用于调节催化器的用于废气组分的储存器的填充度的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于调节燃烧马达（10）的废气中的催化器（26）的废气组分储存器的填充度的方法，其中用第一催化器模型（100）来求取所述废气组分储存器的实际填充水平（

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节催化器的用于废气组分的储存器的填充度的方法
本专利技术涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于调节燃烧马达的废气中的催化器的废气组分储存器的填充度的方法。在其装置方面，本专利技术涉及一种按独立的装置权利要求的前序部分所述的控制器。
技术介绍
对于作为废气组分的氧气来说，这样的方法和这样的控制器相应地由DE10339063A1已知。对于已知的方法和控制器来说，用催化器模型从燃烧马达和排气系统的运行参数中计算催化器容积中的氧气的实际填充水平，并且对于燃料/空气比的调节根据实际填充水平与预先确定的目标填充水平的偏差来进行。此外，从本申请人的DE19606652A1中也已知这样的方法和这样的控制器。在空气-燃料-混合物在汽油机中不完全燃烧时，除了氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水（H2O）之外，大量的燃烧产物被排出，在所述燃烧产物中碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）在法律上受到限制。根据当今的现有技术，适用于机动车的废气极限值只能用催化式废气后处理来遵守。通过三元催化器的使用能够转化所提到的有害物质组分。对于HC、CO以及NOx同样高的转化率尤其对三元催化器而言仅仅在围绕着化学计量的运行点（λ=1）的窄小的λ范围、所谓的“转化窗口”中实现。为了在转化窗口中运行三元催化器，在当今的马达控制系统中典型地使用基于布置在三元催化器前面和后面的λ探测器的信号的λ调节。为了调节空气系数λ，在所述三元催化器的前面用布置在那里的前面的废气探测器来测量废气的氧含量，空气系数是用于燃烧马达的燃料/空气比的组成的量度，所述燃料/空气比是废气中的、在三元催化器的前面存在的氧气浓度。根据该测量值，所述调节对以基值的形式由预控制功能来预先给定的燃料量或喷射脉冲宽度进行校正。在预控制的范围内，根据比如所述燃烧马达的转速和负载来预先给定有待喷射的燃料量的基值。为了进行还更加精确的调节，额外地用另外的废气探测器来检测三元催化器下游的废气的氧气浓度。来自这个后面的废气探测器的信号用于导向调节（Führungsregelung），所述导向调节与所述三元催化器之前的、基于前面的废气探测器的信号的λ调节叠加。作为布置在所述三元催化器后面的废气探测器，通常使用阶跃-λ探测器，它在λ=1时具有非常陡峭的特性曲线并且因此能够非常精确地显示λ=1（KraftfahrtechnischesTaschenbuch（汽车技术手册）第23版第524页）。除了通常仅仅调节偏离λ=1的小的偏差并且被设计得比较缓慢的导向调节之外，在当前的马达控制系统中通常还有下述功能，所述功能在偏离λ=1的大的偏差之后以λ预控制的方式负责快速地重又到达转化窗口，这比如在具有滑行运行切断的阶段之后很重要，在所述具有滑行运行切断的阶段中给所述三元催化器装载氧气。这对NOx转化产生不好的影响。由于所述三元催化器的储氧能力，在所述三元催化器之前设定富油的或贫油的λ后，λ=1仍然能够在所述三元催化器的后面存在几秒钟。利用所述三元催化器暂时储存氧气的这种性能来补偿所述三元催化器之前的短时间偏离λ=1的偏差。如果在所述三元催化器的前面λ长时间不等于1，那么，一旦氧气填充水平在λ>1（氧气过量）时超过储氧能力或者一旦在所述三元催化器中在λ<1时不再储存氧气，则在所述三元催化器的后面也出现同样的λ。于是，在这个时刻所述三元催化器后面的阶跃-λ探测器表明离开了所述转化窗口。然而，直至这个时刻，所述三元催化器后面的λ探测器的信号并不表示即将发生突破，并且基于该信号的导向调节因此通常反应太迟，以至于燃料配给再也不能在突破之前及时做出反应。结果，出现了提高的尾管排放。当前的调节方案因此具有下述缺点，即：它们根据在所述三元催化器后面的阶跃-λ探测器的电压才较迟地识别到离开转化窗口。一种作为在所述三元催化器后面的λ探测器的信号的基础上对该三元催化器进行的调节的替代方案是，调节所述三元催化器的平均的氧气填充水平。尽管该平均的填充水平不能测量，但是根据开头所提到的DE10339063A1能够通过计算来建模。不过，三元催化器是具有随时间变化的系统参数的、复杂的非线性的系统。除此以外，所测量的或者所建模的、用于三元催化器的模型的输入参量通常带有不确定性。因此，通用的催化器模型通常在马达控制系统中不可用，所述通用的催化器模型能够足够精确地描述所述三元催化器在不同的运行状态中的性能（比如在不同的马达运行点中或者在不同的催化器老化等级中）。
技术实现思路
本专利技术与这种现有技术的不同之处在于权利要求1和独立的装置权利要求的特征性特征。在本专利技术中形成λ目标值，其中通过与第一催化器模型逆反的第二催化器模型将预先确定的目标填充水平换算为基础-λ-目标值，其中求取实际填充水平与所述预先确定的目标填充水平的偏差并且通过填充水平调节机构将所述偏差处理成λ-目标值-校正值，形成由所述基础-λ-目标值与所述λ-目标值-校正值构成的总和并且将所述总和用于形成校正值，用所述校正值来影响用于所述燃烧马达的至少一个燃烧室的燃料配给。在布置在三元催化器前面的废气探测器的信号的基础上调节所述三元催化器的填充水平具有以下优点，即：与建立在处于三元催化器后面的废气探测器的信号的基础上的导向调节相比，能够更早地识别即将离开催化器窗口，从而能够通过对于空气-燃料-混合物的提早的有针对性的校正来反作用于离开催化器窗口。在这方面，本专利技术能够实现对于在所述催化器容积中所储存的氧气量的得到改进的调节，用所述调节能够提早识别并且防止离开转化窗口并且所述调节作为现有的调节方案具有更为平衡的填充水平储备以对抗动态干扰。由此能够减少排放。能够用更低的用于三元催化器的成本来满足更严格的法规要求。一种优选的设计方案的特征在于，在第一调节回路中进行λ调节，在所述λ调节中作为λ实际值对布置在催化器上游的第一废气探测器的信号进行处理，并且在第二调节回路中形成λ目标值，其中通过与所述第一催化器模型逆反的第二催化器模型将所述预先确定的目标填充水平换算为λ调节的基础-λ-目标值，其中在与此并行的情况下作为用所述第一催化器模型来建模的填充水平与经过过滤的填充水平目标值的偏差来形成填充水平调节偏差，将这种填充水平调节偏差输送给填充水平调节算法，所述填充水平调节算法从中形成λ-目标值-校正值，并且其中将这个λ-目标值-校正值加到由所述逆反的第二催化器模型所计算的基础-λ-目标值上并且如此计算的总和形成λ目标值。也优选的是，所述第一催化器模型是系统模型的组成部分，所述系统模型附加于所述第一催化器模型还具有输出λ模型。在这里，“系统模型（Streckenmodell）”是指一种算法，该算法将也对用所述系统模型来模拟的对象产生影响的输入参量如此联结成输出参量，使得所计算的输出参量尽可能精确地相当于真实的对象的输出参量。在所考虑的情况下，真实的对象是整个处于输入参量和输出参量之间的物理系统。用所述输出λ模型，通过计算对后面的废气探测器的信号进行建模。进一步优选的是，所述第一催化器模型具有输入排放模型、填充水平模型和排放模型。另一种优选的设计方案的特征在于，所述第一催化器模型具有子模型，所述子模型中每个子模型配属于真实的三元催化器的子容积。此外优选的是，所述输出λ模型被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 用于调节燃烧马达（10）的废气中的催化器（26）的废气组分储存器的填充度的方法，其中用第一催化器模型（102）来求取所述废气组分储存器的实际填充水平（

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.15 DE 102016222418.21.用于调节燃烧马达（10）的废气中的催化器（26）的废气组分储存器的填充度的方法，其中用第一催化器模型（102）来求取所述废气组分储存器的实际填充水平（），除了另外的信号还向所述第一催化器模型输送在所述催化器（26）的上游伸到废气流中的并且对废气组成部分的浓度进行检测的第一废气探测器（32）的信号（λin,meas），其特征在于，形成λ目标值（λin,set），其中通过与所述第一催化器模型（100）逆反的第二催化器模型（104）将预先确定的目标填充水平（）换算为基础-λ-目标值，其中求取所述实际填充水平（）与所述预先确定的目标填充水平（）的偏差并且通过填充水平调节机构（124）将所述偏差处理成λ-目标值-校正值，并且形成由所述基础-λ-目标值与所述λ-目标值-校正值构成的总和，并且将所述总和用于形成校正值，用所述校正值来影响用于所述燃烧马达（10）的至少一个燃烧室（20）的燃料配给。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废气组分是氧气，在第一调节回路（22、32、128、130、132）中进行λ调节，在所述λ调节中作为λ实际值对所述第一废气探测器（32）的信号（λin,meas）进行处理，并且在第二调节回路（22、32、100、122、124、126、128、132、22）中形成λ目标值（λin,set），其中通过与第一催化器模型（102）逆反的第二催化器模型（104）将所述预先确定的目标填充水平（）换算为所述λ调节的基础-λ-目标值，并且其中在与此并行的情况下作为用所述第一催化器模型（100）来建模的填充水平（）与经过过滤的填充水平目标值（）的偏差来形成填充水平调节偏差，将这种填充水平调节偏差输送给填充水平调节算法（124），所述填充水平调节算法从中形成λ-目标值-校正值，并且其中将这个λ-目标值-校正值加到由所述逆反的第二催化器模型（104）所计算的基础-λ-目标值上并且由此计算的总和形成所述λ-目标值（λin,set）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一催化器模型（102）是系统模型（100）的组成部分，所述系统模型附加于所述第一催化器模型（102）还具有输出λ模型（106）。4.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：A瓦纳，M克诺普，J厄勒金，M埃卡特，M法伊，J弗劳哈默，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE