DE202015004981U1 - internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verbrennungsmotor (110), umfassend einen Dieseloxidationskatalysator (276), einen mit einem Reduktionskatalysator beschichteten Partikelfilter (277), eine Leitung (278) zur Verbindung eines Auslasses des Dieseloxidationskatalysators (276) mit einem Einlass des beschichteten Partikelfilters (277), einen in der Leitung (278) angeordneten Injektor (279) für ein Dieselemissionsfluid und ein elektronisches Steuergerät (450), das dafür ausgelegt ist: – einen Temperaturwert eines an einem ersten Punkt der Leitung (278) strömenden Gasstroms zu messen, – einen Temperaturwert eines an einem zweiten, unterschiedlichen Punkt der Leitung (278) strömenden Gasstroms als Funktion des gemessenen Temperaturwerts zu schätzen.An internal combustion engine (110) comprising a diesel oxidation catalyst (276), a reduction catalyst coated particulate filter (277), a conduit (278) for connecting an outlet of the diesel oxidation catalyst (276) to an inlet of the coated particulate filter (277), one in the conduit (278) injector (279) for a diesel emission fluid and an electronic controller (450) adapted to: measure a temperature value of a gas stream flowing at a first point of the conduit (278), a temperature value of a at a second, different point of the line (278) to estimate gas flow as a function of the measured temperature value.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Verbrennungsmotor, typischerweise einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, wie z. B. einen Dieselmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Verbrennungsmotor, der mit einem Nachbehandlungssystem versehen ist, das einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) und einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) umfasst.The present disclosure relates to an internal combustion engine, typically an internal combustion engine of a motor vehicle, such. B. a diesel engine. In particular, the present disclosure relates to an internal combustion engine provided with an aftertreatment system comprising a diesel oxidation catalyst (DOC) and a selective catalytic reduction (SCRF) filter.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Es ist bekannt, dass die meisten Verbrennungsmotoren mit einem Nachbehandlungssystem versehen sind, das dazu dient, die Zusammensetzung der Abgase zu verändern, um die Schadstoffemissionen des Motors zu verringern.It is known that most internal combustion engines are provided with an aftertreatment system which serves to alter the composition of the exhaust gases in order to reduce the pollutant emissions of the engine.
Einige Nachbehandlungssysteme umfassen insbesondere einen DOC, um die Oxidierung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid in Kohlendioxid und Wasser zu fördern, und einen SCRF, um die Partikel oder Rußteilchen aufzufangen, die im Abgasstrom vorhanden sein können, und auch um die Umwandlung von Stickoxiden (NOx) in zweiatomigen Stickstoff und Wasser zu fördern.In particular, some aftertreatment systems include a DOC to promote the oxidation of hydrocarbons and carbon monoxide into carbon dioxide and water, and a SCRF to trap the particulates or soot particles that may be present in the exhaust stream, and also to convert nitrogen oxides (NO x ). in diatomic nitrogen and to promote water.
Tatsächlich ist der SCRF als ein Dieselpartikelfilter (DPF) ausgeführt, der mit einem Katalysator für die selektive katalytische Reduktion (SCR) beschichtet ist und somit in der Lage ist, sowohl den Zweck eines DPF als auch eines SCR-Systems zu erfüllen.In fact, the SCRF is designed as a diesel particulate filter (DPF) coated with a selective catalytic reduction (SCR) catalyst and thus capable of fulfilling both the purpose of a DPF and an SCR system.
Der Auslass des DOC und der Einlass des SCRF sind durch eine auch als Übertragungsrohr bezeichnete Leitung fluidmäßig miteinander verbunden, die mit einem Injektor versehen ist, um ein Dieselemissionsfluid (DEF), typischerweise Harnstoff oder Ammoniak, in den Abgasstrom einzuspritzen. Die DEF verdampft, mischt sich mit den Abgasen und wird im SCRF absorbiert, um als Reduktionsmittel zu dienen. Um die Beimischung der DEF zu verbessern, kann im Übertragungsrohr zwischen dem DEF-Injektor und dem Einlass des SCRF ein Mischer vorgesehen sein.The outlet of the DOC and the inlet of the SCRF are fluidly interconnected by a conduit, also referred to as a transfer tube, which is provided with an injector for injecting a diesel emission fluid (DEF), typically urea or ammonia, into the exhaust gas stream. The DEF vaporizes, mixes with the exhaust gases and is absorbed in the SCRF to serve as a reductant. To improve the admixture of the DEF, a mixer may be provided in the transfer tube between the DEF injector and the inlet of the SCRF.
Um den Betrieb des DOC und des SCRF zu steuern, ist das Nachbehandlungssystem gewöhnlich mit einem ersten Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Abgase am Einlass des DOC, einem zweiten Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Abgase am Auslass des DOC, einem dritten Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Gasstroms (d. h. der mit dem DEF gemischten Abgase) am Einlass des SCRF und einem vierten Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Gasstroms am Auslass des SCRF versehen.To control the operation of the DOC and the SCRF, the aftertreatment system is usually equipped with a first temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gases at the inlet of the DOC, a second temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gases at the outlet of the DOC, a third temperature sensor for measuring the DOC Temperature of the gas stream (ie, the mixed with the DEF exhaust gases) at the inlet of the SCRF and a fourth temperature sensor for measuring the temperature of the gas flow at the outlet of the SCRF provided.
Ein Zweck der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Lösung zu schaffen, um die Anzahl der Temperatursensoren zu senken, die notwendig sind, um den Betrieb dieses Nachbehandlungssystems zu steuern, wodurch der Aufbau vereinfacht wird und die Kosten gesenkt werden.One purpose of the present disclosure is to provide a solution to reduce the number of temperature sensors necessary to control the operation of this aftertreatment system, thereby simplifying the design and reducing costs.
Ein weiterer Zweck besteht darin, dieses Ziel mit einer einfachen, rationellen und relativ kostengünstigen Lösung zu erreichen.Another purpose is to achieve this goal with a simple, rational and relatively inexpensive solution.
Diese und andere Ziele werden durch die Merkmale der Ausführungsformen der Lösung erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert werden. Die abhängigen Ansprüche betreffen einige besondere Aspekte der Ausführungsformen der Lösung.These and other objects are achieved by the features of the embodiments of the solution as defined in the independent claims. The dependent claims relate to some particular aspects of the embodiments of the solution.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Eine Ausführungsform der Lösung schafft insbesondere einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Dieseloxidationskatalysator, einen mit einem Reduktionskatalysator beschichteten Partikelfilter, eine Leitung zur Verbindung eines Auslasses des Dieseloxidationskatalysators mit einen Einlass des beschichteten Partikelfilters, einen in der Leitung angeordneten Injektor für ein Dieselemissionsfluid und ein elektronisches Steuergerät, das dafür ausgelegt ist:
- – einen Temperaturwert eines an einem ersten Punkt der Leitung strömenden Gasstroms zu messen,
- – einen Temperaturwert eines an einem zweiten, unterschiedlichen Punkt der Leitung strömenden Gasstroms als Funktion des gemessenen Temperaturwerts zu schätzen.
- To measure a temperature value of a gas flow flowing at a first point of the conduit,
- To estimate a temperature value of a gas stream flowing at a second, different point of the conduit as a function of the measured temperature value.
Dank dieser Lösung ist es möglich, die Anzahl der Temperatursensoren zu senken, die in der Leitung angeordnet werden müssen, die den Auslass des DOC mit dem Einlass des SCRF verbindet, ohne die Steuerung des Betriebs dieser Nachbehandlungsvorrichtungen zu beeinträchtigen. Thanks to this solution, it is possible to reduce the number of temperature sensors that must be placed in the line connecting the outlet of the DOC to the inlet of the SCRF without affecting the control of the operation of these aftertreatment devices.
Gemäß einem Aspekt der Lösung kann der erste Punkt der Leitung am Auslass des Dieseloxidationskatalysators angeordnet sein, und der zweite Punkt der Leitung kann am Einlass des beschichteten Partikelfilters angeordnet sein.In one aspect of the solution, the first point of the conduit may be located at the outlet of the diesel oxidation catalyst, and the second point of the conduit may be located at the inlet of the coated particulate filter.
Diese Lösung ermöglicht es, den Temperatursensor zu entfernen, der herkömmlicherweise am Einlass des SCRF angeordnet ist.This solution makes it possible to remove the temperature sensor, which is conventionally located at the inlet of the SCRF.
Gemäß einem alternativen Aspekt der Lösung kann der erste Punkt der Leitung am Einlass des beschichteten Partikelfilters angeordnet sein, und der zweite Punkt der Leitung kann am Auslass des Dieseloxidationskatalysators angeordnet sein.According to an alternative aspect of the solution, the first point of the conduit may be located at the inlet of the coated particulate filter, and the second point of the conduit may be located at the outlet of the diesel oxidation catalyst.
Diese Lösung ermöglicht es, den Temperatursensor zu entfernen, der herkömmlicherweise am Auslass des DOC angeordnet ist.This solution makes it possible to remove the temperature sensor, which is conventionally located at the outlet of the DOC.
Ein Aspekt der Lösung sieht vor, dass das elektronische Steuergerät dafür ausgelegt sein kann, den Wert der Abgastemperatur am zweiten Punkt der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung zu schätzen: wobei T1 der Temperaturwert des am Auslass des Dieseloxidationskatalysators strömenden Gasstroms ist, ṁg ein Wert eines Massendurchsatzes der in der Leitung strömenden Abgase ist, eine spezifische Wärmekapazität der Abgase ist, Tu ein Temperaturwert des vom Injektor injizierten Dieselemissionsfluids ist, ṁu ein Wert eines Massendurchsatzes des vom Injektor injizierten Dieselemissionsfluids ist, eine spezifische Wärmekapazität des Dieselemissionsfluids ist, T2 der Temperaturwert des am Einlass des beschichteten Partikelfilters strömenden Gasstroms ist, mu ein Wert einer Masse an Dieselemissionsfluid in der Leitung ist, mg ein Wert einer Masse an Abgasen in der Leitung ist, eine spezifische Wärmekapazität eines Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung ist, Tm ein Mittelwert der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid ist und
Dieser Aspekt hat den Effekt, dass er ein wirksames thermisches Modell der Leitung schafft, die den Auslass des DOC mit dem Einlass des SCRF verbindet, wodurch eine zuverlässige Schätzung der der Abgastemperatur erzielt wird.This aspect has the effect of providing an effective thermal model of the line connecting the outlet of the DOC to the inlet of the SCRF, thereby providing a reliable estimate of the exhaust gas temperature.
Gemäß einem Aspekt der Lösung kann das elektronische Steuergerät dafür ausgelegt sein, den Wert
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeflusses zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method for determining the heat flow between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Gemäß einem anderen Aspekt der Lösung kann das elektronische Steuergerät dafür ausgelegt sein, den Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung zu bestimmen: wobei hgw ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und den Abgasen in der Leitung ist und huw ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und dem Dieselemissionsfluid ist.In another aspect of the solution, the electronic control unit may be configured to determine the heat transfer coefficient between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid in the conduit using the following equation: where h gw is a heat transfer coefficient between the duct and the exhaust gases in the duct and h is a heat transfer coefficient between the duct and the diesel emission fluid.
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method of determining the heat transfer coefficient between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Gemäß einem anderen Aspekt der Lösung kann das elektronische Steuergerät dafür ausgelegt sein, den Temperaturwert Tw der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung zu bestimmen: wobei
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der Temperatur der Leitung.This aspect provides a reliable method for determining the temperature of the conduit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Losung kann das elektronische Steuergerät dafür ausgelegt sein, den Wert
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeflusses zwischen der Leitung und der äußeren Umgebung.This aspect provides a reliable method for determining the heat flow between the pipe and the external environment.
Gemäß einem anderen Aspekt der Lösung kann das elektronische Steuergerät dafür ausgelegt sein, den Mittelwert der Temperatur Tm des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid mithilfe der folgenden Gleichung zu bestimmen: According to another aspect of the solution, the electronic control unit may be configured to determine the average of the temperature T m of the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid using the following equation:
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method for determining the temperature of the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Eine andere Ausführungsform der Lösung schafft ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors, umfassend einen Dieseloxidationskatalysator, einen mit einem Reduktionskatalysator beschichteten Partikelfilter, eine Leitung zur Verbindung eines Auslasses des Dieseloxidationskatalysators mit einem Einlass des beschichteten Partikelfilters und einen in der Leitung angeordneten Injektor für ein Dieselemissionsfluid, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- – Messen eines Temperaturwerts eines an einem ersten Punkt der Leitung strömenden Gasstroms,
- – Schätzen eines Temperaturwerts eines an einem zweiten, unterschiedlichen Punkt der Leitung strömenden Gasstroms als Funktion des gemessenen Temperaturwerts.
- Measuring a temperature value of a gas stream flowing at a first point of the line,
- - estimating a temperature value of a gas stream flowing at a second, different point of the conduit as a function of the measured temperature value.
Diese Ausführungsform erzielt im Wesentlichen die gleichen Effekte, wie sie oben beschrieben wurden, wobei sie insbesondere die Anzahl der Temperatursensoren senkt, die in der Leitung angeordnet werden müssen, die den Auslass des DOC mit dem Einlass des SCRF verbindet, ohne die Steuerung des Betriebs dieser Nachbehandlungsvorrichtungen zu beeinträchtigen.This embodiment achieves substantially the same effects as described above, in particular lowering the number of temperature sensors that must be placed in the conduit connecting the outlet of the DOC to the inlet of the SCRF without controlling the operation of the same To impair after-treatment devices.
Gemäß einem Aspekt der Lösung kann der erste Punkt der Leitung am Auslass des Dieseloxidationskatalysators angeordnet sein, und der zweite Punkt der Leitung kann am Einlass des beschichteten Partikelfilters angeordnet sein.In one aspect of the solution, the first point of the conduit may be located at the outlet of the diesel oxidation catalyst, and the second point of the conduit may be located at the inlet of the coated particulate filter.
Diese Lösung ermöglicht es, den Temperatursensor zu entfernen, der herkömmlicherweise am Einlass des SCRF angeordnet ist. This solution makes it possible to remove the temperature sensor, which is conventionally located at the inlet of the SCRF.
Gemäß einem alternativen Aspekt der Lösung kann der erste Punkt der Leitung am Einlass des beschichteten Partikelfilters angeordnet sein, und der zweite Punkt der Leitung kann am Auslass des Dieseloxidationskatalysators angeordnet sein.According to an alternative aspect of the solution, the first point of the conduit may be located at the inlet of the coated particulate filter, and the second point of the conduit may be located at the outlet of the diesel oxidation catalyst.
Diese Lösung ermöglicht es, den Temperatursensor zu entfernen, der herkömmlicherweise am Auslass des DOC angeordnet ist.This solution makes it possible to remove the temperature sensor, which is conventionally located at the outlet of the DOC.
Ein Aspekt der Lösung sieht vor, dass der Wert der Abgastemperatur am zweiten Punkt der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung geschätzt werden kann: wobei T1 der Temperaturwert des am Auslass des Dieseloxidationskatalysators strömenden Gasstroms ist, ṁg ein Wert eines Massendurchsatzes der in der Leitung strömenden Abgase ist, eine spezifische Wärmekapazität der Abgase ist, Tu ein Temperaturwert des vom Injektor injizierten Dieselemissionsfluids ist, ṁu ein Wert eines Massendurchsatzes des vom Injektor injizierten Dieselemissionsfluids ist, eine spezifische Wärmekapazität des Dieselemissionsfluids ist, T2 der Temperaturwert des am Einlass des beschichteten Partikelfilters strömenden Gasstroms ist, mu ein Wert einer Masse an Dieselemissionsfluid in der Leitung ist, mg ein Wert einer Masse an Abgasen in der Leitung ist, eine spezifische Wärmekapazität eines Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung ist, Tm ein Mittelwert der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid ist und
Dieser Aspekt hat den Effekt, dass er ein wirksames thermisches Modell der Leitung schafft, die den Auslass des DOC mit dem Einlass des SCRF verbindet, wodurch eine zuverlässige Schätzung der der Abgastemperatur erzielt wird.This aspect has the effect of providing an effective thermal model of the line connecting the outlet of the DOC to the inlet of the SCRF, thereby providing a reliable estimate of the exhaust gas temperature.
Gemäß einem Aspekt der Lösung kann der Wert
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeflusses zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method for determining the heat flow between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Lösung kann der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung bestimmt werden: wobei haw ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und den Abgasen in der Leitung ist und huw ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und dem Dieselemissionsfluid ist.According to another embodiment of the solution, the heat transfer coefficient between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid in the conduit may be determined using the following equation: where h aw is a heat transfer coefficient between the duct and the exhaust gases in the duct and h is a heat transfer coefficient between the duct and the diesel emission fluid.
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method of determining the heat transfer coefficient between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Gemäß einem anderen Aspekt der Lösung kann der Temperaturwert Tw der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung bestimmt werden: wobei
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der Temperatur der Leitung.This aspect provides a reliable method for determining the temperature of the conduit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Lösung kann der Wert
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeflusses zwischen der Leitung und der äußeren Umgebung.This aspect provides a reliable method for determining the heat flow between the pipe and the external environment.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Lösung kann der Mittelwert der Temperatur Tm des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid mithilfe der folgenden Gleichung bestimmt werden: According to another aspect of the solution, the mean value of the temperature T m of the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid may be determined using the following equation:
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method for determining the temperature of the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Das Verfahren gemäß der Lösung kann mit Hilfe eines Computerprogramms, das einen Programmcode zur Ausführung aller Schritte des oben beschriebenen Verfahrens umfasst, sowie in der Form eines Computerprogramm-Produkts, welches das Computerprogramm enthält, ausgeführt werden. Das Verfahren kann auch als elektromagnetisches Signal ausgeführt sein, wobei das Signal derart moduliert wird, dass es eine Sequenz von Datenbits trägt, die ein Computerprogramm zur Durchführung aller Schritte des Verfahrens darstellen.The method according to the solution may be carried out by means of a computer program comprising a program code for performing all the steps of the method described above, as well as in the form of a computer program product containing the computer program. The method may also be implemented as an electromagnetic signal, wherein the signal is modulated to carry a sequence of data bits representing a computer program for performing all steps of the method.
Eine weitere Ausführungsform der Lösung schafft ein Kraftfahrzeugsystem, umfassend einen Verbrennungsmotor, einen Dieseloxidationskatalysator, einen mit einem Reduktionskatalysator beschichteten Partikelfilter, eine Leitung zur Verbindung eines Auslasses des Dieseloxidationskatalysators mit einem Einlass des beschichteten Partikelfilters, einen in der Leitung angeordneten Injektor für ein Dieselemissionsfluid, Mittel zum Messen eines Temperaturwerts eines an einem ersten Punkt der Leitung strömenden Gasstroms und Mittel zum Schätzen eines Temperaturwerts eines an einem zweiten, unterschiedlichen Punkt der Leitung strömenden Gasstroms als Funktion des gemessenen Temperaturwerts.Another embodiment of the solution provides a motor vehicle system comprising an internal combustion engine, a diesel oxidation catalyst, a particulate filter coated with a reduction catalyst, a conduit for connecting an outlet of the diesel oxidation catalyst to an inlet of the coated particulate filter, an in-line injector for a diesel emission fluid, means for Measuring a temperature value of a gas flow flowing at a first point of the conduit and means for estimating a temperature value of a gas flow flowing at a second, different point of the conduit as a function of the measured temperature value.
Diese Ausführungsform erzielt im Wesentlichen die gleichen Effekte, wie sie oben beschrieben wurden, wobei sie insbesondere die Anzahl der Temperatursensoren senkt, die in der Leitung angeordnet werden müssen, die den Auslass des DOC mit dem Einlass des SCRF verbindet, ohne die Steuerung des Betriebs dieser Nachbehandlungsvorrichtungen zu beeinträchtigen.This embodiment achieves substantially the same effects as described above, in particular lowering the number of temperature sensors that must be placed in the conduit connecting the outlet of the DOC to the inlet of the SCRF without controlling the operation of the same To impair after-treatment devices.
Gemäß einem Aspekt der Lösung kann der erste Punkt der Leitung am Auslass des Dieseloxidationskatalysators angeordnet sein, und der zweite Punkt der Leitung kann am Einlass des beschichteten Partikelfilters angeordnet sein.In one aspect of the solution, the first point of the conduit may be located at the outlet of the diesel oxidation catalyst, and the second point of the conduit may be located at the inlet of the coated particulate filter.
Diese Lösung ermöglicht es, den Temperatursensor zu entfernen, der herkömmlicherweise am Einlass des SCRF angeordnet ist.This solution makes it possible to remove the temperature sensor, which is conventionally located at the inlet of the SCRF.
Gemäß einem alternativen Aspekt der Lösung kann der erste Punkt der Leitung am Einlass des beschichteten Partikelfilters angeordnet sein, und der zweite Punkt der Leitung kann am Auslass des Dieseloxidationskatalysators angeordnet sein.According to an alternative aspect of the solution, the first point of the conduit may be located at the inlet of the coated particulate filter, and the second point of the conduit may be located at the outlet of the diesel oxidation catalyst.
Diese Lösung ermöglicht es, den Temperatursensor zu entfernen, der herkömmlicherweise am Auslass des DOC angeordnet ist. This solution makes it possible to remove the temperature sensor, which is conventionally located at the outlet of the DOC.
sEin Aspekt der Lösung sieht vor, dass die Mittel zum Schätzen des Werts der Abgastemperatur am zweiten Punkt der Leitung dafür ausgelegt sein können, die folgende Gleichung zu verwenden: wobei T1 der Temperaturwert des am Auslass des Dieseloxidationskatalysators strömenden Gasstroms ist, ṁg ein Wert eines Massendurchsatzes der in der Leitung strömenden Abgase ist, eine spezifische Wärmekapazität der Abgase ist, Tu ein Temperaturwert des vom Injektor injizierten Dieselemissionsfluids ist, ṁu ein Wert eines Massendurchsatzes des vom Injektor injizierten Dieselemissionsfluids ist, eine spezifische Wärmekapazität des Dieselemissionsfluids ist, T2 der Temperaturwert des am Einlass des beschichteten Partikelfilters strömenden Gasstroms ist, mu ein Wert einer Masse an Dieselemissionsfluid in der Leitung ist, mg ein Wert einer Masse an Abgasen in der Leitung ist, eine spezifische Wärmekapazität eines Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung ist, Tm ein Mittelwert der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid ist und
Dieser Aspekt hat den Effekt, dass er ein wirksames thermisches Modell der Leitung schafft, die den Auslass des DOC mit dem Einlass des SCRF verbindet, wodurch eine zuverlässige Schätzung der der Abgastemperatur erzielt wird.This aspect has the effect of providing an effective thermal model of the line connecting the outlet of the DOC to the inlet of the SCRF, thereby providing a reliable estimate of the exhaust gas temperature.
Gemäß einem Aspekt der Lösung kann das Kraftfahrzeugsystem Mittel umfassen, um den Wert
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeflusses zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method for determining the heat flow between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Lösung kann das Kraftfahrzeugsystem Mittel umfassen, um den Wert des Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung zu bestimmen: wobei haw ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und den Abgasen in der Leitung ist und huw ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Leitung und dem Dieselemissionsfluid ist.According to another embodiment of the solution, the automotive system may include means for determining the value of the heat transfer coefficient between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid in the conduit using the following equation: where h aw is a heat transfer coefficient between the duct and the exhaust gases in the duct and h is a heat transfer coefficient between the duct and the diesel emission fluid.
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen der Leitung und dem Gemisch aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method of determining the heat transfer coefficient between the conduit and the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
Gemäß einem anderen Aspekt der Lösung kann das Kraftfahrzeugsystem Mittel umfassen, um den Wert der Temperatur Tw der Leitung mithilfe der folgenden Gleichung zu bestimmen: wobei
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der Temperatur der Leitung. This aspect provides a reliable method for determining the temperature of the conduit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Lösung kann das Kraftfahrzeugsystem Mittel umfassen, um den Wert
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Wärmeflusses zwischen der Leitung und der äußeren Umgebung.This aspect provides a reliable method for determining the heat flow between the pipe and the external environment.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Lösung kann das Kraftfahrzeugsystem Mittel umfassen, um den Mittelwert der Temperatur Tm des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid mithilfe der folgenden Gleichung zu bestimmen: In another aspect of the solution, the automotive system may include means for determining the average of the temperature T m of the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid using the following equation:
Dieser Aspekt schafft eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid.This aspect provides a reliable method for determining the temperature of the mixture of exhaust gases and diesel emission fluid.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Nun soll die vorliegende Lösung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.Now, the present solution will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION
Einige Ausführungsformen können ein Kraftfahrzeugsystem
Die Luft kann den Lufteinlässen
Die Abgase verlassen die Turbine
In einigen Konfigurationen können der DOC
Ein Injektor
Einige Ausführungsformen können ferner ein Abgasrückführungssystem (EGR)
Das Kraftfahrzeugsystem
Das Steuergerät
Das im Speichersystem
Ein Beispiel für ein flüchtiges Computerprogrammprodukt ist ein Signal, bspw. ein elektromagnetisches Signal wie ein optisches Signal, das ein flüchtiger Träger für den Computerprogrammcode ist. Das Tragen des Computerprogrammcodes kann durch Modulieren des Signals mit einem konventionellen Modulationsverfahren wie QPSK für digitale Daten erreicht werden, so dass binäre Daten, die den Computerprogrammcode repräsentieren, dem flüchtigen elektromagnetischen Signal aufgeprägt sind. Solche Signale werden zum Beispiel benutzt, wenn ein Computerprogrammcode kabellos über eine WiFi-Verbindung zu einem Laptop übertragen wird.An example of a volatile computer program product is a signal, such as an electromagnetic signal, such as an optical signal, that is a transient carrier for the computer program code. The carrying of the computer program code can be achieved by modulating the signal with a conventional modulation technique such as QPSK for digital data, so that binary data representing the computer program code is impressed on the volatile electromagnetic signal. Such signals are used, for example, when a computer program code is wirelessly transmitted to a laptop over a WiFi connection.
Im Fall eines nicht-flüchtigen Computerprogrammprodukts ist ein Computerprogrammcode in einem substratgebundenen Speichermedium verkörpert. Das Speichermedium ist dann der oben genannte nicht-flüchtige Träger, so dass der Computerprogrammcode permanent oder nicht-permanent auf abrufbare Weise in oder auf dem Speichermedium abgelegt ist. Das Speichermedium kann konventioneller Art sein, wie es im Bereich der Computertechnologie bekannt ist, bspw. ein flash memory, ein Asic, eine CD und dergleichen.In the case of a non-transitory computer program product, computer program code is embodied in a substrate-bound storage medium. The storage medium is then the non-volatile carrier referred to above, such that the computer program code is permanently or non-permanently stored in or on the storage medium in a retrievable manner. The storage medium may be of the conventional type known in the field of computer technology, for example a flash memory, an asic, a CD and the like.
Anstelle eines Motorsteuergeräts
Um den Betrieb des Nachbehandlungssystems
Dazu kann das ECM
Beispielsweise kann der Temperatursensor
Gemäß anderen (nicht dargestellten) Ausführungsformen kann der Temperatursensor
sIn beiden Fällen kann die Temperaturschätzung durch das ECM
Die Größe T1 ist der Wert der Temperatur des Gasstroms (nur Abgas), der am Auslass des Dieseloxidationskatalysators
Die Größe ṁg ist ein Wert eines Massendurchsatzes der Abgase, die in der Verbindungsleitung
Die Größe ist eine spezifische Wärmekapazität der Abgase. Die Größe ist eine Konstante, die vorbestimmt und in einem entsprechenden Kennfeld gespeichert werden kann, das im Speichersystem
Die Größe Tu ist ein Wert der Temperatur des Dieselemissionsfluids, das vom DEF-Injektor
Die Größe ṁu ist ein Wert eines Massendurchsatzes des Dieselemissionsfluids, das vom DEF-Injektor
Die Größe ist eine spezifische Wärmekapazität des Dieselemissionsfluids. Die Größe ist eine Konstante, die vorbestimmt und in einem entsprechenden Kennfeld gespeichert werden kann, das im Speichersystem
Die Größe T2 ist der Wert der Temperatur des Gasstroms (Mischung aus Abgas und DEF), der am Einlass des SCRF
Die Größe mu ist ein Wert einer Masse an Dieselemissionsfluid in der Verbindungsleitung
Die Größe mg ist ein Wert einer Masse an Abgasen in der Verbindungsleitung
Die Größe ist eine spezifische Wärmekapazität eines Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Leitung. Die Größe ist eine Konstante, die vorbestimmt und in einem entsprechenden Kennfeld gespeichert werden kann, das im Speichersystem
Die Größe Tm ist ein Mittelwert der Temperatur des Gemisches aus Abgasen und Dieselemissionsfluid in der Verbindungsleitung
Die Größe
Die Größe hmw ist ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Verbindungsleitung
Die Größe A1 ist ein Wert einer gesamten Innenfläche der Verbindungsleitung
Die Größe Tw ist ein Wert der Temperatur der Verbindungsleitung
Die Größe hgw ist ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Verbindungsleitung
Die Größe huw ist ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Verbindungsleitung
Die Größe
Die Größe mw ist ein Wert einer Masse der Verbindungsleitung
Die Größe ist eine spezifische Wärmekapazität der Verbindungsleitung
Die Größe hwa ist ein Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Verbindungsleitung
Die Größe A2 ist ein Wert einer gesamten Außenfläche der Verbindungsleitung
Die Größe Ta ist ein Wert der Temperatur der äußeren Umgebung. Die Größe Ta ist eine Eingabe in das System, die vom ECM
Tatsächlich wird das physikalische Modell durch sechs Gleichungen mit den folgenden Unbekannten definiert: T1, T2, Tm,
In diesem Zusammenhang soll festgehalten werden, dass die mit dem oben beschriebenen physikalischen Modell geschätzten Temperaturen viel zuverlässiger sind als die einfache Annahme, dass die Temperaturen am Punkt P1 und P2 gleich sind. Tatsächlich haben Versuche gezeigt, dass der mittlere Fehler der mithilfe des physikalischen Modells durchgeführten Schätzungen weniger als 2% beträgt, während die Annahme, dass die Temperaturen gleich sind, zu einem mittleren Fehler von etwa 7–8% führen würde.In this connection, it should be noted that the temperatures estimated with the physical model described above are much more reliable than the simple assumption that the temperatures at point P1 and P2 are the same. Indeed, experiments have shown that the mean error of the estimates made using the physical model is less than 2%, while assuming that the temperatures are the same would result in a mean error of about 7-8%.
In der vorstehenden Zusammenfassung und genauen Beschreibung wurde wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt; es sollte jedoch beachtet werden, dass es eine große Anzahl von Abänderungsmöglichkeiten gibt. Es sollte auch beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu dienen, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder den Aufbau in welcher Weise auch immer einzuschränken. Vielmehr wird die vorstehende Zusammenfassung und genaue Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung zur Umsetzung von wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform bieten, wobei es sich von selbst versteht, dass verschiedene Abänderungen bei den Funktionen und Anordnungen der anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen und ihren rechtlichen Äquivalenten definiert ist.In the foregoing summary and detailed description, at least one exemplary embodiment has been presented; however, it should be noted that there are a large number of modification options. It should also be noted that the exemplary embodiment or exemplary embodiments are only examples and are not intended to limit the scope, applicability, or construction in any way whatsoever. Rather, the above Summary and Detailed Description Providing the skilled person with practical guidance for implementing at least one example embodiment, it being understood that various changes may be made in the functions and arrangements of the elements described with reference to an exemplary embodiment without departing from its scope; as defined in the appended claims and their legal equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- KraftfahrzeugsystemAutomotive system
- 110110
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 120120
- Motorblockblock
- 125125
- Zylindercylinder
- 130130
- Zylinderkopfcylinder head
- 135135
- Nockenwellecamshaft
- 140140
- Kolbenpiston
- 145145
- Kurbelwellecrankshaft
- 150150
- Verbrennungsraumcombustion chamber
- 155155
- NockenwellenverstellsystemCam Phaser System
- 160160
- Kraftstoffinjektorfuel injector
- 170170
- KraftstoffrohrFuel pipe
- 180180
- KraftstoffpumpeFuel pump
- 190190
- KraftstoffquelleFuel source
- 200200
- Einlasskrümmerintake manifold
- 205205
- LufteinlassleitungAir inlet line
- 210210
- Einlassöffnunginlet port
- 215215
- Ventilevalves
- 220220
- Auslassöffnungoutlet
- 225225
- Abgaskrümmerexhaust manifold
- 230230
- Turboladerturbocharger
- 240240
- Kompressorcompressor
- 250250
- Turbineturbine
- 260260
- IntercoolerIntercooler
- 270270
- Abgassystemexhaust system
- 275275
- Abgasrohrexhaust pipe
- 276276
- Dieseloxidationskatalysator (DOC)Diesel Oxidation Catalyst (DOC)
- 277277
- Filter mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF)Selective Catalytic Reduction Filter (SCRF)
- 278278
- Leitungmanagement
- 279279
- DEF-InjektorDEF injector
- 280280
- Ammoniakschlupfkatalysator (ASC)Ammonia Slip Catalyst (ASC)
- 290290
- VGT-AktuatorVGT actuator
- 300300
- Abgasrückführungssystem (EGR)Exhaust gas recirculation system (EGR)
- 310310
- EGR-KühlerEGR cooler
- 320320
- EGR-VentilEGR valve
- 330330
- Drosselklappethrottle
- 340340
- Massenfluss- und Temperatursensor für die LuftMass flow and temperature sensor for the air
- 350350
- Sensor für Krümmerdruck und -temperaturSensor for manifold pressure and temperature
- 360360
- VerbrennungsdrucksensorCombustion pressure sensor
- 380380
- Sensoren für Kühlflüssigkeits- und Öltemperatur und den zugehörigen FüllstandSensors for coolant and oil temperature and the associated level
- 400400
- KraftstoffleistendrucksensorFuel rail pressure sensor
- 410410
- NockenwellenpositionssensorCamshaft position sensor
- 420420
- KurbelwellenpositionsensorCrankshaft position sensor
- 430430
- Temperatursensortemperature sensor
- 440440
- EGR-TemperatursensorEGR temperature sensor
- 445445
- GaspedalpositionssensorAccelerator position sensor
- 450450
- elektronisches Steuergerät (ECM)electronic control unit (ECM)
- 460460
- Speichersystemstorage system
- P1P1
- PunktPoint
- P2P2
- PunktPoint
- S1S1
- Blockblock
- S2S2
- Blockblock
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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DE202015001091 | 2015-02-11 |
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---|---|---|---|
DE202015004981.8U Expired - Lifetime DE202015004981U1 (en) | 2015-02-11 | 2015-07-11 | internal combustion engine |
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