求出内燃机排气中氮氧化物和/或氨含量的方法和排气系技术

本发明专利技术涉及一种用于求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量的方法，内燃机具有布置在内燃机的排气系（10）中的催化器（100）、优选三元催化器和布置在催化器（100）下游的排气传感器（110）。按本发明专利技术的方法包括：求出内燃机的运行状态，该运行状态显示了内燃机的稀运行或浓运行；借助排气传感器（110）产生至少一个信号；和至少部分基于所求出的内燃机的运行状态和至少部分基于排气传感器（110）的至少一个信号求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量。含量和/或氨含量。含量和/或氨含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】求出内燃机排气中氮氧化物和/或氨含量的方法和排气系


[0001]本专利技术涉及一种用于求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量的方法和一种排气系，特别是涉及一种用于就内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量评估在内燃机的排气系中布置在催化器的、优选三元催化器的下游的排气传感器的信号的方法。

技术介绍

[0002]催化器用于车辆中的排气后处理，以便转化空气有害物并且使其不排放到周围环境中。在借助三元催化器的排气后处理中将一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和未充分燃烧的碳氢化合物（HC）转化成二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水（H2O）。
[0003]对用于内燃机的空燃混合物的控制或调节借助级联调节进行，级联调节由内部的调节回路和外部的调节回路构成，内部的调节回路调节在催化器上游的λ值，外部的调节回路则调节在催化器下游的λ值。催化器在此特别应当保持在最优的转化窗口中。为此值得期望的是，这样来控制或调节对催化器的、特别是三元催化器的氧气装载，使得催化器用约50%的氧气饱和或进行装载。因此可以确保充分的安全性以防止系统朝着稀的或浓的方向的可能的故障。

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务是，提供一种方法以及一种排气系，用它们能尽可能简单和准确地求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量。
[0005]这个任务用按照权利要求1所述的方法和按照权利要求10所述的排气系解决。优选的设计方案在从属权利要求中说明。
[0006]本专利技术基本上基于这样的思想，即，在催化器中、特别是三元催化器中，在排气中缺氧时，这就是说在浓的排气中，产生了氨，但在排气中的氮氧化物在催化器中几乎完全被还原。在氧过剩时，这就是说在稀的排气中，催化器则可以仅不完全地还原排气中的氮氧化物。因此在λ值已知时可以求出催化器下游排气中的氮氧化物含量和/或氨含量。此外，本专利技术还利用的是，排气传感器、例如氮氧化物传感器，基于其对氨的（横向）敏感度而显示氮氧化物含量和氨含量的和，并且通过求出内燃机的运行状态可以求出所述两个含量。当然，若内燃机的运行状态已知，这就是说，已知内燃机是稀运行还是浓运行，那么可以从排气传感器的信号求出排气中的氨含量和/或氮氧化物含量。
[0007]因此按照本专利技术的一个方面，公开了一种用于求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量的方法，内燃机具有布置在内燃机的排气系中的催化器、优选三元催化器和布置在催化器下游的排气传感器。按本专利技术的方法包括：求出内燃机的运行状态，运行状态可以显示是稀运行还是浓运行；借助排气传感器产生至少一个信号；和至少部分基于所求出的内燃机的运行状态和至少部分基于排气传感器的至少一个信号求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量。
[0008]在了解了内燃机的运行状态的情况下，可以如已经在上文中提到的那样，由排气
传感器的信号求出氮氧化物含量和/或氨含量。若例如存在内燃机的浓运行，那么几乎所有的氮氧化物均在催化器中被还原。此外，在催化器中，由于缺氧而产生了氨并且排气传感器的信号因此几乎完全显示排气中的氨含量。此外，在考虑到内燃机的运行状态的同时可以评估排气传感器的信号以区分氮氧化物含量和氨含量。
[0009]在一种优选的设计方案中，按本专利技术的方法还具有：借助排气传感器求出λ值。在此，至少部分基于所求出的λ值求出内燃机的运行状态。特别可以由所求出的λ值确认内燃机的运行状态是涉及到稀运行还是涉及到浓运行，其中，由此又可以推导出，氨在催化器中、优选在三元催化器中以何种程度产生或者不产生氨。
[0010]当所求出的λ值大于λ阈值时，排气传感器的至少一个所产生的信号优选显示排气中的氮氧化物含量。此外，当所求出的λ值小于λ阈值时，排气传感器的至少一个所产生的信号显示排气中的氨含量。
[0011]这特别基于，在超过λ阈值时，在排气中存在稀的排气，这就是说，氧气过剩，并且排气传感器的信号因此显示排气中的氮氧化物含量。与此相反的是，在低于λ阈值时存在浓的排气，这就是说，在排气中缺氧，因此排气传感器的信号基本上显示排气中的氨含量。
[0012]在按本专利技术的方法的一种优选的设计方案中，λ阈值被预先确定为是固定的值，例如1.0或200 mV，或者基于排气的温度、催化器的温度、排气质量流量、排气体积流量、排气速度和/或催化器老化状态动态地求出λ阈值并且因此根据内燃机的和/或排气系的运行参数可变地适配该λ阈值。
[0013]在另一种优选的设计方案中，按本专利技术的方法还包括：求出排气质量流量。在此，当所求出的排气质量流量大于预先确定的质量流量阈值时，还至少部分基于质量流量因子求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量。
[0014]特别是尽管在浓的排气条件下，但在排气质量流量很大时仍然可能由于排气在催化器中不充分的停留时间而导致氮氧化物的不完全转化。因此在这种状态下，在催化器下游在排气中可能同时既存在氮氧化物也存在氨。因此在本专利技术的这种优选的设计方案中规定，在超过预先确定的排气质量流量阈值时考虑到了质量流量因子，然后由该质量流量因子又可以从排气传感器的信号同时确定排气中的氨含量和氮氧化物含量。质量流量因子特别构造用于，将排气传感器的信号分成显示氮氧化物含量的氮氧化物信号和显示氨含量的氨信号。
[0015]优选基于排气的温度、催化器的温度、排气质量流量、排气体积流量、排气速度和/或催化器老化状态求出质量流量因子。质量流量因子因此可以是与内燃机的和/或排气系的运行参数动态地适配的因子。
[0016]在另一种有利的设计方案中，按专利技术的方法还具有：求出排气传感器对氨的敏感度，其中，在求出内燃机的排气中的氨含量时，考虑到了所求出的排气传感器对氨的敏感度。敏感度例如可以是之前确定的值或者可以在运行期间根据排气传感器的老化状态进行适配。
[0017]按本专利技术的方法优选还包括：至少部分基于所求出的内燃机的排气中的氨含量和至少部分基于一氧化碳相关因子求出内燃机的排气中的一氧化碳含量和/或至少部分基于所求出的内燃机的排气中的氨含量和至少部分基于碳氢化合物相关因子求出内燃机的排气中的碳氢化合物含量。
[0018]在此优选的是，基于排气的温度、催化器的温度、排气质量流量、排气体积流量、排气速度和/或催化器老化状态求出一氧化碳相关因子和/或碳氢化合物相关因子。
[0019]在此特别利用的是，氨含量可以是催化器下游、优选三元催化器下游排气中的一氧化碳和碳氢化合物的含量的合适的指示器。通过利用一氧化碳相关因子或碳氢化合物相关因子可以基于氨含量求出排气中相应的一氧化碳含量或碳氢化合物含量。
[0020]按照本专利技术的另一个方面，公开了一种用于内燃机的排气系，该排气系具有：用于后处理内燃机的排气的催化器；布置在催化器下游的排气传感器，该排气传感器构造用于产生显示了排气中氮氧化物的和/或氨的含量的信号；和控制单元，该控制单元接收排气传感器的信号并且构造用于实施按照前述权利要求中任一项所述的方法。
附图说明
[0021]本领域技术人员通过实施当前的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量的方法，内燃机包括布置在内燃机的排气系（10）中的催化器（100）、优选三元催化器和布置在催化器（100）下游的排气传感器（110），其中，该方法具有：
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求出内燃机的运行状态，该运行状态显示了内燃机的稀运行或浓运行；
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借助排气传感器（110）产生至少一个信号；和
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至少部分基于所求出的内燃机的运行状态和至少部分基于排气传感器（110）的至少一个信号求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/或氨含量。2.按照权利要求1所述的方法，还带有：
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借助所述排气传感器（110）求出λ值，其中，至少部分基于所求出的λ值求出所述内燃机的运行状态。3.按照权利要求2所述的方法，其中，当所求出的λ值大于λ阈值时，所述排气传感器（110）的至少一个所产生的信号显示排气中的氮氧化物含量，和/或当所求出的λ值小于λ阈值时，所述排气传感器（110）的至少一个所产生的信号显示排气中的氨含量。4.按照权利要求3所述的方法，其中，基于排气的温度、催化器的温度、排气质量流量、排气体积流量、排气速度和/或催化器老化状态求出所述λ阈值，或者将所述λ阈值预先确定为固定的值。5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，还带有：
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求出所述排气质量流量，其中，当所求出的排气质量流量大于预先确定的排气质量流量阈值时，还至少部分基于质量流量因子求出内燃机的排气中的氮氧化物含量和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：