Die selektive katalytische Reduktion (SCR) der gesetzlich limitierten Stickoxide (NO(x)) im Abgas durch Ammoniak (NH3) ist eine Schlüsseltechnologie zur Erfüllung der Abgasnormen für Dieselmotoren. Im Beitrag wird eine Steuer- und Regelsoftware für den SCR-Katalysator vorgestellt, die auf einem Modell für die NH3-Beladung des Katalysators, einem Rohemissionsmodell, das die Konzentrationen der relevanten Gase nach dem Motor berechnet sowie einem Modell des NO(x)-Sensors beruht. Letzterer ermittelt aus den vom Katalysatormodell berechneten Konzentrationen an NO, NO2 und NH3 das Signal, das der nach dem SCR-Katalysator verbaute NO(x)-Sensor anzeigen wird. Die im Katalysatormodell berücksichtigten chemischen Reaktionen umfassen: Adsorption und Desorption von NH3, SCR-Reaktionen und Oxidation von NH3 und NO. Die modellbasierte Regelung der Harnstoffdosierung wurde sowohl für Pkw als auch für Nutzfahrzeuge am dynamischen Motorprüfstand getestet. Dabei wurde gezeigt, wie im Worldwide Harmonized Test Cycle (WHTC) (Start mit warmem Motor nach Abkühlphase) mit der dargestellten modellbasierten Regelung ein 5 ppm NH3-Schlupf ohne Sperrkatalysator erreicht werden kann. In Vergleichsexperimenten lässt sich selbst bei massiver Überdosierung des Reduktionsmittels keine bessere NO(x)-Reduktion erreichen. Im Serienentwicklungsprozess zeigen sich die Vorteile der modellbasierten Regelung insbesondere bei der Kalibrierung fur unterschiedliche Fahrzyklen, Fahrzeuge oder Katalysatorvolumina. Hier ist eine einmalige Zeitspanne am Prüfstand erforderlich, um die erforderlichen Messdaten zu gewinnen, anhand derer das Katalysatormodell parametriert werden kann. Im Vergleich zu einer konventionellen Strategie, bei der selbst bei der Kalibrierung eines identischen Systems fur einen anderen Fahrzyklus umfangreiche und teure Prüfstandstätigkeiten erforderlich sind, kann mit der modellbasierten Regelung die Anpassung kostengünstig offline am Schreibtisch erfolgen.
Modellbasierte Regelung für höchste NO(x)-Konvertierung im SCR-Katalysator
ATZ-Elektronik ; 6 , 3 ; 30-34
2011
5 Seiten, 4 Bilder, 5 Quellen
Article (Journal)
German
Modellbasierte Regelung fuer hoechste NOx Konvertierung im SCR Katalysator
Automotive engineering | 2011
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