用于多相催化器的老化识别的方法、内燃机废气后处理系统和内燃机技术方案

本发明专利技术涉及一种用于多相的催化器（5）的老化识别的方法，具有如下步骤：在经过催化器（5）的介质流中检测催化器（5）下游的至少一个测量信号（17、19）；把随时间变化的输入信号（15）调制到介质流和/或催化器（5）上；根据随时间变化的输入信号（15）分析至少一个测量信号（17、19）的特性；获取催化器（5）的老化状态。

Method for aging identification of multiphase catalyst, exhaust gas aftertreatment system of internal combustion engine and internal combustion engine

The invention relates to a method for multiphase catalytic converter (5) for the identification of aging, with the following steps: after the catalytic converter (5) the medium flow detection in the catalytic converter (5) at least one measurement signal downstream (17, 19); the input signal varies with time (15) the modulation to the medium flow and / or catalytic converter (5); according to the input signal varies with time (15) of at least one measurement signal (17, 19) acquisition characteristics; catalytic converter (5) state of aging.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种根据权利要求1的用于多相催化器的老化识别的方法、一种根据权利要求11的内燃机废气后处理系统和一种根据权利要求15的内燃机。多相催化器，即，其材料以一种相态或物态存在，该相态/物态不同于要借助催化器转化的介质的相态或物态，作为主要的工作原理，所述催化器吸收并蓄存至少一种组分，所述组分参与借助催化器进行的还原。吸收或蓄存能力受到老化，这种老化通常无法预测，或者无论如何都几乎无法预测。在此，有各种不同的机理促使催化器老化。例如会发生毒化，在这种情况下，并未参与所希望的反应的物质永久地滞留在催化器表面上，进而阻挡了参与反应的物质的化合位置。也可能发生热老化，其具体方式尤其为，固态催化器材料的表面区域烧结在一起成为较大的颗粒，从而减小了可供催化使用的表面积。催化器材料基架中的化学结构也会随着时间而改变，其中，表面上的化合能量发生改变。这会要么导致反应物以减小的规模化合在表面上，但也可能会导致化合能量明显地增多，从而一次性化合的反应物无法再释放出来而是保持化合。由此也占用了化合位置，这些化合位置无法再供后续催化使用。特别是由于多种多样的可能的老化机理和各种不同的过程，几乎无法预测具体催化器的实际老化。但已表明，对催化反应的建模需要蓄存能力作为输出参数。这种建模经过特殊的实施，以便使得内燃机能够在遵守法定排放极限值的情况下运行。在此，所述建模特别是用来调节内燃机的废气后处理系统，和/或用于调节内燃机本身。按照用来对催化器的催化反应建模的已知方法，估算该催化器的蓄存能力并将其视为恒定。催化器的老化在此通常被算作为全局性的恶化因素，这种恶化因素有时用预先确定的时间关系来规定。由德国公开文献DE 10 2011 114 700 A1已知一种用于催化器的老化识别的方法，但其仅局限于催化器的全局性转化力下降。采用该方法无法直接探测蓄存能力。本专利技术的目的因而在于，提出一种无所述缺点的方法，其中，特别是允许在催化器的老化识别过程中精确地且直接地检测蓄存能力。本专利技术的目的还在于，提出无所述缺点的废气后处理系统以及内燃机。该目的的实现方式为，提出具有权利要求1的特征的方法。按照该方法，在经过催化器的介质流中检测催化器下游的至少一个测量信号。把随时间变化的输入信号调制到介质流和/或催化器上，根据随时间变化的输入信号分析至少一个测量信号的特性。通过这种方式获取催化器的老化状态。至少一个测量信号的特性在一定程度上被视为对随时间变化的输入信号的响应，所述特性在此直接与多相催化器的蓄存能力有关。因此，该蓄存能力进而还有催化器的老化状态可以直接由测量信号的特性简单地、稳妥地且可靠地识别出来。这里提出的方法因而提供了用来测量多相催化器的蓄存能力的直接的可行方案。术语“随时间变化的输入信号”尤其系指一种随着时间的推移而具有—优选周期性的—变化的信号。该信号优选具有一定的波形，例如正弦形或矩形，或者也可以具有复杂的波形，这种复杂波形优选可作为一些简单波形的叠加而产生。输入信号优选具有固定的频率、幅度和/或相位。但这并不排除输入信号的至少一个参数、特别是前述参数之一在所述方法中发生变化。例如可行的是，在所述方法中改变输入信号的频率、幅度和/或相位。特别是与时间相关地检测至少一个测量信号。在此，根据随时间变化的输入信号来分析所述测量信号的时间相关的特性。输入信号的频率和/或相位优选是已知的和/或预先给定，这明显简化了对测量信号特性的分析。特别是可以分析其频率，和/或分析输入信号的相位。优选对所分析的特性与至少一个特性曲线和/或至少一个特性曲线族相比较，由此获知催化器的老化状态，其中，特性曲线和/或特性曲线族具有催化器的指配于测量信号特性的老化状态。替代地或附加地可行的是，借助模型来求取催化器的老化状态，测量信号特性作为输入参数输入所述模型中。作为老化状态，优选直接求取催化器的蓄存能力。所述方法的一种优选的实施方式的特点是，该方法被实施用于内燃机的废气后处理。在该方法中特别优选地获取在内燃机的废气后处理系统中使用的催化器的老化状态。该方法在此优选是对内燃机的控制或调节的一部分。采用该方法获取的老化状态，优选催化器的蓄存能力，特别是在对废气后处理系统和/或内燃机的控制或调节中参与到催化反应的建模中，其中，这种建模需要蓄存能力作为输出参数。该催化器优选可以是被设计用来对氧化氮进行有选择性的催化还原的催化器（SCR催化器），和/或是氧化催化器。该方法的一种同样优选的实施方式的特点是，在老化识别时考虑至少一个测量信号的幅度变化。因而已表明，测量信号的幅度与催化器的老化状态有关。替代地或附加地，在老化识别时优选考虑至少一个测量信号的相位—特别是所述测量信号相对于输入信号的相移。因而已表明，相位也与催化器的老化状态有关。按照所述方法的一种优选实施方式，随时间变化的输入信号的参数、特别是其频率和/或相位保持恒定。在此，在输入信号的参数保持恒定的情况下，测量信号的—特别是相对于输入信号的—幅度变化和/或相位变化，表明了催化器的老化状况。该方法的一种同样优选的实施方式的特点是，改变随时间变化的输入信号。特别优选地改变随时间变化的输入信号的至少一个参数、例如频率、相位和/或幅度。在老化识别时考虑至少一个测量信号对输入信号变化的响应。因而已表明，测量信号以独特的方式—与催化器的蓄存能力相关地—对输入信号的变化做出反应。测量信号的这种反应因而可以被考虑用来老化识别，特别是用于确定催化器的蓄存能力。在此优选观察测量信号对输入信号变化的动态响应或反应。该方法的一种同样优选的实施方式的特点是，改变随时间变化的输入信号，而催化器的其它条件保持恒定。这尤其意味着，优选仅仅改变随时间变化的输入信号，而催化器工作的全部其它边界条件都保持恒定。由此避免对测量信号的各种不同的影响串混或混合，且能以特别高的精度进行老化识别。特别优选地，仅仅改变随时间变化的输入信号的一个参数，例如仅改变频率，仅改变相位，或者仅改变幅度，而输入信号的全部其它参数都保持不变，优选催化器的全部其它运行条件也都保持不变。由此可以再次提高该方法的精确度，因为变化的条件的数量越少，测量信号的动态响应就越能表明催化器的蓄存能力。例如可行的是，作为催化器的条件，使得要催化转化的介质的经过该催化器的物质流保持恒定，例如使得内燃机的废气物质流保持恒定，和/或使得催化器区域中的温度保持恒定。替代地或附加地，该方法的一种同样优选的实施方式的特点是，在老化识别时考虑至少一个测量信号与催化器的至少一个条件的关系，特别是考虑至少一个测量信号对催化器的至少一个变化的条件做出的反应。在此优选考虑测量信号的时间特性与催化器的至少一个边界条件的关系。例如可以将系统的抑制性作为催化器温度的函数存储为特性曲线，其中，根据抑制性相对于所存储的特性曲线的变化来确定出催化器的老化。根据输入信号对测量信号的分析在此按下述方式进行，考察也与随时间变化的输入信号有关的抑制性。该方法的一种同样优选的实施方式的特点是，检测在催化器下游的两个不同的测量信号，并与随时间变化的输入信号相关地分析所述测量信号的特性。在此可行的是，两个测量信号彼此分开地予以考察，其中，例如针对每个测量信号都幅度变化和/或相位变化。视边界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多相的催化器（5）的老化识别的方法，具有如下步骤：‑ 在经过催化器（5）的介质流中检测催化器（5）下游的至少一个测量信号（17、19）；‑ 把随时间变化的输入信号（15）调制到介质流和/或催化器（5）上；‑ 根据随时间变化的输入信号（15）分析至少一个测量信号（17、19）的特性；‑ 获取催化器（5）的老化状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.29 DE 102014208095.91.一种用于多相的催化器（5）的老化识别的方法，具有如下步骤：- 在经过催化器（5）的介质流中检测催化器（5）下游的至少一个测量信号（17、19）；- 把随时间变化的输入信号（15）调制到介质流和/或催化器（5）上；- 根据随时间变化的输入信号（15）分析至少一个测量信号（17、19）的特性；- 获取催化器（5）的老化状态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在老化识别时考虑至少一个测量信号（17、19）的幅度变化和/或相位变化。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，改变随时间变化的输入信号（15），其中，在老化识别时考虑至少一个测量信号（17、19）对输入信号（15）的变化的响应。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，改变随时间变化的输入信号（15），而催化器（15）的其它条件保持恒定。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在老化识别时考虑至少一个测量信号（17、19）与催化器（15）的至少一个条件的关系。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测在催化器（5）下游的两个不同的测量信号（17、19），并与随时间变化的输入信号（15）相关地分析所述测量信号的特性。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在老化识别时考虑第一测量信号（17）和第二测量信号（19）之间的相移。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：K韦勒，K鲁施，
申请(专利权)人：MTU腓特烈港有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE