用于运行内燃机的废气设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行内燃机（1）的废气设备的方法（200），所述废气设备具有至少两个催化器或部件（11、12、13），该催化器或部件被设立用于净化所述内燃机（1）的废气（10），所述方法包括获知（220）针对所述至少两个催化器（11、12、13）中的每一个催化器的个性化的加热需求以及根据所获知的加热需求执行（240）至少一个加热措施，使得所述个性化的加热需求中的每个加热需求被选择性地降低。还提出一种计算单元（20）和一种用于执行这类方法（200）的计算机程序产品。序产品。序产品。

【技术实现步骤摘要】
用于运行内燃机的废气设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于运行内燃机的废气设备的方法以及一种计算单元和一种用于执行该方法的计算机程序。

技术介绍

[0002]为了达到法律上规定的排放极限值，可以使用三元催化器（英文：three way catalyst，TWC），这些三元催化器可以实现将相关的气态有害物质NO
x
、HC以及CO转化成无害的产物如N2、H2O和CO2。为了使这些催化反应按照规定进行，催化器中的温度一般必须超过通常300
‑
400℃的所谓的起燃温度（Light
‑
Off
‑
Temperatur，熄灯温度）。一旦达到或超过该起燃温度，催化器则将相关的有害物质几乎完全转化。
[0003]与柴油马达相关联地，也可以使用另外的催化器类型例如氧化催化器或SCR催化器，这些催化器为了有效地净化废气也必须在相应的温度范围中运行。
[0004]为了尽可能快地达到该状态，可以应用所谓的马达内的催化器加热措施。在此，汽油马达的效率通过延迟的点火角被降低且这样提高了废气温度和进入到催化器中的焓。通过经适配的喷入策略（例如多次喷入）可以同时确保燃烧稳定性。
[0005]除了这些马达内的催化器加热措施之外，也可以使用外部的催化器加热措施，例如借助于可电加热的催化器或废气燃烧器。这类外部加热措施例如在DE 41 32 814 A1和DE 195 04 208 A1中被描述。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术提出具有独立权利要求的特征的一种用于运行内燃机的废气设备的方法以及一种计算单元和一种用于执行该方法的计算机程序。从属权利要求的以及下文的说明书的主题是有利的设计方案。
[0007]用于运行内燃机的废气设备的根据本专利技术的方法，该废气设备具有至少两个催化器或部件，这些催化器或部件被设立用于净化内燃机的废气（例如催化器、颗粒过滤器），该方法包括：获知针对至少两个催化器中的每一个催化器的个性化的加热需求；且根据所获知的加热需求执行至少一个加热措施，使得个性化的加热需求中的每一个加热需求被选择性地降低。也就是说，尤其是这样执行至少一个加热措施，使具有高的加热需求的催化器比具有低的加热需求的催化器被更强地加热。在本专利技术的框架下，所有被设立用于净化废气的部件（尤其是颗粒过滤器也）被称为催化器。
[0008]本专利技术考虑到在不同管辖区中尤其是在欧盟、美国和中国的现有废气极限值的不断收紧和对额外的（可能以前未涵盖的）有害物质（例如NH3）的监管，其中，该趋势可在世界范围传递。该收紧总体上导致废气后处理系统的复杂性增加，这些废气后处理系统通常由多个彼此跟随联接的催化器组成。出于构造空间的原因，除了靠近马达布置的催化器之外，也使用车辆的底盘中的催化器。
[0009]原则上可以区分不同的催化器类型，这些催化器类型分别具有用于实现最优效果
的特定的温度范围：
‑ꢀ
转化催化器（例如三元催化器（TWC），氧化催化器）：废气成分（HC、CO、NO
x
）可以在起燃温度以上在以化学计量的废气组成的情况下直接被转化成无害的物质（CO2、H2O、N2）。在氧气过量和相应的HC供应的情况下可以在催化器上进行放热反应。
[0010]‑ꢀ
存储催化器：与温度无关（例如颗粒过滤器）：炭黑颗粒被保留，不论催化器温度如何。在催化器温度升高且氧气过量时存在循环再生的必要性，用以清空催化器/过滤器。
[0011]与温度有关（例如NO
x
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存储催化器NSC、NH3‑
阻断催化器 ASC）：废气成分在催化器温度较低时已经被保留，然而在废气温度升高时可能出现释放效应（Ausspeichereffekte）。在催化器温度升高时存在循环再生的必要性，用以清空催化器。
[0012]‑ꢀ
还原剂催化器：废气成分在足够高的温度和在催化器中贮存的还原剂（NH3）的情况下在催化器中被转化。然而，在废气温度升高时可能出现还原剂的释放效应。
[0013]总而言之，利用本专利技术，每个催化器都在其特定的有利温度范围中运行且在所有运行条件（RDE，所谓的真实行驶排放（real driving emissions））下都可靠地确保这一点。与此相反地，到目前为止大多在冷启动后初始地将靠近马达的催化器升热（aufzuheizen）到起燃温度以上且在剧烈冷却的情况下可能适度地再加热就足够了。为了控制加热措施可以在废气管路中确定的位置处（例如在靠近马达的TWC的入口处）预先给定目标温度。为了颗粒过滤器再生，可以根据负载来执行暂时的整体废气温度升高。
[0014]在有利的设计中，该方法还包括：获知至少两个催化器中的每一个催化器的当前温度；分别获知至少两个催化器中的每一个催化器的相应的当前温度和相应的额定温度之间的偏差；且根据分别所获知的偏差获知个性化的加热需求。因为当前温度如已解释的那样是与转化能力特别相关的参数，所以可以基于该当前温度特别简单地获知加热需求。
[0015]温度的获知在此可以通过尤其是借助于一个或多个传感器的测量、和/或通过借助于废气设备或其部件的物理模型的计算、和/或通过它们的组合来进行。
[0016]尤其当所述当前温度低于相应的催化器的最低运行温度时，在此获知加热需求为最大，且当所述当前温度与相应的催化器的额定温度至少相同大小时，获知加热需求为零，尤其其中，额定温度大于最低运行温度，且当所述当前温度超过最低运行温度时，加热需求随偏差而减少。
[0017]在最大加热需求的情况下，至少一个或者说根据催化器所选择的加热措施于是可以优选相应地以最大加热功率运行，使得可以实现最小升热时间。这样，可以尽可能快地达到相应的转化窗口（温度范围，在该温度范围中相应的催化器具有其正常工作范围），由此使关于相应的废气成分的排放最小化。
[0018]额定温度和/或最低运行温度在此可以根据相应的催化器的老化值来确定，因为转化窗口会随着老化增加而（一般朝向更高的温度）推移。
[0019]替选地或附加地，相应的加热需求可以根据相应的催化器的相应的热活性体积份额、即催化器的相关体积（例如催化器中催化活性材料的体积）占相关体积的总体积的份额来获知，在该份额中已达到转化窗口。为此，尤其可以考虑废气设备或相应的催化器的热模型，使得例如用于执行该方法所必需的热传感装置更少。因为催化器一般不被均匀地加热
透（durcherw
ä
rmen），所以认为：转化窗口不是在催化器中的所有地方同时达到，而是首先在催化器的小的体积份额中且接着在其他的体积份额中达到（类似地适用于在以冷的质量流入流时例如惯性运行（Schubbetrieb）时的冷却）。从位于转化窗口中的确定的体积份额起，可以认为相应的催化器具有充足的转化功率，使得加热功率可以相应地被降低，用以实现效率的提高。
[0020]基于热活性体积来获知加热需求在此也可以与基于温度来获知加热需求相结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 用于运行内燃机（1）的废气设备的方法（200），所述废气设备具有至少两个催化器（11、12、13），所述催化器被设立用于净化所述内燃机（1）的废气（10），所述方法包括：获知（220）针对所述至少两个催化器（11、12、13）中的每一个催化器的个性化的加热需求且根据所获知的加热需求执行（240）至少一个加热措施，使得所述个性化的加热需求中的每个加热需求被选择性地降低。2.根据权利要求1所述的方法（200），包括：获知（210）所述至少两个催化器（11、12、13）中的每一个催化器的当前温度，分别获知所述至少两个催化器（11、12、13）中的每一个催化器的相应的当前温度与相应的额定温度之间的偏差且根据分别所获知的偏差获知（220）所述个性化的加热需求。3.根据权利要求2所述的方法（200），其中，所述温度的获知（210）通过尤其借助于一个或多个传感器的测量、和/或通过借助所述废气设备或其部件（11、12、13）的和/或所述内燃机（1）的物理模型的计算、和/或通过它们的组合来进行。4.根据权利要求2或3所述的方法（200），其中，当所述当前温度低于相应的催化器（11、12、13）的最低运行温度时，获知所述加热需求为最大，且当所述当前温度与相应的催化器（11、12、13）的额定温度至少相同大小时，获知所述加热需求为零，尤其其中，所述额定温度大于所述最低运行温度，且当所述当前温度超过所述最低运行温度时，所述加热需求随着偏差而减小。5.根据权利要求2、3或4所述的方法（200），其中，所述额定温度和/或所述最低运行温度根据相应的催化器（11、12、13）的老化值被确定。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法（200），其中，相应的加热需求根据相应的催化器（11、12、13）的相应的热活性体积份额来获知。7.根据权利要求6所述的方法（200），...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：