用于求取在废气系统中的、内燃机的废气的在氨与氮氧化物份额方面的废气成分的方法与流程

本发明涉及一种用于求取内燃机的废气的废气成分的方法以及一种用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

背景技术：

1、借助氨(nh3)或裂解氨的试剂的选择催化还原(英语：selective catalyticreduction；scr)，是一种适合的用于减少富氧废气中的氮氧化物(nox)的方法。scr催化器的工作窗口或其效率(wirkungsgrad或effizienz)主要通过物理参量温度和空间温度来确定。所吸收的nh3对催化器的覆盖程度对该效率是决定性的。为了实现尽可能高的氮氧化物转化率，通常符合目的的是，在高的氨填充高度(füllstand)的情况下运行该scr系统。

2、如果被填充的scr催化器的温度由于内燃机的负载跃变而升高，则该scr催化器的氨存储能力下降，这可能导致氨溢出。scr催化器安装在马达附近，以便在马达启动之后早期地转化氮氧化物，所述scr催化器特别强烈地受动态特性温度梯度并且因此受这种类型的解吸事件所影响。因此，第二scr催化器在排气系(abgasstrang)中可以设置在第一scr催化器下游，以便从第一催化器的氨溢出中吸收氨并且随后转化氨。

3、随着对废气再处理的要求升高，越来越多地使用具有两个scr催化器的系统，所述scr催化器分别具有自己的、在相应的scr催化器上游的计量装置。为了调节和监控scr催化器，通常安装三个nox传感器(在第一催化器前方并且分别在两个催化器后方)。

4、典型地，nox传感器反映废气的经测量的nox浓度。然而，由测量原理决定的，nox传感器典型地具有相对于氨(nh3)的交叉灵敏度。在这样的情况下，nox传感器总是测量废气中的两个组分：nox和nh3。因此，不存在直接的关于测量值的nh3份额(anteil)(或者nox份额)的信息。

技术实现思路

1、根据本发明，提出一种用于求取内燃机的废气的废气成分的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。有利的构型是下述描述的主题。

2、根据本发明的用于在具有至少一个scr催化器的废气系统中求取内燃机的废气的在氨份额和氮氧化物份额方面的废气成分的方法包括：尤其借助传感器检测第一信号，该第一信号在其高度方面取决于与在至少一个scr催化器上游的废气的氮氧化物份额；尤其借助传感器检测第二信号，该第二信号在其高度方面取决于在至少一个scr催化器下游的废气的氨份额和氮氧化物份额；存储至少在观察时间段期间的(über einenbeobachtungszeitraum hinweg)两个信号；借助计算规则求取在至少一个scr催化器下游的废气的氨份额并且可选地求取在至少一个scr催化器下游的废气的氮氧化物份额，所述计算规则将观察时间段期间的两个信号用作输入参量。在此，如此匹配计算规则的参数，使得借助计算规则所计算的和信号尽可能精确地相应于在观察时间段期间的检测的第二信号。然后，优选地，由经匹配的参数求取氨份额和氮氧化物份额。由此，可以在无附加的成本密集的传感机构的情况下，通过至少一个催化器对氨溢出(ammoniakschlupf)进行量化，并且因此改进该废气系统的氨计量和排放性能。

3、尤其是，所述计算规则在氮氧化物还原方面假定至少一个scr催化器的在观察时间段内恒定的效率。这是借助相对少的开销来实现非常精确的结果的一种可能性，所述非常精确的结果能够实现相关的排放组成部分的有针对性的最小化。

4、尤其是，所述计算规则假定在至少一个scr催化器下游的废气的、在观察时间段内恒定的氨份额。这是一种简化得相对少的假定，因为氨份额仅具有低动态特性(dynamik)。同时，这样的假定显著地便于计算并且因此节省计算能力。

5、该计算规则可以有利地根据第一信号的动态特性求取在至少一个scr催化器下游的氮氧化物份额，因为该信号的动态特性基本上取决于氮氧化物份额；氨份额典型地具有非常低的动态特性。

6、在此，有利地，通过使误差平方和最小化、由所计算的和信号和所检测的信号实现尽可能精确的对应(entsprechung)。这是一种经过证明的用于可靠的优化的方法。

7、尤其是，此外可以求取判定系数(bestimmtheitsmaβe)r2，该判定系数说明，能够在何种程度上借助经检测的信号的离散度(streuung)来解释所计算的和信号的离散度，并且可以根据该判定系数求取所述参数的匹配是否是成功的。在此，所述和信号上的氨份额尤其可以假定为零，并且当判定系数r2大于能够预确定的阈值时，该假定被评估为是正确的。由此，该计算可能显著地被简化，并且仍然可以提供有用信息(例如呈如下二元陈述的形式：是否出现氨溢出)。如果氨份额被假定为不等于零，则在足够高的r2的情况下，可以直接从经匹配的参数获知氨份额。

8、根据本发明的计算单元、例如机动车的控制器，尤其在程序技术方面，设置用于执行根据本发明的方法。

9、以具有用于执行所有方法步骤的程序代码的计算机程序或者计算机程序产品的形式实现根据本发明的方法，是有利的，因为这产生特别少的成本，尤其是当进行实施的控制器还用于另外的任务并且因此本来就存在时。最后，设置有机器可读的存储介质，该机器可读的存储介质具有存储在其上的、如上所述的计算机程序。适合的用于提供计算机程序的存储介质或数据载体尤其是磁存储器、光学存储器和电存储器，例如硬盘、闪存、eeprom、dvd等。通过计算机网络(因特网、内联网等)下载计算机程序是可能的。在此，这样的下载可以有线地或有线缆地或者无线地(例如经由wlan网络、3g、4g、5g或6g连接等)进行。

10、由说明书和所附附图得出本发明的其他优点和构型。

11、根据一个实施例在附图中示意性示出本发明，并且在下文参考附图详细地描述本发明。

技术特征：

1.一种用于求取在废气系统(120)中的、内燃机(1)的废气(10)的在氨份额与氮氧化物份额方面的废气成分的方法(200)，所述废气系统具有至少一个scr催化器(12，13)，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述计算规则在氮氧化物还原方面假定所述至少一个scr催化器(12，13)的、在所述观察时间段期间恒定的效率。

3.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其中，所述计算规则根据所述第一信号的动态特性求取在所述至少一个scr催化器(12，13)下游的氮氧化物份额。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(200)，其中，所述计算规则假定在所述至少一个scr催化器(12，13)下游的废气的、在所述观察时间段期间恒定的氨份额。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，通过误差平方和的最小化，由所计算的和信号和所检测的信号实现尽可能精确的对应，所述方法尤其包括：基于经最小化的误差平方和求取所述参数的匹配是否是成功的。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，所述方法此外包括求取判定系数r2，所述判定系数说明，能够在何种程度上借助所检测的信号的离散度来解释所计算的和信号的离散度，并且所述方法包括：根据所述判定系数求取所述参数的匹配是否是成功的。

7.根据权利要求6所述的方法(200)，其中，所述氨份额(rnh3)假定为零，并且当所述判定系数r2大于能够预确定的阈值时和/或当根据权利要求5经最小化的误差平方和小于能够预确定的阈值时，所述假定被评估为是正确的。

8.一种计算单元(20)，所述计算单元设置用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)的所有方法步骤。

9.一种计算机程序，当所述计算机程序在计算单元上实施时，所述计算机程序促使计算单元(20)执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有存储在其上的、根据权利要求9所述的计算机程序。

技术总结
一种用于在具有至少一个SCR催化器的废气系统中求取内燃机的废气的在氨份额和氮氧化物份额方面的废气成分的方法，包括：借助传感器检测第一信号，其在其高度方面取决于在至少一个SCR催化器上游的废气的氮氧化物份额，借助传感器检测第二信号，其在其高度方面取决于在至少一个SCR催化器下游的废气的氨份额和氮氧化物份额，存储至少在观察时间段期间的两个信号，借助计算规则求取在至少一个SCR催化器下游的废气的氨份额以及可选氮氧化物份额，计算规则将观察时间段期间的两个信号用作输入参量，如此匹配计算规则的参数，使得借助计算规则计算的和信号尽可能精确地相应于在观察时间段期间的检测的第二信号，由经匹配的参数求取氨份额和氮氧化物份额。

技术研发人员：A·科斯拉瓦尼,A·巴斯托雷亚勒,C·弗莱克,T·普菲斯特
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12