SE534479C2 - Skattning av en avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos en katalysatormodell - Google Patents

Description

lO 534 475 Kväveoxider NOX innefattar här och i hela detta dokument både kvävemonoxíd NO och kvävedioxid N02. För den önskade reaktionen i katalysatom l l0 råder ett stökiometriskt förhållande mellan den bildade ammoniaken och kväveoxidema NÛX i avgasema man vill rena. Det behövs en ammoniakmolekyl fór varje molekyl av kväveoxider NOX . För att katalysatorprocessen ska bli effektiv måste därför koncentrationen ammoniak, och därmed också flödet av doserad urea, motsvara och följa koncentrationen kväveoxider NO, i avgaserna man vill rena.

Koncentrationen kväveoxider NOX i avgaserna 120 innan katalysatom och även drifiiörhållanden, såsom till exempel temperaturen, varierar över tiden. Dessa variationer kan bero till exempel på hur fordonet körs och på den omgivande temperaturen. Till exempel varierar katalysatoms förmåga att ackumulera ammoniak med temperaturen, så att förmågan att ackumulera ammoniak är större vid låg temperatur än den är vid hög temperatur.

Doseringen av urea måste balanseras med dessa variationer för att ge önskad rening av avgaserna. Till exempel ska mer urea doseras om temperaturen går ner och mindre urea ska doseras om temperaturen går upp. Doseringen av urea måste alltså justeras fór att ge en effektiv stökiometrisk katalysatorprocess, och motverka närvaron av kväveoxider NOX och/eller ammoniak i de avgaser 130 som strömmar från avgasröret efier katalysatom.

För att kunna beräkna behövt flöde av doserad urea så att flödet av doserad urea anpassas till koncentrationen kväveoxider NOX i avgaser 120 uppströms från katalysatom 110, det vill säga de avgaser systemet 100 får från motorn, och till erforderlig mängd ackumulerad ammoniak kan en modell av katalysatom l 10 utnyttjas. Katalysatormodellen innefattar tillstånd för katalysatom, såsom till exempel temperaturer, och ackumulerad mängd ammoniak i katalysatom. En beskrivning av en sådan katalysator modell ges nedan.

Koncentrationen kväveoxider NO X uppströms från katalysatom ll0 kan bestämmas genom utnyttjande av en NO X -avkånnande sensor 122, vilken är placerad så att den bringas i kontakt med avgasema 120 innan de passerar katalysatom l 10. Koncentrationen kväveoxider NOX i avgasema 120 från motom kan även bestämmas genom utnyttjande av en modell, vilken beskriver koncentrationen kväveoxider NOK i varje driflspunkt. 534 479 För beräkningen av behövt flöde doserad urea kan även hänsyn tas till avgasflödet från motom. Avgasflödet går att mäta, men går även att beräkna baserat på driftparametrar såsom varvtal, laddtryck, insugningstemperatur och insprutad bränslemängd.

Figur 1 visar schematiskt en sensor 122, vilken kan innefatta en temperatursensor och en NOX -sensor, där sensom 122 är anordnad så att den bringas i kontakt med avgaserna från motom 120. Den schematiskt illustrerade sensom 122 kan här avkänna av koncentration av kväveoxider NO, och/eller temperatur och/eller flödet för avgaserna 120. I figur 1 är sensom 122 schematiskt visad såsom placerad uppströms från doseringsmunstycket 121.

Emellertid kan ternperatursensom, vilken är innefattad i sensom 122, vara placerad antingen uppströms eller nedströms från doseringsmunstycket 121. NO X -sensom, vilken är innefattad i sensom 122 bör dock vara placerad uppströms från doseringsmunstycket för att inte påverkas av doseringen. Sensom 122 tillhandahåller en eller flera signaler motsvarande koncentration av kväveoxider NO X och/eller ternperatur och/eller flödet för avgaserna 120 till en styrenhet 160. Sensom 122 kan vara placerad både innan och efter doseringsmunstycket 121 . Styrenheten 160 är även anordnad att ta emot en signal 132 från en NOX -sensor 131, vilken är placerad så att den bringas i kontakt med avgaser 130 nedströms från katalysatom 1 10, det vill säga med avgaser vilka har passerat katalysatom 1 10, och är avsedd att kärma av kväveoxider NOX , det vill säga både kvävemonoxid NO och kvävedioxid NO, , samt ammoniak NHa, i dessa avgaser 130.

Styrenheten 160 styr ett manöverorgan (aktuator) 140, vilket står i förbindelse med en ureatank 150 och med doseringsmunstycket. Manöverorganet 140 reglerar flödet av urea från ureatanken 150 till doseringsmunstycket 121 enligt de styrsignaler styrenheten 160 tillhandahåller manöverorganet 140. Styrenheten 160 utnyttjar katalysatormodellen för att avgöra hur manöverorganet skall styras.

En modellbaserad reglering av ureadoseringen för en SCR-katalysator möjliggör generellt ett effektivt utnyttjande av katalysatorns kapacitet för reduktion av NOX . Avgörande tör en prestanda hos styrningen (regleringen) av ureadosering är dock modellens noggrannhet.

Modellens noggrannhet beror av en noggrannhet hos en eller flera modellvariabler hos modellen, vilka motsvarar insignaler till modellen, och då särskilt insignaler tör koncentration 534 479 av NOX i avgasema l20 från motor och för flöde av doserad urea, tillstånd i katalysatom, samt använda egenskaper för katalysatom.

Dock är noggrannheten hos modellvariablerna inte alltid tillfredställande. Det finns relativt ofla en avvikelse hos en eller flera modellvariabler hos katalysatorrnodellen, vilka gör att katalysatormodellen inte stämmer överens med verkligheten. Dessa avvikelser kan variera med tiden och kan även vara olika stora beroende på modellvariabelns storlek. Till exempel ger en avvikelse hos insigrralerna fór både NOX före katalysator och flödet av doserad urea upphov till ett med tiden varierande fel i modellerade koncentrationer av kväveoxider NOX respektive ammoniak NH 3 efter katalysator.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod och ett system fór skattning av en avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos en katalysatorrnodell, vilka helt eller delvis löser ovan nämnda problem.

Detta syfte uppnås genom en metod för skattning av en avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos en katalysatorrnodell enligt kännetecknande delen av patentkrav l.

Syftet uppnås även genom ett system för skattning av en avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos en katalysatorrnodell enligt kännetecknande delen av patentkrav 20.

Syftet uppnås även genom ett datorprogram och en datorprogramprodukt vilka implernenterar metoden enligt uppfinningen.

Modellvariablema, för vilka avvikelser skattas, motsvarar någon eller några av insignaler till katalysatom, tillstånd i katalysatom och egenskaper för katalysatom. Genom uppfinningen tas en eller flera avvikelseparametrar fram, vilka var och en beskriver en relation mellan ett verkligt värde för någon av dessa insignaler till katalysatom, tillstånd i katalysatom och egenskaper för katalysatom och ett värde för en motsvarande modellvariabel. Dessa en eller flera avvíkelsepararnetrar kan sedan användas för att korrigera för fel i ínsignaler till, eller egenskaper för, katalysatormodellen. Dessa avvikelsepararnetrar kan, enligt föreliggande uppfinning, beräknas mycket beråkningseffektivt. 534 479 NOX -sensom 131 efter katalysatom utnyttjas här för att skatta avvikelser relaterade till modellvariabler, det vill säga för att skatta avvikelseparametrar, varigenom till dessa relaterade insignaler till och egenskaper fór katalysatorrnodellen kan korrigeras, så att bättre noggrannhet för modellen uppnås. Härigenom erhålls även en bättre prestanda hos regleringen av ureadosering.

Den skattade avvikelsen för en modellvariabel kan alltså till exempel vara bestämd för ett tillstånd, medan korrektionen görs på en insignal eller en egenskap som ger upphov till avvikelsen i tillståndet. Ett exempel på detta är fallet med skattning av avvikelse för tillståndet katalysatortemperatur, vilken sedan används fór korrigering av insignalen fór avgastemperatur före katalysatom. Här korrigeras alltså insignalen som relaterar till den skattade avvikelsen för tillståndet.

Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning kan katalysatormodellens insignaler justeras så att de stämmer väl överens med verkligheten. Detta gör att regleringen av urea kan göras mycket exakt, det vill säga att man kan minska ureaförbrukningen samtidigt som utsläppskraven uppfylls effektivt.

Eftersom avgasreningen blir mycket effektiv när föreliggande uppfinning utnyttjas kan utsläppskraven nås med en mindre katalysator. En mindre katalysator ger även mindre mottryck för motorn, vilket resulterar i minskad bränsleförbrukning.

Föreliggande uppfinning kan alltså användas vid modellbaserad reglering av ureadoseringen för en SCR-katalysator. Föreliggande uppfinning kan även utnyttjas för andra typer av katalysatorer. Till exempel kan den användas för tillämpningar, i vilka en modell utnyttjas fór att bestämma hur mycket kvävemonoxid NO som oxideras till kvävedioxid N02 över en oxidationskatalysator. För denna tillämpning används metoden fór att skatta awikelser i koncentrationen av kväveoxider NO, uppströms från oxidationskatalysatom samt för att skatta avvikelser för aktiviteten i oxidationskatalysatom. 534 479 Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bestäms värdet för awikelseparametem c NO , vilken beskriver avvikelsen hos insignalen för koncentration av kväveoxider NOX uppströms från katalysatom.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bestäms värdet för avvikelseparametern cr , vilken beskriver avvikelsen för tillståndet temperatur i katalysatom. Denna avvikelse är relaterad till en avvikelse hos insignalen för temperatur uppströms från katalysatom.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning bestäms värdet för avvikelseparametem ck, , vilken beskriver avvikelsen för en egenskap som hänför sig till aktivitet i katalysatom, eller awikelsen för insignalen som hänför sig till flöde i katalysatom.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bestäms värdet för avvikelseparametem ce , vilken beskriver avvikelse för ett tillstånd som hänför sig till täckningsgrad av ammoniak.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bestäms värdet för avvikelseparametem cum, , vilken beskriver avvikelsen hos insignalen för flöde av doserad urea.

Genom utnyttjande av dessa utföringsformer av uppfinningen erhålls alltså värden för avvikelseparametrar, vilka sedan kan utnyttjas för att korrigera respektive insignal till, eller egenskap för, katalysatormodellen. Det vill säga, avvikelseparametrarna används för att korrigera de insignaler till och egenskaper för katalysatom som de relaterar till. Framtagandet av dessa awikelseparametrar möjliggör alltså att regleringen för dosering av urea kan göras effektiv och exakt.

Avvikelseparametrama kan även användas för feldiagnos av systemet. Till exempel kan ett fel i en sensor uppströms från katalysatorn diagnostiseras om stora fel i insignalen för koncentration av kväveoxider NO X uppströms fi-ån katalysatom upptäcks.

Kortfattad figurförteckning Uppfinningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade ritningama, där: 534 479 Figur 1 visar en schematisk skiss av ett katalysatorsystem, Figur 2 visar ett flödesdiagram för metoden enligt föreliggande uppfinning, Figur 3 visar schematiskt en styrenhet.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Metoden enligt den föreliggande uppfinningen innefattar skattning av fel hos modellvariabler hos katalysatormodellen, såsom insignaler till modellen, tillstånd i modellen, och egenskaper för modellen. Skattningen är bland annat baserad på sensorsignalen som tillhandahålls av NO X -sensom 131. NOx-sensorn l3l kan ge antingen separata signaler fór kväveoxider INOY respektive ammoniak YNH] , eller en gemensam signal för dessa ïmm, (det vill säga NO,- sensorn 131 är en korskänslig NOX-sensor).

Den korskänsliga NO, -sensom 131 har ungefär samma känslighet för kvävemonoxid NO (nonnerad känslighet med värdet 1) som fór ammoniak NH 3 (nonnerad känslighet med värdet l), men har något lägre känslighet för kvävedioxid N02 ( normerad känslighet med värdet 0.7). Efier en effektiv katalysator-process har man dock normalt sett mest kvävemonoxid NO kvar i avgasema. Med en skattningsmetod kan dock en separat signal ha fór koncentrationen av kväveoxider och en separat signal im] fór koncentrationen av ammoniak erhållas från sensorsignalen Ixenx", .

Härefier följer en beskrivning av en katalysatormodell. Såsom förstås av en fackman kan katalysatormodeller definieras på en mängd olika sätt, varav denna beskrivna modell är ett exempel. En beskrivning av variabler och index använda i beskrivningen av katalysatormodellen och även efierfóljande ekvationer presenteras sist i beskrivningen.

Katalysatorrnodellen är formulerad som en tankseriemodell där aktivt material är indelat i skikt. I katalysatormodellen ingår följande reaktioner: Urea + H20 -> 2NH, + C02 (ekv. l) S+NH3 ->S-NH3 (ekv. 2) S-NH, ->S+NH3 (ekv. 3) lO 534 479 s 4s _ NH, + 4/vo + o, _» 4s + sH2o+ m, (ekv. 4) 4s _ NH; + 502 s 4s + sH,o + 4/vo (ekv. 5) I modellen ingår även ureasönderdelning (första reaktionen) från doseringsmunstycket 121 fram till katalysatorn 110. I modellen används fórenklingen att den isocyansyra (HNCO) som bildas vid sönderdelning av urea betraktas som ekvivalent med ammoniak.

Ureasönderdelningen behandlas som en homogen reaktion med reaktionshastigheten: fnak = km 'Gram 'Yufeaßp (ÛkV-Ö) Övriga reaktioner är katalytiska. Reaktíonshastigheten fór adsorption i tank k och skikt n uttrycks som: fc_a.k.n = ka; 'Crank 'YNH,,I<,n '(1 _ gm) (ekv- 7) Reaktionshastigheten fór desorption i tank k och skikt n uttrycks som: fc,d,k,n = kan 'Ûm (CkV- 8) Reaktionshastigheten for NO X -reduktion i tank k och skikt n uttrycks som: fc,r,k,n = km 'Utom 'Y~o,,k,n 'Ûm (ekV- 9) Reaktionshastigheten fór ammoniakoxidation i tank k och skikt n uttrycks som: fail/nn = kex 'Crow 'Ûkfl (ekV- m) Hastighetskonstanten för både homogen och katalytisk reaktion bestäms från Arrhenuis ekvation enligt: _ EH k M = ka] -e RT” (ekv. ll) 534 479 Den totala gaskoncentrationen bestäms från allmänna gaslagen enligt: c - p* :ork - R_Ts,k (ekv. 12) Totaltrycket Pk kan sättas till trycket efier katalysatom 110 som är lika med atmosfárstrycket om katalysatom är monterad sist i avgassystemet. För ett noggrannare värde kan tryckfallet från aktuell tank till slutet av katalysatom beräknas från fonnel för laminärströmningí en kanal och adderas till trycket efier katalysatom. Om katalysatom inte är sist i systemet kan trycket mätas eller beräknas från tryckfall över den eller de enheter som år placerade efier katalysatom.

För katalysatom kan följande materialbalans gällande gasflödet ställas upp för ämne i: F '(Yi,«-1,o _ Yfymo )“ rim: '(Yf.v<,o _ Yfym l* z VL; 'fm/m 'Vx = Û (ekV- 13) I Följande materialbalans kan ställas upp gällande gasfasen i skikt n för ämne i (homogena reaktioner försummadey ri,k,n-1 '(Yi,k,n-1 “Yf,k,n)“ rum '(Yi,/<,n ' Y/,k,n+1)+ 21/1,1 'fajkn 'Wu = Û (ekV- 14) I För innersta skiktet utgår andra termen enligt: ff,k,~-1 '(Yi,k,~-1 r Yr,k,~)+ 2%/ 'f e, 1,k,~ 'Wmv = Û (ekV- 15) 1 Materialbalanserna för gasflödet och för gasfasen i de aktiva skikten bildar ett ekvationssystem ur vilket molbråken för de olika ämnena i gasflödet och i gasfasen i de aktiva skikten bestäms. Masstransportkoefficienten för transport mellan gasflödet och första skiktet bestäms enligt: 534 479 1 O Åc/Lk 'Umm 11x10 1 pñlâlêxl (ekv. 16) kc 1 k Den' 1 k Masstransportkoefficienten för transport mellan skikten bestäms enligt: L” = (eb/_ 17) AX n + Axn+1 Filmtransportkoefficienten bestäms enligt: h - D» kw., = S d '-* (ekv. 18) För Sherwoods tal, Sh , kan asymptotiska värden för aktuell kanalgeometri användas. Den ordinära diffusiviteten bestäms enligt: T 1.75 Dilk : Dæfj ref Knudsendiflïxsiviteten bestäms enligt: d *8 - R - T DKJ-Ik = ïp ' (ekv.

Den effektiva diffusiviteten bestäms enligt: Deflihk = 1 fo 1 51:: + DKLK Den tidsberoende materialbalansen för adsorberad ammoniak ger tidsderivatan fór täckningsgrad enligt: 534 479 11 døkfl 1 =*'ZVS-NH j'fcjkn'W/ d: /vcj =- ' (ekv. 22) Täckningsgraden vid varje tidpunkt integreras sedan fram utifrån tidsderivatan. Temperaturen i gasflödet genom katalysatom 110 bestäms genom att lösa en värmebalans där hänsyn tas till den värme som överförs till det fasta materialet och reaktionsvärmet fór homogena reaktioner.

Effekten från reaktionsvärmet för homogena reaktioner bestäms enligt: oh, = Xrmvk (_ AH) (ekv. 23) i Värmebalansen för gasflödet löses därefter genom: TgIk = F “czw 'Ta/m *hk 'Åatx 'Tu + QM (ekv. 24) F-Cplg +hk -Achyk Där överföringskoefficienten för värme bestäms enligt: hk _ 'l/”Jlg (ekv. 25) För Nusselts tal, Nu , kan asymptotiska värden för aktuell kanalgeometri användas. Effekten från reaktionsvärmet för katalytiska reaktioner bestäms enligt: Oc, = ZZrCJJU, wkl” -(-AH,-) (ekv. 26) n i Den tidsberoende värmebalansen för det fasta materialet i katalysatom ger tidsderívatan för temperatur enligt: dT i = fw* .ACM .ggvk k . 7 dt mM-cns (e v 2 ) -Tsrwøcfi Temperaturen vid varje tidpunkt integreras sedan fram utifrån tidsderivatan. 534 479 12 Om katalysatormodellen, inklusive dess insignaler, stämmer helt överens med verkligheten blir regleringen av flödet av doserad urea relativt exakt och en effektiv rening uppnås.

Katalysatonnodellens noggrannhet är dock beroende av dess insignalers noggrannhet. De två insignaler som har störst betydelse fór katalysatormodellens noggrannhet är insignalen för NOX från motorn, det vill säga för koncentrationen av NO, uppströms från katalysatom 110, samt insignalen för flödet av doserad urea. När modellen används för reglering av ureadosering kommer fel i insignalerna att påverka emissionema av kväveoxider NOX och ammoniak NH 3 nedströms från katalysatom 110. Om till exempel insignalen för koncentrationen av NOX uppströms från katalysatom l 10 är för hög kommer regleringen att dosera mer urea i förhållande till NO X , vilket ger upphov till en högre koncentration ammoniak NH 3 efter katalysatom 110, det vill säga nedströms från katalysatom 110. En liknande avvikelse, vilken ger upphov till en liknande konsekvens, kommer att uppstå om det verkliga flödet av doserad urea är större än det begärda.

Katalysatorrnodellens noggrannhet är också beroende av noggrannheten hos dess använda egenskaper. Till exempel kan på grund av åldring av katalysatom uppstå en avvikelse hos egenskapen aktivitet, genom att aktiviteten med tiden försämras.

Föreliggande uppfinning utnyttjar principen att avvikelser för en eller flera modellvariabler hos katalysatorrnodellen kan skattas genom att jämföra verkliga koncentrationer av kväveoxider NOX och ammoniak NH 3 nedströms från katalysatom 110 med modellerade respektive koncentrationer. NO X -sensom 131 efter katalysatom utnyttjas här alltså för att skatta avvikelser relaterade till modellvariabler, det vill säga för att skatta avvikelseparametrar.

Tanken är att modellen beräknar utsignaler, i form av till exempel koncentrationer efter katalysatom. Hur väl dessa utsignaler stämmer överens med verkligheten beror på noggrannheten för ett antal modellvariabler, vilka motsvarar insignaler till katalysatom, tillstånd i katalysatom eller egenskaper för katalysatom. Det går också att ta fiam samband som representerar hur dessa modellvariabler avviker från verkligheten, det vill säga 534 479 13 avvikelseparametrar. Eftersom man kan sätta upp samband mellan dessa avvikelser och insignalema till respektive egenskaper för katalysatormodellen kan man också skatta fel i insignalema respektive egenskapema, och korrigera för dessa, så att bättre noggrannhet för modellen uppnås.

Till exempel kan man, fór att korrigera insignaler baserat på skattningen, bestämma hur de använda insignalerna (insignaler som används av modellen, vilka har fel/avvikelser) förhåller sig till de verkliga insignalerna (insignalerna utan fel/avvikelser). Felen i de modellerade koncentrationerna av kväveoxider NOX och ammoniak NH 3 nedströms från katalysatom relaterar då till felen/avvikelserna i insignalema fór till exempel NO X från motor, flödet av doserad urea, samt ternperatitr och flöde. Därför går det också att korrigera för avvikelsema i dessa insignaler.

Figur 2 visar ett flödesdiagram för en metod enligt föreliggande uppfinning. I ett första steg 201 av metoden jämförs en verklig signal med en skattad signal. Den verkliga signalen beror här av den av NO X -sensom 131 uppmätta sensorsignalen. Den skattade signalen beror av åtminstone en skattningsfunktion och utgör katalysatormodellens motsvarighet till den verkliga signalen.

I ett andra steg 202 av metoden utnyttjas jämförelsen för att bestämma åtminstone en avvikelseparameter för respektive åtminstone en skattningsfunktion. Var och en av dessa en eller flera avvikelseparametrar beskriver en relation mellan ett verkligt värde och ett värde för motsvarande modellvariabel.

Värdet för modellvariabeln motsvaras alltså av det verkliga värdet, varför avvikelseparametern relaterar det verkliga värdet till värdet för modellvariabeln. Alltså beskriver de en eller flera avvikelseparametrama hur väl modellen motsvarar verkligheten.

Värdet för modellvariabeln kan vara baserat på till exempel en mätning eller på en separat modell, där denna separata modell kan vara en annan modell än katalysatorrnodellen vilken används enligt föreliggande uppfinning. 534 479 14 Uppfinningen identifierar alltså en skillnad mellan hur modellen säger att en modellvariabel ska se ut och hur verkligheten säger att det motsvarande verkliga värdet ska se ut, och relaterar denna skillnad till insignaler till och egenskaper för katalysatom.

Genom att dessa en eller flera avvikelseparametrar kan bestämmas på detta sätt kan felen i insigrialerna till och egenskaperna för katalysatom, vilka relaterar till dessa avvikelseparametrar, bestämmas och korrigeras för. Då dessa fel korrigeras för erhålls en högre noggrannhet för insignalema till respektive egenskaperna för katalysatom, vilket resulterar i en effektivare reglering av ureadoseringen. Alltså erhålls genom metoden enligt föreliggande uppfinning en effektivare reningsprocess för katalysatom, vilket minskar förbrukningen av urea. Även bränsleförbrukningen kan minskas eftersom en mindre katalysator, med mindre mottryck för motom, kan användas för att nå utsläppskraven.

Enligt olika utföringsfonner av föreliggande uppfinning utnyttjas olika skattningsfunktioner för att bestämma avvikelseparametrama. Dessa skattningsfunktioner kommer att beskrivas i det följande. En av dessa skattningsfunktioner utgörs av en skattningsfunktion för kväveoxider f N01 och en utgörs av en skattningsfunktion för ammoniak f NH] .

Skattningsfunktíonen för kväveoxider f N01 beror av en materialbalans för en modellerad reaktion i katalysatorrnodellen och relaterar en modellerad koncentration av kväveoxider NO, nedströms från katalysatom ll0 till den av NO, -sensom l3l uppmätta sensorsignalen YNUX . Såsom beskrivits ovan kan en separat signal ym för koncentrationen av kväveoxider och en separat signal fw för koncentrationen av ammoniak erhållas genom samtidig skattning från sensorsignalen Ismw”.

Relationen mellan den modellerade koncentrationen av kväveoxider NOX nedströms katalysator 110 och den uppmätta sensorsignalen ïm beskrivs av en eller flera av avvikelseparametrama c NO, , c, , och ch. Avvikelseparameter c m beskriver avvikelsen för koncentration av kväveoxider NOX uppströms från katalysatom ll0. Avvikelseparameter c, beskriver avvikelsen för tillståndet temperatur i katalysatom l 10. Avvikelseparameter ck, lO 534 479 beskriver avvikelsen för egenskapen aktivitet i katalysatom eller för insignalen flöde i katalysatom.

Skattningsfunktionen för kväveoxider kan härledas från materialbalansen för en första ordningens reaktion i en tankserie. Skattningsfunktionen blir då en produkt mellan avvikelseparametern c NO, för kväveoxider NOX uppströms från katalysatom 110, molbråket för kväveoxider NOX uppströms från katalysatom l 10 samt en faktor för varje tank som beskriver hur mycket som återstår av ingående kväveoxider NO, efter respektive tank: f = . _ ______, " _ K 1 d k zs No, UNO, yuo,,o lll 1 + (krk kw af (e V ) - omsättningsvariabeln (kr)k representerar en första ordningens hastighetskonstant gånger uppehållstiden och bestäms från ingående och utgående kväveoxider NO X från respektive tank enligt: Y~o,,o _ 1 k : 1 Y (k1)k = y~z°ïffo (ekv. 29) _ 1 k e [2,K] Y/vo,,k,o Avvikelseparametern för omsättning ger inverkan av avvikelse i aktivitet/ flöde, täckningsgrad av ammoniak respektive temperatur enligt: t t» '~°~ 'e RR* °f här (ekvao) fkak = Ckf '9NH,,k ck, är avvikelseparametem för egenskapen aktivitet eller insignalen flöde, 0,, är avvikelseparametem för tillståndet täckningsgrad av ammoniak, cr är avvikelseparametem för tillståndet temperatur i katalysatom, och E A är aktiveringsenergin för reduktion av NO, . lO 534 479 16 Gemensamt för avvikelsepararnetrama är att värdet ett motsvarar frånvaro av avvikelse. För alla avvikelseparametrar utom för täckningsgrad av ammoniak indikerar värdet för avvikelseparametem med vilken faktor det använda värdet behöver multipliceras med för att motsvara det verkliga värdet. För täckningsgrad av ammoniak indikerar 2 minus avvikelseparametem det värde täckningsgraden ska upphöjas till för att motsvara verkligt värde.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar skattningsfunktionen för kväveoxider f NOA, en första relation mellan en modellerad koncentration av kvävemonoxid NO nedströms från katalysatom 110 och den av NO, -sensom 131 uppmätta sensorsignalen jmxo, , samt en andra relation mellan en modellerad koncentration av kvävedioxid N02 nedströms från katalysatom 110 och den av NOX -sensom 131 uppmätta sensorsignalen ~ y sensor ' Vidare relaterar, enligt en utfóringsform av föreliggande uppfinning, Skattningsfunktionen för ammoniak f NH: en modellerad koncentration av ammoniak NH; nedströms katalysatom till den av NO, -sensom 131 uppmätta sensorsignalen L", , och beror av en jämvikt mellan modellerad adsorberad ammoniak och modellerad ammoniak i gasfonn i en utloppsände hos katalysatom 110. Utloppsänden hos katalysatom utgörs normalt sett av den sista tanken i katalysatom 1 lO.

Skattningsfunktionen för ammoniak f NH: kan härledas från jämvikten mellan adsorberad ammoniak och ammoniak i gasfas i sista tanken av katalysatom. Avvikelseparametrarna relaterar katalysatormodellens värde för ammoniak NH 3 efter katalysatom till verkligt värde genom avvikelse i temperatur och täckningsgrad av ammoniak NH 3 enligt: frvH, = YNH,,K ' (ekV- 31) - ce är avvikelseparametem för tillståndet täckningsgrad av ammoniak, - cr är avvikelseparametem för tillståndet temperatur i katalysator, och 534 479 17 - AH är adsorptionsentalpin för adsorption av ammoniak NH3.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning relaterar alltså skattningsfunktionen för ammoniak f NH; en modellerad koncentration av ammoniak NH 3 nedströms från katalysatom l 10 till den av NO, -sensom 131 uppmätta sensorsignalen ÉNH; . Detta görs alltså genom utnyttjande av åtminstone en avvikelseparameter cT för tillståndet temperatur i katalysatom, och en avvikelseparamcter c,, för tillståndet täckningsgrad av ammoniak.

Vidare används skattningsfiinktionerna för kväveoxider f m, respektive för ammoniak f ”H3 för att skatta avvikelser hos en eller flera modellvariabler hos katalysatormodellen.

Modellvariablerna kan utgöras av insignaler till katalysatom, tillstånd för katalysatom eller av egenskaper för katalysatom, vilket beskrivs i det följande.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning utnyttjas skattningsfunktionen för kväveoxider f NO! för skattning av fel hos en insignal motsvarande en koncentration av kväveoxider NO X uppströms från katalysator 110. Detta görs genom att avvikelseparametern c NÛX för koncentration av kväveoxider NOX uppströms från nämnda katalysator skattas.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning utnyttjas skattningsftlnktionen för kväveoxider f m: , där skattningsfunktionen för kväveoxider f NOK innefattar en första relation mellan en modellerad koncentration av kvävemonoxid NO nedströms från katalysatom 110 och den av NO, -sensom 131 uppmätta sensorsignalen íNo , samt en andra relation mellan en modellerad koncentration av kvävedioxid N02 nedströms från katalysatom 110 och den av NO, -sensom 131 uppmätta sensorsignalen YNOI.

Genom användandet av denna skattningsfimktion f NO! , vilken innefattar dessa första och andra relationer, tillsammans med två separata avvikelseparametrar för kvävemonoxid c NO och för kvävedioxid cNOZ kan en skattning av en awikelse för modellvariabler som hänför sig till koncentration av kvävemonoxid NO uppströms från katalysatom respektive koncentration av kvävedioxid N02 uppströms från katalysatom göras. Därefter kan fel hos 534 479 18 två separata insignaler, vilka motsvarar en koncentration av kvävemonoxid NO uppströms från katalysatom l 10 respektive en koncentration av kvävedioxid N02 uppströms från katalysatom l 10 bestämmas, då de är relaterade till modellvariablema.

Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning utnyttjas skattningsfunktionen för kväveoxider f ML för skattning av fel hos en insignal, vilken relaterar till en temperatur i katalysatom 110. Detta görs genom att en avvikelseparameter c, för modellvaiiabeln för tillståndet som hänför sig till temperatur i katalysatom 110 bestäms. Denna avvikelsepararneter c, är relaterad till en insignal som påverkar temperaturen i katalysatom, vilket gör att felet hos denna insignal kan bestämmas, efiersom det är en avvikelse för denna insignal som resulterar i avvikelsen i tillståndet för temperatur i katalysatom.

Till exempel kan fel hos insignalen för avgasternperatur uppströms från katalysatom från sensom 122 ge upphov till en avvikelse i tillståndet för temperatur i katalysatom l 10. Genom att bestämma derma avvikelse hos tillståndet för temperatur i katalysatom kan även felet hos denna insignal bestämmas och korrigeras för.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning utnyttjas skattningsfunktionen för kväveoxider f N01 för skatting av avvikelse hos en egenskap som hänför sig till en aktivitet i katalysatom 110 eller för skattning av avvikelse hos en insignal motsvarande flöde i katalysatom l 10. Detta görs genom att en avvikelseparaineter ck, för egenskapen aktivitet eller insignalen flöde i nämnda katalysatom 110 bestäms.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning skattas någon av avvikelseparametrarna c NUX , vilken beskriver avvikelsen hos insignalen för koncentration av kväveoxider NOX uppströms från katalysatom, cr, vilken beskriver avvikelsen hos tillståndet temperatur i katalysatom 1 10, och ck, , vilken beskriver avvikelsen hos egenskapen aktivitet eller insignalen flöde i katalysatom, genom att en jämförelse mellan den av NO, -sensom 131 uppmätta sensorsigrialen 2,0! , vilken motsvarar en koncentration av kväveoxider NO, , och den skattade motsvarande signalen görs. 534 4?9 19 Denna jämförelse utnyttjar sambandet: ym = f,,0X(c,,...,ck)+ g , där (ekv. 32) - YNOX är det separata värdet för kväveoxider fi'ån den uppmätta sensorsignalen, - fNOX (c, ck) är den skattade signalen, - cl,...,ck är åtminstone en avvikelsepararneter, vilken utgörs av någon av avvikelseparametrama c NO! , c, och ch, och - s är en residual.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning utnyttjas skattningsfunktionen för ammoniak f NH: fór skattning av någon av avvikelseparanietrarna cT , vilken beskriver avvikelsen hos tillståndet temperatur i katalysatom 110, och ck, , vilken beskriver avvikelsen hos egenskapen aktivitet eller insignalen flöde i katalysatom, genom att en jämförelse av den av NO, -sensorn 131 uppmätta sensorsignalen 2% , vilken motsvarar en koncentration av ammoniak, och den skattade motsvarande signalen utförs.

Denna jämförelse utnyttjar sambandet: íw] = fw, (c,,...,ck )+ g , där (ekv. 33) - YNHJ är det separata värdet för ammoniak från den uppmätta sensorsignalen, - fw: (c,,...,ck) är den skattade signalen, - c,,...,c,, är åtminstone en awikelseparameter, vilken utgörs av någon av avvikelseparametrarna cr och ch, och - s är en residual.

Enligt en uttöringsfonn av föreliggande uppfinning utnyttjas både skattningsfunktionen för kväveoxider f Nor och skattningsfunktionen ßr ammoniak f NH! för skattning av någon av avvikelseparametrama c M, , vilken beskriver avvikelsen hos insignalen för koncentration av lO 534 479 kväveoxider NOX uppströms från katalysatom, c, , vilken beskriver avvikelsen hos tillståndet temperatur i katalysatom ll0, och ck, , vilken beskriver avvikelsen hos egenskapen aktivitet eller insignalen flöde i katalysatom, genom att en jämförelse mellan den av NOX - sensom 131 uppmätta sensorsignalen fsenso, och den skattade motsvarande signalen utförs.

Enligt denna utföringsform motsvarar den uppmätta sensorsignalen Ixenm, summan av en koncentration av kväveoxider NO, och en koncentration av ammoniak NH 1 , vilken är summan som normalt sett ges som utsignal av den korskänsliga NO X -sensom 13 l. Den skattade signalen utgörs här av modellens motsvarighet till summan av koncentrationen av kväveoxider NO, nedströms katalysatom 110 och koncentrationen av ammoniak NH; nedströms från katalysatom 110.

Skattningen utförs genom utnyttjande av en jämförelse av den uppmätta sensorsigrialen med den skattade signalen enligt: ïmßo, = fN0x(c,,...,c,,)+f,,H3(c,,...,c,<)+s , där (ekv. 34) - lens” är nämnda uppmätta sensorsignal, vilken utgör summan av en koncentration av kväveoxider NOX och en koncentration av ammoniak NII3 , - fw, (c,,..,, ck )+ fNHa (c,,..., ck) är den skattade signalen, - c, ,...,ck är åtminstone en avvikelseparameter, vilken utgörs av någon av avvikelseparametrama cm , c, och ck, , och - s är en residual.

Genom denna utföringsforrn kan avvikelser i modellvariabler skattas direkt utifrân utsignalen från den korskänsliga NOX -sensom 13 l.

Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning görs en skattning av avvikelse för en modellvariabel, vilken är en insignal motsvarande flödet av doserad urea, där en avvikelseparameter cum, för flödet av doserad urea skattas och utnyttjas. Ett problem vid 534 479 21 skattning av avvikelse i flödet av doserad urea är att det finns en dynamik mellan dosering av urea och reduktion av kväveoxider och ammoniak NH 3 efter katalysatom. Den dynamiska effekten uppstår genom att flödet av doserad urea först ger upphov till ammoniak NH, som sedan adsorberas i katalysatom. Denna adsorberade ammoniak NH, reducerar därefter NO X eller ger vid temperaturtransienter upphov till ammoniak NH 3 efter katalysatom, när ammoniak desorberar.

För att komma runt detta problem används enligt denna utföríngsforrn istället andra ekvivalenta mått på flödet av doserad urea. Det utnyttjas här att den urea som doseras ger upphov antingen till reduktion av kväveoxider NOX eller ammoniak NH; efier katalysatom.

Summan av reducerade kväveoxider NO; och ammoniak NH 3 efter katalysator är alltså ett ekvivalent mått på flödet av doserad urea. Ett ekvivalent flöde av doserad urea enligt katalysatormodellen (modellerat flöde av doserad urea) tas också fram och utnyttjas tillsammans med en skattningsfunktion för urea f” vilken relaterar nämnda modellerade rea 1 flöde av doserad urea till nämnda verkliga flöde av doserad urea, för att erhålla ett mått på modellerat flöde av doserad urea. Dessa ekvivalenta mått på flödet av doserad urea utnyttjas sedan i en jämförelse för att bestämma ett fel i insignal för flödet av doserad urea.

Alltså motsvarar, enligt utföringsformen, den verkliga signalen ett ekvivalent verkligt flöde av doserad urea Ém , vilket bestäms baserat på aktuellt avgasflöde, en uppmätt koncentration av kväveoxider NOI uppströms från katalysatom, saint på den av NOX -sensom l3l uppmätta sensorsignalen, där den uppmätta sensorsignalen innefattar en uppmätt koncentration av kväveoxider NO, och en uppmätt koncentration av ammoniak NH, nedströms från nämnda katalysatom l 10: Fuæa = FfY/vopo 'Y/vo, *YA/HJ » där (ekV- 35) _ E/rea är ekvivalent verkligt flöde av doserad urea, - F är avgasflödet, - y M, _0 är uppmätt koncentration av kväveoxider NO, uppströms från katalysatom, 534 479 22 - YNOX är det separata värdet för kväveoxider från den uppmätta sensorsignalen, - ïNm är det separata värdet för ammoniak från den uppmätta sensorsignalen.

Den av NO, -sensorn uppmätta sensorsignalen kan här innefatta verkliga separata värden för kväveoxider NO, och för ammoniak NH,. Dessa separata värden for kväveoxider NO, och för ammoniak NH 3 kan vara bestämda med separata sensorer, det vill säga att sensor 131 innefattar separata sensorer för kväveoxider NO; och för ammoniak NH, Dessa separata värden för kväveoxider NO: och för ammoniak NH 3 kan också bestämmas genom samtidig skattning från en NO, -sensom som mäter summan av NOI och NH3 , det vill säga från en korskänsli g sensor 131.

Det ekvivalenta flödet av doserad urea enligt modell E kan uttryckas som: /rea Puma = F '(Y~o.,o 'Y~o,.K + YNH,.K), dä? (CkV- 36) - Em är ett ekvivalent flöde av doserad urea enligt modell, - F är avgasflödet, - y NOA, är uppmätt koncentration av kväveoxider NO, uppströms från katalysatom, - y Nov K är ett modellerat värde för kväveoxider nedströms från katalysatorn, och - yNHPK är ett modellerat värde för ammoniak nedströms från katalysatom.

Vid skattningen av avvikelseparametrar för urea utnyttjas sambandet: »Euma = fu,e_.,(F,,,e, ,c,,...,ck )+ e , där (ekv. 37) - lïuæ, är det ekvivalenta verkliga flödet av doserad urea, - fm, (Fm, ,c,,..., ck) är skattat flöde av doserad urea, - c1,...,c,, är avvikelseparametrar för urea, och - s är en residual. lO 534 479 23 I det enklaste utförandet är skattningsfunktionen linjär, enligt: fuæa (Fuæ,,c,,...,c,, ) = cum -Fma , där (ekv. 38) - fam, (Fuma,c,,...,c,,) är skattat flöde av doserad urea, - cum, är en avvikelseparameter fór flödet av doserad urea, och - F Urea är ett ekvivalent flöde av doserad urea enligt modell.

Alternativt kan, till exempel, en polynomfunktion användas, varvid avvikelsen beskrivs av flera awikelseparametrar.

För att skatta felet i flödet av doserad urea utnyttjas alltså ett representativt värde fór verkligt flöde av doserad urea, det vill säga det ekvivalenta värdet fór det verkliga flödet av doserad urea än, . Ett representativt värde fór verkligt flöde av doserad urea Fuæa kan bestämmas från verkliga omvandlade kväveoxider NO, (differensen mellan kväveoxider NOX före och efter katalysator) plus verklig ammoniak NH, efler katalysator. Detta värde är ett korrekt mätt på flödet av doserad urea, efiersom flödet av doserad urea till största delen antingen reducerar NO, eller ger upphov till ammoniak NHa efier katalysatom.

Felet i flödet av doserad urea kan sedan skattas genom att jämföra det representativa (ekvivalenta) värdet för verkligt flöde av doserad urea lïuæ, med motsvarande ekvivalenta modellerat värde F l /rca från katalysatorrnodellen. J ämíörelsen görs alltså mellan verklig summa av och modellerad summa av omvandlade kväveoxider NO, genom katalysator plus ammoniak NH, efter katalysator. På så sätt minimeras inverkan av den problematiska dynamiska effekten för flödet av doserad urea, vilken beror på adsorption och desorption av ammoniak i katalysatom.

Om en linjär skattningsfunktion utnyttjas (enligt ekvation 38) ger skattningen ett värde för avvikelseparametem cuma , vilket indikerar det värde insignalen motsvarande flödet av doserad urea ska multipliceras med fór att motsvara verkligt värde. Värdet ett innebär alltså frånvaro av avvikelse. 534 479 24 Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bestäms den åtminstone en avvikelseparametern cl ,..., cl genom att analysera för vilket värde på den åtminstone en avvikelseparameter cl ,...,cl som residualen s i ekvationema 32, 33, 34, 37 och 38 minimeras. Det värde på den åtminstone en avvikelseparameter cl ,..., cl som minimerar residualen s väljs. Detta sätt att bestämma värdet på den åtminstone en avvikelseparameter cl ,..., c l kan göras effektivt och med utnyttjande av liten beräkningskapacitet, eftersom effektiva skattningsalgoritmer kan användas.

Dessa effektiva skattningsalgoritmer innefattar, enligt en utföringsfonn av uppfinningen, utnyttjande av ett Kalman-filter om ekvationema 32, 33, 34, 37 och 38 är linjära. Om ekvationema är olinjära kan ett utvidgat Kalman-filter (engelsk benämning: Extended Kalman filter) eller ett väntevärdesrikti gt Kalman-filter (engelsk benämning: Unscented Kalman- filter) användas. Det utvidgade Kalman-filtret används företrädesvis vid mindre olinjäriteter för ekvationema och det väntevärdesriktiga Kalman-filtret används om olinjäritetema är stora.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen utnyttjas en rekursiv minsta-kvadratmetod. Denna rekursiva minsta-kvadratmetod kan användas om ekvationerna är linjära eller måttligt olinjära.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning används framtagna awikelseparametrar cl ,..., cl för korrigering av åtminstone en insignal i, eller en åtminstone en egenskap för, katalysatormodellen, där den åtminstone en insignalen eller egenskapen har gett upphov till den bestämda avvikelsen hos modellvariabeln. Den eller de insignaler eller egenskaper som ska korrigeras har alltså en relation till en eller flera respektive modellvariabler. Då awikelsema, det vill säga avvikelseparametrama, för dessa en eller flera modellvariabler har bestämts, kan dessa användas för att korrigera respektive insignal eller egenskap.

Här används alltså framtagna värden för någon av avvikelseparametrama c m , cl , cl, , cl, , cum, för att korrigera motsvarande insignal eller egenskap. c m' beskriver avvikelsen hos insígnalen för koncentration av kväveoxider NOl uppströms från katalysatom. cl beskriver avvikelsen för tillståndet temperatur i katalysatom, vilket är relaterat till insignalen för temperatur uppströms från katalysatorn l l0. el, beskriver avvikelsen för en egenskap som 534 479 hänför sig till aktivitet i katalysatom, eller beskriver avvikelse för insignalen fór aktivitet, som hänför sig till flöde i katalysatorn. c, beskriver avvikelse för ett tillstånd som hänför sig till täckningsgrad av ammoniak. cum beskriver avvikelsen hos insignalen för flödet av doserad UfCä.

Genom utnyttjande av denna utfóringsforrn av uppfinningen erhålls alltså värden för avvikelseparametrar, vilka sedan kan utnyttjas för att korrigera de insignaler respektive egenskaper de relaterar till.

För alla avvikelsepararnetrar utom för täckningsgrad av ammoniak ca , indikerar det bestämda värdet för respektive avvikelseparameter värdet med vilken faktor insignalen behöver multipliceras med för att motsvara det verkliga värdet. För täckningsgrad av ammoniak indikerar 2 minus värdet hos avvikelseparametern ca det värde insignalen för täckningsgraden ska upphöjas till för att motsvara verkligt värde.

Täckningsgraden av ammoniak beror av ett flertal modellvariabler och påverkas av ett flertal avvikelser för modellen. Om alla insignaler i och egenskaper för katalysatonnodellen, genom utnyttjande av uppfinningen, har korrigerats till överensstämmelse med verkligheten kommer också tackningsgraden av ammoniak för katalysatormodellen stämma överens med verkligheten.

När avvikelseparametema beskriver en linjär avvikelse går korrigeringen enligt denna utfóringsform av uppfinningen till så att insignalen, vilken är behäftad med fel, multipliceras med värdet fór respektive avvikelseparameter för att ge ett korrigerat värde motsvarande det verkliga värdet, vilket efter multiplikationen inte är behäftat med fel.

Alltså erhålls det korrigerade värdet för koncentrationen av kväveoxider NOX genom att multiplicera insignalen för koncentration av kväveoxider NOK med avvikelseparametem cN,,_ . På motsvarande sätt erhålls det korrigerade värdet för temperatur i katalysatom genom att multiplicera insignalen för temperaturen med avvikelseparametem cT , och det korrigerade värdet för flödet av doserad urea genom att multiplicera insignalen för flödet av doserad urea med avvikelseparametem cum, . Det korri gerade värdet för täckningsgrad av 534 475 26 ammoniak erhålls genom att upphöja insignalen för täckningsgrad av ammoniak med två (2) minus värdet hos avvikelseparametem ce . Värdet ett (1) för dessa avvikelseparametrar innebär alltså frånvaro av avvikelse.

Enligt en utfóringsform av föreliggande uppfinning kan avvikelsepararnetrama även användas för feldiagnos av delar av systemet 100. Om tillexempel en sensor 100 uppströms från katalysatom är trasig kan det hända att den tillhandahåller utsignaler med stora fel. Detta kan enkelt diagnostiseras genom användande av föreläggande uppfinning, genom att stora fel i insignalen för koncentration av kväveoxider NOX uppströms från katalysatom upptäcks.

På motsvarande sätt kan till exempel felaktigheter i reglersystemet för doseringen av urea upptäckas om stora fel upptäcks hos insignalen för flödet av doserad urea. En fackrnan inser att övriga ovan beskrivna avvikelseparametrar på motsvarande sätt också kan användas för diagnos av andra felaktigheter.

Föreliggande uppfinning innefattar även ett system 100 för skattning av en avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos en katalysatormodell. Systemet 100 är anordnat att basera skattningen på den ovan beskrivna katalysatormodellen och på åtminstone en uppmätt sensorsignal från åtminstone en sensor 13 l ,vilken är anordnad att bringas i kontakt med avgaser nedströms från en katalysatom 110 Enligt föreliggande uppfinning innefattar systemet 100 ett organ, vilket är anordnat att jämföra en verklig signal med en skattad signal, där den verkliga signalen beror av den uppmätta sensorsignalen och där den skattade signal beror av åtminstone en skattningsfimktion och utgör katalysatormodellens motsvarighet till den verkliga signalen.

Vidare innefattar systemet 100 ett organ, vilket är anordnat att utnyttja denna jämförelse fór bestämmande av åtminstone en avvikelseparameter för respektive åtminstone en skattningsfunktion, där var och en av de en eller flera avvikelseparametrama beskriver en relation mellan ett värde för en modellvariabel och ett motsvarande verkligt värde.

Fackrnannen inser att en metod för skattning av avvikelse hos åtminstone en modellvariabel hos en katalysatormodell enligt föreliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datom utför metoden. 534 479 27 Datorprogrammet är innefattat i en datorprogramprodukts datorläsbara medium, varvid nämnda datorläsbara medium består av ett lämpligt minne, såsom exempelvis: ROM (Read- Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electiically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Figur 3 visar schematiskt styrenhet 160. Styrenheten 160 innefattar en beräkningsenhet 161, vilken kan utgöras av väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital Signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).

Beräkningsenheten 161 är förbunden med en, i styrenheten 160 anordnad, minnesenhet 162, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 161 den använda regleralgoritmen och katalysatormodellen, samt till exempel den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 161 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 161 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 162.

Vidare är styrenheten 160 försedd med anordningar 163, 164, 165 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågfoirner, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningar-na 164, 165 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av beräkningsenheten 161. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 161.

Anordningen 163 för sändande av utsignaler är anordnad att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 161 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalema, vilka kan överföras till andra delar av systemet.

Var och en av anslutningarna till anordningama för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN- buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. Även anslutningarna mellan sensorema 122, 131 och styrenheten 160 samt mellan manöverorganet 140 och styrenheten 160 visade i figur 1 kan utgöras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller trådlösa anslutningar.

En fackman inser att den ovan nämnda datom kan utgöras av beräkningsenheten 161 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 162. 534 479 28 Fackmannen inser också att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utföringsformema av metoden enligt uppfinningen. Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna utiöringsfonnerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utfóringsformer inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång. 534 479 29 Beskrivning av variabler i katalysatormodellen Variabel Beskrivning AW, Geometrisk area, tank k D,,,,¿k Effektiv difisivitet, ämne i, tank k Du, Ordinär diffusivitet, ämne i, tank k DK, k Knudsen diffusivitet, ämne i, tank k DM, Referensdiffusivitet, ämne i E A, j Aktiveringsenergi, reaktion j F Molflöde, avgas M,- Molmassa, ämne i NC Antal aktiva säten Nu Nusselts tal Pk Totaltryck, tank k QCJ. Effekt, reaktionsvärme katalytiska reaktioner QM Effekt, reaktionsvärme homogena reaktioner R Allmänna gaskonstanten S Aktivt säte Sh Sherwoods tal Tæf Referenstemperatur TM Temperatur gas, tank k TM Temperatur katalysator, tank k Vk Gasvolym i katalysatorkanal, tank k CM Specifik värme, gas cp, Specifik värme, katalysator om, Total gaskoncentration, tank k d Kanalstorlek d p Pordiameter fD Koefficient för porositet och porvindling hk Värmeöverföringskoefficient gränsskikt, tank k kan Massöveñöringskoefñcient gränsskikt, ämne i, tank k k M Hastighetskonstant, reaktion j, tank k ko., Preexponenti al faktor reaktion j ms, Massa katalysator, tank k fal/JU, Reaktionshastighet, katalytisk reaktion j, tank k, skikt n r,,,,¿k Reaktionshastighet, homogen reaktion j, tank k t Tid y,¿k,,, Molbråk, ämne i, tank, k, skikt n w” Massa aktivt material, tank k, skikt n F,¿k,,, Masstransportkoefficient, ämne i, tank k, skikt n AH i Reaktionsentalpi, reaktion j Ax,, Tjocklek, skikt n Å. g Värmeledningsiönnåga gas 534 479 3 0 v,¿,- Stökiometrisk koefficient, ärrme i, reaktion j 0,0, Täckningsgrad (dimensionslös ackumulation), tank k, skikt n 534 479 31 Beskrivning av index i katalysatormodellen Index Betydelse Antal tankar/ sista tanken Antal skikt/ innersta skiktet I gasflödet Adsorption Desorption Ammoniakoxidation NOK-reduktion :fioqmzzx Ureasönderdelning

Claims (20)

10 15 20 25 30 534 479 32 Patentkrav

1. Metod for skattning av en avvikelse fór åtminstone en modellvariabel hos en katalysatormodell, varvid nämnda skattning är baserad på nämnda katalysatorrnodell och på åtminstone en uppmätt sensorsignal från åtminstone en sensor (131), där nämnda åtminstone en sensor (131) är anordnad att bringas i kontakt med avgaser nedströms från en katalysator (1 10), kännetecknad av: - jämförelse av en verklig signal med en skattad signal, där nämnda verkliga signal beror av nämnda uppmätta sensorsignal och där nämnda skattade signal beror av åtminstone en skattningsfunktion och utgör katalysatonnodellens motsvarighet till nämnda verkliga signal, där nämnda katalysatormodell är en tankseriemodell, och - utnyttjande av nämnda järnfórelse fór bestämmande av åtminstone en avvikelsepararneter fór respektive nämnda åtminstone en skattningsfunktion, där var och en av nämnda åtminstone en avvikelseparameter beskriver en relation mellan ett värde fór en modellvariabel och ett motsvarande verkligt värde.

2. Metoden enligt patentkrav 1, varvid nämnda modellvariabel motsvarar en insignal, vilken hänför sig till en koncentration av kväveoxider NO X uppströms från nämnda katalysator (1 10), varvid - en av nämnda åtminstone en avvikelseparameter är en avvikelseparameter c NO för koncentration av kväveoxider NO X uppströms från nämnda katalysator (110).

3. Metoden enligt patentkrav 2, varvid närrmda modellvariabel motsvarar två separata insignaler, vilka hänför sig till en koncentration av kvävemonoxid NO uppströms från nämnda katalysator (1 10) respektive en koncentration av kvävedioxid N02 uppströms från nämnda katalysator (1 10).

4. Metoden enligt patentkrav 1, varvid nämnda modellvariabel motsvarar åtminstone ett tillstånd, vilket hänför sig till en temperatur i nämnda katalysator, varvid - en av nämnda åtminstone en avvikelseparameter är en avvikelseparameter of fór tillståndet fór temperatur i nämnda katalysator (1 10). 10 15 20 25 30 534 479 33

5. Metoden enligt patentkrav 1, varvid nämnda modellvariabel motsvarar en egenskap, vilken hänför sig till en aktivitet i nämnda katalysator, eller en insignal, vilken hänför sig till ett flöde i nämnda katalysator, varvid - en av nänmda åtminstone en avvikelseparameter är en awikelseparameter ck, för egenskapen för aktivitet i nämnda katalysator eller för insignalen för flöde i nämnda katalysator (1 10).

6. Metod enligt något av patentkraven 2-5, varvid: - nämnda verkliga signal utgörs av nämnda uppmätta sensorsignal, vilken motsvarar en koncentration av kväveoxider NOX nedströms från nämnda katalysator (1 10), - nämnda skattade signal utgörs av en modellerad koncentration av kväveoxider NO, nedströms nämnda katalysator (1 lO), och - en av nämnda åtminstone en skattningsfimktion är en skattningsfiinktion för kväveoxider f NO, , vilken relaterar nämnda modellerade koncentration av kväveoxider NO, till nämnda uppmätta sensorsignal.

7. Metoden enligt patentkrav 6, varvid nämnda jämförelse av nämnda uppmätta sensorsignal med nämnda skattade signal utnyttjar sambandet: ivo, = fNu,(c1»~--»c1<)+ 5 v där - jïmh är nämnda uppmätta sensorsignal, - f m (c, ,...,c,,) är nämnda skattade signal, - c,,...,ck är åtminstone en avvikelseparameter, vilken beskriver hur väl modellen motsvarar verkligheten, därk 2 l, och - e är en residual.

8. Metod enligt något av patentkraven 4-5, varvid: - nämnda verkliga signal utgörs av nämnda uppmätta sensorsignal, vilken motsvarar en koncentration av ammoniak NH, nedströms från nämnda katalysator (l 10), och - nämnda skattade signal utgörs av en modellerad koncentration av ammoniak NH, nedströms nämnda katalysator (1 lO), och - en av nämnda åtminstone en skattningsfunktion är en skattningsfiinktion för ammoniak 10 15 20 25 30 534 479 34 f NH: , vilken relaterar nämnda modellerade koncentration av ammoniak NH 3 till nämnda uppmätta sensorsignal.

9. Metoden enligt patentkrav 8, varvid nämnda järnförelse av nämnda uppmätta sensorsignal med nämnda skattade signal utnyttjar sambandet: YNH, = fNH, (cv--wc/Jl' E» där - ÉFN", är nämnda uppmätta sensorsignal, - fw! (c,,...,c,,) är nämnda skattade signal, - cl,...,ck är åtminstone en avvikelseparameter, vilken beskriver hur väl modellen motsvarar verkligheten, därk 2 l , och - e är en residual.

10. Metod enligt något av patentkraven 2-5, varvid: - nämnda verkliga signal utgörs av nämnda uppmätta sensorsignal, vilken motsvarar en summa av en koncentration av kväveoxider NO, och en koncentration av ammoniak NH, , - nämnda skattade signal utgörs av en summa av en modellerad koncentration av kväveoxider NO, nedströms nämnda katalysator (110) och en modellerad koncentration av ammoniak NH, nedströms nämnda katalysator (110), - en av nämnda åtminstone en skattningsfunktion är en skattningsfunktion fór kväveoxider f m , vilken relaterar nämnda modellerade koncentration av kväveoxider NO, till nämnda uppmätta sensorsignal, och - en av nämnda åtminstone en skattningsfunktion är en skattningsfunktion för ammoniak f W* , vilken relaterar nämnda modellerade koncentration av ammoniak NH, till nämnda uppmätta sensorsignal.

11. 1 l. Metoden enligt patentkrav 10, varvid nämnda järnfórelse av nämnda uppmätta sensorsignal med nämnda skattade signal utnyttjar sambandet: lean» = f1v0,(ci=~-=Ck)+ fNH,(c|1'~-1ck)+ 5 i där - ïxçutw, är nämnda uppmätta sensorsignal, - [vor (c, ,...,ck )+ f NH! (cl ,..., ck ) är nämnda skattade signal, 10 15 20 25 30 534 479 35 - c,,...,c,, är åtminstone en avvikelseparameter, vilken beskriver hur väl modellen motsvarar verkligheten, därk 2 1, och - e är en residual.

12. Metoden enligt patentkrav 1, varvid nämnda modellvariabel motsvarar en insignal, vilken hänför sig till ett flöde av doserad urea, varvid - en av nämnda åtminstone en avvikelseparameter är en avvikelseparameter cum, för flödet av doserad urea.

13. Metod enligt patentkrav 12, varvid - nämnda verkliga signal motsvarar ett verkligt flöde av doserad urea, vilket bestäms baserat på en uppmätt koncentration av kväveoxider NOX uppströms från nämnda katalysator, samt på nämnda åtminstone en uppmätta sensorsigrial från nämnda åtminstone en sensor (131), vilken är anordnad att bringas i kontakt med avgaser nedströms från katalysatom (110), där nämnda åtminstone en uppmätta sensorsignal innefattar en uppmätt koncentration av kväveoxider NO, och en uppmätt koncentration av ammoniak NH 3 , - nänmda skattade signal utgörs av ett modellerat flöde av doserad urea, och - en av nämnda åtminstone en skattningsfunktion är en skattningsfunktion för urea fum, , vilken relaterar nämnda modellerade flöde av doserad urea till nämnda verkliga flöde av doserad urea.

14. Metoden enligt patentkrav 13, varvid nämnda jämförelse av nämnda verkliga flöde av doserad urea med nämnda skattade signal utnyttjar sambandet: Em = fu,,¿,(F,,,,_,,,c,,._.,ck)+¿, där - Fuæa är nämnda verkliga flöde av doserad urea, - fuæ, (FW, ,c,,..., ck) är skattat flöde av doserade urea, - c, ,..., ck är åtminstone en avvikelseparameter, vilken beskriver hur väl modellen motsvarar verkligheten; och - s är en residual.

15. l5. Metoden enligt något av patentkrav 7, 9, l 1 eller l4 varvid, fór skattning av nämnda åtminstone en avvikelseparameter c, ,c2 ...,ck , vilken minimerar nänmda residual s, används 10 15 20 25 30 534 479 36 en beräkningsmetod i gruppen: - en beräkningsmetod utnyttjande ett Kalman-filter, - en beräkningsmetod utnyttjande ett utvidgat Kalman-filter, - en beräkningsmetod utnyttjande ett väntevärdesriktigt Kalman- filter, och - en rekursiv minsta-kvadratmetod.

16. Metod för korrigering av åtminstone en insignal i en katalysatormodell, kännetecknad av att nämnda korrigering utförs genom utnyttjande av skattning av nämnda avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos nämnda katalysatonnodell enligt något av patentkraven l-15, varvid var och en av nämnda åtminstone en insignal relaterar till åtminstone en av nämnda åtminstone en modellvariabel.

17. Metod för korrigering av åtminstone en egenskap för en katalysatormodell, kännetecknad av att nämnda korrigering utförs genom utnyttjande av skattning av nämnda avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos nämnda katalysatormodell enligt något av patentkraven 1-15, varvid var och en av nämnda åtminstone en egenskap relaterar till åtminstone en av nämnda åtminstone en modellvariabel.

18. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av patentkrav 1-17.

19. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 18, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium tillhörande något ur gruppen innefattande: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable EPROM) och hårddiskenhet.

20. System (100) för skattning av en avvikelse för åtminstone en modellvariabel hos en katalysatormodell, varvid nämnda system är anordnat att basera nämnda skattning på nämnda katalysatormodell och på åtminstone en uppmätt sensorsignal från åtminstone en sensor (13 l), där nämnda åtminstone en sensor (131) är anordnad att bringas i kontakt med avgaser nedströms från en katalysator (l 10), kännetecknat av 534 479 37 - ett organ anordnat att jämßra en verklig signal med en skattad signal, där nämnda verkliga signal beror av nämnda uppmätta sensorsignal och där nämnda skattade signal beror av åtminstone en skattningsfunktion och utgör katalysatormodellens motsvarighet till nämnda verkliga signal, där nämnda katalysatorrnodell är en tankseriemodell, och - ett organ anordnat att utnyttja nämnda jämförelse för bestämmande av åtminstone en avvikelseparameter fór respektive nämnda åtminstone en skattningsfunktion, där var och en av nämnda åtminstone en avvikelseparameter beskriver en relation mellan ett värde fór en modellvariabel och ett motsvarande verkligt värde.