indicative of the operating temperature of the SCR device comprises an electronic processor having an electrical input for receiving the signal indicative of the operating temperature of the SCR device; and
- an electronic storage device electrically coupled to the electronic processor and having instructions stored therein;
- the means for controlling an operating temperature of the selective catalytic reduction (SCR) apparatus by controlling a first valve means for supplying compressed air from the compressor to the exhaust conduit configured to: access the storage device and execute the instructions stored therein such that it is operable to control a first valve means for supplying compressed air from the compressor to the exhaust pipe.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das ein System umfasst, wie hierin beschrieben. Das Fahrzeug kann einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Dieselmotor, umfassen.In accordance with another aspect of the present invention, a vehicle is provided that includes a system as described herein. The vehicle may include an internal combustion engine, such as a diesel engine.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Betriebstemperatur einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) vorgesehen, die in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst:
- Betreiben eines Kompressors zum Zuführen von verdichteter Luft zum Verbrennungsmotor; und
- Umleiten eines Teils der verdichteten Luft vom Ausgang des Kompressors durch eine Niederdruck-Abgasrückführungsleitung (LP-EGR) zu einer Abgasleitung, um die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung zu steuern.
- Operating a compressor for supplying compressed air to the internal combustion engine; and
- Diverting a portion of the compressed air from the exit of the compressor through a low pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) conduit to an exhaust conduit to control the operating temperature of the SCR apparatus.
Das Verfahren kann das Kühlen der verdichteten Luft aus dem Kompressor vor dem Einbringen in die Abgasleitung umfassen.The method may include cooling the compressed air from the compressor prior to introduction into the exhaust conduit.
Das Verfahren kann das Kühlen der vom Kompressor abgeleiteten verdichteten Luft vor dem Einbringen in die SCR-Vorrichtung umfassen.The method may include cooling the compressor-derived compressed air prior to introduction into the SCR device.
Ein Partikelfilter kann in der Abgasleitung angeordnet sein. Das Verfahren kann die Zufuhr der verdichteten Luft in die Abgasleitung während einer Regeneration des Partikelfilters umfassen. Das Verfahren kann das Isolieren des Einlasses des Kompressors von der Abgasleitung während der Regeneration des Partikelfilters umfassen.A particulate filter may be arranged in the exhaust pipe. The method may include supplying the compressed air into the exhaust passage during regeneration of the particulate filter. The method may include isolating the inlet of the compressor from the exhaust conduit during regeneration of the particulate filter.
Das Verfahren kann das Steuern der verdichteten Luftzufuhr bzw. Zufuhr verdichteter Luft zur Abgasleitung in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung umfassen.The method may include controlling the compressed air supply or supply of compressed air to the exhaust pipe in response to an operating temperature of the SCR device.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinheit zum Steuern einer Betriebstemperatur einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) vorgesehen, die in einer mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Abgasleitung angeordnet ist; wobei die Steuereinheit umfasst:
- mindestens einen Prozessor zum Steuern einer Zufuhr verdichteter Luft von einem Kompressor zur Abgasleitung; und
- eine Speichervorrichtung, die mit dem mindestens einen Prozessor gekoppelt ist;
- wobei der mindestens eine Prozessor konfiguriert ist, um ein erstes Ventilmittelöffnungssignal auszugeben, um ein erstes Ventilmittel zu öffnen, um verdichtete Luft vom Kompressor zur Abgasleitung zu liefern, um die Betriebstemperatur der SCR-Vorrichtung während einer Regeneration des Partikelfilters zu reduzieren.
- at least one processor for controlling a supply of compressed air from a compressor to the exhaust pipe; and
- a memory device coupled to the at least one processor;
- wherein the at least one processor is configured to output a first valve-means opening signal to open a first valve means to provide compressed air from the compressor to the exhaust conduit to reduce the operating temperature of the SCR apparatus during regeneration of the particulate filter.
Partikelfilter, der in der Abgasleitung angeordnet ist. Der mindestens eine Prozessor kann konfiguriert werden, um ein Regenerationssignal von einer Motorsteuereinheit zu empfangen. Der mindestens eine Prozessor kann konfiguriert werden, um das erste Ventilmittel Öffnungssignal in Abhängigkeit vom Regenerationssignal auszugeben. Der mindestens eine Prozessor kann während der Regeneration des Partikelfilters erste Ventilmittel öffnen.Particulate filter, which is arranged in the exhaust pipe. The at least one processor may be configured to receive a regeneration signal from a motor controller. The at least one processor may be configured to output the first valve means opening signal in response to the regeneration signal. The at least one processor may open first valve means during regeneration of the particulate filter.
Der mindestens eine Prozessor kann konfiguriert werden, um ein Temperatursignal von einem Temperatursensor zu empfangen, der der SCR-Vorrichtung zugeordnet ist. Der mindestens eine Prozessor kann konfiguriert werden, um das erste Ventilmittel Öffnungssignal in Abhängigkeit von einer Temperatur der SCR-Vorrichtung auszugeben. Der mindestens eine Prozessor kann konfiguriert werden, um das erste Ventilmittel-Offensignal auszugeben, wenn die Temperatur der SCR-Vorrichtung größer oder gleich einem vorbestimmten Temperaturschwellenwert ist.The at least one processor may be configured to receive a temperature signal from a temperature sensor associated with the SCR device. The at least one processor may be configured to output the first valve means opening signal in response to a temperature of the SCR device. The at least one processor may be configured to output the first valve means open signal when the temperature of the SCR device is greater than or equal to a predetermined temperature threshold.
Der mindestens eine Prozessor kann konfiguriert sein, um die Zufuhr verdichteter Luft vom Kompressor zu einer Niederdruck-Abgasrückführleitung (LP-EGR) zu steuern, die mit der Abgasleitung verbunden ist.The at least one processor may be configured to control the supply of compressed air from the compressor to a low pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) line connected to the exhaust passage.
Der mindestens eine Prozessor kann auch geeignet sein, ein zweites Ventilmittel-Schließsignal zum Schließen eines zweiten Ventilmittels auszugeben, um eine Verbindung zwischen der LP-EGR-Leitung und einem Einlass des Kompressors zu verhindern. Das zweite Ventilmittel Schließsignal kann gleichzeitig mit dem Öffnungssignal des ersten Ventils ausgegeben werden.The at least one processor may also be adapted to output a second valve means closing signal for closing a second valve means to prevent communication between the LP EGR passage and an inlet of the compressor. The second valve means closing signal can be output simultaneously with the opening signal of the first valve.
Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Prozessor“ sowohl einen einzelnen Prozessor als auch eine Vielzahl von Prozessoren, die gemeinsam arbeiten, um eine beliebige Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um einen Prozessor zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, die hierin beschriebenen Steuertechniken zu implementieren. Der Befehlssatz kann geeignet in den einen oder die mehreren Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Befehlssatz auch als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren Speichern gespeichert ist, die dem Prozessor zugeordnet sind und auf dem Prozessor ausgeführt werden. Die Anweisungen können auf einem nicht vorübergehenden, computerlesbaren Medium bereitgestellt werden.As used herein, the term "processor" includes both a single processor and a plurality of processors that work in concert to provide any control functionality. To configure a processor, an appropriate set of instructions may be provided that, when executed, cause the processor to implement the control techniques described herein. The instruction set may be suitably embedded in the one or more processors. Alternatively, the instruction set may also be provided as software stored in one or more memories associated with the processor and executed on the processor. The instructions may be provided on a non-transitory, computer-readable medium.
Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.It is expressly intended in the context of this application that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following descriptions and drawings, and in particular the individual features thereof, be made independently or in part any combination can be accepted. That is, all embodiments and / or features of one embodiment may be combined in any manner and / or combination unless, these features are not compatible. The Applicant reserves the right to change a claim originally filed or to submit a new claim accordingly, including the right to change a claim originally filed in order to be dependent on another claim and / or to accept a property of another claim, although it was not initially claimed in this way.
Figurenlistelist of figures
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun exemplarisch nur noch mit Bezug auf die Begleitpersonen beschrieben, in denen:
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors und einer funktionsfähig gesteuerten Abgasleitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 shows a schematic representation of a vehicle with a control unit according to an embodiment of the present invention; and -
2 shows a schematic representation of an internal combustion engine and a functionally controlled exhaust pipe according to an embodiment of the present invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Ein System
Unter Bezugnahme auf
Es ist bekannt, dass das Abgas durch den Verbrennungsmotor
In der Abgasleitung
Eine Niederdruck-Abgasrückführleitung (LP-EGR) Leitung
Es ist eine Einspritzleitung
Eine Steuereinheit
Die hierin beschriebene Steuereinheit
Der LP-EGR-Einlass
Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.It should be understood that various changes and modifications may be made to the embodiments described herein without departing from the scope of the present invention.
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