AT528329A1 - Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor mit folgenden Schritten vorgeschlagen: - Speichern eines anpassbaren Emissionsmodells (52), bei welchem als Eingangsdaten (56, 60) Motorsteuerdaten und/oder Messwerte von Sensoren (18, 24, 28, 29) des Verbrennungsmotors (10) und/oder seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22) genutzt werden, und welches algebraische Formeln mit einstellbaren Parametern enthält, über welche die physikalischen und chemischen Vorgänge des Verbrennungsmotors (10) und seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22) simuliert werden, - Durchführen von Prüfstandsversuchen am Verbrennungsmotor (10) und seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22), an welche das Emissionsmodell (52) angepasst werden soll, wobei neben den Eingangsdaten (56, 60) des Emissionsmodells (52) über Sensoren (18, 24, 28, 29, 34, 36, 38, 40) reale Messwerte aufgenommen werden, - Berechnen von Ausgangsdaten (58, 62) des Emissionsmodells (52), welche virtuelle Messwerte bilden, - Vergleichen der über das Emissionsmodell (52) berechneten virtuellen Messwerten mit den über die Sensoren (24, 28, 29, 34, 36, 38, 40) aufgenommenen realen Messwerten, - Minimierung der Abweichung zwischen den virtuellen Messwerten und den realen Messwerten durch Anpassen der einstellbaren Parameter der algebraischen Formeln des Emissionsmodells (52), - Speichern des angepassten Emissionsmodells (52) mit den ermittelten Parametern. Dies ermöglicht sehr genaue Vorhersagen von virtuell errechneten Abgasemissionen durch eine Parametrierung eines einheitlichen anpassbaren Emissionsmodells.

Description

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Beschreibung

VERFAHREN ZUR PARAMETRIERUNG EINES EMISSIONSMODELLS FÜR EINEN EINE ABGASNACHBEHANDLUNGSANLAGE AUFWEISENDEN VERBRENNUNGSMOTOR

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor.

[0002] Abgasnachbehandlungsanlagen moderner Otto-Verbrennungsmotoren weisen zur gesetzeskonformen Schadstoffminimierung als Abgasnachbehandlungsanlage üblicherweise zumindest zwei Dreiwegekatalysatoren und einen Partikelfilter auf. Dieselmotoren weisen neben dem Partikelfilter üblicherweise Oxidationskatalysatoren und Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reaktion (SCR-Katalysator) sowie einen Ammoniakschlupfkatalysator auf. Da innerhalb eines Fahrzeugs nicht stetig die am Auslass der Abgasanlage entstehenden und in die Umgebung abgegebenen Emissionsmengen in ihren einzelnen Bestandteilen korrekt gemessen werden können, ist es notwendig zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben zur Vornahme eines OnBoard-Monitorings zur Sicherstellung der Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte, die entstehenden Emissionen aus den zur Verfügung stehenden Fahrzeugdaten zu berechnen. Hierzu wurden Emissionsmodelle zur Simulation des Verbrennungsvorgangs und zur Simulation der Vorgänge in der Abgasnachbehandlungsanlage entwickelt, über die das in die Umgebung abgegebene Abgas in seinen Bestandteilen und Mengen berechnet wird. Ein solches Verbrennungs-Rohemissionsmodell zur Berechnung der bei der Verbrennung entstehenden Emissionen wird beispielsweise in der DE 10 2015 207 252 A1 beschrieben.

[0003] Des Weiteren sind in modernen Verbrennungsmotoren eine Vielzahl von Sensoren vorhanden, über die eine optimale Verbrennung und eine folgende Abgasnachbehandlung gesteuert und überwacht werden.

[0004] Es hat sich jedoch herausgestellt, dass insbesondere kennfeldbasierte Emissionsmodelle immer nur für einen bestimmten Verbrennungsmotor Gültigkeit haben, und so für jeden Verbrennungsmotor und seine Abgasnachbehandlungsanlage separate Emissionsmodelle entwickelt werden müssen. Aus diesem Grund wurden Emissionsmodelle geschaffen, in denen die physikalischen und chemischen Prozesse für den Verbrennungsvorgang und für jedes Abgasnachbehandlungsaggregat separat über algebraische Formeln abgebildet werden. Mit solchen Emissionsmodellen können zwar näherungsweise für jeden Motortyp und für jede Motorgröße die Emissionen berechnet werden, indem diejenigen algebraischen Formeln für die am Verbrennungsmotor vorhandenen Abgasnachbehandlungsaggregate verwendet werden, jedoch hat es sich gezeigt, dass die auf diese Weise erzielbare Genauigkeit bei verschiedenen Motortypen und - größen nicht ausreichend ist.

[0005] Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor bereit zu stellen, mit dem eine hohe Genauigkeit der simulierten Messwerte für verschiedene Motoren erzielt werden kann, ohne das Emissionsmodell selbst ändern zu müssen.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

[0007] Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor wird zunächst ein anpassbares Emissionsmodell gespeichert, bei welchem als Eingangsdaten Motorsteuerdaten und/oder Messwerte von Sensoren des Verbrennungsmotors und/oder seiner Abgasnachbehandlungsanlage genutzt werden, und welches algebraische Formeln mit einstellbaren Parametern enthält, über welche die physikalischen und chemischen Vorgänge des Verbrennungsmotors und seiner Abgasnachbehandlungsanlage simuliert werden. Ein solches Emissionsmodell berechnet somit aus den Eingangsdaten, welche insbesondere Kraftstoff- und Luftmengen sowie Ventilsteuerzeiten beinhalten können, mittels einer oder mehrerer zusammenhängender algebraischer Formeln, Messwerte, insbesondere Emissionswerte des Verbrennungsmotors bezie-

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hungsweise seiner Abgasnachbehandlungsanlage. Die algebraischen Formeln betreffen dabei zumindest die Simulation eines Abgasnachbehandlungsaggregates oder des Verbrennungsmotors.

[0008] Der einstellbare Parameter wird zunächst auf einen Anfangswert gesetzt, der beispielweise einem Durchschnittswert vergangener Messungen entsprechen kann und kann beispielsweise durch einen Korrekturfaktor oder eine Korrektursumme aber auch durch eine Korrekturfunktion gebildet werden. Des Weiteren werden Prüfstandsversuche am Verbrennungsmotor und seiner Abgasnachbehandlungsanlage durchgeführt, an welche das Emissionsmodell angepasst werden soll, wobei neben den Eingangsdaten des Emissionsmodells über Sensoren reale Messwerte aufgenommen werden. Diese realen Messwerte können sowohl am Ende der gesamten Abgasnachbehandlungsanlage als auch stromabwärts jedes einzelnen Abgasnachbehandlungsaggregates als auch am Auslass des Verbrennungsmotors und vor der Abgasnachbehandlungsanlage gemessen werden. Dies ist insbesondere davon abhängig, welches der Aggregate durch die entsprechende algebraische Formel, die einen einstellbaren Parameter aufweist, simuliert wird. Parallel zur Aufnahme dieser realen Messwerte werden Ausgangsdaten des Emissionsmodells berechnet, welche virtuelle Messwerte bilden. Diese Ausgangsdaten beziehungsweise über das Emissionsmodell berechneten virtuellen Messwerte werden im Folgenden mit den über die Sensoren aufgenommenen realen Messwerten verglichen. Die dabei auftretenden Abweichungen zwischen den virtuellen Messwerten und den realen Messwerten werden daraufhin durch Anpassen der einstellbaren Parameter der algebraischen Formeln des Emissionsmodells minimiert. Hierzu können verschiedene bekannte mathematische Standardverfahren, wie beispielsweise die Methode der kleinsten Fehlerquadrate genutzt werden. Die auf diese Weise gewonnenen angepassten ermittelten Parameter werden abschließend im angepassten Emissionsmodell gespeichert, so dass dieses Emissionsmodell zur Vorhersage im entsprechenden Verbrennungsmotor beziehungsweise dessen Abgasnachbehandlungsanlage genutzt werden kann. Dadurch dass einerseits ein allgemein gültiges Emissionsmodell genutzt werden kann und anderseits dieses einfach an den entsprechenden Verbrennungsmotor und seine Abgasnachbehandlungsanlage angepasst werden kann, wird die notwendige Entwicklungszeit für Abgasmodelle, mit denen sehr zuverlässige Vorhersagen zu den Abgasemissionen ermöglicht werden, deutlich verkürzt. Die auf diese Weise ermittelten virtuellen Emissionswerte weisen eine hohe Genauigkeit im späteren Betrieb im Fahrzeug auf und sind entsprechend geeignet, für ein On-Board-Monitoring System genutzt zu werden.

[0009] Vorzugsweise werden in einem Verbrennungs-Rohemissionsmodell, welches einen ersten Teil des Emissionsmodells bildet, als Eingangsdaten die geometrischen Motordaten, die Betriebsdaten und Motorsteuerdaten des Verbrennungsmotors, die Daten der Kraftstoffeinspritzung, der Luftmassenstrom und die Kraftstoffzusammensetzung verwendet und anhand einzelner oder mehrerer zusammenhängender algebraischer Formeln, welche zumindest einen einstellbaren Parameter aufweisen, als Ausgangsdaten eine Abgaszusammensetzung, ein Abgasmassenstrom und ein Verbrennungsluftverhältnis des Abgases stromabwärts der Brennräume des Verbrennungsmotors berechnet. Durch diesen einstellbaren Parameter kann entsprechend eine weitere Anpassung des Emissionsmodells an den betroffenen Motor vorgenommen werden, wenn sich neben den Eingangsdaten des Motors weitere physikalische oder chemische Vorgänge ändern.

[0010] In einer weiterführenden Ausführung werden die berechneten Ausgangsdaten des Verbrennungs-Rohemissionsmodells mit den über die Sensoren ermittelten Messwerten stromabwärts der Brennräume verglichen und die Parameter der die chemischen und physikalischen Vorgänge im Verbrennungsmotor simulierenden algebraischen Formeln derart angepasst, dass die Abweichung zwischen den Ausgangsdaten des Verbrennungs-Rohemissionsmodells und den ermittelten Messwerten stromabwärts der Brennräume des Verbrennungsmotors minimiert wird. Da die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, wie die Zündzeitpunkte, die Position der Ladungswechselorgane, die Einspritzdrücke und Einspritzzeiten in der Motorsteuereinheit zur Verfügung stehen, können hieraus die physikalischen und chemischen Verbrennungsvorgänge mit guter Näherung durch die algebraischen Formeln des Verbrennungs-Rohemissionsmodells mo-

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delliert und die Abgaszusammensetzung und Abgasmasse bestimmt werden. Durch die Verwendung des oder der zusätzlichen Parameters wird eine noch größere Übereinstimmung ermöglicht.

[0011] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn in einem Abgasnachbehandlungsmodell, welches einen zweiten Teil des Emissionsmodells bildet, aus den berechneten Ausgangsdaten des Verbrennungs-Rohemissionsmodells oder ermittelten Messwerten der Sensoren des Verbrennungsmotors und den die physikalischen und chemischen Vorgänge in jedem einzelnen vorhandenen Abgasnachbehandlungsaggregat der Abgasnachbehandlungsanlage simulierenden einzelnen oder zusammenhängenden algebraischen Formeln eine Abgaszusammensetzung und ein Abgasmassenstrom an einem Auslass der Abgasnachbehandlungsanlage als Ausgangsdaten berechnet werden. Im Abgasnachbehandlungsmodell werden somit alle chemischen und physikalischen Vorgänge in den einzelnen Abgasnachbehandlungsaggregaten simuliert und zumindest mit den entsprechenden Messwerten der Sensoren am Auslass der Abgasnachbehandlungsanlage verglichen. Es kann somit für jedes Abgasnachbehandlungsaggregat, dessen algebraische Formel einen entsprechenden einstellbaren Parameter enthält, der Parameter an die realen Bedingungen des entsprechenden Motors am Auslass der Abgasnachbehandlungsanlage angepasst werden, so dass lediglich durch die Anpassung dieser Parameter der algebraischen Formeln eine Anpassung an den jeweiligen Motor und die jeweilige Abgasnachbehandlungsanlage möglich ist, was zu guten Vorhersagen des Abgasnachbehandlungsmodells bezüglich der Emissionen führt.

[0012] In einer weiterführenden Ausführungsform werden für mehrere Abgasnachbehandlungsaggregate algebraische Formeln mit zumindest einem einstellbaren Parameter im Abgasnachbehandlungsmodell hinterlegt, wobei zu jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate einzeln Ausgangsdaten über das Abgasnachbehandlungsmodell berechnet werden, die mit den über die Sensoren der Abgasnachbehandlungsanlage und gegebenenfalls weiterer vorhandener Sensoren ermittelten Messwerten stromabwärts jedes dieser Abgasnachbehandlungsaggregate verglichen werden und die chemischen und physikalischen Vorgänge in jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate simulierenden algebraischen Formeln über die einstellbaren Parameter derart angepasst werden, dass die Abweichung zwischen den Ausgangsdaten des Abgasnachbehandlungsmodells zu jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate und den ermittelten Messwerten stromabwärts jedes dieser Abgasnachbehandlungsaggregate minimiert wird. Es können somit für jedes Abgasnachbehandlungsaggregat, dessen Vorgänge mit einer algebraischen Formel mit einstellbaren Parametern simuliert werden, einzeln die entsprechenden Parameter an die realen Bedingungen des entsprechenden Motors angepasst werden, so dass durch die Anpassung dieser Parameter der algebraischen Formeln eine genaue Anpassung an die realen Bedingungen an jedem Abgasnachbehandlungsaggregat des jeweiligen Motors möglich ist, was zu hochgenauen Vorhersagen des Abgasnachbehandlungsmodells für die gesamte Abgasnachbehandlungsanlage bezüglich der Emissionen führt.

[0013] Zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln des Abgasnachbehandlungsmodells werden vorzugsweise die realen Messwerte der Sensoren zur Messung der Stickstoffkonzentration, der Ammoniakkonzentration und des Verbrennungsluftverhältnisses als Eingangswerte des Abgasnachbehandlungsmodells genutzt. Für diese Konzentrationen liegen reale Messwerte in modernen Verbrennungsmotoren aufgrund ihrer Anwesenheit im On- Board-Monitoring System vor, so dass ohne zusätzliche Sensoren am Prüfstand die Daten ausgelesen und zur Anpassung der Parameter genutzt werden können.

[0014] Des Weiteren werden vorteilhafterweise zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln, welche zur Simulation der chemischen und physikalischen Vorgänge in als Abgasnachbehandlungsaggregate verwendeten Katalysatoren dienen, jeweils die realen Messwerte der Sensoren zur Messung der Stickoxidkonzentration und der Ammoniakkonzentration stromaufwärts und stromabwärts des entsprechenden Katalysators genutzt. Insbesondere die chemischen Prozesse in den vorhandenen Katalysatoren können gut über die algebraischen Formeln simuliert werden. Entsprechende Sensoren zur Überprüfung der berechneten Werte sind entweder in der Abgasnachbehandlungsanlage oder am Prüfstand vorhanden, so dass diese Messwerte einfach zur Anpassung des oder der Parameter genutzt werden können. Insbesondere die Katalysatoren

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weisen je nach Ausführung leichte Unterschiede in ihren realen Umsetzungsgraden auf, so dass eine Anpassung der algebraischen Formeln über die Parameter die Vorhersagegenauigkeit deutlich erhöht.

[0015] In einer weiterführenden Ausführungsform werden zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln des Abgasnachbehandlungsmodells die Ausgangsdaten der Stickoxidkonzentration, der Ammoniakkonzentration, der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration und der Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration des Abgasnachbehandlungsmodells mit den Messwerten der Sensoren zur Messung der Stickoxidkonzentration, der Ammoniakkonzentration, der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration und der Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration am Auslass der Abgasnachbehandlungsanlage verglichen. Auch diese Sensoren sind am Auslass der Abgasnachbehandlungsanlage vorhanden oder können einfach am Prüfstand im Bereich des Auslasses montiert werden. Durch die Verwendung dieser zusätzlichen Daten weiterer Abgaskomponentenkonzentrationen können entweder die vorhandenen Parameter zusätzlich angepasst werden oder je nach Emissionsmodell weitere Formeln mit entsprechenden Parametern genutzt werden, um die Vorhersagegenauigkeit zusätzlich zu erhöhen.

[0016] Um zuverlässige Messwerte der Sensoren zur Anpassung der Parameter zu erhalten, werden bei den Prüfstandsversuchen stabile definierte Betriebspunkte abgefahren, in denen die Eingangsdaten des Verbrennungs-Rohemissionsmodells jeweils konstant sind. Auf diese Weise können Fehler durch ungenaue Werte oder zeitliche Verschiebungen ausgeschlossen werden.

[0017] In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform werden bei den Prüfstandsversuchen stabile definierte Betriebspunkte abgefahren, in denen eine definierte Drehzahl und ein definierter Lastzustand vorliegen. Ein solcher Betriebspunkt führt üblicherweise auch zu konstanten Verhältnissen in der Abgasnachbehandlungsanlage und somit zu konstanten Konzentrationen der Abgaskomponenten.

[0018] In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung werden für die angepassten Parameter der algebraischen Formeln konstante Werte über den gesamten Betriebsbereich ermittelt. Dies bedeutet, dass ein Optimum ermittelt wird, bei dem der Fehler über alle Betriebspunkte durch die Anpassung der oder des Parameters minimiert wird. Diese Anpassung erfordert lediglich einen geringen Rechenaufwand im späteren Betrieb.

[0019] In einer alternativen Ausbildung werden für die angepassten Parameter der algebraischen Formeln Werte ermittelt, welche eine funktionelle Abhängigkeit von zumindest einem der Eingangsdaten des Emissionsmodells und insbesondere des Verbrennungs-Rohemissionsmodells aufweisen. Durch diese funktionelle Abhängigkeit beispielsweise vom vorliegenden Verbrennungsluftverhältnis kann eine noch genauere Anpassung an die realen Bedingungen vorgenommen werden, was die Vorhersagen der Abgasemissionen zusätzlich verbessert.

[0020] Es wird somit ein Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt, mit dem die gesetzlichen Vorgaben einer in allen Betriebszuständen möglichen zuverlässigen Ermittlung der Abgasemissionen erfüllt werden können, da das Emissionsmodell an den jeweiligen Verbrennungsmotor beziehungsweise seine Abgasnachbehandlungsanlage angepasst werden kann. Die dabei über das Emissionsmodell ermittelten Werte weisen eine hohe Genauigkeit auf, da bei der Berechnung eine Korrektur des Emissionsmodells durch die Einbeziehung realer Sensordaten erfolgt, die genutzt werden, um vorhandene Parameter in den die Abgasnachbehandlungsaggregate simulierenden algebraischen Formeln so anzupassen, dass die realen Messwerte den simulierten Ausgangsdaten möglichst genau entsprechen. So kann ein allgemein gültiges Emissionsmodell für verschiedene Motoren und Abgasnachbehandlungsanlagen genutzt werden, welches lediglich angepasst wird. Dies verringert den Aufwand zur Ermittlung eines gültigen Emissionsmodells deutlich.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungs-

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motor wird im Folgenden am Beispiel eines Otto-Verbrennungsmotors, anhand der Figur beschrieben.

[0022] Die Figur zeigt schematisch den Aufbau des Otto-Verbrennungsmotors mit seiner Abgasnachbehandlungsanlage an einem Prüfstand sowie die Arbeitsweise zur Anpassung des Emissionsmodells.

[0023] In der Figur 1 ist ein Verbrennungsmotor 10 dargestellt, dem über einen Luftzufuhrkanal 12, in dem eine Drosselklappe 14 zur Regelung der Luftmenge angeordnet ist, Luft zugeführt wird. Diese Luft gelangt in Brennräume 15 des Verbrennungsmotors 10, in welchen über Einspritzventile 16 aus einer Rail-Leiste 17 Benzin eingespritzt wird. Das Benzin wird mit der Luft in den Brennräumen 15 verdichtet, gezündet, verbrannt und durch die Kolbenbewegung wieder aus den Brennräumen 15 ausgestoßen. An den Brennräumen ist ein erster Sensor 18 eines Prüfstands 42 angeordnet, über den der Beginn der Verbrennung detektiert werden kann. Von hier gelangen die Verbrennungsprodukte, welche die Rohemissionen des Verbrennungsmotors 10 bilden, in einen Abgaskanal 20. In diesem Abgaskanal 20 ist eine Abgasnachbehandlungsanlage 22 ausgebildet, über die Schadstoffe aus den Rohemissionen katalytisch umgewandelt und gefiltert werden, um die schädlichen Abgasemissionen am Ende der Abgasnachbehandlungsanlage 22 entsprechend den gesetzlichen Vorschriften zu verringern.

[0024] In der Abgasnachbehandlungsanlage 22 ist stromabwärts der Brennräume 15 des Verbrennungsmotors 10 ein zweiter Sensor 24 in Form einer ersten Lambda-Sonde angeordnet, mit der das Verbrennungsluftverhältnis über den unmittelbar gemessenen Restsauerstoffgehalt bestimmt wird. Dieser als Lambda-Sonde ausgeführte Sensor 24 befindet sich stromaufwärts eines ersten und am nächsten zu den Brennräumen 15 des Verbrennungsmotors 10 angeordneten Dreiwegekatalysator 26, in dem neben weiteren Umwandlungen vor allem das im Rohabgas vorhandene Kohlenstoffmonoxid, die Stickoxide und unverbrannte Kohlenwasserstoffe in Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser umgewandelt werden und der als erstes Abgasnachbehandlungsaggregat 27 dient. Stromabwärts dieses ersten Dreiwegekatalysators 26 ist in der Abgasnachbehandlungsanlage 22 ein dritter Sensor 28 in Form einer Lambda-Sonde angeordnet, über die der verbleibende Restsauerstoffgehalt gemessen wird, so dass der Wirkungsgrad beziehungsweise eine Umsatzrate des Dreiwegekatalysators 26 überwacht werden kann und ein vierter Sensor 29 angeordnet ist, der als Multigassensor ausgeführt ist, über den zumindest die Ammoniak- und Stickoxidkonzentrationen an dieser Position gemessen werden können, wobei dieser vierte Sensor 29 üblicherweise Teil eines Prüfstandes 42 ist. Das Abgas strömt von hier aus weiter zu einem Partikelfilter 31, der als weiteres Abgasnachbehandlungsaggregat 30 dient und in dem während der Verbrennung entstandene Rußpartikel ausgefiltert werden. Stromabwärts des Partikelfilters 31 ist als drittes Abgasnachbehandlungsaggregat 33 ein zweiter Dreiwegekatalysators 32 angeordnet, in dem die noch nicht umgewandelten Kohlenstoffmonoxide, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe in Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser umgewandelt werden. Anschließend gelangt das Abgas zu einem fünften, ebenfalls als Multigassensor ausgeführten Sensor 34, über den die dort vorhandene Sauerstoffkonzentration, Ammoniakkonzentration und Stickoxidkonzentration gemessen wird und der im Bereich eines Auslasses 35 der Abgasnachbehandlungsanlage 22 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, an dieser Stelle lediglich einen Sensor zur Messung einer der genannten Konzentrationen anzuordnen oder auch drei einzelne Sensoren, von denen jeder zur Messung der Konzentration einer der genannten Abgaskomponenten dient. Des Weiteren sind am Auslass 35 der Abgasnachbehandlungsanlage 22 weitere Sensoren 36, 38, 40 zur Messung der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration sowie der Konzentration aller Kohlenwasserstoffverbindungen angeordnet, so dass auch die Konzentration der Nichtmethankohlenwasserstoffe bestimmt werden kann.

[0025] Diese letztgenannten Sensoren 36, 38, 40 sind üblicherweise Messelemente eines Prüfstandes 42, an den der Verbrennungsmotor 10 angeschlossen ist und der ein Dynamometer 44 aufweist, über den der Lastzustand und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 genau ermittelt beziehungsweise eingestellt werden können.

[0026] Der Verbrennungsmotor 10 wird über eine Motorsteuereinheit 46 angesteuert, welche so-

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wohl die Stellung der Drosselklappe 14 als auch die Einspritzdrücke und Einspritzzeiten der Einspritzventile 16 sowie weitere Aktuatoren regelt. Eine Schnittstelle der Motorsteuereinheit 46 ist entsprechend über elektrische Verbindungen mit den jeweiligen Stellern, und den Sensoren 24, 28, 34, also dem Verbrennungsdetektionssensor, den Multigassensoren und den Lambda-Sonden verbunden.

[0027] Des Weiteren ist die Motorsteuereinheit 46 mit der Auswerteeinheit 50 des Prüfstandes 42 verbunden, so dass dieser Auswerteeinheit 50 auch die Motorsteuerdaten und die Messwerte der Sensoren 24, 28, 34 vollständig zur Verfügung stehen. Des Weiteren ist diese Auswerteeinheit 50 mit den Sensoren 18, 29, 36, 38, 40 des Prüfstands 42 verbunden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Sensoren je nach Ausführung der Abgasnachbehandlungsanlage 22 entweder Teil dieser Abgasnachbehandlungsanlage 22 sein können oder am Prüfstand 42 ausgebildet sein können. Nicht in der Abgasnachbehandlungsanlage 22 vorhandene Sensoren können entsprechend statt mit Motorsteuereinheit 46 der Abgasnachbehandlungsanlage 22 mit der Auswerteeinheit 50 des Prüfstandes 42 verbunden sein.

[0028] In der Motorsteuereinheit 46 oder in der Auswerteeinheit 50 ist zusätzlich ein Emissionsmodell 52 integriert, über welches aus den vorhandenen Daten die auftretenden Emissionen über algebraische Formeln, über die die chemischen und physikalischen Prozesse des Verbrennungsmotors 10 und seiner Abgasnachbehandlungsaggregate 27, 30, 33 simuliert werden, berechnet werden können. Die verwendeten algebraischen Formeln enthalten zumindest teilweise Parameter, über die dieses Emissionsmodell 52 durch die Versuche am Prüfstand 42 für jeden Verbrennungsmotor 10 kalibriert oder parametriert werden kann.

[0029] Im vorliegenden Fall besteht das Emissionsmodell 52 aus einem Verbrennungs-Rohemissionsmodell 53, über welches Rohemissionen aus den Betriebsdaten des Verbrennungsmotors 10 berechnet werden und einem Abgasnachbehandlungsmodell 54, über welches aus ermittelten Ausgangsdaten 58 des Verbrennungs-Rohemissionsmodells 53 die Emissionen am Auslass 35 der Abgasnachbehandlungsanlage 22 berechnet werden. Das Verbrennungs-Rohemissionsmodell 53 wird hierzu mit den Betriebsdaten des Verbrennungsmotors 10 versorgt. Diese Betriebsdaten, die als Eingangsdaten 56 dienen sind insbesondere die geometrischen Motordaten, die Daten betreffend die Last des Verbrennungsmotors und Motorsteuerdaten des Verbrennungsmotors 10, also Zünd- und Einspritzzeitpunkte in Abhängigkeit des Kurbelwellenwinkels, Betriebsdrücke und -temperaturen, der Lastzustand, die Kurbelwellengeschwindigkeit, die Daten der Kraftstoffeinspritzung, der Luftmassenstrom in Abhängigkeit der Stellung der Drosselklappe 14 und der Ventilsteuerzeiten, das Verdichtungsverhältnis und die Kraftstoffzusammensetzung. Hierzu wird aus dem Kraftstoffdruck und den Ventilöffnungszeiten der Einspritzventile 16 zunächst eine eingespritzte Kraftstoffmasse errechnet. Diese dient dann mit den ermittelten Verbrennungsdaten sowie der Luftmasse und dem Restgasanteil zur Berechnung eines Startzeitpunktes der Verbrennung in Abhängigkeit des Kurbelwellenwinkels, einer Abgaszusammensetzung und eines Abgasmassenstroms stromabwärts der Brennräume 15 des Verbrennungsmotors 10 im Verbrennungs-Rohemissionsmodell 53.

[0030] Die so gewonnenen Ausgangsdaten 58 dienen im Weiteren als Eingangsdaten 60 des Abgasnachbehandlungsmodells 54. In diesem werden die Umwandlungsvorgänge der beiden Dreiwegekatalysatoren 26, 32 und des Partikelfilters 31 durch die Verwendung der algebraischen Formeln simuliert, so dass aus der Rohabgaszusammensetzung und dem Rohabgasmassenstrom eine Abgaszusammensetzung und ein Abgasmassenstrom am Auslass 35 als Ausgangsdaten 62 des Abgasnachbehandlungsmodells 54 berechnet werden können, wobei die Ausgangsdaten 62 beispielsweise Werte für die Stickoxidkonzentration, die Ammoniakkonzentration, die Sauerstoffkonzentration, die Kohlenmonoxidkonzentration, die Methankonzentration und die Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration beinhalten, die somit virtuelle Emissionsmesswerte bilden.

[0031] Das Emissionsmodell 52 ist zunächst als allgemein gültiges Emissionsmodell 52 ausgeführt, welches die algebraischen Formeln enthält, welche einstellbare Parameter aufweisen. Diese Formeln simulieren die Vorgänge im Verbrennungsmotor 10 und in den vorhandenen Ab-

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gasnachbehandlungsaggregaten 27, 30, 33. Zur Erstellung eines für den getesteten Verbrennungsmotor 10 gültigen parametrierten Emissionsmodells 52 ist es notwendig, entsprechende Prüfstandsversuche am Verbrennungsmotor 10 durchzuführen, die dazu dienen, die Parameter des Emissionsmodells 52 so anzupassen, dass die realen Bedingungen möglichst exakt wiedergegeben werden. Hierzu wird am Prüfstand 42 eine möglichst große Anzahl an verschiedenen stationären Zuständen des Verbrennungsmotors 10 bezüglich seines Lastzustandes und seiner Drehzahl angefahren. Die dabei aufgenommen Ausgangsdaten 58, 62 werden ebenso wie die Messwerte der Sensoren 18, 24, 28, 29, 34, 36, 38, 40 in der Auswerteeinheit 50 gesammelt und mit diesen verglichen. Dies kann im Abgasnachbehandlungsmodell 54 entweder einzeln für jedes Abgasnachbehandlungsaggregat 27, 30, 33 erfolgen, zumindest für diejenigen Abgasnachbehandlungsaggregate 27, 30, 33, welche durch Parameter aufweisende Formeln simuliert werden, welche als Ausgangsdaten 62 Werte liefern, für die reale Messwerte in der Abgasnachbehandlungsanlage 22 vorliegen oder über die Abgasnachbehandlungsanlage 22 als Ganzes durchgeführt werden, so dass lediglich die Ausgangsdaten 62 verwendet werden. Auch können als Eingangsdaten 60 jedes Abgasnachbehandlungsaggregates 27, 30, 33 zur Weiterberechnung entweder die realen Messwerte der vorhandenen Sensoren 18, 24, 28, 29 verwendet werden oder die virtuellen Messwerte an der entsprechenden Position.

[0032] Die ermittelten virtuellen Messwerte werden daraufhin mit den ermittelten realen Messwerten verglichen. Ein solcher Vergleich ist in den Graphen 64, 66 beispielhaft für die Simulation des Startpunktes der Verbrennung und des Stickoxidgehaltes am Auslass 35 der Abgasnachbehandlungsanlage 22 dargestellt. Dabei zeigt der erste Graph 64 die Anordnung der simulierten, über das Verbrennungs-Rohemissionsmodell 53 berechneten Messwerte im Vergleich zu den realen Messwerten des ersten Sensors 18, über den der Beginn der Verbrennung detektiert wird, im Vergleich zu der Geraden, welche entsteht, wenn die simulierten Messwerte den realen Messwerten entsprechen würden. Es ist zu erkennen, dass durch Verschiebung und ein leichtes Kippen dieser Geraden diese sehr gut an die ermittelten Wertepaare angepasst werden kann, wie dies im zweiten Graphen 66 dargestellt ist, der die Ergebnisse des parametrierten VerbrennungsRohemissionsmodells 53 wiedergibt. Die hier dargestellte Verschiebung dieser Geraden kann einfach durch Anpassen des Parameters der Formel zur Berechnung des Verbrennungsbeginns durchgeführt werden, indem beispielsweise die Methode zur Minimierung der Fehlerquadrate genutzt wird, um den Parameter anzupassen. Die Verschiebung der Geraden bildet somit eine Art Korrekturfunktion zur Anpassung des einstellbaren Parameters.

[0033] In einem dritten Graph 68 sind die virtuellen Messwerte des Abgasnachbehandlungsmodells 54 im Vergleich zu den Messwerten des fünften Sensors 34, bezüglich dessen Messwerte zur Stickoxidkonzentration am Auslass 35 aufgetragen. Es wird deutlich, dass die Gerade, welche den Zustand abbildet, bei dem die virtuellen Messwerte den realen Messwerten entsprechen würden, etwas unterhalb der tatsächlichen Wertepaare liegt und leicht nach rechts gedreht ist. Im vierten Graphen 70 wurde diese Gerade erneut an die gefundenen Wertepaare angepasst und so die Funktion zur Einstellung des Parameters zur Bildung einer minimalen Abweichung zwischen den Messwerten des Sensors 34 und den virtuellen Messwerten ermittelt.

[0034] Die auf diese Weise gewonnenen Parameter können in Form von Korrekturfaktoren, Korrektursummanden oder auch Korrekturfunktionen, die auch von einem oder mehreren Eingangsdaten 56, 60 abhängig sein können, vorliegen und werden im Folgenden im Emissionsmodell 52 in der Motorsteuereinheit 46 gespeichert, wodurch das Emissionsmodell 52 an den getesteten Verbrennungsmotor 10 angepasst wird. Die Ausgangsdaten A des Emissionsmodells können somit entweder direkt durch den Parameter P berichtigt werden, also in der Form Apeu=P*A oder Aneu=P+A oder in den Berechnungsfunktionen des Emissionsmodells 52 enthalten sein. So kann zum Beispiel die Stickoxidmenge mnrox hinter den Brennräumen 15 durch das Verbrennungs-Rohemissionsmodell 53 aus den Messwerten beziehungsweise Motordaten zum Verbrennungsluftverhältnis I, dem Restgasanteil im Zylinder Rzyı, dem Verbrennungsschwerpunkt S, und der Temperatur im Zylinder bei Zündung Tzyı ermittelt werden, welche in diesem Fall als Eingangsdaten 56 in das Verbrennungs-Rohemissionsmodell 53 dienen. Eine Anpassung der ermittelten Stickoxidkonzentration über den Parameter Pryuox erfolgt hier beispielsweise, indem

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Mnox=X+Y+Z mit

X= f(1)? *c1+ f(Rzyı)? *C2 + f(Sv)?-C3

Y=f(Rzyı)*Pnox*Ca4 + f(Sv)* Prox*Cs

Z=f(1)*c6+HRzyı)*c7+f(Sy)*Ca+f(Tzyı)* Cat Prox*C104C411,

wobei c1-C11 konstante Werte sind.

Entsprechend wird in diesem Fall der Parameter als korrigierender Faktor in den Funktionen zur Berechnung genutzt, um die berechnete Stickoxidmenge an die gemessene Stickoxidmenge anzupassen.

[0035] Es sollte deutlich sein, dass die hier vorgenommenen Anpassungen des Emissionsmodells zur Parametrierung des Emissionsmodells lediglich beispielhaft sind. Entsprechende Anpassungen können für jeden beliebigen Messwert, der durch das Emissionsmodell bestimmt wird, vorgenommen werden. Auch muss diese Anpassung nicht durch die Bestimmung eines Parameters abgeschlossen werden, der durch Vergleich mit den Messwerten am Auslass ermittelt wird. Vielmehr kann diese Parametrierung für jedes einzelne Abgasnachbehandlungsaggregat vorgenommen werden, welches durch eine Formel simuliert wird, die einen solchen Parameter enthält. So können eine Vielzahl von Ausgangsdaten mit den entsprechenden Messergebnissen zur Korrektur verglichen werden. Das Verfahren eignet sich auch für alle Motoren mit Abgasnachbehandlungsanlagen, also beispielsweise für Otto-Motoren, Dieselmotoren, gasbetriebene Motoren oder Wasserstoffmotoren. Bei dem hier beschriebenen Aufbau können insbesondere auch die Ammoniakkonzentrationen., die Kohlenwasserstoffemissionen und die Methanemissionen zur Parametrierung der entsprechenden Formeln herangezogen werden.

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Ss N

Patentansprüche

1. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor mit folgenden Schritten:

- Speichern eines anpassbaren Emissionsmodells (52), bei welchem als Eingangsdaten (56, 60) Motorsteuerdaten und/oder Messwerte von Sensoren (24, 28, 29) des Verbrennungsmotors (10) und/oder seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22) genutzt werden, und welches algebraische Formeln mit einstellbaren Parametern enthält, über welche die physikalischen und chemischen Vorgänge des Verbrennungsmotors (10) und seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22) simuliert werden,

- Durchführen von Prüfstandsversuchen am Verbrennungsmotor (10) und seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22), an welche das Emissionsmodell (52) angepasst werden soll, wobei neben den Eingangsdaten (56, 60) des Emissionsmodells (52) über Sensoren (18, 24, 28, 29, 34, 36, 38, 40) reale Messwerte aufgenommen werden,

- Berechnen von Ausgangsdaten (58, 62) des Emissionsmodells (52), welche virtuelle Messwerte bilden,

- Vergleichen der über das Emissionsmodell (52) berechneten virtuellen Messwerten mit den über die Sensoren (18, 24, 28, 29, 34, 36, 38, 40) aufgenommenen realen Messwerten,

- Minimierung der Abweichung zwischen den virtuellen Messwerten und den realen Messwerten durch Anpassen der einstellbaren Parameter der algebraischen Formeln des Emissionsmodells (52),

- Speichern des angepassten Emissionsmodells (52) mit den ermittelten Parametern.

2. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verbrennungs-Rohemissionsmodell (53), welches einen ersten Teil des Emissionsmodells (52) bildet, als Eingangsdaten (56) die geometrischen Motordaten, die Betriebsdaten und Motorsteuerdaten des Verbrennungsmotors (10), die Daten der Kraftstoffeinspritzung, der Luftmassenstrom und die Kraftstoffzusammensetzung verwendet werden und anhand einzelner oder mehrerer zusammenhängender algebraischer Formeln, welche zumindest einen einstellbaren Parameter aufweisen, als Ausgangsdaten (58) eine Abgaszusammensetzung, ein Abgasmassenstrom und ein Verbrennungsluftverhältnis des Abgases stromabwärts von Brennräumen (15) des Verbrennungsmotors (10) berechnet werden.

3. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Ausgangsdaten (58) des Verbrennungs-Rohemissionsmodells (53) mit den über die Sensoren (24) ermittelten Messwerten stromabwärts der Brennräume (15) verglichen werden und die Parameter der die chemischen und physikalischen Vorgänge im Verbrennungsmotor (10) simulierenden algebraischen Formeln derart angepasst werden, dass die Abweichung zwischen den Ausgangsdaten (58) des Verbrennungs-Rohemissionsmodells (53) und den ermittelten Messwerten stromabwärts der Brennräume (15) des Verbrennungsmotors (10) minimiert wird.

4. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abgasnachbehandlungsmodell (54), welches einen zweiten Teil des Emissionsmodells (52) bildet, aus den berechneten Ausgangsdaten (58) des Verbrennungs-Rohemissionsmodells (53) oder ermittelten Messwerten von Sensoren (18, 24, 28, 29) und den die physikalischen und chemischen Vorgänge in jedem einzelnen vorhandenen Abgasnachbehandlungsaggregat (27, 30, 33) der Abgasnachbehandlungsanlage (22) simulierenden einzelnen oder zusammenhängenden algebraischen Formeln eine Abgaszusammensetzung

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und ein Abgasmassenstrom an einem Auslass (35) der Abgasnachbehandlungsanlage (22) als Ausgangsdaten (62) berechnet werden.

Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

für mehrere Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) algebraische Formeln mit zumindest einem einstellbaren Parameter im Abgasnachbehandlungsmodell (54) hinterlegt sind, wobei zu jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) einzeln Ausgangsdaten (62) über das Abgasnachbehandlungsmodell (54) berechnet werden, die mit den über die Sensoren (28, 29, 34, 36, 38, 40) ermittelten Messwerten stromabwärts jedes dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) verglichen werden und die Parameter der die chemischen und physikalischen Vorgänge in jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) simulierenden algebraischen Formeln derart angepasst werden, dass die Abweichung zwischen den Ausgangsdaten (62) des Abgasnachbehandlungsmodells (54) zu jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) und den ermittelten Messwerten stromabwärts jedes dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) minimiert wird.

Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln des Abgasnachbehandlungsmodells (54) die realen Messwerte der Sensoren (24, 28, 29) zur Messung der Stickstoffkonzentration, der Ammoniakkonzentration und des Verbrennungsluftverhältnisses als Eingangsdaten (60) des Abgasnachbehandlungsmodells (54) genutzt werden.

Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln, welche zur Simulation der chemischen und physikalischen Vorgänge in als Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 33) verwendeten Katalysatoren (26, 32) dienen, jeweils die realen Messwerte der Sensoren (29, 34) zur Messung der Stickoxidkonzentration und der Ammoniakkonzentration stromaufwärts und stromabwärts des entsprechenden Katalysators (26, 32) genutzt werden.

Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln des Abgasnachbehandlungsmodells (54) die Ausgangsdaten (62) der Stickoxidkonzentration, der Ammoniakkonzentration, der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration und der Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration des Abgasnachbehandlungsmodells (54) mit den Messwerten der Sensoren (34, 36, 38, 40) zur Messung der Stickoxidkonzentration, der Ammoniakkonzentration, der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration und der Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration am Auslass (35) der Abgasnachbehandlungsanlage (22) verglichen werden.

Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

bei den Prüfstandsversuchen stabile definierte Betriebspunkte abgefahren werden, in denen die Eingangsdaten (56) des VerbrennungsRohemissionsmodells (53) jeweils konstant sind.

Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

bei den Prüfstandsversuchen stabile definierte Betriebspunkte abgefahren werden, in denen

eine definierte Drehzahl und ein definierter Lastzustand vorliegen.

11. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die angepassten Parameter der algebraischen Formeln konstante Werte über den gesamten Betriebsbereich ermittelt werden.

12. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die angepassten Parameter der algebraischen Formeln Werte ermittelt werden, welche eine funktionelle Abhängigkeit von zumindest einem der Eingangsdaten (56) des Emissionsmodells (52) aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. A ‚hes AT 528 329 A1 2025-12-15

   Ss N

   Neue Patentansprüche

   1. Verfahren zur Parametrierung eines in einer Motorsteuereinheit oder einer Auswerteeinheit eines Prüfstandes hinterlegten Emissionsmodells für das On- Board-Monitoring System eines eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotors mit folgenden Schritten:

   - Speichern eines anpassbaren Emissionsmodells (52), bei welchem als Eingangsdaten (56, 60) Motorsteuerdaten und/oder Messwerte von Sensoren (24, 28, 29) des Verbrennungsmotors (10) und/oder seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22) genutzt werden, und welches algebraische Formeln mit einstellbaren Parametern enthält, über welche die physikalischen und chemischen Vorgänge des Verbrennungsmotors (10) und seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22) simuliert werden,

   - Durchführen von Prüfstandsversuchen am Verbrennungsmotor (10) und seiner Abgasnachbehandlungsanlage (22), an welche das Emissionsmodell (52) angepasst werden soll, wobei neben den Eingangsdaten (56, 60) des Emissionsmodells (52) über Sensoren (18, 24, 28, 29, 34, 36, 38, 40) reale Messwerte aufgenommen werden,

   - Berechnen von Ausgangsdaten (58, 62) des Emissionsmodells (52), welche virtuelle Messwerte bilden,

   - Vergleichen der über das Emissionsmodell (52) berechneten virtuellen Messwerten mit den über die Sensoren (18, 24, 28, 29, 34, 36, 38, 40) aufgenommenen realen Messwerten,

   - Minimierung der Abweichung zwischen den virtuellen Messwerten und den realen Messwerten durch Anpassen der einstellbaren Parameter der algebraischen Formeln des Emissionsmodells (52),

   - Speichern des angepassten Emissionsmodells (52) mit den ermittelten Parametern.

   2. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verbrennungs-Rohemissionsmodell (53), welches einen ersten Teil des Emissionsmodells (52) bildet, als Eingangsdaten (56) die geometrischen Motordaten, die Betriebsdaten und Motorsteuerdaten des Verbrennungsmotors (10), die Daten der Kraftstoffeinspritzung, der Luftmassenstrom und die Kraftstoffzusammensetzung verwendet werden und anhand einzelner oder mehrerer zusammenhängender algebraischer Formeln, welche zumindest einen einstellbaren Parameter aufweisen, als Ausgangsdaten (58) eine Abgaszusammensetzung, ein Abgasmassenstrom und ein Verbrennungsluftverhältnis des Abgases stromabwärts von Brennräumen (15) des Verbrennungsmotors (10) berechnet werden.

   3. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Ausgangsdaten (58) des Verbrennungs-Rohemissionsmodells (53) mit den über die Sensoren (24) ermittelten Messwerten stromabwärts der Brennräume (15) verglichen werden und die Parameter der die chemischen und physikalischen Vorgänge im Verbrennungsmotor (10) simulierenden algebraischen Formeln derart angepasst werden, dass die Abweichung zwischen den Ausgangsdaten (58) des Verbrennungs-Rohemissionsmodells (53) und den ermittelten Messwerten stromabwärts der Brennräume (15) des Verbrennungsmotors (10) minimiert wird.

   4. Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abgasnachbehandlungsmodell (54), welches einen zweiten Teil des Emissionsmodells (52) bildet, aus den berechneten Ausgangsdaten (58) des Verbrennungs-Rohemissionsmodells (53) oder ermittelten Messwerten von Sensoren (18, 24, 28, 29) und den die physikalischen und chemischen Vorgänge in jedem einzelnen vorhandenen Abgasnachbe-

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   handlungsaggregat (27, 30, 33) der Abgasnachbehandlungsanlage (22) simulierenden einzelnen oder zusammenhängenden algebraischen Formeln eine Abgaszusammensetzung und ein Abgasmassenstrom an einem Auslass (35) der Abgasnachbehandlungsanlage (22) als Ausgangsdaten (62) berechnet werden.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 4,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   für mehrere Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) algebraische Formeln mit zumindest einem einstellbaren Parameter im Abgasnachbehandlungsmodell (54) hinterlegt sind, wobei zu jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) einzeln Ausgangsdaten (62) über das Abgasnachbehandlungsmodell (54) berechnet werden, die mit den über die Sensoren (28, 29, 34, 36, 38, 40) ermittelten Messwerten stromabwärts jedes dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) verglichen werden und die Parameter der die chemischen und physikalischen Vorgänge in jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) simulierenden algebraischen Formeln derart angepasst werden, dass die Abweichung zwischen den Ausgangsdaten (62) des Abgasnachbehandlungsmodells (54) zu jedem dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) und den ermittelten Messwerten stromabwärts jedes dieser Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 30, 33) minimiert wird.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 5,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln des Abgasnachbehandlungsmodells (54) die realen Messwerte der Sensoren (24, 28, 29) zur Messung der Stickstoffkonzentration, der Ammoniakkonzentration und des Verbrennungsluftverhältnisses als Eingangsdaten (60) des Abgasnachbehandlungsmodells (54) genutzt werden.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 5,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln, welche zur Simulation der chemischen und physikalischen Vorgänge in als Abgasnachbehandlungsaggregate (27, 33) verwendeten Katalysatoren (26, 32) dienen, jeweils die realen Messwerte der Sensoren (29, 34) zur Messung der Stickoxidkonzentration und der Ammoniakkonzentration stromaufwärts und stromabwärts des entsprechenden Katalysators (26, 32) genutzt werden.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

   zur Anpassung der Parameter der algebraischen Formeln des Abgasnachbehandlungsmodells (54) die Ausgangsdaten (62) der Stickoxidkonzentration, der Ammoniakkonzentration, der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration und der Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration des Abgasnachbehandlungsmodells (54) mit den Messwerten der Sensoren (34, 36, 38, 40) zur Messung der Stickoxidkonzentration, der Ammoniakkonzentration, der Kohlenmonoxidkonzentration, der Methankonzentration und der Nichtmethankohlenwasserstoffkonzentration am Auslass (35) der Abgasnachbehandlungsanlage (22) verglichen werden.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   bei den Prüfstandsversuchen stabile definierte Betriebspunkte abgefahren werden, in denen die Eingangsdaten (56) des VerbrennungsRohemissionsmodells (53) jeweils konstant sind.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehand-

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   lungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 9,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   bei den Prüfstandsversuchen stabile definierte Betriebspunkte abgefahren werden, in denen eine definierte Drehzahl und ein definierter Lastzustand vorliegen.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   für die angepassten Parameter der algebraischen Formeln konstante Werte über den gesamten Betriebsbereich ermittelt werden.

   Verfahren zur Parametrierung eines Emissionsmodells für einen eine Abgasnachbehandlungsanlage aufweisenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 10,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   für die angepassten Parameter der algebraischen Formeln Werte ermittelt werden, welche eine funktionelle Abhängigkeit von zumindest einem der Eingangsdaten (56) des Emissionsmodells (52) aufweisen.

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