DE102011085108A1

DE102011085108A1 - Verfahren zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102011085108A1
Application number: DE102011085108A
Authority: DE
Inventors: Yasser Mohammed Sayed Yacoub; Mario Balenovic; Jan Harmsen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US20130101485A1; US8623305B2; CN103061854A; CN103061854B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine zur Verringerung des Stickoxidausstoßes, wobei das Abgasreinigungssystem zumindest einen SCR-Katalysator mit n in Abgasdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Zellen umfaßt, in welchem Ammoniak gespeichert werden kann. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine zur Verringerung des Stickoxidausstoßes, wobei das Abgasreinigungssystem zumindest einen SCR-Katalysator umfaßt. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Abgasaufreinigungssysteme bekannt. Hierunter existieren Systeme, die unter Verwendung von extern eingespeisten Reduktionsmitteln den Stickoxidgehalt in Abgasen verringern. Das Reduktionsmittel wird in der Regel mittels einer Injektionseinrichtung in den Abgasstrom eingespritzt. Für die eigentliche Umsetzung sorgt dann ein stromabwärts der Injektionseinrichtung angeordneter sogenannter SCR-Katalysator. Mit SCR (Selective Catalytic Reduktion) bezeichnet man die Technik der selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Abgasen von Feuerungsanlagen, Müllverbrennungsanlagen, Gasturbinen, Industrieanlagen und Motoren. Die chemische Reaktion am SCR-Katalysator ist selektiv, d. h. es werden bevorzugt die Stickoxide (NO, NO₂) reduziert, während unerwünschte Nebenreaktionen (wie z. B. die Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid) weitestgehend unterdrückt werden. Die SCR-Katalysatoren werden oft in Kombination mit Rußpartikelfiltern und Oxidationskatalysatoren eingesetzt.
Für die vorgenannte Reduktionsreaktion wird ein Reduktionsmittel benötigt, wozu typischerweise Ammoniak (NH₃) verwendet wird. Der benötigte Ammoniak wird hierbei in der Regel nicht direkt, d. h. in reiner Form, verwendet, sondern in Form einer 32,5%igen wäßrigen Harnstofflösung eingesetzt, welche in der Industrie einheitlich mit AdBlue^® bezeichnet wird. Die Zusammensetzung ist in der DIN 70070 geregelt. Der Grund dafür, dass der benötigte Ammoniak nicht in reiner Form mitgeführt wird, ist die Gefährlichkeit dieses Stoffes. Ammoniak wirkt auf Haut und Schleimhäute (insbesondere auch auf die Augen) ätzend, zudem bildet es an Luft ein explosionsfähiges Gemisch.
Aus der vorgenannten Harnstoff-Lösung entsteht beim Einsprühen in den heißen Abgasstrom durch eine Zersetzungsreaktion Ammoniak und Kohlendioxid. Der auf diese Weise erzeugte Ammoniak steht dann in dem stromabwärts angeordneten SCR-Katalysator zur Verfügung. Bei der Umsetzung von Ammoniak mit den Stickoxiden im Abgas findet eine Komproportionierungsreaktion statt, wobei Wasser (H₂O) und Stickstoff (N₂) entstehen. Bei den SCR-Katalysatoren wird typischerweise zwischen zwei verschiedenen Arten von Katalysatoren unterschieden. Die eine Art besteht im Wesentlichen aus Titandioxid, Vanadiumpentoxid und Wolframoxid. Die andere Art verwendet Zeolithe.
Die Menge des eingespritzten Harnstoffs ist von der motorischen Stickoxidemission und damit von der momentanen Drehzahl und dem Drehmoment des Motors abhängig. Der Verbrauch an Harnstoff-Wasser-Lösung beträgt abhängig von der Rohemission des Motors etwa 2 bis 8% des eingesetzten Dieselkraftstoffs. Es muß deshalb ein entsprechendes Tankvolumen mitgeführt werden, was zum Teil als nachteilig empfunden wird. Insbesondere erschwert dies den Einsatz in Diesel-betriebenen Personenkraftwagen, da ein zusätzlicher Tank vorgesehen werden muß.
Durch eine selektive katalytische Reduktion werden Stickoxide aus dem Abgas zu großen Teilen entfernt. Im Gegensatz zu den ebenfalls bekannten Dieselpartikelfilten (DPF) oder den LNT-Katalysatoren (lean NOx trap) stellt sich für die Schadstoffreduktion kein Kraftstoffmehrverbrauch ein, da ein SCR-Katalysator im Gegensatz zu den vorgenannten Katalysatoren im Betrieb keine zeitweise Abwendung von optimalen Verbrennungsverhältnissen erfordert.
Bei der Verwendung der SCR-Technologie in z.B. Lastfahrzeugen ergeben sich wegen des für den Betrieb benötigten Ammoniaks in Form von AdBlue^® weitere Notwendigkeiten. So muß dieser als weiterer Betriebsstoff wegen seiner besonderen Eigenschaften in einem Edelstahl- oder Kunststofftank mitgeführt und kontinuierlich in den Abgasstrom eingesprüht werden. Dadurch ergibt sich neben dem SCR-Katalysator und der Einsprühanlage die Notwendigkeit eines zweiten, meist kleineren Tanks neben dem Dieseltank.
Zudem ist beim Betrieb zu beachten, dass AdBlue^® variabel eingespritzt werden muß. Er muß bisher über ein so genanntes Feed-Verhältnis dem NOx im Abgasmassenstrom angepaßt werden. Wird dabei zuviel Harnstoff zudosiert, so kann das daraus gebildete Ammoniak nicht mehr mit NOx reagieren. Bei dieser Fehldosierung kann Ammoniak in die Umgebung gelangen. Da Ammoniak bereits in sehr kleinen Konzentrationen wahrgenommen werden kann, führt dies zu einer Geruchsbelästigung.
Zu beachten ist hierbei, dass SCR-Katalysatoren in der Lage sind, Ammoniak zu adsorbieren. Wie bei den meisten Ad- und Desorptionsprozessen ist auch die Adsorption von Ammoniak an der Oberfläche des SCR-Katalysatormaterials stark temperaturabhängig. Dementsprechend können bei vergleichsweise niedrigen Abgastemperaturen höhere Mengen Ammoniak adsorbiert werden, die bei höheren Temperaturen wieder desorbiert werden, solange es nicht in der Zwischenzeit über die oben erläuterte Komproportionierungsreaktion mit Stickoxiden verbraucht wurde.
Die ständig wechselnden Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors führen nun dazu, dass sich auch die Abgastemperaturen während des Betriebs ständig ändern und damit auch die Temperatur des SCR-Katalysators und somit wiederum dessen Ammoniak-Adsorptionsvermögen. Folglich ist es schwierig, für jeden Betriebszustand des Verbrennungsmotors eine adäquate Menge an Reduktionsmittel einzudosieren, um die erforderliche Menge an Ammoniak vorzuhalten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt, für die wechselnden Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors möglichst immer eine adäquate Menge an Reduktionsmittel in die Abgase einzudosieren, wobei einerseits eine möglichst vollständige Beseitigung der Stickoxide erziel werden soll, ohne dass eine zu hohe Menge Reduktionsmittel zudosiert wird, was zu der eingangs beschriebenen unerwünschten Ammoniakfreisetzung führen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine zur Verringerung des Stickoxidausstoßes, wobei das Abgasreinigungssystem zumindest einen SCR-Katalysator mit n in Abgasdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Zellen umfaßt, in welchem Ammoniak gespeichert werden kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a. Festlegen eines gewünschten Ammoniakbelegungsgrades
bei einer Abgaseingangstemperatur T₀ und eines Ammoniak-Partialdrucks
im Abgas unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators;
b. Bestimmung des tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrades
des SCR-Katalysators durch Summierung der individuellen Ammoniakbelegungsgrade
aller Zellen i des SCR-Katalysators gemäß der Formel
mit i als natürlicher Zahl, welche die individuellen Zellen des SCR-Katalysators in Abgasströmungsrichtung aufsteigend bezeichnet und wobei gilt: 1 < i < n, und wobei
jeder Zelle i als Funktion der Temperatur T_i der Zelle i sowie des Ammoniak-Ausgangspartialdrucks
der sich stromaufwärts unmittelbar anschließenden Nachbarzelle i – 1 ermittelt wird;
c. Feststellen, ob eine Abweichung des tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrades
vom gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
vorliegt; wobei im Falle, dass i. der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
den gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
unterschreitet, ein Signal an die Injektionseinrichtung gesendet wird, das diese veranlaßt, die Ammoniakeinspeisung zu erhöhen, ii. der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
den gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
überschreitet, ein Signal an die Injektionseinrichtung gesendet wird, das diese veranlaßt, die Ammoniakeinspeisung zu verringern.

Mit anderen Worten sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, einen SCR-Katalysator in einzelne Abschnitte zu unterteilen und dann zu ermitteln, welche Ammoniakbelegung in dem jeweiligen Abschnitt vorherrscht. Für diese Ermittlung werden der Ammoniak-Partialdruck, also die Ammoniakkonzentration, vor der jeweiligen Zelle sowie die in der jeweiligen Zelle vorherrschende Temperatur verwendet. Ermittelt man zuvor für das im SCR-Katalysator eingesetzte Katalysatormaterial dessen Adsorptionsverhalten bei verschiedenen Temperaturen und Ammoniak-Partialdrucken, kann hierdurch für jeden der vorgenannten Abschnitte der aktuelle Belegungsgrad mit Ammoniak errechnet werden. Durch Aufsummierung der Einzelwerte aller Abschnitte der so ermittelten Belegungsgrade der Zellen wird dann der Gesamtbelegungsgrad des SCR-Katalysators ermittelt.
Entspricht dieses errechnete Ergebnis nicht einem zuvor festgelegten Zielwert, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Signal an die Injektionseinrichtung für das Reduktionsmittel gesendet wird, um die Abweichung zu korrigieren. Ergibt der Vergleich der Werte, dass der tatsächliche Belegungsgrad an Ammoniak höher als die Zielvorgabe ist, bestünde die Gefahr, dass bei weiterer Überschreitung Ammoniak aus dem Abgastrakt in die Umwelt gelangt. In diesem Fall sorgt das Signal für eine Reduzierung der Reduktionsmitteldosierung. Ist andererseits der tatsächliche Belegungsgrad an Ammoniak niedriger als die Zielvorgabe, besteht die Gefahr, dass bei weiterem Absinken der Ammoniakbelegung Stickoxide in die Umgebung abgegeben werden. Das Signal sorgt alsdann für eine Erhöhung der Reduktionsmittelzugabe.
Die Zielvorgabe des Belegungsgrades, also der gewünschte Belegungsgrad, kann fest oder variabel sein. Im letzteren Fall ist es beispielsweise möglich, den gewünschten Belegungsgrad in Abhängigkeit der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors anzupassen, beispielsweise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, wobei der gewünschte Belegungsgrad bei höheren Drehzahlen erhöht und bei niedrigeren Drehzahlen verringert werden kann.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht unter anderem darin, dass frühzeitig und kontinuierlich für einen ausreichenden Ammoniak-"Puffer" im SCR-Katalysator gesorgt wird. Dieser kann dann bei spontanen Änderungen der Abgaszusammensetzung, wie beispielsweise bei starkem Beschleunigen des Fahrzeugs, den schnellen Anstieg an Stickoxiden abfangen, ohne dass diese das Abgassystem verlassen.
Entgegen der ansonsten ausschließlich über Meßfühler gesteuerten Systeme kann bei dem erfindungsgemäßen System weniger schnell Ammoniak oder Stickoxid in die Umgebung gelangen. Das liegt daran, dass vorliegend der Belegungsgrad errechnet wird, der einer Messung während des Betriebs nicht ohne weiteres zugänglich ist. Die bekannten Systeme registrieren deshalb üblicherweise auch nur Partialdrucke im Abgasstrom selbst, so dass bei schnellen Änderungen der Abgaszusammensetzung oft nicht ausreichend schnell gegengesteuert werden kann.
Die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung kann im Prinzip in jeder Art von Abgasaufbereitungssystemen mit einem SCR-Katalysator eingesetzt werden. So können in an sich bekannter Weise zusätzlich zum SCR-Katalysator weitere Katalysatoren wie ein LNT oder ein Rußpartikelfilter eingesetzt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Reduktionsmittel eine Ammoniak freisetzende Flüssigkeit, insbesondere eine wäßrige Harnstofflösung wie AdBlue^®.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, die Anzahl der Zellen n des SCR-Katalysators auf 4 zu setzen, vorzugsweise auf 12. Hierdurch kann einerseits eine ausreichende Genauigkeit der Bestimmung des tatsächlichen Belegungsgrades sichergestellt werden, wobei gleichzeitig der Rechenaufwand in Grenzen gehalten werden kann, so dass die Steuerung in ausreichender Reaktionsgeschwindigkeit möglich ist.
Es kann in weiter bevorzugter Weise die Bestimmung des tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrades
wenigstens 1 Mal pro Sekunde erfolgen, insbesondere wenigstens 2 Mal pro Sekunde.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abgaseingangstemperatur T₀ unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators und falls gewünscht, die Abgasausgangstemperatur T_End unmittelbar stromabwärts des SCR-Katalysators gemessen. Auf diese Weise erhält man möglichst exakte Werte für die an der ersten und letzten Zelle vorherrschenden Temperaturen und damit auch über das Temperaturgefälle innerhalb des SCR-Katalysators.
In Analogie hierzu kann ferner vorgesehen sein, dass der Ammoniak-Partialdruck
im Abgas unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators und falls gewünscht, der Ammoniak-Partialdruck
unmittelbar stromabwärts des SCR-Katalysators gemessen wird. Entsprechend erhält man auch in diesem Fall möglichst exakte Werte für die vor der ersten und hinter der letzten Zelle vorherrschenden Ammoniak-Partialdrucke und damit auch über das Partialdruckgefälle innerhalb des SCR-Katalysators. Da das System vorzugsweise so arbeitet, dass hinter dem SCR-Katalysator kein Ammoniak im Abgas enthalten ist, kann auf die stromabwärtige Ammoniakmessung auch verzichtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die Injektionseinrichtung unter bestimmten Voraussetzungen angesteuert wird, um die Dosierung des Reduktionsmittels entsprechend anzupassen. Um unnötig häufige Eingriffe in diesen Regelkreis und auch ein mögliches Schwingen des Regelkreises zu vermeiden, wird in vorteilhafter Weise nur dann ein Signal an die Injektionseinrichtung gesendet, wenn der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
von dem gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
um wenigstens 2 % abweicht, insbesondere um wenigstens 3 %.
Ferner liegt es ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
vor dem Vergleich mit dem gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
mit einem Korrekturfaktor versehen wird. Dieser Faktor kann beispielsweise bei einem bekannten System aus Motortyp und Abgasaufbereitungssystem mit all seinen Komponenten einmal ermittelt werden und dann für sämtliche Fahrzeuge dieser Kombination verwendet werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
jeder Zelle i als Funktion der Temperatur T_i der Zelle i sowie des Ammoniak-Ausgangspartialdrucks
der sich stromaufwärts unmittelbar anschließenden Nachbarzelle i – 1 in der Weise ermittelt, dass eine dreidimensionale Wertematrix hinterlegt wird, welche für das in dem SCR-Katalysator verwendete Katalysatormaterial die Ammoniak-Belegungsgrade als Funktion der Temperatur und des Ammoniak-Partialdrucks in der Form
beinhaltet, und aus der der Wert für den tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrad
der Zelle i bei der Temperatur T_i der Zelle i sowie bei dem Ammoniak-Ausgangspartialdruck
entnommen wird.
Dabei können beispielsweise die Werte der Ammoniak-Belegungsgrade über einen Temperaturbereich von 100 °C bis 800 °C in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt sein, insbesondere von 150 °C bis 700 °C. Dabei kann insbesondere wenigstens ein Wert des Ammoniak-Belegungsgrads pro 5 °C in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt sein, insbesondere ein Wert pro 1 °C.
In gleicher Weise können die Werte der Ammoniak-Belegungsgrade über einen Ammoniak-Partialdruck beziehungsweise Ammoniak-Konzentration von 0 bis 3000 ppm in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt sein, insbesondere von 0 bis 500 ppm. Der Werteabstand kann hierbei so gewählt sein, dass wenigstens ein Wert des Ammoniak-Belegungsgrads pro 20 ppm Ammoniak-Konzentration in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt ist, insbesondere ein Wert pro 10 ppm.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die dreidimensionale Wertematrix durch vorherige Messung des Ammoniak-Belegungsgrade
unter Zugrundelegung der Langmuir-Isotherme oder der Brunauer-Emmet-Teller-Isotherme (BET-Isotherme) erstellt. Diese beiden vorgenannten Isothermen sind dem Fachmann an sich bekannt, führen zu einer ausreichenden Genauigkeit und lassen sich ohne besonderen apparativen Aufwand durchführen.
Eine erfindungsgemäße dreidimensionale Wertematrix ist grafisch als Flächendiagramm in der 1 dargestellt. Darin ist der Belegungsgrad als absolute Belegung in g(NH₃) in Abhängigkeit von der Temperatur T und des Ammoniak-Partialdrucks, vorliegend der Ammoniak-Konzentration c(NH₃) in ppm aufgetragen. Deutlich zu erkennen ist die mit steigender Temperatur und fallendem Ammoniak-Partialdruck abnehmende Beladung des SCR-Katalysators mit Ammoniak. Umgekehrt ist eine hohe Ammoniak-Belegung bei niedrigen Temperaturen und hohen Ammoniak-Partialdrucken festzustellen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine zur Verringerung des Stickoxidausstoßes, wobei das Abgasreinigungssystem zumindest einen SCR-Katalysator mit n in Abgasdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Zellen umfaßt, in welchem Ammoniak gespeichert werden kann, wobei die Vorrichtung einer Steuerungseinrichtung umfaßt, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist. In vorteilhafter Weise kann die Steuerungseinrichtung mit der Injektionseinrichtung verbunden sein. Die Steuerungseinrichtung kann als einzelnes Bauteil konzipiert sein, oder auch Teil der Motorsteuerung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 70070 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine zur Verringerung des Stickoxidausstoßes, wobei das Abgasreinigungssystem zumindest einen SCR-Katalysator mit n in Abgasdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Zellen umfaßt, in welchem Ammoniak gespeichert werden kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a. Festlegen eines gewünschten Ammoniakbelegungsgrades
bei einer Abgaseingangstemperatur T₀ und eines Ammoniak-Partialdrucks
im Abgas unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators; b. Bestimmung des tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrades
des SCR-Katalysators durch Summierung der individuellen Ammoniakbelegungsgrade
aller Zellen i des SCR-Katalysators gemäß der Formel
mit i als natürlicher Zahl, welche die individuellen Zellen des SCR-Katalysators in Abgasströmungsrichtung aufsteigend bezeichnet und wobei gilt: 1 < i < n, und wobei
jeder Zelle i als Funktion der Temperatur T_i der Zelle i sowie des Ammoniak-Ausgangspartialdrucks
der sich stromaufwärts unmittelbar anschließenden Nachbarzelle i – 1 ermittelt wird; c. Feststellen, ob eine Abweichung des tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrades
vom gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
vorliegt; wobei im Falle, dass i. der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
den gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
unterschreitet, ein Signal an die Injektionseinrichtung gesendet wird, das diese veranlaßt, die Ammoniakeinspeisung zu erhöhen, ii. der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
den gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
überschreitet, ein Signal an die Injektionseinrichtung gesendet wird, das diese veranlaßt, die Ammoniakeinspeisung zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zellen n des SCR-Katalysators auf 4 gesetzt wird, vorzugsweise auf 12.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaseingangstemperatur T₀ unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators und falls gewünscht, die Abgasausgangstemperatur T_End unmittelbar stromabwärts des SCR-Katalysators gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ammoniak-Partialdruck
im Abgas unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators und falls gewünscht, der Ammoniak-Partialdruck
unmittelbar stromabwärts des SCR-Katalysators gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur dann ein Signal an die Injektionseinrichtung gesendet wird, wenn der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
von dem gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
um wenigstens 2 % abweicht, insbesondere um wenigstens 3 %.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der tatsächliche Ammoniakbelegungsgra
vor dem Vergleich mit dem gewünschten Ammoniakbelegungsgrad
mit einem Korrekturfaktor versehen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der tatsächliche Ammoniakbelegungsgrad
jeder Zelle i als Funktion der Temperatur T_i der Zelle i sowie des Ammoniak-Ausgangspartialdrucks
der sich stromaufwärts unmittelbar anschließenden Nachbarzelle i – 1 in der Weise ermittelt wird, dass eine dreidimensionale Wertematrix hinterlegt wird, welche für das in dem SCR-Katalysator verwendete Katalysatormaterial die Ammoniak-Belegungsgrade als Funktion der Temperatur und des Ammoniak-Partialdrucks in der Form
beinhaltet, und aus der der Wert für den tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrad
der Zelle i bei der Temperatur T_i der Zelle i sowie bei dem Ammoniak-Ausgangspartialdruck
entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte der Ammoniak-Belegungsgrade über einen Temperaturbereich von 100 °C bis 800 °C in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt sind, insbesondere von 150 °C bis 700 °C.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wert des Ammoniak-Belegungsgrads pro 5 °C in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt ist, insbesondere ein Wert pro 1 °C.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte der Ammoniak-Belegungsgrade über einen Ammoniak-Partialdruck beziehungsweise Ammoniak-Konzentration von 0 bis 3000 ppm in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt sind, insbesondere von 0 bis 500 ppm.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wert des Ammoniak-Belegungsgrads pro 20 ppm Ammoniak-Konzentration in der dreidimensionalen Wertematrix hinterlegt ist, insbesondere ein Wert pro 10 ppm.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Wertematrix durch vorherige Messung des Ammoniak-Belegungsgrade
unter Zugrundelegung der Langmuir-Isotherme oder der Brunauer-Emmet-Teller-Isotherme erstellt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des tatsächlichen Ammoniakbelegungsgrades
wenigstens 1 Mal pro Sekunde erfolgt, insbesondere wenigstens 2 Mal pro Sekunde.
Vorrichtung zur Steuerung einer Injektionseinrichtung zur Einspeisung eines Ammoniak freisetzenden Reduktionsmittels in ein Abgasreinigungssystem einer Verbrennungskraftmaschine zur Verringerung des Stickoxidausstoßes, wobei das Abgasreinigungssystem zumindest einen SCR-Katalysator mit n in Abgasdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Zellen umfaßt, in welchem Ammoniak gespeichert werden kann, wobei die Vorrichtung einer Steuerungseinrichtung umfaßt, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 konfiguriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung mit der Injektionseinrichtung verbunden ist.