CN111005815A - 根据催化器的老化针对废气成分来调节催化器的存储器的填充度的方法 - Google Patents

根据催化器的老化针对废气成分来调节催化器的存储器的填充度的方法 Download PDF

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Abstract

提出了一种用于调节内燃机的废气中的催化器的废气成分存储器的填充度的方法，在方法中用第一催化器模型求取废气成分存储器的实际填充水平，其中形成λ‑目标值，将预先确定的目标填充水平换算成基础λ目标值，求取实际填充水平与预先确定的目标填充水平的偏差并且通过填充水平调节将其处理成λ目标值校正值，由基础λ目标值和λ目标值校正值形成总和并且总和用于形成校正值，用校正值影响到内燃机的至少一个燃烧室的燃料配给。方法的特征在于，确定催化器的老化状态并且将第一催化器模型的一组模型参数指配给老化状态，其中各个模型参数通过内插法由模型参数的基准值求取，其中已经预先确定结构相同的催化器的至少两种不同的老化状态的基准值。

Description

根据催化器的老化针对废气成分来调节催化器的存储器的填 充度的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于调节内燃机的废气中的催化器的废气成分存储器的填充度的方法。在本发明的装置方面，本发明则涉及一种根据独立的装置权利要求的前序部分所述的控制器。
背景技术
这种方法和这种控制器分别由DE 10 2016 222 418 A1公知。在公知的方法和控制器中，调节在内燃机的废气中的催化器的废气成分存储器的填充度，在所述方法中，用第一催化器模型求取废气成分存储器的实际填充水平，除了其它信号外，在催化器的上游伸入废气流中的并且检测废气组分的浓度的第一废气传感器的信号输送给该第一催化器模型。在此形成一个λ-目标值，预先确定的目标填充水平被换算成基础-λ-目标值，求取实际填充水平与预先确定的目标填充水平的偏差并且通过填充水平调节处理成一个λ-目标值-校正值。由基础-λ-目标值和λ-目标值-校正值形成一个总和，并且所述总和用于形成校正值，用所述校正值影响到内燃机的至少一个燃烧室的燃料配给。
在汽油机中的空燃混合物没有完全燃烧时，除了氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水（H2O）外，还排出了多种燃烧产物，所述燃烧产物中，碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）是受法律限制的。根据当前的现有技术，仅用催化的废气再处理才能遵守所适用的机动车的废气极限值。通过使用三元催化器能够转化所提及的有害物质成分。HC、CO和NOx的同时高的转化率在三元催化器中仅在围绕化学计量的运行点（λ=1）的窄的λ范围内、即所谓的转化窗口内实现。
为了在转化窗口内运行三元催化器，在当前的发动机控制***中典型地使用λ调节，所述λ调节基于布置在三元催化器之前和之后的λ传感器的信号。为了调节空气系数（Luftzahl）λ，在三元催化器之前用布置在那里的前方的废气传感器测量废气的氧含量，其中，所述空气系数是内燃机的燃/空比的成分的衡量尺度并且因此也是三元催化器之前的废气中的氧浓度的衡量尺度。所述调节根据该测量值来校正以基础值的形式由预控功能预先给定的燃料量或喷射脉宽。在预控制的范畴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。为了更为精确的调节，额外用另一个废气传感器来检测在三元催化器的下游的废气的氧浓度。该后方的废气传感器的信号用于控制调节，其与基于前方的废气传感器的信号的在三元催化器之前的λ调节重叠。通常使用阶跃式λ传感器作为布置在三元催化器的后方的废气传感器，所述阶跃式λ传感器在λ=1时具有极为陡峭的特征曲线并且因此能极为准确地表明λ=1（汽车技术手册，第23版，524页）。
除了通常仅调整并且较为缓慢地设计与λ=1的小的偏差的控制调节外，在当前的发动机控制***中通常存在如下一种功能，所述功能根据与λ=1的大的偏差以λ预控制的形式致力于快速地再次达到转化窗口，这例如在伴随滑行运行中断（Schiebebetriebsabschaltung）的阶段后是重要的，在所述阶段中用氧气加载三元催化器。这妨碍了NOx转化。
在三元催化器之前设定富油的或贫油的λ之后，基于三元催化器的储氧能力可以在该三元催化器之后在几秒钟内还存在λ=1。充分利用三元催化器的暂时储存氧气的这种特性来短时间内平衡三元催化器之前与λ=1的偏差。若在三元催化器之前在较长的时间内λ不等于1，那么一旦氧气填充水平在λ＞1（氧过量）时超过了储氧能力或者一旦在三元催化器中在λ＜1时不再储存有氧气，就即使在三元催化器之后也形成相同的λ。在该时间点上，在三元催化器之后的阶跃式λ传感器也表明了离开了转化窗口。不过直至该时间点，在三元催化器之后的λ传感器的信号并没有表明即将来临的缺口（Durchbruch），并且因此经常这样迟地对基于该信号的控制调节作出反应，使得燃料配给不再能及时在缺口之前作出反应。结果就是出现了增加的尾气管排放物。当前的调节方案因此具有这样的缺点，即，它们借助于在三元催化器之后的阶跃式λ传感器的电压（Spannung）才在之后识别到离开转化窗口。
基于在三元催化器之后的λ传感器的信号来调节三元催化器的一种替代方案是调节三元催化器的平均的氧气填充水平。该平均的填充水平虽然是不可测量的，但可以根据本文开头所提及的DE 10 2016 222 418 A1通过计算被建模。
发明内容
本发明与现有技术的不同之处在于权利要求1的和独立的装置权利要求的特征部分的特征。在本发明中，确定了催化器的老化状态，并且将第一催化器模型的一组模型参数指配给所述老化状态。各个模型参数通过内插法（Interpolation）由模型参数的基准值（Eckwert）求取，其中，已经预先确定结构相同的催化器的至少两种不同的老化状态的基准值。
基于布置在三元催化器前的废气传感器的信号调节三元催化器的填充水平具有这样的优点，即，可以比在基于布置在三元催化器后方的废气传感器的信号的控制调节中更早地识别到即将离开催化器窗口。作为有利的结果，然后可以通过提早地、有针对性地校正空燃混合物来反作用于离开催化器窗口。本发明在这种关系下实现了对储存在催化器体积中的氧气量的改善的调节，用其能提早识别到并且防止离开转化窗口，并且同时相对于动态的干扰具有更为平衡的填充水平储备作为现有的调节方案。通过根据本发明的方式来校正建模的填充水平并且使模型参数与催化器的老化状态相匹配，可以改善基于模型的调节的鲁棒性，由此能减少排放物。可以用针对三元催化器的更低的成本满足更为严格的法定要求。通过使用模型参数的与催化器的老化状态相关的值来改善第一催化器模型的精度。尤其更好地建模了如在改变内燃机的负荷和/或转速时出现的动态的过程。通过改善的建模来改善对氧气填充水平的调节。
一种优选的设计方案的特征在于，在第一调节回路中进行λ调节，在所述λ调节中作为λ实际值处理布置在催化器上游的第一废气传感器的信号，并且在第二调节回路中形成λ-目标值，其中，通过与第一催化器模型相反的第二催化器模型将预先确定的目标填充水平换算成λ调节的基础-λ-目标值，其中，与此并行地形成填充水平调节偏差作为用第一催化器模型建模的填充水平与经滤波的填充水平目标值的偏差，该填充水平调节偏差被输送给填充水平调节算法，该填充水平调节算法由此形成λ-目标值-校正值，并且其中，该λ-目标值-校正值与由相反的第二催化器模型计算出的基础-λ-目标值相加并且如此计算的总和形成λ-目标值。
也优选的是，第一催化器模型是控制环节模型（Streckenmodell）的一个组成部分，该控制环节模型除了第一催化器模型外还具有输出λ模型。
控制环节模型在此指的是这样一种算法，该算法将也作用于用控制环节模型模拟的真实的对象（Gegenstand）的输入参量这样与输出参量结合，使得计算出的输出参量尽量准确地对应于真实的对象的输出参量。真实的对象在所观察的情形中是处在输入参量和输出参量之间的物理的整个控制环节。用输出λ模型以计算的方式来建模后方的废气传感器的信号。
进一步优选的是，第一催化器模型具有输入排放模型、填充水平模型和排放模型，并且完成了模型参数单独地到输入排放模型和填充水平模型及排放模型的指配。
另一种优选的设计方案的特征在于，一组模型参数的模型参数通过内插法求取。
也优选的是，为结构相同的催化器的至少两种不同的老化状态预先确定的基准值是储氧容量。
进一步优选的是，确定针对由废气质量流和催化器温度限定的不同的运行点的储氧容量，并且将其储存在控制器内的综合特征曲线中。
另一种优选的设计方案的特征在于，在该或其它的综合特征曲线中也储存着模型参数的相关的基准值。
也优选的是，重复地通过随车诊断以预先确定的间隔确定当前储氧容量OSCakt。
进一步优选的是，针对为废气质量流和催化器温度确定的当前储氧容量OSCakt，确定储氧容量的和模型参数的基准值，并且针对该废气质量流和该催化器温度以及相关的当前储氧容量OSCakt，通过内插法求取模型参数MPakt的相关的当前值。
另一种优选的设计方案的特征在于，为每个模型参数MP执行所述方法，所述模型参数应当与变化的催化器温度和/或废气质量流匹配，以便确保期望的准确的建模。
也优选的是，模型参数是反应方程式的反应常量，其描述了还原的废气成分的储存、释放和转化，和/或，模型参数是反应方程式的反应常量，其描述了氧化的废气成分的储存、释放和转化。
进一步优选的是，根据催化器的老化预先给定催化器的用氧气进行的目标填充水平。
关于控制器的设计方案优选的是，该控制器被设置用于，根据所述方法的优选设计方案中的其中一种设计方案来控制方法的流程。
由说明书和附图得出了其它的优点。
不言而喻，之前所提及的并且接下来还要阐释的特征不仅能以分别说明的组合使用，而且也能以其它组合或单独地使用，而不会脱离本发明的范畴。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下列说明中加以详细阐释。在此，相同的附图标记在不同的图中分别标注相同的或至少在其功能方面类似的元件。附图中相应地示出：
图1示意性示出了带有废气***的内燃机作为本发明的技术领域；
图2示意性示出了控制环节模型的功能方块图；并且
图3示意性示出了通过内插法求取一组模型参数的各个模型参数；
图4示意性在催化器26的当前确定的老化状态下各个模型参数的求取和指配；并且
图5示意性示出了根据本发明的方法的实施例的功能方块图。
具体实施方式
下文中以三元催化器为示例并且针对氧气作为有待储存的废气成分的情形来说明本发明。但本发明从意义上而言也能转用到其它的催化器类型和废气成分、诸如氮氧化物和碳氢化合物上。接下来出于简明考虑以带有三元催化器的废气设备为出发点。本发明从意义上而言也能转用到带有多个催化器的废气设备上。接下来所说明的前方的区和后方的区在这种情况下可能在多个催化器的范围内延伸或处在不同的催化器中。
图1详细地示出了内燃机10，其带有空气输送***12、废气***14和控制器16。在空气输送***12中有空气质量测量仪18和节气门单元19的布置在该空气质量测量仪18的下游的节气门。通过空气输送***12流入到内燃机10中的空气在内燃机10的燃烧室20中与汽油混合，汽油通过喷射阀22直接喷入到燃烧室20中。用点火装置24、例如火花塞点燃所产生的燃烧室填充物并使其燃烧。旋转角度传感器25检测内燃机10的轴的旋转角度并且允许控制器16由此在轴的预先确定的角度位置中触发点火。由燃烧产生的废气通过废气***14被导出。
废气***14具有催化器26。催化器26例如是三元催化器，其公知以三种反应途径来转化三种废气组分，即氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳并且具有储存氧气的作用。三元催化器26在所示示例中具有第一区26.1和第二区26.2。两个区被废气28穿流。前方的第一区26.1沿流动方向延伸经过三元催化器26的前方的区域。后方的区26.2则在第一区26.1的下游延伸经过三元催化器26的后方的区域。当然，在前方的区26.1之前和后方的区26.2之后以及在两个区之间存在其它的区，针对所述其它的区必要时同样能建模相应的填充水平。
在三元催化器26的上游，承受废气28的前方的废气传感器32布置在三元催化器26前不远处。在三元催化器26的下游，同样承受废气28的后方的废气传感器34布置在三元催化器26后不远处。前方的废气传感器32优选是宽带λ传感器，其允许了在宽的空气系数范围内测量空气系数λ。后方的废气传感器34优选是所谓的阶跃式λ传感器，用其能特别准确地测量空气系数λ=1，因为该废气传感器34的信号在那里跳跃式地变化。参见博世的《汽车技术手册》（第23版，524页）。
在所示实施例中，承受废气28的温度传感器36与废气28热力接触地布置在三元催化器26上，该温度传感器检测三元催化器26的温度。
控制器16处理空气质量测量仪18的、旋转角度传感器25的、前方的废气传感器32的、后方的废气传感器34的和温度传感器36的信号并且由此形成用于设定节气门的角度位置的、用于通过点火装置24触发点火的并且用于通过喷射阀22喷射燃料的操控信号。控制器16替代或补充性地也处理其它的或另外的传感器的用于操控所示执行元件或另外的或其它的执行元件的信号，例如检测行驶踏板位置的驾驶员意愿产生器40的信号。例如通过松开行驶踏板触发伴随切断燃料输送的滑行运行。这些和进一步还要在下文中阐释的功能通过在内燃机10的运行中在控制器16内运行的发动机控制程序16.1来实施。
在本申请中使用控制环节模型100、催化器模型102、相反的催化器模型104（参见图3）和输出λ模型106。
图2示出了控制环节模型100的功能方块图。所述控制环节模型100由催化器模型102和输出λ模型106构成。催化器模型102具有输入排放模型108和填充水平与输出排放模型110。此外，催化器模型102具有用于计算催化器26的平均的填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAA
的算法112。所以模型分别是这样一些算法，它们在控制器16中实施并且将也作用于用计算模型模拟的真实的对象的输入参量这样与输出参量结合，使得计算出的输出参量尽量准确地对应于真实的对象的输出参量。
输入排放模型108设置用于，作为输入参量将布置在三元催化器26之前的废气传感器32的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAAAAAA
转化成接下来的填充水平模型110所需的输入参量
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAAA
。例如借助于输入排放模型108有利地将λ换算成在三元催化器26之前的O2、CO、H2和HC的浓度。
用通过输入排放模型108计算出的参量
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAAAA
和必要时附加的输入参量（例如废气温度或催化器温度、废气质量流和三元催化器26的当前的最大的储氧能力）在填充水平和输出排放模型110中将三元催化器26的填充水平θ mod 和在三元催化器26的输出端上的各个废气成分的浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE008AA
进行建模。
为了能真实地描绘填充和排空过程，三元催化器26优选通过算法在理论上（gedanklich）划分成沿废气28的流动方向前后相继的多个区或部分体积26.1、26.2，并且借助于针对这些区26.1、26.2中的每个区的反应动力学（Reaktionskinematik）求取各个废气组分的浓度。这些浓度又分别被换算成各个区26.1、26.2的填充水平，优选换算成根据当前的最大的储氧能力标准化的氧气填充水平。
单个或所有区26.1、26.2的填充水平可以借助于合适的加权概括成一个总填充水平，所述总填充水平反映了三元催化器26的状态。所有区26.1、26.2的填充水平在最为简单的情况下例如可以全部被相同地加权并且因此求取一个平均的填充水平。但用合适的加权也可以考虑到，对在三元催化器26之后的当前的废气组成而言，在三元催化器26的输出端上的一个相对小的区26.2中的填充水平是决定性的，对在三元催化器26的输出端上的该小的区26.2中的填充水平的演变而言，在处于其前的区26.1中的填充水平和该填充水平的演变则是决定性的。为简化起见，接下来假设一个平均的氧气填充水平。
输出λ模型106的算法将在催化器26的输出端上的各个废气成分的用催化器模型102计算的浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE008AAA
为了适配控制环节模型100而转化成信号
Figure DEST_PATH_IMAGE010AAA
，所述信号可以与布置在催化器26后的废气传感器34的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAA
相比较。优选将在三元催化器26后的λ进行建模。
控制环节模型100因此一方面用于建模催化器26的至少一个平均的填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE013AAAA
，该平均的填充水平被调节到目标填充水平，在该目标填充水平下催化器26可靠地处在催化器窗口中。另一方面，控制环节模型100提供了布置在催化器26后的废气传感器34的一个经建模的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAA
以供使用。此外在下文中还将详细阐释的是，后方的废气传感器34的建模的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAA
如何有利地用于适配控制环节模型100。
在方块200中，确定催化器26的当前的老化状态，并且在方块202中将第一催化器模型102的若干组模型参数指配给催化器26的当前的老化状态。在所示设计方案中，将模型参数单独地指配给第一催化器模型102的每个子模型108、110。
图3表明，如何通过内插法求取一组模型参数的各个模型参数。在横坐标上绘出了催化器26的储氧容量OSC的值。OSCneu是催化器26（或结构相同的催化器）在较新的状态下的储氧容量，而OSCalt则是这种催化器在较旧的状态下的储氧容量。OSCakt是催化器26的当前储氧容量。
储氧容量是催化器的老化状态的一个衡量尺度。储氧容量分别以如下方式求取，即，用氧气填充被排空氧气的催化器，直至第二废气传感器34发生反应。对于控制器16而言已知废气质量流和其氧气浓度，因而通过整合用于填充所需的、具有氧气过量的废气质量流可以确定所输入的氧气量。该量对应于储氧容量。与之类似地也可以基于用氧气填充的催化器并且结合具有氧气不足的废气质量流来确定储氧容量。
储氧容量OSCneu和OSCalt例如通过试验台试验在为控制器设置参数（Bedatung）时代表相同类型的内燃机的控制器16地被确定并且被这些控制器16接收。
所述值针对由废气质量流和催化器温度限定的不同的运行点加以确定并且储存在控制器内的相应的综合特征曲线中。在该综合特征曲线或其它综合特征曲线中，也储存着模型参数的相关的基准值MPalt、MPneu。在纵坐标上绘出了催化器模型102的模型参数MP的值。针对废气质量流的和催化器温度的彼此不同的值，由此必要时分别产生储氧容量和催化器模型102的模型参数的不同的基准值对。
当前储氧容量OSCakt在这种内燃机的较晚的运行中重复地通过随车诊断以预先确定的时间间隔被确定。在针对废气质量流和催化器温度确定的当前储氧容量OSCakt上，确定了由针对该废气质量流和该催化器温度的储氧容量的和模型参数的基准值对限定的点。由这些点和相关的当前储氧容量OSCakt通过内插法得出模型参数MPakt的相关的当前值。
(MPakt – MPalt) / (OSCakt – OSCalt) = (MPneu – MPalt) / (OSCneu -OSCalt)
图4阐明了针对催化器26的当前确定的老化状态OSCakt来求取和指配各个模型参数MP。方块200代表确定催化器26的储氧容量的当前值OSCakt。方块202具有子方块205、206、208、210和212。方块204代表如下综合特征曲线，在所述综合特征曲线中储存有基准值OSCneu作为废气质量流的和催化器温度的函数。方块206代表如下综合特征曲线，在该综合特征曲线中储存有基准值OSCalt作为废气质量流的和催化器温度的函数。
方块208代表如下综合特征曲线，在该综合特征曲线中储存有模型参数MP的基准值MPneu作为废气质量流的和催化器温度的函数。方块210代表如下综合特征曲线，在该综合特征曲线中储存有模型参数MP的基准值MPalt作为废气质量流的和催化器温度的函数。方块212代表了参考图3所阐释的内插法，用所述内插法将内插的调节参数作为与当前储存能力OSCakt相关的模型参数MPakt转交给催化器模型102。
这种针对调节参数MP阐释的方法优选针对每个调节参数MP执行，所述调节参数应当与改变的催化器温度和/或废气质量流相匹配，以便保证期望的准确的建模。
这种调节参数的示例是反应方程式的反应常量（系数），其描述还原的废气成分（例如CO、HC）的储存、释放和转化以及氧化的废气成分（例如氧气）的储存、释放和转化。此外，为了优化排放，优选也使调节回路的参数和调节回路的适配与催化器的老化状态相匹配。这例如以如下方式完成，即，根据催化器的老化来预先给定催化器的用氧气进行的目标填充水平。
图5示出了根据本发明的方法的一个实施例和装置元件一起的功能方块图，所述装置元件作用于功能方块或者受到功能方块影响。
图5详细地表明，如何将后方的废气传感器34的由输出λ模型106建模的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAAA
与后方的废气传感器34的真实的输出信号
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAAA
相比较。为此，两个信号
Figure DEST_PATH_IMAGE010AAAA
和
Figure DEST_PATH_IMAGE015AAAAAAA
被输送给适配方块114。适配方块114将两个信号
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAAAA
和
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAAAA
相互比较。布置在三元催化器26之后的阶跃式λ传感器例如作为废气传感器34明确表明，三元催化器26何时完全充满了氧气或完全排空了氧气。可以充分利用这一点，以便在贫油阶段或富油阶段之后使建模的氧气填充水平与实际的氧气填充水平协调一致或者使建模的输出λ
Figure DEST_PATH_IMAGE010AAAAA
与在三元催化器26后方测得的λ
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAAAAA
处于协调一致，并且在有偏差的情况下来适配控制环节模型100。所述适配例如以如下方式进行，即，适配方块114经由虚线示出的适配路径116逐渐地这样长时间地改变控制环节模型100的算法的参数，直至针对从三元催化器26流出的废气建模的λ值
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAAAAA
对应于在那里测得的λ值
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAAAAAA
。
由此补偿了进入到控制环节模型100中的测量参量或模型参量的不准确性。由建模的值
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAAAAAA
对应于所测得的λ值
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAAAAAAA
的情况可以推断出，用控制环节模型100或用第一催化器模型102建模的填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE016AAAAAAA
对应于三元催化器26的用不能用随车器件测得的填充水平。然后还可以推断出，与第一催化器模型102相反的、通过数学变换由第一催化器模型102的算法得出的第二催化器模型104，也正确地描述建模的控制环节的特性。
这在本发明中用于，用相反的第二催化器模型104计算基础-λ-目标值。为此将通过可选的滤波120滤波的填充水平目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE018AA
作为输入参量输送给所述相反的第二催化器模型104。所述滤波120为了该目的仅允许了所述相反的第二催化器模型104的输入参量的这样一些变化，调控环节（Regelstrecke）总体上可以追随这些变化。在此，由控制器16的存储器118读出还没有被滤波的目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE020AA
。为此，存储器118优选用内燃机10的当前的运行特性参量编址（adressieren）。运行特性参量例如是指、但不是强制性地是指由转速传感器25检测到的转速和由空气质量测量仪18检测到的内燃机10的负荷。
经滤波的填充水平目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE021
用相反的第二催化器模型104处理成一个基础-λ-目标值BLSW。与该处理并行地在运算部（Verknüpfung）122中形成填充水平调节偏差FSRA作为用控制环节模型100或用第一催化器模型102建模的填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE013AAAAA
与经滤波的填充水平目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE021A
的偏差。该填充水平调节偏差FSRA被输送给填充水平调节算法124，所述算法由此形成λ-目标值-校正值LSKW。该λ-目标值-校正值LSKW在运算部126中与由相反的控制环节模型104计算出的基础-λ-目标值BLSW相加。
在一种优选的设计方案中，这样形成的总和用作传统的λ调节的目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE023AA
。在运算部128中从该λ-目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE024A
减去由第一废气传感器32提供的λ实际值
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAAAAAAA
。这样形成的调节偏差RA通过常用的调节算法130转化成这样一个调节参量SG，所述调节参量在运算部132中例如与喷射脉宽t inj 的根据内燃机10的运行参数预先确定的基础值BW相乘地运算。基础值BW储存在控制器16的存储器134中。运行参数在此也优选是、但不是强制性地是指内燃机10的负荷和转速。以由所述乘积产生的喷射脉宽t inj 通过喷射阀22将燃料喷射到内燃机10的燃烧室20中。
催化器26的氧气填充水平的调节以这种方式与传统的λ调节重叠。在此，借助于控制环节模型100或者用第一催化器模型102建模的平均的氧气填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE025AAA
例如被调节到目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE026AA
，所述目标值最小化在贫油和富油之后的缺口的概率并且因此导致了最少的排放。因为基础-λ-目标值BLSW在此由转化后的第二控制环节模型104形成，所以当建模的平均的填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE027AA
与预滤波的目标填充水平
Figure DEST_PATH_IMAGE028AAA
一致时，填充水平调节的调节偏差等于零。填充水平调节算法124仅在不是这样的情况下介入。因为一定程度上作为填充水平调节的预控制起作用的基础-λ-目标值的形成实现为是第一催化器模型102的相反的第二催化器模型104，所以这种预控制可以与第一催化器模型102的适配类似地在布置在三元催化器26之后的第二废气传感器34的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAAAAAAAA
的基础上进行适配。这在图3中通过适配路径116的通往转化后的控制环节模型104的分支示出。
除废气***26、废气传感器32、34、空气质量测量仪18、旋转角度传感器25和喷射阀22外，所有在图5中示出的元件均是根据本发明的控制器16的组成部分。除存储器118、134外，在此，图3的所有其余的元件均是发动机控制程序16.1的部分，所述发动机控制程序储存在控制器16中并且在控制器中运行。
元件22、32、128、130和132形成第一调节回路，在该第一调节回路中进行λ调节，在λ调节中处理第一废气传感器（32）的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAAAAAAAAA
作为λ实际值。第一调节回路的λ-目标值
Figure DEST_PATH_IMAGE024AA
在第二调节回路中形成，该第二调节回路具有元件22、32、100、122、124、126、128、132。

Claims (15)

1.用于调节内燃机（10）的废气中的催化器（26）的废气成分存储器的填充度的方法，在该方法中，用第一催化器模型（102）求取废气成分存储器的实际填充水平（
Figure 641918DEST_PATH_IMAGE001
），除了其它信号外，在催化器（26）的上游伸入到废气流中的并且检测废气组分的浓度的第一废气传感器（32）的信号（
Figure 496742DEST_PATH_IMAGE002
）被输送给所述第一催化器模型，其中，形成λ-目标值（
Figure 276479DEST_PATH_IMAGE003
），将预先确定的目标填充水平（
Figure 858639DEST_PATH_IMAGE004
）换算成基础-λ-目标值（BLSW），求取实际填充水平（
Figure 673011DEST_PATH_IMAGE005
）与预先确定的目标填充水平（
Figure 495474DEST_PATH_IMAGE004
）的偏差并且通过填充水平调节（124）将其处理成λ-目标值-校正值，由所述基础-λ-目标值和所述λ-目标值-校正值（LSKW）形成总和并且该总和用于形成校正值，用该校正值影响到内燃机（10）的至少一个燃烧室（20）的燃料配给，其特征在于，确定催化器的老化状态，将第一催化器模型的一组模型参数指配给老化状态，其中，各个模型参数通过内插法由模型参数的基准值求取，其中，已经预先确定结构相同的催化器的至少两种不同的老化状态的基准值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废气成分是指氧气，在第一调节回路（22、32、128、130、132）中进行λ调节，在该λ调节中，将所述第一废气传感器（32）的信号（
Figure 434611DEST_PATH_IMAGE006
）作为λ实际值进行处理，并且在第二调节回路（22、32、100、122、124、126、128、132、22）中形成所述λ-目标值（
Figure 633511DEST_PATH_IMAGE007
），其中，所述预先确定的目标填充水平（
Figure 754920DEST_PATH_IMAGE004
）通过与所述第一催化器模型（102）相反的第二催化器模型（104）换算成所述λ调节的基础-λ-目标值，并且其中，与之并行地形成填充水平调节偏差作为用所述第一催化器模型（100）建模的填充水平（
Figure 748284DEST_PATH_IMAGE008
）与经滤波的填充水平目标值（
Figure 502613DEST_PATH_IMAGE009
）的偏差，将该填充水平调节偏差输送给填充水平调节算法（124），该填充水平调节算法由此形成λ-目标值-校正值，并且其中，该λ-目标值-校正值与由相反的第二催化器模型（104）计算的基础-λ-目标值相加并且这样计算出的总和形成λ-目标值（
Figure 177308DEST_PATH_IMAGE010
）。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一催化器模型（102）是控制环节模型（100）的组成部分，该控制环节模型除了第一催化器模型（102）外还具有输出λ模型（106）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一催化器模型（102）具有输入排放模型（108）和填充水平及排放模型（110），模型参数被单独地指配给输入排放模型（108）和填充水平及排放模型（110）。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过内插法求取一组模型参数的模型参数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为结构相同的催化器的至少两种不同的老化状态预先确定的基准值是储氧容量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定了针对由废气质量流和催化器温度限定的不同的运行点的储氧容量并且将其储存在控制器内的综合特征曲线中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述或者其它综合特征曲线中也储存着模型参数的相关的基准值MPalt、MPneu。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，重复地通过随车诊断以预先确定的间隔确定当前储氧容量OSCakt。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在为废气质量流和催化器温度确定的当前储氧容量OSCakt下，确定储氧容量的和模型参数的基准值，并且针对该废气质量流和该催化器温度以及相关的当前储氧容量OSCakt，通过内插法求取模型参数MPakt的相关的当前值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，为每个模型参数MP执行所述方法，所述模型参数应当与变化的催化器温度和/或废气质量流匹配，以便确保期望准确的建模。
12.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，模型参数是反应方程式的反应常量，其描述了还原的废气成分（例如CO、HC）的储存、释放和转化，和/或，模型参数是反应方程式的反应常量，其描述了氧化的废气成分的储存、释放和转化。
13.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，根据催化器的老化预先给定所述催化器的用氧气进行的的目标填充水平。
14.控制器（16），该控制器设置用于调节布置在内燃机（10）的废气中的催化器（26）的废气成分存储器的填充度，并且该控制器设置用于，用第一催化器模型（102）求取所述废气成分存储器的实际填充水平（
Figure 627924DEST_PATH_IMAGE011
），除了其它信号外，在催化器（26）的上游伸入到废气流中的并且检测废气组分的浓度的第一废气传感器（32）的信号（
Figure 57768DEST_PATH_IMAGE006
）被输送给该第一催化器模型，其中，控制器（16）设置用于形成λ-目标值（
Figure 299394DEST_PATH_IMAGE007
），将预先确定的目标填充水平（
Figure 574517DEST_PATH_IMAGE012
）换算成基础-λ-目标值，在此求取实际填充水平（
Figure 421251DEST_PATH_IMAGE013
）与预先确定的目标填充水平（
Figure 943368DEST_PATH_IMAGE012
）的偏差并且通过填充水平调节（124）将其处理成λ-目标值-校正值，由基础-λ-目标值和λ-目标值-校正值形成总和并且该总和用于形成校正值，并且由此来影响到内燃机（10）的至少一个燃烧室（20）的燃料配给，其特征在于，控制器（16）设置用于，确定催化器的老化状态，将第一催化器模型的一组模型参数指配给老化状态，在此，各个模型参数通过内插法由模型参数的基准值求取，其中，已经预先确定结构相同的催化器的至少两种不同的老化状态的基准值。
15.根据权利要求14所述的控制器（16），其特征在于，该控制器设置用于，控制根据权利要求2至13中任一项所述的方法的流程。
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