老化确定的方法、灰烬识别的方法、控制设备以及内燃机技术

提出了一种用于在内燃机(1)的废气后处理系统(3)中的氧化催化器(7)的老化确定的方法，带有下面的步骤：获取废气后处理系统(3)的颗粒过滤器(7)的烟灰燃烧率(31)；依赖于至少一个变量使带有至少一个匹配参数(39)的函数与所述烟灰燃烧率(31)相匹配，对于所述变量所述匹配参数(39)的值依赖于所述氧化催化器(7)的老化，并且根据匹配参数(39)的通过匹配函数获取的值确定氧化催化器(7)的老化。

【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带有权利要求1的特征的用于在内燃机的废气后处理系统中的氧化催化器的老化确定的方法、一种带有权利要求9的特征的用于在内燃机的废气后处理系统的颗粒过滤器中的灰烬识别的方法、一种根据权利要求13所述的控制设备以及一种根据权利要求14所述的内燃机。
技术介绍
用于内燃机的废气后处理系统典型地具有颗粒过滤器，其设置成用于清洁由内燃机排出的废气去除烟灰颗粒(Rußpartikel，有时称为碳黑颗粒)。通过越过颗粒过滤器下降的差压的差压测量根据加载模型(Beladungsmodell)确定颗粒过滤器的加载(Beladung)。如果通过在废气中的二氧化氮引起的颗粒过滤器的被动的再生例如当内燃机在低负荷范围或者空转中较长地运行时不足够，则(尤其依赖于确定的加载)执行颗粒过滤器的主动的再生，在该主动的再生中烟灰颗粒被氧化。已表明，越过颗粒过滤器的差压水平在废气后处理系统的使用寿命期间缓慢地上升。该上升由两个彼此独立的效果产生：一方面在颗粒过滤器中灰烬越来越多地沉积，也就是说这样的成分，即其不能够燃烧，而是相反地持久地保留在颗粒过滤器中并且通过其混入(zusetzen，有时称为堵塞)颗粒过滤器提高了差压水平；另一方面在废气流的方向上看布置在颗粒过滤器上游的氧化催化器的老化导致在废气中以更少的程度形成二氧化氮。二氧化氮典型地在颗粒过滤器中应用为氧化剂，以为了即使在内燃机的这样的运行状态中也能够使烟灰颗粒氧化，即在该运行状态中废气温度不足够用于通过在废气中保留的剩余氧气浓度促使氧化。伴随氧化催化器的老化的上升而下降的二氧化氮浓度因此导致了降低的再生，从而差压水平通过以下方式上升，即颗粒过滤器不再以与在氧化催化器的新状态中相同的程度再生。单独通过差压测量不能将这两个效果(即一方面颗粒过滤器的增加的灰烬化(Veraschung)和另一方面氧化催化器的老化)彼此分离。因此原则上不可根据差压本身的增长确定，是否仅仅存在颗粒过滤器的增加的灰烬化，或者是否氧化催化器同时也显示出了老化效果。因此但是鉴于差压水平的上升也仅仅可实现加载模型的不充分的修正，因为区分两个效果对于差压上升的贡献是不可行的。然而为了能够始终可靠地确定利用烟灰颗粒对颗粒过滤器进行的加载，必须在加载模型中一方面考虑颗粒过滤器的灰烬化的程度并且另一方面也考虑颗粒过滤器的再生。在内燃机的这样的运行点中执行用于灰烬识别(Ascherkennung)的传统的方法，即在该运行点中氧化催化器的老化不对在颗粒过滤器中的烟灰燃烧率(Rußabbrandrate，有时称为碳黑燃烧率)产生影响，也就是说典型地在内燃机的额定功率中以及在高的废气温度中，在其中烟灰颗粒通过在废气中的剩余氧气浓度被氧化。显而易见的是，以这种方式丝毫不能获得关于氧化催化器的老化的信息，因为氧化催化器的老化在观察的运行点中不对烟灰燃烧率产生影响。因此加载模型与缓慢上升的差压水平的匹配必然保持不精确。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，创造一种用于氧化催化器的老化确定的方法，从而提及的缺点不出现。此外本专利技术的任务在于，创造一种用于在颗粒过滤器中的灰烬识别的方法，其中提及的缺点不出现，并且其中尤其在一方面颗粒过滤器的灰烬化的效果和另一方面氧化催化器的老化的效果之间能够进行区分。此外本专利技术的任务在于，创造一种控制设备和一种内燃机，在其中提及的缺点同样不出现。该任务通过创造带有权利要求1的特征的用于在内燃机的废气后处理系统中的氧化催化器的老化确定的方法解决。该方法具有下面的步骤：获取废气后处理系统的颗粒过滤器的烟灰燃烧率。依赖于至少一个变量(Größe)使带有至少一个匹配参数的函数与获取的烟灰燃烧率相匹配，其中对于依赖于变量观察烟灰燃烧率而言匹配参数的值依赖于氧化催化器的老化。根据所述至少一个匹配参数的通过匹配函数获取的值确定氧化催化器的老化。在此认识到，当依赖于这样的变量(对于该变量待匹配的函数的匹配参数的值依赖于氧化催化器的老化)观察烟灰燃烧率时，能够使用烟灰燃烧率因此颗粒过滤器的再生率以用于确定氧化催化器的老化。因此相对于所述变量绘出的烟灰燃烧率(以数学上用公式表达的方式)得出了函数，该函数参数上依赖于氧化催化器的老化。为此优选地在内燃机的这样的运行点或者运行范围中获取了烟灰燃烧率，即在该运行点或者运行范围中给出了这样的参数上的关系。因为灰烬化对烟灰燃烧率不产生影响(其中烟灰燃烧率相反地仅仅参数上依赖于氧化催化器的老化状态)，故以这种方式确定氧化催化器的老化是可行的。由此分离上文描述的效果是可行的，这再次导致了改善的灰烬识别以及加载模型与废气后处理系统的事实上当前的状态的更好的匹配。老化确定也能够被用于依赖需求地更换氧化催化器。由此省去了否则设置的预防性的更换，这随之带来了成本优势，尤其减少的维护成本。优选地执行该方法用于这样的废气后处理系统，即在该废气后处理系统中颗粒过滤器布置在氧化催化器下游，从而在氧化催化器中产生的氧化剂尤其二氧化氮能够应用于颗粒过滤器的再生。备选地或者附加地优选地执行该方法用于这样的废气后处理系统，即该废气后处理系统在该废气后处理系统中颗粒过滤器催化地施覆有氧化催化器材料。在这种情况下能够放弃在颗粒过滤器上游的氧化催化器。概念“氧化催化器”因此通常此处并且在下文中通常表示用于在废气中的氧化反应的催化的设备，尤其分离的氧化催化器和/或废气后处理系统的元件尤其颗粒过滤器的相应的催化覆层。优选了该方法的这样的实施方式，即该实施方式通过以下方式而出众，即通过将至少一个匹配参数与至少一个事先确定的特征值进行对比来确定氧化催化器的老化。如果待匹配的函数仅仅具有一个匹配参数，则该匹配参数优选地与阈值或者边界值对比。可行的是，储存大量阈值或者边界值，其中每个单个的阈值或者边界值代表了氧化催化器的一定的老化水平的特征，从而(依赖于阈值或者边界值的具体的数量和密度)可实现非常精确地确定氧化催化器的老化。如果应用具有多于一个的匹配参数的函数时，将所述多于一个的匹配参数优选地与在综合特性曲线中储存的参数组对比，以为了确定氧化催化器的老化。优选地所述阈值或者边界值或所述综合特性曲线对于确定的废气后处理系统或对于确定的内燃机固定地被实现或被储存特别优选地在设立成用于执行方法的控制设备中，例如在内燃机的控制器中。也优选了该方法的这样的实施方式，即该实施方式通过以下方式而出众，即依赖于颗粒过滤器的温度以及在废气中的氮氧化物浓度使所述函数与烟灰燃烧率相匹配。因此在这种情况下依赖于一方面颗粒过滤器的温度并且另一方面在废气中的氮氧化物浓度观察烟灰燃烧率，并且通过至少一个匹配参数的变化使所述函数与烟灰燃烧率匹配。即认识到，烟灰燃烧率在这样的温度范围内依赖于氧化催化器的老化状态，即在该温度范围中颗粒过滤器的再生基本上或者甚至完全地通过借助于作为还原剂的二氧化氮引起的烟灰的氧化发生，其中温度范围优选地从至少250°C达到最多450°C。烟灰燃烧率在此一方面依赖于在颗粒过滤器中的温度，尤其依赖于在颗粒过滤器中的废气的温度，并且另一方面依赖于在废气中的氮氧化物浓度，其中通过该氮氧化物浓度明确了，多少二氧化氮能够最大限度地作为还原剂供使用。在此此处并且在下文中利用概念“氮氧化物浓度”始终涉及作为一氧化氮和二氧化氮的浓度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在内燃机(1)的废气后处理系统(3)中的氧化催化器(7)的老化确定的方法，带有下面的步骤：‑ 获取所述废气后处理系统(3)的颗粒过滤器(7)的烟灰燃烧率(31)；‑ 依赖于至少一个变量使带有至少一个匹配参数(39)的函数与所述烟灰燃烧率(31)相匹配，对于所述变量所述匹配参数(39)的值依赖于所述氧化催化器(7)的老化，并且‑ 根据所述匹配参数(39)的通过匹配所述函数获取的值确定所述氧化催化器(7)的老化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 DE 102014203621.61.一种用于在内燃机(1)的废气后处理系统(3)中的氧化催化器(7)的老化确定的方法，带有下面的步骤：-获取所述废气后处理系统(3)的颗粒过滤器(7)的烟灰燃烧率(31)；-依赖于至少一个变量使带有至少一个匹配参数(39)的函数与所述烟灰燃烧率(31)相匹配，对于所述变量所述匹配参数(39)的值依赖于所述氧化催化器(7)的老化，并且-根据所述匹配参数(39)的通过匹配所述函数获取的值确定所述氧化催化器(7)的老化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述至少一个匹配参数(39)与至少一个事先确定的特征值对比来确定所述氧化催化器(7)的老化。3.根据前述的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，依赖于所述颗粒过滤器(5)的温度(T)以及在废气中的氮氧化物浓度使所述函数与所述烟灰燃烧率相匹配。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使线性的函数、二次多项式或者三次多项式与所述烟灰燃烧率相匹配。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过下面的步骤获取所述烟灰燃烧率(31)：-获取越过所述颗粒过滤器(5)下降的差压(25)；-根据加载模型从所述差压(25)中获取所述颗粒过滤器(5)的加载(27)；-获取进入到所述颗粒过滤器(5)中的烟灰输入(29)，并且-从所述加载(27)和所述烟灰输入(29)中获取所述烟灰燃烧率(...

【专利技术属性】
技术研发人员：B马莱蒂克，G法斯特，J尼迈尔，T施珀德，R米勒，
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