CN117072334A - 用于监测和调节废气后处理机构的方法、设备及存储介质 - Google Patents

用于监测和调节废气后处理机构的方法、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN117072334A
CN117072334A CN202310553988.3A CN202310553988A CN117072334A CN 117072334 A CN117072334 A CN 117072334A CN 202310553988 A CN202310553988 A CN 202310553988A CN 117072334 A CN117072334 A CN 117072334A
Authority
CN
China
Prior art keywords
way catalyst
catalyst
lambda
oxygen
fuel ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310553988.3A
Other languages
English (en)
Inventor
B·克雷维尔
F·迈尔
M·法伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN117072334A publication Critical patent/CN117072334A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0295—Control according to the amount of oxygen that is stored on the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0864—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1458—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/16—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1624—Catalyst oxygen storage capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0814—Oxygen storage amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0816—Oxygen storage capacity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于监测和调节具有串联连接的多个催化器的废气后处理机构的方法，废气后处理机构尤其包括第一三元催化器和第二三元催化器，经由废气路径将内燃机的、尤其是奥托发动机的废气输送给第一和第二三元催化器，其中，根据第二氧气充注水平模型求取第二三元催化器的第二氧气充注水平，其中，如果第二三元催化器的第二氧气充注水平低于能预给定的第一氧气充注水平，则为内燃机调设稀薄的额定空燃比，以便用氧气加载第二三元催化器，如果第二三元催化器的第二氧气充注水平超过能预给定的第二氧气充注水平，则将额定空燃比切换到稍浓的空燃比。本发明还涉及一种相应设备和存储介质。

Description

用于监测和调节废气后处理机构的方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于监测和调节具有串联连接的多个催化器的废气后处理机构的方法。本发明还涉及一种设立成用于执行所述方法的设备、尤其是控制器。此外，本发明涉及一种电子存储介质以及一种计算机程序。
背景技术
在奥托发动机中，在空气-燃料混合物不完全燃烧的情况下，除了排放出氮气N2、二氧化碳CO2和水H2O外，还会排放出大量燃烧产物，其中的碳氢化合物HC、一氧化碳CO和氮氧化物NOx受法律限制。根据当前的现有技术，仅利用催化式废气后处理就能遵循适用于机动车的废气边界值。所述有害物成分可以通过使用三元催化器来转化。
在三元催化器的情况下，仅仅在化学计量运行点(λ＝1)附近的窄的λ范围内，即在所谓的“催化器窗口”中，才会同时实现对于HC、CO和NOx的高转化率。
在具有依次安装的多个催化器的废气机构中，所有催化器通常都在该催化器窗口中运行。
DE102016222418A1涉及一种用于对内燃机废气中催化器的废气成分存储器的充注进行调节的方法，其中，利用第一催化器模型求取废气成分储存器的实际充注水平。该方法的特点在于：形成λ额定值,其中，预先确定的额定充注水平通过与第一催化器模型逆向的第二路径模型(Streckenmodell)被换算成基础λ额定值，其中，实际充注水平与预先确定的额定充注水平的偏差被求取并且通过充注水平调节被处理成λ额定值-修正值，由基础λ额定值与λ额定值-修正值构成总和，并且将该总和用于形成一个修正值，利用该修正值来影响向内燃机的至少一个燃烧室的燃料计量。
发明内容
在第一方面，本发明涉及一种用于监测和调节具有串联连接的多个催化器的废气后处理机构的方法，该废气后处理机构尤其包括第一三元催化器和第二三元催化器，经由一个废气路径将内燃机的、尤其是奥托发动机的废气输送给所述第一三元催化器和第二三元催化器，其中，根据第二氧气充注水平模型求取第二三元催化器的第二氧气充注水平，其特征在于，如果第二三元催化器的第二氧气充注水平低于能预给定的第一氧气充注水平，则为内燃机调设稀薄的额定空燃比，以便用氧气加载第二三元催化器，而如果第二三元催化器的第二氧气充注水平超过能预给定的第二氧气充注水平，则将额定空燃比切换到稍浓的空燃比。
该方法的特殊优点在于，通过该方法，除了能够减少CO、HC和NOx排放外，还可以在动态行驶条件下、例如在实际行驶排放(RDE)条件下以具有必要的稳健性的方式减少NH3排放。通过该方法确保在第二三元催化器中始终储存有足够的氧气用于废气净化。因此，尤其可以防止NH3排放超标。虽然第一三元催化器的稀薄运行减少了第一三元催化器中的NOx还原，但是来自第一三元催化器中的未转化的NOx可以在第二三元催化器中被转化，因为这在以稀薄的空燃比运行第一三元催化器的阶段中提供足够的空闲的氧气存储空间用于NOx还原。
此外，如果识别到内燃机处于以下运行状态中，在该运行状态中内燃机以接近于1的额定空燃比运行并且第一三元催化器和第二三元催化器已经达到能预给定的运行温度，则启用该方法。
这种启用发生在当***以非常接近1的λ值运行时，即当不存在以高的优先级主动要求非常浓或非常稀薄的λ值的运行类型时。
有利的是，第一三元催化器和第二三元催化器已经达到至少280℃的运行温度。
在一个特别的构型中，仅当不存在颗粒过滤器再生或主动的催化器诊断时才批准该启用。
这种对于主动的λ要求的其他示例是执行对废气***中的λ传感器、NOx传感器和/或温度传感器的构件保护的功能。
此外，借助第三λ传感器求取第二三元催化器的氧气充注水平。
此外，稍浓的额定空燃比相应于小于1的空燃比，尤其是0.998至0.999之间的空燃比，尤其是0.999，或者相应于第二λ探测器的在600mV至750mV之间的探测器电压。
此外，用于第一三元催化器的第一氧气充注水平模型可以根据第一三元催化器上游的第一实际λ值和/或废气质量流量和/或第一三元催化器的第一催化器温度和/或第一三元催化器下游的第二实际λ值和/或内燃机的转速和/或第一三元催化器上游的氧气质量流量和/或用于第一三元催化器的老化因子来求取。
此外，用于第二三元催化器的(第二)氧气充注水平模型根据第二三元催化器上游的实际λ值λ2,实际和/或废气质量流量和/或第二三元催化器的第二催化器温度T催化器2和/或第二三元催化器下游的实际λ值λ3,实际和/或内燃机的转速和/或第二三元催化器上游的氧气质量流量和/或用于第二三元催化器的老化因子来求取。
此外，稀薄的额定空燃比相应于大于1的空燃比，尤其处于1至1.05之间。
此外，能预给定的第一氧气充注水平可以相应于第二三元催化器的、为20％的氧气充注水平。
此外，能预给定的第二氧气充注水平可以相应于第二三元催化器的、为70％至80％的氧气充注水平。
在其他方面中，本发明涉及一种设备，尤其是控制器和计算机程序，其设置、尤其是被编程为用于执行上述方法之一。在另一方面中，本发明涉及一种机器可读的存储介质，在其上存储有所述计算机程序。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。附图示出：
图1示出了具有本发明废气后处理机构的内燃机的示意图；
图2示出了用于图形表示本发明方法的流程的流程图；和
图3示出了用于图形表示本发明方法的流程的另一流程图。
具体实施方式
图1示出了内燃机100，其在入口侧连接到新鲜空气路径5上并且在出口侧连接到废气路径2上。内燃机10经由新鲜空气路径5被供应空气，其中，借助于布置在新鲜空气路径5中的节气门9来控制空气供应。在内燃机10中在燃烧过程中产生的废气经由废气路径2排走。废气在此经历废气后处理。为此，在废气路径2中例如存在两个串联连接的催化器3、4，它们具有储存氧气的能力。
第一和第二三元催化器3、4在下面示例性地被提及。
借助测量装置8执行对废气后处理机构的诊断，该测量装置当前包括位于第一三元催化器3上游的第一λ探测器8.1和位于第一三元催化器4下游的第二λ探测器8.2。可选地，在***中，在废气路径2中还布置有位于第二三元催化器4下游的另一λ探测器8.3。
第一λ探测器8.1可以与第二λ探测器8.2结合使用，用于诊断第一三元催化器3。
第一λ探测器8.1在此可以求取第一实际λ值λ1,实际，第二λ探测器8.2可以求取第二实际λ值λ2,实际，并且第三λ探测器8.3可以求取第三实际λ值λ3,实际。这些实际λ值在此由控制器100接收并存储。
在一个替代构型中，第三λ探测器8.2、8.3也可以构型为NOx传感器，其一方面可以求取实际λ值λ1,实际、λ2,实际、λ3,实际，并且还可以求取实际NOx值和/或实际NH3值。
此外，可以求取第一和第二三元催化器3、4的催化器温度T催化器1、T催化器2，优选地通过温度模型或通过相应的温度传感器来求取。
对两个三元催化器3、4的诊断通常分别通过在时间方面测量和评估λ突变来进行(参见图1中两个三元催化器3、4下方的图表)。为此，λ探测器8.1、8.2、8.3以传输数据方式与控制器100连接。
为了求取氧气充注水平，在控制器100中针对两个三元催化器3、4存储有氧气充注水平模型。
第一三元催化器3的第一氧气充注水平O2催化器1借助第一氧气充注水平模型优选地根据第一三元催化器3上游的第一实际λ值λ1,实际和/或废气质量流量和/或第一三元催化器3的第一催化器温度T催化器1和/或第一三元催化器3下游的第二实际λ值λ2,实际和/或内燃机10的转速和/或第一三元催化器3上游的氧气质量流量和/或第一三元催化器3的老化因子来求取。
第二三元催化器4的第二氧气充注水平O2催化器2借助第二氧气充注水平模型优选地根据第二三元催化器4上游的第二实际λ值λ2,实际和/或废气质量流量和/或第二三元催化器4的第二催化器温度T催化器2和/或第二三元催化器4下游的第三实际λ值λ3,实际和/或内燃机10的转速和/或第二三元催化器4上游的氧气质量流量和/或第二三元催化器4的老化因子来求取。
此外，在控制器100上存储有喷射模型，该喷射模型以已知的方式接管内燃机10的燃烧和调节，例如还接管额定空燃比λ额定的调节。此外，诸如废气质量流量和内燃机10的转速的测量参量以已知方式存储在控制器100中。
图1还示出了废气路径2中的涡轮增压器12和新鲜空气路径5中的压缩机11。它们对于本发明是可选的或不是必需的，并且因此对其不再进一步描述。
图2示例性示出了用于监测和调节具有串联连接的多个催化器3、4的废气后处理机构的方法的流程。下面的实施例描述了具有三元催化器3、4的废气后处理机构。示例性地描述本发明的方法的基本步骤。
在第一步骤200中，检查该方法的启用条件。为此，由控制器100求取第一三元催化器3的第一催化器温度T催化器1和第二三元催化器4的第二催化器温度T催化器2。如果第一和第二催化器温度T催化器1、T催化器2超过能预先给定的温度T催化器,最小，那么达到了第一和第二三元催化器3、4的运行温度。同样地，借助控制器100检查内燃机10是否以λ接近等于1的额定空燃比λ额定运行。为此，优选在控制器100中检查由喷射模型预先给定的额定空燃比λ额定是否处于0.9985至1.0005之间。如果达到了第一和第二三元催化器3、4的运行温度并且内燃机10以λ接近等于1的额定空燃比λ额定运行，则该方法被启用并在步骤210中继续进行。
在步骤210中，借助第二氧气充注水平模型连续地求取第二催化器4的第二氧气充注水平O2催化器2。如果第二氧气充注水平O2催化器2低于能预先给定的第一氧气充注水平O2,最小，尤其是小于20％的氧气充注水平，则针对第二三元催化器4在步骤220中继续进行该方法。
然后在步骤220中，借助控制器并借助喷射模型要求稀薄的额定空燃比λ额定，尤其是λ位于1至1.05之间的额定空燃比λ额定。通过稀薄燃烧产生具有过量氧气的废气。
在第一有利构型中，借助用于第二催化器4的第二氧气充注水平模型连续地监测第二氧气充注水平O2催化器2。如果第二氧气充注水平O2催化器2超过能预先给定的第二氧气充注水平O2,最大，则在步骤230中继续进行该方法。
在一个替代构型中，监测第二λ探测器8.2的第二实际λ值λ实际,2。如果第二λ探测器8.2确定出从稀薄的空燃比到浓空燃比的突变，则在步骤230中继续进行该方法。替代地，可以由控制器100连续地求取第二实际λ值λ实际,2的第一梯度，并且如果第一梯度低于能预先给定的梯度阈值S梯度1，则在步骤230中继续进行该方法。
替代地，如果第二实际λ值λ实际,2处于大于1且小于1.01之间，则由控制器100连续地求取用于第二实际λ值λ实际,2的第一梯度，并且如果第一梯度低于能预先给定的梯度阈值S梯度1，则在步骤230中继续进行该方法。
在此如此选择梯度阈值S梯度1，使得它相应于从稀薄的空燃比到浓空燃比的突变亦或相应于第二三元催化器4的能预先给定的氧气充注水平，尤其是相应于处于10％至20％之间的氧气充注水平。
该方法可以在步骤230中继续进行。
在步骤230中，要求对存储在第一三元催化器3中的氧气进行排空。在此，控制器100由特征场根据第一氧气充注水平O2催化器1调设浓的额定空燃比λ额定。优选将浓的额定空燃比λ额定调设在0.8至0.9之间，以便快速排空第一三元催化器3。然后该方法在步骤240中继续进行。
在步骤240中，由控制器100切换到稍浓的额定空燃比λ额定。稍浓的额定空燃比λ额定理解为处于0.998至0.999之间的额定空燃比λ额定。替代地，也可以根据处于600mV至750mV之间的λ探测器电压来调设和求取额定空燃比λ额定。
通过该运行策略，第二三元催化器4中的氧气充注水平缓慢下降。这具有以下特别的优点：通过本方法，除了减少CO、HC和NOx排放外，还可以在动态行驶条件下、例如在实际行驶排放(RDE)条件下以具有必要的稳健性的方式减少NH3排放。通过该方法保证了在第二三元催化器4中始终储存有足够的氧气用于废气净化。因此，尤其可以防止NH3排放超标。虽然第一三元催化器3的稀薄运行减小了第一三元催化器3中的NOx还原，但是来自第一三元催化器3的未转化的NOx可以在第二三元催化器4中被转化，因为该第二三元催化器在第一三元催化器3以稀薄的空燃比运行的阶段中提供了足够的空闲的氧气存储空间用于NOx还原。
如果第二三元催化器4的第二氧气充注水平O2催化器2低于能预先给定的第一氧气充注水平O2,最小，则该方法在步骤220中继续进行或者可以结束该方法。
图3示例性示出了用于监测和调节具有串联连接的多个催化器3、4的废气后处理机构的方法的第二流程。下面的示例描述了具有三元催化器3、4的废气后处理机构。在此示例性地描述了本发明方法的主要步骤。
在第一步骤300中，检查该方法的启用条件。为此，由控制器100求取第一三元催化器3的第一催化器温度T催化器1和第二三元催化器4的第二催化器温度T催化器2。如果第一和第二催化器温度T催化器1、T催化器2超过能预先给定的温度T催化器,最小，那么达到了第一和第二三元催化器3、4的运行温度。同样，借助控制器100检查内燃机10是否以λ接近等于1的额定空燃比λ额定运行。为此，在控制器100中优选检查由喷射模型预先给定的额定空燃比λ额定是否处于0.9985至1.0005之间。如果达到了第一和第二三元催化器3、4的运行温度并且内燃机10以λ接近等于1的额定空燃比λ额定运行，则该方法被启用并且在步骤310中继续进行。
在步骤310中，由控制器100连续求取第三λ探测器8.3的第三实际λ值λ3,实际。如果借助第三λ探测器8.3识别到浓的燃烧(富燃)或者识别到燃烧从稀薄到浓的转移，则该方法在步骤320中继续进行。这表明第二三元催化器的氧气负载状态现过低。例如，如果第三实际λ值λ3,实际小于1，则该方法可以在步骤320中继续进行。
替代地，如果第三实际λ值λ实际,3处于1至1.01之间，则可以由控制器100连续求取第三实际λ值λ实际,3的第二梯度，并且如果第二梯度低于能预先给定的第二梯度阈值S梯度2，则该方法在步骤320中继续进行。在此这样选择第二梯度阈值S梯度2，使得其相应于从稀薄的空燃比到浓空燃比的突变亦或相应于第二三元催化器4的能预先给定的氧气充注水平，尤其是相应于10％至20％之间的氧气充注水平。
在一个替代构型中，第三λ传感器8.3也可以构型为NOx传感器。该NOx传感器可以求取第三实际λ值λ3,实际以及实际NH3值NH3-3,实际。如果借助第三λ传感器8.3确定出NH3，尤其是如果探测到实际NH3值NH3-3,实际小于0，则该方法在步骤320中继续进行。
然后在步骤320中，借助控制器100并且借助喷射模型要求稀薄的额定空燃比λ额定，尤其是λ处于1至1.05之间的额定空燃比λ额定。通过稀薄燃烧产生具有过量氧气的废气。
在第一有利构型中，借助第二三元催化器4的第二氧气充注水平模型连续监测第二氧气充注水平O2催化器2。如果第二氧气充注水平O2催化器2超过能预先给定的第二氧气充注水平O2,最大，则该方法在步骤230中继续进行。
在一个替代构型中，连续监测第二λ探测器8.2的第二实际λ值λ2,实际。如果该第二λ探测器8.2确定出从稀薄λ到浓λ的突变，则该方法在步骤330中继续进行。
在步骤330中，要求对存储在第一三元催化器3中的氧气进行排空。在此，控制器100由特征场根据第一氧气充注水平O2催化器1调设浓的额定空燃比λ额定。优选将浓的额定空燃比λ额定调设在0.8至0.9之间，以便快速排空第一三元催化器3。
优选地可以通过第一氧气充入模型来求取第一三元催化器3的排空。在此，如果第一三元催化器3的第一氧气充注水平O2催化器1低于能预先给定的氧气充注水平，则该方法在步骤340中继续进行。
替代地，也可以借助第二λ探测器8.2的第二实际λ值λ2,实际来执行排空。如果第二λ探测器8.2确定出从稀薄的空燃比到浓空燃比的突变，则该方法在步骤340中继续进行。
在步骤340中，由控制器100切换到稍浓的额定空燃比λ额定。稍浓的额定空燃比λ额定理解为处于0.998至0.999之间的空燃比。替代地，也可以根据600mV至750mV之间的λ探测器电压来调设和求取额定空燃比λ额定。通过用于空燃比的这种运行策略，第二三元催化器4中的第二氧气充注水平O2催化器2仅缓慢下降。这具有特别的优点：通过该方法，除了减少CO、HC和NOx排放外，还可以在动态行驶条件下、例如在实际行驶排放(RDE)条件下以具有必要的稳健性的方式减少NH3排放。通过该方法保证了第二三元催化器4中始终储存有足够的氧气用于废气净化。由此，尤其可以防止NH3排放超标。虽然第一三元催化器3的稀薄运行减少了第一三元催化器3中的NOx还原，但是来自第一三元催化器3的未转化的NOx可以在第二三元催化器4中被转化，因为该第二三元催化器在第一三元催化器3以稀薄的空燃比运行的阶段中提供了足够的空闲的氧气存储空间用于NOx还原。
如果第二三元催化器4的第二氧气充注水平O2催化器2低于能预先给定的第一氧气充注水平O2,最小，则该方法在步骤320中继续进行或者可以结束该方法。

Claims (14)

1.一种用于监测和调节具有串联连接的多个催化器(3、4)的废气后处理机构的方法，所述废气后处理机构尤其包括第一三元催化器(3)和第二三元催化器(4)，经由废气路径(2)将内燃机(10)的、尤其是奥托发动机的废气输送给所述第一三元催化器和第二三元催化器，其中，根据第二氧气充注水平模型求取所述第二三元催化器(4)的第二氧气充注水平(O2催化器2)，其特征在于，如果所述第二三元催化器(4)的第二氧气充注水平(O2催化器2)低于能预给定的第一氧气充注水平(O2,最小)，则为所述内燃机(10)调设稀薄的额定空燃比(λ额定)，以便用氧气加载所述第二三元催化器(4)，如果所述第二三元催化器(4)的第二氧气充注水平(O2催化器2)超过能预给定的第二氧气充注水平(O2,最大)，则将额定空燃比(λ额定)切换到稍浓的空燃比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果识别到所述内燃机(10)处于以下运行状态中，在该运行状态中所述内燃机(10)以接近于1的额定空燃比(λ额定)运行，并且所述第一三元催化器(3)和所述第二三元催化器(4)达到了能预给定的运行温度(T催化器,最小)，则启用该方法。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一三元催化器(3)和所述第二三元催化器(4)达到了至少280℃的运行温度(T催化器,最小)。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，不存在颗粒过滤器再生或者不存在主动的催化器诊断。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助第三λ传感器(8.3)求取所述第二三元催化器的氧气充注水平。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，稍浓的额定空燃比(λ额定)相应于小于1的空燃比，尤其是相应于0.998至0.999之间的空燃比，尤其是相应于0.999，或者对应于第二λ探测器(8.2)的λ探测器电压处于600mV至750mV之间的情况下的空燃比。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一三元催化器(3)上游的第一实际λ值(λ1,实际)和/或废气质量流量和/或所述第一三元催化器(3)的第一催化器温度(T催化器1)和/或所述第一三元催化器(3)下游的第二实际λ值(λ2,实际)和/或所述内燃机(10)的转速和/或所述第一三元催化器(3)上游的氧气质量流量和/或用于所述第一三元催化器(3)的老化因子来求取用于所述第一三元催化器(3)的第一氧气充注水平模型。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第二三元催化器(4)上游的第二实际λ值(λ2,实际)和/或废气质量流量和/或所述第二三元催化器(4)的第二催化器温度(T催化器2)和/或所述第二三元催化器(4)下游的第三实际λ值(λ3,实际)和/或所述内燃机(10)的转速和/或所述第二三元催化器(4)上游的氧气质量流量和/或用于所述第二三元催化器(4)的老化因子来求取用于所述第二三元催化器(4)的第二氧气充注水平模型。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，稀薄的额定空燃比(λ额定)相应于大于1的空燃比，尤其是相应于处于1至1.05之间的空燃比。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，能预给定的第一氧气充注水平(O2,最小)相应于所述第二三元催化器(4)的、为20％的氧气充注水平。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，能预给定的第二氧气充注水平(O2,最大)相应于所述第二三元催化器(4)的、为70％至80％的氧气充注水平。
12.一种计算机程序，其设置为用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.一种电子存储介质，其具有根据权利要求12所述的计算机程序。
14.一种设立成用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的设备，尤其是控制器(100)。
CN202310553988.3A 2022-05-17 2023-05-17 用于监测和调节废气后处理机构的方法、设备及存储介质 Pending CN117072334A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022204865.2A DE102022204865A1 (de) 2022-05-17 2022-05-17 Verfahren zur Überwachung und Regelung einer Abgasnachbehandlungsanlage mit mehreren in Reihe geschalteten Katalysatoren
DE102022204865.2 2022-05-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117072334A true CN117072334A (zh) 2023-11-17

Family

ID=88599994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310553988.3A Pending CN117072334A (zh) 2022-05-17 2023-05-17 用于监测和调节废气后处理机构的方法、设备及存储介质

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117072334A (zh)
DE (1) DE102022204865A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117759412A (zh) * 2024-02-22 2024-03-26 潍柴动力股份有限公司 一种三元催化器控制方法、装置、存储介质及电子设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016222418A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regelung einer Füllung eines Speichers eines Katalysators für eine Abgaskomponente

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117759412A (zh) * 2024-02-22 2024-03-26 潍柴动力股份有限公司 一种三元催化器控制方法、装置、存储介质及电子设备
CN117759412B (zh) * 2024-02-22 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 一种三元催化器控制方法、装置、存储介质及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022204865A1 (de) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6497092B1 (en) NOx absorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same
US7793489B2 (en) Fuel control for robust detection of catalytic converter oxygen storage capacity
US7499792B2 (en) Diagnostic method for an exhaust gas probe and diagnostic device for an exhaust gas probe
US8434294B2 (en) Method and device for determining a dynamic time duration for exhaust gas probes of an internal combustion engine
US11105285B2 (en) Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine
EP1866529B1 (en) Device for detecting state of thermal degradation of exhaust purifying catalyst
US10006382B2 (en) Apparatus for detecting inter-cylinder air-fuel ratio imbalance in multi-cylinder internal combustion engine
CN106574567A (zh) 内燃发动机的控制***
JPWO2020189080A1 (ja) 内燃機関制御装置
US11492952B2 (en) Catalyst degradation detection apparatus
JP2004069457A (ja) 空燃比検出装置の劣化検出装置
CN117072334A (zh) 用于监测和调节废气后处理机构的方法、设备及存储介质
JP3988518B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
US6324893B1 (en) Diagnostic apparatus and method for adsorbent
US11339697B2 (en) Lambda compensation with exhaust-gas burner
CN110821619A (zh) 用于内燃机的废气后处理的方法和装置
CN108386260B (zh) 用于加热和再生在汽油机的废气中的颗粒过滤器的方法
CN108468598B (zh) 用于内燃发动机的异常诊断装置及异常诊断方法
JP5999008B2 (ja) 多気筒内燃機関の気筒間空燃比インバランス検出装置
US20010007192A1 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
US6601383B2 (en) Emission control apparatus for engine and method for reducing emissions of engine
US11454154B2 (en) Method and processing unit for adapting modeled reaction kinetics of a catalytic converter
US11225896B1 (en) Degradation diagnosis device for exhaust gas control catalyst
US11536182B2 (en) Method and processing unit for ascertaining a catalytic converter state
JP2012137050A (ja) 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication