Browse Prior Art Database

Berechnung der NOx-Rohemission eines Verbrennungsmotor im Schichtladebetrieb

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019466D
Original Publication Date: 2003-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 3 page(s) / 312K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Verbrennungsmotoren, die mit ueberstoechiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhaeltnis betrieben werden (Magerbetrieb), erzeugen im Abgas Stickoxide, die vorwiegend mit NOx-Speicherkatalysatoren herausgefiltert werden. Das Speichervermoegen dieser Katalysatoren verringert sich mit der Zeit durch thermische Alterung und durch Schwefelvergiftung (chemische Bindung der im Abgas befindlichen Schwefeloxide). Aufgrund dessen werden Regenerationen des Katalysators durchgefuehrt, bei der der Verbrennungsmotor im unterstoechiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhaeltnis (Fettbetrieb) betrieben wird. Die Regeneration kann durch ein Messsignal eines dem Katalysator nachgestellten NOx-Sensors initiiert werden oder bei Ueberschreitung eines Schwellwertes, der mittels eines Modells der Katalysatorbelastung vorausberechnet ist, vorgenommen werden. Bei letzterer Methode ist eine hohe Genauigkeit des Modells, d.h. eine moeglichst genaue Abbildung der vom Verbrennungsmotor emittierten NOx-Rohemissionen fuer eine moeglichst praezise Einleitung der Regeneration notwendig. Toleranzen in der Bestimmung der Rohemissionen muessen als Vorhalt sicher beruecksichtigt werden, um geltende Emissionsgrenzwerte sicher einzuhalten, was zu Lasten des Kraftstoffverbrauchs geht. Mit dem hier vorgestellten Verfahren kann die Toleranz in der Abbildung der Rohemissionen geringer definiert werden, indem zusaetzliche Einflussgroessen und deren Auswirkung auf die Rohemissionen beruecksichtigt werden. Die Ermittlung der NOx-Rohemissionen wird dabei in zwei identisch aufgebauten Funktionsbloecken ermittelt, einmal fuer den Fall mit aktiver Abgasrueckfuehrung (EGR, Exhaust Gas Recirculation - Abb. 1) und einmal ohne (Abb. 2). Alle Kennfelder sind dabei doppelt vorhanden, jedoch mit verschiedenen, dem entsprechenden Fall (mit/ohne EGR) angepassten Daten versehen. Ein Schalter waehlt zwischen den Ausgabewerten dieser beiden Bloecke in Abhaengigkeit davon, ob der Hub des EGR-Ventils einen Schwellwert ueberschreitet (Abb. 3). Dieser Wert wird wahlweise mit dem Korrekturfaktor FAC_MAF_MAX korrigiert, der einem Kennfeld entstammt, in dem der Einfluss von der tatsaechlich angesaugten Luftmasse zu einer Referenzluftmasse beruecksichtigt wird. Die Grundemissionen werden in Abhaengigkeit von der Motordrehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmasse oder einem aehnlichen Lastsignal dem Kennfeld IP_NOX_S (Abb. 1) oder dem Kennfeld IP_NOX_S_EGR_CLOSE (Abb. 2) entnommen. Diese Grundemissionen werden mit mehreren Korrekturfaktoren korrigiert, wobei die Modellstruktur erlaubt, einzelne oder alle Korrekturfaktoren auf ‚1‘ zu setzen und damit abzuschalten.

This text was extracted from a PDF file.
At least one non-text object (such as an image or picture) has been suppressed.
This is the abbreviated version, containing approximately 51% of the total text.

Page 1 of 3

S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J11703.doc page: 1

Berechnung der NOx-Rohemission eines Verbrennungsmotor im Schichtladebetrieb

Idea: Dr. Roland Schwarz, DE-Regensburg; Dominique Louarn-Pioch, DE-Regensburg

Verbrennungsmotoren, die mit ueberstoechiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhaeltnis betrieben werden (Magerbetrieb), erzeugen im Abgas Stickoxide, die vorwiegend mit NOx-Speicherkatalysatoren herausgefiltert werden. Das Speichervermoegen dieser Katalysatoren verringert sich mit der Zeit durch thermische Alterung und durch Schwefelvergiftung (chemische Bindung der im Abgas befindlichen Schwefeloxide). Aufgrund dessen werden Regenerationen des Katalysators durchgefuehrt, bei der der Verbrennungsmotor im unterstoechiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhaeltnis (Fettbetrieb) betrieben wird. Die Regeneration kann durch ein Messsignal eines dem Katalysator nachgestellten NOx-Sensors initiiert werden oder bei Ueberschreitung eines Schwellwertes, der mittels eines Modells der Katalysatorbelastung vorausberechnet ist, vorgenommen werden. Bei letzterer Methode ist eine hohe Genauigkeit des Modells, d.h. eine moeglichst genaue Abbildung der vom Verbrennungsmotor emittierten NOx-Rohemissionen fuer eine moeglichst praezise Einleitung der Regeneration notwendig. Toleranzen in der Bestimmung der Rohemissionen muessen als Vorhalt sicher beruecksichtigt werden, um geltende Emissionsgrenzwerte sicher einzuhalten, was zu Lasten des Kraftstoffverbrauchs geht.

Mit dem hier vorgestellten Verfahren kann die Toleranz in der Abbildung der Rohemissionen geringer definiert werden, indem zusaetzliche Einflussgroessen und deren Auswirkung auf die Rohemissionen beruecksichtigt werden. Die Ermittlung der NOx-Rohemissionen wird dabei in zwei identisch aufgebauten Funktionsbloecken ermittelt, einmal fuer den Fall mit aktiver Abgasrueckfuehrung (EGR, Exhaust Gas Recirculation - Abb. 1) und einmal ohne (Abb. 2). Alle Kennfelder sind dabei doppelt vorhanden, jedoch mit verschiedenen, dem entsprechenden Fall (mit/ohne EGR) angepassten Daten versehen. Ein Schalter waehlt zwischen den Ausgabewerten dieser beiden Bloecke in Abhaengigkeit davon, ob der Hub des EGR-Ventils einen Schwellwert ueberschreitet (Abb. 3). Dieser Wert wird wahlweise mit dem Korrekturfaktor FAC_MAF_MAX korrigiert, der einem Kennfeld entstammt, in dem der Einfluss von der tatsaechlich angesaugten Luftmasse zu einer Referenzluftmasse beruecksichtigt wird. Die Grundemissionen werden in Abhaengigkeit von der Motordrehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmasse oder einem aehnlichen Lastsignal dem Kennfeld IP_NOX_S (Abb. 1) oder dem Kennfeld IP_NOX_S_EGR_CLOSE (Abb. 2) entnommen. Diese Grundemissionen werde...