DE102010005428A1 - Method for operating exhaust gas cleaning equipment with selective catalytic reduction catalyzer for cleaning exhaust gas of motor vehicle internal combustion engine, involves dosing ammonia-containing reducing agent to exhaust gas - Google Patents
Method for operating exhaust gas cleaning equipment with selective catalytic reduction catalyzer for cleaning exhaust gas of motor vehicle internal combustion engine, involves dosing ammonia-containing reducing agent to exhaust gas Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010005428A1 DE102010005428A1 DE102010005428A DE102010005428A DE102010005428A1 DE 102010005428 A1 DE102010005428 A1 DE 102010005428A1 DE 102010005428 A DE102010005428 A DE 102010005428A DE 102010005428 A DE102010005428 A DE 102010005428A DE 102010005428 A1 DE102010005428 A1 DE 102010005428A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- controlled
- efficiency
- metering
- scr catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
- F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
- F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. by adjusting the dosing of reducing agent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
- F01N2610/146—Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
- F01N2900/0411—Methods of control or diagnosing using a feed-forward control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1622—Catalyst reducing agent absorption capacity or consumption amount
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage mit einem SCR-Katalysator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating an exhaust gas purification system with an SCR catalytic converter according to the preamble of
Zur katalytisch unterstützten Entfernung von Stickoxiden (NOx) aus Brennkraftmaschinenabgasen ist es bekannt, dem Abgas der Brennkraftmaschine wässerige Harnstofflösung als ein Ammoniak (NH3) enthaltendes Reduktionsmittel zuzugeben. Im heißen Abgas wird durch Thermolyse und/oder Hydrolyse NH3 als eigentliches selektives Reduktionsmittel in Bezug auf die NOx-Reduktion an einem so genannten SCR-Katalysator freigesetzt. Dabei ergibt sich das Problem, eine für die angestrebte Reinigungswirkung passende Zugaberate für das Reduktionsmittel zu ermitteln, wobei außerdem eine Überdosierung, die einen unerwünschten Schlupf von NH3 zur Folge haben kann, vermieden werden sollte.For the catalytically assisted removal of nitrogen oxides (NOx) from engine exhaust gases, it is known to add aqueous urea solution to the exhaust gas of the internal combustion engine as a reducing agent containing ammonia (NH 3 ). In the hot exhaust gas is released by thermolysis and / or hydrolysis NH 3 as the actual selective reducing agent with respect to the NOx reduction of a so-called SCR catalyst. This results in the problem to determine a suitable for the desired cleaning effect rate of addition of the reducing agent, which also an overdose, which may have an undesirable slippage of NH 3 result, should be avoided.
Zur Lösung dieser Probleme wird in der
Aus der Offenlegungsschrift
In diesen und weiteren bekannten, ähnlichen Verfahren erfolgt meist eine modellbasierte Verknüpfung von Messwerten und gespeicherten Kennwerten, beispielsweise für den SCR-Katalysator. Dabei werden eine NH3-Zuführrate und eine modellierte Verbrauchsrate durch eine laufend durchgeführte Integration bilanziert und die Reduktionsmittel-Dosierrate so gewählt, dass ein angestrebter NH3-Füllstand im Katalysator und damit ein angestrebter Katalysatorwirkungsgrad resultiert. Die indirekte, rechnerische Ermittlung des NH3-Füllstands ist jedoch nicht immer mit der gewünschten Genauigkeit möglich. Beispielsweise können sich durch Parameterveränderungen bedingte Fehler im Laufe der Zeit summieren, so dass der modellierte NH3-Füllstand des Katalysators zunehmend schlechter dem tatsächlichen Wert entspricht und Fehldosierungen in Form einer Unter- oder Überdosierung resultieren. Folge hiervon ist eine verminderte Reinigungswirkung oder ein erhöhter NH3-Schlupf.In these and other known, similar methods, a model-based combination of measured values and stored characteristic values is usually carried out, for example for the SCR catalytic converter. In this case, an NH 3 feed rate and a modeled consumption rate are balanced by a continuously performed integration and the reducing agent metering rate selected so that a desired NH 3 level in the catalyst and thus a desired catalyst efficiency results. The indirect, arithmetic determination of the NH 3 level, however, is not always possible with the desired accuracy. For example, errors caused by parameter changes may accumulate over time, so that the modeled NH 3 content of the catalyst is progressively worse than the actual value and incorrect metering results in the form of under- or overdosing. The consequence of this is a reduced cleaning effect or an increased NH 3 slip.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage mit einem SCR-Katalysator anzugeben, welches einen weiter verbesserten Stickoxidumsatz ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for operating an emission control system with an SCR catalyst, which allows a further improved nitrogen oxide conversion.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Einstellung einer Dosierrate für das Ammoniak enthaltende Reduktionsmittel, die an einen Wirkungsgrad des SCR-Katalysators in Bezug auf einen aktuellen Umsatz von Stickoxiden mit im SCR-Katalysator gespeichertem und/oder dem SCR-Katalysator zugeführtem Ammoniak geknüpft ist. Wie bestätigt werden konnte, ermöglicht eine an den Wirkungsgrad des NOx-Umsatzes geknüpfte Dosierraten-Einstellung praktisch schlupffrei höchste NOx-Umsatzwerte. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einstellung der Dosierrate der entsprechenden Dosiereinheit für das Reduktionsmittel in einem gesteuerten Dosierbetrieb mit einer wirkungsgrad-gesteuerten Einstellung der Dosierrate oder in einem geregelten Dosierbetrieb mit einer wirkungsgrad-geregelten Einstellung der Dosierrate vorgenommen wird. Die Wahl zwischen der wirkungsgrad-gesteuerten oder der wirkungsgrad-geregelten Dosierraten-Einstellung erfolgt wenigstens in Abhängigkeit vom ermittelten Ist-Wirkungsgrad und für vorgebbare Werte vorgebbarer Betriebsparameter der Abgasreinigungsanlage. Dabei wird unter einem Wirkungsgrad des NOx-Umsatzes ein relativer NOx-Umsatz verstanden, der sich als Quotient von in einem Zeitintervall zu unschädlichen Bestandteilen umgesetzter NOx-Menge und im selben Zeitintervall in den SCR-Katalysator einströmender NOx-Menge ergibt. Bei optimaler Betriebsweise des SCR-Katalysators lassen sich NOx-Umsatzwerte bzw. Wirkungsgrade von annähernd 100% erreichen. Unter der Dosierrate ist eine bevorzugt auf dasselbe Zeitintervall bezogene Menge von dem Abgas zugegebenen Reduktionsmittel zu verstehen. Die Dosierung des Reduktionsmittels erfolgt dabei bevorzug zeitlich getaktet, gegebenenfalls mit gewissen Dosierpausen. Wie sich erwiesen hat, ist es durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht, auf verfahrenstechnisch einfache und insbesondere zuverlässige Weise überwiegend Wirkungsgrade für den NOx-Umsatz zu erreichen, welche nahe am Maximalwert liegen, der unter den jeweiligen Betriebsbedingungen erzielbar ist. Speziell ist es möglich, dass der Ist-Wirkungsgrad vorgebbare Werte für einen Soll-Wirkungsgrad wenigstens annähernd erreicht.In the method according to the invention, a setting of a metering rate for the ammonia-containing reducing agent, which is linked to an efficiency of the SCR catalyst with respect to a current turnover of nitrogen oxides with stored in the SCR catalyst and / or supplied to the SCR catalyst ammonia. As it could be confirmed, a dosing rate setting linked to the efficiency of the NOx conversion enables the highest NOx conversion values virtually without slippage. In this case, the invention provides that the adjustment of the metering rate of the corresponding metering unit for the reducing agent in a controlled metering operation with an efficiency-controlled adjustment of the metering or in a controlled metering operation with an efficiency-controlled adjustment of the metering rate is made. The choice between the efficiency-controlled or the efficiency-controlled metering rate adjustment takes place at least as a function of the determined actual efficiency and for specifiable values of predefinable operating parameters of the emission control system. In this case, an NOx conversion efficiency is understood as meaning a relative NOx conversion, which is the quotient of the amount of NOx converted into harmless constituents in a time interval and of the amount of NOx flowing into the SCR catalytic converter in the same time interval. With optimum operation of the SCR catalyst, NOx conversion values or efficiencies of approximately 100% can be achieved. The metering rate is to be understood as meaning a quantity of reducing agent preferably added to the same time interval. The metering of the reducing agent takes place preferably timed clocked, optionally with certain metering pauses. As has been found, it is possible by the procedure according to the invention to achieve predominantly efficiencies for the NOx conversion in a process-technically simple and, in particular, reliable manner, which are close to the maximum value that can be achieved under the respective operating conditions. In particular, it is possible that the actual efficiency at least approximately reaches predefinable values for a desired efficiency.
Die wirkungsgrad-gesteuerte Einstellung der Reduktionsmittel-Dosierrate erfolgt bevorzugt modellbasiert. Mittels eines Rechenmodells bzw. anhand vorgehaltener Kennlinien und/oder Kennfelder werden in Abhängigkeit von aktuellen Werten vorgebbarer Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasanlage Werte für die Reduktionsmitteldosierrate vorgegeben, von denen erwartet werden kann, dass sie einen Wirkungsgrad des SCR-Katalysators ermöglichen, der einen vorgebbaren Soll-Wirkungsgrad wenigstens annähernd erreicht. Dabei wird bei der Dosierraten-Einstellung im gesteuerten Betrieb auf eine Rückführung eines ermittelten aktuellen Ist-Wirkungsgrad zur darauf basierenden Beeinflussung der Dosierraten-Einstellung verzichtet. Hingegen wird beim wirkungsgrad-geregelten Dosierbetrieb der ermittelte aktuelle Wert für den Ist-Wirkungsgrad in klassischer Weise auf die Eingangsseite eines Regelkreises zurückgeführt. Eine Abweichung vom Soll-Wirkungsgrad als Führungsgröße wird als Regelabweichung einem Regler zugeführt, der in einem Regelalgorithmus eine Stellgröße zur geregelten Einstellung der Dosierrate erzeugt. The efficiency-controlled adjustment of the reducing agent metering rate is preferably model-based. Values for the reducing agent metering rate, which can be expected to permit an efficiency of the SCR catalytic converter, which are based on current values of predefinable operating variables of the internal combustion engine and / or the exhaust system, are predefined by means of a computer model or by means of reproved characteristic curves and / or characteristic maps at least approximately achieves a predefinable desired efficiency. In the case of the metering rate setting in the controlled mode, a return of a determined current actual efficiency to the influencing of the metering rate setting based thereon is dispensed with. On the other hand, in the efficiency-controlled dosing operation, the determined current value for the actual efficiency is traced back to the input side of a control loop in a classical manner. A deviation from the desired efficiency as a reference variable is supplied as a control deviation to a controller which generates a manipulated variable for a controlled setting of the metering rate in a control algorithm.
Es ist vorgesehen, dass auch im gesteuerten Betrieb der Ist-Wirkungsgrad für den aktuellen Stickoxid-Umsatz des SCR-Katalysators laufend ermittelt bzw. geschätzt wird. Dabei ist weiter in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein Übergang vom gesteuerten Dosierbetrieb zum geregelten Dosierbetrieb erfolgt, wenn der ermittelte Ist-Wirkungsgrad um mehr als ein vorgebbares Maß vom Soll-Wirkungsgrad abweicht. Die einen Übergang vom gesteuerten Dosierbetrieb zum geregelten Dosierbetrieb triggernde Abweichung kann dabei sowohl positiv, als auch negativ sein, wobei für Abweichungen in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich hohe Triggerschwellen vorgesehen sein können. Häufig wird der gesteuerte Dosierbetrieb ein ausreichend gutes Ergebnis in Bezug auf den NOx-Umsatz liefern. Es können jedoch unvorhergesehene Störeinflüsse auftreten, welche in einem gesteuerten Dosierbetrieb nicht kompensiert werden können.It is envisaged that the actual efficiency for the current nitrogen oxide conversion of the SCR catalyst is also continuously determined or estimated in controlled operation. It is further provided in an embodiment of the invention that a transition from controlled dosing to regulated dosing takes place when the determined actual efficiency deviates from the target efficiency by more than a predetermined amount. The deviation which triggers a transition from the controlled dosing operation to the controlled dosing operation can be both positive and negative, whereby different threshold trigger thresholds can be provided for deviations in different directions. Often the controlled metering operation will provide a sufficiently good NOx performance result. However, unforeseen disturbances can occur, which can not be compensated in a controlled dosing operation.
Infolge der vorgesehenen Überwachung des aktuellen Katalysator-Wirkungsgrads ist es ermöglicht, solche Störeinflüsse festzustellen und darauf zu reagieren. Führen Störungen des gesteuerten Dosierbetriebs zu unerwarteten Abweichungen zwischen Soll-Wirkungsgrad und Ist-Wirkungsgrad oder ergeben sich anderweitige Fehler, wie beispielsweise ein Ausfall oder ein unplausibles Verhalten eines Sensors, so wird in den geregelten Dosierbetrieb übergegangen, in welchem meist ein Ausregeln der auftretenden Störgröße ermöglicht ist. Nach erfolgreichem Ausregeln der Störgröße, beispielsweise bei hinreichend stabilem Verhalten der die Dosierrate bestimmenden Stellgröße als Ausgangsgröße des Reglers oder bei Erzielen einer hinreichend geringen Regelabweichung kann ein Umschalten bzw. Zurückschalten in den gesteuerten Dosierbetrieb vorgesehen sein.As a result of the planned monitoring of the current catalyst efficiency, it is possible to detect and react to such disturbing influences. If faults in the controlled dosing operation lead to unexpected deviations between desired efficiency and actual efficiency, or if other faults occur, such as a failure or an implausible behavior of a sensor, then the controlled dosing operation is initiated, in which usually a compensation of the occurring disturbance variable is possible is. After successful correction of the disturbance variable, for example with sufficiently stable behavior of the dosing rate-determining manipulated variable as the output variable of the regulator or upon achievement of a sufficiently small control deviation, a switchover or downshifting into the controlled dosing operation can be provided.
Erfindungsgemäß ist es in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, zumindest dann vom geregelten Dosierbetrieb zum gesteuerten Dosierbetrieb überzugehen, wenn im geregelten Dosierbetrieb einem zeitlichen Verlauf mit im Wesentlichen zunehmender Dosierrate ein zeitlicher Verlauf mit im Wesentlichen abnehmendem Ist-Wirkungsgrad zugeordnet ist. Wie von den Erfindern festgestellt wurde, entspricht einem abnehmenden Ist-Wirkungsgrad bei gleichzeitig zunehmender Reduktionsmitteldosierrate einem Verhalten der Regelstrecke, welches für eine Überdosierung mit Oxidation des überschüssigen Ammoniaks typisch ist. Wie festgestellt werden konnte, kann ein solches unerwünschtes Störverhalten häufig nicht oder nur unbefriedigend ausgeregelt werden. Infolge des erfindungsgemäß vorgesehenen Übergangs zu einem gesteuerten Dosierbetrieb kann in dem beschriebenen Fall jedoch wieder eine für hohe NOx-Umsatzwerte geeignete Dosierrate eingestellt werden.According to the invention, it is provided in a further embodiment of the method, at least then to move from the controlled dosing to controlled dosing, if in the controlled dosing a time course with substantially increasing dosing rate is associated with a temporal course with substantially decreasing actual efficiency. As determined by the inventors, a decreasing actual efficiency with simultaneously increasing reducing agent metering rate corresponds to a behavior of the controlled system which is typical for an overdose with oxidation of the excess ammonia. As could be found, such unwanted interference behavior can often not or only be corrected unsatisfactory. As a result of the transition to a controlled dosing operation provided according to the invention, however, a dosing rate suitable for high NOx conversion values can again be set in the described case.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dosierrate im gesteuerten Dosierbetrieb und/oder der Soll-Wirkungsgrad in Abhängigkeit vom Stickoxidmassenstrom in den SCR-Katalysator und von einer Temperatur des SCR-Katalysators vorgegeben werden. Dabei kann der Stickoxidmassenstrom in den SCR-Katalysator seinerseits wieder aus Kennfeldern für Motorbetriebsparameter wie Last, Drehzahl, Aufladegrad, Abgasrückführrate usw. ermittelt werden. Es ist jedoch bevorzugt, wenn der Stickoxidmassenstrom in den SCR-Katalysator aus Messwerten eines vor dem SCR-Katalysator angeordneten Stickoxidsensors ermittelt wird, wobei bevorzugt zugleich ein Abgasmassenstrom, ermittelt aus angesaugtem Luftmassenstrom und Kraftstoffverbrauchsstrom berücksichtigt wird. Eine Berücksichtigung einer gegebenenfalls im Laufe der Betriebszeit auftretenden alterungsbedingten Verschlechterung des Katalysator Wirkungsgrads kann bei der Festlegung der Dosierrate und/oder des Soll-Wirkungsgrads ebenfalls vorgesehen sein.In a further embodiment of the invention, it is provided that the metering rate in the controlled metering operation and / or the desired efficiency as a function of the nitrogen oxide mass flow in the SCR catalyst and a temperature of the SCR catalyst are specified. In this case, the nitrogen oxide mass flow into the SCR catalytic converter can in turn be determined from characteristic diagrams for engine operating parameters such as load, rotational speed, degree of turbocharging, exhaust gas recirculation rate, etc. However, it is preferred if the nitrogen oxide mass flow into the SCR catalytic converter is determined from measured values of a nitrogen oxide sensor arranged upstream of the SCR catalytic converter, whereby preferably an exhaust gas mass flow determined from aspirated air mass flow and fuel consumption flow is taken into account. A consideration of an aging-related deterioration of the catalyst efficiency which possibly occurs during the operating time can likewise be provided when determining the metering rate and / or the desired efficiency.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Ist-Wirkungsgrad aus Signalen eines stromaufwärts des SCR-Katalysators und Signalen eine stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten Stickoxidsensors ermittelt. Aus der Differenz der von dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Stickoxidsensor gelieferten Werte für die NOx-Konzentration im Abgas kann der NOx-Umsatz bzw. der Ist-Wirkungsgrad des SCR-Katalysators zuverlässig ermittelt werden. Wie festgestellt werden konnte, ist mit einer messtechnischen Ermittlung der eingangsseitig des SCR-Katalysators vorhandenen NOx-Konzentration im Abgas eine zuverlässigere Wirkungsgradermittlung ermöglicht als mit einer modellbasiert ermittelten NOx-Konzentration. Durch die messtechnische Bestimmung des Ist-Wirkungsgrad ist daher eine erhöhte Genauigkeit der Dosierraten-Einstellung und ein verbesserter NOx-Umsatz ermöglicht.In a further embodiment of the invention, the actual efficiency is determined from signals of an upstream of the SCR catalyst and signals downstream of the SCR catalyst arranged nitrogen oxide sensor. From the difference between the values for the NOx concentration in the exhaust gas supplied by the upstream and the downstream nitrogen oxide sensor, the NOx conversion or the actual efficiency of the SCR catalytic converter can be reliably determined. As could be determined, with a metrological determination of the input side of the SCR catalyst existing NOx concentration in the exhaust gas a more reliable determination of efficiencies allows as a model-based determined NOx concentration. The metrological determination of the actual efficiency therefore allows increased accuracy of the metering rate adjustment and improved NOx conversion.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist unter vorgebbaren Kaltstartbedingungen ein gesteuerter Kaltstart-Dosierbetrieb vorgesehen, bei welchem eine im Vergleich zum normalen gesteuerten Dosierbetrieb erhöhte Dosierrate eingestellt wird. Mit dieser Vorgehensweise wird der Erkenntnis Rechnung getragen, dass bei einem Kaltstart bzw. bei im Vergleich zum Normalbetrieb kaltem SCR-Katalysator einerseits dessen Wirksamkeit aus Temperaturgründen und andererseits aufgrund einer üblicherweise geringen Menge an eingespeichertem Ammoniak vermindert ist. Infolge der erhöhten Dosierrate kann eine für einen hohen NOx-Umsatz erforderliche Ammoniakspeichermenge rasch aufgebaut werden. Bevorzugt werden bei einem Kaltstart bzw. Warmlauf gleichzeitig insbesondere motorische Maßnahmen zur raschen Abgas- bzw. Katalysatoraufheizung ergriffen. Auf diese Weise steht nach einem Kaltstart in kurzer Zeit ein wirksamer SCR-Katalysator zur Verfügung. Als erhöhte Dosierrate kann beispielsweise vorübergehend die maximal mögliche Dosierrate oder ein vorgebbarer Anteil der maximal möglichen Dosierrate eingestellt werden. Dabei ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in einer Betriebsphase mit ununterbrochenem Betrieb des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors der Zustand eines gesteuerten Kaltstart-Dosierbetriebs höchstens einmal eingestellt wird. Sind die vorgebbaren Kaltstartbedingungen nicht mehr vorhanden, so wird bevorzugt in den normalen gesteuerten Dosierbetrieb übergegangen und eine erneute Einstellung des Kaltstart-Dosierbetriebs für die anschließende Betriebszeit verboten. Erst nach Abstellen des Motors wird dieser wieder freigeschalten. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die für einen Kaltstart bzw. einen Motorwarmlauf typischen Bedingungen im Allgemeinen lediglich einmal in einer Betriebsphase mit ununterbrochenem Motorbetrieb auftreten.In a further embodiment of the invention, a controlled cold start metering operation is provided under predeterminable cold start conditions, in which a compared to the normal controlled metering operation increased metering rate is set. With this approach, the knowledge is taken into account that in a cold start or when compared to the normal operation cold SCR catalyst on the one hand its effectiveness is reduced for temperature reasons and on the other hand due to a usually small amount of stored ammonia. Due to the increased metering rate, an ammonia storage amount required for high NOx conversion can be rapidly established. In particular, in a cold start or warm-up, engine measures for rapid exhaust gas or catalyst heating are preferably taken at the same time. In this way, after a cold start in a short time an effective SCR catalyst available. As an increased metering rate, for example, temporarily the maximum possible metering rate or a predefinable portion of the maximum possible metering rate can be set. It is provided in a further embodiment of the invention that in an operating phase with uninterrupted operation of the motor vehicle internal combustion engine, the state of a controlled cold-start metering operation is set at most once. If the predefinable cold start conditions are no longer present, it is preferable to switch to the normal controlled dosing mode and to prohibit a new setting of the cold start dosing operation for the subsequent operating time. Only after switching off the engine will this be released again. This takes into account the fact that the typical conditions for a cold start or engine warm-up generally occur only once in an operating phase with uninterrupted engine operation.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawings and described below. In this case, the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination of features, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Dabei zeigen:Showing:
Zur Beheizung des Oxidationskatalysators
Stromauf des NOx-Reduktionskatalysators
Dadurch können eine Tröpfchenverdampfung und die Freisetzung von NH3 gefördert werden.This can promote droplet evaporation and the release of NH 3 .
Zur Steuerung des Betriebs der Abgasreinigungsanlage sowie des Dieselmotors
Die Erfassung von Betriebszuständen bzw. Betriebsgrößen des Dieselmotors
Kern der Erfindung ist eine Festlegung einer Dosierrate für die Harnstofflösung derart, dass ein möglichst hoher, zumindest jedoch ein den Anforderungen entsprechender NOx-Umsatz durch den SCR-Katalysator
Nachfolgend wird eine bevorzugte Vorgehensweise anhand eines in
Im wirkungsgrad-gesteuerten Dosierbetrieb
Werden vorgebbare Sprungbedingungen festgestellt, so wird in einem Zustandswechsel
Im wirkungsgrad-gesteuerten Dosierbetrieb
Wird bei wirkungsgrad-gesteuertem Dosierbetrieb
Liegen vorgebbare Rücksprungbedingungen vor, so wird in einem Zustandswechsel
Insgesamt ist insbesondere durch den erfindungsgemäß unter vorgebbaren Bedingungen vorgenommenen Wechsel von wirkungsgrad-gesteuertem Dosierbetrieb
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1348477 A1 [0003] EP 1348477 A1 [0003]
- EP 0554766 A1 [0004] EP 0554766 A1 [0004]
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010005428A DE102010005428A1 (en) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | Method for operating exhaust gas cleaning equipment with selective catalytic reduction catalyzer for cleaning exhaust gas of motor vehicle internal combustion engine, involves dosing ammonia-containing reducing agent to exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010005428A DE102010005428A1 (en) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | Method for operating exhaust gas cleaning equipment with selective catalytic reduction catalyzer for cleaning exhaust gas of motor vehicle internal combustion engine, involves dosing ammonia-containing reducing agent to exhaust gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102010005428A1 true DE102010005428A1 (en) | 2011-07-28 |
Family
ID=44315426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102010005428A Withdrawn DE102010005428A1 (en) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | Method for operating exhaust gas cleaning equipment with selective catalytic reduction catalyzer for cleaning exhaust gas of motor vehicle internal combustion engine, involves dosing ammonia-containing reducing agent to exhaust gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102010005428A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011081644A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Ford Global Technologies, Llc | Emission-reduced exhaust aftertreatment |
| DE102015004063A1 (en) * | 2015-03-28 | 2016-03-10 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Arrangement and procedure |
| WO2017087064A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | General Electric Company | Methods to adapt reductant injection controls for catalyst aging |
| US9890723B2 (en) | 2015-11-16 | 2018-02-13 | General Electric Company | Methods to adapt air-fuel (A/F) controls for catalyst aging |
| CN112727576A (en) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 罗伯特·博世有限公司 | Reductant dosing adapted to a catalytic converter by a slip-form method |
| US11448111B2 (en) | 2017-07-25 | 2022-09-20 | Continental Automotive France | Method for adapting an amount of reductant for controlling the nitrogen oxide pollution of gases in a motor exhaust line |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0554766A1 (en) | 1992-02-05 | 1993-08-11 | BASF Aktiengesellschaft | Process for reducing the nitrogen oxide content in exhaust gases by the controlled addition of NH3 |
| EP1348477A1 (en) | 2002-03-29 | 2003-10-01 | Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation | NOx cleaning apparatus of internal combustion engine |
-
2010
- 2010-01-22 DE DE102010005428A patent/DE102010005428A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0554766A1 (en) | 1992-02-05 | 1993-08-11 | BASF Aktiengesellschaft | Process for reducing the nitrogen oxide content in exhaust gases by the controlled addition of NH3 |
| EP1348477A1 (en) | 2002-03-29 | 2003-10-01 | Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation | NOx cleaning apparatus of internal combustion engine |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011081644A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Ford Global Technologies, Llc | Emission-reduced exhaust aftertreatment |
| US9038376B2 (en) | 2011-08-26 | 2015-05-26 | Ford Global Technologies, Llc | Method for exhaust-gas aftertreatment with reduced emissions |
| DE102015004063A1 (en) * | 2015-03-28 | 2016-03-10 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Arrangement and procedure |
| WO2017087064A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | General Electric Company | Methods to adapt reductant injection controls for catalyst aging |
| US9890723B2 (en) | 2015-11-16 | 2018-02-13 | General Electric Company | Methods to adapt air-fuel (A/F) controls for catalyst aging |
| US10001046B2 (en) | 2015-11-16 | 2018-06-19 | General Electric Company | Methods to adapt reductant injection controls for catalyst aging |
| US11448111B2 (en) | 2017-07-25 | 2022-09-20 | Continental Automotive France | Method for adapting an amount of reductant for controlling the nitrogen oxide pollution of gases in a motor exhaust line |
| CN112727576A (en) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 罗伯特·博世有限公司 | Reductant dosing adapted to a catalytic converter by a slip-form method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2310112B1 (en) | Method for operating an exhaust gas treatment system having an scr catalytic converter | |
| EP2307676B1 (en) | Method for operating an exhaust gas treatment system having a scr catalytic converter | |
| EP2326809B1 (en) | Method for operating an exhaust emission control system having a scr-catalyst and an upstream oxidation catalyst exhaust emission control component | |
| EP2855867B1 (en) | Method for controlling the reducing agent supply of a scr catalyst system and corresponding scr catalyst system | |
| DE102013210120B4 (en) | Emission control system of an internal combustion engine | |
| DE102016223558A1 (en) | Exhaust gas purification with double reducing agent introduction | |
| DE102007040439A1 (en) | Operating and diagnostic procedures for an SCR exhaust aftertreatment system | |
| EP2684597A1 (en) | Method for reducing nitrogen oxides in diesel engine exhaust | |
| DE102013215891B4 (en) | Method and device for monitoring a reducing agent solution composition in the exhaust system of an internal combustion engine | |
| DE102005012568A1 (en) | Device for removing nitrogen oxides from engine exhaust gas and method for metering an additive for engine exhaust gas | |
| DE102006025257B4 (en) | Method for operating an SCR catalytic converter and program algorithm for carrying out the method | |
| DE102010005428A1 (en) | Method for operating exhaust gas cleaning equipment with selective catalytic reduction catalyzer for cleaning exhaust gas of motor vehicle internal combustion engine, involves dosing ammonia-containing reducing agent to exhaust gas | |
| DE102018006318A1 (en) | An exhaust purification device of an engine, a vehicle engine including an exhaust purification device, and a method of controlling an engine | |
| DE102014018037A1 (en) | A method of determining a NOx reduction performance of a NOx reduction catalyst device disposed in an exhaust passage of an automotive internal combustion engine | |
| DE102017127473A1 (en) | Process for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine | |
| WO2010034402A1 (en) | Method for operating an exhaust emission control system having an scr-catalyst | |
| EP3167171B1 (en) | Method for operating a reducing agent dosing of an scr catalyst system, and corresponding scr catalyst system | |
| DE102012222603B4 (en) | EMISSION CONTROL SYSTEM OF A COMBUSTION ENGINE | |
| DE102014018032A1 (en) | A method of monitoring an SCR catalyst device disposed in an exhaust line of an automotive internal combustion engine with respect to ammonia slip | |
| DE102005031720B4 (en) | Process for dosing a reducing agent | |
| DE102017211710A1 (en) | Determine the sulfur loading of an LNT | |
| DE102012022509B4 (en) | Method for carrying out regeneration of a particulate filter | |
| DE102010011246A1 (en) | Method for reduction of nitrogen oxide in exhaust gas of combustion engine, involves providing multiple consecutive calculating blocks in calculation process such that each calculating block determines output parameter from input parameter | |
| DE102018201868A1 (en) | Exhaust system, motor vehicle and method for exhaust gas treatment | |
| EP4361413B1 (en) | Method for operating an exhaust gas aftertreatment system and exhaust gas aftertreatment system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |