DE102018120687A1

DE102018120687A1 - Emissionssteuerungssystem eines abgassystems für einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102018120687A1
Application number: DE102018120687.9A
Authority: DE
Inventors: Po-I Lee; Sarah Funk
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2019-02-28
Also published as: CN109424398A; US20190063285A1

Abstract

Ein Emissionssteuerungssystem beinhaltet eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion, einen Injektor zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in die Vorrichtung, einen NO- Sensor, der stromabwärts von der Vorrichtung angeordnet ist, eine Steuerung, ein iteratives Modell und eine Tabelle. Die Steuerung ist zum Ausführen einer kurz- und langfristigen Steuerung durch Bestätigen mindestens eines kurzfristigen Kriteriums konfiguriert. Nach dem Bestätigen berechnet die Steuerung einen normierten Modellfehler unter Verwendung des Modells und eines vom Sensor empfangenen Signals und integriert den normierten Modellfehler. Wenn der integrierte normierte Modellfehler einen Schwellenwert überschreitet, fährt die Steuerung mit der Langzeitregelung fort. Wenn ein langfristiges Kriterium erfüllt ist, wird ein aktueller Langzeitfaktor und der integrierte normalisierte Modellfehler auf die Tabelle angewendet, um einen neuen Langzeitfaktor zu bestimmen. Der neue Langzeitfaktor wird mit einer Aktivierungszeit des Injektors vervielfacht.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft Abgasanlagen für Verbrennungsmotoren und insbesondere Abgassysteme mit eines adaptiven selektiven katalytischen Reduktions-(SCR)-Systems zur Emissionssteuerung.
Das Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, abgegeben wird, ist eine heterogene Mischung, die gasförmige Emissionen wie Kohlenmonoxid („CO“), unverbrannte Kohlenwasserstoffe („HC“) und Stickstoffoxide („NO_x“) sowie kondensierte Phasenmaterialien (Flüssigkeiten und Feststoffe), enthält, die Partikel („PM“) darstellen. Katalysatorzusammensetzungen, die typischerweise auf Katalysatorträgern oder Substraten angeordnet sind, sind in einem Motorabgassystem als Teil eines Nachbehandlungssystems vorgesehen, um bestimmte oder sämtliche dieser Abgasbestandteile in nicht geregelte Abgaskomponenten umzuwandeln.
Abgasbehandlungssysteme beinhalten normalerweise selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtungen. Eine SCR-Vorrichtung beinhaltet ein Substrat, mit einem darauf angeordneten SCR-Katalysator, um die Menge an NO_x in dem Abgas zu reduzieren. Das typische Abgasbehandlungssystem beinhaltet auch ein Reduktionsmittelliefersystem, das ein Reduktionsmittel wie beispielsweise Ammoniak (NH3), Harnstoff (CO(NH2)2 und andere Reduktionsmittel einspritzt. Die SCR-Vorrichtung nutzt NH3 zur Reduktion von NO_x. Wenn beispielsweise die geeignete Menge an NH3 unter den geeigneten Bedingungen an die SCR-Vorrichtung geliefert wird, reagiert das NH3 mit dem NO_x in Gegenwart des SCR-Katalysators, um die NO_x-Emissionen zu reduzieren. Wenn jedoch die Reduktionsreaktionsrate zu langsam ist oder wenn überschüssiges Ammoniak im Abgas vorhanden ist, kann Ammoniak aus dem SCR entweichen. Wenn andererseits zu wenig Ammoniak im Abgas vorhanden ist, wird die NO_x-Umwandlungseffizienz verringert.
KURZDARSTELLUNG
Ein Emissionssteuerungssystem gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung behandelt die Abgase eines Verbrennungsmotors. Das System beinhaltet eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtung, die zur Reduzierung von Emissionen geeignet ist, einen Reduktionsmittel-Injektor, der zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in die SCR-Vorrichtung geeignet ist, einen stromabwärtigen NO_x-Sensor, der stromabwärts der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, eine Steuerung, ein iteratives Modell und eine Nachschlagetabelle. Die Steuerung beinhaltet einen Prozessor und ein elektronischen Speichermedium. Das iterative Modell und die Nachschlagtabelle werden auf dem elektronischen Speichermedium gespeichert. Der Prozessor ist zum Ausführen einer kurz- und langfristigen adaptiven Steuerung durch Bestätigen von mindestens einem kurzfristigen Freigabekriterium konfiguriert. Nach der Bestätigung berechnet der Prozessor einen normalisierten chemischen Modellfehler unter Verwendung des iterativen Modells und eines stromabwärtigen NO_x Signals, das vom stromabwärtigen NO_x Sensor empfangen wird. Der Prozessor integriert dann den normierten chemischen Modellfehler, um einen integrierten normierten chemischen Modellfehler zu erzeugen, und bestätigt, dass der integrierte normalisierte chemische Modellfehler einen Fehlerschwellenwert überschreitet. Der Prozessor kann dann zur langfristigen adaptiven Steuerung übergehen und bestätigt, dass mindestens ein Kriterium der langfristigen Anpassungsfähigkeit erfüllt ist. Ein aktueller langfristiger adaptiver Faktor und der integrierte normalisierte chemische Modellfehler werden dann auf die Nachschlagetabelle angewendet, um einen neuen langfristigen adaptiven Faktor zu bestimmen. Der neue langfristige adaptive Faktor wird mit einer Aktivierungszeit des Reduktionsmittel-Injektors multipliziert.
Neben der vorstehenden Ausführungsform beinhaltet das Emissionssteuerungssystem einen stromaufwärtigen NO_x Sensor, der stromaufwärts des Reduktionsmittel-Injektors und der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, worin der Prozessor konfiguriert ist, um ein stromaufwärtiges NO_x Signal vom stromaufwärtigen NO_x Sensor zu empfangen, um den normierten chemischen Modellfehler zu berechnen.
Alternativ oder ergänzend dazu ist der normierte chemische Modellfehler in der vorstehenden Ausführungsform mit der Differenz zwischen einem vom Modell vorhergesagten NO_x Pegel aus dem iterativen Modell und einem tatsächlichen NO_x Pegel aus dem stromabwärtigen NO_x Signal verbunden.
Alternativ oder ergänzend dazu wird der normierte chemische Modellfehler in der vorstehenden Ausführungsform nach Größe normiert.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das mindestens eine kurzfristige Freigabekriterium mindestens einen normierten Fehler, der größer als ein erster Schwellenwert ist, einen NO_x-Gradienten, der kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, einen Reduktionsmittel-Verbraucher, der größer als ein dritter Schwellenwert ist, eine Temperatur, die größer als ein vierter Schwellenwert und kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, einen Temperaturgradienten, der kleiner als ein sechster Schwellenwert ist, eine Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherniveaus, die kleiner als ein siebter Schwellenwert ist sowie einen Verbrennungsmodus.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das mindestens eine langfristige Aktivierungskriterium mindestens einen der normierten Fehler, der größer als ein achter Schwellenwert ist, wobei der NO_x-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel größer als ein zehnter Schwellenwert ist, die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist sowie den Verbrennungsmodus.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorstehenden Ausführungsform das mindestens eine kurzfristige Freigabekriterium unabhängig von dem mindestens einen langfristigen Freigabekriterium.
Ein Emissionssteuerungssystem zur Behandlung des Abgases eines Verbrennungsmotors gemäß einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtung, einen ersten NO_x-Sensor und eine Steuerung. Die Steuerung ist konfiguriert, um eine kurz- und langfristige adaptive Steuerung durchzuführen, indem sie eine erste NO_x-Messung des ersten NO_x-Sensors mit einem vorhergesagten NO_x-Wert vergleicht, der zumindest teilweise auf einem chemischen Ausgangsmodell basiert. Als Reaktion auf die Erfüllung kurzfristiger Aktivierungskriterien berechnet die Steuerung einen normierten chemischen Modellfehler, integriert den normierten chemischen Modellfehler und berechnet einen neuen langfristigen adaptiven Faktor, wenn der integrierte normierte chemische Modellfehler einen Schwellenwert überschreitet.
Neben der vorhergehenden Ausführungsform beinhaltet das Emissionssteuerungssystem eine Nachschlagetabelle, die in der Steuerung gespeichert und konfiguriert ist, um einen aktuellen langfristigen adaptiven Faktor mit dem integrierten normierten chemischen Modellfehler zu vergleichen, um den neuen langfristigen adaptiven Faktor zu berechnen.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorhergehenden Ausführungsform der normierte chemische Modellfehler gleich einem Delta zwischen der ersten NO_x-Messung und einem vorhergesagten NO_x-Wert basierend auf dem ursprünglichen chemischen Modell, und basierend auf der Größe normiert.
Alternativ oder ergänzend dazu befindet sich in der vorhergehenden Ausführungsform der erste NO_x-Sensor stromabwärts von der SCR-Vorrichtung.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet das Emissionssteuerungssystem in der vorhergehenden Ausführungsform einen zweiten NO_x-Sensor, worin der normierte chemische Modellfehler auf dem chemischen Ausgangsmodell, der ersten NO_x-Messung und einer stromaufwärts gerichteten NO_x-Messung vom zweiten NO_x-Sensor, der stromaufwärts von der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, basiert und worin der erste NO_x-Sensor stromabwärts von der SCR-Vorrichtung angeordnet ist.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet das Emissionssteuerungssystem in der vorhergehenden Ausführungsform einen Temperatursensor, der zum Senden einer Temperaturmessung an die Steuerung konfiguriert ist, worin das chemische Ausgangsmodell von der Steuerung erzeugt wird und zumindest basierend auf der Temperaturmessung, der stromaufwärtigen NO_x-Messung und der ersten NO_x-Messung erfolgt.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorstehenden Ausführungsform das Aktivierungskriterium ein kurzfristiges Aktivierungskriterium.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das kurzfristige Freigabekriterium mindestens einen normierten Fehler, der größer als ein erster Schwellenwert ist, einen NO_x-Gradienten, der kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, einen Reduktionsmittel-Verbraucher, der größer als ein dritter Schwellenwert ist, eine Temperatur, die größer als ein vierter Schwellenwert und kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, einen Temperaturgradienten, der kleiner als ein sechster Schwellenwert ist, eine Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherniveaus, die kleiner als ein siebter Schwellenwert ist sowie einen Verbrennungsmodus.
Alternativ oder ergänzend dazu wird in der vorhergehenden Ausführungsform die langfristige adaptive Faktorbestimmung durchgeführt, wenn ein langfristiges adaptives Freigabekriterium erfüllt ist.
In der Alternative oder ergänzend dazu sind in der vorhergehenden Ausführungsform die Kriterien der langfristigen Anpassungsfähigkeit unabhängig von den Kriterien der kurzfristigen Befähigung.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet in der vorhergehenden Ausführungsform das Kriterium der langfristigen Anpassungsfähigkeit mindestens einen der normierten Fehler, der größer als ein achter Schwellenwert ist, wobei der NO_x-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel größer als ein zehnter Schwellenwert ist, die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist sowie den Verbrennungsmodus.
Alternativ oder ergänzend dazu ist in der vorhergehenden Ausführungsform der achte Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert.
Alternativ oder ergänzend dazu beinhaltet das Emissionssteuerungssystem in der vorhergehenden Ausführungsform einen Reduktionsmittel-Injektor, worin der neue langfristige adaptive Faktor im Allgemeinen mit einer Aktivierungszeit des Reduktionsmittel-Injektors beaufschlagt wird.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Eigenschaften, Vorteile und Details erscheinen, nur exemplarisch, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:

1 ist ein Schema eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Abgassystem gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
2 ist ein Schema des Abgassystems einschließlich eines Emissionssteuerungssystems;
3 ist ein Schema einer SCR-Vorrichtung der Emissionssteuerung;
4 ist eine Nachschlagetabelle, die in einer Steuerung der SCR-Vorrichtung als Teil eines langfristigen adaptiven (LTA) Steuerungsmerkmals gespeichert und von dieser angewandt wird; und
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens für die adaptive SCR-Steuerung und den langfristigen adaptiven (LTA) Eintrag.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. 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 einen Speicher, 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 bei 20 in 1 angegeben. Das Kraftfahrzeug 20 ist in Form eines Kleinlastwagens dargestellt. Es ist selbstverständlich, dass das Kraftfahrzeug 20 verschiedene Formen annehmen kann, einschließlich Automobilen, kommerziellen Transportmitteln, Schiffen und dergleichen. Das Kraftfahrzeug 20 beinhaltet eine Karosserie 22 mit einem Fahrgastraum 24, einem Fahrgastraum 26 und einer Ladefläche 28.
Ein Verbrennungsmotor (ICE) System 30 des Kraftfahrzeugs 20 kann einen Verbrennungsmotor 32, ein Abgassystem 34 und eine Steuerung 36 beinhalten. Der Motorraum 24 kann im Allgemeinen den Verbrennungsmotor 32 aufnehmen. Beispiele für Verbrennungsmotoren 32 sind unter anderem ein Dieselmotor, ein Benzin- oder Heptanmotor und weitere.
Der Motor 32 des ICE-Systems 30 kann eine Vielzahl von an einer Kurbelwelle angebrachten Hubkolben beinhalten, die betriebsmäßig an einem Antriebssystem angebracht sein können, wie einem Fahrzeugantriebssystem, um ein Fahrzeug anzutreiben (z. B. um Traktionsdrehmoment an das Antriebssystem abzugeben). So kann beispielsweise das ICE-System 30 eine beliebige Motorkonfiguration oder Anwendung sein, einschließlich verschiedener Fahrzeuganwendungen (z. B. Automobil, Marine und dergleichen) sowie verschiedener Nicht-Fahrzeuganwendungen (z. B. Pumpen, Generatoren und dergleichen). Während das ICE-System in einem fahrzeugbezogenen Kontext (z. B. Drehmoment erzeugend) beschrieben werden können, befinden sich andere nicht fahrzeugbezogene Anwendungen innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung. Wenn daher auf ein Fahrzeug Bezug genommen wird, sollte diese Offenbarung dahingehend ausgelegt werden, dass sie für jede Anwendung eines ICE-Systems 30 gilt.
Darüber hinaus kann das ICE-System 30 im Allgemeinen jede Vorrichtung darstellen, die in der Lage ist, einen Abgasstrom zu erzeugen, der im Allgemeinen durch das Abgassystem 34 geleitet und behandelt wird. Das Abgas kann chemische Spezies oder Gemische aus chemischen Spezies beinhalten; in gasförmiger, flüssiger oder fester Form, die einer Behandlung bedürfen. In einem Beispiel kann das Abgas im Allgemeinen gasförmige (z. B. NO_x, O₂), kohlenstoffhaltige und/oder partikuläre Spezies beinhalten. Ein Abgasstrom kann eine Mischung aus einer oder mehreren NO_x-Spezies, einer oder mehreren flüssigen Kohlenwasserstoff-Spezies und einer oder mehreren Feststoff-Partikel-Spezies (z. B. Asche) enthalten. Es versteht sich außerdem, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen zur Behandlung von Ableitungsströmen anwendbar sein können, die keine kohlenstoffhaltigen und/oder partikulären Spezies umfassen. Abgaspartikel sind im Allgemeinen kohlenstoffhaltiger Ruß und andere feste und/oder flüssige kohlenstoffhaltige Spezies, die für die Abgase von Verbrennungsmotoren relevant sind oder sich innerhalb des Abgassystems 34 bilden.
Unter Bezugnahme auf 2 kann das Abgassystem 34 des ICE-Systems 30 mindestens einen Teil der Steuerung 36, eine Abgasleitung 38 (d. h. Abgaskrümmer und - rohr) und ein Emissionssteuerungssystem 40 beinhalten. Die Abgasleitung erstreckt sich im Allgemeinen über und ist in Fluidverbindung mit dem Verbrennungsmotor 32 und einem Endrohr 42 der Abgasleitung 38, das am Heck der Fahrzeugkarosserie 22 angeordnet sein kann. Das Emissionssteuerungssystem 40 ist fluidisch mit der Abgasleitung 38 verbunden, sodass das durch die Leitung 38 strömende Abgas (siehe Pfeile 44) vom Emissionssteuerungssystem 40 behandelt wird, um die Emissionen zu reduzieren, bevor es durch das Endrohr 42 in die Umgebung abgegeben wird. Das Emissionssteuerungssystem 40 ermöglicht auch die Steuerung und Überwachung der Speicherung von einem oder mehreren Stickoxiden (NO_x) und/oder Behandlungsmaterialien, um die durch den Verbrennungsmotor 32 erzeugten Abgasemissionen zu steuern.
Das Emissionssteuerungssystem 40 kann eine Oxidationskatalysator-(OC)-Vorrichtung 46, eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Anordnung 48, Partikelfiltervorrichtungen (nicht dargestellt) und andere Abgasbehandlungsvorrichtungen beinhalten. Die SCR-Anordnung 48 kann stromabwärts von der OC-Vorrichtung 46 in Bezug auf die Abgasleitung 38 angeordnet werden.
Die OC-Vorrichtung 46 des Emissionssteuerungssystems 40 kann eine von verschiedenen Durchfluss-, Oxidationskatalysator-Vorrichtungen sein, die in der Technik bekannt sind. Die OC-Vorrichtung 46 kann ein durchströmbares Metall- oder Keramikmonolithsubstrat 50 beinhalten. Das Substrat 50 kann in einem Edelstahlkanister oder -gehäuse verpackt sein, der oder das über einen Einlass und einen Auslass in Fluidverbindung mit der Abgasleitung 38 verfügt. Das Substrat 50 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 Metalloxidkatalysatoren und Kombinationen davon, enthalten. Die OC-Vorrichtung 46 ist für die Behandlung von unverbranntem gasförmigem und nicht-flüchtigem HC und CO nützlich, die oxidieren, um Kohlendioxid und Wasser auszubilden. Eine Washcoat-Schicht beinhaltet eine in der Zusammensetzung unterschiedliche Materialschicht, die auf der Oberfläche des monolithischen Substrats 50 oder einer darunter liegenden Washcoat-Schicht angeordnet ist. Ein Katalysator kann eine oder mehrere Washcoat-Schichten enthalten, und jede Washcoat-Schicht kann einzigartige chemische katalytische Funktionen aufweisen.
Die SCR-Anordnung 48 des Emissionssteuerungssystems 40 kann so angepasst werden, dass sie das von der OC-Vorrichtung 46 behandelte und/oder vom Verbrennungsmotor 32 ausgehende Abgas 44 aufnimmt und die Stickoxidbestandteile (NO_x) im Abgas 44 reduziert. NO_x-Bestandteile können N_yO_x Spezies beinhalten, worin y>0 und x>0 ist. Nichteinschränkende Beispiele von NO_x können NO, NO₂, N₂O, N₂O₂, N₂O₃, N₂O₄, und N₂O₅ beinhalten. Insbesondere kann die SCR-Anordnung 48 NO_x in zweiatomigen Stickstoff (N₂) und Wasser umwandeln.
Die SCR-Anordnung 48 kann mindestens einen Teil der Steuerung 36, eine SCR-Vorrichtung oder einen Kanister 52, einen stromaufwärtigen NO_x-Sensor 54, einen stromabwärtigen NO_x-Sensor 56, mindestens einen Temperatursensor 58, mindestens einen Drucksensor 60, einen Reduktionsmittel-Injektor 62 und eine Reduktionsmittel-Versorgungsquelle 64 beinhalten. Die SCR-Vorrichtung 52 ist in Fluidverbindung mit der Abgasleitung 44 zur Behandlung des Abgases 44. Der NO_x-Sensor 54 kann stromaufwärts von der SCR-Vorrichtung 52 und stromabwärts von der OC-Vorrichtung 46 angeordnet sein, um NO_x Bestandteile im Abgas 44 zu messen, bevor das Abgas in die SCR-Vorrichtung 52 eintritt. Der NO_x-Sensor 56 kann stromabwärts von der SCR-Vorrichtung 52 angeordnet sein, um NO_x Bestandteile im Abgas 44 zu messen, nachdem das Abgas in die SCR-Vorrichtung 52 eingetreten ist. Der Temperatursensor 58 kann stromaufwärts von der SCR-Vorrichtung 52 und stromabwärts vom Reduktionsmittel-Injektor 62 zum Messen der Abgastemperatur angeordnet sein. Obwohl die SCR-Vorrichtung 52 stromabwärts von der OC-Vorrichtung 46 dargestellt ist, ist zu beachten, dass die SCR-Vorrichtung 52 stromaufwärts von der OC-Vorrichtung 46 angeordnet sein kann.
Der mindestens eine Drucksensor 60 (z. B. Differenzdrucksensor) kann zum Ermitteln der Druckdifferenz über die SCR-Vorrichtung 52 angepasst werden. Obwohl ein einzelner Differenzialdrucksensor 60 veranschaulicht ist, versteht es sich, dass eine Vielzahl an Drucksensoren verwendet werden können, um die Druckdifferenz der SCR-Vorrichtung 52 zu ermitteln. So kann beispielsweise ein erster Drucksensor am Einlass der SCR-Vorrichtung 52 angeordnet sein, und ein zweiter Drucksensor kann am Auslass der SCR-Vorrichtung 52 angeordnet sein. Dementsprechend kann die Differenz zwischen dem durch den zweiten Drucksensor erfassten Druck und dem durch den ersten Drucksensor erfassten Druck die Druckdifferenz über den SCR 52 anzeigen. Es sollte beachtet werden, dass in anderen Beispielen die Sensoren andere, zusätzliche oder weniger Sensoren als die beschriebenen Sensoren 54, 56, 58, 60 beinhalten können.
Der Reduktionsmittel-Injektor 62 der SCR-Anordnung 48 kann im Allgemeinen an der Abgasleitung 38 stromaufwärts der SCR-Vorrichtung 52 (d. h. zwischen dem stromaufwärtigen NOx-Sensor 54 und dem Temperatursensor 58) montiert und so konfiguriert werden, dass er eine kontrollierte Menge eines Reduktionsmittels 66 in den Abgasstrom 44 verteilt. Das Reduktionsmittel 66 wird von der Reduktionsquelle 64 gespeichert und dem Injektor 62 zugeführt und kann in Form eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer wässrigen Lösung (z. B. wässrige Harnstofflösung) vorliegen. Das Reduktionsmittel 66 kann mit Luft in den Injektor 62 gemischt werden, um die Dispersion des eingespritzten Sprays zu unterstützen. Die SCR-Vorrichtung 52 kann das Reduktionsmittel 66 verwenden, beispielsweise Ammoniak (NH₃), um das NO_x zu reduzieren.
Die SCR-Vorrichtung 52 der SCR-Anordnung 48 kann ein Substrat 68 beinhalten. Das Substrat 68 kann im Allgemeinen ein Partikelfilter (PF) sein, wie beispielsweise ein Dieselpartikelfilter (DPF), der mit einem SCR-Katalysator beschichtet ist und dazu geeignet ist, Kohlenstoff und andere Partikel aus dem Abgas 44 zu filtern oder abzufangen. Das Substrat 68 beinhaltet im Allgemeinen einen Einlass und einen Auslass in Fluidverbindung mit der Abgasleitung 38. In einem weiteren Beispiel kann das Substrat ein Durchfluss-Monolith-Substrat sein, das im Allgemeinen aus Keramik bestehen kann. Weitere Beispiele für Substrate 68 können gewickelte oder gepackte Faserfilter, offenzellige Schäume, gesinterte Metallfasern und andere sein. Das Emissionssteuerungssystem 40 kann auch einen Regenerationsprozess durchführen, der das Substrat 68 durch Abbrennen der in dem Filtersubstrat eingefangenen Partikel regeneriert.
Der katalysatorhaltige Washcoat, der auf dem Substrat 68 angeordnet ist (d. h. einen Durchfluss durch den Katalysator oder einen Wandströmungsfilter), kann NO_x Bestandteile im Abgas 44 reduzieren. Der katalysatorhaltige Washcoat kann einen Zeolith und eine oder mehrere Grundmetallkomponenten wie Eisen (Fe), Cobalt (Co), Kupfer (Cu) oder Vanadium (V) enthalten, die effizient arbeiten können, um NOx-Bestandteile des Abgases 44 in Gegenwart von NH₃ umzuwandeln. In einem oder mehreren Beispielen kann ein Turbulator (d. h. ein Mischer, nicht dargestellt) auch in der Abgasleitung 38 in unmittelbarer Nähe zum Injektor 62 und/oder der SCR-Vorrichtung 52 angeordnet sein, um weiter ein gründliches Mischen des Reduktionsmittels 66 mit dem Abgas 44 und/oder die gleichmäßige Verteilung in der gesamten SCR-Vorrichtung 52 zu unterstützen. Es versteht sich, dass die Katalysatorzusammensetzungen für die SCR-Funktion und die NH3-Oxidationsfunktion in diskreten Washcoat-Schichten auf dem Substrat 68 vorliegen können oder alternativ die Zusammensetzungen für die SCR- und NH₃-Oxidationsfunktionen in diskreten Längszonen auf dem Substrat 68 vorliegen können.
Der Körper des Substrats 68 kann beispielsweise ein keramischer Ziegelstein, eine Plattenstruktur oder jede andere geeignete Struktur sein, wie eine monolithische Wabenstruktur, die mehrere hundert bis mehrere tausend parallele Durchflusszellen pro Quadratzoll beinhaltet, obwohl andere Konfigurationen geeignet sind. Jede der Durchflusszellen kann durch eine Wandoberfläche definiert werden, auf der die SCR-Katalysatorzusammensetzung per Washcoat-Verfahren aufgetragen werden kann. Der Körper des Substrats 68 kann aus einem Material ausgebildet sein, das den Temperaturen und der chemischen Umgebung, die mit dem Abgas 44 verbunden ist, standhalten kann. Einige spezifische Beispiele für Materialien, die verwendet werden können, beinhalten Keramik, wie extrudiertes Cordierit, α-Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Zirkonoxid, Mullit, Spodumen, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Magnesiumoxid, Zirkoniumsilikat, Sillimanit, Petalit, oder ein hitze- und korrosionsbeständiges Metall, wie Titan oder Edelstahl. Das Substrat 68 kann zum Beispiel ein nichtsulfatierendes TiO₂ Material umfassen. Der Körper des Substrats 68 kann eine PF-Vorrichtung sein, wie nachfolgend erläutert wird.
Die SCR-Katalysatorzusammensetzung ist im Allgemeinen ein poröses Material mit großer Oberfläche, das effizient arbeiten kann, um NO_x Bestandteile im Abgas 44 bei Vorhandensein eines Reduktionsmittels 66 (z. B. Ammoniak) umzuwandeln. In einigen Ausführungsformen kann der Zeolith ein β-Zeolith, ein Y-Zeolith, ein ZM5-Zeolith oder eine beliebige andere kristalline Zeolithstruktur, wie ein Chabazit oder ein USY (ultrastabiler Y-Typ)-Zeolith, sein. Der Zeolith kann Chabazit oder SSZ umfassen. Geeignete SCR-Katalysatorzusammensetzungen können eine hohe thermische Strukturstabilität aufweisen, insbesondere wenn sie im Tandem mit dem Substrat 68 als eine Partikelfilter (PF)-Vorrichtung verwendet werden oder wenn sie in die nachstehend beschriebenen SCRF-Vorrichtungen integriert werden, die mithilfe von Hochtemperatur-Rußverbrennungsverfahren regeneriert werden.
Die SCR-Katalysatorzusammensetzung kann optional auch ein oder mehrere basische Metalloxide als Promotoren umfassen, um die SO₃ Bildung weiter zu verringern und die Standzeit des Katalysators zu verlängern. Die einen oder mehreren basischen Metalloxide können in einigen Ausführungsformen WO₃, Al₂O₃, und MoO₃ beinhalten. In einer Ausführungsform kann WO₃, Al₂O₃, und MoO₃ in Kombination mit V₂O₅ verwendet werden.
Der SCR-Katalysator (d. h. das Substrat 68) verwendet im Allgemeinen das Reduktionsmittel 66, um NO_x-Spezies (z. B. NO und NO₂) in unschädliche Bestandteile zu reduzieren. Diese Bestandteile beinhalten eine oder mehrere Spezies, die keine NO_x Spezies, zweiatomigen Stickstoff (N₂), stickstoffhaltige inerte Spezies oder Spezies, die als annehmbare Emissionen angesehen werden, sind. Das Reduktionsmittel 66 kann Ammoniak (NH₃) sein, wie beispielsweise wasserfreies Ammoniak oder wässriges Ammoniak, oder aus einer Stickstoff- und wasserstoffreichen Substanz wie Harnstoff (CO(NH₂)₂) erzeugt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Reduktionsmittel 66 jede Zusammensetzung sein, die in der Lage ist, sich bei Vorhandensein des Abgases 44 und/oder Wärme zu zersetzen oder zu reagieren, um Ammoniak auszubilden. Die Gleichungen (1) - (5) liefern exemplarische chemische Reaktionen für NO_x-Reduktion mit Ammoniak: 6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O (1) 4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (2) 6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O (3) 2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O (4) NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O (5)
Es versteht sich, dass die Gleichungen (1) - (5) lediglich veranschaulichend sind und nicht dazu gedacht sind, die SCR-Vorrichtung 52 auf einen bestimmten NO_x-Reduktionsmechanismus oder -mechanismen zu begrenzen, noch den Betrieb anderer Mechanismen auszuschließen. Die SCR-Vorrichtung 52 kann so konfiguriert sein, dass sie eine der oben genannten NO_x-Reduktionsreaktionen, Kombinationen der Gleichungen (1) bis (5) NO_x-Reduktionsreaktionen und andere NO_x-Reduktionsreaktionen ausführt.
Das Reduktionsmittel 66 kann mit Wasser verdünnt werden, wobei die Wärme (z. B. aus dem Abgas) das Wasser verdampft und Ammoniak wird der SCR-Vorrichtung 52 zugeführt. Nicht-Ammoniak-Reduktionsmittel können wie gewünscht als vollständige oder teilweise Alternative zu Ammoniak verwendet werden. Bei Implementierungen, bei denen das Reduktionsmittel 66 Harnstoff enthält, reagiert der Harnstoff mit dem Abgas 44, um Ammoniak zu erzeugen, das der SCR-Vorrichtung 52 zugeführt wird. Die nachfolgende Reaktion (6) stellt eine exemplarische chemische Reaktion der Ammoniakproduktion durch Harnstoffzersetzung bereit: CO(NH₂)₂+H₂O→2NH₃+CO₂ (6)
Es versteht sich, dass die Gleichung (6) lediglich veranschaulichend, und nicht dazu gedacht ist, die Zersetzung von Harnstoff oder eines anderen Reduktionsmittels 66 auf einen bestimmten einzigen Mechanismus zu beschränken und den Betrieb anderer Mechanismen auszuschließen.
Das Substrat 68 (d. h. der SCR-Katalysator) kann das Reduktionsmittel 66 für das Zusammenwirken mit dem Abgas 44 speichern. Die SCR-Vorrichtung 52 weist eine Reduktionsmittelkapazität oder eine Menge an Reduktionsmittel oder einem Reduktionsmittel-Derivat auf, das gespeichert werden kann. Die Menge eines innerhalb einer SCR-Vorrichtung 52 gespeicherten Reduktionsmittels 66 im Verhältnis zur Kapazität des Substrats 68 der SCR-Vorrichtung kann als die „Reduktionsmittelbelastung“ der SCR-Vorrichtung bezeichnet werden und kann als eine prozentuale (%) Belastung (z. B. 90% Reduktionsmittelbelastung) angegeben werden. Während des Betriebs der SCR-Vorrichtung 52 wird eingespritztes Reduktionsmittel 66 in dem SCR-Katalysator des Substrats 68 gespeichert und während Reduktionsreaktionen mit unerwünschten NOx-Spezies verbraucht und muss kontinuierlich ergänzt werden. Die genaue Bestimmung der einzuspritzenden Menge des Reduktionsmittels 66 ist entscheidend, um die Abgasemissionen auf einem akzeptablen Niveau zu halten. Unzureichende Mengen an Reduktionsmittel 66 in der SCR-Vorrichtung 52 können zu unerwünschten NO_x Spezies-Emissionen führen, die als NO_x Durchbruch bezeichnet werden und aus dem Abgasauslassrohr 42 austreten können. Ein zu hoher Gehalt an Reduktionsmittel 66, das in die SCR-Vorrichtung 52 eingespritzt wird, kann dazu führen, dass unerwünschte Mengen an Reduktionsmittel 66 durch die SCR-Vorrichtung 52 nicht umgesetzt werden oder die SCR-Vorrichtung 52 als unerwünschtes Reaktionsprodukt, auch als Reduktionsmittel-Schlupf bezeichnet, verlassen. Reduktionsmittelschlupf und NO_x-Durchbruch können auch auftreten, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators des Substrats 68 unterhalb einer „Anspringtemperatur“ liegt. Die SCR-Dosierlogik kann von der Steuerung 36 zum Steuern der Reduktionsmitteldosierung verwendet werden.
Die Steuerung 36 kann für die elektronische Kommunikation mit Aspekten des Verbrennungsmotors 32, der Reduktionsquelle 64, dem Injektor 62, den Sensoren 54, 56, 58, 60 und anderen Komponenten des ICE-Systems 30 angepasst werden. Die Steuerung 36 kann einen Prozessor 70 (z. B. einen Mikroprozessor) und ein elektronisches Speichermedium 72 beinhalten, das computerlesbar und beschreibbar sein kann. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 36 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) enthalten, eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder ein Gruppenprozessor) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung ausführt und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bieten.
Im Betrieb kann der Prozessor 70 der Steuerung 36 die im Speichermedium 72 gespeicherte SCR-Dosierlogik ausführen und kann weiterhin NO_x Signale (siehe Pfeile 74, 76 in 2) von den jeweiligen NO_x Sensoren 54, 56 empfangen und verarbeiten, die auf NO_x Niveaus im Abgas 44 und benachbart der jeweiligen Sensorposition entlang der Abgasleitung 38 hinweisen. Ebenso kann der Prozessor 70 ein Temperatursignal (siehe Pfeil 78) vom Temperatursensor 58 und ein Drucksignal (siehe Pfeil 80) vom Drucksensor 60 empfangen und verarbeiten.
Eine Reduktionsmitteldosierrate (z.B. Gramm pro Sekunde) kann vom Prozessor 70 durch Anwendung eines SCR-Chemiemodells 82 und Verarbeiten eines Rückführsignals (siehe Pfeil 84) von der Reduktionsmittelzufuhrquelle 64 des Injektors 62 bestimmt werden. Im Allgemeinen unterstützt das SCR-Chemiemodell 82 in Kombination mit dem Rückkopplungssignal 84 und dem stromaufwärtigen NOx-Signal 74 die in der SCR-Vorrichtung 52 gespeicherten Menge an Reduktionsmittel 66 vorherzusagen. Das chemische SCR-Modell 82 sagt ferner NO_x-Niveaus des Abgases 44 voraus, die von der SCR-Vorrichtung 52 abgegeben werden. Das chemische SCR-Modell 82 kann beispielsweise um einen oder mehrere Prozesswerte über die Zeit aktualisierbar sein. So kann beispielsweise das chemische SCR-Modell 82 durch einen kurzfristigen Korrekturfaktor aktualisiert werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist das Abgas 44 im Allgemeinen veranschaulicht, als durch die SCR-Vorrichtung 52 strömend. Die Steuerung 36 misst die Durchflussmenge (F) des Gasvolumens und die Konzentration C des Gases. So ermittelt beispielsweise das Steuersystem 40 eine Eingangsdurchflussmenge (siehe Pfeil 86) von NO_x als FC_NOx,in, wobei F das Volumen des eintretenden Gases 44 ist und C_NOx,in die Einlasskonzentration von NOx in dem einströmenden Abgas 44 ist. Ähnlich ist ein Eingangsdurchfluss (siehe Pfeil 88) von FC_NH3,in das Volumen des Durchflusses von NH₃ (d. h. ein Reduktionsmittel) im einströmenden Abgas 44, wobei C_NH3,in die Eintrittskonzentration von NH₃ ist. Ferner kann die Steuerung 36 durch Kompensieren der Adsorptionsmenge (siehe Pfeil 90) und der Desorptionsmenge (siehe Pfeil 92) und der auf der Katalysatoroberfläche reagierten Mengen C_NH3 als SCR-Konzentration von NH₃ und C_NOx als SCR-Konzentration von NO_x ermitteln. Dementsprechend ist FC_NOx die NOx-Auslassvolumendurchflussmenge (siehe Pfeil 94) von NO_x durch den Auslass der SCR-Vorrichtung 52. In einem oder mehreren Beispielen kann die Steuerung 36 W_NOxFC_NOx als Massendurchflussmenge von NO_x ermitteln, wobei W_NOx das Molekulargewicht von NO_x ist. In ähnlicher Weise ist die Auslassvolumendurchflussmenge (siehe Pfeil 96) für NH3 FC_NH3, wobei die Massendurchflussmenge von NH3 W_NH3FC_NH3 ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 steuert die Steuerung 36 den Betrieb des Injektors 62 basierend auf dem chemischen Modell 82 und dem gewünschten Reduktionsmittel-Speicher-Sollwert, um eine Menge an Reduktionsmittel 66 zu ermitteln, das wie hierin beschrieben eingespritzt wird. Die Steuerung 36 kann basierend auf der Überwachung des einen oder der mehreren Sensoren 54, 56 einen Langzeitfaktor (d. h. ein langfristiger Korrekturkoeffizient) ermitteln, der dem Reduktionsmittelspeicher entspricht, und kann die durch den Injektor 62 bereitgestellte Menge an eingespritztem Reduktionsmittel genauer steuern. So ermittelt beispielsweise die Steuerung 36 eine Reduktionsmittelinjektor-Aktivierungszeit, einen langfristigen Korrekturkoeffizienten, um eine Diskrepanz zwischen dem chemischen Modell 82 und den tatsächlichen NO_x-Emissionen am Auslass der SCR-Vorrichtung 52 weiter zu reduzieren oder zu eliminieren. Alternativ oder ergänzend dazu, ermittelt die Steuerung 36 eine reduktive Sollwertkorrektur (d. h. einen kurzfristigen Korrekturfaktor), um die Diskrepanz zwischen dem chemischen Modell 82 und den tatsächlichen NO_x Emissionen am Ausgang des SCR-Gerätes 52 zu reduzieren oder zu beseitigen. Das heißt, das chemische Modell 82 kann durch den Kurzzeitkorrekturfaktor aktualisiert werden, und der Langzeitfaktor aus einer Nachschlagetabelle 100 (siehe 4) kann direkt auf die DEF-Injektorsteuerung (d. h. die Steuerung 36) angewendet werden. Dementsprechend kann die Zufuhr von Reduktionsmittel 66 effizienter genutzt werden. Die Steuerung 36 kann die der SCR-Vorrichtung 52 zugeführte Reduktionsmittelmenge steuern, um die Menge des Reduktionsmittelspeichers (d. h. die vom Substrat 68 gespeicherte Menge) zu steuern.
In einem oder mehreren Beispielen kann der Prozentsatz von NOx, der aus dem Abgas 44 entfernt wird, das in die SCR-Vorrichtung 52 eintritt, als eine Umwandlungseffizienz der SCR-Vorrichtung 52 bezeichnet werden. Die Steuerung 36 kann den Umwandlungswirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 52 basierend auf den NOxin und NOx_out-Signalen 74, 76 ermitteln, die von den jeweiligen NOx-Sensoren 54, 56 erzeugt werden. So kann beispielsweise die Steuerung 36 die Umwandlungseffizienz der SCR-Vorrichtung 52 basierend auf der folgenden Gleichung ermitteln: SCR-KATALYSATOReff = (NOx_in - NOx_aus)/NOx_in (7)
Reduktionsmittel (z. B. NH₃) können auch durch eine Erhöhung der Temperatur des SCR-Katalysators verursacht werden. So kann beispielsweise NH₃ vom SCR-Katalysator des Substrats 68 desorbieren, wenn die Temperatur zunimmt, wenn der NH3 -Speicherpegel nahe an dem maximalen NH3-Speicherpegel liegt. NH3-Schlupf kann auch aufgrund eines Fehlers (z. B. Speicherlevelschätzungsfehler) oder einer fehlerhaften Komponente (z. B. fehlerhafte Einspritzdüse) im Emissionssteuerungssystem 34 auftreten.
Typischerweise schätzt die Steuerung 36 ein NH3 -Speicherniveau der SCR-Katalysator-Vorrichtung 52 basierend auf dem chemischen Modell 82. In einem oder mehreren Beispielen ist der NH₃-Speicher-Sollwert („Sollwert“) kalibrierbar. Das heißt, der NH3-Speichersollwert kann eine Funktion des Abgasdurchsatzes und der Temperatur sein. Basierend auf dem aktuellen Abgasstrom und der Temperatur kann der Sollwert definiert werden.
Die Steuerung 36 nutzt das chemische Modell 82 zur Abschätzung des aktuellen 3-Niveaus in der SCR-Vorrichtung 52 und ein Speicher-Niveauregler sendet Feedback an die Einspritzsteuerung, um die Einspritzmenge zur Bereitstellung von NH3 für Reaktionen nach dem chemischen Modell 82 und einen Soll-Speicher-Pegel zu ermitteln. Der Sollwert kann einen Soll-Speicherwert für gegebene Betriebsbedingungen (z. B. eine Temperatur des SCR-Katalysators des Substrats 68) angeben. Dementsprechend kann der Sollwert einen Speicherpegel (S) und eine Temperatur (T) der SCR-Vorrichtung 52 anzeigen, siehe 3. Der Sollwert kann als (S, T) bezeichnet werden. Die Steuerung 36 steuert den Reduktionsmittel-Injektor 62, um die Menge an Reduktionsmittel, die in das Abgas 44 eingespritzt wird, zu verwalten, um den Speicherpegel der SCR-Vorrichtung 52 auf den Sollwert einzustellen. So weist beispielsweise die Steuerung 36 den Injektor 62 an, den Speicherpegel zu erhöhen oder zu verringern, um den Sollwert zu erreichen, wenn ein neuer Sollwert ermittelt wird. Zusätzlich weist die Steuerung 36 den Reduktionsmittel-Injektor 62 an, den Speicherpegel zu erhöhen oder zu verringern, um den Sollwert beizubehalten, wenn der Sollwert erreicht wurde.
In einem oder mehreren Beispielen verwendet die Steuerung 36 das chemische Modell 82 des SCR-Katalysators des Substrats 68, um die NOx-Konzentration in den Abgasen 44, die in die SCR-Vorrichtung 52 eintreten, vorherzusagen. Ferner ermittelt die Steuerung 36 basierend auf der vorhergesagten NO_x-Konzentration eine Menge an NH3, mit der die Abgase 44 zu dosieren sind, um die Emissionsschwelle zu erfüllen. Die Steuerung 36 implementiert typischerweise eine adaptive halbgeschlossen-Regelkreis-Strategie zum Aufrechterhalten der Leistung der SCR-Vorrichtung 52 gemäß dem chemischen Modell 82, wobei die Steuerung kontinuierlich einen oder mehrere Parameter lernt, die dem chemischen Modell 82 gemäß der laufenden Leistung des Motors zugeordnet sind Fahrzeug 20.
In einem oder mehreren Beispielen kann der vorgegebene Wert basierend auf einer festgelegten Statistik, wie beispielsweise einer Standardabweichung, zum Beispiel 1,5 Standardabweichung, ermittelt werden. So kann der vorgegebene Wert ferner auf einen modellierten stromabwärtigen NO_x-Wert kalibriert werden. Das gemessene stromabwärtige NO_x wird somit gegen den erwarteten Fehler des stromabwärtigen NO_x Sensors 56 normiert. Der normierte Fehler, in diesem Beispiel 1,5, kann dann mit dem Schwellenwert für den Eintritt in die stationäre Schlupferkennungslogik verglichen werden. Der vorgegebene Wert der Konzentration des NO_x, der in diesem Fall als Vergleichsschwellenwert verwendet wird, wird basierend auf den früheren Werten des NO_x, das durch den NO_x-Sensor 56 gemessen wird, berechnet. Mit anderen Worten, im vorstehenden Szenario wird 37,5 ppm als Schwellenwert verwendet, da 37,5 der 1,5 Standardabweichungswert früherer NO_x-Messungen ist. Es ist zu beachten, dass in einem oder mehreren Beispielen die NO_x-Messung und der vorhergesagte Wert eine NO_x-Durchflussrate oder ein anderes NO_x-Attribut (anstelle der NO_x-Konzentration) sein kann.
Ein Dosierregler (nicht dargestellt) kann durch die Steuerung 36 gesteuert werden und ist konfiguriert, um den vom chemischen SCR-Modell 82 allgemein vorhergesagten Reduktionsmittel-Speicherpegel (d. h. im Substrat 68 der SCR-Vorrichtung 52) zu überwachen, und vergleicht den vorhergesagten Reduktionsmittel-Speicherpegel mit einem vorprogrammierten, gewünschten Reduktionsmittel-Speicherpegel. Abweichungen zwischen dem vorhergesagten Reduktionsmittel-Speicherpegel und dem gewünschten Reduktionsmittel-Speicherpegel können kontinuierlich überwacht werden und eine Dosieranpassung kann ausgelöst werden (d. h. sowohl der kurzfristige Korrekturfaktor als auch der langfristige Faktor), um die Reduktionsmitteldosierung zu erhöhen oder zu verringern, um die Abweichung zu eliminieren oder zu reduzieren.
So kann beispielsweise die Reduktionsmitteldosierrate angepasst werden, um eine gewünschte NO_x-Konzentration oder Durchflussrate im Abgas 44 stromabwärts von der SCR-Vorrichtung 52 oder eine gewünschte NO_x-Umwandlungsrate zu erreichen. Eine gewünschte Umwandlungsrate kann durch viele Faktoren ermittelt werden, wie beispielsweise die Eigenschaften des SCR-Katalysatortyps und/oder die Betriebsbedingungen des ICE-Systems 30 (z. B. Motor 32 Betriebsparameter). Um eine optimale Reduktionsmitteldosierung zu erreichen, kann der kurzfristige Korrekturfaktor auf das chemische SCR-Modell 82 angewendet werden, das im Allgemeinen den modellierten NH3-Speicher darstellt. Wenn sich der modellierte und der gewünschte Speicher unterscheiden, wird die Dosierung geändert, um den gewünschten Speicher zu erreichen. Das heißt, der Langzeitfaktor kann direkt auf die Aktivierungszeit des Injektors angewendet werden und kann die Dosierung entsprechend erhöhen oder verringern. Die kurzfristige Korrektur kann sofort angewendet werden, jedoch wird die langfristige Korrektur erst nach einer gewissen Zeit durchgeführt.
Mit der Zeit können Ungenauigkeiten des chemischen SCR-Modells 82 zu anerkennenden Fehlern zwischen der modellierten SCR-Reduktionsmittelbeladung und der tatsächlichen Beladung führen. Dementsprechend kann das chemische SCR-Modell 82 kontinuierlich korrigiert werden, um Fehler zu minimieren oder zu eliminieren. Ein Verfahren zum Korrigieren eines chemischen SCR-Modells 82 beinhaltet das Vergleichen der modellierten SCR-Abgabegas-NO_x-Niveaus mit den tatsächlichen NO_x-Niveaus (z. B. gemessen durch den stromabwärtigen NO_x-Sensor 56), um eine Diskrepanz zu ermitteln und anschließend das chemische SCR-Modell 82 zu korrigieren, um die Diskrepanz zu eliminieren oder zu reduzieren. Da der stromabwärtige NO_x-Sensor 56 gegenüber dem Reduktionsmittel 66 und dem Abgas NO_x kreuzempfindlich sein kann, ist es wichtig, zwischen Reduktionsmessungen und NO_x-Messungen zu unterscheiden, da ansonsten eine unzureichende NO_x-Umwandlung möglich ist.
Eine passive Analysetechnik kann verwendet werden, um zwischen reduktiven Messungen und NO_x-Messungen zu unterscheiden, wobei es sich um ein Korrelationsverfahren handelt, das den Vergleich der NO_x Konzentration, gemessen durch den stromaufwärtigen NO_x Sensor 54, mit der NO_x Konzentration, gemessen durch den stromabwärtigen NO_x Sensor 56, beinhaltet. Wenn die Differenz in der Konzentration einen divergierenden Trend zeigt (d. h. eine zunehmende Differenz), kann dies auf eine Zunahme oder Abnahme des Reduktionsmittelschlupfes hindeuten. Die Korrelationsanalyse erkennt, wenn die Messungen des stromabwärtigen NO_x-Sensors 56 dem Muster der Messungen des stromaufwärtigen NO_x-Sensors 54 folgen (d. h. die beiden Sensormessungen bewegen sich gleich). Die Korrelation ist ein statistisches Maß für die Stärke und Richtung einer linearen Beziehung zwischen den beiden NO_x-Sensoren 54, 56.
Der Vergleich beinhaltet beispielsweise ein Korrelationsverfahren, wobei die stromabwärtige NO_x-Konzentration mit den stromaufwärtigen NO_x-Messungen oder den vorhergesagten NO_x-Messungen verglichen wird, worin divergierende Konzentrationsrichtungen eine Zunahme oder Abnahme des Reduktionsmittelschlupfs anzeigen können. Wenn beispielsweise die stromaufwärtige NO_x-Konzentration abnimmt und die stromabwärtige NO_x-Konzentration zunimmt, kann der Reduktionsmittelschlupf als ansteigend identifiziert werden. In ähnlicher Weise kann, wenn die stromaufwärtige NO_x-Konzentration zunimmt und die stromabwärtige NO_x-Konzentration abnimmt, der Reduktionsmittelschlupf als abnehmend identifiziert werden. Somit kann die Abweichung zwischen den beiden Sequenzen der NO_x-Messungen genutzt werden, um einen Dosierstatus der SCR-Vorrichtung 52 zu bestimmen.
Alternativ oder zusätzlich beinhaltet der Vergleich eine Frequenzanalyse. NO_x-Signale 74, 76, die von NO_x-Sensoren 54, 56 erzeugt werden, können aufgrund der Variation der NO_x- und Reduktionsmittelkonzentrationen während der Modulation/Demodulation mehrere Frequenzkomponenten enthalten (z. B. Hochfrequenz und Niederfrequenz). Hochfrequenzsignale beziehen sich im Allgemeinen nur auf die NO_x-Konzentration, während Signale mit niedriger Frequenz im Allgemeinen sowohl die NO_x-Konzentration als auch die Reduktionsmittelkonzentration betreffen. Hochfrequenzsignale für das stromaufwärtige NO_x und das stromabwärtige NO_x werden isoliert und verwendet, um ein SCR-NO_x-Umwandlungsverhältnis zu berechnen, welches dann auf die isolierte, stromaufwärtige NO_x-Messung angewendet wird, um eine niederfrequente stromabwärtige NO_x-Messung zu bestimmen. Die berechnete niederfrequente stromabwärtige NO_x-Messung wird dann mit der tatsächlichen isolierten niederfrequenten stromabwärtigen NO_x-Messung verglichen, wobei eine Abweichung zwischen den zwei Werten einen Reduktionsmittelschlupf anzeigen kann.
Ein Nachteil von passiven Analysetechniken (d. h. kurzfristige Techniken) wie dem oben beschriebenen Korrelationsverfahren und Frequenzverfahren besteht darin, dass sie auf dem richtigen Betrieb von zwei NO_x-Sensoren 54, 56 beruhen. So kann beispielsweise ein fehlerhafter stromaufwärtiger NO_x-Sensor 54 ein NO_x-Signal 74 erzeugen, das niedriger als das tatsächliche NO_x-Niveau nahe dem stromaufwärtigen NO_x-Sensor ist, was bewirkt, dass das chemische SCR-Modell 82 eine höhere Reduktionsmittelspeicherung als die tatsächliche Speicherung vorhersagt. Dementsprechend würde der NO_x-Durchbruch fälschlicherweise als Reduktionsmittelschlupf identifiziert werden, und die Dosierung des Reduktionsmittels würde so gesteuert werden, dass der NO_x-Durchbruch sich verschlimmern würde (d. h. die Reduktionsmitteldosierung würde verringert). Ferner würde das chemische SCR-Modell 82 unter Verwendung der ungenauen stromaufwärtigen NO_x-Messung aktualisiert werden, und der verschärfte NO_x-Durchbruch würde bestehen bleiben. Zusätzlich oder alternativ kann in ähnlicher Weise ein Reduktionsmittelchlupf fälschlicherweise als NO_x-Durchbruch interpretiert werden.
Im Allgemeinen kann die passive Analyse oder kurzfristige Techniken verwendet werden, um das Vorhandensein von NH3-Schlupf und/oder NOx-Durchbruch teilweise vorherzusagen. Die reine Anwendung der kurzfristigen Techniken kompensiert jedoch nicht die Systemdrift, Teil-zu-Teil-Schwankungen und andere Faktoren, wodurch falsche Schlupfentscheidungen getroffen werden, die zu falschen kurzfristigen Speicherpegelkorrekturen führen. Falsche kurzfristige Speicherpegelkorrekturen können zu falschen langfristigen Anpassungsentscheidungen führen. Das heißt, wenn ein Systemdriftproblem vorliegt, kann die reine Anwendung einer kurzfristigen Technik eine Sättigung des NH3-Schlupfes und/oder NO_x Durchbruchsprognosen verursachen. Das Emissionssteuerungssystem 40 wendet daher sowohl eine kurzfristige als auch eine langfristige Korrektur an. Genauer gesagt, eine langfristige Anpassung, die nur von kumulierten Fehlern abhängig ist.
In Anlehnung an BILD 4 kann im elektronischen Speichermedium 72 der Steuerung 36 (siehe 1) eine Karte oder Nachschlagetabelle 100 gespeichert werden, die beim Ausführen einer langfristigen adaptiven Steuerung (LTA) durch den Prozessor 70, als Teil der SCR-Anordnung 48 des Emissionssteuerungssystems 34, verwendet wird. Die Tabelle 100 kann mehrere Zeilen integrierter, kurzfristig normierter Fehlerkategorien oder Werte beinhalten, 102 die sowohl NH3 Schlupffehlerzeilen als auch NO_x Durchbruchfehlerzeilen beinhalten. Das heißt, der normierte Fehler in Bezug auf den NH3-Schlupf beinhaltet mehrere Werte 102S (d. h. Zeilen), ausgedrückt als positive Werte, und der normierte Fehler in Bezug auf den NO_x-Durchbruch beinhaltet mehrere Werte 102B (d. h. Zeilen). Die zahlreichen Spalten in der Nachschlagetabelle 100 sind den aktuellen langfristigen Anpassungsfaktoren 104 zugeordnet. Im Betrieb referenziert der Prozessor 70 der Steuerung 36 den aktuellen langfristigen Anpassungsfaktor 104 auf den integrierten kurzfristigen normierten Fehler 102, um einen neuen langfristigen Anpassungsfaktor 106 zu ermitteln.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 für die adaptive SCR-Steuerung und den langfristigen adaptiven (LTA) Eintrag veranschaulicht. Das Verfahren 200 kann durch die Steuerung 36 und/oder einen oder mehrere Stromkreise realisiert werden. Das Verfahren 200 kann durch das Ausführen von Logik implementiert werden, die in Form von computerlesbaren und/oder ausführbaren Anweisungen auf dem Speichermedium 72 der Steuerung 36 bereitgestellt oder gespeichert werden kann. Bei Block 202 ist mindestens ein kurzfristiges Aktivierungskriterium erfüllt. Beispiele für kurzfristige Aktivierungskriterien sind: ein normierter chemischer Modellfehler ist größer als ein erster Schwellenwert, ein NO_x-Gradient ist kleiner als ein zweiter Schwellenwert, ein verbrauchtes Reduktionsmittel (z. B. NH3) ist größer als ein dritter Schwellenwert (z. B. Stabilität der SCR-Vorrichtung), ein Temperaturfenster (d. h. eine Temperatur ist größer als ein vierter Schwellenwert und kleiner als ein fünfter Schwellenwert), ein Temperaturgradient ist kleiner als ein sechster Schwellenwert, eine Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherpegels ist kleiner als ein siebter Schwellenwert, sowie ein Verbrennungsmodus.
Der normierte chemische Modellfehler, der größer als der erste Schwellenwert ist, und als Teil der kurzfristigen Aktivierung, kann im Allgemeinen die Differenz zwischen dem vorhergesagten NO_x des chemischen SCR-Modells 82 und dem tatsächlichen NO_x, normiert nach Größe, sein. Der NO_x-Gradient ist kleiner als ein zweiter Schwellenwert und kann als Teil der kurzfristigen Aktivierung eine Änderungsrate (z. B. ppm/s) von NO_x in die SCR-Vorrichtung 52 sein. Ein großer Gradient kann ein Indikator für ein sehr flüchtiges Fahrzeugmanöver sein, bei dem Korrekturen wünschenswert sind. Das verbrauchte Reduktionsmittel (z. B. NH3) ist im Allgemeinen ein Stabilitätskriterium für die SCR-Vorrichtung 52.
Das Temperaturfenster als Teil der kurzfristigen Freigabe ist im Allgemeinen ein Indikator für eine Temperatur, die höher als ein niedriger Temperaturschwellenwert und niedriger als ein hoher Temperaturschwellenwert ist. Die Kriterien des Temperaturfensters können eine Anpassung der kurzfristigen Korrektur an den Arbeitsbereich ermöglichen, in dem das chemische Modell SCR 82 am genauesten ist. Das heißt, dass das chemische SCR-Modell 82 bei sehr niedrigen Temperaturen, bei denen die Leistung reduziert wird, oder bei sehr hohen Temperaturen, wenn eine Neigung zu NH3-Schlupf besteht, möglicherweise nicht so genau ist.
Der Temperaturgradient, der kleiner als der sechste Schwellenwert ist, ist als Teil der kurzfristigen Freigabe ein Indikator für eine Temperaturänderungsrate am Eingang der SCR-Vorrichtung 52. Ein großer Gradient kann ein Indikator für ein sehr flüchtiges Fahrzeugmanöver sein, bei dem keine Korrekturen wünschenswert sind.
Die Abweichung des Reduktionsmittel-Speicherpegels ist kleiner als ein siebter Schwellenwert und ermöglicht im Rahmen der kurzfristigen Freigabe die Anpassung der Kurzzeitkorrektur an den Arbeitsbereich, in dem das chemische SCR-Modell 82 am genauesten ist. Das chemische SCR-Modell 82 ist möglicherweise nicht so genau, wenn der tatsächliche Reduktionsmittel-Speicherpegel am SCR-Katalysator viel höher oder niedriger ist als der Sollwert (d. h. der siebte Schwellenwert).
Die Kriterien für den Verbrennungsmodus erlauben das Sperren der kurzfristigen Korrektur im Verbrennungsmodus (z. B. DPF-Regeneration, SCR-Warmlauf und andere). Bestimmte Verbrennungsmodi können eine höhere Neigung zu erhöhten Temperaturen, verminderter Speicherkapazität und erhöhtem NH3-Schlupf aufweisen. Unter derartigen Bedingungen sollten kurzfristige Korrekturen vermieden werden.
Bei Block 204, und wenn die kurzfristigen Aktivierungskriterien erfüllt sind, kann die Steuerung den normierten chemischen Modellfehler berechnen. Eingänge für den normierten chemischen Modellfehler sind die Signale 74, 76 der jeweiligen stromaufwärtigen und stromabwärtigen NO_x Sensoren 54, 56 und des chemischen SCR-Modells 82. Das chemische SCR-Modell 82 kann aus den Eingängen des Temperatursensors 58, der NO_x-Sensoren 54, 56 und des vorherigen chemischen SCR-Modells 82, das in der Steuerung 36 enthalten ist, gebildet und entwickelt werden. Der normierte chemischen Modellfehler kann gleich dem Delta zwischen dem gemessenen NO_x sein, der dem stromabwärtigen NO_x-Signal 76 und dem modellierten oder vorhergesagten, stromabwärtigen NO_x zugeordnet ist, basierend auf Größe von Werten normiert werden.
Bei Block 206 ist der normierte chemische Modellfehler, welcher der kurzfristigen Steuerung zugeordnet ist, integriert. In einem Beispiel kann die Aufgabenrate für diese Integration etwa fünfzig Millisekunden betragen. Bei Block 208 kann das Verfahren 200, wenn der integrierte normierte chemische Modellfehler einen Schwellenwert überschreitet, zu einer langfristigen adaptiven Faktorbestimmung übergehen. Bei Block 210 und der Fortführung des langfristigen adaptiven Faktors wird ermittelt, ob die Kriterien der langfristige Anpassungsfähigkeit erfüllt sind. Die Kriterien für die langfristige Anpassungsfähigkeit können den Kriterien für die kurzfristige Anpassungsfähigkeit ähnlich sein, mit der Ausnahme, dass die jeweiligen Schwellenwerte unterschiedlich sein können. Das heißt, die Schwellenwerte zwischen den Kriterien für die langfristige Anpassung können unabhängig von den Kriterien für die kurzfristige Anpassung sein. Im Allgemeinen können alle Schwellenwerte von der SCR-Strategie und der Hardware abhängig sein.
Beispiele für das Kriterium der langfristigen Anpassungsfähigkeit beinhalten: den normierten Fehler, der größer als ein achter Schwellenwert ist, wobei der NO_x-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel (z. B. NH3) größer als ein zehnter Schwellenwert ist (d. h. Stabilität der SCR-Vorrichtung) die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist (d. h. ein vierzehnter Schwellenwert) sowie den Verbrennungsmodus.
In einer Ausführungsform kann der normierte Fehlerschwellenwert für die langfristige Anpassung (d. h. der achte Schwellenwert) wesentlich größer sein als der normierte Fehlerschwellenwert für die kurzfristige Korrektur (d. h. der erste Schwellenwert). Des Weiteren können die verschiedenen Schwellenwerte der langfristigen Anpassungskriterien etwa doppelt so hoch sein wie die jeweiligen Schwellenwerte der kurzfristigen Anpassungskriterien. In weiteren Ausführungsformen können die Schwellenwerte etwa gleichwertig sein.
Bei Block 212 und wenn die Kriterien für die langfristige Anpassung erfüllt sind, werden der integrierte normierte chemische Modellfehler 102 und der aktuelle langfristige adaptive Faktor 104 als Eingaben für das Kennfeld oder die Nachschlagetabelle 100 verwendet, um einen neuen (d. h. nachfolgenden) langfristigen adaptiven Faktor 106 zu bestimmen. Wenn beispielsweise der integrierte kurzfristige normierte Fehler 102 bei 0,3 liegt (d. h. ein integrierter kurzfristiger normierter Fehler im Zusammenhang mit NH3-Schlupf) und der aktuelle langfristige Anpassungsfaktor etwa 0,8 beträgt, würde der neue langfristige Anpassungsfaktor 106 etwa 0,77 betragen (d. h. als eine exemplarische Darstellung). Der neue langfristige Anpassungsfaktor 106 kann dann zur Kompensation von Systemdrift und/oder Teil-zu-Teil-Variationen verwendet werden. In einem Beispiel kann der neue langfristige Anpassungsfaktor 106 im Allgemeinen die Aktivierungszeit des DEF-Injektors vervielfachen (d. h. die Zeit, die der Injektor geöffnet bleibt).
Die hier beschriebenen technischen Lösungen erleichtern Verbesserungen von Emissionskontrollsystemen, die in Verbrennungsmotoren verwendet werden, wie sie in Fahrzeugen verwendet werden. Die technischen Lösungen bestimmen beispielsweise die Speicherkorrektur und -anpassung aufgrund der Integration eines kleineren Fehlers als bei der Eingabe einer stationären Reduktionsmittel-Schlupferkennungslogik, wobei der Fehler einen Unterschied zwischen der Messung des stromabwärtigen NO_x-Sensors und dem stromabwärtigen NO_x-Modell anzeigt. Derartige Verbesserungen erleichtern das Verhindern des Zyklus der stationären Reduktionsmittel-Schlupferkennung, wenn der NO_x-Fehler gerade hoch genug ist, um ein stationäres Reduktionsmittel-Schlupferkennungsereignis zu verursachen, aber der Fehler niedrig genug ist, um das System zum Ein- und Ausschalten der stationären Reduktionsmittel-Schlupferkennung ohne Anpassung ein- und auszuschalten.
Weitere Vorteile und Nutzen sind ein System 40, das sowohl für die kurz- als auch für die langfristige Anpassung konfiguriert ist. Diese Unabhängigkeit trägt dazu bei, die Anpassungsrobustheit zu verbessern, Fehlausfälle zu verringern und das Potenzial für die DEF-Kristallisation zu reduzieren.
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

Emissionssteuerungssystem zum Behandeln von Abgas in einem Verbrennungsmotor, das Emissionssteuerungssystem umfassend: eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtung zur Reduzierung von Emissionen; einen Reduktionsmittel-Injektor, der geeignet ist, ein Reduktionsmittel in die SCR-Vorrichtung einzuspritzen; einen stromabwärtigen NOx-Sensor, der stromabwärts von der SCR-Vorrichtung angeordnet ist; eine Steuerung mit einem Prozessor und einem elektronischen Speichermedium; ein iteratives Modell, das auf dem elektronischen Speichermedium gespeichert ist; und eine in dem elektronischen Speichermedium gespeicherte Nachschlagetabelle, und worin der Prozessor zum Ausführen einer kurz- und langfristigen adaptiven Steuerung konfiguriert ist, durch: Bestätigen, dass mindestens ein kurzfristiges Aktivierungskriterium erfüllt ist; Berechnen eines normierten chemischen Modellfehlers unter Verwendung des iterativen Modells und eines stromabwärtigen NO_x-Signals, das vom stromabwärtigen NO_x-Sensor empfangen wird; Integrieren des normierten chemischen Modellfehlers, um einen integrierten normierten chemischen Modellfehler zu erzeugen; Bestätigen, dass der integrierte normalisierte chemische Modellfehler einen Fehlerschwellenwert überschreitet; Fortführung in Richtung der langfristigen adaptiven Steuerung; Bestätigen, dass mindestens ein langfristiges Anpassungskriterium erfüllt ist; Anwenden eines aktuellen langfristigen Anpassungsfaktors und des integrierten normierten chemischen Modellfehlers auf die Nachschlagetabelle, um einen neuen langfristigen Anpassungsfaktor zu bestimmen; und Vervielfachen des neuen langfristigen Anpassungsfaktors gegen eine Aktivierungszeit des Reduktionsmittel-Injektors.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen stromaufwärtigen NO_x-Sensor, der stromaufwärts des Reduktionsmittel-Injektors und der SCR-Vorrichtung angeordnet ist, worin der Prozessor konfiguriert ist, ein stromaufwärtiges NO_x-Signal von dem stromaufwärtigen NO_x-Sensor zu empfangen, um den normierten chemischen Modellfehler zu berechnen.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 1, worin der normierte chemische Modellfehler mit der Differenz zwischen einem vom Modell vorhergesagten NO_x-Niveau aus dem iterativen Modell und einem tatsächlichen NO_x-Niveau aus dem nachgeschalteten NO_x-Signal verbunden ist.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 3, worin der normierte chemische Modellfehler nach Größe normiert ist.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 1, worin das mindestens eine kurzfristige Freigabekriterium mindestens einen normierten Fehler beinhaltet, der größer als ein erster Schwellenwert ist, einen NO_x-Gradienten, der kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, einen Reduktionsmittel-Verbraucher, der größer als ein dritter Schwellenwert ist, eine Temperatur, die größer als ein vierter Schwellenwert und kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, einen Temperaturgradienten, der kleiner als ein sechster Schwellenwert ist, ein Reduktionsmittel-Speicherniveau, das kleiner als ein siebter Schwellenwert ist, sowie einen Verbrennungsmodus.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 5, worin das mindestens eine langfristige Freigabekriterium mindestens einen der normierten Fehler beinhaltet, der größer als ein achter Schwellenwert ist, der NO_x-Gradient kleiner als ein neunter Schwellenwert ist, das verbrauchte Reduktionsmittel größer als ein zehnter Schwellenwert ist, die Temperatur größer als ein elfter Schwellenwert und kleiner als ein zwölfter Schwellenwert ist, der Temperaturgradient kleiner als ein dreizehnter Schwellenwert ist, die Reduktionsmittel-Speicherabweichung kleiner als ein vierzehnter Schwellenwert ist sowie den Verbrennungsmodus.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 1, worin das mindestens eine kurzfristige Freigabekriterium unabhängig von dem mindestens einen langfristigen Freigabekriterium ist.
Emissionssteuerungssystem zum Behandeln von Abgas eines Verbrennungsmotors, das Emissionssteuerungssystem umfassend: eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Vorrichtung; einen ersten NO_x-Sensor; und eine Steuerung, die zum Ausführen einer kurz- und langfristigen adaptiven Steuerung konfiguriert ist, durch: Vergleichen einer ersten NO_x-Messung vom ersten NO_x-Sensor mit einem vorhergesagten NO_x-Wert, der zumindest teilweise auf einem chemischen Ausgangsmodell basiert, und als Reaktion auf das Erfüllen kurzfristiger Aktivierungskriterien: Berechnen eines normierten chemischen Modellfehlers; Integrieren des normierten chemischen Modellfehlers; und Berechnen eines neuen langfristigen adaptiven Faktors, wenn der integrierte normierte chemische Modellfehler einen Schwellenwert überschreitet.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: eine Nachschlagetabelle, die in der Steuerung gespeichert und konfiguriert ist, um einen aktuellen langfristigen adaptiven Faktor mit dem integrierten normierten chemischen Modellfehler zu vergleichen, um den neuen langfristigen adaptiven Faktor zu berechnen.
Emissionssteuerungssystem nach Anspruch 9, worin der normierte chemische Modellfehler gleich einem Delta zwischen der ersten NO_x-Messung und einem vorhergesagten NO_x-Wert basierend auf dem ursprünglichen chemischen Modell ist, und normiert auf Basis der Größe.