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用于运行机动车尤其是汽车的内燃机的方法

2021-02-07 13:09:23

用于运行机动车尤其是汽车的内燃机的方法

  本发明涉及一种用于运行机动车尤其是汽车的内燃机的方法。

  DE 10 2010 025 791 A1公开了一种通过在机动车导航系统内确定从出发点至目标点的线路来减少污染物的方法,其中,在线路确定时考虑用于驶经该线路的污染物排放。在此规定了要考虑油耗和NOx粗排放的此消彼长关系。

  本发明的任务是提供一种方法,借此可实现机动车内燃机的尤其排放少的运行。

  该任务通过一种具有权利要求1的特征的方法来完成。在从属权利要求中说明了具有合适的发明改进方案的有利设计。

  在根据本发明的用于运行机动车尤其是汽车例如像轿车的尤其是呈活塞式发动机形式的内燃机的方法中,内燃机具有可被来自至少一个例如呈气缸形式的内燃机燃烧室的排气流过的排气设备。排气设备包括至少一个氮氧化物储存催化器,其也被称为NSK或储存催化器或储蓄催化器。另外,排气设备包括至少一个例如呈柴油颗粒过滤器形式的颗粒过滤器,其最好设置在储存催化器的下游。此外,排气设备包括至少一个SCR催化器,借此可以将排气除氮。“排气除氮”是指,排气可能含有的氮氧化物(NOx)可以通过选择性催化还原(SCR)至少部分从排气中被除去。SCR催化器此时设计用于造成或支持SCR,在这里,在SCR范围内排气可能含有的氮氧化物反应生成氮气和水。

  SCR催化器例如包括关于SCR或对于SCR起催化作用的第一催化器元件,其例如通过至少一个第一催化器层构成。第一催化器元件或者说第一催化器层例如被集成在颗粒过滤器中,从而例如颗粒过滤器具有对SCR起催化作用的第一层。因此,颗粒过滤器例如设计成SDPF。

  替代地或附加地,SCR催化器例如包括至少一个第二催化器元件,其例如关于或者说对于选择性催化还原起催化作用。例如第二催化器元件通过第二催化器层构成,其对于SCR起到催化作用。在此,例如第二催化器元件在流过排气设备的排气的流动方向上设于颗粒过滤器的下游。替代地或附加地可以想到,SCR催化器具有对于SCR或关于SCR起催化作用的第三催化器元件,其例如可以由第三催化器层构成。在此,第三催化器层对于SCR起到催化作用。此时可以想到,第三催化器元件或第三催化器层设于颗粒过滤器的上游和/或第二催化器元件的上游。各自层例如通过相应的涂层构成,其例如被施加至载体上。

  还可以想到,SCR催化器设于颗粒过滤器的下游且因此作为设于颗粒过滤器下游的部件构成。此时尤其可行的是,该颗粒过滤器具有至少一个对于或关于SCR起催化作用的层或涂层,从而例如该颗粒过滤器被设计成具有SCR涂层的颗粒过滤器、尤其是SDPF。尤其是呈SDPF形式的颗粒过滤器和设于颗粒过滤器下游的SCR催化器例如布置在同一个壳体内和/或形成排气再处理单元,其也被称为盒或组合盒。

  本发明的方法包括第一步骤,在此借助尤其是内燃机的电子计算装置来预测确定前瞻数据/预测数据,其表征至少一个预期未来的内燃机工作状态。预测确定也被称为前瞻性确定/预先确定,因为内燃机当前未具有预测确定的工作状态,而是尤其在不久的将来有可能具有该工作状态。换言之,例如在第一时刻确定该工作状态,但在这里,该内燃机没有在第一时刻具有该工作状态,而是在未来跟在第一时刻之后的第二时刻有可能具有该工作状态。

  在本发明方法的第二步骤中,借助至少一个氮氧化物传感器装置确定、尤其测知内燃机的至少一个当前氮氧化物排放。此外,借助氮氧化物传感器装置来确定、尤其测知内燃机的至少一个当前还原剂排放。氮氧化物排放和/或还原剂排放例如在各自测量部位来确定或测知,在这里,测量部位例如布置在储存催化器下游、颗粒过滤器下游和SCR催化器下游或第二催化器元件下游。

  “氮氧化物排放”例如是指尤其在测量部位、排气所含的氮氧化物(NOx)量。“还原剂排放”例如是指尤其在相应的测量部位、排气所含的还原剂量,在这里,该还原剂例如被用于排气除氮。在SCR范围内,例如还原剂与排气所含的氮氧化物反应生成水和氮气。还原剂最好是氨(NH3),或者还原剂至少含有氨或释放氨,尤其当还原剂被加入、尤其计量加入到尤其比还原剂更热的排气中时。尤其是可以想到,作为还原剂而适用含水尿素溶液(HWL),其被输入到排气中并由此为SCR提供氨。在此,“还原剂排放”尤其是指尤其在相应的测量部位、排气所含的氨量,它例如是还原剂或由还原剂提供。

  在本发明方法的第三步骤中确定内燃机的当前油耗。内燃机例如在所述方法过程中以点火运行方式运行。在点火运行中,至少空气和燃油被输入到尤其呈气缸状的燃烧室中以在点火运行中运行内燃机。燃油例如是液态燃油、尤其是柴油或奥托燃料。被输入到燃烧室的空气和被输入到燃烧室的尤其是液态的燃油形成将被燃烧的燃油-空气混合物。由此导致了排气。尤其在点火运行期间多种混合物以所述方式先后在燃烧室内形成和燃烧,由此燃油被耗用。油耗因此表征尤其与机动车的可预定期间或可预定行驶路程相关的内燃机所耗用燃油量。

  在该方法的第四步骤中确定内燃机的至少一个当前颗粒排放。颗粒排放尤其是在另一个测量部位或针对另一个测量部位被确定、尤其被测知。颗粒排放例如表征尤其在所述另一个测量部位、排气所含的颗粒量、尤其是炭黑颗粒量,在这里,所述另一个测量部位例如布置在颗粒过滤器的上游或下游。

  在该方法的第五步骤中,确定SCR催化器的当前还原剂料位。“还原剂料位”是指SCR催化器所含的尤其呈氨形式的还原剂量,从而例如“还原剂料位”是指SCR催化器所容纳的氨的量。因此,当前还原剂料位表征当前容纳在SCR催化器中的还原剂量、尤其是氨(NH3)量。

  在该方法的第六步骤中,确定氮氧化物储存催化器的当前的氮氧化物装载量。氮氧化物储存催化器被用来拦截或截留排气可能含有的氮氧化物。为此,排气可能含有的氮氧化物的至少一部分借助氮氧化物储存催化器或者在氮氧化物储存催化器中被储存。随着工作时间增加,氮氧化物储存催化器所储存的氮氧化物量或氮氧化物储存催化器所储存的多种氮氧化物量增加,其中,氮氧化物储存催化器所储存的氮氧化物量也被称为氮氧化物储存催化器的装载量。因此,氮氧化物储存催化器的当前氮氧化物装载量表征当前容纳或储存在氮氧化物储存催化器中的氮氧化物量。

  本发明的方法还包括第七步骤,其根据第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤来执行。在该方法的第七步骤中,借助电子计算装置来确定、尤其计算工作参数,基于这些工作参数,内燃机尤其在其点火运行中运行、尤其是被调整。因此,工作参数根据第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤、尤其根据其结果或询问值来确定。换言之,第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤是询问,在其范围内询问或确定前瞻数据、当前氮氧化物排放、当前还原剂排放、当前油耗、当前颗粒排放、当前还原剂料位和当前氮氧化物装载量。因此,例如预测确定的前瞻数据、所确定的当前氮氧化物排放、所确定的当前还原剂排放、所确定的油耗、所确定的当前颗粒排放、所确定的当前还原剂料位和所确定的当前氮氧化物装载量是询问值或询问结果,基于此执行第七步骤。因此,工作参数根据所述询问值来确定、尤其是计算,随后例如根据这些工作参数来运行、尤其调整该内燃机。

  另外,在该方法的第七步骤中且因此根据询问值计算SCR催化器的至少一个设定还原剂料位。SCR催化器的所确定的当前还原剂料位是实际还原剂料位或实际值,其中,设定还原剂料位是设定值,其例如对于尤其是内燃机的未来运行是很有利的,以便能实现排放很少的运行。

  尤其可能的是将实际还原剂料位与设定还原剂料位相比较。如果例如实际还原剂料位不同于设定还原剂料位,或者实际还原剂料位和设定还原剂料位之间的差异超出预定极限,则可以尤其借助电子计算装置采取或执行至少一个措施,从而借助该措施来至少减小或甚至消除实际还原剂料位和设定还原剂料位之间可能有的差异。该措施例如是增大输入至排气中的还原剂量。由此,例如实际还原剂料位可被提高,尤其是与设定还原剂料位持平或至少接近设定还原剂料位。

  另外,在第七步骤中规定,尤其依据实际还原剂料位与设定还原剂料位的所述比较来计算要输入至排气中的还原剂分配剂量。换言之,所述还原剂分配剂量依据所述询问值来计算。要输入至排气中的还原剂分配剂量表征要输入至该排气中的还原剂的量。尤其是,要输入至排气中的还原剂分配剂量是这样的还原剂量,其要被加入到排气中以便尤其在可预定的时间或期望时间内至少减少或甚至消除实际还原剂料位和设定还原剂料位之间可能有的差异。

  另外,在所述方法的第七步骤中规定,计算氮氧化物储存催化器的以及颗粒过滤器的下次再生的各自时刻。换言之,规定了:借助电子计算装置依据询问值来计算所述氮氧化物储存催化器的以及颗粒过滤器的下次再生的各自时刻。

  “氮氧化物储存催化器的再生”是指以下过程,此时或借此至少减少氮氧化物储存催化器的氮氧化物装载量。换言之,例如在储存催化器再生时,首先存储在储存催化器中的氮氧化物的至少一部分从储存催化器被取出,由此至少减少储存催化器的氮氧化物装载量。

  在颗粒过滤器再生中或通过颗粒过滤器再生,其颗粒装载量被至少减少。颗粒过滤器的颗粒装载量也被称为炭黑装载量或炭黑颗粒装载量,并且表征在颗粒过滤器中或由颗粒过滤器容纳或储存的颗粒的量。换言之,借助颗粒过滤器,排气可能含有的颗粒、尤其是炭黑颗粒至少部分从排气中被过滤掉。随着工作时间增加,越来越多来自排气的颗粒进入颗粒过滤器,从而颗粒过滤器的颗粒装载量连续增加。在颗粒过滤器再生期间或通过颗粒过滤器再生,至少减少颗粒过滤器的颗粒装载量。这意味着,通过颗粒过滤器再生或在颗粒过滤器再生期间至少减少颗粒过滤器所容纳的颗粒量。各自的再生例如通过足够高的排气温度来实现或者说在排气温度足够高时进行,从而各自的再生例如如此实现或启动,即,排气温度尤其被有目的地或主动提高。用于提升排气温度的措施也被称为升温措施或EGTM。

  总体上可以看到,借助本发明的方法,可以在考虑污染物排放和油耗和进而CO2排放的情况下实现内燃机的前瞻性运行、尤其是前瞻性调整,从而一方面可以保持很低的内燃机污染物排放,另一方面同时保持很低的油耗。为此,例如在内燃机运行期间、尤其在行驶期间持续或多次计算最佳条件,其允许在实现低油耗和实现少量污染物排放之间的很有利的折中。换言之,包含至少一个燃烧室和排气设备的内燃机如此运行、尤其是调整,即,此时考虑前瞻数据,并且尤其一方面顾及低油耗的实现且另一方面顾及少量污染物排放的实现。

  已表明特别有利的是,如此执行第七步骤,即,满足至少一个第一条件。第一条件包含:在内燃机运行期间至少其氮氧化物排放、碳氢化合物排放和颗粒排放低于存储在电子计算装置的存储装置中的各自极限值。碳氢化合物排放表示未燃烧的碳氢化合物(HC)的排放,在这里,如此执行第七步骤且因此如此确定工作参数且随即如此基于所确定的工作参数运行该内燃机,即,尤其是在所有情况下所述氮氧化物排放、碳氢化合物排放和颗粒排放低于极限值。

  还被证明特别有利的是,在遵守第一条件的情况下如此执行第七步骤,即,满足至少一个第二条件,第二条件包含:油耗是最低的。换言之,如此执行第七步骤,即,在所有情况下满足或可满足第一条件。但第一条件具有比第二条件更高的优先性,因此不一定必须满足第二条件,但最好可以满足第二条件,尤其是当基于如下工作参数——即,同时满足第一条件和第二条件——这种内燃机运行是可行的时应满足第二条件。“最低油耗”是指如此确定这些工作参数且因此如此运行内燃机,即,在所有情况下满足第一条件,同时油耗且进而CO2排放也尽量低。

  在本发明的一个特别有利的实施方式中,在第七步骤中,在遵守第一条件和第二条件情况下进一步优化、即减少内燃机的污染物排放。换言之,规定了,如此确定该工作参数且进而如此运行该内燃机,即,在满足第一条件和第二条件的同时,污染物排放被进一步降低且进而明显低于极限值。污染物排放的进一步优化例如是第三优先级,在这里,第一条件和第二条件的优先性分别高于污染物排放的进一步优化。换言之,例如可行的是,同时满足第一条件和第二条件,并且还可以进一步优化、即进一步降低污染物排放,但只有当第一条件和第二条件被满足之时且尤其是始终被满足期间,这一点才得以实现。

  在此,在遵守第一条件和第二条件的情况下如此进一步优化污染物排放,即,氮氧化物储存催化器的再生被预见性计划。对此例如规定,氮氧化物储存催化器的再生在如下条件下进行,即,例如内燃机在驶经线路或路程时本来就提供这种高负荷,以致出现排气高温,其造成氮氧化物储存催化器的再生或对氮氧化物储存催化器的再生有利。通过这种方式可以避免氮氧化物储存催化器在以下期间内再生,在该期间内该内燃机未提供高负荷以驱动机动车,因此存在的温度本身对于储存催化器再生而言过低。由此可以省略额外针对储存催化器再生所执行的排气升温,因为储存催化器在例如因为机动车爬坡而本来就有高的且进而足以用于或利于储存催化器再生的排气温度的期间内被再生。

  已表明还尤其有利的是,如此进一步优化污染物排放,即,SCR催化器的还原剂料位被预见性调整。由此可以保证该SCR催化器恰好在这种时刻具有足够高的还原剂料位,在该时刻需要这种高的还原剂料位或者说其对于将排气充分脱氮是有利的。

  另一个实施方式的特点是,第一条件也包含:内燃机的一氧化二氮(N2O)排放和还原剂排放低于各自的存储在电子计算装置的存储装置中的极限值。

  在本发明的一个很有利的实施方式中,前瞻数据包含预期未来的机动车速度和/或前方道路曲线以及进而例如至少一个下坡和/或至少一个上坡和/或至目的地的剩余距离。“前方道路曲线”是指道路且尤其是其形貌,其中,机动车在不久的将来驶经该道路。距目的地的剩余距离例如可结合借助机动车导航系统所计划的线路来确定。该线路例如从出发地延伸至目的地,从而机动车在沿该线路行驶的情况下抵达目的地。借助导航系统,例如确定在地面上的机动车的至少一个当前位置。通过确定当前机动车位置并通过确定或知晓目的地,可以确定在当前位置和目的地之间的距离,其中,该距离对应于剩余距离。

  最后,已经表明特别有利的是,该方法在机动车行驶期间被多次先后执行。就是说,没有例如在行驶开始前和/或在线路计划或优化时一次性规定工作参数,而是持续确定询问值且持续确定并更新工作参数,从而在行驶期间不仅可以保持很低的排放,也可以保持很低的油耗。

  从以下对优选实施例的说明以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。之前在说明书中提到的特征和特征组合以及随后在附图说明中提到的和/或如图单独所示的特征和特征组合不仅在各自所说明的组合中、也在其它组合中或单独地可使用,而没有超出本发明范围。

  在附图中示出:

  图1示出借助本发明方法来运行的机动车内燃机的示意图;

  图2示出用于说明该方法的一个曲线图;

  图3示出用于进一步说明该方法的另一曲线图;

  图4示出用于说明该方法的一个流程图;

  图5示出用于进一步说明该方法的另一流程图;

  图6示出用于进一步说明该方法的另一流程图。

  在附图中,相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。

  图1以示意图示出机动车尤其是汽车、最好是轿车的整体用10标示的内燃机。内燃机10例如被设计成柴油发动机,但或者可以被设计成快燃发动机。以下,描述一种用于尤其在机动车行驶期间运行内燃机10的方法。换言之,当机动车借助内燃机10被驱动或者内燃机10处于点火运行时,执行所述方法。

  例如呈活塞式发动机形式的内燃机10具有至少一个发动机壳体12,由此形成内燃机10的至少一个或多个燃烧室14。各自燃烧室14例如设计成气缸。在点火运行期间,各自燃烧室14至少被供以空气和燃油以运行内燃机10。燃油最好是液态燃油,其被用来实现内燃机10的点火运行。燃油和空气在各自燃烧室14内形成将被燃烧的混合物。由此导致了排气,排气例如从燃烧室14流出并且流入内燃机10的排气设备16并且流过排气设备16。这在图1中通过箭头18来表示。例如箭头18表示流过排气设备16的排气的流动方向。

  排气设备16包括氮氧化物储存催化器20,其也被简称为NSK或储存催化器。排气设备16还包括至少一个颗粒过滤器22,其例如在内燃机10设计成柴油发动机时作为柴油颗粒过滤器(DPF)构成。另外,排气设备16包括至少一个SCR催化器24,其与选择性催化还原(SCR)相关地或对于选择性催化还原起到催化作用。这意味着例如SCR催化器24导致或支持SCR。为此,SCR催化器24例如具有至少一个催化器元件,其通过至少一个对SCR起到催化作用的层或涂层构成,或者包含这样的层或涂层。

  可以从图1中看到,在如图1所示的实施例中,SCR催化器24是关于颗粒过滤器22位于外部的且附加设置的部件,它尤其在流过排气设备16的排气的流动方向上设于颗粒过滤器22下游。

  在图1所示的实施例中规定,例如颗粒过滤器22也设计成SCR催化器,或者起到这种SCR催化器的作用,因此对于SCR起到催化作用。为此,例如颗粒过滤器22具有对SCR起催化作用的层或涂层,其也被称为SCR层或SCR涂层。尤其是,颗粒过滤器22因此例如设计成SDPF。

  颗粒过滤器22和SCR催化器24例如可以布置在同一壳体内。替代地或附加地,颗粒过滤器22和SCR催化器24形成排气再处理单元26,其也被称为盒或组合盒。发动机壳体12和进而各自燃烧室14例如接纳在机动车发动机舱内。在此,颗粒过滤器22和SCR催化器24以及进而排气再处理单元26优选被设计成靠近发动机的部件,它们也布置在发动机舱内。

  可选地,排气设备16包括呈第二SCR催化器28、氨逃逸催化器30和第三SCR催化器32形式的其它排气再处理部件。所述其它排气再处理部件例如可以全部共同地且因此在图1所示的组合中或在任何其它组合中使用以及尤其单独地使用。但要明确说明的是,可选地设有所述其它排气再处理部件,但不是一定要设有,而是相反也可放弃。

  第二SCR催化器28对于SCR起到催化作用,且同时布置在颗粒过滤器22的下游和第一SCR催化器24的下游。氨逃逸催化器30布置在第二SCR催化器28的下游且同时在颗粒过滤器22的下游和SCR催化器24的下游。第三SCR催化器32对于SCR起到催化作用,并且同时布置在颗粒过滤器22的上游、SCR催化器24的上游和氮氧化物储存催化器20的下游。尤其可能的是,SCR催化器32接纳在前述壳体中和/或是排气再处理单元26的组成部分。因此,例如第三SCR催化器32是靠近发动机的部件,其也布置在发动机舱内。与之不同,例如第二SCR催化器28和氨逃逸催化器30是下置式部件,其在发动机舱之外布置在机动车底板区域内或其下方。底板例如通过机动车结构构成,在这里,该结构尤其可以设计成承载式车身。

  例如第二SCR催化器28和氨逃逸催化器30形成另一个排气再处理单元,其也被称为再处理系统。再处理系统例如被如此设计成UB-SCR系统,即,第二SCR催化器28和氨逃逸催化器30布置在底板下方。在此情况下,所述底板也用UB标示。UB-SCR系统可选地且尤其用于内燃机10的高负荷运行。排气设备16还包括计量机构34,借此在输入部位E将尤其是液态的还原剂输入、尤其喷入到流过排气设备16的排气中。换言之,例如在所述方法的范围内规定,借助计量机构34,在输入部位E将还原剂输入、尤其喷入到排气中。

  各自的SCR催化器24、28或32和进而颗粒过滤器22或者其对于SCR起到催化作用的层被用于将排气除氮。“排气除氮”是指排气中可能含有的氮氧化物(NOx)从排气中至少部分地被除去。在此情况下,排气所含的氮氧化物在SCR范围内与被输入至排气的还原剂反应生成氮气和水。还原剂尤其是氨(NH3),其例如由借助计量机构34在输入部位E被输入至排气的含水尿素溶液生成。

  可选地,设有第二计量机构36,借此在第二输入部位E2还原剂能输入或被输入至排气中。第一输入部位E布置在氮氧化物储存催化器20的下游和颗粒过滤器22的上游,尤其在第三SCR催化器32的上游。与之相比,第二输入部位E2布置在SCR催化器24的下游和第二SCR催化器28的上游。

  在图1中,箭头38表示可能有的氨逃逸。例如当至少一部分被输入至排气中的还原剂未参与SCR且进而没有在SCR范围内反应生成水和氮气、而是例如未耗用地保留在排气中时,出现这种氨逃逸。换言之,当至少一部分的还原剂在SCR催化器24、32或者颗粒过滤器22中没有在SCR范围内与氮氧化物反应生成氮气和水时,出现氨逃逸。氨逃逸催化器30此时被用于将排气可能含有的未消耗的氨至少部分、尤其是至少大部分或完全拦截或截留并且例如转化为氮气和水。由此可以避免多余的氨排放。

  在所述方法的第一步骤中,借助如图1极其示意性示出的电子计算装置40来确定前瞻数据,其表征内燃机10的至少一个预期未来的工作状态或最好是多个预期未来的工作状态。在所述方法的第二步骤中,借助至少一个如图1示意性所示的氮氧化物传感器装置42确定内燃机10的至少一个当前氮氧化物排放和还原剂排放。在所述方法的第三步骤中,例如尤其借助计算装置40来确定内燃机10的当前油耗。在所述方法的第四步骤中,尤其借助电子计算装置40和/或借助传感器装置44来确定内燃机10的至少一个当前颗粒排放。在该方法的第五步骤中,尤其借助电子计算装置40来确定SCR催化器24和/或颗粒过滤器22或排气再处理单元26的当前还原剂料位,在这里,还原剂料位也被称为填充度、还原剂填充度、氨填充度或NH3填充度。在所述方法的第六步骤中,尤其借助电子计算装置40来确定氮氧化物储存催化器20的当前氮氧化物装载量。

  在该方法的第七步骤中,借助电子计算装置40依据该方法的第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤来确定工作参数,基于这些工作参数尤其借助电子计算装置40来运行或调整内燃机10。另外,在第七步骤中,尤其是借助电子计算装置40计算SCR催化器24和/或颗粒过滤器22以及进而尤其是排气再处理单元26的至少一个设定还原剂料位。另外,在该方法的第七步骤中,借助计算装置40计算要输入至排气中的还原剂分配剂量。另外,在方法的第七步骤中,借助计算装置40计算氮氧化物储存催化器20的和颗粒过滤器22的下次再生的各自时刻。

  图2示出曲线图,在其横坐标46上绘制出也称为NH3料位的NH3填充度,尤其是单位为百分比。在纵坐标48上绘制出所谓的氮氧化物转化率,其也被称为NOx转化率。氮氧化物转化率例如表示通过前述除氮从排气中除去的氮氧化物与总体上排气所含的氮氧化物之比。换言之,氮氧化物转化率表示通过除氮从排气中除去的氮氧化物量与排气所含氮氧化物的总量之比。因此如果例如氮氧化物转化率为100%,则借助排气设备16从排气中除去所有的氮氧化物。

  曲线50、52和54表示在各自排气温度下对应于NH3填充度的氮氧化物转化率。在此,曲线50表示在300摄氏度排气温度下对应于NH3填充度的氮氧化物转化率,而曲线52表示在250摄氏度温度下的氮氧化物转化率,而曲线54表示在200摄氏度温度下的氮氧化物转化率。

  图3示出了曲线图,据此示出了这个或这些工作状态的预测确定或前瞻性确定。图3示出了在前后相继的不同时刻t1、t2和t3的、在图3中用56表示的机动车,其中,机动车56在时刻t1驶经道路64的第一路段58,在时刻t2驶经跟在路段58后的第二路段60,在时刻t3驶经跟在路段60后的路段62。道路64是一条路或道路曲线,其在机动车56驶上或驶经道路64之前早已是已知的。换言之,例如道路64和进而路段58、60和62在时刻t0是已知的,在该时刻机动车56尚未驶经路段58、60和62,而是例如位于一地点或在路段58、60和62之前且进而在道路64之前的一路段上。

  道路64因此例如是目前在机动车56前方的道路曲线,机动车在不久的将来将会沿其行驶但当前尚未行驶。在机动车56前方的道路64例如如此在时刻t0是已知的,即,借助机动车56的导航系统来计划好或被计划线路。该线路此时包括例如道路64和进而路段58、60和62以及例如至少一个在图3中未示出的另一路段。线路例如在时刻t0被计划或者已经在时刻t0计划好。线路从出发地延伸至目的地(道路62止于此)。出发地例如是前述的地点。通过计划或确定线路,在机动车56驶经道路64之前,在机动车56前方的道路64早已是已知的。依据所述线路且尤其根据线路信息,可以例如获得表征各自运行状态或负荷状态的信息,内燃机10在机动车56驶经道路64时将具有所述运行状态或负荷状态。

  通过这种方式,当机动车尚处于出发地时例如可以确定,当机动车56沿着路段58行驶时例如排气具有第一温度。还可以例如确定,当机动车56沿路段60行驶时排气具有第二温度,并且当机动车56沿路段62行驶时排气具有第三温度。因为例如路段58具有一平面和与之相接的上坡,路段60紧接着上坡并具有下坡,路段62紧接着下坡,因此例如第二温度高于第一温度,第三温度低于第一温度且低于第二温度。

  通过这种方式,例如可行的是所述颗粒过滤器的和/或储存催化器的再生不是比如在路段58或路段62上执行,而是例如在路段60上执行,因为在那里排气本来就具有利于且足以用于各自再生的温度。

  预测确定的前瞻数据因此是如下数据,其例如被用于储存催化器和/或颗粒过滤器22的预测再生以及给排气再处理单元26填充尤其是预填充还原剂(NH3)。例如在前瞻数据的前瞻确定范围内考虑以下情况:

  -在时间和/或空间上接近停放地的程度,在这里,据此该储存催化器再生并且还原剂料位升高。由此可以实现有利的氮氧化物转化条件以用于尤其是内燃机10的再起动。

  -具有限速的区域、尤其是居民点和特殊交通条件如拥堵;据此,储存催化器可以再生且还原剂料位升高,以便例如提供对排气设备16的低温有利的氮氧化物转化条件。

  -在时间和/或空间上接近较长下坡路的程度,并且据此储存催化器再生和还原剂料位升高。由此可实现对排气设备16的低温有利的氮氧化物转化条件。

  -排气设备16的负温度趋势持续经过规定的最短时间段,并且据此储存催化器再生。由此,可以保证对于排气设备16的低温有利的氮氧化物转化条件。

  尤其该预测信息与尤其关于排气设备16温度降低的基于趋势的预测逻辑关联。其示例性情况例如是较长的下坡路和/或上坡、限速、较长的停车阶段、交通阻塞或极端加速。

  前瞻数据例如依据关于排气设备16的化学物理数据和/或温度趋势和/或氮氧化物粗排放趋势和/或关于排气质量流的趋势和/或关于排气设备16的用于容纳还原剂的容量的趋势来确定。尤其借助预测确定的前瞻数据进行最佳运行策略的模拟定义,以便由此尤其保持很低的油耗和氮氧化物排放,尤其将其减至最低,避免氨逃逸和还原剂沉积并且保证最佳的行驶动力学。可能的措施在此例如是:

  -排气和进而排气设备16的加热

  -储存催化器的再生

  -还原剂料位的调整

  -UB-SCR系统的预填充

  -氮氧化物粗排放的降低

  -其任意组合。

  图4示出了用于进一步说明所述方法的流程图。从正常运行66开始例如进行询问68。在询问68范围内,例如询问或确定活性系数A、下坡路、速度预测、接近目的地程度和负温度趋势。例如排气设备16或者说在所述方法期间尤其在第一部位具有第一温度T5,尤其在不同于第一部位的第二部位具有第二温度T4。

  活性系数例如是如下系数,其表征与自排气除去一氧化碳(CO)和未燃碳氢化合物(HC)有关的排气设备16的活性。如果例如活性模型70表明活性系数低于例如0.2和0.4的预定极限,则例如进行尤其是储存催化器的激活,尤其是一直持续到活性系数高出例如0.8的预定极限。

  如果例如尤其关于T4和/或T5的负温度趋势存在超过10分钟(尤其是当T4<250摄氏度)、氮氧化物装载量超过1克/升体积并且例如T5超过200摄氏度时,例如进行尤其是储存催化器的除氮,尤其一直进行除氮,直至氮氧化物装载量低于1克/升体积。这例如在框72中进行。

  在框74中,例如考虑接近目的地程度、速度预测和下坡路。例如如果在地点和/或时间上接近目的地的程度低于5公里或低于5分钟、氮氧化物装载量超过1克/升体积并且例如T5超过200摄氏度,则例如储存催化器被除氮,尤其一直除氮直至氮氧化物装载量低于1克/升体积。

  如果例如存在如下速度预测,即,机动车速度低于50公里/小时的时间持续超过10分钟,并且氮氧化物装载量超过1克/升体积,并且例如T5超过200摄氏度且例如T4低于250摄氏度,则例如储存催化器被除氮,尤其一直除氮直至氮氧化物装载量低于1克/升体积。如果例如下坡路或下坡预测表明下坡达到5%以上且持续超过10分钟、并且氮氧化物装载量大于1克/升体积、例如T5高于200摄氏度和/或T4低于250摄氏度,则特别是该储存催化器被除氮,尤其是一直除氮直到氮氧化物装载量低于1克/升体积。所有这些例如在考虑排气设备16老化的情况下进行。因此,图4描绘储存催化器再生的触发条件。就是说,前述的储存催化器除氮是储存催化器的再生。

  图5示出用于进一步说明该方法的流程图。图5尤其示出了优化装载策略,在其范围内给排气再处理单元26装载还原剂。因此,例如在装载策略范围内排气再处理单元26的还原剂料位被调节、尤其被升高。从正常运行66起例如进行询问68,在询问中询问或确定下坡路、速度、接近目的地程度和尤其关于排气设备16的或排气的第一温度T5的负温度趋势。

  如果例如确定排气设备16的或排气的第一温度T5的负趋势持续超过10分钟的时间,尤其当T5<300摄氏度时,则尤其在正常运行66期间例如还原剂料位被升高至如下值,其比设定值大50%。如果例如接近目的地的程度低于5公里或低于5分钟并且温度T5小于250摄氏度,则尤其在正常运行66期间例如还原剂料位被调节至如下值,其比设定值大50%。如果例如出现如下速度预测,即,机动车速度低于50公里/小时的时间持续超过10分钟,并且同时T5低于250摄氏度,则尤其在正常运行66期间例如还原剂料位被调节至以下值,其比设定值大50%。随后如果例如温度T5超过250摄氏度,则又调节出或执行正常运行66。

  图6最后示出了用于进一步说明所述方法的另一流程图。例如从发动机起动76(此时内燃机10被起动)开始进行询问78。在询问78的范围内,例如询问或确定储存催化器的当前氮氧化物装载量、排气再处理单元26的当前还原剂料位以及温度T4和T5。图6尤其示出用于内燃机10的冷起动或再起动的功能结构。如果例如氮氧化物装载量超过1克/升体积,则排气温度被主动提升,尤其被一直提升,直到温度T4大于220摄氏度。接着例如转入正常运行66。

  如果例如储存催化器的氮氧化物装载量低于1克/升体积且温度T4超过80摄氏度,则尤其直接转入正常运行66,而尤其无需主动提高排气温度。如果例如储存催化器的氮氧化物装载量低于1克/升体积并且同时温度T4低于80摄氏度,则例如执行用于提高排气温度的措施,使得排气温度被有目的地提升。如果随后例如温度T4超过120摄氏度,则接着转入正常运行66。如果例如温度T5超过200摄氏度,则直接转入正常运行66。如已经关于图4所示,依据图5和图6进一步示出的方法例如在考虑排气设备16老化的情况下进行。

  附图标记列表

  10内燃机

  12发动发动机壳体

  14燃烧室

  16排气设备

  18箭头

  20氮氧化物储存催化器

  22颗粒过滤器

  24SCR催化器

  26排气再处理单元

  28SCR催化器

  30氨逃逸催化器

  32SCR催化器

  34计量机构

  36计量机构

  38箭头

  40电子计算装置

  42氮氧化物传感器装置

  44传感器装置

  46横坐标

  48纵坐标

  50曲线

  52曲线

  54曲线

  56机动车

  58路段

  60路段

  62路段

  64道路

  66正常运行

  68询问

  70活性模型

  72框

  74框

  76发动机起动

  78询问

  E 输入部位

  E2输入部位

  t1时刻

  t2时刻

  t3时刻

《用于运行机动车尤其是汽车的内燃机的方法.doc》
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