[发明专利]用于运行具有第一废气净化部件和第二废气净化部件的内燃机的方法和控制器

说明书

本发明涉及一种用于运行内燃机（10）的方法，该内燃机具有废气设备（14），在该废气设备中布置着第一废气净化部件（31）和第二废气净化部件（27），并且该废气设备具有汇入口（52），二次空气能通过该汇入口吹入到废气设备（14）中。所述方法的特征在于，用输出排放模型（110）计算所述至少一种废气组分的在第一废气净化部件（31）的输出端上所存在的输出浓度，并且根据计算出的输出浓度确定所述至少一种废气组分的在第二废气净化部件（27）的输入端上所存在的输入浓度，并且根据所述至少一种废气组分的这样确定的输入浓度运行所述内燃机（10）。

技术领域

本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的方法和按照独立权利要求8的前序部分所述的控制器。此外，本发明还涉及计算机程序产品和能用计算机读取的介质。

背景技术

由DE 10 2017 201 742 A1已知了这些主题。已知的方法涉及一种具有废气设备的内燃机，在该废气设备中布置着第一废气净化部件并且在该第一废气净化部件的下游布置着第二废气净化部件。在第一废气净化部件和第二废气净化部件之间在公知的主题中布置着汇入口，二次空气能通过该汇入口吹入到废气设备中。第二废气净化部件具有用于至少一种废气组分的存储器。

使用氧传感器来控制内燃机，用所述氧传感器检测废气中的氧气浓度。空气系数λ是燃空比的一个衡量尺度，内燃机以该燃空比运行。在此使用宽带氧传感器和跳跃式氧传感器。用宽带氧传感器能在一个宽的λ范围内连续调节废气λ，因为该宽带氧传感器的信号在λ值的一个宽的范围内具有较小的斜度。通过传感器特性曲线的线性化，即使在一个受限制的λ范围内也能用较为利于成本的跳跃式氧传感器实现连续的λ调节。与宽带氧传感器相比，跳跃式氧传感器在λ=1附近的狭窄的范围内由于其跳跃形的传感器特性曲线而具有明显更高的精度。在表征化学计量的燃空比的空气系数λ=1附近的这个狭窄的范围外，跳跃式氧传感器的精度在富氧的λ（小于1）或贫氧的λ（大于1）时通常由于公差效应和老化效应而小于宽带氧传感器的精度。

因此，在马达控制系统内通常在那些应当精确地测量富氧的λ值或贫氧的λ值的地方使用宽带氧传感器或者在那些在λ=1附近的范围内用有限的精度测量就够用的地方使用宽带氧传感器。跳跃式氧传感器则使用在那些应当以高精度测量在λ=1附近的范围内的废气λ的地方。针对宽带氧传感器的典型的应用是在催化器之前的λ调节和例如在诊断催化器时氧气输入和输出的平衡。跳跃式氧传感器的典型的应用则是在催化器之后的准确的λ=1调节和在诊断催化器时对富氧或贫氧的废气的爆发（Durchbruch）的识别。

燃料系统的典型的废气设备针对当今严格的排放和诊断要求（例如SULEV）由宽带氧传感器、作为第一废气净化组件的第一三元催化器、跳跃式氧传感器和作为第二废气净化组件的未受监控的第二三元催化器构成。

未来还要更加严格的排放和诊断要求（例如国VI）则要求这样的废气设备，在所述废气设备中不仅仅要同样监控第二催化器，而且在所述废气设备中也要限制废气中的颗粒数量。第二三元催化器因此必须与颗粒过滤器组合或者用经涂层的颗粒过滤器替代，所述颗粒过滤器也称为四元催化器。当下文中提到四元催化器时，那么应当总是既指三元催化器的顺序执行（Hintereinanderausführung）也指经催化涂层的颗粒过滤器。

为了最佳地运行四元催化器，需要至少尽可能精确地识别在这个催化器之前的废气中的氧气浓度。在三元催化器的情况下，这个信息是必需的，以便在所谓的催化器窗口中、在围绕化学计量的运行点（λ=1）的狭窄的λ范围内运行所述催化器。只有这样才可以同时达到针对HC、CO和NO_x的高转化率。在颗粒过滤器的情况下，了解过滤器之前的氧气浓度对快速达到过滤器的运行温度和过滤器在没有不允许的高排放或颗粒过滤器没有受损的情况下的再生而言是必需的。

通常用跳跃式氧传感器求取在第二催化器之前的废气中的氧气浓度。但也可以考虑在第二催化器之前使用宽带氧传感器。