DE112020001661T5

DE112020001661T5 - Systeme und Verfahren zur Bestimmung der Menge von Reduktionsmittelablagerungen in Nachbehandlungssystemen

Info

Publication number: DE112020001661T5
Application number: DE112020001661.7T
Authority: DE
Inventors: Anurag Kumra; Jinqian Gong; Arun Kumar Dasari
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-12-16
Also published as: CN113614341A; US20220178288A1; WO2020205112A1; BR112021018911A2; GB2596467B; GB2596467A; CN113614341B

Abstract

Ein Nachbehandlungssystem umfasst eine selektive katalytische Reduktionseinheit (SCR-Einheit), einen Reduktionsmitteleinspritzer, der konfiguriert ist, um Reduktionsmittel in das Nachbehandlungssystem einzuführen, einen ersten NOx-Sensor, der konfiguriert ist, um eine Menge von NOx-Gasen an einer vorgelagerten Stelle des Reduktionsmitteleinspritzers zu messen, und einen zweiten NOx-Sensor, der konfiguriert ist, um eine Menge von NOx-Gasen an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit zu messen. Eine Steuerung ist programmiert zum Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NOx-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von NOx-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle gemessen wird, und einer Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde. Die Steuerung passt eine Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, an.

Description

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/826,738 , eingereicht am 29. März 2019, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Nachbehandlungssysteme zur Verwendung mit Verbrennungsmotoren (IC-Motoren).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Abgas-Nachbehandlungssysteme werden zum Aufnehmen und Behandeln des von IC-Motoren erzeugten Abgases verwendet. Allgemein umfassen Abgas-Nachbehandlungssysteme eine beliebige Anzahl mehrerer unterschiedlicher Komponenten zum Reduzieren des Anteils an schädlichen Abgasemissionen in Abgas. Nachbehandlungssysteme können auch ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) einschließen, einschließlich eines SCR-Katalysators, der dazu formuliert ist, Bestandteile des Abgases, wie Stickstoff-/Stickoxidgase (NO_x-Gase) in dem Abgas, in der Gegenwart eines Reduktionsmittels zu zersetzen. Im Laufe der Zeit lagern sich Reduktionsmittelablagerungen an Seitenwänden oder Komponenten des Nachbehandlungssystems ab, was den Gegendruck auf Abgas erhöht und die katalytische Umwandlungseffizienz des SCR-Systems verringert. Hochtemperaturregenerationsereignisse werden im Allgemeinen durchgeführt, um diese Reduktionsmittelablagerungen zu entfernen. Solche Hochtemperaturregenerationsereignisse verursachen jedoch eine Alterung des SCR-Katalysators und reduzieren dessen aktive Lebensdauer.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf Systeme und Verfahren zum genauen Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die innerhalb eines Nachbehandlungssystems gebildet werden, basierend auf einer Menge von NO_x-Gasen in Abgas, das in das Nachbehandlungssystem eintritt, einer Menge von NO_x-Gasen in Abgas, das aus dem Nachbehandlungssystem austritt, und einer Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Nachbehandlungssystem eine Einheit zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR); einen Reduktionsmitteleinspritzer, der konfiguriert ist, um Reduktionsmittel in das Nachbehandlungssystem einzuführen; einen ersten NO_x-Sensor, der konfiguriert ist, um eine Menge von NO_x-Gasen an einer vorgelagerten Stelle des Reduktionsmitteleinspritzers zu messen; einen zweiten NO_x-Sensor, der konfiguriert ist, um eine Menge von NO_x-Gasen an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit zu messen; und eine Steuerung. Die Steuerung ist programmiert zum: Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von NO_x-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle gemessen wird, und einer Reduktionsmittelmenge, die durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und Anpassen einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt werden soll, basierend auf der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung ferner programmiert, um, als Reaktion darauf, dass die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, gleich oder größer als eine Schwellenmenge ist, veranlassen, dass eine Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe Kohlenwasserstoffe in das Nachbehandlungssystem einführt, um eine Temperatur des Nachbehandlungssystems auf eine Regenerationstemperatur zum Entfernen der Reduktionsmittelablagerungen zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen unter Verwendung der folgenden Gleichung zu schätzen: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)}$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und R(_INOx-ONOx) eine Menge von Reduktionsmittel ist, die verbraucht würde, um die Menge von NO_x-Gasen, die durch den ersten NO_x-Sensor gemessen wird, auf die Menge von NO_x-Gasen die durch den zweiten NO_x-Sensor gemessen wird, zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert, um die Gesamtmenge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem zu einem gegebenen Zeitpunkt gebildet werden, unter Verwendung eines freilaufenden Zählers zu schätzen, der einzelne Schätzungen von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, über einen Zeitraum akkumuliert, summiert oder integriert.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung programmiert zum: Bestimmen eines Ammoniakschlupfparameters; und Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von NO_x-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von Reduktionsmittel, das durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert, um den Ammoniakschlupfparameter basierend auf einem zweiten NO_x-Mengensignal zu bestimmen, das von dem zweiten NO_x-Sensor empfangen wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen unter Verwendung der folgenden Gleichung zu schätzen: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, ASP der Ammoniakschlupfparameter ist und R(_INOx _- _ONOx) *ASP eine Menge von Reduktionsmittel ist, die verbraucht würde, um die Menge von NO_x-Gasen, die durch den ersten NO_x-Sensor gemessen wird, auf die Menge von NO_x-Gasen die durch den zweiten NO_x-Sensor gemessen wird, zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen ist der Sensor konfiguriert zum: Bestimmen einer Temperatur des Abgases; Schätzen einer Menge verbrauchter Reduktionsmittelablagerungen basierend auf der Temperatur des Abgases; Abziehen der Menge von verbrauchten Reduktionsmittelablagerungen von der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die im Nachbehandlungssystem gebildet werden; und Anpassen einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf der angepassten Menge von Reduktionsmittelablagerungen
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert zum, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen mit einer schnelleren Ablagerungsrate als einem Ablagerungsratenschwellenwert abgelagert wird, Anweisen der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung, eine Menge von Reduktionsmittel zu reduzieren, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert zum: Bestimmen einer durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge über die Zeit von NO_x-Gasen in dem Abgas; und Bestimmen des Ammoniakschlupfparameters als Reaktion darauf, dass die zweite NO_x-Menge gleich oder größer als ein Schwellenwert ist.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung konfiguriert zum Schätzen der Menge von gebildeten Reduktionsmittelablagerungen auch basierend auf einer katalytischen Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in einem Nachbehandlungssystem gebildet werden, das einen Reduktionsmitteleinspritzer und eine SCR-Einheit umfasst, die sich nachgelagert des Reduktionsmitteleinspritzers befindet: Empfangen, durch eine Steuerung, eines ersten NO_x-Mengensignals von einem ersten NO_x-Sensor, der eine Menge von NO_x-Gasen an einer vorgelagerten Stelle des Reduktionsmitteleinspritzers angibt; Empfangen, durch die Steuerung, eines zweiten NO_x-Mengensignals von einem zweiten NO_x-Sensor, das eine Menge von NO_x-Gasen an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit angibt; Bestimmen, durch die Steuerung, einer Menge von eingeführtem Reduktionsmittel, die durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, Bestimmen, durch die Steuerung, einer geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der ersten NO_x-Menge, der zweiten NO_x-Menge und der Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und Anpassen, durch die Steuerung, einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf einer geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner: als Reaktion darauf, dass die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, gleich oder größer als eine Schwellenmenge ist, Veranlassen, durch die Steuerung, dass eine Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe Kohlenwasserstoffen in das Nachbehandlungssystem einführt, um eine Temperatur des Nachbehandlungssystems auf eine Regenerationstemperatur zum Entfernen der Reduktionsmittelablagerungen zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen wird die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)}$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und R_{(INOx- ONOx)} eine Menge von Reduktionsmittel ist, die verbraucht würde, um die Menge von NO_x-Gasen, die durch den ersten NO_x-Sensor gemessen wird, auf die Menge von NO_x-Gasen die durch den zweiten NO_x-Sensor gemessen wird, zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner: Bestimmen, durch die Steuerung, eines Ammoniakschlupfparameters; und Bestimmen, durch die Steuerung, einer geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der ersten NO_x-Menge, der zweiten NO_x-Menge, der Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem durch den Reduktionsmitteleinspritzer eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter.
In einigen Ausführungsformen wird die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, ASP der Ammoniakschlupfparameter ist und R_(INOx _-ONOx) *ASP eine Menge von Reduktionsmittel ist, die verbraucht würde, um die Menge von NO_x-Gasen, die durch den ersten NO_x-Sensor gemessen wird, auf die Menge von NO_x-Gasen die durch den zweiten NO_x-Sensor gemessen wird, zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen wird die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung auch basierend auf einer katalytischen Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit bestimmt.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Schätzen einer Menge von abgelagertem Reduktionsmittel, die in einem Nachbehandlungssystem gebildet wird, das einen Reduktionsmitteleinspritzer und eine SCR-Einheit umfasst, die sich nachgelagert des Reduktionsmitteleinspritzers befindet: Bestimmen, durch eine Steuerung, einer durchschnittlichen NO_x-Menge von NO_x-Gasen über Zeit, die in einem Abgas enthalten ist, das nachgelagert der SCR-Einheit durch das Nachbehandlungssystem strömt; Bestimmen, durch die Steuerung, ob die durchschnittliche NO_x-Menge gleich oder größer als ein Schwellenwert ist; als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche NO_x-Menge gleich oder größer als der Schwellenwert ist, Bestimmen, durch die Steuerung, dass ein Ammoniakschlupf auftritt; Bestimmen, durch die Steuerung, eines Ammoniakschlupfparameters; Schätzen, durch die Steuerung, einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens einer Menge von NO_x-Gasen, die an einer vorgelagerten Stelle des Reduktionsmitteleinspritzers gemessen wird, einer Menge von NO_x-Gasen, die an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit gemessen wird, einer Menge von Reduktionsmittel, das durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter; und Anpassen, durch die Steuerung, einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden.
In einigen Ausführungsformen wird die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, ASP der Ammoniakschlupfparameter ist und R_(INOx _- _ONOx) *ASP eine Menge von Reduktionsmittel ist, die verbraucht würde, um die Menge von NO_x-Gasen, die durch den ersten NO_x-Sensor gemessen wird, auf die Menge von NO_x-Gasen die durch den zweiten NO_x-Sensor gemessen wird, zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner: als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche NO_x-Menge kleiner als der Schwellenwert ist, Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine NO_x-Menge von NO_x-Gasen im der SCR-Einheit nachgelagerten Abgas zunimmt, um gleich oder größer als der Schwellenwert zu sein; als Reaktion darauf, dass die NO_x-Menge zunimmt, um gleich oder größer als der Schwellenwert zu sein, Bestimmen, durch die Steuerung, ob die NO_x-Menge innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu der durchschnittlichen NO_x-Menge zurückkehrt; und als Reaktion darauf, dass die NO_x-Menge nicht innerhalb der vorbestimmten Zeit zur durchschnittlichen NO_x-Menge zurückkehrt, Bestimmen, durch die Steuerung, dass ein Ammoniakschlupf auftritt.
Es sei klargestellt, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und weiterer Konzepte, die nachfolgend eingehender erörtert werden (vorausgesetzt, dass diese Konzepte nicht gegenseitig unvereinbar sind), als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht sind. Insbesondere sind alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, die am Ende dieser Offenbarung aufgeführt sind, als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht.
Figurenliste
Die vorstehenden und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche deutlicher, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen sind. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen nur einige Implementierungen gemäß der Offenbarung darstellen und daher nicht als ihren Schutzumfang einschränkend anzusehen sind, wird die Offenbarung mit zusätzlicher Genauigkeit und Detail mittels der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine schematische Darstellung eines Nachbehandlungssystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems, das eine Steuerung einschließt, die in dem Nachbehandlungssystems von 1 gemäß einer Ausführungsform verwendet wird.
3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in einem Nachbehandlungssystem gebildet wird, gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen des Vorhandenseins von Ammoniak, nachgelagert eines SCR-Systems, das in einem Nachbehandlungssystem enthalten ist, d. h. des Ammoniakschlupfs, gemäß einer Ausführungsform.

In der gesamten folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Symbole normalerweise ähnliche Komponenten, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt. Die veranschaulichenden Ausführungen, die in der ausführlichen Beschreibung, in den Zeichnungen und Ansprüchen beschrieben sind, sind nicht einschränkend gedacht. Andere Ausführungen können genutzt werden, und es können andere Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen. Es wird vorausgesetzt, dass die Aspekte der vorliegenden Offenbarung wie allgemein hier beschrieben und in den Zeichnungen illustriert, in vielen verschiedenen Konfigurierungen angeordnet, ersetzt, kombiniert und konzipiert werden können, die alle ausdrücklich berücksichtigt und Teil dieser Offenbarung sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf Systeme und Verfahren zum genauen Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die innerhalb eines Nachbehandlungssystems gebildet werden, basierend auf einer Menge von NO_x-Gasen in Abgas, das in das Nachbehandlungssystem eintritt, einer Menge von NO_x-Gasen in Abgas, das aus dem Nachbehandlungssystem austritt, und einer Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde.
SCR-Systeme verwenden ein Reduktionsmittel, um NO_x-Gase zu zersetzen, die in einem Abgas (z. B. einem Dieselabgas) enthalten sind, das durch das SCR-System strömt. Eine ungenaue Dosierung des Reduktionsmittels, zum Beispiel das Einführen von mehr Reduktionsmittel als von dem SCR-System zum Zersetzen von NO_x-Gasen verwendet wird, kann zur Bildung von Reduktionsmittelablagerungen in dem SCR-System führen. In ähnlicher Weise zersetzt sich bei niedrigen Temperaturen, zum Beispiel, wenn ein Motor, der das Abgas erzeugt, eingeschaltet wird, nachdem er einige Zeit lang abgeschaltet war, möglicherweise nicht das gesamte Reduktionsmittel im Abgas. Ein Teil dieses unverbrauchten Reduktionsmittels kann kristallisieren und Ablagerungen in dem Nachbehandlungssystem bilden (z. B. an Innenwänden des Nachbehandlungssystems oder einer oder mehrerer Komponenten, die in dem Nachbehandlungssystem enthalten sind). Anfänglich können die Reduktionsmittelablagerungen weiche pulverförmige Ablagerungen wie blütenblattartige Ablagerungen einschließen, die bei Temperaturen unter 350 Grad Celsius entfernt werden können und im Allgemeinen die Gesundheit des SCR-Systems nicht beeinträchtigen. Im Laufe der Zeit wandeln sich solche Reduktionsmittelablagerungen jedoch in harte Ablagerungen um, die nur bei hohen Regenerationstemperaturen (z. B. größer als 600 Grad Celsius) entfernbar sind. Im Allgemeinen treten Hochtemperaturregenerationsereignisse zum Entfernen von Reduktionsmittelablagerungen in vorbestimmten Intervallen auf oder basieren auf einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die unter Verwendung der Menge von eingeführtem Kraftstoff, Motordrehzahl oder anderer Motorparameter bestimmt wird. Solche herkömmlichen Mittel zur vorgeplanten Regeneration oder Veranlassung der Regeneration basierend auf herkömmlichen Verfahren, die verwendet werden, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen zu bestimmen, führen zu einer höheren Anzahl von Regenerationsereignissen als nötig. Häufiges Auftreten solcher Hochtemperaturregenerationsereignisse lässt den SCR-Katalysator, der in dem SCR-System enthalten ist, altern und reduziert die Lebensdauer des SCR-Katalysators.
Im Gegensatz dazu können verschiedene Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren zum Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen einen oder mehrere Vorteile bereitstellen, einschließlich zum Beispiel: (1) Ermöglichen einer genauen Schätzung von Reduktionsmittelablagerungen; (2) Hemmen der Bildung harter Reduktionsmittelablagerungen in dem Nachbehandlungssystem; und (3) Reduzieren einer Anzahl von Hochtemperaturregenerationsereignissen, dadurch Erhöhen einer Lebensdauer der SCR-Einheit.
1 ist eine schematische Darstellung eines Nachbehandlungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Nachbehandlungssystem 100 ist dazu konfiguriert, ein Abgas von einem Motor 10 (z. B. einem Dieselmotor, einem Benzinmotor, einem Erdgasmotor, einem Dual-Kraftstoff-Motor, einem Biodieselmotor, einem E-85-Motor oder einem beliebigen anderen geeigneten Motor) aufzunehmen und Bestandteile des Abgases, wie zum Beispiel NO_x-Gase, CO, Kohlenwasserstoffe usw., zu reduzieren. Das Nachbehandlungssystem 100 kann einen Reduktionsmittelspeichertank 110, eine Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120, ein Gehäuse 101, eine SCR-Einheit 150, umfassend einen SCR- Katalysator 152 und eine Steuerung 170, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 auch einen Oxidationskatalysator 130, einen Mischer 140 und eine Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe 132 einschließen.
Das Gehäuse 101 definiert ein Innenvolumen, in dem die SCR-Einheit 150 angeordnet ist. Das Gehäuse 101 kann aus einem starren, hitzebeständigen und korrosionsbeständigen Werkstoff, z. B. Edelstahl, Eisen, Aluminium, Metallen, Keramik oder einem anderen geeigneten Werkstoff, ausgebildet sein. Das Gehäuse 101 kann einen beliebigen geeigneten Querschnitt aufweisen, zum Beispiel kreisförmig, quadratisch, rechteckig, oval, elliptisch, polygonal oder eine beliebige andere geeignete Form.
Eine Einlassleitung 102 ist an einen Einlass des Gehäuses 101 fluidisch gekoppelt und dazu aufgebaut, Abgas von dem Motor 10 aufzunehmen und das Abgas zu einem inneren Volumen, das durch das Gehäuse 101 definiert ist, zu leiten. Außerdem kann eine Auslassleitung 104 an einen Auslass des Gehäuses 101 gekoppelt und dazu aufgebaut sein, behandeltes Abgas in die Umgebung auszustoßen (z. B. behandelt, um Bestandteile des Abgases, wie NO_x-Gase, unverbrannte Kohlenwasserstoffe usw., die in dem Abgas eingeschlossen sind, zu reduzieren).
Ein erster NO_x-Sensor 103 kann in der Einlassleitung 102 positioniert sein und ist konfiguriert, um eine Menge von NO_x-Gasen zu messen, die in dem Abgas an einer vorgelagerten Stelle des Reduktionsmitteleinspritzers 156 enthalten ist und in die SCR-Einheit 150 strömt. Der erste NO_x-Sensor 103 kann einen physischen Sensor oder einen virtuellen Sensor einschließen (z. B. kann eine Einlass-NO_x-Abgasmenge, die in das Nachbehandlungssystem 100 eintritt, virtuell durch die Steuerung 170 basierend auf verschiedenen Motorparametern, wie Motordrehzahl, Motordrehmoment, eingeführte Kraftstoffmenge usw. bestimmt werden). In verschiedenen Ausführungsformen können ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Sauerstoffsensor oder ein beliebiger anderer Sensor auch in der Einlassleitung 102 positioniert sein, um so einen oder mehrere Betriebsparameter des Abgases, das durch das Nachbehandlungssystem 100 strömt, zu bestimmen.
Ein zweiter NO_x-Sensor 105 ist in der Auslassleitung 104 positioniert und konfiguriert, um eine Menge von NO_x-Gasen im Abgas an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit 150 (z. B. im Abgas, das aus dem Nachbehandlungssystem 100 ausgestoßen wird, nachdem es die SCR-Einheit 150 durchlaufen hat) zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann ein Feinstaubsensor auch in der Auslassleitung 104 angeordnet und konfiguriert sein, um eine Menge von Feinstaub (e.g. Ruß, der in dem aus dem Filter austretenden Abgas enthalten ist) in dem aus dem Nachbehandlungssystem 100 austretenden Abgas zu bestimmen. In noch anderen Ausführungsformen kann ein Ammoniaksensor auch in der Auslassleitung 104 angeordnet und konfiguriert sein, um eine Ammoniakmenge in dem Abgas zu messen, welches das Nachbehandlungssystem 100 verlässt, d. h. den Ammoniakschlupf zu bestimmen. Dies kann als ein Maß zum Bestimmen der katalytischen Umwandlungseffizienz des SCR-Katalysators 152, der in der SCR-Einheit 150 enthalten ist, Anpassen einer Menge von Reduktionsmittel, die in die SCR-Einheit 150 einzuführen ist, und/oder Anpassen einer Temperatur der SCR-Einheit 150 verwendet werden, um es der SCR-Einheit 150 zu ermöglichen, Ammoniak effektiv für den katalytischen Abbau von NO_x-Gasen zu verwenden, die in dem Abgas, das dadurch strömt, enthalten sind. Ein Ammoniakoxidationskatalysator (AMO_x-Katalysator) (nicht gezeigt) kann der SCR-Einheit 150 nachgelagert positioniert sein, um so etwaiges nicht umgesetztes Ammoniak in dem Abgas der SCR-Einheit 150 nachgelagert zu zersetzen.
Ein Oxidationskatalysator 130 (z. B. ein Dieseloxidationskatalysator) kann der SCR-Einheit 150 vorgelagert positioniert und dazu konfiguriert sein, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und/oder CO, die in dem Abgas eingeschlossen sind, zu zersetzen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Oxidationskatalysator 130 einen Dieseloxidationskatalysator umfassen. In einigen Ausführungsformen kann auch ein Mischer 140 der SCR-Einheit 150 vorgelagert angeordnet sein, zum Beispiel zwischen dem Oxidationskatalysator 130 und der SCR-Einheit 150. Der Mischer 140 ist konfiguriert, um das Mischen des Reduktionsmittels, das in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, mit dem Abgas zu erleichtern, um die Zersetzung des Reduktionsmittels im Abgas zu erleichtern und Ammoniak zu erzeugen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 auch einen Filter (nicht gezeigt) einschließen, der zum Beispiel zwischen dem Oxidationskatalysator 130 und der SCR-Einheit 150 angeordnet und dazu konfiguriert ist, Feinstaub (z. B. Ruß, Schmutz, anorganische Partikel usw.) aus dem Abgas zu entfernen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Filter einen keramischen Filter einschließen. In einigen Ausführungsformen kann der Filter einen Cordierit-Filter einschließen, der zum Beispiel ein asymmetrischer Filter sein kann. In noch anderen Ausführungsformen kann der Filter katalysiert sein. Darüber hinaus kann eine Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe 132 an das Gehäuse 101 gekoppelt und dazu konfiguriert sein, Kohlenwasserstoffe selektiv auf dem Oxidationskatalysator 130 einzuführen. Der Oxidationskatalysator 130 ist so formuliert, dass er eine Zündung der Kohlenwasserstoffe katalysiert, um so eine Temperatur des Abgases zu erhöhen, zum Beispiel um die SCR-Einheit 150 und/oder einen Filter, der dem Oxidationskatalysator 130 nachgelagert angeordnet ist, zu regenerieren.
Die SCR-Einheit 150 schließt einen SCR-Katalysator 152 ein, der so formuliert ist, dass er NO_x-Gase, die in dem dort hindurch strömenden Abgas enthalten sind, in Gegenwart eines Reduktionsmittels zersetzt. In einigen Ausführungsformen kann die SCR-Einheit 150 einen Filter zur selektiven katalytischen Reduktion (SCRF) einschließen. Der SCR-Katalysator 152 kann auf einem geeigneten Substrat angeordnet sein, wie zum Beispiel einem keramischen (z. B. Cordierit) oder metallischen (z. B. Kanthal) Monolithkern, der zum Beispiel eine Wabenstruktur definieren kann. Ein Washcoat kann auch als ein Trägermaterial für den SCR-Katalysator 152 verwendet werden. Solche Washcoat-Materialien können beispielsweise Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, jedes andere geeignete Washcoat-Material oder eine Kombination daraus, einschließen. Der Monolithkern kann sicher in einer Dose positioniert sein, um die SCR-Einheit 150 zu bilden, die in dem Nachbehandlungssystem 100 installiert ist.
Obwohl 1 nur den Oxidationskatalysator 130 und die SCR-Einheit 150 in dem inneren Volumen zeigt, das durch das Gehäuse 101 definiert ist, kann in anderen Ausführungsformen eine Vielzahl von Nachbehandlungskomponenten innerhalb des inneren Volumens, das durch das Gehäuse 101 definiert ist, zusätzlich zu dem Oxidationskatalysator 130 und der SCR-Einheit 150 positioniert sein. Solche Nachbehandlungskomponenten können zum Beispiel den Mischer 140, Prallplatten, sekundäre Filter (z. B. einen sekundären Nebenstrom- oder katalysierten Filter) oder eine beliebige andere geeignete Nachbehandlungskomponente umfassen.
Der Reduktionsmittellagertank 110 ist für eine Lagerung eines Reduktionsmittels gestaltet. Das Reduktionsmittel ist so formuliert, dass es die Zerlegung der Bestandteile des Abgases (z. B. im Abgas enthaltene NOx-Gase) erleichtert. Es kann ein beliebiges, geeignetes Reduktionsmittel verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Abgas ein Dieselabgas, und das Reduktionsmittel umfasst ein Diesel-Abgasfluid. Das Diesel-Abgasfluid kann zum Beispiel Harnstoff, eine wässrige Harnstofflösung oder jedes andere Fluid, das Ammoniak umfasst, Nebenprodukte oder beliebige andere Diesel-Abgasfluide umfassen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind (z. B. das Diesel-Abgasfluid, das unter dem Namen ADBLUE® vermarktet wird). Das Reduktionsmittel kann beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung mit einem bestimmten Harnstoff-Wasser-Verhältnis umfassen. In besonderen Ausführungsformen kann Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung umfassen, die zu 32,5 Masse- % Harnstoff und 67,5 Masse- % entionisiertes Wasser, 40 Masse- % Harnstoff und 60 Masse- % entionisiertes Wasser oder ein beliebiges anderes geeignetes Verhältnis von Harnstoff zu entionisiertem Wasser einschließt.
Eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 ist fluidleitend mit dem Reduktionsmittelspeichertank 110 verbunden. Die Reduktionsmitteleinführanordnung 120 ist so ausgelegt, dass sie das Reduktionsmittel selektiv in die SCR-Einheit 150 oder vorgelagert davon (z. B. in die Einlassleitung 102), oder in einen Mischer (nicht dargestellt) der SCR-Einheit 150 vorgelagert einspritzt. Die Reduktionsmitteleinführunganordnung 120 kann verschiedene Strukturen umfassen, um eine Aufnahme des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmittelspeichertank 110 und Weiterleitung zu der SCR-Einheit 150 zu ermöglichen, zum Beispiel Pumpen, Düsen, Siebe, Filter usw.
Das Nachbehandlungssystem 100 umfasst einen Reduktionsmitteleinspritzer 156, der fluidisch an die Reduktionsmitteleinführanordnung 120 gekoppelt und konfiguriert ist, das Reduktionsmittel (z. B. einen kombinierten Fluss von Reduktionsmittel und Druckluft) in die SCR-Einheit 150 einzuführen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Reduktionsmitteleinspritzer 156 eine Düse mit einem vorbestimmten Durchmesser umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Reduktionsmitteleinspritzer 156 in einer Reduktionsmittelöffnung an einer Seitenwand des Gehäuses 101 positioniert und dazu aufgebaut sein, eine Einführung eines Reduktionsmittels dadurch in das innere Volumen, das durch das Gehäuse 101 definiert ist, zu ermöglichen. Der Reduktionsmitteleinspritzer 156 kann dazu aufgebaut sein, dass er einen Strom oder einen Strahl des Reduktionsmittels in das innere Volumen des Gehäuses 101 leitet, um so das Reduktionsmittel zu der SCR-Einheit 150 zu leiten. Die Reduktionsmittelöffnung kann der SCR-Einheit 150 vorgelagert positioniert sein (um z. B. zu ermöglichen, dass das Reduktionsmittel in das Abgas der SCR-Einheit 150 vorgelagert eingeführt wird) oder über der SCR-Einheit 150 angeordnet sein (um z. B. zu ermöglichen, dass das Reduktionsmittel direkt in die SCR-Einheit 150 eingeführt wird). In anderen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelöffnung an der Einlassleitung 102 angeordnet und dazu konfiguriert sein zu ermöglichen, dass Reduktionsmittel in die der SCR-Einheit 150 vorgelagerten Einlassleitung 102 oder zwischen den Oxidationskatalysator 130 und den Mischer 140 eingeführt wird. In solchen Ausführungsformen können Mischer, Prallplatten, Strömungsteiler oder andere Strukturen in der Einlassleitung 102 angeordnet sein, um das Mischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas zu erleichtern.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist die Steuerung 170 kommunikativ mit dem ersten NO_x-Sensor 103 gekoppelt und kann konfiguriert sein, um ein erstes NO_x-Sensorsignal von dem ersten NO_x-Sensor 103 zu empfangen, das einer ersten Menge von NO_x-Gasen in dem Abgas an einer dem Reduktionsmitteleinspritzer 156 vorgelagerten Stelle entspricht. Die Steuerung 170 ist auch kommunikativ mit dem zweiten NO_x-Sensor 105 gekoppelt und konfiguriert, um ein zweites NO_x-Sensorsignal von dem zweiten NO_x-Sensor 105 zu empfangen und eine zweite Menge von NO_x-Gasen oder Ammoniak zu bestimmen, die in dem der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas enthalten ist.
Die Steuerung 170 ist auch mit der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 gekoppelt und konfiguriert, um eine Reduktionsmittelmenge zu bestimmen, die über die Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 operativ mit der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 132 gekoppelt sein und konfiguriert sein, um die Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 anzuweisen, eine Menge von eingeführtem Reduktionsmittel basierend auf einem oder mehreren Motorparametern in das Nachbehandlungssystem 100 einzuführen, der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten und der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Menge von NO_x-Gasen und einer Temperatur des Abgases oder beliebigen anderen geeigneten Parametern einzuführen. Die Steuerung 170 kann betreibbar an die verschiedenen Komponenten des Nachbehandlungssystems 100 unter Verwendung eines beliebigen Typs und einer beliebigen Anzahl von drahtgebundenen oder drahtlosen Verbindungen gekoppelt sein. Zum Beispiel kann eine verdrahtete Verbindung ein serielles Kabel, ein faseroptisches Kabel, ein CAT5-Kabel oder jegliche andere Form von verdrahteter Verbindung sein. Drahtlose Verbindungen können das Internet, Wi-Fi (W-LAN), zelluläre Einheiten, Funk, Bluetooth, ZigBee usw. einschließen. In einer Ausführungsform stellt ein Controller-Area-Network-Bus (CAN-Bus) den Austausch von Signalen, Informationen bzw. Daten bereit. Der CAN-Bus beinhaltet eine beliebige Anzahl von verdrahteten und drahtlosen Verbindungen.
Die Steuerung 170 ist konfiguriert, um eine Menge von Reduktionsmittelablagerungen zu schätzen, die sich im Nachbehandlungssystem 100 (z. B. abgelagert auf Innenflächen des Nachbehandlungssystems, am Mischer oder anderen Komponenten des Nachbehandlungssystems 100) basierend auf der Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wurde, und der dem Reduktionsmitteleinspritzer 156 vorgelagerten und der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Menge von NO_x-Gasen zu schätzen. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 170 programmiert, um eine Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle 156 gemessen wird, die Menge von NOx-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle 150 gemessen wird, und eine Menge von Reduktionsmittel, die durch den Reduktionsmitteleinspritzer 150 in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wurde, zu schätzen. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 konfiguriert sein, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, über die folgende Gleichung zu schätzen: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)}$
wobei R_D = Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, R_I = Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, und R_(INOx-ONOx) die Menge von Reduktionsmittel ist, die verbraucht würde, um die NO_x-Menge von der dem Reduktionsmitteleinspritzer 156 vorgelagerten Menge von NO_x-Gasen auf die der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Menge von NO_x-Gasen zu reduzieren.
Gleichung (1) ist im Wesentlichen eine Massenbilanzgleichung, die bestimmt oder schätzt, wie viel Reduktionsmittel im Nachbehandlungssystem 100 unverbraucht bleibt, die das Potenzial hat, Reduktionsmittelablagerungen im Nachbehandlungssystem 100 zu bilden. Die Steuerung 170 kann einen freilaufenden Zähler einschließen, der die Menge von abgeschiedenem Reduktionsmittel in Echtzeit bestimmt (z. B. akkumuliert, summiert oder integriert), um die Gesamtmenge von Reduktionsmittelablagerungen zu schätzen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 zu einem gegebenen Zeitpunkt gebildet werden. Der Zähler erhöht sich mit einer höheren Geschwindigkeit, wenn ein größerer Unterschied zwischen der Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, und der Menge von Reduktionsmittel, die verbraucht würde, um die NO_x-Menge von der dem Reduktionsmitteleinspritzer 156 vorgelagerten Menge von NO_x-Gasen auf die der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Menge von NO_x-Gasen zu reduzieren.
Die Steuerung 170 ist auch programmiert, um die Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 anzuweisen oder dieser zu befehlen, eine Menge von Reduktionsmittel, die dem Nachbehandlungssystem 100 durch den Reduktionsmitteleinspritzer 156 zugeführt werden soll, basierend auf der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, einzustellen. Wenn zum Beispiel die Reduktionsmittelablagerungen mit einer schnelleren Ablagerungsrate als einem Ablagerungsschwellenwert abgelagert werden, kann die Steuerung 170 die Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 anweisen, eine Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, zu reduzieren, um die Reduktionsmittelablagerungsrate zu reduzieren.
In einigen Ausführungsformen ist als Reaktion darauf, dass die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, gleich oder größer als eine Schwellenmenge ist, die Steuerung 170 programmiert, um die Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe 132 anzuweisen oder ihr zu befehlen, Kohlenwasserstoffe in das Nachbehandlungssystem 100 einzuführen. Die eingeführten Kohlenwasserstoffe verbrennen in dem Abgas (z. B. in einer Oxidationsreaktion, die durch den Oxidationskatalysator 130 katalysiert wird), um die Temperatur des Abgases auf eine Regenerationstemperatur (z. B. größer als 600 Grad Celsius) zu erhöhen, die ausreicht, um die Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet werden, zu zersetzen.
Das Reduktionsmittel, das in das Abgas eingeführt wird, das durch das Nachbehandlungssystem 100 strömt, zersetzt sich, um Abgas zu erzeugen, das dann von der SCR-Einheit 150 verwendet wird, um die Zersetzung von NO_x-Gasen, die in dem Abgas enthalten sind, zu katalysieren. In einigen Situationen bleibt ein Teil des Ammoniakgases unverbraucht, wenn es durch das Nachbehandlungssystem 100 strömt, und bleibt im der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas vorhanden. Dies wird allgemein als Ammoniakschlupf bezeichnet, d. h. Ammoniak, das durch die SCR-Einheit 150 schlüpft, ohne verbraucht zu werden. Der Ammoniakschlupf stellt einen Teil des Reduktionsmittels dar, das nicht zur NO_x-Zersetzung verwendet wird, aber auch nicht im Nachbehandlungssystem 100 abgelagert wird, d. h. keine Reduktionsmittelablagerungen verursacht. Die Steuerung 170 ist konfiguriert, um den Ammoniakschlupf zu berücksichtigen, wenn sie die Menge von Reduktionsmittel schätzt, die im Nachbehandlungssystem 100 abgelagert wird, wie hierin beschrieben.
Der zweite NO_x-Sensor 105, der zur Bestimmung der Menge oder Konzentration von NO_x-Gasen im der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas verwendet wird, ebenfalls empfindlich für Ammoniak ist. Somit entspricht ein Teil des zweiten NO_x-Mengensignal_s, das vom zweiten NO_x-Sensor 105 gemessen wird, der Ammoniakmenge im der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas entspricht. Die Steuerung 170 verwendet diese Querempfindlichkeit für Ammoniak, um zu bestimmen, ob Ammoniak in dem der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas vorhanden ist, d. h. ein Ammoniakschlupf auftritt. Die Steuerung 170 kann programmiert sein, um den Teil des zweiten NO_x-Mengensignals zu bestimmen, der dem Ammoniakschlupf zuzuschreiben ist, und daraus einen Ammoniakschlupfparameter zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 einen Prozentsatz des zweiten NO_x-Mengensignals bestimmen, der dem Ammoniakschlupf zuzuschreiben ist, der in einigen Fällen so hoch wie 70 % -80 % des gesamten zweiten NO_x-Mengensignals sein kann. Die Steuerung 170 ist konfiguriert, um den Ammoniakschlupfparameter aus dem Anteil oder Prozentsatz des zweiten NO_x-Mengensignals, der dem Ammoniak zugeordnet ist, zu bestimmen.
Die Steuerung 170 ist programmiert zum Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle 156 gemessen wird, der Menge von NO_x-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle 150 gemessen wird, der Menge von Reduktionsmittel, das durch den Reduktionsmitteleinspritzer 156 in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 konfiguriert sein, um den Ammoniakschlupfparameter als Gewichtungsparameter in Gleichung 1 zu verwenden, um eine Inkrementrate und Dekrementierung des Reduktionsmittelablagerungszählers wie folgt zu reduzieren: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei ASP der Ammoniakschlupfparameter ist. Der Ammoniakschlupfparameter kann eine Zahl größer als 1 sein, was den Wert des Terms innerhalb der Klammer in Gleichung (2) erhöht. Wenn zum Beispiel der Ammoniakanteil des zweiten NO_x-Signals 70 % beträgt, kann der Ammoniakschlupfparameter 0,7 betragen. Da R_I durch den Ammoniakschlupfparameter nicht beeinflusst wird, wird der in Gleichung 2 bestimmte R_D aufgrund des höheren Werts des Terms innerhalb der Klammer in Bezug auf Gleichung (1) reduziert, wodurch Ammoniakschlupf berücksichtigt wird.
Alternativ können separate Ammoniakschlupfparameter für die vorgelagerten und nachgelagerten NO_x-Gase vorhanden sein, so dass die Steuerung 170 konfiguriert ist, um zwei Ammoniakschlupfparameter als Gewichtungsparameter zu verwenden, um eine Inkrementrate und Dekrementierung des Reduktionsmittelablagerungszählers wie folgt zu reduzieren: $R_{D} = R_{I} - (R_{(INOx)} * {ASP}_{I}) - (R_{(ONOx)} * {ASP}_{O})$
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 programmiert sein, um basierend darauf, dass die zweite NO_x-Menge durch den zweiten NO_x-Sensor 105 gemessen wird, zu bestimmen, dass Ammoniak in dem der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas vorhanden ist. Als Reaktion darauf, dass zum Beispiel eine durchschnittliche zweite NO_x-Menge über die Zeit von NO_x-Gasen im Abgas, die durch den zweiten NO_x-Sensor bestimmt wird, gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, bestimmt die Steuerung 170, dass der SCR-Einheit 150 nachgelagertes Ammoniak vorhanden ist, d. h. Ammoniakschlupf auftritt. Die Steuerung 170 kann dann den Ammoniakschlupfparameter bestimmen und Gleichung (2) verwenden, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, zu schätzen.
In einigen Fällen können Spitzen in der Menge von NO_x-Gasen im der SCR-Einheit 150 vorgelagerten Abgas einen plötzlichen Anstieg verursachen oder Spitzen in der zweiten NO_x-Menge, die durch den zweiten NO_x-Sensor 105 gemessen wird, die größer als der Schwellenwert sein kann, aber nicht auf Ammoniakschlupf zurückzuführen ist, verursachen. Die Steuerung 170 kann auch programmiert sein, um zu bestimmen, ob die zweite NO_x-Menge gleich oder größer als der Schwellenwert ist. Als Reaktion darauf, dass die zweite NO_x-Menge innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums zur durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge zurückkehrt, bestimmt die Steuerung 170, dass die Spitze in der zweiten NO_x-Menge aufgrund einer tatsächlichen NO_x-Spitze vorliegt. Wenn jedoch die zweite Spitze der NO_x-Menge nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitraums zur durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge zurückkehrt, impliziert dies, dass der Anstieg auf Ammoniakschlupf zurückzuführen ist, und die Steuerung 170 verwendet Gleichung 2, um eine Menge von Reduktionsmittelablagerungen zu schätzen.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 auch programmiert sein, um eine katalytische Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit 150 zu bestimmen und die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, auch basierend auf der katalytischen Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit 150 zu schätzen. Wenn zum Beispiel die katalytische Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit 150 sehr hoch ist (z. B. größer als 97 %), was darauf zurückzuführen sein kann, dass die Temperatur des SCR-Katalysators 152 hoch ist (z. B. größer als 400 Grad Celsius), kann die SCR-Einheit 150 das gesamte eingeführte Reduktionsmittel verbrauchen sowie Reduktionsmittelablagerungen im Nachbehandlungssystem 100 aufbrauchen. Bei solch einer hohen katalytischen Umwandlungseffizienz wird im Wesentlichen das gesamte (z. B. mehr als 97 %) Ammoniak oder Ammoniumoxid in dem Abgas nach dem Durchströmen der SCR-Einheit in Stickstoff (N₂) umgewandelt und trägt nicht zur zweiten NO_x-Menge bei. Die Steuerung 170 kann programmiert sein zum Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die aufgrund der hohen Temperatur des Abgases verbraucht werden, und die Menge von Gleichung (1) oder (2) abzuziehen.
In einigen Fällen kann das Reduktionsmittel auf den Mischer 140 auftreffen und zu weichen Reduktionsmittelablagerungen führen, zum Beispiel blütenblattförmigen Ablagerungen, die im Abgas bei Temperaturen im Bereich von 300-400 Grad Celsius leicht zersetzt werden. Daher tragen solche Ablagerungen entweder nicht zu R_D in Gleichung (1) bei, da sie schließlich in der SCR-Einheit 150 verbraucht werden, oder tragen zur Ablagerung bei, wenn sie zu Ammoniakschlupf führen, was in Gleichung (2) berücksichtigt wird. In solchen Fällen stellt die Ablagerung, die im Nachbehandlungssystem 100 zersetzt wird, dem Abgas zusätzlich zu dem Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, auch Ammoniak bereit. Die Steuerung 170 kann auch programmiert sein zum Reduzieren der Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, um die verbrauchten Reduktionsmittelablagerungen zu berücksichtigen. Auf diese Weise wird weniger Reduktionsmittel verwendet, sowie die Gesamtmenge an Reduktionsmittelablagerungen genau berechnet, wodurch das Auftreten häufiger Hochtemperaturregenerationsereignisse reduziert wird. Wenn andererseits die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführte Reduktionsmittelmenge zu stark reduziert wird, kann die zweite NO_x-Menge über eine zulässige zweite NO_x-Menge hinaus zunehmen, die in dem in die Umgebung ausgestoßenen Abgas vorhanden sein kann. Die Steuerung 170 kann programmiert sein, um die Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wird, zu reduzieren, um Reduktionsmittelablagerungen zu berücksichtigen, die verbraucht werden, und die Menge von eingeführtem Reduktionsmittel als Reaktion darauf zu erhöhen, dass die zweite NO_x-Menge gleich oder größer als die zulässige zweite NO_x-Menge ist.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 170 in einem Steuersystem eingeschlossen sein. Zum Beispiel ist 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems 171, das gemäß einer Ausführungsform die Steuerung 170 einschließt. Die Steuerung 170 umfasst einen Prozessor 172, einen Speicher 174 oder ein beliebiges anderes computerlesbares Medium und eine Kommunikationsschnittstelle 176. Darüber hinaus schließt die Steuerung 170 eine erste und eine zweite Schaltlogik zur Bestimmung der NO_x-Menge 174a, eine Schaltlogik zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters 174b, eine Schaltlogik zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen 174c, eine Schaltlogik zur Steuerung der Reduktionsmitteleinführung 174d und eine Schaltlogik zur Steuerung der Einführung von Kohlenwasserstoff (HC) 174e ein. Es versteht sich, dass die Steuerung 170 nur eine Ausführungsform der Steuerung 170 zeigt, und auch jede andere Steuerung verwendet werden kann, die in der Lage ist, die hierin beschriebenen Aufgaben auszuführen.
Der Prozessor 172 kann einen Mikroprozessor, einen speicherprogrammierbaren Steuerchip (PLC), einen ASIC-Chip oder einen anderen geeigneten Prozessor umfassen. Der Prozessor 172 kommuniziert mit dem Speicher 174 und ist dazu ausgelegt, Anweisungen, Algorithmen, Befehle oder sonstige im Speicher 174 abgelegte Programme auszuführen.
Der Speicher 174 umfasst alle hier besprochenen Speicher- bzw. Speicherplatzkomponenten. Beispielsweise kann der Speicher 174 einen Arbeitsspeicher bzw. Cache des Prozessors 172 umfassen. Der Speicher 174 kann auch ein oder mehrere Speichermedien umfassen (z. B. Festplatten, Flash-Laufwerke, computerlesbare Medien usw.), welche entweder lokal oder entfernt von der Steuerung 170 angeordnet sind. Der Speicher 174 ist dazu ausgelegt, Nachschlagetabellen, Algorithmen oder Anweisungen zu speichern.
In einer Konfiguration sind die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung als maschinen- oder computerlesbare Medien (z. B. in dem Speicher 174 gespeichert) ausgeführt, die durch einen Prozessor, wie den Prozessor 172, ausführbar sind. Wie hierin beschrieben und neben anderen Verwendungen ermöglichen die maschinenlesbaren Medien (z. B. der Speicher 174) die Durchführung bestimmter Vorgänge zum Empfangen und Senden von Daten. Zum Beispiel können die maschinenlesbaren Medien eine Anweisung (z. B. einen Befehl usw.) bereitstellen, um z. B. Daten zu erfassen. In diesem Zusammenhang können die maschinenlesbaren Medien eine programmierbare Logik einschließen, welche die Häufigkeit der Datenerfassung (oder Datenübertragung) definiert. Die computerlesbaren Medien können daher Code einschließen, der in jeder beliebigen Programmiersprache geschrieben sein kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Java oder dergleichen, sowie in allen herkömmlichen prozeduralen Programmiersprachen wie C-Programmiersprachen oder ähnlichen Programmiersprachen. Der computerlesbare Programmcode kann auf einem Prozessor oder mehreren entfernten Prozessoren ausgeführt werden. In letzterem Szenario können die entfernten Prozessoren miteinander durch jede beliebige Art von Netzwerk (z. B. CAN-Bus usw.) verbunden sein.
In einer anderen Konfiguration sind die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung als Hardwareeinheiten, wie elektronische Steuereinheiten, ausgeführt. Die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters, die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung können daher als eine oder mehrere Schaltlogikkomponenten ausgeführt sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Verarbeitungsschaltlogik, Netzwerkschnittstellen, Peripherievorrichtungen, Eingabevorrichtungen, Ausgabevorrichtungen, Sensoren usw.
In einigen Ausführungsformen können die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters, die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung die Form einer oder mehrerer analoger Schaltungen, elektronischer Schaltungen (z. B. integrierter Schaltungen (IC), diskreter Schaltungen, System-auf-Chip-Schaltungen (SOC-Schaltungen), Mikrosteuerungen usw.), Telekommunikationsschaltungen, Hybridschaltungen und einen beliebigen Typ von „Schaltung“ annehmen. In dieser Hinsicht können die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der ersten und zweiten NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters, die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerung, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung jede Art von Komponente einschließen, um das Erreichen der hierin beschriebenen Vorgänge zu erzielen oder zu erleichtern. Zum Beispiel kann eine Schaltung, wie hierin beschrieben, einen oder mehrere Transistoren, Logikgatter (z. B. NAND, AND, NOR, OR, XOR, NOT, XNOR usw.), Widerstände, Multiplexer, Register, Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden, Verdrahtung usw. einschließen.
Somit können die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters, die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung auch programmierbare Hardwarevorrichtungen, wie feldprogrammierbare Gate-Arrays, programmierbare Array-Logik, programmierbare Logikvorrichtungen oder dergleichen einschließen. In dieser Hinsicht können die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung eine oder mehrere Speichervorrichtungen zum Speichern von Anweisungen einschließen, die durch den bzw. die Prozessoren der Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, der Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; der Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, der Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und der Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung ausführbar sind. Die eine oder mehreren Speichervorrichtungen und der eine oder die mehreren Prozessoren können die gleiche Definition haben, wie sie unten in Bezug auf den Speicher 174 und den Prozessor 172 bereitgestellt ist.
In dem gezeigten Beispiel schließt die Steuerung 170 den Prozessor 172 und den Speicher 174 ein. Der Prozessor 172 und der Speicher 174 können dazu aufgebaut oder konfiguriert sein, die hierin beschriebenen Anweisungen, Befehle und/oder Steuerprozesse in Bezug auf die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der ersten und zweiten NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung auszuführen oder zu implementieren. Somit stellt die dargestellte Konfiguration die vorstehend genannte Anordnung dar, wobei die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung als maschinelle oder computerlesbare Medien ausgeführt sind. Wie oben erwähnt, soll diese Veranschaulichung jedoch nicht einschränkend sein, da die vorliegende Offenbarung andere Ausführungsformen in Betracht zieht, wie die zuvor erwähnte Ausführungsform, bei der die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der ersten und zweiten NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung oder mindestens eine Schaltung der ersten und zweiten Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, der Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters, der Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, der Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und der Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung als eine Hardwareeinheit konfiguriert sind. Alle derartigen Kombinationen und Variationen sollen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Der Prozessor 172 kann als einer oder mehrere Mehrzweck-Prozessoren, als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), digitaler Signalprozessor (DSP), Gruppe von Prozessorkomponenten oder andere geeignete elektronische Verarbeitungskomponenten implementiert sein. In einigen Ausführungsformen können der eine oder die mehreren Prozessoren durch mehrere Schaltungen gemeinsam genutzt werden (z. B. die Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge, die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters; die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen, die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel und die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung), die denselben Prozessor umfassen oder auf andere Weise gemeinsam nutzen, der in einigen beispielhaften Ausführungsformen Anweisungen ausführen kann, die über unterschiedlichen Speicherbereiche gespeichert sind oder auf die auf andere Weise zugegriffen wird. Alternativ oder zusätzlich können der eine oder die mehreren Prozessoren dazu aufgebaut sein, bestimmte Vorgänge unabhängig von einem oder mehreren Co-Prozessoren durchzuführen oder anderweitig auszuführen. In anderen Ausführungsbeispielen können zwei oder mehr Prozessoren über einen Bus gekoppelt sein, um eine unabhängige, parallele, Pipeline- oder Multithread-Befehlsausführung zu ermöglichen. Alle derartigen Variationen sollen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen. Der Speicher 174 (z. B. RAM, ROM, Flash-Memory, Festplattenspeicher usw.) kann Daten bzw. Computercode zum Ermöglichen der verschiedenen hier beschriebenen Prozesse speichern. Der Speicher 174 kann mit dem Prozessor 172 kommunikativ verbunden sein, um dem Prozessor 172 Computercode oder Anweisungen bereitzustellen, um mindestens einige der hierin beschriebenen Prozesse auszuführen. Darüber hinaus kann der Speicher 174 ein gegenständlicher, nicht transienter flüchtiger Speicher oder nicht flüchtiger Speicher sein oder diese einschließen. Demgemäß kann der Speicher 174 Datenbankkomponenten, Objektcodekomponenten, Skriptkomponenten oder einen beliebigen anderen Typ von Informationsstruktur zum Unterstützen der verschiedenen Aktivitäten und Informationsstrukturen, die hier beschrieben sind, einschließen.
Die Kommunikationsschnittstelle 176 kann drahtlose Schnittstellen (z. B. Buchsen, Antennen, Sender, Empfänger, Kommunikationsschnittstellen, drahtgebundene Endgeräte usw.) zum Durchführen von Datenkommunikationen mit verschiedenen Systemen, Vorrichtungen oder Netzwerken einschließen. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 176 eine Ethernet-Karte und einen Anschluss zum Senden und Empfangen von Daten über ein ethernetbasiertes Kommunikationsnetzwerk und/oder eine WiFi-Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit dem ersten NO_x-Sensor 103, dem zweiten NO_x-Sensor 105, der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 132 oder der Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe 132 einschließen. Die Kommunikationsschnittstelle 176 kann gestaltet sein, über lokale Bereichsnetzwerke (z. B. das Internet usw.) zu kommunizieren, und kann eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen (z. B. IP, LON, Bluetooth, ZigBee, Funk, Mobilfunk, Nahfeldkommunikation usw.) verwenden.
Die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge sind konfiguriert, um ein erstes NO_x-Signal von dem ersten NO_x-Sensor 103 zu empfangen und eine erste Menge von NO_x-Gasen an einer dem Reduktionsmitteleinspritzer 156, der in dem Nachbehandlungssystem 100 enthalten ist, vorgelagerten Stelle zu bestimmen (z. B. eine NO_x-Einlassmenge von NO_x-Gasen, die in das Nachbehandlungssystem 100 eintreten). Außerdem sind die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge konfiguriert, um ein zweites NO_x-Signal von dem zweiten NO_x-Sensor 105 zu empfangen und daraus eine zweite Menge von NO_x-Gasen an einer der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Stelle (z. B. eine Auslass-NO_x-Menge) zu bestimmen. Die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge können auch konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob Ammoniakschlupf auftritt. Zum Beispiel können die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge bestimmen, dass Ammoniakschlupf auftritt, wenn eine durchschnittliche zweite NO_x-Menge über die Zeit von der SCR-Einheit 150 nachgelagerten NO_x-Gasen über einem Schwellenwert liegt und/oder wenn eine Spitze in dem zweiten NO_x-Signal nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit auf die durchschnittliche zweite NO_x-Menge abnimmt, wie vorstehend beschrieben. Die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge können dann konfiguriert sein, um den Anteil oder Prozentsatz des zweiten NO_x-Mengensignals zu bestimmen, der auf Ammoniakgas zurückzuführen ist, das in dem der SCR-Einheit 150 nachgelagerten Abgas vorhanden ist.
Die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters ist konfiguriert, um den Ammoniakschlupfparameter zu bestimmen. Als Reaktion darauf, dass die erste und die zweite Schaltlogik 174a zur Bestimmung der NO_x-Menge bestimmen, dass Ammoniakschlupf auftritt, kann die Schaltlogik 174b zur Bestimmung des Ammoniakschlupfparameters dann konfiguriert sein, den Anteil oder Prozentsatz des zweiten NO_x-Mengensignals zu bestimmen, der dem Ammoniakgas zuzuschreiben ist, das in dem der SCR-Einheit 150 nachgeschalteten Abgas vorhanden ist, und daraus den Ammoniakschlupfparameter zu bestimmen.
Die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen ist konfiguriert, um eine Reduktionsmittelmenge zu bestimmen, die im Nachbehandlungssystem 100 abgelagert wird. Zum Beispiel kann die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen Gleichung (1) oder Gleichung (2) verwenden, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen zu schätzen, die wie vorstehend beschrieben gebildet wurde.
Die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel ist konfiguriert, um eine Menge von Reduktionsmittel zu bestimmen, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wurde, die von der Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen verwendet wird, um die Menge von Reduktionsmittelablagerungen zu schätzen. Die Schaltlogik 174d zur Steuerung der Einführung von Reduktionsmittel ist auch konfiguriert, um die Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 einzuführen ist, basierend auf einem oder mehreren Motorparametern, NOx-Gasen, die in das Nachbehandlungssystem eintreten, sowie der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, einzustellen.
Die Schaltlogik 174e zur Steuerung der HC-Einführung ist konfiguriert, um die Einführung von Kohlenwasserstoffen in das Nachbehandlungssystem 100 zu steuern. Als Reaktion darauf, dass eine Menge von Reduktionsmittel, die in dem Nachbehandlungssystem 100 abgelagert wird, wie durch die Schaltlogik 174c zur Schätzung der Reduktionsmittelablagerungen bestimmt, gleich oder größer als ein Reduktionsmittelablagerungsschwellenwert ist, kann die Schaltlogik zur Steuerung der HC-Einführung 174e die Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe 132 anweisen, Kohlenwasserstoffe in das Abgas einzuführen, das durch das Nachbehandlungssystem 100 strömt. Die Kohlenwasserstoffe verbrennen im Oxidationskatalysator 130, was eine Temperaturerhöhung des Abgases verursacht, die ausreicht, um die Reduktionsmittelablagerungen zu zersetzen.
3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in einem Nachbehandlungssystem (z. B. dem Nachbehandlungssystem 100) gebildet wird, das eine SCR-Einheit (z. B. die SCR-Einheit 150) gemäß einer Ausführungsform einschließt. Obwohl das Verfahren 200 in Bezug auf die Steuerung 170 beschrieben ist, versteht es sich, dass die Vorgänge des Verfahrens 200 oder jedes andere hierin beschriebene Verfahren (z. B. das Verfahren 300) mit jeder anderen Steuerung oder jedem anderen Steuersystem (z. B. einem Motorsteuersystem) durchgeführt werden können.
Das Verfahren 200 schließt bei 202 das Bestimmen einer ersten NO_x-Menge von NO_x-Gasen an einer einem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle (z. B. dem Reduktionsmitteleinspritzer 156), der in dem Nachbehandlungssystem enthalten ist, ein. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 konfiguriert sein, um ein erstes NO_x-Mengensignal von dem ersten NO_x-Sensor 103 zu empfangen und daraus die erste NO_x-Menge zu bestimmen. Bei 204 wird eine zweite NO_x-Menge von NO_x-Gasen an einer der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle (z. B. eine Auslass-NO_x-Menge) bestimmt. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 konfiguriert sein, um ein zweites NO_x-Mengensignal von dem zweiten NO_x-Sensor 105 zu empfangen und daraus die zweite NO_x-Menge zu bestimmen. Bei 206 wird eine Reduktionsmittelmenge bestimmt, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 operativ mit der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 gekoppelt sein und ein Reduktionsmitteleinführungssignal von der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 empfangen, um die Reduktionsmittelmenge zu bestimmen, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wurde.
In einigen Ausführungsformen schließt das Verfahren 200 bei 208 auch das Bestimmen ein, ob Ammoniakschlupf auftritt. Als Reaktion darauf, dass kein Ammoniakschlupf auftritt (208: NEIN), kann eine katalytische Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit (z. B. die SCR-Einheit 150) bei 212 bestimmt werden (z. B. durch die Steuerung 170). Als Reaktion auf das Bestimmen, dass Ammoniakschlupf auftritt (208: JA), d. h. Ammoniak ist der SCR-Einheit 150 nachgelagert vorhanden, wird bei 210 ein Ammoniakschlupfparameter bestimmt, wie zuvor hierin beschrieben, bevor zum Vorgang 212 übergegangen wird.
Bei 214 schließt das Verfahren 200 das Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, basierend auf der Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem 100 eingeführt wurde, der ersten NO_x-Menge und der zweiten NO_x-Menge, zum Beispiel unter Verwendung von Gleichung 1, ein. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, mittels Gleichung 1 schätzen.
In einigen Ausführungsformen kann die Menge von gebildeten Reduktionsmittelablagerungen basierend auf der ersten NO_x-Menge, der zweiten NO_x-Menge, der Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wird, und dem Ammoniakschlupfparameter, zum Beispiel unter Verwendung von Gleichung (2), wie vorstehend beschrieben, geschätzt werden (z. B. durch die Steuerung 170). In einigen Ausführungsformen kann die Menge der gebildeten Reduktionsmittelablagerungen auch basierend auf der katalytischen Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit 150 bestimmt werden (z. B. durch die Steuerung 170), wie vorstehend beschrieben.
Bei 216 wird eine Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wird, basierend auf der Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, eingestellt (z. B. durch die Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung 120 basierend auf Anweisungen, die von der Steuerung 170 empfangen werden). In einigen Ausführungsformen 218 können Kohlenwasserstoffe in das Nachbehandlungssystem eingeführt werden (z. B. durch die Baugruppe zur HC-Einführung 132 basierend auf Anweisungen, die von der Steuerung 170 empfangen werden). Zum Beispiel kann als Reaktion auf das Bestimmen, dass eine Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem 100 gebildet wird, gleich oder größer als ein Reduktionsmittelablagerungsschwellenwert ist, die Steuerung 170 die Baugruppe zur HC-Einführung 132 anweisen, Kohlenwasserstoffe in das Nachbehandlungssystem 100 einzuführen. Die Kohlenwasserstoffe verbrennen über den Oxidationskatalysator 130 und erhöhen die Temperatur des Abgases auf eine Temperatur (z. B. größer als 600 Grad Celsius), die ausreicht, um im Nachbehandlungssystem 100 gebildete Reduktionsmittelablagerungen zu zersetzen.
4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bestimmen, dass Ammoniakschlupf in einem Nachbehandlungssystem (z. B. dem Nachbehandlungssystem 100) auftritt, gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 300 kann von der Steuerung 170 verwendet werden, um zu bestimmen, ob Ammoniakschlupf auftritt, und als Reaktion auf das Auftreten von Ammoniakschlupf den Ammoniakschlupfparameter bei Vorgang 210 des Verfahrens 200 bestimmen.
Das Verfahren 300 schließt das Bestimmen einer durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge über die Zeit von NO_x-Gasen ein, die in dem einer SCR-Einheit (z. B. der SCR-Einheit 150) nachgelagerten Abgas enthalten sind, die über die Zeit bei 302 bestimmt wird. Bei 304 wird bestimmt, ob die durchschnittliche zweite NO_x-Menge größer als ein Schwellenwert ist. Als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche zweite NO_x-Menge gleich oder größer als der Schwellenwert ist (304: JA) ist, wird bei 306 bestimmt, dass Ammoniakschlupf auftritt, und die Steuerung 170 kann den Ammoniakschlupfparameter bestimmen.
Als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche zweite NO_x-Menge kleiner als der Schwellenwert ist (304: NEIN), kann das Verfahren 300 bei 308 zu Vorgang 308 gehen, und es wird bestimmt, ob die zweite NO_x-Menge zunimmt, um gleich oder größer als der Schwellenwert zu sein (z. B. durch den zweiten NO_x-Sensor 105). Zum Beispiel, wenn eine Spitze in der zweiten NO_x-Menge über dem Schwellenwert beobachtet wird. Wenn keine solche Spitze in der zweiten NO_x-Menge beobachtet wird (308: NEIN), kehrt das Verfahren 300 zu Vorgang 302 zurück.
Wenn ein Anstieg der zweiten NO_x-Menge über den Schwellenwert beobachtet wird (308: JA), kann die Steuerung 170 bei 310 bestimmen, ob die zweite NO_x-Menge innerhalb einer vorbestimmten Zeit zur durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge zurückkehrt. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die vom zweiten NO_x-Sensor gemessene zweite NO_x-Menge innerhalb der vorbestimmten Zeit zur durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge zurückkehrt, bestimmt die Steuerung 170, dass kein Ammoniakschlupf auftritt (310: NEIN), und das Verfahren 300 kehrt zu Vorgang 302 zurück. Wenn die zweite NO_x-Menge nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitraums zur durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge zurückkehrt (310: JA), bestimmt die Steuerung 170 bei 312, dass Ammoniakschlupf auftritt, und die Steuerung 170 kann den Ammoniakschlupfparameter bestimmen.
Es gilt zu beachten, dass der Begriff „Beispiel“, wie hier zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, angeben soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen bzw. Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Der hierin verwendete Begriff „verbunden“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt der Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente; Werte von Parametern, Montagebaugruppen; Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des offenbarten Gegenstands abzuweichen. Zusätzlich versteht es sich, dass Merkmale aus einer hierin offenbarten Ausführungsform mit Merkmalen von anderen hierin offenbarten Ausführungsformen kombiniert werden können, wie es einem Fachmann bekannt ist. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls an der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Ausführungsformen abzuweichen.
Obgleich diese Beschreibung viele spezielle Ausführungseinzelheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Umfangs der Ausführungsformen oder der Ansprüche gedacht sein, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen von bestimmten Ausführungsformen spezifisch sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Obwohl Merkmale vorstehend so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen wirksam sind und auch anfänglich als solche beansprucht sein können, können zudem ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann sich auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination beziehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/826738 [0001]

Claims

Nachbehandlungssystem, umfassend: eine Einheit für die selektive katalytische Reduktion (SCR); einen Reduktionsmitteleinspritzer, der konfiguriert ist, um Reduktionsmittel in das Nachbehandlungssystem einzuführen, einen ersten NO_x-Sensor, der konfiguriert ist, um eine Menge von NO_x-Gasen an einer vorgelagerten Stelle des Reduktionsmitteleinspritzers zu messen; einen zweiten NO_x-Sensor, der konfiguriert ist, um eine Menge von NO_x-Gasen an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit zu messen; und eine Steuerung, die programmiert ist zum: Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von NO_x-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle gemessen wird, und einer Menge von Reduktionsmittel, das durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und Anpassen einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf einer geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um, als Reaktion darauf, dass die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, gleich oder größer als eine Schwellenmenge ist, veranlassen, dass eine Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe Kohlenwasserstoffe in das Nachbehandlungssystem einführt, um eine Temperatur des Nachbehandlungssystems auf eine Regenerationstemperatur zum Entfernen der Reduktionsmittelablagerungen zu erhöhen.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen unter Verwendung der folgenden Formel: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)}$
wobei: R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und R_(INOx _- _ONOx) eine Reduktionsmittelmenge ist, die verbraucht würde, um die vom ersten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge auf die vom zweiten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge zu reduzieren.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die Gesamtmenge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem zu einem gegebenen Zeitpunkt gebildet werden, unter Verwendung eines freilaufenden Zählers zu schätzen, der einzelne Schätzungen von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden, über einen Zeitraum akkumuliert, summiert oder integriert.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung programmiert ist zum: Bestimmen eines Ammoniakschlupfparameters; und Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von NO_x-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle gemessen wird, der Menge von Reduktionsmittel, das durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum Bestimmen des Ammoniakschlupfparameters basierend auf der Menge von NO_x-Gasen, die durch den zweiten NO_x-Sensor gemessen wird.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum Schätzen der Menge von Reduktionsmittelablagerungen unter Verwendung der folgenden Formel: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, ASP der Ammoniakschlupfparameter ist, und R_(INOx - _ONOx) * ASP eine Reduktionsmittelmenge ist, die verbraucht würde, um die vom ersten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge auf die vom zweiten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge zu reduzieren.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Bestimmen einer Abgastemperatur; Schätzen einer Menge verbrauchter Reduktionsmittelablagerungen basierend auf der Temperatur des Abgases; Abziehen der Menge von verbrauchten Reduktionsmittelablagerungen von der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die im Nachbehandlungssystem gebildet werden, um eine angepasste Menge von gebildeten Reduktionsmittelablagerungen zu bestimmen; und Anpassen einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf der angepassten Menge von Reduktionsmittelablagerungen.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: als Reaktion auf das Bestimmen, dass die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen mit einer schnelleren Ablagerungsrate als einem Ablagerungsratenschwellenwert gebildet wird, Anweisen der Baugruppe zur Reduktionsmittelzuführung, eine Menge von Reduktionsmittel zu reduzieren, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wird.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Bestimmen einer durchschnittlichen zweiten NO_x-Menge über die Zeit von NOx-Gasen im der SCR-Einheit nachgelagerten Abgas; und Bestimmen des Ammoniakschlupfparameters als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche zweite NO_x-Menge gleich oder größer als ein Schwellenwert ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum Schätzen der Menge von gebildeten Reduktionsmittelablagerungen auch basierend auf einer katalytischen Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit.
Verfahren zum Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in einem Nachbehandlungssystem gebildet wird, das einen Reduktionsmitteleinspritzer und eine SCR-Einheit umfasst, die sich dem Reduktionsmitteleinspritzer nachgelagert befindet, das Verfahren umfassend: Empfangen, durch eine Steuerung, eines ersten NO_x-Mengensignals von einem ersten NO_x-Sensor, das eine Menge von NO_x-Gasen an einer dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle angibt; Empfangen, durch die Steuerung, eines zweiten NO_x-Mengensignals von einem zweiten NO_x-Sensor, das eine Menge von NO_x-Gasen an einer nachgelagerten Stelle der SCR-Einheit angibt; Bestimmen, durch die Steuerung, einer Reduktionsmittelmenge, die durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, Bestimmen, durch die Steuerung, einer geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der ersten NO_x-Menge, der zweiten NO_x-Menge und der Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde; und Anpassen, durch die Steuerung, einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: als Reaktion darauf, dass die Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, gleich oder größer als eine Schwellenmenge ist, Veranlassen, durch die Steuerung, dass eine Kohlenwasserstoffeinführungsbaugruppe Kohlenwasserstoffen in das Nachbehandlungssystem einführt, um eine Temperatur des Nachbehandlungssystems auf eine Regenerationstemperatur zum Entfernen der Reduktionsmittelablagerungen zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt wird: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)}$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und R_(INOx _- _ONOx) eine Reduktionsmittelmenge ist, die verbraucht würde, um die vom ersten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge auf die vom zweiten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Bestimmen, durch die Steuerung, eines Ammoniakschlupfparameters; und Bestimmen, durch die Steuerung, der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens der ersten NO_x-Menge, der zweiten NO_x-Menge, der Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem durch den Reduktionsmitteleinspritzer eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt wird: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, ASP der Ammoniakschlupfparameter ist, und R_(INOx _- _ONOx) * ASP eine Reduktionsmittelmenge ist, die verbraucht würde, um die vom ersten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge auf die vom zweiten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung auch basierend auf einer katalytischen Umwandlungseffizienz der SCR-Einheit bestimmt wird.
Verfahren zum Schätzen einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in einem Nachbehandlungssystem gebildet wird, das einen Reduktionsmitteleinspritzer und eine SCR-Einheit umfasst, die sich dem Reduktionsmitteleinspritzer nachgelagert befindet, das Verfahren umfassend: Bestimmen, durch eine Steuerung, einer durchschnittlichen NO_x-Menge über die Zeit von NO_x-Gasen, die in einem Abgas enthalten sind, das durch das Nachbehandlungssystem der SCR-Einheit nachgelagert strömt; Bestimmen, durch die Steuerung, ob die durchschnittliche NO_x-Menge gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche NO_x-Menge gleich oder größer als der Schwellenwert ist, Bestimmen, durch die Steuerung, dass ein Ammoniakschlupf auftritt; Bestimmen, durch die Steuerung, eines Ammoniakschlupfparameters; Schätzen, durch die Steuerung, einer Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, basierend auf mindestens einer Menge von NO_x-Gasen, die an der dem Reduktionsmitteleinspritzer vorgelagerten Stelle gemessen wird, einer Menge von NO_x-Gasen, die an der der SCR-Einheit nachgelagerten Stelle gemessen wird, einer Menge von Reduktionsmittel, das durch den Reduktionsmitteleinspritzer in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, und dem Ammoniakschlupfparameter; und Anpassen, durch die Steuerung, einer Menge von Reduktionsmittel, die in das Nachbehandlungssystem einzuführen ist, basierend auf der geschätzten Menge von Reduktionsmittelablagerungen, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die geschätzte Menge von Reduktionsmittelablagerungen durch die Steuerung unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt wird: $R_{D} = R_{I} - R_{(INOx - ONOx)} * ASP$
wobei R_D die Menge von Reduktionsmittelablagerungen ist, die in dem Nachbehandlungssystem gebildet wird, R_I die Menge von Reduktionsmittel ist, die in das Nachbehandlungssystem eingeführt wurde, ASP der Ammoniakschlupfparameter ist, und R_(INOx _- _ONOx) * ASP eine Reduktionsmittelmenge ist, die verbraucht würde, um die vom ersten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge auf die vom zweiten NO_x-Sensor gemessene NO_x-Gasmenge zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: als Reaktion darauf, dass die durchschnittliche NO_x-Menge kleiner als der Schwellenwert ist, Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine NO_x-Menge von NO_x-Gasen im der SCR-Einheit nachgelagerten Abgas zunimmt, um gleich oder größer als der Schwellenwert zu sein, als Reaktion darauf, dass die NO_x-Menge zunimmt, um gleich oder größer als der Schwellenwert zu sein, Bestimmen, durch die Steuerung, ob die NO_x-Menge innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu der durchschnittlichen NO_x-Menge zurückkehrt; und als Reaktion darauf, dass die NO_x-Menge nicht innerhalb der vorbestimmten Zeit zur durchschnittlichen NO_x-Menge zurückkehrt, Bestimmen, durch die Steuerung, dass ein Ammoniakschlupf auftritt.