DE102018106090A1 - Selektive katalytische reduktion mit reduzierter reihenfolge - Google Patents

Abstract

Es werden technische Funktionen für ein Emissionskontrollsystem für ein Fahrzeug beschrieben, die, wie beschrieben, einen Verbrennungsmotor beinhalten. Das Emissionskontrollsystem beinhaltet eine strömungstechnische selektive katalytische Reduktionsvorrichtung (SCR) mit einem SCR-Einlass und einem SCR-Auslass. Das Emissionskontrollsystem beinhaltet ferner eine Steuerung, die einen Korrekturfaktor für ein Kinetikmodell der SCR-Vorrichtung berechnet, der auf einer NO-Menge und einer NOx-Menge im Emissionskontrollsystem basiert. Die Steuerung prognostiziert weiterhin eine NOx-Menge-Ausstoß durch die SCR-Vorrichtung unter Verwendung des Kinetikmodells und des Korrekturfaktors. Die Steuerung füllt weiterhin eine Katalysatormenge in die SCR-Vorrichtung ein, basierend auf der angenommenen NOx-Menge. Der Korrekturfaktor ist ein Verhältnis der NO-Menge und der NOx-Menge am SCR-Einlass.

Description

• EINLEITUNG
• Die vorliegende Offenbarung betrifft Abgasanlagen für Verbrennungsmotoren und insbesondere Abgasanlagen, die selektive katalytische Reduktionsvorrichtungen (SCR) zur Emissionskontrolle verwenden.
• Das Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, abgegeben wird, ist eine heterogene Mischung, die gasförmige Emissionen, wie Kohlenmonoxid („CO“), unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide („NO_x“) sowie kondensierte Phasenmaterialien (Flüssigkeiten und Feststoffe), enthält, die Partikel („PM“) darstellen. Katalysatorzusammensetzungen, die gewöhnlich auf Katalysatorträgern oder Substraten angeordnet sind, werden in einem Motorabgassystem als Teil eines Nachbehandlungssystems bereitgestellt, um bestimmte oder alle diese Abgasbestandteile in ungeregelten Abgaskomponenten zu konvertieren.
• Abgasbehandlungssysteme beinhalten normalerweise selektive katalytische Reduktionsvorrichtungen („SCR“). Die SCR-Vorrichtung beinhaltet ein Substrat, auf dem eine Washcoat-Schicht angeordnet sind, um die NOx-Menge im Abgas zu reduzieren. Das typische Abgasbehandlungssystem beinhaltet weiterhin ein Reduktionsmittel-Versorgungssystem, das ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Ammoniak (NH3), Harnstoff (CO (NH2) 2 usw., einspritzt. Die SCR-Vorrichtung nutzt NH3, um das NOx zu reduzieren. Wenn zum Beispiel der SCR-Vorrichtung die richtige Menge NH3 unter den richtigen Bedingungen zugeführt wird, reagiert das NH3 mit dem NOx in Gegenwart des SCR-Katalysators, um die NOx-Emissionen zu reduzieren. Wenn jedoch die Reduzierungs-Reaktionsrate zu langsam ist, oder wenn sich übermäßig viel Ammoniak im Abgas befindet, kann Ammoniak aus der SCR-Vorrichtung entweichen. Auf der anderen Seite wird der Wirkungsgrad der SCR-NOx-Konvertierung gemindert, wenn eine zu geringe Menge Ammoniak im Abgas vorkommt.
• KURZDARSTELLUNG
• In einem oder mehreren Beispielen wird ein Emissionskontrollsystem für Kraftfahrzeug beschrieben, das einen Verbrennungsmotor beinhaltet. Das Emissionskontrollsystem beinhaltet eine strömungstechnische selektive katalytische Reduktionsvorrichtung (SCR) mit einem SCR-Einlass und einem SCR-Auslass. Das Emissionskontrollsystem beinhaltet ferner eine Steuerung, die einen Korrekturfaktor für ein Kinetikmodell der SCR-Vorrichtung berechnet, der auf einer NO-Menge und einer NOx-Menge im Emissionskontrollsystem basiert. Die Steuerung prognostiziert weiterhin eine NOx-Menge-Ausstoß durch die SCR-Vorrichtung unter Verwendung des Kinetikmodells und des Korrekturfaktors. Die Steuerung füllt weiterhin basierend auf der angenommenen NOx-Menge eine Katalysatormenge in die SCR-Vorrichtung ein. Der Korrekturfaktor ist ein Verhältnis der NO-Menge und der NOx-Menge am SCR-Einlass.
• Weiterhin sagt die Steuerung die NOx-Mengenausgabe basierend auf einer Temperatur einer Substratwand in der SCR-Vorrichtung vorher. Die Steuerung ermittelt die Temperatur der Substratwand basierend auf einer Temperatur des Abgases in der SCR-Vorrichtung. Die Steuerung ermittelt die Temperatur der Substratwand basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen am SCR-Einlass und der Abgastemperatur. Alternativ oder zusätzlich ermittelt die Steuerung die Temperatur der Substratwand basierend auf dem Temperaturunterschied zwischen dem SCR-Auslass und der Abgastemperatur.
• Des Weiteren beinhaltet die SCR-Vorrichtung eine ersten Topf und einen zweiten Topf, worin das Kinetikmodell ein erstes Kinetikmodell ist und der erste Topf gemäß dem ersten und der zweite Topf gemäß dem zweiten Kinetikmodell funktioniert und nur das erste Kinetikmodell auf den Korrekturfaktor angewendet wird.
• Ein oder mehrere Beispiele beschreiben ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor, das für die Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) des Abgases konfiguriert ist. Das Abgassystem beinhaltet eine Steuerung, die einen Korrekturfaktor für ein Kinetikmodell einer SCR-Vorrichtung des Abgassystems berechnet; der Korrekturfaktor wird basierend auf einer NO-Menge und einer NOx-Menge von NOx im Abgas berechnet. Die Steuerung prognostiziert weiterhin eine NOx-Menge-Ausstoß durch die SCR-Vorrichtung unter Verwendung des Kinetikmodells und des Korrekturfaktors. Die Steuerung füllt weiterhin basierend auf der angenommenen NOx-Menge eine Katalysatormenge in die SCR-Vorrichtung ein. In einem oder mehreren Beispielen ist der der Korrekturfaktor ein Verhältnis der NO-Menge zur NOx-Menge an einem Einlass der SCR-Vorrichtung. Die Steuerung sagt die NOx-Menge Ausgabe basierend auf einer Temperatur einer SCR-Substratwand der SCR-Vorrichtung vorher. Die Steuerung ermittelt die Temperatur der SCR-Substratwand basierend auf einer Temperatur des Abgases in der SCR-Vorrichtung. Alternativ oder zusätzlich, die Steuerung ermittelt die Temperatur der SCR-Substratwand basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen dem SCR-Einlass und der Abgastemperatur. Alternativ oder zusätzlich ermittelt die Steuerung die Temperatur der SCR-Substratwand basierend auf dem Temperaturunterschied zwischen dem SCR-Auslass und der Abgastemperatur.
• Alternativ oder zusätzlich beinhaltet die SCR-Vorrichtung einen ersten Topf und einen zweiten Topf, wobei das Kinetikmodell ein erstes Kinetikmodell ist und der erste Topf gemäß dem ersten und der zweite Topf gemäß dem zweiten Kinetikmodell funktioniert und nur das erste Kinetikmodell auf den Korrekturfaktor angewendet wird.
• Ein oder mehrere Beispiele beschreiben eine Vorrichtung, die eine selektive katalytischen Reduktionsvorrichtung (SCR) eines Abgassystem eines Verbrennungsmotors regelt. Die Vorrichtung beinhaltet eine Steuerung, die einen Korrekturfaktor für ein Kinetikmodell der SCR-Vorrichtung des Abgassystems berechnet; der Korrekturfaktor wird basierend auf einer NO-Menge und einer NOx-Menge von NOx im Abgas berechnet. Die Steuerung prognostiziert weiterhin eine NOx-Menge-Ausstoß durch die SCR-Vorrichtung unter Verwendung des Kinetikmodells und des Korrekturfaktors. Die Steuerung füllt weiterhin basierend auf der angenommenen NOx-Menge eine Katalysatormenge in die SCR-Vorrichtung ein. In einem oder mehreren Beispielen ist der Korrekturfaktor ein Verhältnis der NO-Menge zur NOx-Menge an einem Einlass der SCR-Vorrichtung.
• In einem oder mehreren Beispielen sagt die Steuerung die Menge der NOx-Ausgabe basierend auf einer Temperatur einer SCR-Substratwand der SCR-Vorrichtung vorher. Die Steuerung ermittelt weiterhin die Temperatur der SCR-Substratwand basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen am SCR-Einlass und der Abgastemperatur. Alternativ oder zusätzlich ermittelt die Steuerung die Temperatur der SCR-Substratwand basierend auf dem Temperaturunterschied zwischen dem SCR-Auslass und der Abgastemperatur.
• Des Weiteren beinhaltet die SCR-Vorrichtung einen ersten und einen zweiten Topf, wobei das Kinetikmodell ein erstes Kinetikmodell ist und der erste Topf gemäß dem ersten und der zweite Topf gemäß dem zweiten Kinetikmodell funktioniert und nur das erste Kinetikmodell auf den Korrekturfaktor angewendet wird.
• Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
• Figurenliste
• Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:
• 1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und ein Emissionskontrollsystem nach einer oder mehreren Ausführungsformen;
• 2 ist ein Blockdiagramm des Emissionskontrollsystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
• 3 ist ein Blockschaltbild, das eine SCR-Vorrichtung nach einem oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
• 4 zeigt eine exemplarische Verbesserung der geschätzten NO-Konzentrationswerte eines Emissionskontrollsystems nach einer oder mehreren Ausführungsformen;
• 5 zeigt exemplarische Temperaturmessungen und Berechnungen, die zur Kopplung eines Temperaturmodells mit einem SCR-Kinetikmodell nach einer oder mehreren Ausführungsformen;
• 6 stellt exemplarische Verbesserungen der NOx- und NH3-Voraussagen vor und nach der Verwendung der Temperaturmodelle nach einer oder mehreren Ausführungsformen; und
• 7 veranschaulicht eine Zweitopf-SCR-Vorrichtung nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und ein Speichermodul, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
• Ein Kraftfahrzeug gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform ist allgemein als 10 in 1 angegeben. Das Kraftfahrzeug 10 ist in Form eines Kleinlastwagens dargestellt. Es ist zu verstehen, dass das Kraftfahrzeug 10 diverse Formen annehmen kann, einschließlich Autos, kommerzielle Transportfahrzeuge, Marinefahrzeuge und ähnliches. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über eine Karosserie 12, die zumindest teilweise über einen Motorraum 14, einen Fahrgastraum 15 und eine Ladefläche 17. Der Motorraum 14 beinhaltet ein Verbrennungsmotorsystem 24, das in der dargestellten Ausführungsform einen Dieselmotor 26 beinhalten kann. Das Verbrennungsmotorsystem 24 beinhaltet ein Abgassystem 30, das strömungstechnisch mit einer Nachbehandlung oder einem Emissionskontrollsystem 34 verbunden ist. Das vom Verbrennungsmotorsystem 24 erzeugte Abgas fließt durch das Emissionskontrollsystem 34, um Emissionen zu reduzieren, die durch das Abgasauslassrohr 36 in die Umgebungsluft austreten können.
• 2 veranschaulicht exemplarische Komponenten des Emissionskontrollsystems 34 nach einer oder mehreren Ausführungsformen. Es sollte erwähnt werden, dass während das Verbrennungsmotorsystem 24 im obigen Beispiel einen Dieselmotor 26 beinhaltet, das hierin beschriebene Emissionskontrollsystem 34 in verschiedenen Motorsystemen implementiert werden kann. Solche Motorsysteme können beispielsweise Dieselmotorsysteme und Benzinmotorsysteme beinhalten, sind jedoch nicht auf diese beschränkt
• Das Emissionskontrollsystem 34 beinhaltet im Allgemeinen eine oder mehrere Abgasleitungen 214 sowie eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, eine Oxidationskatalysatorvorrichtung („OC“) 218 und selektive katalytische Reduktionsvorrichtungsfilter (SCRF) 220.
• Die Abgasleitung 214, die mehrere Segmente beinhalten kann, befördert Abgas 216 vom Motor 26 an verschiedene Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 218, 220 des Emissionskontrollsystems 34. Wie zu erkennen ist, kann der OC 218 aus verschiedenen fachlich bekannten durchströmten, Oxidationskatalysatorvorrichtungen bestehen. Die unterschiedlichen Ausführungsformen des OC 218 können ein Durchströmungsmetall oder ein monolithisches Keramiksubstrat 224 beinhalten, das in eine Brandschutzmatte oder ein anderes geeignetes Trägermaterial eingehüllt ist, welches sich bei Erhitzung ausdehnt und das Substrat schützt und isoliert. Das Substrat 224 kann in einem Edelstahlkanister oder -gehäuse verpackt sein, der oder das über einen Einlass und einen Auslass in strömungstechnischer Verbindung mit der Abgasleitung 214 verfügt. Das Substrat 224 kann eine darauf angeordnete Oxidationskatalysatorverbindung beinhalten. Die Oxidationskatalysatorverbindung kann als Washcoat aufgetragen werden und kann Platingruppenmetalle, wie Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh) oder andere geeignete Oxidkatalysatoren oder Kombinationen davon, enthalten. Der OC 218 ist für die Behandlung von unverbranntem gasförmigem und nicht-flüchtigem HC und CO nützlich, die für die Ausbildung von Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden. Eine Washcoat-Schicht beinhaltet eine kompositorisch unterschiedliche Materialschicht, die auf der Oberfläche des monolithischen Substrats oder einer darunterliegenden Zwischenschicht angeordnet ist. Ein Katalysator kann eine oder mehrere Washcoat-Schichten enthalten und jede Zwischenschicht kann eindeutige chemische katalytische Funktionen haben. Die Katalysatorzusammensetzungen für die SCR-Funktion und NH3-Oxidationsfunktion können in diskreten Washcoat-Schichten auf dem Substrat oder alternativ hierzu können die Zusammensetzungen für die SCR-Katalysator und die NH3-Oxidationsfunktionen in diskreten longitudinalen Zonen auf dem Substrat vorkommen.
• Die SCRF 220 kann stromabwärts des OC 218 angeordnet sein. Die SCRF 220 beinhaltet einen Filterabschnitt 222, das dafür konfiguriert ist, Kohlenstoff und andere Partikel aus den Abgasen 216 zu entfernen. In mindestens einer exemplarischen Ausführungsform wird der Filterabschnitt 222 als ein Partikelfilter (PF), wie z. B. ein Dieselpartikelfilter (DPF), gebildet. Der Filterabschnitt (d. h., der PF) kann beispielsweise unter Verwendung eines keramischen monolithischen Wandströmungs-Abgasfiltersubstrats gefertigt werden, das in einer starren, wärmebeständigen Schale oder in einem Kanister verpackt ist. Der Filterabschnitt 222 hat einen Einlass und einen Auslass in fließender Verbindung mit der Abgasleitung 214 und kann beim Durchfließen des Abgases 216 Partikel ausfiltern. Es versteht sich, dass ein keramisches monolithisches Wandströmungs-Filtersubstrat lediglich exemplarischer Natur ist und dass der Filterabschnitt 222 andere Filtergeräte, wie gewickelte oder verpackte Faserfilter, offenzelligen Schaum, gesinterten Metallfasern usw., beinhalten kann. Die Emissionskontrollsystem 34 kann auch einen Regenerationsvorgang beinhalten, der den Filterabschnitt 222 durch Abbrennen der im Filtersubstrat angesammelten Partikel in einem oder mehreren Beispielen regeneriert.
• Der katalysatorhaltige Filterabschnitt 222, der auf dem Washcoat angeordnet ist, ist dazu konfiguriert, NOx-Bestandteile im Abgas 216 zu reduzieren. Die SCRF 220 kann ein Reduktionsmittel, wie Ammoniak (NH3), zur Reduzierung von NOx verwenden. Der washcoathaltige Katalysator kann einen Zeolith und eine oder mehrere Basismetallkomponenten, wie z. B. Eisen (Fe), Kobalt (Co), Kupfer (Cu) oder Vanadium (V), enthalten, welche auf effiziente Weise wirken können, um NOx-Bestandteile im Abgas 216 in Gegenwart von NH3) umzuwandeln. Das vom SCRF 220 verwendete Reduktionsmittel NH3 kann aus einem Material in Form einer festen, gasförmigen, flüssigen oder wässrigen Harnstofflösung generiert werden und kann mit Luft vermischt werden, um die Dispersion eines eingespritzten Sprühnebel von einem Reduktionsmittel-Versorgungssystem zu unterstützen.
• Das Emissionskontrollsystem 34 kann weiterhin mindestens einen Drucksensor 230 (z. B. einen Delta- Drucksensor) beinhalten. Der Delta-Drucksensor 230 kann die Druckdifferenz (d. h., Δp) über den SCRF 220 bestimmen. Obwohl nur ein einzelner Delta-Drucksensor 230 dargestellt ist, versteht sich, dass mehrere Drucksensoren verwendet werden können, um die Druckdifferenz des SCRF 220 zu bestimmen. So kann beispielsweise ein erster Drucksensor am Einlass des SCRF 220 und ein zweiter Drucksensor am Auslass des SCRF 220 angeordnet sein. Dementsprechend kann die Druckdifferenz zwischen dem vom zweiten Delta-Drucksensor und dem vom ersten Delta-Drucksensor gemessenen Druck die Druckdifferenz über das SCRF 220 anzeigen.
• Das Emissionskontrollsystem 34 beinhaltet weiterhin ein Reduktionsmittel-Versorgungssystem 232, das dem Abgas ein Reduktionsmittel 216 hinzufügt. Das Reduktionsmittel-Versorgungssystem 232 beinhaltet eine Reduktionsmittelzuführung 234, eine Einspritzdüse 236 und ein Steuermodul 238. Die Reduktionsmittelzuführung 234 speichert ein Reduktionsmittel 235 und ist in fließender Kommunikation mit der Einspritzdüse 236. Das Reduktionsmittel 235 kann NH3 beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Dementsprechend kann die Einspritzdüse 236 eine wählbare Menge Reduktionsmittel 235 in den Abgaskanal 214 injizieren, sodass das Reduktionsmittel 235 an einer Stelle stromaufwärts des SCRF 220 in das Abgas 216 einfließt.
• Das Steuermodul 238 kann den Motor 26, das Reduktionsmittel-Versorgungssystem 232 und den Regeneriervorgang basierend auf von durch Sensoren und/oder gespeicherten modellierten Daten steuern. In verschiedenen Ausführungsformen diagnostiziert das Steuermodul 238 weiterhin ein oder mehrere Subsysteme und/oder Vorrichtungen des Emissionskontrollsystems 34, basierend auf einem oder mehreren erfassten und/oder modellierten Eingängen und basierend auf den Diagnoseverfahren und -systemen der vorliegenden Offenbarung. In einem Beispiel ist das Steuermodul 238 in elektrischer Verbindung mit einer Vielzahl von Temperatursensoren 240. Ein erster Temperatursensor 240 kann am Auslass der OC 218, ein zweiter Temperatursensor 240 stromaufwärts vom SCRF 220 und ein dritter Temperatursensor 240 stromabwärts des SCRF 220 angeordnet sein. Es sollte erwähnt werden, dass weitere Temperatursensoren 240 zur Überwachung einer Katalysatortemperatur, wie O-C und SCRF-Katalysatortemperaturen und/oder anderen Komponenten des Emissionskontrollsystems 34, verwendet werden können. In einem oder mehreren Beispielen kann eine Katalysatortemperatur durch Überwachen der Temperatur des Abgases des OC 218 überwacht werden. Die Temperatursensoren 240 erfassen die Temperatur der entsprechenden Komponenten oder des vordefinierten thermischen Bereichs des Emissionskontrollsystems 34 und generieren ein entsprechendes hierauf basierendes Temperatursignal. So können beispielsweise die Temperatursensoren 240 ein Temperatursignal ausgeben, dass eine SCRF-Temperatur des SCRF 220, eine Katalysatortemperatur und dergleichen ausgeben.
• Alternativ oder zusätzlich empfängt das Steuermodul 238 die Temperatursignale von dem einen oder mehreren Temperatursensoren 240 und ermittelt die absoluten Temperaturen einer oder mehrerer Komponenten und/oder thermischen Bereiche des Emissionskontrollsystems 34, wie beispielsweise des SCRF 220 (d. h., die SCRF-Temperatur).
• Das Steuermodul 238 steuert den Betrieb der Einspritzdüse 236 gemäß einem Reduktionsmittelspeichermodell. Ein Reduktionsmittelspeichermodell kann verwendet werden, um eine Menge Reduktionsmittel 235 zur Speicherung auf dem SCRF 220 zu bestimmen. Das Steuermodul 238 kann einen Korrekturkoeffizienten entsprechend des Reduktionsmittelspeichermodells basierend auf dem Temperaturgradienten des SCRF 220 bestimmen und kann die Menge des eingespritzten Reduktionsmittels durch die Einspritzdüse 236 präziser regeln. Dementsprechend kann die Zufuhr von Reduktionsmittel 35 effizienter ausgenutzt werden.
• Die SCRF 220 kann eine Einzeltopf-SCR-Vorrichtung oder eine Mehrfachtopf-SCR-Vorrichtung, wie eine Zweitopf-SCR-Vorrichtung, sein. Die SCRF 220 erleichtert die NOx-Reduktionsreaktion während die Gase durch das Katalysatorsubstrat fließen. Vor ihrem Eintritt in das Katalysatorsubstrat werden der Ammoniak oder andere Reduktionsmittel (wie Harnstoff) eingespritzt und mit den Abgasen gemischt. In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet der SCRF 220 einen NOx-Adsorber oder eine NOx-Falle, auch als Lean NOx-Falle (LNT) bezeichnet - eine Vorrichtung, die das NO_x reduziert. Alternativ oder zusätzlich wird ein Teil oder das gesamte eingehende NH₃-Gas von den Oberflächenwänden des SCRF 220 adsorbiert und ein Teil der NH₃-Gase kann aufgrund der Desorption entweichen.
• 3 zeigt einen Beispieldurchfluss der Abgase 216 durch den SCRF 220 nach einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Steuermodul 238 misst die Durchflussrate (F) des Abgases 216 sowie die Konzentration C des Gases. So ermittelt beispielsweise der SCRF 220 eine Eingangsflussrate von NOx 310 als FC_Nox,in, wobei F das Volumen des einströmenden Gases 216 und C_Nox,in die Eingangskonzentration des NOx im einströmenden Gas 216 ist. Desgleichen ist FC_NH3,in das Volumen der Durchflussrate NH₃ 315 im einströmenden Gas 216, wobei C_NH3,in die Eingangskonzentration von NH₃ ist. Weiterhin kann das Steuermodul 238, in Kompensation der Adsorptionsmenge 322 und er Desorptionsmenge 324 sowie der auf der Katalysatorfläche reagierten Mengen, das C_NH3 als SCR-Konzentration von NH₃ und C_NOx als SCR-Konzentration der NO_x ermitteln.
• Dementsprechend ist FC_NOx die NO_x-Auslassvolumenstromrate 320 von NO_x durch den Ausgang der SCRF-220. In einem oder mehreren Beispielen kann das Steuermodul 238 W_NOxFC_NOx als Massendurchflussrate von NO_x bestimmen, wobei W_NOx das Molekulargewicht von NO_x ist. Desgleichen ist die Ausgangsvolumenrate 325 für NH_{3 NH3}, wobei die Massendurchflussrate von NH3 W _NH3FC_NH3 ist.
• Der SCRF 220 muss die redundante Injektionsrate präzise regeln, wie die Ammoniak produzierende wässsrige Harnstoffinjektionsrate. Eine unzureichende Injektion kann zu einer unzulässig niedrigen NO-Umwandlung führen. Eine zu hohe Injektionsrate führt zur Freisetzung von Ammoniak in die Atmosphäre. Diese Ammoniakemissionen aus SCR-Systemen sind als Ammoniakschlupf bekannt. Der Ammoniakschlupf erhöht sich in einem Verhältnis, das höher ist als die optimalen NH3/NOx-Verhältnisse.
• Die hierin beschriebenen technischen Eigenschaften erleichtern für das Steuermodul 238 die Berechnung einer geschätzten Konzentration von NH3 stromabwärts des SCRF 220, was dem Steuermodul 238 die Injektion mit der geeigneten Menge von Ammoniak erleichtert, sodass der Ammoniakschlupf reduziert wird. Der hierin aufgeführten technischen Eigenschaften verbessern den Betrieb des SCRF 220, indem sie dem Steuermodul 238 erleichtern, die Temperatursignale zu verwenden, um ein vom SCRF 220 verwendetes SCR-Kinetikmodell zu verändern, um die NH₃-Konzentration vorherzusagen. So koppeln beispielsweise die hierin aufgeführten technischen Eigenschaften das SCR-Kinetikmodell mit den Washcoat-Temperatursignalen (die auch als Katalysatortemperatursignale bezeichnet werden).
• Alternativ oder zusätzlich verbessern die hier aufgeführten technischen Eigenschaften den Betrieb des SCRF 220 durch die Koppelung des SCR-Kinetikmodells mit einem Korrekturfaktor, der als R-Verhältnis berechnet wird, einem Verhältnis von NO/NOx. In einem oder mehreren Beispielen wird das Verhältnis basierend auf den Konzentrationen von NO und NOx am Einlass des SCRF 220 berechnet. Alternativ oder zusätzlich wird das Verhältnis am Auslass des SCRF 220 berechnet. Die R-Verhältnis zeigt eine Konzentration des NO unter anderen Stickoxiden im Gas 216.
• Die Konzentration des NO kann von der Konzentration von NH3 beeinflusst werden, das am Einlass freigesetzt oder geliefert wird und auch von den Betriebstemperaturen des Abgases 216, und/oder innerhalb des SCRF 220. So nimmt beispielsweise die NO-Umwandlung insbesondere für Temperaturen zwischen 180 und 340 °C zu, wenn die Ammoniak-Einlasskonzentration erhöht wird. Im Gegensatz hierzu beginnt die Reaktionsrate bei höheren Temperaturen zu sinken, und die Umwandlung wird durch das Erhöhen der NH3-Konzentration weniger beeinflusst. Somit kann das R-Verhältnis eine Funktion der Abgastemperatur sein. Dementsprechend kann das Steuermodul 238 den R-Verhältnis-Korrekturfaktor basierend auf einem Eingang von den Temperatursensoren 440 bestimmen, insbesondere die Abgastemperatur (T_gas). So kann beispielsweise das Steuermodul 238 eine vorbestimmte Berechnung verwenden, um das R-Verhältnis basierend auf dem T_gas zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich greift das Steuermodul 238 auf eine Nachschlagetabelle zum R-Verhältnis entsprechend des T_gases zu.
• Weiterhin ist das R-Verhältnis in einem oder mehreren Beispielen eine vorgegebene Konstante.
• Durch die Modifizierung des SCR-Modells mit der Washcoat-Temperatur und dem R-Verhältnis verbessern die hier beschriebenen technischen Funktionen die Voraussage der Katalysatorausgaben. Weiterhin verwendet das verbesserte SCR-Modell, das diese Funktionen verwendet, die Berechnungsgeschwindigkeit des Steuermoduls 238, was die Echtzeit- und Kreislaufregelung des SCR SCRF 220 bedeutend erleichtert. Somit erleichtern die hier beschriebenen technischen Funktionen ein verbessertes SCR-Modell, das in einem SCRbasierten Emissionskontrollsystem, wie im Diesel-Nachbehandlungs-SCR-System verwendet wird, um die Berechnungszeit zu reduzieren und damit die SCR-Umwandlungseffizienz zu verbessern und den NH₃-Schlupf zu reduzieren.
• So berechnet beispielsweise das Steuermodul 238 Schätzwerte der Konzentration des NO_x (ĊNO_x) und der Konzentration des NH₃ (ĊNH₃) zusammen mit dem Ammoniakabdeckungsverhältnis (θ̇̇̇) nach einem reduzierten Kinetikmodell, wie das folgende 3. Grad-Modell. Das Kinetikmodell schätzt die Werte stromabwärts des SCRF 220 ab. Das folgende Kinetikmodell wendet den hierin beschriebenen R-Verhältnis-Korrekturfaktor an. $$\{\begin{array}{c}{\dot{C}}_{NOx}=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NOx,in}-F{C}_{NOx}-r_{RED-ST}R\Theta \theta C_{NOx}-r_{RED-FAST}R\left(1-R\right)C_{NOx}^2\Theta \theta \right)\\ \dot{\theta }=r_{ADS}{C}_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)-r_{DES}\theta -r_{RED-ST}R{C}_{NOx}\theta -r_{RED-FAST}R\left(1-R\right)C_{NOx}^2\theta -r_{OXY}\theta \\ {\dot{C}}_{N{H}_3}=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NH\mathrm{3,}in}-F{C}_{NH3}-r_{ADS}\Theta C_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)+r_{DES}\Theta \theta \right)\\ R=NO/NOx\end{array}$$

  
• Im obigen Modell
• Θ ⇒ (Ammonia Storage Capacity)
• θ ⇒ (Ammonia Coverage Ratio)
• Ċ_i ⇒ (SpecieConcentration)
• F ⇒ (ExhaustFlow)
• T = T_W ⇒ (CatalystTemperature)
sollte erwähnt werden, dass die Temperatur T im obigen Modell an verschiedenen Punkten des Emissionskontrollsystems gemessen werden kann. Dies gilt beispielsweise für die Abgastemperatur, die Umgebungstemperatur, Einlasstemperatur, Ausgangstemperatur und so weiter. Die hierin verwendeten technischen Funktionen verwendet eine oder mehrere Temperaturmessungen, um eine geschätzte Temperatur der Wand des SCRF 220, hier als T_wall bezeichnet, zu berechnen. In einem oder mehreren Beispielen können die Temperatursensoren 240 einen Temperatursensor, der die Temperatur der Wand, die direkt verwendet wird, überwacht.
• Weiterhin verwendet das Modell eine oder mehrere Raten (r_i), die jeweils eine Funktion der Temperatur T sind. Die Raten und deren Berechnungen als eine Temperaturfunktion sind nachstehend aufgeführt. $$r_{ADS}\left(T\right)=K_{ADS}{e}^{\left(-\frac{E_{ADS}}{RT}\right)}\Rightarrow \left(\text{Adsorption Rate}\right)$$

  

  $$r_{DES}\left(T\right)=K_{DES}{e}^{\left(-\frac{E_{DES}}{RT}\right)}\Rightarrow \left(\text{Desorption Rate}\right)$$

  

  $$r_{RED-ST}\left(T\right)=K_{RED-ST}{e}^{\left(-\frac{E_{RED-ST}}{RT}\right)}\Rightarrow \left({\text{Standard NO}}_{\text{x}}\text{ Reduction Rate}\right)$$

  

  $$r_{RED-FAST}\left(T\right)=K_{RED-FAST}{e}^{\left(-\frac{E_{RED-FAST}}{RT}\right)}\Rightarrow \left({\text{Fast NO}}_{\text{x}}\text{ Reduction Rate}\right)$$

  

  $$r_{OXY}\left(T\right)=K_{OXY}{e}^{\left(-\frac{E_{OXY}}{RT}\right)}\Rightarrow \left({\text{NH}}_3\text{ Oxydation Rate}\right)$$

  
• Hier sind K_i vorgegebene Konstanten, die für jede Rate konfigurierbar sein können. E_i ist eine Aktivierungsenergie für die entsprechende Reaktion (Adsorption, Desorption und NOx-Umwandlung usw.). Sowohl die K_i als auch die E_i werden basierend auf der SCRF-Katalysatorformel ermittelt. Das in den vorstehenden exponentiellen Begriffen verwendete R ist die ideale Gasflusskonstante (und nicht der oben beschriebene R-Verhältnis-Korrekturfaktor).
• Das oben beschriebene SCR-Kinetikmodell kann auch wie folgt ausgedrückt werden, indem r_RED-ST und r_RED-FAST als r_red kombiniert werden. $$\{\begin{array}{c}{\dot{C}}_{NOx}=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NOx,in}-F{C}_{NOx}-r_{RED}\left(T,R\right)\Theta \theta C_{NOx}\right)\\ \dot{\theta }=r_{ADS}{C}_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)-r_{DES}\theta -r_{RED}\left(T,R\right)C_{NOx}\theta -r_{OXY}\theta \\ {\dot{C}}_{N{H}_3}=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NH\mathrm{3,}in}-F{C}_{NH3}-r_{ADS}\Theta C_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)+r_{DES}\Theta \theta \right)\\ R=NO/NOx\end{array}$$

  
• Weiterhin kann das 3. Grad-Kinetikmodell auf ein 1. Grad-Kinetikmodell reduziert werden, indem Ċ_NOx = 0 und Ċ_NH3 = 0 gesetzt wird. Somit, $$\{\begin{array}{c}0=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NOx,in}-F{C}_{NOx}-r_{RED}\left(T,R\right)\Theta \theta C_{NOx}\right)\\ \dot{\theta }=r_{ADS}{C}_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)-r_{DES}\theta -r_{RED}\left(T,R\right)C_{NOx}\theta -r_{OXY}\theta \\ 0=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NH\mathrm{3,}in}-F{C}_{NH3}-r_{ADS}\Theta C_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)+r_{DES}\Theta \theta \right)\\ R=NO/NOx\end{array}$$

  

  sollte erwähnt werden, dass das SCR-Kinetikmodell ein Kreislaufsystem ist, bei dem die geschätzte NO_x-Konzentration stromabwärts vom Ċ_NOx und die geschätzten NH₃-Konzentration stromabwärts vom Ċ_NH3 einer Zeitverzögerung ausgesetzt werden und unter Verwendung eines Tiefpassfilters gefiltert werden, um die im Kinetikmodell ermittelte Konzentration an die tatsächlichen Bedingungen im Abgassystem anzupassen. Entsprechend berücksichtigt die Verzögerung die Transportverzögerung an eine stromabwärts gelegene Sensorposition (nicht abgebildet) und die Tiefpassfilterung berücksichtigt die Zeitkonstante des Sensors. Die zeitverzögerte und tiefpassgefilterte geschätzte NOx-Konzentration stromabwärts wird vom Kinetikmodell ausgegeben.
• Durch die Verwendung des R-Verhältnis-Korrekturfaktors verbessert das Steuermodul 238 die Genauigkeit des SCR-Kinetikmodells. Die geschätzte stromabwärtige NOx-Konzentration bei dem Modell liegt innerhalb eines vordefinierten Schwellenwerts der tatsächlichen NOx-Konzentration, die von einem NOx-Sensor gemessen wird. In einem oder mehreren Beispielen kann das Steuermodul 238 in Reaktion auf eine Differenz zwischen der geschätzten NOx-Konzentration und der tatsächlich gemessenen NOx-Konzentration über dem vorbestimmten Schwellenwert dazu führen, dass das Fahrzeug ein Fehlersignal, wie eine aufleuchtende Motorkontrollleuchte oder ein beliebiges anderes audiovisuelles Fehlersignal ausgibt. 4 zeigt eine exemplarische Verbesserung der geschätzten NOx-Konzentrationswerte durch das Steuermodul 238, wenn der R-Verhältnis-Korrekturfaktor berücksichtigt wird. Es sollte erwähnt werden, dass die in 4 dargestellte Verbesserung exemplarisch ist und dass in anderen Beispielen die Verbesserung und/oder die Ausgabe unterschiedlich sein kann.
• Weiterhin koppelt das Steuermodul 238 das Kinetikmodell mit einem thermischen Modell einer Katalysatortemperatur, um die Modellgenauigkeit basierend darauf, dass die Effizienz der SCR-NOx-Umwandlung effektiv von der Katalysatorwandtemperatur und nicht von der Gasphasentemperatur abhängt.
• 5 zeigt exemplarische Temperaturmessungen und Berechnungen, die das Steuermodul 238 nach einer oder mehreren Ausführungsformen zur Kopplung eines Temperaturmodells mit dem Kinetikmodell verwendet. Die Temperatursensoren 240 werden zum Messen der Temperatur des Abgases 216 am Einlass (T_in) 510 sowie am Auslass (T_out) 520 des SCRF 220 verwendet. In einem oder mehreren Beispielen wird die Temperatur des Abgases 216 innerhalb des SCRF basierend auf den Einlass- und Auslasstemperaturen als T_gas 540 berechnet, wobei T_gas = (T_in + T_out)/2. Weiterhin misst einer der Temperatursensoren 240 die Umgebungstemperatur T_amb 530.
• Das Steuermodul 238 verwendet die o.g. Werte zur Bestimmung einer Wandtemperatur des SCRF 220, die als Wandtemperatur T_wall 550 bezeichnet wird. In einem oder mehreren Beispielen wird T_wall 550 basierend auf einem Temperaturmodell, wie nachstehend aufgeführt, berechnet, wobei h der Wärmeübertragungskoeffizient ist und die Wärmeübertragung über den Abschnittsbereich des SCRF 220 ist.- $$m\frac{d{T}_{wall}}{dt}=hS\left(T_{gas}-T_{wall}\right)+h_0{S}_0\left(T_{amb}-T_{wall}\right)+c·f_{dead\_zone}\left(T_{in}-T_{out}\right)$$

  
• Alternativ hierzu wird T wall 550 anhand des Modells berechnet $$m\frac{d{T}_{wall}}{dt}=hS\left(T_{gas}-T_{wall}\right)+h_0{S}_0\left(T_{amb}-T_{wall}\right)+c·f_{dead\_zone}\left(T_{gas}-T_{out}\right)$$

  
• In einem weiteren Beispiel wird T_wall 550 anhand des Modells berechnet $$m\frac{d{T}_{wall}}{dt}=hS\left(T_{gas}-T_{wall}\right)+h_0{S}_0\left(T_{amb}-T_{wall}\right)+c·f_{dead\_zone}\left(T_{in}-T_{gas}\right)$$

  
• In einem weiteren Beispiel wird T_wall 550 anhand des Modells berechnet $$m\frac{d{T}_{wall}}{dt}=hS\left(T_{gas}-T_{wall}\right)+h_0{S}_0\left(T_{amb}-T_{wall}\right)+f_{dead\_zone}\left(\frac{1}{\tau s+1}\frac{d{T}_{gas}}{dt}\right)$$

  
• In einem weiteren Beispiel wird T_wall 550 anhand des Modells berechnet $$m\frac{d{T}_{w0}}{dt}=hS\left(T_{gas}-T_{w0}\right)+h_0{S}_0\left(T_{amb}-T_{w0}\right)$$

  

  $$T_{wall}=T_{w0}+c\cdot f_{dead\_zone}\left(T_{gas}-T_{out}\right)$$

  

  wobei T_w0 eine Zustandsvariable ist, die zur Berechnung von T_wall verwendet wird. In den oben angeführten Modellen ist die f_Totzone ein Filter, wie ein Bandpassfilter, der Temperaturwerte entsprechend stationären Zuständen eliminiert. Wenn zum Beispiel der Eingang des Filters f_Totzone innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, der gefiltert werden soll, ergibt sich für die Filterausgänge T_wall = T_w0. Ist der Eingang außerhalb des Filterbereichs, skaliert der Filter f_Totzone den Eingang nach einem Skalierungsfaktor c. Weiter ist c beispielsweise ein konfigurierbarer Wert. Die T_wall erleichtert es dem Steuermodul 238, eine Temperaturgradientenänderung entlang der SCRF 220-Achse nachzubilden, um die Genauigkeit des Kinetikmodells zu verbessern.
• Die Kopplung des SCR-Kinetikmodells mit einem der Washcoat-Temperaturmodelle verbessert ebenfalls die Genauigkeit des SCR-Kinetikmodells, zum Beispiel um mehr als 30 %, bei der NOx- als auch bei der NH3-Voraussage. 6 stellt exemplarische Verbesserungen der NOx- und NH3-Voraussagen vor und nach der Verwendung der Temperaturmodelle nach einer oder mehreren Ausführungsformen dar. 6 zeigt ferner Verbesserungen durch die Verwendung von T_wall 550 gegenüber der Verwendung von T_gas 540. Es sollte erwähnt werden, dass die in 6 dargestellten Verbesserungen exemplarisch sind und dass in anderen Beispielen die Verbesserungen und/oder die Ausgabe unterschiedlich sein können.
• Die hierin beschriebenen technischen Funktionen können weiter verwendet werden, wenn der SCRF 220 mehr als eine Topf (oder eine Stufe) beinhaltet, in die SCR-Reaktion erfolgt. So veranschaulicht beispielsweise 7 einen Zweitopf-SCRF 220. Die beiden Töpfe 710 und 720 können unterschiedliche Volumenkapazitäten aufweisen, wie z. B. 60 %:40 %-Teilung, 70 %:30 %-Teilung und dergleichen. Die Töpfe können entlang der Längsachse des Substrats 224 angeordnet werden.
• In einem oder mehreren Beispielen entfernt der erste Topf NOx 710 durch selektive katalytische Reduktion und der zweite Topf oxidiert Ammoniak und Kohlenwasserstoffe. Alternativ oder zusätzlich kann der SCRF 220 einen dritten Topf beinhalten (nicht dargestellt), der Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe oxidiert und der zweite Topf 720 oxidiert nur den Ammoniak. Eine derartige Trennung erleichtert die Oxidation von CO und HC, sodass der dritte Topf für CO und HC zugänglich gemacht werden kann, damit Light-Off und Oxidation stattfinden können.
• Das NO2 im einströmenden Abgas 216 hat eine schnellere Reaktion im SCRF 220, innerhalb des ersten SCR-Topfs 710, im Vergleich zu den anderen Stickoxiden im NOx und den Emissionen im Abgas 216. Gewöhnlich wird das gesamte NO₂ im ersten Topf 710 auf N₂ und H₂O reduziert. Daher sind getrennte NO₂- und NO-Gleichungen im ersten Topf 710 und die R-Verhältnis-Korrektur nur für den ersten Topf 710 anwendbar, da der zweite Topf 720 nur eine NO-Reaktion aufweist (d. h. die Reaktion im zweiten Topf 720 wird nicht auf den R-Verhältnis-Korrekturfaktor angewandt).
• Dementsprechend verwendet das Steuermodul 238 separate Modelle für den ersten Topf 710 und den zweiten Topf 720, wie $$\text{CAN-I}=>\{\begin{array}{c}0=\left(F{C}_{NO,in}-F{C}_{NO}-r_{RED-ST}{C}_{NO}\Theta \theta -0.5\cdot r_{RED-FAST}{C}_{NO}{C}_{NO2}\Theta \theta \right)\\ 0=\left(F{C}_{N{O}_2,in}-F{C}_{N{O}_2}-0.5\cdot r_{RED-FAST}{C}_{NO}{C}_{NO2}\Theta \theta \right)\\ \dot{\theta }=r_{ADS}{C}_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)-r_{DES}\theta -r_{RED-ST}{C}_{NO}\theta -r_{RED-FAST}{C}_{NO}{C}_{NO2}\theta -r_{OXY}\theta \\ 0=\left(F{C}_{NH\mathrm{3,}in}-F{C}_{NH3}-r_{ADS}\Theta C_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)+r_{DES}\Theta \theta \right)\end{array};$$

  

  und $$\text{CAN-II}=>\{\begin{array}{c}0=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NOx,in}-F{C}_{NOx}-r_{RED}\Theta \theta C_{NOx}\right)\\ \dot{\theta }=r_{ADS}{C}_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)-r_{DES}\theta -r_{RED}{C}_{NOx}\theta -r_{OXY}\theta \\ 0=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NH\mathrm{3,}in}-F{C}_{NH3}-r_{ADS}\Theta C_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)+r_{DES}\Theta \theta \right)\end{array}$$

  
• Der R-Verhältnis-Korrekturfaktor wird nur auf das Modell für den ersten Topf 710 angewandt, was resultiert in - $${\text{CAN-I}}_{\text{R-Verhältnis}}=>\{\begin{array}{c}0=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NOx,in}-F{C}_{NOx}-r_{RED}\left(T,R\right)\Theta \theta C_{NOx}\right)\\ \dot{\theta }=r_{ADS}{C}_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)-r_{DES}\theta -r_{RED}\left(T,R\right)C_{NOx}\theta -r_{OXY}\theta \\ 0=\frac{1}{V}\left(F{C}_{NH\mathrm{3,}in}-F{C}_{NH3}-r_{ADS}\Theta C_{N{H}_3}\left(1-\theta \right)+r_{DES}\Theta \theta \right)\\ R=NO/NOx\end{array}$$

  
• Das Wandtemperaturmodell wird sowohl auf den Topf 710 als auch auf den zweiten Topf 720 angewandt, um die Genauigkeit der Schätzungen nach dem Zwei-Topf-Modell zu verbessern.
• Als Fortsetzung wird der R-Verhältnis-Korrekturfaktor im Fall des SCRF 220 mit mehr als zwei Töpfen nur auf den ersten Topf in der Sequenz angewandt, während das Wandtemperaturmodell für alle Töpfe verwendet wird.
• Es sollte erwähnt werden, dass das hier beschriebene Kinetikmodell ein Beispiel ist; und dass bei anderen Beispielen andere Kinetikmodelle zur Voraussage der NOx-Menge, NH₃ und Ammoniakspeicherung verwendet werden kann.
• Die hier aufgeführten technischen Funktionen erleichtern es dem Emissionskontrollsystem, geschätzte NOx- und NH3-Konzentrationswerte stromabwärts einer SCR-Vorrichtung mittels eines Kinetikmodells zu berechnen. Weiterhin verbessern die hier aufgeführten technischen Funktionen die Genauigkeit der Schätzungen, indem sie einen R-Verhältnis-Korrekturfaktor basierend auf dem Verhältnis NO/NOx am Einlass des SCR berechnen. Der technischen Funktionen verbessern weiterhin die Genauigkeit der Schätzung basierend auf einem Wandtemperaturmodell der SCR-Vorrichtung. Die Berechnung der Schätzungen kann auch schneller durchgeführt werden, da die hier aufgeführten technischen Funktionen das SCR-Kinetikmodell auf eine 1. Grad-Gleichung reduzieren und so die Leistung einer Steuerung, wie einer ECU, verbessern. Die Steuerung kann damit die SCR-Vorrichtung mit oder nahezu mit Echtzeit regeln.
• Des Weiteren erleichtern die hier aufgeführten technischen Funktionen es dem Emissionskontrollsystem, den Ammoniakschlupf zu reduzieren. Durch die Vereinfachung einer effizienteren und genaueren Berechnung der geschätzten NOx- und NH3-Konzentrationen stromabwärts von der SCR-Vorrichtung erlauben die technischen Funktionen der Steuerung, entsprechende Mengen des Katalysators bereitzustellen, um den Ammoniakschlupf zu reduzieren.
• Die Begriffe „ungefähr“ und „maßgeblich“ soll den Fehlergrad einschließen, der mit der Messung der bestimmten Menge verbunden ist, basierend auf der Ausrüstung, die zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung verfügbar ist. So kann beispielsweise „etwa“ einen Bereich von ± 8 % oder 5 % oder 2 % eines gegebenen Wertes beinhalten.
• Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, aber alle Ausführungsformen beinhaltet, die in deren Umfang fallen.

Claims (10)

1. Emissionskontrollsystem für ein Kraftfahrzeug, beinhaltend einen Verbrennungsmotor, das Emissionskontrollsystem umfassend: eine strömungstechnische selektive katalytische Reduktionsvorrichtung (SCR) mit einem SCR-Einlass und einem SCR-Auslass; und eine Steuerung, konfiguriert zum: Berechnen eines Korrekturfaktors für ein Kinetikmodell der SCR-Vorrichtung, der auf einer NO-Menge und einer NOx-Menge im Emissionskontrollsystem basiert Vorhersagen einer NOx-Menge, die von der SCR-Vorrichtung mittels des Kinetikmodells und des Korrekturfaktors ausgegeben wird; und Zuführen einer Katalysatormenge in die SCR-Vorrichtung, basierend auf der vorhergesagten NOx-Menge.
2. Emissionskontrollsystem nach Anspruch 1, worin der Korrekturfaktor ein Verhältnis der NO-Menge zu einer NOx-Menge am SCR-Einlass ist.
3. Emissionskontrollsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Vorhersagen der NOx-Mengenausgabe basierend auf einer Temperatur einer Substratwand in der SCR-Vorrichtung.
4. Emissionskontrollsystem nach Anspruch 3, worin die Steuerung die Temperatur der Substratwand basierend auf einer Temperatur des Abgases in der SCR-Vorrichtung ermittelt.
5. Emissionskontrollsystem nach Anspruch 4, worin die Steuerung die Temperatur der Substratwand basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen dem SCR-Einlass und der Abgastemperatur ermittelt.
6. Emissionskontrollsystem nach Anspruch 4, worin die Steuerung die Temperatur der Substratwand basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen dem SCR-Auslass und der Abgastemperatur ermittelt.
7. Emissionskontrollsystem nach Anspruch 1, worin die SCR-Vorrichtung einen ersten Topf und einen zweiten Topf umfasst und das Kinetikmodell ein erstes Kinetikmodell ist, und worin der erste Topf gemäß dem ersten und der zweite Topf gemäß dem zweiten Kinetikmodell funktioniert und nur das erste Kinetikmodell auf den Korrekturfaktor angewendet wird.
8. Abgassystem für eine interne Verbrennung, dafür konfiguriert, um eine selektive katalytische Reduktionsvorrichtung (SCR) des Abgases, das Abgassystem umfassend: eine Steuerung, konfiguriert zum: Berechnen eines Korrekturfaktor für ein Kinetikmodell einer SCR-Katalysators des Abgassystems, wobei der Korrekturfaktor basierend auf einer NO-Menge und einer NOx-Menge im Abgas berechnet wird; Vorhersagen einer von NOx vom SCR-Vorrichtung mittels der gelenkten Kraftfahrzeugrades Modell und des Korrekturfaktors; und Zuführen einer Katalysatormenge in die SCR-Vorrichtung basierend auf der vorhergesagten NOx-Menge.
9. Abgassystem nach Anspruch 8, worin der Korrekturfaktor ein Verhältnis der NO-Menge zur NOx-Menge an einem Einlass der SCR-Vorrichtung.
10. Abgassystem nach Anspruch 8, worin die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Vorhersagen der Menge der NOx-Ausgabe basierend auf einer Temperatur einer SCR-Substratwand der SCR-Vorrichtung.

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