[发明专利]一种用于在机动车辆的排气系统中调节放热反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在机动车辆的排气系统中调节放热反应的方法。

背景技术

对于机动车辆的排气系统的部件来说，使用上游位置中测量的气体温度、上游废气中未燃尽的燃料的水平的估算、储存的未燃尽的燃料的质量、储存的颗粒物质的质量以及废气后处理元件的热特性能够估算催化转化器的基板壁的温度。如果测量了下游温度，可生成调节信号，所述调节信号然后用于改善所述基板壁的温度估算。

在放热调节算法中，直接将所述调节信号与能量平衡联合使用以反馈估算中的错误。此外，将对放热温度的估算的增加的监测与受损或老化的催化转化器的情况相对比，并将其用于防止达到老化的状态，在所述老化状态下，污染物达到一个高于定义的极限值的水平。

发明内容

本发明的目的是改善机动车辆的废气元件中放热反应的调节。

利用权利要求1所述的特征来实现根据本发明的上述目的。从属权利要求限定了本发明的有益改进。

根据本发明的第一方面，一种用于在机动车辆的废气元件中调节放热反应的方法包括以下步骤：

-测量所述废气元件上游的上游温度；

-利用所述废气元件的热模型来计算所述废气元件下游的估算的下游温度；

-测量所述废气元件下游的下游温度；

-基于所述估算的下游温度和废气的质量吞吐量来计算用于温度估算的极限函数；

-通过在测量的和估算的下游温度之间形成差分信号并将所述差分信号除以作为废气的质量吞吐量的函数的调节时间常数，来计算放热调节信号；

-利用所述放热调节信号来调节所述废气元件上游的还原剂的浓度；

-利用所述放热调节信号(tExoAdapEle)来调节所述废气元件的能量平衡；以及

-从前述两个调节步骤之后的放热反应的残留物和所述废气元件的基板壁的温度，来生成所述废气元件的热老化的调节速率。

本发明提出一种用于调节放热反应的算法，所述算法的目的是调节上游位置处的部分未燃尽的燃料，实施能量平衡中的直接校正，并最终逐渐调节所述废气元件的热老化。根据本发明的方法多维地使用上述计算的放热调节信号，可以说，尤其允许了放热反应的良好调节。

用于调节放热反应的所述方法使用动力学模型作为所述废气元件的热模型。所述动力学模型允许了良好的移动质量流的建模，因此得到了所述废气元件的精确图像，这实现了较好的预测。

所述估算的下游温度可受限于时间延迟和/或由低通滤波器过滤。所述时间延迟可能考虑到到达下游传感器的位置所需要的传播时间，而所述低通滤波器则需要考虑到传感器模型的时间常数。

所述极限函数可具有最小极限和最大极限。通过所述两个极限，可在各种情况下以简单和精确的方式调节所述极限函数。

如果所述估算的下游温度在所述极限函数之外，可计算所述放热调节信号，并且如果所述估算的下游温度在所述极限函数之内，可将所述放热调节信号设置为等于0。通过该说明可知，因为只有在实际需要时才会计算所述放热调节信号，所以能够简化该方法。同样的，可从所述估算温度和相关极限(最小或最大极限)之间的差值来计算所述放热调节信号所需的差分信号。

通过整合所述热老化的调节速率的总和可计算热老化因素，且所述热老化因素可用于监测所述废气元件的催化性能。所述热老化因素可依赖于热载荷、废气的空间速度以及所述热老化的调节速率。所述热老化因素可用于所述废气元件的进一步诊断。

所述热老化因素值为1表示新的废气元件，值小于1且大于阈值表示热老化，值小于所述阈值表示不存在废气元件。借助所述热老化因素，该方法可扩展为检测废气元件是否存在。此外，可诊断废气元件的状态。

在所述热老化的状态下，所述废气元件的点火温度可改变和/或所述废气元件对于氧气、还原剂、氧化氮和氨气等物质的最大储存容量可减小。借助于所述热老化因素，可以对诊断采取可能存在的反应，从而提高所述废气元件的寿命和可靠性。

所述废气元件可以是催化转化器。当将本方法用于机动车辆的催化转化器中时，其作用将得到全面的发挥。

附图说明

以下将基于附图详细描述本发明，其中：

图1是一种根据本发明的用于在机动车辆的废气元件中调节放热反应的方法的流程示意图；

图2是所述方法的极限函数的原理图；

图3是一种用于调节还原剂的因素的示意图；

图4是一种用于调节能量平衡的因素的示意图；

图5是热老化的调节速率的示意图。