本发明涉及一种动态调整排气后处理装置的温度标称值的方法,所述方法包括估算排气后处理装置中收集的还原剂的量;预测通过燃烧一些收集的还原剂产生的温度,并且确定温升和加上当前温度;形成预测温度和标称温度之间的差值;及通过上述形成的差值调整基体中的放热标称反应。
1.一种动态调整排气后处理装置的温度标称值的方法,包括:估算所述排气后处理装置中收集的还原剂的量;预测通过燃烧一定量的所收集的还原剂而产生的温度,并且确定温升和加上当前温度;形成所预测的温度和所述标称温度之间的差值;及通过上述形成的差值调整所述基体中的放热标称反应。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述排气后处理装置中收集的所述还原剂的量通过使用存储/释放模型估算。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述产生的温度作为标称基体温度和排气质量流的函数被估算。
4.根据权利要求1所述的方法,其中当前温度被测量。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述当前温度根据上游温度和当前还原剂流估算。
6.根据上述权利要求1-4中的一个权利要求所述的方法,其中如果所预测的温度和所述标称温度之间的差值大于零,则所述差值被用于调整所述基体中的所述放热标称反应,以便可以自动获得所述排气中还原剂的减少。
7.根据上述权利要求1-4中的一个权利要求所述的方法,其中所述上游标称温度相应地被减少从而获得与零值之间的差值。
8.根据上述权利要求1-4中的一个权利要求所述的方法,包括:步骤(22),其中所述基体中存储的还原剂的量和烟灰的量被估算;步骤(23),其中所述基体标称温度被确定为所述基体中存储的还原剂和存储的烟灰的函数,并且贯穿所述基体的所述放热标称反应被确定为所述标称温度、所述质量流和热老化度的函数;步骤(24),其中所述放热温度的上升被预测为所述基体标称温度、所述存储的还原剂和烟灰量、当前质量流和所述热老化度的函数;步骤(25),其中所预测的基体温度作为所述放热温度的上升温度和当前基体温度的函数计算;评定步骤(26),其中判定所述预测的温度是否比所述标称温度低;如果所述预测的温度不比所述标称温度低,则该方法继续到步骤(27);如果所述预测的温度比所述标称温度低,则该方法继续到步骤(32),跳过随后的步骤(27、28和29);步骤(27),其中所述基体中上升到等于所述标称温度的预测温度的放热温度被降低;步骤(28),其中判定所述放热标称反应是否大于零;如果所述放热标称反应大于零,则该方法继续到步骤(32),如果所述放热标称反应不大于零,则该方法继续步骤(29);步骤(29),其中所述基体的上游标称温度被降低以便所述预测的温度达到所述标称温度的量值,其中所述标称基体温度由所述上游标称温度调控;步骤(30),其中输出所述标称基体温度和所述上游标称温度;步骤(32),其中根据所述基体标称温度和贯穿所述基体的调整的放热反应计算所述上游标称温度;其中步骤(32)还结合来自步骤(28)的判定,如果在步骤(26)中已经判定所述预测的温度不低于所述标称温度,则来自步骤(28)的该评定通过步骤(27)获得;从而只有当所述预测的温度低于标称温度(步骤26:否)或所述放热标称反应大于零(步骤28:是)时,执行步骤(32),并且在步骤(32)后执行步骤(30);其中步骤(30)中,输出所述基体标称温度和所述上游标称温度;和步骤(31),所述方法结束。技术领域
本发明涉及动态调整排气后处理装置的温度标称值的方法。
背景技术
设置在内燃发动机排气通道中的排气后处理装置需要定期恢复以便使排气后处理装置中已经收集或捕获的污染物从后者释放。当收集的污染物达到预定极限值时,应该实施排气后处理装置的恢复或再生。例如,被设计为颗粒过滤器,尤其是被设计为柴油机颗粒过滤器的排气后处理装置应该每1500km被再生一次。例如,可以依靠提高的内燃发动机的排气温度以便能燃烧颗粒过滤器收集的烟灰或碳黑颗粒而启动再生。如果颗粒过滤器或柴油机颗粒过滤器不被再生,则存在所述颗粒过滤器被烟灰或碳黑阻塞的风险,这可能导致相当大的性能损失,甚至破坏内燃发动机。如已经陈述的,在再生排气后处理装置期间,所述排气后处理装置的温度从相对低的温度升到相对高的温度。此处,以受控方式实施从低温水平到高温水平的过渡尤其重要,其不仅考虑排气后处理装置的基体中由于上游温度升高而产生的温度梯度,而且考虑排气后处理装置的基体中收集的污染物产生的放热反应。目前,排气后处理装置的再生被分成至少两个预校准水平。在第一水平,目标温度应该借助排气后处理装置的排气流上游中含量非常低的还原剂达到,而由于所述限制,获得的温度水平受到一定程度的限制。在第二水平,排气流中还原剂的含量主要由目前容许的由排气后处理装置中的污染物的燃烧产生的放热温度升高限制。从一个水平到另一个水平改变可以主要通过测得的排气后处理装置的热状态计算,其中如果已经达到工作温度,则实施从低温水平到第二水平的改变。其次,如果排气后处理装置的热水平位于预定水平之上,则实施对第一水平的改变以便减少排气后处理装置的基体中的放热反应。
发明内容
因此,本发明的目标是确定一种方法,通过该方法可以显著地延长排气后处理装置的使用寿命。根据本发明,通过一种动态调整排气后处理装置的温度标称值的方法实现该目标,该方法包括估算所述排气后处理装置中收集的还原剂的量;预测通过燃烧一定量的所收集的还原剂而产生的温度,并且确定温升和加上当前温度;形成所预测的温度和所述标称温度之间的差值;及通过上述形成的差值调整所述基体中的放热标称反应。本发明是基于以下知识:在再生期间,排气后处理装置要求非常仔细地控制温度以便防止流入的排气或排气后处理装置的基体两者中包含的还原剂的放热反应造成的热破坏。在现有技术中,依靠在达到高温之前为预定时间周期,例如200-300秒设置的相对低温,来考虑在低温收集的还原剂和在高温释放的还原剂的相对快的动态变化。然而,该方法要求保守的时间限值以保证在到达第二水平之前从基体完全释放还原剂。相反,本发明提出根据模型计算贯穿基体的标称温度和放热标称反应,该模型估算排气后处理装置中存储和释放的还原剂的量。为了此目的,使用模型以便通过使用存储/释放模型估算基体中收集的还原剂的量,该存储/释放模型将在下面被进一步详细描述。通过燃烧释放的还原剂或其部分产生的燃烧热量被估算为标称基体温度和当前排气质量流的函数。然后确定或计算所述温升并且当前基体温度被加到所述温升。此处,当前基体温度可以被测量,可以根据上游温度和当前还原剂流估算所述当前基体温度。然后,将所述预测温度与标称温度进行比较,并且得出差值。此处,将标称温度从预测温度中减去。如果差值大于零,则使用所述差值以便调整基体中的放热标称反应,然后这自动导致减少排气中的还原剂,最后,流入排气中的还原剂的量被设置为零,直到预测温度和标称温度之间(预测温度-标称温度)差值达到零。如果放热标称反应被减少到零并且非负量值的差值(预测温度-标称温度)也在先前的步骤中被确定,则上游标称温度被相应地降低以便保证零差值,而针对基体的工作温度极限值的标称温度的降低被限定为当前排气质量流和排气后处理装置的热老化因子的函数。
附图说明
本发明的进一步有益改进将在下面的附图描述中被公开,其中:图1显示流程图;图2到图4显示现有技术中获得的曲线与根据本发明的方法获得的曲线的对比曲线图。
具体实施方式
图1显示用于执行动态调整排气后处理装置的标称温度值的方法的流程图20。步骤21表示开始块。在步骤22中,存储在基体中的还原剂的量以克[g](mNMHC)为单位来估算。例如,这可以使用下面的公式进行:d(mNMHC)/dt=存储速率[g/s]-释放速率[g/s]xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0方程1在步骤22中,还可以估算基体中收集的烟灰或碳黑量。在步骤23中,基体标称温度被确定为基体中存储的还原剂和存储的烟灰的函数。在步骤23中,整个基体的放热标称反应还可以被确定为标称温度、质量流和热老化度的函数。在步骤24中,放热温度的上升被预测为标称基体温度、存储的还原剂和烟灰量、当前质量流和热老化度的函数。最后,在步骤25中,预测的基体温度作为放热温度的上升温度和当前基体温度的函数计算。步骤22-25是连续执行的,但也可以同时执行。在步骤26中,判定预测温度是否比标称温度低。如果预测温度不比标称温度低,则该方法继续到步骤26。如果预测温度比标称温度低,则该方法继续到步骤32,跳过下面描述的后续步骤27、28和29。如果预测温度不比标称温度低,则在步骤27中,基体中上升到等于标称温度的预测温度的放热温度被降低。在步骤28中,作为所述测量的结果,判定放热标称反应是否大于零。如果放热标称反应大于零,则该方法继续到步骤32。如果放热标称反应不大于零,则该方法继续步骤29。在步骤29中,基体的上游标称温度被降低以便预测温度达到标称温度的量值,其中标称基体温度被调节到上游标称温度。在步骤30中,输出标称基体温度和上游标称温度。在步骤31中,算法结束。如果在步骤26中判定预测温度低于标称温度,则该方法继续到步骤32,其中根据基体标称温度和贯穿基体的调整的放热反应计算上游标称温度。步骤32还结合来自步骤28的判定,如果在步骤26中已经判定预测温度不低于标称温度,则其通过步骤27获得。在该方面,只有当预测温度低于标称温度(步骤26:否)或放热标称反应大于零(步骤28:是)时,执行步骤32。如果执行步骤32,则跳过步骤27-29或仅跳过步骤29。然后,步骤30后直接跟步骤32。上述过程优选每100ms执行一次。图2显示根据本发明的方法标绘的标称温度2与根据现有技术标绘的标称温度3的对比。在图2的曲线图中,左侧纵轴描述的是温度(°C)。相对的右侧纵轴描述的是负载,即例如收集的烟灰或碳黑(克,g)。横轴描述的是时间(秒,s)。例如对20g烟灰的负载实施检测各步骤。根据图2,基体中还原剂的估算量使用根据本发明的模型计算,并且用来调整标称温度2,而根据现有技术的标称温度3被固定在例如量值为630°C的直线上并且不改变。作为对比,利用根据本发明的程序,标称温度2被降低,即被调整到开始的大约400°C的量值,持续大约50秒的时间周期后,回升到630°C的量值。所述过程持续,例如大约550秒。因此,烟灰负载被减少,例如从曲线4中可以看出。此外,碳氢化合物的含量可以首先增加,然后相应地减少(曲线5)。排气后处理装置的上游温度和下游温度在图3中被描绘并且相互比较。图3的左侧纵轴描述的是温度(°C)。横轴描述的是时间(秒)。曲线6描绘了上游基体温度,该基体温度基于模型根据本发明确定。基本与曲线6相同的是曲线7,其描绘了根据现有技术常规地已经确定的上游基体温度。对于相同的上游温度,排气后处理装置根据基于模型的方法(曲线9)获得受控再生,而根据现有技术的再生是以不受控的方式发生,这例如可以从曲线8中的峰值看出。曲线9显示根据基于模型的方法的下游基体温度,而曲线8显示根据现有技术的下游基体温度。这可以通过和描绘基体温度的图4的比较证实。曲线11显示根据基于模型的方法的所述基体温度,而曲线10显示根据现有技术的方法的所述基体温度。可以看出,根据现有技术的基体温度(曲线10)达到超过1000°C,其通过受控的基于模型的方法(参看曲线11)被阻止。