Patent DE-102017127509-B4 (DE)
Title: Modellprädiktives Regelsystem zum Regeln eines selektiven katalytischen Reduktionssystems
Inventor: WANG YUE-YUN
IPC: F01N9/00
Filed: 2017-11-21
Granted: 2023-08-10
Abstract: Modellprädiktives Regel (MPC)-System (200) zum Regeln eines selektiven katalytischen Reduktions (SCR)-Systems, wobei das SCR-System einen ersten SCR-Katalysator (206) und einen zweiten SCR-Katalysator (208), einen Speichertank (212), der ein Reduktionsmittel (210) speichert, eine Leitung (214), die den Speichertank (212) fluidisch mit dem ersten SCR-Katalysator (206) und dem zweiten SCR-Katalysator (208) verbindet, und einen Dosierinjektor (216) zum Einspritzen des Reduktionsmittels (210) in die Leitung (214) beinhaltet, wobei das MPC-System (200) beinhaltet:einen Fluidleitungs-NOx-Sensor (218), der dazu konfiguriert ist, einen aktuellen Stickstoffoxid (NOx)-Eingang zu erfassen, der von der Leitung (214) empfangen wird;einen ersten SCR-Katalysator-NOx-Sensor (220) und einen zweiten SCR-Katalysator-NOx-Sensor (222), die jeweils dazu konfiguriert sind, eine jeweilige aktuelle NOx-Ausgabe des ersten SCR-Katalysators (206) bzw. des zweiten SCR-Katalysators (208) zu erfassen;einen ersten SCR-Katalysator-NH3-Sensor (224) und einen zweiten SCR-Katalysator-NH3-Sensor (226), die jeweils dazu konfiguriert sind, ein jeweiliges aktuelles Ammoniak (NH3)-Schlupfvolumen von dem ersten SCR-Katalysator (206) bzw. dem zweiten SCR-Katalysator (208) zu erfassen; undeine programmierbare elektronische Steuereinheit (5), die kommunikativ mit dem Fluidleitungs-NOx-Sensor (218), den NOx-Sensoren (220, 222) des ersten und zweiten SCR-Katalysators (206, 208), den NH3-Sensoren (224, 226) des ersten und zweiten SCR-Katalysators (206, 208) und dem Dosierinjektor (216) verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinheit (5) konfiguriert ist zum:Empfangen, für den ersten und zweiten SCR-Katalysator (206, 208), eines jeweiligen gewünschten SCR-Umwandlungswirkungsgrades;Ermitteln, aus den ersten und zweiten gewünschten SCR-Umwandlungswirkungsgraden für jeden der SCR-Katalysatoren (206, 208), einer jeweiligen gewünschten SCR-NOx-Ausgabe;Ermitteln einer jeweiligen maximalen NH3-Speicherkapazität des ersten und zweiten SCR-Katalysators (206, 208);Berechnen eines jeweiligen aktuellen SCR-Umwandlungswirkungsgrades für den ersten und zweiten SCR-Katalysator (206, 208) aus dem aktuellen NOx-Eingang, der jeweiligen ersten und zweiten aktuellen NOx-Ausgabe, der jeweiligen ersten und zweiten gewünschten SCR-NOx-Ausgabe, dem jeweiligen ersten und zweiten aktuellen NH3-Schlupfvolumen sowie den jeweiligen ersten und zweiten maximalen NH3-Speicherkapazitäten;Berechnen eines modifizierten Reduktionsmitteleinspritzparameters aus dem ersten und zweiten aktuellen SCR-Umwandlungswirkungsgrad für die SCR-Katalysatoren (206, 208); undAnweisen des Dosierinjektors (216), das Reduktionsmittel (210) basierend auf dem modifizierten Reduktionseinspritzparameter in die Leitung (214) einzuspritzen;wobei die elektronische Steuereinheit (5) ferner dazu konfiguriert ist, einen jeweiligen Ammoniakabdeckungsgrad für den ersten und zweiten SCR-Katalysator (206, 208) zu ermitteln, und wobei das Berechnen des ersten und zweiten aktuellen SCR-Umwandlungswirkungsgrades für die SCR-Katalysatoren (206, 208) ferner auf dem ersten und zweiten Ammoniakabdeckungsgrad basiert;dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des ersten und zweiten Ammoniakdeckungsgrades das Aufbringen eines rekursiven Kalman-Filters beinhaltet, um jeden der Ammoniakdeckungsgrade zu schätzen.