用于求取催化器的废气成分存储器的最大存储能力的方法技术

提出一种用于调节内燃机（10）的催化器（26）的废气成分存储器的建模的填充水平的方法，其中，在使用路段模型（100）的情况下实现对于建模的填充水平的调节。该方法的特征在于，在内燃机（10）的运行中求取催化器（26）针对废气成分的实际的最大存储能力并且在调节建模的填充水平时考虑该实际的最大存储能力。独立权利要求涉及一种控制器。

【技术实现步骤摘要】
用于求取催化器的废气成分存储器的最大存储能力的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于调节内燃机的催化器的废气成分存储器的建模的填充水平的方法。在其装置方面，本专利技术涉及一种根据独立装置权利要求的前序部分所述的控制器。
技术介绍
这种方法和这种控制器对于作为废气成分的氧气来说分别本身是已知的。由DE19606652B4公知通过计算对不可直接测量的平均的填充水平进行建模。在汽油发动机中空气-燃料混合物不完全燃烧的情况下，除了氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水（H2O）之外还排出大量燃烧产物，其中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）在法律上受到限制。根据如今的现有技术，仅通过催化的废气后处理才能遵守适用于机动车的废气极限值。通过使用三元催化器，可以转化所提及的有害物质成分。在三元催化器中，HC、CO和NOx的同时高的转化率仅在化学计量运行点（λ=1）周围的狭窄的λ范围中、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，在当今的发动机控制系统中典型地使用λ调节装置，该λ调节装置基于布置在三元催化器之前和之后的λ探测器的信号。为了调节过量空气系数（Luftzahl）λ，该过量空气系数是内燃机的燃料/空气比的组成的量度，在三元催化器之前用一个布置在那里的输入侧的废气探测器来测量废气的氧气含量。根据该测量值，调节装置校正以基础值的形式由混合物预控制功能预先给定的燃料量或喷射脉冲宽度。在混合物预控制的范围内，根据例如内燃机的转速和负荷来预先给定有待喷射的燃料量的基础值。为了更精确地调节，附加地利用另一废气探测器来检测三元催化器下游的废气的氧气浓度。这个输出侧的废气探测器的信号用于引导调节，该引导调节与在三元催化器之前的基于输入侧的废气探测器的信号的λ调节相叠加。作为布置在三元催化器之后的废气探测器，通常使用阶跃λ探测器，其在λ=1时具有非常陡的特性曲线并且因此可以非常精确地显示λ=1（动力行驶技术手册，第23版，第524页）。除了通常仅调整与λ＝1的小偏差并且设计得相对缓慢的引导调节之外，在当前的发动机控制系统中通常还存在一种功能，该功能在与λ＝1的大偏差之后以λ预控制的形式确保快速地再次达到转化窗口，这例如在惯性运行关断阶段之后是重要的，在该惯性运行关断阶段中三元催化器被加载以氧气。氧气的加载影响NOx转化。由于三元催化器的氧气存储能力，在三元催化器之前设定浓或稀λ之后，三元催化器之后还可能存在几秒λ＝1。三元催化器暂时存储氧气的这种特性被用于平衡三元催化器之前的λ＝1的短暂的偏差。如果在三元催化器之前在较长的时间范围内存在不等于1的λ，则一旦在λ＞1（氧气过量）时氧气填充水平超过氧气存储能力或者一旦在λ＜1时在三元催化器中不再存储氧气，则在三元催化器之后也设定相同的λ。在这个时刻，三元催化器之后的阶跃λ探测器也显示离开转化窗口。然而，直到该时刻，三元催化器之后的λ探测器的信号并不指示即将发生的突破（Durchbruch），并且基于该信号的引导调节因此通常只在直到燃料计量不能再在突破之前及时地作出反应的时间之后才做出反应。结果，出现增加的尾管排放。因此，当前的调节方案具有这样的缺点，即其根据三元催化器之后的阶跃λ探测器的电压仅能较晚地识别出离开转化窗口。基于三元催化器后的λ探测器的信号进行调节的一种替代方案或者补充方案是调节三元催化器的平均的氧气填充水平。该平均填充水平是不可直接测量的，但可根据开头所提及的DE19606652B4通过计算来建模。然而，三元催化器是指具有时变的路段参数的复杂的非线性路段。此外，用于三元催化器模型的经测量或建模的输入参量通常具有不确定性。
技术实现思路
本专利技术在其方法方面通过权利要求1的特征部分的特征与开头所述的现有技术相区别，而在其装置方面通过独立的装置权利要求的特征部分的特征来区别。权利要求1的特征部分的特征规定，在内燃机运行中求取并且在调节建模的填充水平时考虑催化器针对废气成分的实际的最大存储能力。控制器设置用于实施这样的方法。与权利要求1前序部分的特征相结合，通过特征部分的特征来实现确定催化器针对废气成分的实际的最大存储能力，利用其来补偿进入到路段模型中的测量或模型参量的不准确性和路段模型的不确定性。原则上，催化器的填充水平的基于模型的调节具有这样的优点，即与在基于布置在催化器下游的废气探测器的信号的引导调节中相比，能够更早地识别即将离开催化器窗口。由此可以通过提早地并且有针对性地校正空气-燃料混合物来反作用离开催化器窗口。通过根据本专利技术确定最大填充，基于模型的调节的稳健性可以得到改善。由此可以进一步减少排放。可以以较低的催化器成本来满足更严格的法律要求。结果，得到催化器的填充水平的进一步改善的基于模型的调节，借助该调节及早识别和防止离开催化器窗口。一种优选的设计方案规定，在预先确定的运行条件下测量催化器针对废气成分的实际的最大存储能力，在所述运行条件下预期有可靠的测量结果。进一步优选的是，废气成分是氧气。也优选的是，所述确定的运行状态紧接在燃料切断的惯性运行阶段之后，并且所述确定的运行状态是这样的运行状态，在该运行状态中，通过输入具有氧气不足的废气来清除废气成分存储器的在惯性运行阶段中进行的氧气填充。此外优选的是，所述确定的运行状态是这样的运行状态，在该运行状态中，可用来编址控制内燃机的控制器的适配性的特性曲线族存储器的运行参数被限制在预先确定的变化范围内，这些变化范围本身配属于所述建模的最大填充水平的预先确定的值。另一种优选的设计方案规定，运行参数是平均催化器温度和废气质量流量。另一种优选的设计方案规定，从清除开始直至达到废气成分存储器的填充的额定值来确定来自废气成分存储器的期望的氧气排出，并且从清除开始直至在废气流中布置在催化器下游的废气探测器的反应来确定氧气排出，将这两个值置于比例中，并且由该比例来确定在该运行状态中建模的最大存储能力的适配需求的量度。也优选的是，当直到催化器之后的λ探测器的信号从稀到λ＝1变换为止的氧气排出是直至建模的填充水平达到静态的额定值时的预期的氧气排出的两倍高，将用于适配需求的量度确定为建模的最大氧气存储能力的两倍。此外优选的是，如果直到催化器之后的λ探测器的信号从稀变换到λ＝1为止的氧气排出是直到建模的填充水平达到静态的额定值时的预期的氧气排出的一半，则将用于适配需求的量度确定为建模的最大氧气存储能力的一半。另一种优选的设计方案规定，适配需求是在用于通过运行参数的相关联的变化范围来限定的确定的运行点的特性曲线族中所存储的、用于催化器的最大的所建模的氧气填充水平的值，并且该值当对于该运行点求取了新的值时被该新的值超过。也优选的是，确定的运行状态是燃料切断的惯性运行阶段，在该惯性运行阶段期间通过向废气成分存储器送入氧气来进行废气成分存储器的填充。在装置方面优选的是，控制器设置用于执行所述方法的上述设计方案之一。其它优点由说明书和附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调节内燃机（10）的催化器（26）的废气成分存储器的建模的填充水平的方法，其中，在使用路段模型（100）的情况下进行建模的填充水平的调节，其特征在于，求取在内燃机（10）的运行中所述催化器（26）针对废气成分的的实际的最大存储能力并且在调节建模的填充水平时考虑该实际的最大存储能力。/n

【技术特征摘要】
20181227 DE 102018251720.71.一种用于调节内燃机（10）的催化器（26）的废气成分存储器的建模的填充水平的方法，其中，在使用路段模型（100）的情况下进行建模的填充水平的调节，其特征在于，求取在内燃机（10）的运行中所述催化器（26）针对废气成分的的实际的最大存储能力并且在调节建模的填充水平时考虑该实际的最大存储能力。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预先确定的运行条件下测量所述催化器（26）针对废气成分的的实际的最大存储能力，在所述运行条件下预期有可靠的测量结果。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述废气成分是指氧气。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定的运行状态紧接着燃料切断的惯性运行阶段，并且所述确定的运行状态是这样的运行状态，在该运行状态中，通过输入具有氧气不足的废气来清除废气成分存储器的在所述惯性运行阶段中进行的氧气填充。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定的运行状态是这样的运行状态，在该运行状态中，控制所述内燃机（10）的控制器（16）的适配性的特性曲线族（105）能够用其来编址的运行参数限于预先确定的变化范围，所述预先确定的变化范围本身配属于所述建模的最大存储能力的预先确定值。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述运行参数是平均的催化器温度和废气质量流量。


7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，从所述清除开始直至达到所述废气成分存储器的填充的额定值来确定来自所述废气成分存储器的预期的氧气排出，并且从所述清除开始直至在废气流中布置在所述催化器（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：M法伊，
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