DE202015008555U1 - Computer program for controlling an injector for injecting a reducing agent into an exhaust system of an internal combustion engine - Google Patents

Computer program for controlling an injector for injecting a reducing agent into an exhaust system of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Computerprogramm zur Steuerung eines Injektors (287) zur Einspritzung eines Reduktionsmittels (286) in ein Abgasnachbehandlungssystem (270) eines Verbrennungsmotors (110), das einen Programmcode umfasst, der, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, die folgenden Schritte durchführt: – Bestimmen einer in einem selektiven katalytischen Reduktionssystem (282) gespeicherten Reduktionsmittelmenge auf Basis einer in einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) des selektiven katalytischen Reduktionssystems (282) gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer in einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) des selektiven katalytischen Reduktionssystems (282) gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge; – Bestimmen eines Sollwerts des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem (282) gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) angeordneten Substrats (284'); – Berechnen einer Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert; – Anpassen einer in das Abgasnachbehandlungssystem (270) eingespritzten Reduktionsmitteldosis auf Basis der berechneten Differenz; und – Betätigen des Injektors (287), um die angepasste Dosis an Reduktionsmittel (286) einzuspritzen.A computer program for controlling an injector (287) to inject a reductant (286) into an exhaust aftertreatment system (270) of an internal combustion engine (110) comprising program code that, when executed on a computer, performs the steps of: - determining a quantity of reductant stored in a selective catalytic reduction system (282) based on a first amount of reductant stored in a first selective catalytic reduction catalyst (283) of the selective catalytic reduction system (282) and a selective catalytic reduction selective catalytic reduction catalyst (284) Reduction system (282) stored second amount of reducing agent; - determining a setpoint of the reducing agent stored in the selective catalytic reduction system (282) as a function of a temperature value of a substrate (284 ') disposed in the second selective catalytic reduction catalyst (284); Calculating a difference between the amount of reducing agent and the desired value; - adjusting a reducing agent dose injected into the exhaust aftertreatment system (270) based on the calculated difference; and - actuating the injector (287) to inject the adjusted dose of reducing agent (286).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Computerprogramm zur Steuerung eines Injektors zur Einspritzung eines Reduktionsmittels in ein Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, typischerweise eines Dieselmotors, der mit Abgasnachbehandlungssystemen ausgestattet ist, die Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion umfassen.The present invention relates to a computer program for controlling an injector for injecting a reducing agent into an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine of a motor vehicle, typically a diesel engine, equipped with exhaust aftertreatment systems comprising selective catalytic reduction catalysts.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Selektive katalytische Reduktionssysteme (SCR-Systeme), die dafür ausgelegt sind, Stickoxide (NOx) durch Stickstoffverbindungen zu reduzieren, können in Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeuge eingebaut werden.Selective catalytic reduction (SCR) systems designed to reduce nitrogen oxides (NOx) by nitrogen compounds can be incorporated into automotive combustion engines.

Bekannte Mehrkomponenten-SCR-Systeme, d. h. SCR-Systeme, die einen direktgekoppelten SCR-Katalysator auf einem Filter (SCRoF) und einen Unterboden-SCR-Katalysator umfassen, sind temperaturmäßig günstiger und führen im Vergleich zu Einkomponenten-SCR-Systemen zu einer signifikanten Verbesserung der gesamten NOx-Umwandlung.Known multi-component SCR systems, d. H. SCR systems, which include a direct coupled SCR catalyst on a filter (SCRoF) and an underfloor SCR catalyst, are more temperature efficient and result in a significant improvement in overall NOx conversion compared to one component SCR systems.

Um bei der Senkung der Emissionen einen maximalen Wirkungsgrad der NOx-Umwandlung und einen minimalen Verbrauch an Reduktionsmittel (d. h. wässriger Harnstofflösung) durch die Mehrkomponenten-SCR-Systeme zu gewährleisten, ist es notwendig, die Steuerung der stromaufwärts vom SCRoF in den Abgasstrom eingespritzten Reduktionsmitteldosis zu verbessern.In order to maximize NOx conversion efficiency and minimize consumption of reducing agent (ie, urea aqueous solution) by the multi-component SCR systems in reducing emissions, it is necessary to control the amount of reductant injected into the exhaust flow upstream of the SCRoF improve.

Angesichts der obigen Ausführungen besteht ein Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, eine Lösung für dieses Problem zu schaffen.In view of the above, an object of the present disclosure is to provide a solution to this problem.

Diese und andere Ziele werden durch die Ausführungsformen der Erfindung erreicht, welche die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmale aufweisen. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte und/oder besonders vorteilhafte Aspekte.These and other objects are achieved by the embodiments of the invention having the features described in the independent claims. The dependent claims describe preferred and / or particularly advantageous aspects.

KURZBESCHREIBUNGSUMMARY

Eine Ausführungsform der Offenbarung schafft ein Computerprogramm zur Steuerung eines Injektors zur Einspritzung eines Reduktionsmittels in ein Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors, das einen Programmcode umfasst, der, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, die folgenden Schritte durchführt:

  • – Bestimmen einer in einem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittelmenge auf Basis einer in einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion des selektiven katalytischen Reduktionssystems gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer in einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion des selektiven katalytischen Reduktionssystems gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge;
  • – Bestimmen eines Sollwerts des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats;
  • – Berechnen einer Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert;
  • – Anpassen einer in das Abgasnachbehandlungssystem eingespritzten Reduktionsmitteldosis auf Basis der berechneten Differenz; und
  • – Betätigen des Injektors, um die angepasste Reduktionsmitteldosis einzuspritzen.
One embodiment of the disclosure provides a computer program for controlling an injector for injecting a reductant into an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine that includes program code that, when executed on a computer, performs the following steps:
  • Determining a quantity of reductant stored in a selective catalytic reduction system based on a first amount of reductant stored in a first catalyst for selective catalytic reduction of the selective catalytic reduction system and a second amount of reductant stored in a second catalyst for selective catalytic reduction of the selective catalytic reduction system;
  • Determining a set point of the reducing agent stored in the selective catalytic reduction system as a function of a temperature value of a substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst;
  • Calculating a difference between the amount of reducing agent and the desired value;
  • Adjusting a reducing agent dose injected into the exhaust aftertreatment system based on the calculated difference; and
  • Actuate the injector to inject the adjusted reductant dose.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die Steuerung der stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eines Mehrkomponenten-SCR-Systems in den Abgasstrom eingespritzten Reduktionsmitteldosis zu verbessern, die NOx-Umwandlung des SCR-Systems zu maximieren und die durch das SCR-System in die äußere Umgebung freigesetzte Ammoniakmenge zu minimieren.Thanks to this solution, it is possible to improve the control of the reducing agent dose injected upstream of the first SCR catalyst of a multicomponent SCR system into the exhaust stream, to maximize the NOx conversion of the SCR system and to pass through the SCR system to the outside Minimize the amount of ammonia released.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Sollwert als eine Summe eines ersten Sollwerts des im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten Reduktionsmittels und eines Produkts aus einem zweiten Sollwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten Reduktionsmittels und einem Multiplikator berechnet werden, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats basiert.In one embodiment, the setpoint may be calculated as a sum of a first setpoint of the reductant stored in the first selective catalytic reduction catalyst and a product of a second setpoint of the reductant stored in the second selective catalytic reduction catalyst and a multiplier based on the temperature value of the in the second catalyst for selective catalytic reduction arranged substrate based.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eines Mehrkomponenten-SCR-Systems in den Abgasstrom eingespritzte Reduktionsmitteldosis zu steuern und mit geringem Kalibrationsaufwand sowie geringer Rechenleistung zu korrigieren. Tatsächlich können bekannte Modelle der in ein Einkomponenten-SCR-System eingespritzten Reduktionsmitteldosis einfach angepasst werden, um die in ein Mehrkomponenten-SCR-System eingespritzte Reduktionsmitteldosis zu steuern.Thanks to this solution, it is possible to control the amount of reducing agent injected into the exhaust gas flow upstream of the first SCR catalytic converter of a multicomponent SCR system and to correct it with low calibration effort and low computing power. In fact, known models of reducing agent dose injected into a one-component SCR system can be readily adapted to control the dose of reducing agent injected into a multi-component SCR system.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Reduktionsmittelmenge als eine Summe der ersten Reduktionsmittelmenge und eines Produkts aus der zweiten Reduktionsmittelmenge und einem zweiten Multiplikator berechnet werden, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats basiert.According to one embodiment, the amount of reductant may be as a sum of the first amount of reductant and a product of the second amount of reductant and a second Multiplier can be calculated, which is based on the temperature value of the arranged in the second catalyst for selective catalytic reduction substrate.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator in den Abgasstrom eingespritzte Reduktionsmitteldosis als Funktion der maximalen Speicherkapazität des SCR-Systems bei der tatsächlichen Temperatur der SCR-Katalysatoren des SCR-Systems zu steuern.Thanks to this solution, it is possible to control the reductant dose injected upstream of the first SCR catalyst into the exhaust stream as a function of the maximum storage capacity of the SCR system at the actual temperature of the SCR catalysts of the SCR system.

Gemäß einer Ausführungsform kann der erste Multiplikator gleich dem zweiten Multiplikator sein.According to one embodiment, the first multiplier may be equal to the second multiplier.

Dank dieser Lösung kann die Bestimmung des Sollwerts mit geringem Kalibrationsaufwand und geringer Rechenleistung durchgeführt werden.Thanks to this solution, the determination of the setpoint can be carried out with low calibration effort and low computing power.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens des ersten Sollwerts den Schritt des Schätzens des ersten Sollwerts auf Basis einer Temperatur eines im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten ersten Substrats und eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases umfassen.In another embodiment, the step of determining the first setpoint may include the step of estimating the first setpoint based on a temperature of a first substrate disposed in the first selective catalytic reduction catalyst and a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the first selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Lösung kann der erste Sollwert unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im ersten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the first set point can be determined taking into account the most important parameters that influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the first SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens des zweiten Sollwerts den Schritt des Schätzens des zweiten Sollwerts auf Basis einer Temperatur des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats und eines Massendurchsatzes des durch den zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases umfassen.In another embodiment, the step of determining the second setpoint may include the step of estimating the second setpoint based on a temperature of the substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst and a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the second selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Losung kann der zweite Sollwert unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im zweiten SCR-Katalysator beeinflussen.By virtue of this solution, the second setpoint can be determined taking into account the most important parameters which affect NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the second SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens der ersten Menge den Schritt des Schätzens der ersten Menge auf Basis einer Temperatur des in den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion eintretenden Abgases, eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases und eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion umfassen.According to another embodiment, the step of determining the first amount may include the step of estimating the first amount based on a temperature of the exhaust gas entering the first catalyst for selective catalytic reduction, a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the first catalyst for selective catalytic reduction, and a Nitrogen oxide content in the exhaust gas upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction include.

Dank dieser Lösung kann die erste Menge unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im ersten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the first quantity can be determined taking into account the most important parameters that influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the first SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens der zweiten Menge den Schritt des Schätzens der zweiten Menge auf Basis eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion sowie auf Basis eines Reduktionsmittelanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion umfassen.In another embodiment, the step of determining the second amount may include the step of estimating the second amount based on a nitrogen oxide level in the exhaust upstream of the second selective catalytic reduction catalyst and upstream of the first selective catalytic reduction catalyst and upstream of the amount of reductant in the exhaust from the second catalyst for selective catalytic reduction and upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction.

Dank dieser Lösung kann die zweite Menge unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im zweiten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the second quantity can be determined taking into account the most important parameters which influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the second SCR catalyst.

Die vorliegende Lösung kann auch in Form eines Computerprogrammprodukts ausgeführt sein, das einen Träger umfasst, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung in Form einer Vorrichtung zur Steuerung eines Injektors zur Einspritzung eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr eines Verbrennungsmotors ausgeführt sein, die ein elektronisches Steuergerät, einen mit dem elektronischen Steuergerät verbundenen Datenträger und das in dem Datenträger gespeicherte Computerprogramm umfasst. Eine andere Ausführungsform kann ein elektromagnetisches Signal bereitstellen, das derart moduliert wird, dass es eine Sequenz von Datenbits trägt, die das Computerprogramm darstellen.The present solution may also be implemented in the form of a computer program product comprising a carrier on which the computer program is stored. In particular, the present invention may be embodied in the form of a device for controlling an injector for injecting a reducing agent into an exhaust pipe of an internal combustion engine comprising an electronic control unit, a data carrier connected to the electronic control unit and the computer program stored in the data carrier. Another embodiment may provide an electromagnetic signal that is modulated to carry a sequence of data bits representing the computer program.

Eine andere Ausführungsform, die im Wesentlichen die gleichen Effekte wie das oben beschriebene Computerprogramm hat, schafft einen Verbrennungsmotor, umfassend:

  • – ein Abgasnachbehandlungssystem, umfassend ein selektives katalytisches Reduktionssystem mit einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion, der in Fluidverbindung mit dem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und steht und stromabwärts davon angeordnet ist, und einen Injektor, der in Fluidverbindung mit einem Reduktionsmittel steht und dafür ausgelegt ist, eine Reduktionsmitteldosis stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion in das Abgasnachbehandlungssystem einzuspritzen;
  • – ein Steuergerät, das dafür ausgelegt ist: – eine in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherte Reduktionsmittelmenge auf Basis einer im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge zu bestimmen; – einen Sollwert des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats zu bestimmen; – eine Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert zu berechnen; – die in das Abgasnachbehandlungssystem eingespritzte Reduktionsmitteldosis auf Basis der berechneten Differenz anzupassen; und – den Injektor zu betätigen, um die angepasste Reduktionsmitteldosis einzuspritzen.
Another embodiment having substantially the same effects as the computer program described above provides an internal combustion engine comprising:
  • An exhaust aftertreatment system comprising a selective catalytic reduction system comprising a first selective catalytic reduction catalyst and a second selective catalytic reduction catalyst in fluid communication with and disposed downstream of the first selective catalytic reduction catalyst and an injector in fluid communication with a Reducing agent is and is designed to inject a reducing agent dose upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction in the exhaust aftertreatment system;
  • A controller adapted to: determine a quantity of reducing agent stored in the selective catalytic reduction system based on a first amount of reducing agent stored in the first selective catalytic reduction catalyst and a second quantity of reducing agent stored in the second selective catalytic reduction catalyst; To determine a target value of the reducing agent stored in the selective catalytic reduction system as a function of a temperature value of a substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst; To calculate a difference between the amount of reducing agent and the desired value; To adjust the amount of reducing agent injected into the exhaust aftertreatment system based on the calculated difference; and - actuating the injector to inject the adjusted reductant dose.

Eine andere Ausführungsform der Lösung schafft ein Kraftfahrzeugsystem, das mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist, wie er vorstehend offenbart wurde.Another embodiment of the solution provides a motor vehicle system equipped with an internal combustion engine as disclosed above.

Eine weitere Ausführungsform der Lösung schafft ein Verfahren zur Steuerung eines Injektors zur Einspritzung eines Reduktionsmittels in ein Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors, das die folgenden Schritte umfasst:

  • – Bestimmen einer in einem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittelmenge auf Basis einer in einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion des selektiven katalytischen Reduktionssystems gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer in einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion des selektiven katalytischen Reduktionssystems gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge;
  • – Bestimmen eines Sollwerts des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats;
  • – Berechnen einer Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert;
  • – Anpassen einer in das Abgasnachbehandlungssystem eingespritzten Reduktionsmitteldosis auf Basis der berechneten Differenz; und
  • – Betätigen des Injektors, um die angepasste Reduktionsmitteldosis einzuspritzen.
A further embodiment of the solution provides a method for controlling an injector for injecting a reducing agent into an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, comprising the following steps:
  • Determining a quantity of reductant stored in a selective catalytic reduction system based on a first amount of reductant stored in a first catalyst for selective catalytic reduction of the selective catalytic reduction system and a second amount of reductant stored in a second catalyst for selective catalytic reduction of the selective catalytic reduction system;
  • Determining a set point of the reducing agent stored in the selective catalytic reduction system as a function of a temperature value of a substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst;
  • Calculating a difference between the amount of reducing agent and the desired value;
  • Adjusting a reducing agent dose injected into the exhaust aftertreatment system based on the calculated difference; and
  • Actuate the injector to inject the adjusted reductant dose.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die Steuerung der stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eines Mehrkomponenten-SCR-Systems in den Abgasstrom eingespritzten Reduktionsmitteldosis zu verbessern, die NOx-Umwandlung des SCR-Systems zu maximieren und die durch das SCR-System in die äußere Umgebung freigesetzte Ammoniakmenge zu minimieren.Thanks to this solution, it is possible to improve the control of the reducing agent dose injected upstream of the first SCR catalyst of a multicomponent SCR system into the exhaust stream, to maximize the NOx conversion of the SCR system and to pass through the SCR system to the outside Minimize the amount of ammonia released.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Sollwert als eine Summe eines ersten Sollwerts des im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten Reduktionsmittels und eines Produkts aus einem zweiten Sollwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten Reduktionsmittels und einem Multiplikator berechnet werden, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats basiert.In one embodiment, the setpoint may be calculated as a sum of a first setpoint of the reductant stored in the first selective catalytic reduction catalyst and a product of a second setpoint of the reductant stored in the second selective catalytic reduction catalyst and a multiplier based on the temperature value of the in the second catalyst for selective catalytic reduction arranged substrate based.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eines Mehrkomponenten-SCR-Systems in den Abgasstrom eingespritzte Reduktionsmitteldosis zu steuern und mit geringem Kalibrationsaufwand sowie geringer Rechenleistung zu korrigieren. Tatsächlich können bekannte Modelle der in ein Einkomponenten-SCR-System eingespritzten Reduktionsmitteldosis einfach angepasst werden, um die in ein Mehrkomponenten-SCR-System eingespritzte Reduktionsmitteldosis zu steuern.Thanks to this solution, it is possible to control the amount of reducing agent injected into the exhaust gas flow upstream of the first SCR catalytic converter of a multicomponent SCR system and to correct it with low calibration effort and low computing power. In fact, known models of reducing agent dose injected into a one-component SCR system can be readily adapted to control the dose of reducing agent injected into a multi-component SCR system.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Reduktionsmittelmenge als eine Summe der ersten Reduktionsmittelmenge und eines Produkts aus der zweiten Reduktionsmittelmenge und einem zweiten Multiplikator berechnet werden, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats basiert.According to one embodiment, the amount of reductant may be calculated as a sum of the first reductant amount and a product of the second reductant amount and a second multiplier based on the temperature value of the substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die in den Abgasstrom stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eingespritzte Reduktionsmitteldosis als Funktion der maximalen Speicherkapazität des SCR-Systems bei der tatsächlichen Temperatur der SCR-Katalysatoren des SCR-Systems zu steuern.Thanks to this solution, it is possible to control the amount of reducing agent injected into the exhaust gas stream upstream of the first SCR catalyst as a function of the maximum storage capacity of the SCR system at the actual temperature of the SCR catalysts of the SCR system.

Gemäß einer Ausführungsform kann der erste Multiplikator gleich dem zweiten Multiplikator sein.According to one embodiment, the first multiplier may be equal to the second multiplier.

Dank dieser Lösung kann die Bestimmung des Sollwerts mit geringem Kalibrationsaufwand und geringer Rechenleistung durchgeführt werden.Thanks to this solution, the determination of the setpoint can be carried out with low calibration effort and low computing power.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens des ersten Sollwerts den Schritt des Schätzens des ersten Sollwerts auf Basis einer Temperatur eines im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten ersten Substrats und eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases umfassen. In another embodiment, the step of determining the first setpoint may include the step of estimating the first setpoint based on a temperature of a first substrate disposed in the first selective catalytic reduction catalyst and a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the first selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Lösung kann der erste Sollwert unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im ersten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the first set point can be determined taking into account the most important parameters that influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the first SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens des zweiten Sollwerts den Schritt des Schätzens des zweiten Sollwerts auf Basis einer Temperatur des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats und eines Massendurchsatzes des durch den zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases umfassen.In another embodiment, the step of determining the second setpoint may include the step of estimating the second setpoint based on a temperature of the substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst and a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the second selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Lösung kann der zweite Sollwert unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im zweiten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the second set point can be determined taking into account the most important parameters that influence the NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the second SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens der ersten Menge den Schritt des Schätzens der ersten Menge auf Basis einer Temperatur des in den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion eintretenden Abgases, eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases und eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion umfassen.According to another embodiment, the step of determining the first amount may include the step of estimating the first amount based on a temperature of the exhaust gas entering the first catalyst for selective catalytic reduction, a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the first catalyst for selective catalytic reduction, and a Nitrogen oxide content in the exhaust gas upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction include.

Dank dieser Lösung kann die erste Menge unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im ersten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the first quantity can be determined taking into account the most important parameters that influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the first SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Bestimmens der zweiten Menge den Schritt des Schätzens der zweiten Menge auf Basis eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion sowie auf Basis eines Reduktionsmittelanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion umfassen.In another embodiment, the step of determining the second amount may include the step of estimating the second amount based on a nitrogen oxide level in the exhaust upstream of the second selective catalytic reduction catalyst and upstream of the first selective catalytic reduction catalyst and upstream of the amount of reductant in the exhaust from the second catalyst for selective catalytic reduction and upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction.

Dank dieser Lösung kann die zweite Menge unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im zweiten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the second quantity can be determined taking into account the most important parameters which influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the second SCR catalyst.

Eine andere Ausführungsform der Lösung schafft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Injektors zur Einspritzung eines Reduktionsmittels in ein Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors, umfassend:

  • – Mittel zum Bestimmen einer in einem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittelmenge auf Basis einer in einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion des selektiven katalytischen Reduktionssystems gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer in einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion des selektiven katalytischen Reduktionssystems gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge;
  • – Mittel zum Bestimmen eines Sollwerts des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats;
  • – Mittel zum Berechnen einer Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert;
  • – Mittel zum Anpassen einer in das Abgasnachbehandlungssystem eingespritzten Reduktionsmitteldosis auf Basis der berechneten Differenz; und
  • – Mittel zum Betätigen des Injektors, um die angepasste Reduktionsmitteldosis einzuspritzen.
Another embodiment of the solution provides an apparatus for controlling an injector for injecting a reducing agent into an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, comprising:
  • - means for determining a quantity of reducing agent stored in a selective catalytic reduction system based on a first amount of reducing agent stored in a first catalyst for selective catalytic reduction of the selective catalytic reduction system and a second quantity of reducing agent stored in a second catalyst for selective catalytic reduction of the selective catalytic reduction system;
  • Means for determining a set point of the reducing agent stored in the selective catalytic reduction system as a function of a temperature value of a substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst;
  • - means for calculating a difference between the amount of reducing agent and the desired value;
  • - Means for adjusting a injected into the exhaust aftertreatment system reducing agent dose based on the calculated difference; and
  • - means for actuating the injector to inject the adjusted reducing agent dose.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die Steuerung der stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eines Mehrkomponenten-SCR-Systems in den Abgasstrom eingespritzten Reduktionsmitteldosis zu verbessern, die NOx-Umwandlung des SCR-Systems zu maximieren und die durch das SCR-System in die äußere Umgebung freigesetzte Ammoniakmenge zu minimieren.Thanks to this solution, it is possible to improve the control of the reducing agent dose injected upstream of the first SCR catalyst of a multicomponent SCR system into the exhaust stream, to maximize the NOx conversion of the SCR system and to pass through the SCR system to the outside Minimize the amount of ammonia released.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung Mittel umfassen, um den Sollwert als eine Summe eines ersten Sollwerts des im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten Reduktionsmittels und eines Produkts aus einem zweiten Sollwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion gespeicherten Reduktionsmittels und einem Multiplikator zu berechnen, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats basiert.In one embodiment, the apparatus may include means for calculating the setpoint as a sum of a first setpoint of the reductant stored in the first selective catalytic reduction catalyst and a product of a second setpoint of the reductant stored in the second selective catalytic reduction catalyst and a multiplier which is at the temperature value of the second Catalyst for selective catalytic reduction arranged substrate based.

Ist es möglich, die stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator eines Mehrkomponenten-SCR-Systems in den Abgasstrom eingespritzte Reduktionsmitteldosis zu steuern und mit geringem Kalibrationsaufwand sowie geringer Rechenleistung zu korrigieren. Tatsächlich können bekannte Modelle der in ein Einkomponenten-SCR-System eingespritzten Reduktionsmitteldosis einfach angepasst werden, um die in ein Mehrkomponenten-SCR-System eingespritzte Reduktionsmitteldosis zu steuern.Is it possible to control the reductant dose injected upstream of the first SCR catalyst of a multicomponent SCR system into the exhaust stream and to correct it with low calibration overhead and low computational power. In fact, known models of reducing agent dose injected into a one-component SCR system can be readily adapted to control the dose of reducing agent injected into a multi-component SCR system.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung Mittel umfassen, um die Reduktionsmittelmenge als eine Summe der ersten Reduktionsmittelmenge und eines Produkts aus der zweiten Reduktionsmittelmenge und einem zweiten Multiplikator zu berechnen, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats basiert.According to one embodiment, the apparatus may include means for calculating the amount of reductant as a sum of the first reductant amount and a product of the second reductant amount and a second multiplier based on the temperature value of the substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Lösung ist es möglich, die stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator in den Abgasstrom eingespritzte Reduktionsmitteldosis als Funktion der maximalen Speicherkapazität des SCR-Systems bei der tatsächlichen Temperatur der SCR-Katalysatoren des SCR-Systems zu steuern.Thanks to this solution, it is possible to control the reductant dose injected upstream of the first SCR catalyst into the exhaust stream as a function of the maximum storage capacity of the SCR system at the actual temperature of the SCR catalysts of the SCR system.

Gemäß einer Ausführungsform kann der erste Multiplikator gleich dem zweiten Multiplikator sein.According to one embodiment, the first multiplier may be equal to the second multiplier.

Dank dieser Lösung kann die Bestimmung des Sollwerts mit geringem Kalibrationsaufwand und geringer Rechenleistung durchgeführt werden.Thanks to this solution, the determination of the setpoint can be carried out with low calibration effort and low computing power.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Mittel zum Bestimmen des ersten Sollwerts Mittel umfassen, um den ersten Sollwert auf Basis einer Temperatur eines im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten ersten Substrats und eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases zu schätzen.According to another embodiment, the first setpoint determining means may include means for estimating the first setpoint value based on a temperature of a first substrate disposed in the first selective catalytic reduction catalyst and a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the first selective catalytic reduction catalyst ,

Dank dieser Lösung kann der erste Sollwert unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im ersten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the first set point can be determined taking into account the most important parameters that influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the first SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Mittel zum Bestimmen des zweiten Sollwerts Mittel umfassen, um den zweiten Sollwert auf Basis einer Temperatur des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion angeordneten Substrats und eines Massendurchsatzes des durch den zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases zu schätzen.In another embodiment, the second setpoint determining means may include means for estimating the second setpoint value based on a temperature of the substrate disposed in the second selective catalytic reduction catalyst and a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the second selective catalytic reduction catalyst.

Dank dieser Lösung kann der zweite Sollwert unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im zweiten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the second set point can be determined taking into account the most important parameters that influence the NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the second SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Mittel zum Bestimmen der ersten Menge Mittel umfassen, um die erste Menge auf Basis einer Temperatur des in den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion eintretenden Abgases, eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion strömenden Abgases und eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion zu schätzen.According to another embodiment, the means for determining the first amount may include means for determining the first amount based on a temperature of the exhaust gas entering the first selective catalytic reduction catalyst, a mass flow rate of the exhaust gas flowing through the first selective catalytic reduction catalyst, and an exhaust gas Estimate nitrogen oxide content in the exhaust gas upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction.

Dank dieser Lösung kann die erste Menge unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im ersten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the first quantity can be determined taking into account the most important parameters that influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the first SCR catalyst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Mittel zum Bestimmen der zweiten Menge Mittel umfassen, um die zweite Menge auf Basis eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und auf Basis eines Reduktionsmittelanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion zu schätzen.According to another embodiment, the means for determining the second amount may include means for increasing the second amount based on a nitrogen oxide level in the exhaust upstream of the second selective catalytic reduction catalyst and upstream of the first selective catalytic reduction catalyst and upstream of the reducing agent portion from the second catalyst for selective catalytic reduction and upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction.

Dank dieser Lösung kann die zweite Menge unter Berücksichtigung der wichtigsten Parameter bestimmt werden, welche die NOx-Umwandlung und die resultierende Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) im zweiten SCR-Katalysator beeinflussen.Thanks to this solution, the second quantity can be determined taking into account the most important parameters which influence NOx conversion and the resulting storage of reductant (i.e., ammonia) in the second SCR catalyst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nun sollen die verschiedenen Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei:Now, the various embodiments will be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

1 ein Kraftfahrzeugsystem zeigt; 1 shows a motor vehicle system;

2 ein Querschnitt eines zu dem Kraftfahrzeugsystem von 1 gehörenden Verbrennungsmotors ist; 2 a cross-section of a to the motor vehicle system of 1 belonging internal combustion engine;

3 eine schematische Darstellung eines zu dem Kraftfahrzeugsystem von 1 gehörenden SCR-Systems ist; 3 a schematic representation of a to the motor vehicle system of 1 belonging to the SCR system;

4 ein Fließdiagramm ist, das ein Verfahren zur Steuerung des Reduktionsmittelinjektors des SCR-Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. 4 FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of controlling the reductant injector of the SCR system according to one embodiment of the invention.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Einige Ausführungsformen können ein Kraftfahrzeugsystem 100 beinhalten, das in den 1 und 2 gezeigt ist und das einen Verbrennungsmotor (ICE) 110 mit einem Zylinderblock 120 besitzt, der mindestens einen Zylinder 125 mit einem Kolben 140 definiert, der eine Kopplung aufweist, mit der die Kurbelwelle 145 gedreht wird. Ein Zylinderkopf 130 arbeitet mit dem Kolben 140 zusammen, um einen Verbrennungsraum 150 zu definieren.Some embodiments may be a motor vehicle system 100 include that in the 1 and 2 is shown and that an internal combustion engine (ICE) 110 with a cylinder block 120 owns at least one cylinder 125 with a piston 140 defined, which has a coupling with which the crankshaft 145 is turned. A cylinder head 130 works with the piston 140 together to a combustion chamber 150 define.

Ein Luft-Kraftstoffgemisch (nicht gezeigt) wird in den Verbrennungsraum 150 eingebracht und entzündet, was zu heißen expandierenden Verbrennungsgasen führt, die zu einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 140 führen. Der Kraftstoff wird von mindestens einem Kraftstoffinjektor 160 zur Verfügung gestellt und die Luft durch mindestens einen Einlass 210. Der Kraftstoff wird unter hohem Druck von einem Kraftstoffrohr 170, das fluidzuleitend mit einer Hochdruckpumpe 180, die den Druck des von einer Kraftstoffquelle 190 kommenden Kraftstoffs erhöht, verbunden ist, zum Kraftstoffinjektor 160 geführt. Das Kraftstoffeinspritzsystem mit den oben beschriebenen Komponenten ist als Common-Rail-Dieseleinspritzsystem (CR-System) bekannt. Es handelt sich dabei um ein relativ neues Einspritzsystem für Personenkraftwagen. Der Hauptvorteil dieses Einspritzsystems im Vergleich zu anderen besteht darin, dass es aufgrund des hohen Drucks im System und den elektromagnetisch gesteuerten Injektoren möglich ist, die korrekten Kraftstoffmengen genau zum richtigen Zeitpunkt einzuspritzen. Dies führt zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch und zu geringeren Emissionen.An air-fuel mixture (not shown) enters the combustion chamber 150 introduced and ignited, resulting in hot expanding combustion gases, leading to a reciprocation of the piston 140 to lead. The fuel is from at least one fuel injector 160 provided and the air through at least one inlet 210 , The fuel is under high pressure from a fuel pipe 170 , the fluid zueitend with a high-pressure pump 180 that the pressure of a fuel source 190 increased fuel, is connected to the fuel injector 160 guided. The fuel injection system with the components described above is known as a common-rail diesel (CR) injection system. It is a relatively new injection system for passenger cars. The main advantage of this injection system compared to others is that due to the high pressure in the system and the electromagnetically controlled injectors, it is possible to inject the correct quantities of fuel at just the right time. This leads to lower fuel consumption and lower emissions.

Jeder der Zylinder 125 hat mindestens zwei Ventile 215, die von einer Nockenwelle 135 betrieben werden, die sich zeitgleich mit der Kurbelwelle 145 dreht. Die Ventile 215 lassen selektiv Luft vom Einlass 210 in den Verbrennungsraum 150 und erlauben alternierend den Auslass der Abgase durch den Auslass 220. In einigen Beispielen wird ein Nockenwellenverstellsystem 155 genutzt, um selektiv die zeitliche Abfolge zwischen der Nockenwelle 135 und der Kurbelwelle 145 zu verändern.Each of the cylinders 125 has at least two valves 215 coming from a camshaft 135 operated at the same time as the crankshaft 145 rotates. The valves 215 selectively release air from the inlet 210 in the combustion chamber 150 and alternately allow the outlet of the exhaust gases through the outlet 220 , In some examples, a camshaft phasing system 155 used to selectively the timing between the camshaft 135 and the crankshaft 145 to change.

Die Luft kann den Lufteinlässen 210 über einen Einlasskrümmer 200 zugeführt werden. Eine Lufteinlassleitung 205 führt dem Einlasskrümmer 200 Umgebungsluft zu. In anderen Ausführungsformen kann eine Drosselklappe 330 gewählt werden, um den Luftstrom zum Einlasskrümmer 200 zu regeln. In weiteren Ausführungsformen wird ein System für komprimierte Luft wie beispielsweise ein Turbolader 230 mit einem Kompressor 240, der sich zusammen mit einer Turbine 250 dreht, eingesetzt. Die Drehung des Kompressors 240 erhöht den Druck und die Temperatur der Luft in der Lufteinlassleitung 205 und dem Einlasskrümmer 200. Ein in der Lufteinlassleitung 205 enthaltender Intercooler 260 kann die Temperatur der Luft reduzieren.The air can be the air inlets 210 via an intake manifold 200 be supplied. An air inlet pipe 205 leads the intake manifold 200 Ambient air too. In other embodiments, a throttle 330 be selected to control the air flow to the intake manifold 200 to regulate. In other embodiments, a compressed air system such as a turbocharger is used 230 with a compressor 240 that is together with a turbine 250 turns, used. The rotation of the compressor 240 increases the pressure and temperature of the air in the air inlet duct 205 and the intake manifold 200 , One in the air intake pipe 205 containing intercooler 260 can reduce the temperature of the air.

Die Turbine 250 dreht sich beim Einströmen der von einem Auslasskrümmer 225 kommenden Abgase, der Abgas vom Auslass 220 durch eine Serie von Leitschaufeln leitet, bevor es durch die Turbine 250 expandiert wird. Die Abgase verlassen die Turbine 250 und werden zu einem Abgasnachbehandlungssystem 270 geführt Dieses Beispiel zeigt eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) 250 mit einem VGT-Aktuator 255, der ausgebildet ist, um die Leitschaufeln bzw. Flügel zu bewegen, damit die Flügel das Strömen des Abgases durch die Turbine 250 ändern.The turbine 250 turns when flowing from an exhaust manifold 225 coming exhaust gases, the exhaust gas from the outlet 220 passes through a series of vanes before passing through the turbine 250 is expanded. The exhaust gases leave the turbine 250 and become an exhaust aftertreatment system 270 This example shows a variable geometry turbine (VGT) 250 with a VGT actuator 255 configured to move the vanes to cause the vanes to flow the exhaust gas through the turbine 250 to change.

Das Abgasnachbehandlungssystem 270 kann eine Abgasleitung 275 aufweisen, die eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 280 hat. Nachbehandlungsvorrichtungen 280 können beliebige Vorrichtungen sein, mit denen die Zusammensetzung der Abgase geändert werden kann. Einige Beispiele von Nachbehandlungsvorrichtungen 280 sind, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, katalytische (Zwei- und Drei-Wege-)Konverter, Oxidationskatalysatoren, zum Beispiel ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) 281, eine NOx-Falle für den Magerbetrieb (LNT), Kohlenwasserstoffadsorber oder eine Reduktionsmittelspeichervorrichtung wie z. B. ein selektives katalytisches Reduktionssystem (SCR-System).The exhaust aftertreatment system 270 can be an exhaust pipe 275 comprising one or more exhaust aftertreatment devices 280 Has. aftertreatment devices 280 may be any devices with which the composition of the exhaust gases can be changed. Some examples of aftertreatment devices 280 include, but are not limited to, catalytic (two- and three-way) converters, oxidation catalysts, for example, a diesel oxidation catalyst (DOC). 281 , a NOx trap for lean operation (LNT), hydrocarbon adsorber or a reducing agent storage device such. B. a selective catalytic reduction system (SCR system).

In der dargestellten Ausführungsform ist das SCR-System 282 ein Mehrkomponenten-SCR-System, das einen ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) 283 und einen zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator) 284 umfasst. Die Abgasleitung 275 und zum Beispiel der DOC 281 stellen eine Fluidverbindung zwischen dem Auslasskrümmer 225 und dem ersten SCR-Katalysator 283 her, so dass die Abgasleitung 275 durch den DOC 281 Abgas vom ICE 110 zum ersten SCR-Katalysator 283 befördert. Die Abgasleitung 275 definiert eine Passage, die eine Fluidverbindung zwischen dem ersten SCR-Katalysator 283 und dem zweiten SCR-Katalysator 284 herstellt.In the illustrated embodiment, the SCR system is 282 a multicomponent SCR system using a first catalyst for selective catalytic reduction (SCR catalyst) 283 and a second catalyst for selective catalytic reduction (SCR catalyst) 284 includes. The exhaust pipe 275 and for example the DOC 281 provide fluid communication between the exhaust manifold 225 and the first SCR catalyst 283 ago, so that the exhaust pipe 275 through the DOC 281 Exhaust from the ICE 110 to the first SCR catalyst 283 promoted. The exhaust pipe 275 defines a passage that provides fluid communication between the first SCR catalyst 283 and the second SCR catalyst 284 manufactures.

Der erste SCR-Katalysator 283 ist in der Abgasleitung 275 stromaufwärts vom zweiten SCR-Katalysator 284 angeordnet. The first SCR catalyst 283 is in the exhaust pipe 275 upstream of the second SCR catalyst 284 arranged.

In der dargestellten Ausführungsform ist der erste SCR-Katalysator 283 ein direktgekoppelter Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion auf einem Filter (SCRoF), d. h. ein Partikelfilter mit einer SCR-Beschichtung.In the illustrated embodiment, the first SCR catalyst is 283 a direct-coupled catalyst for selective catalytic reduction on a filter (SCRoF), ie a particle filter with an SCR coating.

Der zweite SCR-Katalysator 284 ist ein Unterboden-Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR U/F).The second SCR catalyst 284 is an underbody catalyst for selective catalytic reduction (SCR U / F).

Das SCR-System 282 umfasst einen Behälter 285 zur Aufnahme eines Reduktionspromoters 286, wie z. B. Harnstoff oder eine wässrige Harnstofflösung (Harnstoff-Wasser-Lösung HWL), der in dem Behälter 285 gespeichert ist.The SCR system 282 includes a container 285 for inclusion of a reduction promoter 286 , such as As urea or an aqueous urea solution (urea-water solution HWL), in the container 285 is stored.

Ein Reduktionsmittelinjektor 287 ist dafür ausgelegt, den Reduktionspromoter 286, d. h. die wässrige Harnstofflösung, aus dem Behälter 285 stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator 283 in die Abgasleitung 274 zu injizieren.A reducing agent injector 287 is designed to be the reduction promoter 286 ie the aqueous urea solution, from the container 285 upstream of the first SCR catalyst 283 in the exhaust pipe 274 to inject.

Aufgrund der hohen Abgastemperaturen an dieser Stelle der Abgasleitung 275 wird die wässrige Harnstofflösung thermolytisch zersetzt, wobei bei diesem Vorgang ein tatsächliches Reduktionsmittel, nämlich Ammoniak (NH3), freigesetzt wird.Due to the high exhaust gas temperatures at this point of the exhaust pipe 275 For example, the aqueous urea solution is thermally decomposed, during which process an actual reducing agent, namely ammonia (NH 3 ), is liberated.

Insbesondere bei Temperaturen über 160°C beginnt ein Prozess, bei dem der Harnstoff einer Hydrolyse und thermischen Zersetzung unterworfen wird, was zur Bildung von Ammoniak führt. Das entstehende Gemisch aus Harnstoff/Ammoniak und Abgasen gelangt anschließend zum ersten SCR-Katalysator 283, wo das Ammoniak mit den NOx-Gasen reagiert, um Stickstoff und Wasser zu bilden.Especially at temperatures above 160 ° C begins a process in which the urea is subjected to hydrolysis and thermal decomposition, resulting in the formation of ammonia. The resulting mixture of urea / ammonia and exhaust gases then passes to the first SCR catalyst 283 where the ammonia reacts with the NOx gases to form nitrogen and water.

Es kann eine Pumpe 288 verwendet werden, um den Reduktionspromoter 286 (d. h. die wässrige Harnstofflösung oder den Harnstoff) vom Behälter 285 zum Reduktionsmittelinjektor 287 zu befördern. Optional können auch Aufbereitungsmittel, die die Homogenisierung und/oder den Abbau des Harnstoffs fördern, zwischen dem Reduktionsmittelinjektor 287 und dem ersten SCR-Katalysator 283 vorhanden sein.It can be a pump 288 used to be the reduction promoter 286 (ie the aqueous urea solution or urea) from the container 285 to the reducing agent injector 287 to transport. Optionally, treatment agents that promote homogenization and / or degradation of the urea may also be present between the reductant injector 287 and the first SCR catalyst 283 to be available.

Das freigesetzte Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) wird entweder in einem ersten katalytischen Substrat 283' des ersten SCR-Katalysators 283 und/oder in einem zweiten katalytischen Substrat 284' des zweiten SCR-Katalysators 284 gespeichert, oder es wird hier mit den Stickoxiden der Abgase des ICE 110 direkt katalytisch umgesetzt, wobei diese Oxide anschließend reduziert werden, um Stickstoff N2 zu bilden.The released reductant (ie, ammonia) becomes either in a first catalytic substrate 283 ' of the first SCR catalyst 283 and / or in a second catalytic substrate 284 ' of the second SCR catalyst 284 stored, or it gets here with the nitrogen oxides of the exhaust gases of the ICE 110 directly catalytically reacted, these oxides are then reduced to form nitrogen N 2 .

Das Kraftfahrzeugsystem 100 kann weiterhin ein elektronisches Steuergerät (ECM) 450 aufweisen, das dazu konfiguriert ist, Signale von oder nach verschiedenen, mit dem ICE 110 verbundenen Sensoren und/oder Geräten zu senden bzw. zu empfangen. Das ECM 450 kann Eingangssignale von verschiedenen Sensoren empfangen, die dafür ausgelegt sind, die Signale zu erzeugen, die proportional zu verschiedenen physikalischen Parametern in Zusammenhang mit dem ICE 110 sind. Die Sensoren umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen Luftmassenfluss-, Druck- und Temperatursensor 340, einen Druck- und Temperatursensor 350 für den Krümmer, einen Sensor 360 für den Druck im Verbrennungsraum, Sensoren 380 für die Kühlflüssigkeits- und die Öltemperatur und/oder den zugehörigen Füllstand, einen Drucksensor 400 für den Kraftstoff, einen Nockenwellenpositionssensor 410, einen Kurbelwellenpositionssensor 420, Sensoren 430 für den Druck und die Temperatur der Abgase, einen Sauerstoffsensor, zum Beispiel eine Breitbandsonde für Sauerstoff (UEGO) oder eine Lambdasonde, oder einen Stickoxidsensor sowie einen Gaspedalpositionssensor 445.The motor vehicle system 100 can still use an electronic control unit (ECM) 450 configured to receive signals from or to various, with the ICE 110 connected sensors and / or devices to send or receive. The ECM 450 It can receive input signals from various sensors designed to generate the signals proportional to various physical parameters associated with the ICE 110 are. The sensors include, but are not limited to, an air mass flow, pressure, and temperature sensor 340 , a pressure and temperature sensor 350 for the manifold, a sensor 360 for the pressure in the combustion chamber, sensors 380 for the coolant and oil temperature and / or the associated fill level, a pressure sensor 400 for the fuel, a camshaft position sensor 410 , a crankshaft position sensor 420 , Sensors 430 for the pressure and the temperature of the exhaust gases, an oxygen sensor, for example, a broad-band probe for oxygen (UEGO) or a lambda probe, or a nitrogen oxide sensor and an accelerator pedal position sensor 445 ,

Die Sensoren umfassen auch NOx-Sensoren, die dafür ausgelegt sind, die Menge an NOx (Stickoxiden) im Abgas zu bestimmen, z. B. in Teilen pro Million.The sensors also include NOx sensors designed to determine the amount of NOx (nitrogen oxides) in the exhaust, e.g. In parts per million.

Beispielsweise ist ein erster NOx-Sensor 440' in der Abgasleitung 275 stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator 283 angeordnet.For example, a first NOx sensor 440 ' in the exhaust pipe 275 upstream of the first SCR catalyst 283 arranged.

Ein zweiter NOx-Sensor 440'' kann in der Abgasleitung 275 zum Beispiel stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator 284 angeordnet sein.A second NOx sensor 440 '' can in the exhaust pipe 275 for example, downstream from the second SCR catalyst 284 be arranged.

Der Massendurchsatz der in den Einlasskrümmer 200 strömenden Luft wird mithilfe eines Luftmassenmessers (MAF) 441 gemessen.The mass flow rate in the intake manifold 200 flowing air is measured using an air mass meter (MAF) 441 measured.

Ein erster Abgastemperatursensor 442' ist an oder nahe bei einem Einlass des ersten SCR-Katalysators 283 angeordnet, z. B. in der Abgasleitung 275 stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator 283.A first exhaust gas temperature sensor 442 ' is at or near an inlet of the first SCR catalyst 283 arranged, z. B. in the exhaust pipe 275 upstream of the first SCR catalyst 283 ,

Das ECM 450 kann dafür ausgelegt sein, die Temperatur des im ersten SCR-Katalysator 283 angeordneten ersten katalytischen Substrats 283' zu schätzen, nämlich eines keramikbeschichteten Substrats, das zum Beispiel aus einem Kordierit-Material hergestellt ist und eine Vielzahl von Durchflusspassagen aufweist, die mit einer Grundierung und katalytischen Materialien beschichtet sind, um das Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu speichern, das mit den im zugeführten Abgasstrom vorhandenen NOx-Molekülen reagiert. Insbesondere kann das ECM 450 die Temperatur des katalytischen Substrats 283' auf Basis der Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases (gemessen durch den ersten Abgastemperatursensor 442') und des Abgas-Massendurchsatzes schätzen.The ECM 450 may be designed to be the temperature of the first SCR catalyst 283 arranged first catalytic substrate 283 ' for example, a ceramic-coated substrate made of, for example, a cordierite material and having a plurality of flow passages coated with a primer and catalytic materials to store the reducing agent (ie, ammonia) with those supplied Exhaust gas flow of existing NOx molecules reacts. In particular, the ECM 450 the temperature of the catalytic substrate 283 ' based on the temperature of the first SCR catalyst 283 entering exhaust gas (measured by the first exhaust gas temperature sensor 442 ' ) and the exhaust gas mass flow rate.

Ein zweiter Abgastemperatursensor 442'' ist an oder nahe bei einem Einlass des zweiten SCR-Katalysators 284 angeordnet, z. B. in der Abgasleitung 275 stromaufwärts vom zweiten SCR-Katalysator 284 und stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator 283.A second exhaust gas temperature sensor 442 '' is at or near an inlet of the second SCR catalyst 284 arranged, z. B. in the exhaust pipe 275 upstream of the second SCR catalyst 284 and upstream of the first SCR catalyst 283 ,

Das ECM 450 kann dafür ausgelegt sein, die Temperatur des im zweiten SCR-Katalysator 284 angeordneten zweiten katalytischen Substrats 284' zu schätzen, nämlich eines keramikbeschichteten Substrats, das zum Beispiel aus einem Kordierit-Material hergestellt ist und eine Vielzahl von Durchflusspassagen aufweist, die mit einer Grundierung und katalytischen Materialien beschichtet sind, um das Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu speichern, das mit den im zugeführten Abgasstrom vorhandenen NOx-Molekülen reagiert. Insbesondere kann das ECM 450 die Temperatur des zweiten katalytischen Substrats 284' auf Basis der Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases (gemessen durch den zweiten Abgastemperatursensor 442'') und des Abgas-Massendurchsatzes schätzen.The ECM 450 may be designed to be the temperature of the second SCR catalyst 284 arranged second catalytic substrate 284 ' for example, a ceramic-coated substrate made of, for example, a cordierite material and having a plurality of flow passages coated with a primer and catalytic materials to store the reducing agent (ie, ammonia) with those supplied Exhaust gas flow of existing NOx molecules reacts. In particular, the ECM 450 the temperature of the second catalytic substrate 284 ' based on the temperature of the second SCR catalyst 283 entering exhaust gas (measured by the second exhaust gas temperature sensor 442 '' ) and the exhaust gas mass flow rate.

Das ECM 450 kann die Rate, mit der die Temperatur des ersten und zweiten katalytischen Substrats 283', 284' angepasst wird, in Reaktion auf eine Änderung der Abgastemperatur erhöhen, wenn der Abgas-Massendurchsatz steigt.The ECM 450 may be the rate at which the temperature of the first and second catalytic substrate 283 ' . 284 ' is increased in response to a change in the exhaust gas temperature as the exhaust gas mass flow rate increases.

Die Temperatur jedes Katalysators zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysators) 283, 284 (d. h. des ersten und zweiten katalytischen Substrats 283', 284') beeinflusst die Effizienz der Reaktionen im jeweiligen SCR-Katalysator, welche die Stickoxide reduzieren, und hat auch eine Auswirkung auf die Fähigkeit des SCR-Katalysators, das Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu speichern. Wenn die Temperatur des SCR-Katalysators niedrig ist und z. B. weniger als 144 Grad Celsius (°C) beträgt, ist die Effizienz der Reaktionen, welche die Stickoxide im SCR-Katalysator reduzieren, nahe null. Selbst wenn der SCR-Katalysator Ammoniak enthält, reagiert das Ammoniak daher nicht mit den Stickoxiden und reduziert diese nicht. Wenn die Temperatur des SCR-Katalysators hoch ist, z. B. höher als 400°C, ist der SCR-Katalysator nicht in der Lage, Ammoniak zu speichern.The temperature of each catalyst for selective catalytic reduction (SCR catalyst) 283 . 284 (ie, the first and second catalytic substrates 283 ' . 284 ' ) influences the efficiency of the reactions in the particular SCR catalyst which reduce the nitrogen oxides and also has an effect on the ability of the SCR catalyst to store the reducing agent (ie ammonia). When the temperature of the SCR catalyst is low and z. B. is less than 144 degrees Celsius (° C), the efficiency of the reactions that reduce the nitrogen oxides in the SCR catalyst is close to zero. Therefore, even if the SCR catalyst contains ammonia, the ammonia does not react with the nitrogen oxides and does not reduce them. When the temperature of the SCR catalyst is high, e.g. B. higher than 400 ° C, the SCR catalyst is not able to store ammonia.

Die Temperatur des SCR-Katalysators wird durch den Abstand zwischen dem ICE 110 und dem SCR-Katalysator beeinflusst. Der Abstand zwischen dem ICE 110 und dem ersten SCR-Katalysator 283, der unmittelbar stromabwärts vom DOC 281 angeordnet ist, kann relativ kurz sein, d. h. kürzer als der Abstand zwischen dem ICE 110 und dem zweiten SCR-Katalysator 284.The temperature of the SCR catalyst is determined by the distance between the ICE 110 and the SCR catalyst. The distance between the ICE 110 and the first SCR catalyst 283 located immediately downstream of the DOC 281 can be relatively short, ie shorter than the distance between the ICE 110 and the second SCR catalyst 284 ,

Wenn der ICE 110 anfänglich gestartet wird, kann die Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 daher zu niedrig sein, so dass die Stickoxide nicht effizient reduziert werden, wobei eine durch den Reduktionsmittelinjektor 287 einzuspritzende Dosis an Reduktionspromoter 286 bestimmt werden kann, um der reduzierten Speicherkapazität des SCR-Systems 282 Rechnung zu tragen.If the ICE 110 Initially started, the temperature of the second SCR catalyst 284 therefore, be too low so that the nitrogen oxides are not efficiently reduced, with one passing through the reductant injector 287 dose of reducing promoter to be injected 286 can be determined by the reduced storage capacity of the SCR system 282 Take into account.

Andererseits kann, wenn der ICE 110 läuft und die Temperatur des Abgases signifikant steigt, die Temperatur des ersten SCR-Katalysators 283 zu hoch sein, so dass das Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) nicht effizient gespeichert wird, das in Richtung auf den zweiten SCR-Katalysator 284 entweicht, wobei eine durch den Reduktionsmittelinjektor 287 einzuspritzende Dosis an Reduktionspromoter 286 bestimmt werden kann, um der reduzierten Speicherkapazität des SCR-Systems 282 Rechnung zu tragen.On the other hand, if the ICE 110 runs and the temperature of the exhaust gas increases significantly, the temperature of the first SCR catalyst 283 be too high, so that the reducing agent (ie ammonia) is not stored efficiently, which is towards the second SCR catalyst 284 escapes, one through the reductant injector 287 dose of reducing promoter to be injected 286 can be determined by the reduced storage capacity of the SCR system 282 Take into account.

Weiterhin kann das ECM 450 an verschiedene Steuergeräte Ausgangssignale ausgeben, um den Betrieb des ICE 110 zu steuern, beispielsweise, aber nicht ausschließlich, an die Kraftstoffinjektoren 160, an die Drossel 330, an das EGR-Ventil 320, an den VGT-Aktuator 255, an das Nockenwellenverstellsystem 155, an die Pumpe 288 und an den Reduktionsmittelinjektor 287. Es ist anzumerken, dass gestrichelte Linien benutzt werden, um verschiedene Verbindungen zwischen den verschiedenen Sensoren, Vorrichtungen und dem ECM 450 anzudeuten, wobei aber andere zu Zwecken der Klarheit weggelassen sind.Furthermore, the ECM 450 to output various signals to control the operation of the ICE 110 to control, for example, but not exclusively, to the fuel injectors 160 , to the throttle 330 , to the EGR valve 320 , to the VGT actuator 255 , to the camshaft adjustment system 155 , to the pump 288 and to the reducing agent injector 287 , It should be noted that dashed lines are used to indicate various connections between the various sensors, devices and the ECM 450 but others have been omitted for purposes of clarity.

Das Steuergerät 450 kann eine mit einem Speichersystem und einem Bussystem datenverbundene digitale Mikroprozessoreinheit (CPU 460) besitzen. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein im Speichersystem abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen. Der Datenbus kann dafür ausgelegt sein, analoge und/oder digitale Signale an die verschiedenen Sensoren und Steuervorrichtungen zu senden, von diesen zu empfangen und diese Signale zu modulieren. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit den ICE 110 steuern kann.The control unit 450 For example, a digital microprocessor unit (CPU) connected to a memory system and a bus system 460 ). The CPU is adapted to execute instructions executed as a program stored in the memory system, to capture input signals from the data bus, and to output signals to the data bus. The storage system may have various storage media such as optical, magnetic, solid state and other non-volatile media. The data bus may be configured to send, receive, and modulate analog and / or digital signals to and from the various sensors and control devices. The program may be such that it is capable of embodying the methods described herein so that the CPU may perform the steps of such methods, and thus the ICE 110 can control.

Das im Speichersystem abgelegte Programm wird dem Steuergerät von außen kabelgebunden oder per Funk zugeführt. Außerhalb des Kraftfahrzeugsystems 100 tritt es regelmäßigerweise auf einem Computerprogrammprodukt in Erscheinung, welches im Fachgebiet auch als computer- oder maschinenlesbares Medium bezeichnet wird, und das als ein Computerprogrammcode auf einem Träger verstanden werden soll. Der Träger kann dabei flüchtiger oder nicht-flüchtiger Natur sein mit der Folge, dass man auch von einer flüchtigen oder nicht-flüchtigen Natur des Computerprogrammprodukts sprechen kann.The program stored in the storage system is fed to the control unit from the outside by cable or by radio. Outside the Automotive Systems 100 it regularly appears on a computer program product, also referred to in the art as a computer or machine readable medium, which is to be understood as a computer program code on a carrier. The wearer may be volatile or non-volatile with the result that one can also speak of a volatile or non-volatile nature of the computer program product.

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 may 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 der 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-volatile computer program product, the 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 450 kann das Kraftfahrzeugsystem 100 eine andere Art von Prozessor haben, um die elektronische Logik bereitzustellen, bspw. ein eingebettetes Steuergerät (engl. embedded controller), einen Bordcomputer oder jede andere Art von Prozessor, die in einem Fahrzeug verwendet werden kann.Instead of an engine control unit 450 can the motor vehicle system 100 have a different type of processor to provide the electronic logic, such as an embedded controller, an on-board computer, or any other type of processor that can be used in a vehicle.

Ein elektronisches Steuergerät, d. h. das ECM 450, ist operativ mit dem Reduktionsmittelinjektor 287 verbunden, um eine Dosis an Reduktionspromoter 286 zu steuern, die durch den Reduktionsmittelinjektor 287 eingespritzt wird.An electronic control unit, ie the ECM 450 , is operative with the reducing agent injector 287 connected to a dose of reduction promoter 286 to be controlled by the reducing agent injector 287 is injected.

Insbesondere indem es den Druck des Reduktionspromoters 286, der durch die Pumpe 288 zum Reduktionsmittelinjektor 287 übertragen wird, und eine Betriebszeit des Reduktionsmittelinjektors 287 steuert, steuert das ECM 450 die Dosis an Reduktionspromoter 286, die vom Reduktionsmittelinjektor 287 eingespritzt wird.In particular, by putting the pressure of the reduction promoter 286 that by the pump 288 to the reducing agent injector 287 and an operating time of the reducing agent injector 287 controls, controls the ECM 450 the dose of reduction promoter 286 that of the reducing agent injector 287 is injected.

Das ECM 450 ist dafür ausgelegt, ein Verfahren auszuführen, bei dem das ECM 450 eine im ersten SCR-Katalysator 283 gespeicherte erste Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) bestimmt (Block S1).The ECM 450 is designed to perform a procedure where the ECM 450 one in the first SCR catalyst 283 stored first amount of reducing agent (ie ammonia) determined (block S1).

Das ECM 450 ist dafür ausgelegt, einen Massendurchsatz des vom ICE 110 kommenden und durch das Abgasnachbehandlungssystem 270 strömenden Abgases zu bestimmen (Block S2).The ECM 450 is designed to withstand a mass flow rate of the ICE 110 coming and through the exhaust aftertreatment system 270 to determine flowing exhaust gas (block S2).

Beispielsweise bestimmt das ECM 450 einen Abgas-Massendurchsatz vom ICE 110 auf Basis eines Massendurchsatzes der in den ICE 110 eintretenden Luft und einer Kraftstoffzufuhrrate zum ICE 110. Dazu kann das ECM 450 den Luftmassendurchsatz vom Luftmassenmesser 441 erhalten. Das ECM 450 kann die Kraftstoffzufuhrrate von einem Kraftstoffmesser erhalten, der den Massendurchsatz an Kraftstoff durch das Kraftstoffrohr 170 bestimmt. Der Abgas-Massendurchsatz kann auf einer Summe eines Massendurchsatzes der in den ICE 110 eintretenden Luft und einer Kraftstoffzufuhrrate zum ICE 110 basieren (oder gleich dieser sein).For example, the ECM determines 450 an exhaust gas mass flow rate from the ICE 110 based on a mass flow rate in the ICE 110 entering air and a fuel delivery rate to the ICE 110 , For this, the ECM 450 the air mass flow rate from the air mass meter 441 receive. The ECM 450 The fueling rate of a fuel meter can be used to determine the mass flow rate of fuel through the fuel pipe 170 certainly. The exhaust gas mass flow rate may be based on a sum of a mass flow rate into the ICE 110 entering air and a fuel delivery rate to the ICE 110 be based (or equal to this).

Das ECM 450 ist dafür ausgelegt, einen Stickoxidanteil im Abgas zu bestimmen (Block S3). Das ECM 450 kann den in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Stickoxidanteil auf Basis einer Eingabe seitens des NOx-Sensors, zum Beispiel des ersten NOx-Sensors 440', bestimmen.The ECM 450 is designed to determine a proportion of nitrogen oxide in the exhaust gas (block S3). The ECM 450 can be the first in the SCR catalyst 283 entering nitrogen oxide content based on an input from the NOx sensor, for example, the first NOx sensor 440 ' , determine.

Das ECM 450 schätzt die im ersten SCR-Katalysator 283 gespeicherte erste Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak). Insbesondere kann das ECM 450 die erste Menge auf Basis des (wie oben offenbart bestimmten) Abgas-Massendurchsatzes, des (wie oben offenbart bestimmten) in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Stickoxidanteils und der Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases schätzen. Die Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases kann zum Beispiel durch den ersten Abgastemperatursensor 442' gemessen werden (Block S4) oder auf andere Weise mithilfe von im Fachgebiet bekannten Schätzmethoden geschätzt werden.The ECM 450 appreciates the first SCR catalyst 283 stored first amount of reducing agent (ie ammonia). In particular, the ECM 450 the first amount based on the exhaust mass flow rate (as disclosed above) of the exhaust gas (as disclosed above) into the first SCR catalyst 283 entering nitrogen oxide content and the temperature of the first SCR catalyst 283 estimate incoming exhaust gas. The temperature of the first SCR catalyst 283 Incoming exhaust gas may, for example, by the first exhaust gas temperature sensor 442 ' be estimated (block S4) or otherwise estimated using estimation methods known in the art.

Beispielsweise kann die erste Menge als Ausgabe eines vorkalibrierten ersten Modells (MO1) bereitgestellt werden, das als Eingaben den Abgas-Massendurchsatz, den in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Stickoxidanteil und die Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases erhält. Dieses erste Modell kann im Rahmen von Versuchen vorausbestimmt und im Speichersystem gespeichert werden.For example, the first set may be provided as an output of a pre-calibrated first model (MO1) that inputs the exhaust mass flow rate into the first SCR catalyst 283 entering nitrogen oxide content and the temperature of the in the first SCR catalyst 283 incoming exhaust gas receives. This first model can be predicted in experiments and stored in the storage system.

Das erste Modell ergibt als Ausgaben einen aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Stickoxidanteil und einen Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak), der aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austritt (und in Richtung auf den zweiten SCR-Katalysator 284 entweicht).The first model gives as outputs one from the first SCR catalyst 283 leaking nitrogen oxide content and a proportion of reducing agent (ie, ammonia) from the first SCR catalyst 283 exit (and towards the second SCR catalyst 284 escapes).

Das erste Modell besteht aus einem phänomenologischen chemischen Modell (Mehrschicht-1DK-Modell), das den wichtigsten Parametern Rechnung trägt, welche die NOx-Umwandlung und die daraus resultierende Speicherung des Reduktionsmittels (d. h. Ammoniak) beeinflussen: Raumgeschwindigkeit, Temperatur des SCR-Katalysators, NO2/NOx-Verhältnis im Abgasstrom, Kapazität zur Speicherung von Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) des SCR-Katalysators usw.The first model consists of a phenomenological chemical model (multi-layer 1DK model), which takes into account the most important parameters influencing the NOx conversion and the resulting storage of the reducing agent (ie ammonia): space velocity, temperature of the SCR catalyst, NO 2 / NO x ratio in the exhaust stream, capacity for storing reductant (ie, ammonia) of the SCR catalyst, etc.

Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, wie dieses erste Modell durch die Ausführung der erforderlichen Test- oder Simulationsvorgänge erstellt werden kann. Um dies genauer zu erläutern, wird jedoch im Folgenden erklärt, wie dieses erste Modell erstellt werden kann.It will be obvious to those skilled in the art how to make this first model by performing the required testing or simulation procedures. To explain this in more detail, however, it will be explained below how this first model can be created.

Beispielsweise kann ein Techniker im Rahmen von Versuchen zur Bestimmung des ersten Modells ein Kalibrationsverfahren mit wenigstens einem Test-Verbrennungsmotor durchführen, zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor, der dem ICE 110 gleicht und mit Folgendem ausgestattet ist: mit einem SCR-System, das dem SCR-System 282 gleicht, und mit Sensoren, die geeignet sind, den Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) und den NOx-Anteil zu detektieren, wie z. B. mit einem NOx-Sensor und/oder einem FTIR-Sensor, der stromabwärts vom ersten SCR-Katalysator des SCR-Systems angeordnet ist. Dieses Kalibrationsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • • Verändern der Eingaben (d. h. Abgas-Massendurchsatz, in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretender Stickoxidanteil und Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases) innerhalb eines jeweiligen Betriebsbereichs, der zum Beispiel sämtliche Betriebszustände des Verbrennungsmotors abdeckt; um die Eingaben zu verändern, kann der ICE 110 beispielsweise an unterschiedlichen Betriebspunkten (d. h. mit unterschiedlichen Motordrehzahlen und Motorlasten) betrieben werden, wobei jeder Betriebspunkt beispielsweise während eines vorbestimmten Zeitraums konstant gehalten wird, wie dies dem Fachmann bekannt ist;
  • • Verändern der durch den Reduktionsmittelinjektor eingespritzten Menge an Reduktionsmittelpromoter;
  • • für eine Vielzahl von Eingaben und eine Vielzahl von eingespritzten Reduktionspromotermengen erfolgendes Messen der entsprechenden Werte des NOx-Anteils und des Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) (stromabwärts vom ersten SCR-Katalysator) mithilfe der Sensoren;
  • • Schätzen der im ersten SCR-Katalysator gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge zum Beispiel mithilfe eines im ECM 450 enthaltenen virtuellen Sensors, der dafür ausgelegt ist, die Reduktionsmittelkonzentration auf dem beschichteten ersten Substrat des ersten SCR-Katalysators während des laufenden Betriebs des ICE 110 zu schätzen. Der virtuelle Sensor wird erzielt, indem ein algorithmischer Code und eine Vielzahl von Kalibrationsfelder ausgeführt werden, welche die Konzentration des im beschichteten ersten Substrat gespeicherten Reduktionsmittels zeitlich bestimmen, wie dies im Patent Nr. US 8,333,062 offenbart wird; und
  • • Speichern der ersten Mengen, der NOx-Anteile und der Anteile an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) in einem ersten Modell, das jede Vielzahl von Eingaben (und die jeweilige eingespritzte Menge an Reduktionsmittelpromoter) mit jeder Dreiergruppe an Ausgaben (d. h. eine erste Menge, ein NOx-Anteil und ein Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak)) in Beziehung setzt.
For example, as part of experiments to determine the first model, a technician may perform a calibration procedure with at least one test engine, for example an ICE engine 110 similar and equipped with: an SCR system, the SCR system 282 is similar, and with sensors that are suitable to detect the proportion of reducing agent (ie ammonia) and the NOx content, such. B. with a NOx sensor and / or an FTIR sensor, which is arranged downstream of the first SCR catalyst of the SCR system. This calibration procedure may include the following steps:
  • • Changing the inputs (ie, exhaust mass flow rate, into the first SCR catalyst 283 entering nitrogen oxide content and temperature of the first SCR catalyst 283 incoming exhaust gas) within a respective operating range covering, for example, all operating conditions of the internal combustion engine; to change the inputs, the ICE 110 For example, at different operating points (ie, with different engine speeds and engine loads) are operated, each operating point is kept constant, for example, for a predetermined period of time, as is known in the art;
  • Changing the amount of reductant promoter injected by the reductant injector;
  • For a plurality of inputs and a plurality of injected reduction promoter amounts, measuring the respective values of the NOx fraction and the amount of reductant (ie, ammonia) (downstream of the first SCR catalyst) using the sensors;
  • Estimating the first amount of reductant stored in the first SCR catalyst, for example, using one in the ECM 450 contained virtual sensor, which is adapted to the reducing agent concentration on the coated first substrate of the first SCR catalyst during operation of the ICE 110 appreciate. The virtual sensor is achieved by executing an algorithmic code and a plurality of calibration fields that temporally determine the concentration of the reducing agent stored in the coated first substrate, as described in patent no. US 8,333,062 is disclosed; and
  • • storing the first quantities, the NOx fractions and the proportions of reducing agent (ie, ammonia) in a first model containing each plurality of inputs (and the respective injected amount of reducing agent promoter) with each triplet of outputs (ie, a first amount NOx content and a proportion of reducing agent (ie ammonia)) is related.

Das ECM 450 ist dafür ausgelegt, eine im zweiten SCR-Katalysator 284 gespeicherte zweite Reduktionsmittelmenge (d. h. Ammoniak) zu bestimmen (Block S5).The ECM 450 is designed to be one in the second SCR catalyst 284 stored second amount of reducing agent (ie ammonia) to determine (block S5).

Dazu kann das ECM 450 die im zweiten SCR-Katalysator 284 gespeicherte zweite Reduktionsmittelmenge schätzen. Insbesondere kann das ECM 450 die zweite Menge auf ähnliche Weise, wie dies oben im Zusammenhang mit der ersten Menge offenbart wurde, auf Basis des (wie oben offenbart bestimmten) Abgas-Massendurchsatzes, des (wie oben offenbart bestimmten) in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Stickoxidanteils und der Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases schätzen.For this, the ECM 450 in the second SCR catalyst 284 estimate stored second amount of reducing agent. In particular, the ECM 450 the second amount, in a manner similar to that disclosed above in relation to the first amount, based on the exhaust mass flow rate (as determined above) of the (as disclosed above) into the second SCR catalyst 284 entering nitrogen oxide content and the temperature of the second SCR catalyst 284 estimate incoming exhaust gas.

Alternativ dazu kann das ECM 450 die zweite Menge auf Basis des aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Stickoxidanteils (Block S6) und des aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) (Block S7) schätzen, die durch das erste Modell ermittelt wurden.Alternatively, the ECM 450 the second quantity based on that from the first SCR catalyst 283 exiting nitrogen oxide fraction (block S6) and from the first SCR catalyst 283 Estimate fraction of reductant (ie, ammonia) (block S7) determined by the first model.

Dazu kann die zweite Menge als Ausgabe eines vorkalibrierten zweiten Modells bereitgestellt werden (Block MO2), das als Eingaben den aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Stickoxidanteil und den aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) erhält. Dieses zweite Modell kann im Rahmen von Versuchen vorausbestimmt und im Speichersystem gespeichert werden.For this, the second set may be provided as an output of a precalibrated second model (block MO2), which inputs from the first SCR catalyst 283 exiting nitrogen oxide content and that from the first SCR catalyst 283 emerging proportion of reducing agent (ie ammonia) receives. This second model can be predetermined in the course of experiments and stored in the storage system.

Dieses zweite Modell kann aus einem phänomenologischen chemischen Modell (Mehrschicht-1DK-Modell) bestehen. This second model can consist of a phenomenological chemical model (multi-layer 1DK model).

Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, wie dieses zweite Modell durch die Ausführung der erforderlichen Test- oder Simulationsvorgänge erstellt werden kann. Um dies genauer zu erläutern, wird jedoch im Folgenden erklärt, wie dieses zweite Modell erstellt werden kann.It will be obvious to those skilled in the art how to construct this second model by performing the required test or simulation operations. To explain this in more detail, however, it will be explained below how this second model can be created.

Beispielsweise kann ein Techniker im Rahmen von Versuchen zur Bestimmung des zweiten Modells ein Kalibrationsverfahren mit wenigstens einem Test-Verbrennungsmotor durchführen, zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor, der dem ICE 110 gleicht und mit einem SCR-System ausgestattet ist, das dem SCR-System 282 gleicht. Dieses Kalibrationsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • • Verändern der Eingaben (d. h. aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretender Stickoxidanteil und aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak)) innerhalb eines jeweiligen Betriebsbereichs, der zum Beispiel sämtliche Betriebszustände des Verbrennungsmotors abdeckt, bei denen ein Entweichen von Reduktionsmittel stromabwärts vom ersten SCR-Katalysator beobachtet wird; um die Eingaben zu verändern, kann der ICE 110 beispielsweise an unterschiedlichen Betriebspunkten (d. h. mit unterschiedlichen Motordrehzahlen und Motorlasten) betrieben werden, wobei jeder Betriebspunkt beispielsweise während eines vorbestimmten Zeitraums konstant gehalten wird, wie dies dem Fachmann bekannt ist;
  • • Schätzen der im zweiten SCR-Katalysator gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge, zum Beispiel mithilfe eines im ECM 450 enthaltenen virtuellen Sensors, der dafür ausgelegt ist, die Reduktionsmittelkonzentration auf dem beschichteten zweiten Substrat des zweiten SCR-Katalysators während des laufenden Betriebs des ICE 110 zu schätzen. Der virtuelle Sensor wird erzielt, indem ein algorithmischer Code und eine Vielzahl von Kalibrationsfelder ausgeführt werden, welche die Konzentration des im beschichteten ersten Substrat gespeicherten Reduktionsmittels zeitlich bestimmen, wie dies im Patent Nr. US 8,333,062 offenbart wird; und
  • • Speichern der zweiten Mengen in einem zweiten Modell, das jede Vielzahl von Eingaben (jeden NOx-Anteil und jeden Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak)) mit jeder Ausgabe (d. h. einer zweiten Menge) in Beziehung setzt.
For example, as part of experiments to determine the second model, a technician may perform a calibration procedure with at least one test engine, for example an ICE engine 110 similar and equipped with an SCR system, which is the SCR system 282 like. This calibration procedure may include the following steps:
  • • Modifying the inputs (ie from the first SCR catalyst 283 leaking nitrogen oxide content and from the first SCR catalyst 283 exiting portion of reductant (ie, ammonia) within a respective operating range covering, for example, all operating conditions of the internal combustion engine in which leakage of reductant downstream from the first SCR catalyst is observed; to change the inputs, the ICE 110 For example, at different operating points (ie, with different engine speeds and engine loads) are operated, each operating point is kept constant, for example, for a predetermined period of time, as is known in the art;
  • Estimate the second amount of reductant stored in the second SCR catalyst, for example using one in the ECM 450 contained virtual sensor, which is adapted to the reducing agent concentration on the coated second substrate of the second SCR catalyst during the ongoing operation of the ICE 110 appreciate. The virtual sensor is achieved by executing an algorithmic code and a plurality of calibration fields that temporally determine the concentration of the reducing agent stored in the coated first substrate, as described in patent no. US 8,333,062 is disclosed; and
  • • Store the second quantities in a second model relating each plurality of inputs (each NOx fraction and each reductant (ie, ammonia)) to each output (ie, a second set).

Nachdem die erste Menge und die zweite Menge bekannt sind, kann das ECM 450 eine Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) bestimmen (Block S8), die tatsächlich im SCR-System 282, d. h. im ersten SCR-Katalysator 283 und im zweiten SCR-Katalysator 284, gespeichert ist.After the first quantity and the second quantity are known, the ECM 450 determine an amount of reductant (ie, ammonia) (block S8) that is actually in the SCR system 282 ie in the first SCR catalyst 283 and in the second SCR catalyst 284 , is stored.

Die tatsächliche Menge stellt die Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) dar, die in dem SCR-System 282 tatsächlich Stickoxide reduziert.The actual amount represents the amount of reducing agent (ie ammonia) present in the SCR system 282 actually reduced nitrogen oxides.

Eine in den SCR-Katalysatoren gespeicherte tatsächliche Ammoniakmenge wird als Funktion der ersten Menge und der zweiten Menge sowie der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 berechnet (Block S9), die zum Beispiel durch den zweiten Abgastemperatursensor 442'' gemessen wird.An actual amount of ammonia stored in the SCR catalysts becomes a function of the first amount and the second amount as well as the temperature of the second SCR catalyst 284 calculated (block S9), for example by the second exhaust gas temperature sensor 442 '' is measured.

Dazu wird auf Basis der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 ein erster Multiplikator bestimmt.This is done based on the temperature of the second SCR catalyst 284 a first multiplier determined.

Die Werte des ersten Multiplikators können abhängig von der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 zwischen 0 und 1 betragen.The values of the first multiplier may be dependent on the temperature of the second SCR catalyst 284 between 0 and 1.

Die in den SCR-Katalysatoren gespeicherte tatsächliche Ammoniakmenge wird als Summe der ersten Menge und eines Produkt aus dem ersten Multiplikator und der zweiten Menge bestimmt.The actual amount of ammonia stored in the SCR catalysts is determined as the sum of the first amount and a product of the first multiplier and the second amount.

Der erste Multiplikator kann als Ausgabe eines vorkalibrierten ersten Kennfelds bereitgestellt werden, das als Eingabe die Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 erhält. Dieses erste Kennfeld kann im Rahmen von Versuchen vorausbestimmt und im Speichersystem gespeichert werden.The first multiplier may be provided as an output of a pre-calibrated first map that inputs the temperature of the second SCR catalyst 284 receives. This first map can be predetermined in the context of experiments and stored in the storage system.

Beispielsweise kann ein Techniker im Rahmen von Versuchen zur Bestimmung des ersten Kennfelds ein Kalibrationsverfahren mit wenigstens einem Test-Verbrennungsmotor durchführen, zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor, der dem ICE 110 gleicht und mit einem SCR-System ausgestattet ist, das dem SCR-System 282 gleicht. Dieses Kalibrationsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • • Verändern der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators innerhalb eines jeweiligen Betriebsbereichs, der zum Beispiel sämtliche Betriebszustände des Verbrennungsmotors abdeckt;
  • • Schätzen der im SCR-System gespeicherten tatsächlichen Reduktionsmittelmenge zum Beispiel mithilfe eines im ECM 450 enthaltenen virtuellen Sensors, der dafür ausgelegt ist, die Reduktionsmittelkonzentration auf den beschichteten Substraten des SCR-Systems während des laufenden Betriebs des ICE 110 zu schätzen. Der virtuelle Sensor wird erzielt, indem ein algorithmischer Code und eine Vielzahl von Kalibrationsfelder ausgeführt werden, welche die Konzentration des in den beschichteten Substraten gespeicherten Reduktionsmittels zeitlich bestimmen, wie dies im Patent Nr. US 8,333,062 offenbart wird; und
  • • Berechnen einer Differenz zwischen jeder geschätzten tatsächlichen Menge und jeder ersten Menge;
  • • Berechnen jedes ersten Multiplikators als Verhältnis zwischen der Differenz und jeder jeweiligen zweiten Menge; und
  • • Speichern des ersten Multiplikators in einem ersten Kennfeld, das jede Vielzahl von Eingabepaaren mit einem jeweiligen ersten Multiplikator in Beziehung setzt.
For example, as part of experiments to determine the first map, a technician may perform a calibration procedure with at least one test engine, such as an ICE engine 110 similar and equipped with an SCR system, which is the SCR system 282 like. This calibration procedure may include the following steps:
  • • changing the temperature of the second SCR catalyst within a respective operating range covering, for example, all operating conditions of the internal combustion engine;
  • • Estimate the actual amount of reductant stored in the SCR system using, for example, one in the ECM 450 contained virtual sensor, which is adapted to the reducing agent concentration on the coated substrates of the SCR system during operation of the ICE 110 appreciate. The virtual sensor is achieved by performing an algorithmic code and a plurality of calibration fields that time the concentration of the reducing agent stored in the coated substrates, as described in patent no. US 8,333,062 is disclosed; and
  • Calculating a difference between each estimated actual amount and each first quantity;
  • Calculating each first multiplier as the ratio between the difference and each respective second set; and
  • • storing the first multiplier in a first map relating each plurality of input pairs to a respective first multiplier.

Die Schätzung der in den SCR-Katalysatoren des SCR-Systems 282 gespeicherten Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) auf Basis der Temperatur des durch die SCR-Katalysatoren strömenden Abgases stellt sicher, dass der bei hohen Temperaturen nachlassenden Fähigkeit des SCR-Katalysators, Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu speichern, Rechnung getragen wird. Die Schätzung der in den SCR-Katalysatoren des SCR-Systems 282 gespeicherten tatsächlichen Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) mithilfe des ersten Multiplikators stellt sicher, dass der sinkenden Reaktionseffizienz (und/oder Reduktionsmittelspeicherkapazität) des zweiten SCR-Katalysators 284 bei niedrigen Temperaturen Rechnung getragen wird.The estimate of the SCR catalysts in the SCR system 282 The amount of reducing agent (ie, ammonia) stored based on the temperature of the exhaust gas flowing through the SCR catalysts ensures that the SCR catalyst's ability to store reductant (ie, ammonia) at high temperatures is accommodated. The estimate of the SCR catalysts in the SCR system 282 stored actual amount of reducing agent (ie, ammonia) using the first multiplier ensures that the decreasing reaction efficiency (and / or reducing agent storage capacity) of the second SCR catalyst 284 at low temperatures.

Wenn mehr als ein weiterer SCR-Katalysator stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator 284 angeordnet ist, kann ein erster Multiplikator auf die geschätzte weitere Reduktionsmittelmenge angewendet werden, die in jedem weiteren SCR-Katalysator gespeichert ist, der stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator 284 angeordnet ist.If more than one other SCR catalyst is downstream of the second SCR catalyst 284 may be applied, a first multiplier may be applied to the estimated further amount of reducing agent stored in each further SCR catalyst downstream of the second SCR catalyst 284 is arranged.

Das ECM 450 ist auch dafür ausgelegt, einen ersten Sollwert der im ersten SCR-Katalysator 283 gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge zu bestimmen (Block S10).The ECM 450 is also designed to set a first setpoint in the first SCR catalyst 283 to determine the stored first amount of reducing agent (block S10).

Das ECM 450 schätzt den ersten Sollwert. Insbesondere kann das ECM 450 den ersten Sollwert auf Basis des (wie oben offenbart bestimmten) Abgas-Massendurchsatzes und der Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases geschätzt werden, die zum Beispiel wie oben offenbart gemessen wird (z. B. durch den ersten Abgastemperatursensor 442').The ECM 450 estimates the first setpoint. In particular, the ECM 450 the first setpoint based on the exhaust mass flow rate (as disclosed above) and the temperature of the first SCR catalyst 283 incoming exhaust gas measured, for example, as disclosed above (eg, by the first exhaust temperature sensor 442 ' ).

Beispielsweise kann der erste Sollwert als Ausgabe eines vorkalibrierten dritten Modells bereitgestellt werden (Block MO3), das als Eingaben den Abgas-Massendurchsatz und die Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases erhält. Dieses dritte Modell kann im Rahmen von Versuchen vorausbestimmt und im Speichersystem gespeichert werden.For example, the first setpoint may be provided as an output of a pre-calibrated third model (block MO3), which inputs the exhaust mass flow rate and the temperature of the first SCR catalyst 283 incoming exhaust gas receives. This third model can be predetermined in the course of experiments and stored in the storage system.

Um dieses dritte Modell zu füllen, ist es notwendig, für jeden Betriebspunkt des ersten SCR-Katalysators 283 (d. h. Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases und/oder Temperatur des ersten katalytischen Substrats 283' und Raumgeschwindigkeit, d. h. Massendurchsatz des in den ersten SCR-Katalysator 283 eintretenden Abgases) die maximale Speicherkapazität des ersten SCR-Katalysators 283 zu bestimmen.To fill this third model, it is necessary for each operating point of the first SCR catalyst 283 (ie temperature of the first SCR catalyst 283 incoming exhaust gas and / or temperature of the first catalytic substrate 283 ' and space velocity, ie mass flow rate of the into the first SCR catalyst 283 incoming exhaust gas) the maximum storage capacity of the first SCR catalyst 283 to determine.

Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, wie dieses dritte Modell durch die Ausführung der erforderlichen Test- oder Simulationsvorgänge erstellt werden kann. Um dies genauer zu erläutern, wird jedoch im Folgenden erklärt, wie dieses dritte Modell erstellt werden kann.It will be apparent to those skilled in the art how to construct this third model by performing the required test or simulation operations. To explain this in more detail, however, it will be explained below how this third model can be created.

Beispielsweise kann ein Techniker im Rahmen von Versuchen zur Bestimmung des dritten Modells ein Kalibrationsverfahren mit wenigstens einem Test-Verbrennungsmotor durchführen, zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor, der dem ICE 110 gleicht und mit Folgendem ausgestattet ist: mit einem SCR-System, das einen ersten SCR-Katalysator umfasst, und mit Sensoren, die geeignet sind, den Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu detektieren, wie z. B. mit einem NOx-Sensor und/oder einem FTIR-Sensor, der stromabwärts vom ersten SCR-Katalysator (der dem ersten SCR-Katalysator 283 gleicht) des SCR-Systems angeordnet ist. Dieses Kalibrationsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases innerhalb eines jeweiligen Betriebsbereichs, der zum Beispiel sämtliche Betriebszustände des Verbrennungsmotors abdeckt, erfolgendes Verändern der eingespritzten Reduktionspromoterdosis, indem der Reduktionsmittelinjektors entsprechend betätigt wird; um den Abgas-Massendurchsatz und die Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases zu verändern, kann der Verbrennungsmotor beispielsweise an unterschiedlichen Betriebspunkten (d. h. mit unterschiedlichen Motordrehzahlen und Motorlasten) betrieben werden, wobei jeder Betriebspunkt beispielsweise während eines vorbestimmten Zeitraums konstant gehalten wird, wie dies dem Fachmann bekannt ist;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Messen des Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) stromabwärts vom ersten SCR-Katalysator, bis der gemessene Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der zum Beispiel zwischen 0 und 10 ppm beträgt;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Setzen des gemessen Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak), welcher der zuletzt eingespritzten Reduktionspromoterdosis entspricht, bei welcher der gemessene Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist, als ersten Sollwert;
  • • Speichern jedes ersten Sollwerts in einem dritten Modell, das jede Vielzahl von Eingaben (jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases) mit jeder Ausgabe (jedem ersten Sollwert) in Beziehung setzt.
For example, as part of experiments to determine the third model, a technician may perform a calibration procedure with at least one test engine, for example an ICE engine 110 and equipped with: an SCR system comprising a first SCR catalyst and sensors suitable for detecting the proportion of reducing agent (ie ammonia), such as e.g. B. with a NOx sensor and / or an FTIR sensor downstream of the first SCR catalyst (the first SCR catalyst 283 is similar) of the SCR system is arranged. This calibration procedure may include the following steps:
  • For each exhaust mass flow rate and temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst within a respective operating range covering, for example, all operating conditions of the internal combustion engine, modifying the injected reduction promoter dose by actuating the reductant injector accordingly; For example, in order to vary the exhaust gas mass flow rate and the temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst, the engine may be operated at different operating points (ie, at different engine speeds and engine loads), each operating point being kept constant for a predetermined period of time, for example. as is known in the art;
  • For each exhaust mass flow rate and temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst, measuring the amount of reductant (ie, ammonia) downstream of the first SCR catalyst until the measured amount of reductant (ie, ammonia) exceeds a predetermined threshold, for example, between 0 and 10 ppm;
  • For each exhaust gas mass flow rate and each temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst, setting the measured proportion of reducing agent (ie Ammonia) corresponding to the last injected reduction promoter dose at which the measured level of reductant (ie, ammonia) is less than the predetermined threshold as the first set point;
  • • Store each first setpoint in a third model relating each plurality of inputs (each exhaust mass flow rate and each temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst) to each output (each first setpoint).

Das ECM 450 ist auch dafür ausgelegt, einen zweiten Sollwert der im zweiten SCR-Katalysator 284 gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge zu bestimmen (Block S11).The ECM 450 is also designed to set a second setpoint in the second SCR catalyst 284 to determine stored second amount of reducing agent (block S11).

Das ECM 450 schätzt den zweiten Sollwert. Insbesondere kann das ECM 450 den zweiten Sollwert auf Basis des Abgas-Massendurchsatzes und der Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases schätzen, die zum Beispiel wie oben offenbart gemessen wird (z. B. durch den zweiten Abgastemperatursensor 442'').The ECM 450 estimates the second setpoint. In particular, the ECM 450 the second setpoint based on exhaust mass flow rate and the temperature of the second SCR catalyst 284 of incoming exhaust gas measured, for example, as disclosed above (eg, by the second exhaust temperature sensor 442 '' ).

Der Massendurchsatz des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases kann der Massendurchsatz des aus dem ersten SCR-Katalysator 283 austretenden Abgases sein, wobei er auf Basis des (wie oben offenbart bestimmten) Abgas-Massendurchsatzes geschätzt werden kann. Beispielsweise kann der Massendurchsatz des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases gleich dem (wie oben offenbart bestimmten) Abgas-Massendurchsatz sein.The mass flow rate of the second SCR catalyst 284 entering exhaust gas, the mass flow rate of the from the first SCR catalyst 283 and may be estimated based on the exhaust mass flow rate (as disclosed above). For example, the mass flow rate of the second SCR catalyst 284 entering exhaust gas equal to the exhaust mass flow rate (as disclosed above).

Beispielsweise kann der zweite Sollwert als Ausgabe eines vorkalibrierten vierten Modells bereitgestellt werden (Block MO4), das als Eingabe den Abgas-Massendurchsatz und die Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases erhält. Dieses vierte Modell kann im Rahmen von Versuchen vorausbestimmt und im Speichersystem gespeichert werden.For example, the second set point may be provided as an output of a pre-calibrated fourth model (block MO4) which inputs the exhaust gas mass flow rate and the temperature of the second SCR catalyst as input 284 incoming exhaust gas receives. This fourth model can be predicted in the course of experiments and stored in the memory system.

Um dieses vierte Modell zu füllen, ist es notwendig, für jeden Betriebspunkt des zweiten SCR-Katalysators 284 (d. h. Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases und/oder Temperatur seines zweiten katalytischen Substrats 284' und Raumgeschwindigkeit, d. h. Massendurchsatz des in den zweiten SCR-Katalysator 284 eintretenden Abgases) die maximale Speicherkapazität des zweiten SCR-Katalysators 284 zu bestimmen.To fill this fourth model, it is necessary for each operating point of the second SCR catalyst 284 (ie temperature of the second SCR catalyst 284 incoming exhaust gas and / or temperature of its second catalytic substrate 284 ' and space velocity, ie, mass flow rate of the second SCR catalyst 284 incoming exhaust gas) the maximum storage capacity of the second SCR catalyst 284 to determine.

Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, wie dieses vierte Modell durch die Ausführung der erforderlichen Test- oder Simulationsvorgänge erstellt werden kann. Um dies genauer zu erläutern, wird jedoch im Folgenden erklärt, wie dieses erste Modell erstellt werden kann.It will be obvious to those skilled in the art how to make this fourth model by performing the required testing or simulation procedures. To explain this in more detail, however, it will be explained below how this first model can be created.

Beispielsweise kann ein Techniker im Rahmen von Versuchen zur Bestimmung des vierten Modells ein Kalibrationsverfahren mit wenigstens einem Test-Verbrennungsmotor durchführen, zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor, der dem ICE 110 gleicht und mit Folgendem ausgestattet ist: mit einem SCR-System, das einen zweiten SCR-Katalysator umfasst (der dem zweiten SCR-Katalysator 284 gleicht, und mit einem Sensor, der geeignet ist, den Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu detektieren, wie z. B. mit einem NOx-Sensor und/oder einem FTIR-Sensor, der stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator des SCR-Systems angeordnet ist. Dieses Kalibrationsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases innerhalb eines jeweiligen Betriebsbereichs, der zum Beispiel sämtliche Betriebszustände des Verbrennungsmotors abdeckt, erfolgendes Verändern der eingespritzten Reduktionspromoterdosis, indem der Reduktionsmittelinjektor entsprechend betätigt wird;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Messen des Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator, bis der gemessen Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der zum Beispiel zwischen 0 und 10 ppm beträgt;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Setzen des gemessen Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak), welcher der zuletzt eingespritzten Reduktionspromoterdosis entspricht, bei welcher der gemessene Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist, als zweiten Sollwert;
  • • Speichern jedes zweiten Sollwerts in einem vierten Modell, das jede Vielzahl von Eingaben (jeden Abgas-Massendurchsatz und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases) mit jeder Ausgabe (jedem ersten Sollwert) in Beziehung setzt.
For example, as part of experiments to determine the fourth model, a technician may perform a calibration procedure with at least one test engine, for example an ICE engine 110 and equipped with: an SCR system comprising a second SCR catalyst (the second SCR catalyst 284 similar, and with a sensor which is capable of detecting the proportion of reducing agent (ie ammonia), such. B. with a NOx sensor and / or an FTIR sensor, which is arranged downstream of the second SCR catalyst of the SCR system. This calibration procedure may include the following steps:
  • For each exhaust mass flow rate and temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst within a respective operating range covering, for example, all operating conditions of the internal combustion engine, modifying the injected reduction promoter dose by actuating the reductant injector accordingly;
  • For each exhaust gas mass flow rate and temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst, measuring the proportion of reductant (ie, ammonia) downstream of the second SCR catalyst until the measured amount of reductant (ie, ammonia) exceeds a predetermined threshold, for example, between 0 and 10 ppm;
  • For each exhaust mass flow rate and temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst, setting the measured amount of reductant (ie, ammonia) corresponding to the last injected reduction promoter dose at which the measured level of reductant (ie, ammonia) is less than the predetermined threshold is as a second setpoint value;
  • • Store each second setpoint in a fourth model relating each plurality of inputs (each exhaust mass flow rate and each temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst) to each output (each first setpoint).

Nachdem dieser erste Sollwert und dieser zweite Sollwert bekannt sind, kann das ECM 450 einen tatsächlichen Sollwert für die tatsächlichen Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) bestimmen (Block S12), die in dem SCR-System 282, d. h. im ersten SCR-Katalysator 283 und im zweiten SCR-Katalysator 284, gespeichert ist.After this first setpoint and second setpoint are known, the ECM 450 determine an actual setpoint for the actual amount of reductant (ie ammonia) (block S12) present in the SCR system 282 ie in the first SCR catalyst 283 and in the second SCR catalyst 284 , is stored.

Der tatsächliche Sollwert wird als Funktion des ersten Sollwerts, des zweiten Sollwerts und der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 berechnet (Block S13), die zum Beispiel durch den zweiten Abgastemperatursensor 442'' gemessen wird. The actual setpoint becomes a function of the first setpoint, the second setpoint, and the temperature of the second SCR catalyst 284 calculated (block S13), for example by the second exhaust gas temperature sensor 442 '' is measured.

Dazu wird auf Basis der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 ein zweiter Multiplikator bestimmt.This is done based on the temperature of the second SCR catalyst 284 a second multiplier determined.

Die Werte des zweiten Multiplikators können abhängig von der Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 zwischen 0 und 1 betragen.The values of the second multiplier may be dependent on the temperature of the second SCR catalyst 284 between 0 and 1.

Der tatsächliche Sollwert wird als Summe des ersten Sollwerts und eines Produkts aus dem zweiten Multiplikator und dem zweiten Sollwert bestimmt.The actual setpoint is determined as the sum of the first setpoint and a product of the second multiplier and the second setpoint.

Der zweite Multiplikator kann gleich dem ersten Multiplikator sein.The second multiplier may be equal to the first multiplier.

Alternativ dazu kann der zweite Multiplikator als Ausgabe eines vorkalibrierten zweiten Kennfelds bereitgestellt werden, das als Eingabe die Temperatur des zweiten SCR-Katalysators 284 erhält. Dieses zweite Kennfeld kann im Rahmen von Versuchen vorausbestimmt und im Speichersystem gespeichert werden.Alternatively, the second multiplier may be provided as an output of a pre-calibrated second map that inputs the temperature of the second SCR catalyst 284 receives. This second map can be predetermined in the context of experiments and stored in the storage system.

Beispielsweise kann ein Techniker im Rahmen von Versuchen zur Bestimmung des zweiten Kennfelds ein Kalibrationsverfahren mit wenigstens einem Test-Verbrennungsmotor durchführen, zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor, der dem ICE 110 gleicht und mit Folgendem ausgestattet ist: mit einem SCR-System, das dem SCR-System 282 gleicht, und einem Sensor, der geeignet ist, den Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) zu detektieren, wie z. B. mit einem NOx-Sensor und/oder einem FTIR-Sensor, der stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator des SCR-Systems angeordnet ist. Dieses Kalibrationsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz, jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases innerhalb eines jeweiligen Betriebsbereichs, der zum Beispiel sämtliche Betriebszustände des Verbrennungsmotors abdeckt, erfolgendes Verändern der eingespritzten Reduktionspromoterdosis, indem der Reduktionsmittelinjektor entsprechend betätigt wird;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz, jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Messen des Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) stromabwärts vom zweiten SCR-Katalysator, bis der gemessen Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der zum Beispiel zwischen 0 und 10 ppm beträgt;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz, jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Setzen des gemessen Anteils an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak), welcher der zuletzt eingespritzten Reduktionspromoterdosis entspricht, bei welcher der gemessene Anteil an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist, als tatsächlichen Sollwert;
  • • für jeden Abgas-Massendurchsatz, jede Temperatur des in den ersten SCR-Katalysator eintretenden Abgases und jede Temperatur des in den zweiten SCR-Katalysator eintretenden Abgases erfolgendes Berechnen einer Differenz zwischen jedem tatsächlichen Sollwert und jedem entsprechenden ersten Sollwert;
  • • Berechnen jedes zweiten Multiplikators als Verhältnis zwischen jeder Differenz und jedem jeweiligen zweiten Sollwert; und
  • • Speichern des zweiten Multiplikators in einem zweiten Kennfeld, das jede Vielzahl von Eingaben mit einem jeweiligen ersten Multiplikator in Beziehung setzt.
For example, as part of experiments to determine the second map, a technician may perform a calibration procedure with at least one test engine, for example an ICE engine 110 similar and equipped with: an SCR system, the SCR system 282 is similar, and a sensor which is capable of detecting the proportion of reducing agent (ie ammonia), such. B. with a NOx sensor and / or an FTIR sensor, which is arranged downstream of the second SCR catalyst of the SCR system. This calibration procedure may include the following steps:
  • For each exhaust gas mass flow rate, each temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst, and each temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst within a respective operating range covering, for example, all operating conditions of the internal combustion engine, modifying the injected reduction promoter dose; by actuating the reductant injector accordingly;
  • For each exhaust gas mass flow rate, each temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst and each temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst, measuring the amount of reductant (ie ammonia) downstream of the second SCR catalyst until measured Proportion of reducing agent (ie ammonia) exceeds a predetermined threshold, for example between 0 and 10 ppm;
  • For each exhaust gas mass flow rate, each temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst and each temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst, setting the measured amount of reductant (ie, ammonia) corresponding to the last injected reduction promoter dose wherein the measured proportion of reducing agent (ie, ammonia) is lower than the predetermined threshold, as the actual target value;
  • Calculating, for each exhaust gas mass flow rate, each temperature of the exhaust gas entering the first SCR catalyst, and each temperature of the exhaust gas entering the second SCR catalyst, a difference between each actual setpoint and each corresponding first setpoint value;
  • Calculating each second multiplier as the ratio between each difference and each respective second setpoint; and
  • • storing the second multiplier in a second map relating each plurality of inputs to a respective first multiplier.

Das ECM 450 ist dafür ausgelegt, die im SCR-System 282 gespeicherte tatsächliche Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) und den tatsächlichen Sollwert zur Steuerung des Reduktionsmittelinjektors 287 zu verwenden (Block S14), um insbesondere die durch den Reduktionsmittelinjektor 287 eingespritzte Dosis an Reduktionspromoter 286 zu steuern.The ECM 450 is designed to work in the SCR system 282 stored actual amount of reducing agent (ie ammonia) and the actual set point for controlling the reducing agent injector 287 to use (block S14), in particular by the reducing agent injector 287 injected dose of reduction promoter 286 to control.

Dazu ist das ECM 450 dafür ausgelegt, eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Sollwert und der tatsächlichen Reduktionsmittelmenge zu berechnen und die durch den Reduktionsmittelinjektor 287 eingespritzte Dosis an Reduktionspromoter 286 (d. h. wässriger Harnstofflösung) anzupassen, um die Differenz zu minimieren.This is the ECM 450 designed to calculate a difference between the actual setpoint and the actual amount of reductant and that through the reductant injector 287 injected dose of reduction promoter 286 (ie, aqueous urea solution) to minimize the difference.

Wenn zum Beispiel die im SCR-System 282 gespeicherte tatsächliche Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) geringer als der tatsächliche Sollwert ist, veranlasst das ECM 450 den Reduktionsmittelinjektor 287, eine zusätzliche Dosis an Reduktionspromoter 286 in das Abgasnachbehandlungssystem 270 stromaufwärts vom ersten SCR-Katalysator 283 einzuspritzen, wobei der Wert der zusätzlichen Dosis an Reduktionspromoter 286 auf der Differenz zwischen dem tatsächlichen Sollwert und der tatsächlichen Reduktionsmittelmenge basiert.If, for example, in the SCR system 282 stored actual amount of reducing agent (ie, ammonia) is less than the actual set point, causes the ECM 450 the reducing agent injector 287 , an additional dose of reduction promoter 286 in the exhaust aftertreatment system 270 upstream of the first SCR catalyst 283 inject the value of the additional dose of reduction promoter 286 based on the difference between the actual setpoint and the actual amount of reducing agent.

Beispielsweise kann die zusätzliche Dosis an Reduktionspromoter 286 derart berechnet werden, dass durch den Wert der zusätzlichen Dosis an Reduktionspromoter 286 eine (stöchiometrische) Menge an Reduktionsmittel, d. h. Ammoniak, freigesetzt wird, die gleich der Differenz ist. For example, the additional dose of reduction promoter 286 be calculated such that by the value of the additional dose of reduction promoter 286 a (stoichiometric) amount of reducing agent, ie ammonia, is released, which is equal to the difference.

Wenn die tatsächliche Menge an Reduktionsmittel (d. h. Ammoniak) größer oder gleich dem tatsächlichen Sollwert ist, veranlasst das ECM 450 den Reduktionsmittelinjektor 287 nicht dazu, eine zusätzlichen Dosis an Reduktionspromoter 286 in das Abgasnachbehandlungssystem 270 einzuspritzen.If the actual amount of reductant (ie, ammonia) is greater than or equal to the actual set point, the ECM will cause it 450 the reducing agent injector 287 not to an additional dose of reduction promoter 286 in the exhaust aftertreatment system 270 inject.

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 foregoing summary and detailed description will provide those skilled in the art with a practical guide to 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 the spirit of the invention Scope of protection as defined in the appended claims and their legal equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
KraftfahrzeugsystemAutomotive system
110110
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
120120
Zylinderblockcylinder block
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
Einlassinlet
215215
Ventilevalves
220220
Auslassoutlet
225225
Auslasskrümmerexhaust manifold
230230
Turboladerturbocharger
240240
Kompressorcompressor
250250
Turbineturbine
255255
VGT-AktuatorVGT actuator
260260
IntercoolerIntercooler
270270
Abgasnachbehandlungssystemaftertreatment system
275275
Abgasleitungexhaust pipe
280280
Nachbehandlungsvorrichtungenaftertreatment devices
281281
Dieseloxidationskatalysator (DOC)Diesel Oxidation Catalyst (DOC)
282282
SCR-SystemSCR system
283283
erster SCR-Katalysatorfirst SCR catalyst
283'283 '
erstes katalytisches Substratfirst catalytic substrate
284284
zweiter SCR-Katalysatorsecond SCR catalyst
284'284 '
zweites katalytisches Substratsecond catalytic substrate
285285
Behältercontainer
286286
Reduktionspromoterreduction promoter
287287
Reduktionsmittelinjektorreductant
288288
Pumpepump
300300
AbgasrückführungsleitungExhaust gas recirculation line
310310
EGR-KühlerEGR cooler
320320
EGR-VentilEGR valve
330330
Drosselklappethrottle
340340
Massenfluss-, Druck- und Temperatursensor für die LuftMass flow, pressure and temperature sensor for the air
350350
Sensor für Krümmerdruck und -temperaturSensor for manifold pressure and temperature
360360
VerbrennungsdrucksensorCombustion pressure sensor
380380
Sensoren für Kühlflüssigkeitstemperatur und den zugehörigen FüllstandSensors for coolant temperature and the associated level
385385
Sensoren für Öltemperatur und den zugehörigen FüllstandSensors for oil temperature and the associated level
400400
digitaler Kraftstoffleistendrucksensordigital fuel rail pressure sensor
410410
NockenwellenpositionssensorCamshaft position sensor
420420
KurbelwellenpositionssensorCrankshaft position sensor
430430
Sensoren für Druck und Temperatur der AbgaseSensors for pressure and temperature of the exhaust gases
440'440 '
erster NOx-Sensorfirst NOx sensor
440''440 ''
zweiter NOx-Sensorsecond NOx sensor
441441
LuftmassenmesserAir flow sensor
442'442 '
erster Abgastemperatursensorfirst exhaust gas temperature sensor
442''442 ''
zweiter Abgastemperatursensorsecond exhaust gas temperature sensor
445445
GaspedalpositionssensorAccelerator position sensor
450450
elektronisches Steuergerät (ECM)/Reglerelectronic control unit (ECM) / controller
460460
Mikroprozessoreinheitmicroprocessor unit
S1–S14S1-S14
Blöckeblocks
MO1–MO4MO1-MO4
Modellemodels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 8333062 [0110, 0117, 0125] US 8333062 [0110, 0117, 0125]

Claims (10)

Computerprogramm zur Steuerung eines Injektors (287) zur Einspritzung eines Reduktionsmittels (286) in ein Abgasnachbehandlungssystem (270) eines Verbrennungsmotors (110), das einen Programmcode umfasst, der, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, die folgenden Schritte durchführt: – Bestimmen einer in einem selektiven katalytischen Reduktionssystem (282) gespeicherten Reduktionsmittelmenge auf Basis einer in einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) des selektiven katalytischen Reduktionssystems (282) gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer in einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) des selektiven katalytischen Reduktionssystems (282) gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge; – Bestimmen eines Sollwerts des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem (282) gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) angeordneten Substrats (284'); – Berechnen einer Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert; – Anpassen einer in das Abgasnachbehandlungssystem (270) eingespritzten Reduktionsmitteldosis auf Basis der berechneten Differenz; und – Betätigen des Injektors (287), um die angepasste Dosis an Reduktionsmittel (286) einzuspritzen.Computer program for controlling an injector ( 287 ) for injecting a reducing agent ( 286 ) in an exhaust aftertreatment system ( 270 ) of an internal combustion engine ( 110 ) comprising a program code which, when executed on a computer, performs the following steps: - determining one in a selective catalytic reduction system ( 282 ) based on a in a first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) of the selective catalytic reduction system ( 282 ) and one in a second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) of the selective catalytic reduction system ( 282 ) stored second amount of reducing agent; Determining a desired value of the in the selective catalytic reduction system ( 282 ) as a function of a temperature value of one in the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) arranged substrate ( 284 ' ); Calculating a difference between the amount of reducing agent and the desired value; - adapting one in the exhaust aftertreatment system ( 270 ) injected reducing agent dose based on the calculated difference; and - actuating the injector ( 287 ) to adjust the adjusted dose of reducing agent ( 286 ). Computerprogramm nach Anspruch 1, wobei der Sollwert als Summe eines ersten Sollwerts des im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) gespeicherten Reduktionsmittels und eines Produkts aus einem zweiten Sollwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) gespeicherten Reduktionsmittels und einem Multiplikator berechnet wird, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) angeordneten Substrats (284') basiert.A computer program according to claim 1, wherein the setpoint value is the sum of a first setpoint value of the first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) and a product from a second desired value of the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) and a multiplier which is based on the temperature value of the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) arranged substrate ( 284 ' ). Computerprogramm nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Reduktionsmittelmenge als Summe der ersten Reduktionsmittelmenge und eines Produkts aus der zweiten Reduktionsmittelmenge und einem zweiten Multiplikator berechnet wird, der auf dem Temperaturwert des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) angeordneten Substrats (284') basiert.The computer program of claims 1 or 2, wherein the amount of reductant is calculated as the sum of the first reductant amount and a product of the second reductant amount and a second multiplier based on the temperature value of the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) arranged substrate ( 284 ' ). Computerprogramm nach den Ansprüchen 2 und 3, wobei der erste Multiplikator gleich dem zweiten Multiplikator ist.The computer program of claims 2 and 3, wherein the first multiplier is equal to the second multiplier. Computerprogramm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bestimmens des ersten Sollwerts den Schritt des Schätzens des ersten Sollwerts auf Basis einer Temperatur eines im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) angeordneten ersten Substrats (283') und eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) strömenden Abgases umfasst.The computer program of any one of the preceding claims, wherein the step of determining the first setpoint includes the step of estimating the first setpoint based on a temperature of the first selective catalytic reduction catalyst (16). 283 ) arranged first substrate ( 283 ' ) and a mass flow rate through the first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) flowing exhaust gas. Computerprogramm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bestimmens des zweiten Sollwerts den Schritt des Schätzens des zweiten Sollwerts auf Basis einer Temperatur des im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) angeordneten Substrats (284') und eines Massendurchsatzes des durch den zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) strömenden Abgases umfasst.A computer program according to any one of the preceding claims, wherein the step of determining the second setpoint comprises the step of estimating the second setpoint based on a temperature of the second selective catalytic reduction catalyst (16). 284 ) arranged substrate ( 284 ' ) and a mass flow rate through the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) flowing exhaust gas. Computerprogramm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bestimmens der ersten Menge den Schritt des Schätzens der ersten Menge auf Basis einer Temperatur des in den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) eintretenden Abgases, eines Massendurchsatzes des durch den ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) strömenden Abgases und eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) umfasst.The computer program of any one of the preceding claims, wherein the step of determining the first set comprises the step of estimating the first set based on a temperature of the first selective catalytic reduction catalyst ( 283 ), a mass flow rate through the first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) and a nitrogen oxide content in the exhaust gas upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ). Computerprogramm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bestimmens der zweiten Menge den Schritt des Schätzens der zweiten Menge auf Basis eines Stickoxidanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) und eines Reduktionsmittelanteils im Abgas stromaufwärts vom zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion und stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) umfasst.A computer program according to any one of the preceding claims, wherein the step of determining the second amount comprises the step of estimating the second amount based on a level of nitrogen oxide in the exhaust gas upstream of the second selective catalytic reduction catalyst ( 284 ) and upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) and a reducing agent portion in the exhaust gas upstream of the second selective catalytic reduction catalyst and upstream of the first selective catalytic reduction catalyst ( 284 ). Verbrennungsmotor (110), umfassend: – ein Abgasnachbehandlungssystem (270), umfassend ein selektives katalytisches Reduktionssystem (282) mit einem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) und einem zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284), der in Fluidverbindung mit dem ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) steht und stromabwärts davon angeordnet ist, und einen Injektor (287), der in Fluidverbindung mit einem Reduktionsmittel (286) steht und dafür ausgelegt ist, eine Reduktionsmitteldosis stromaufwärts vom ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) in das Abgasnachbehandlungssystem (270) einzuspritzen; – eine Steuerungseinrichtung, die dafür ausgelegt ist: – eine in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem (282) gespeicherte Reduktionsmittelmenge auf Basis einer im ersten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (283) gespeicherten ersten Reduktionsmittelmenge und einer im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) gespeicherten zweiten Reduktionsmittelmenge zu bestimmen; – einen Sollwert des in dem selektiven katalytischen Reduktionssystem (282) gespeicherten Reduktionsmittels als Funktion eines Temperaturwerts eines im zweiten Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (284) angeordneten Substrats (284') zu bestimmen; – eine Differenz zwischen der Reduktionsmittelmenge und dem Sollwert zu berechnen; – die in das Abgasnachbehandlungssystem (270) eingespritzte Dosis an Reduktionsmittel (286) auf Basis der berechneten Differenz anzupassen; und – den Injektor (287) zu betätigen, um die angepasste Dosis an Reduktionsmittel (286) einzuspritzen.Internal combustion engine ( 110 ), comprising: - an exhaust aftertreatment system ( 270 ) comprising a selective catalytic reduction system ( 282 ) with a first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) and a second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) in fluid communication with the first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) and located downstream thereof, and an injector ( 287 ) which is in fluid communication with a reducing agent ( 286 ) and is designed to deliver a reducing agent dose upstream of the first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) into the exhaust aftertreatment system ( 270 ) to inject; A control device designed to: one in the selective catalytic reduction system ( 282 ) stored amount of reducing agent based on a first catalyst for selective catalytic reduction ( 283 ) and one in the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) to determine the second amount of reducing agent stored; A set point of the in the selective catalytic reduction system ( 282 ) as a function of a temperature value of one in the second catalyst for selective catalytic reduction ( 284 ) arranged substrate ( 284 ' ) to determine; To calculate a difference between the amount of reducing agent and the desired value; - in the exhaust aftertreatment system ( 270 ) injected dose of reducing agent ( 286 ) to adjust based on the calculated difference; and - the injector ( 287 ) to adjust the adjusted dose of reducing agent ( 286 ). Kraftfahrzeugsystem, das mit einem Verbrennungsmotor (110) nach Anspruch 9 ausgestattet ist.Motor vehicle system equipped with an internal combustion engine ( 110 ) is equipped according to claim 9.
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