控制机动车辆后处理系统的操作的方法与流程

本发明的技术领域涉及控制机动车辆后处理系统的操作的方法。

背景技术：

已知的是，当前汽车系统配备有排气后处理系统。

在各种排气后处理装置中，可以使用贫nox捕获器(lnt：leannoxtraps)。

贫nox捕获器(lnt)是含有例如是铑、铂和钯这样的催化剂和例如基于钡的元素的吸收剂的催化装置，其提供适用于结合排气中包含的氮氧化物(nox)的活性位置，以便将它们捕获在装置本身中。

然而，在lnt中的nox储量接近其极限时，lnt效率下降。

可通过启用富燃烧模式而使得lnt再生，称为denox再生。

在denox再生期间，排放物水平极大地增加，尤其是碳氢化合物(hc)、碳氧化物(co)和烟。

因为富燃烧模式是通过将燃料喷射到排气流中而形成的，这种燃料喷射是通过后喷射(即通过在相应活塞的上死点(tdc)之后发生的发动机汽缸中的燃料喷射)或通过专用喷射器实现的，所以在富相(richphases)增加燃料消耗也增加。

在lnt被认为完全是nox时且如果满足与温度和燃烧稳定性有关的预定情况时，当前denox再生策略启动denox再生事件。

然而，在实际驱动情况中，存在不期望的denox再生干扰的高可能性，例如在城市形式或其他不适宜情况期间。

在denox事件被中断时，排放物水平和燃料消耗仍然比期望的更高，nox减少方面的优点有限。

本发明的目的提供一种策略，其允许根据车辆的实际驱动情况显著改善denox再生事件的管理。

另一目的是限定一种策略，用于管理denox再生事件，以不会极大地影响燃料消耗。

这些目的和其他目的通过方法，通过设备，通过计算机程序和计算机程序产品实现，其具有独立权利要求所述的特征。

从属权利要求限定了优选和/或尤其有利的方面。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种控制机动车辆的后处理系统的操作的方法，后处理系统包括贫nox捕获器(lnt)和用于将排气从lnt传送到外部环境的尾管，方法包括的步骤是：

计算第一参数的值，其表示尾管中流动的排气中的nox含量；

计算第二参数的值，其表示lnt中存储的nox的量；

根据第一参数的计算值和第二参数的计算值计算denox请求索引的值；

根据lnt温度和排气质量流量计算denox请求索引的原始临界值；

根据denox请求索引的原始临界值和修正因子计算denox请求索引的修正临界值，根据denox再生成功完成的可能性值计算该修正因子；和

如果denox请求索引的计算值大于修正临界值，则起动denox再生。

该实施例的效果是，通过限定和准确地计算成功地完成denox再生事件的可能性来允许对denox再生起动的控制的细化。

如果这种可能性相对较低，则denox再生事件可以被延迟以便降低中断风险。另一方面，如果完成denox再生的可能性相对高，则denox再生事件可以执行，或被预期，以便增加denox再生效率。

以此方式，denox再生事件的数量可以被优化，且燃料消耗、烟和hc/co排放可以极大地降低，而对总体nox效率没有影响。

而且，所提出的策略允许执行denox再生，其比现有技术中的更长，增加产生nh3的可能性，因此改善被动scr的效率，如所提出的。

最后，所提出的策略允许执行较少数量的denox再生，但是具有更长的持续时间，以能增加执行lnt诊断检查的可能性(其需要完整的denox)和增加使用中的性能比例(iupr：inuseperformanceratio)索引。

根据本发明实施例，通过以下步骤计算denox再生的成功完成的可能性值：

计算基于机动车辆的任务剖面的第一可能性值；

计算基于denox禁止的第二可能性值；

根据第一和第二可能性值计算denox再生成功完成的可能性值。

该实施例的效果是，实时地计算denox再生成功完成的可能性值，将车辆的驾驶情况考虑在内。

根据本发明的进一步实施例，根据机动车辆的任务剖面和变速器档位计算第一可能性值。

该实施例的效果是允许计算这种第一可能性值，其计入了影响denox再生的任务剖面的大多数相关参数。

具体说，经校准的映射可通过实验活动形成，其具有作为输入的各种任务剖面和不同的可能变速器档位，以及作为输出的根据任务剖面的denox再生成功完成可能性值。

根据本发明的另一实施例，根据机动车辆速度确定任务剖面。

该实施例的效果是允许容易地确定车辆的当前任务剖面。

根据本发明的又一实施例，根据denox禁止比例和denox禁止触发数计算第二可能性值。

该实施例的效果是允许计算这种第二可能性值，其计入了影响启用denox再生禁止的大多数相关参数。

具体说，经校准的映射可通过实验活动形成，其具有作为输入值的denox禁止比例和denox禁止触发数，以及作为输出的在启用denox禁止时denox再生成功完成可能性值。

根据本发明的另一实施例，通过以下步骤计算denox禁止比例：

在预定时间间隔期间对denox再生被禁止的时间量进行计算；

将所述时间量除以所述预定时间间隔。

该实施例的效果是允许选择预定时间间隔，在该预定时间间隔期间执行denox禁止比例值的计算，同时之前的计算值被用作用于映射的输入，其根据启用denox禁止而返回denox再生成功完成的可能性值。

根据本发明的另一实施例，通过对预定时间间隔期间对denox再生被禁止的次数进行计数来计算denox禁止触发数。

该实施例的效果是允许选择预定时间间隔，在该预定时间间隔期间执行denox禁止触发数的计算，同时之前的计算值被用作用于映射的输入，其根据启用denox禁止而返回denox再生成功完成的可能性值。

本发明的另一方面提供一种设备，用于控制机动车辆后处理系统的操作，后处理系统包括贫nox捕获器(lnt)和用于将来自lnt的排气传送到外部环境的尾管，该设备包括：

一器件，用于计算第一参数的值，其表示尾管中流动的排气的nox含量；

一器件，用于计算第二参数的值，其表示lnt中存储的nox的量；

一器件，用于根据第一参数的计算值和第二参数的计算值计算denox请求索引的值；

一器件，用于根据lnt温度和排气质量流量计算denox请求索引的原始临界值；

一器件，用于根据denox请求索引的原始临界值和修正因子计算denox请求索引的修正临界值，根据denox再生成功完成的可能性值计算修正因子；和

一器件，用于如果denox请求索引的计算值大于修正临界值，则起动denox再生。

该方面的效果类似于之前所述的方法，即限定和准确地计算成功地完成denox再生事件的可能性来允许对denox再生起动的控制的细化。

根据本发明的另一方面，采用以下器件计算denox再生成功完成的可能性值：

一器件，用于计算基于机动车辆任务剖面的第一可能性值；

一器件，用于计算基于denox禁止的第二可能性值；

一器件，用于根据第一和第二可能性值计算denox再生成功完成的可能性值。

该方面的效果是实时地计算denox再生成功完成的可能性值，其计入了车辆的驾驶情况。

根据本发明的另一方面，提供一器件，以根据机动车辆的任务剖面和变速器档位计算第一可能性值。

该方面的效果时允许计算这种第一可能性值，其计入了影响denox再生的任务剖面的大多数相关参数。

根据本发明的另一方面，提供一器件，用于根据机动车辆速度计算任务剖面。

该方面的效果时允许容易地确定车辆的当前任务剖面。

根据另一方面，提供一器件，用于根据denox禁止比例和denox禁止触发数计算第二可能性值。

该方面的效果是允许计算这种第二可能性，其计入了影响启用denox再生禁止的大多数相关参数。

根据本发明的另一方面，采用以下器件计算denox禁止比例：

一器件，用于在预定时间间隔期间对denox再生被禁止的时间量进行计算；

一器件，用于将所述时间量除以所述预定时间间隔。

该方面的效果是允许选择预定时间间隔，在该预定时间间隔期间执行denox禁止比例值的计算，同时之前的计算值被用作用于映射的输入，其根据启用denox禁止而返回denox再生成功完成的可能性值。

根据本发明的另一方面，提供一器件，用于根据本发明的另一实施例，通过对预定时间间隔期间对denox再生被禁止的次数进行计数来计算denox禁止触发数。

该方面的效果是允许选择预定时间间隔，在该预定时间间隔期间执行denox禁止触发数的计算，同时之前的计算值被用作用于映射的输入，其根据启用denox禁止而返回denox再生成功完成的可能性值

根据其一个方面的方法可在计算机程序的帮助下执行，计算机程序包括程序代码，用于执行如上所述方法的所有步骤，且是包括计算机程序的形式。

计算机程序产品可实施为用于内燃发动机的控制设备，包括电子控制单元(ecu)，与ecu相关的数据载体，和存储在数据载体中的计算机程序，使得控制设备限定以与本方法相同的方式描述的实施例。在这种情况下，在控制设备执行计算机程序时，如上所述的所有方法步骤被执行。

附图说明

现在参考附随附图通过例子将描述各种实施例，其中相同的附图标记表示，且其中：

图1显示了汽车系统；

图2是属于图1的汽车系统的内燃发动机的横截面；

图3显示了图1的汽车系统的一部分；

图4是代表本发明实施例的图；

图5是代表denox再生成功完成可能性的计算的图；

图6是代表计算denox再生成功完成可能性的步骤的图；

图7是代表计算基于任务剖面的denox第一完成成功可能性的图；

图8是计算基于启用禁止的denox第二完成成功可能性的图；

图9是代表计算denox禁止比例和denox禁止触发数的图；和

图10是代表本发明实施例的流程图。

具体实施方式

参考附图描述示例性实施例，而不是要限制应用和使用。

一些实施例可以包括用于为车辆105通过功率的汽车系统100，如图1和2所示，其包括内燃发动机(ice)110，所述内燃发动机具有发动机缸体120，所述汽缸体限定至少一个汽缸125，所述至少一个汽缸具有联接为让曲轴145旋转的活塞140。汽缸盖130与活塞140协作以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室150中且被点燃，形成的热膨胀排气造成活塞140的往复运动。通过至少一个燃料喷射器160提供燃料，且通过至少一个进入口210提供空气。从与高压燃料泵180流体连通的燃料分配管170以高压向燃料喷射器160提供燃料，所述高压燃料泵增加从燃料源190接收的燃料压力。汽缸125每一个具有至少两个阀215，所述阀通过凸轮轴135促动，所述凸轮轴与曲轴145适时地旋转。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150且交替地允许排气通过端口220离开。在一些例子中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的正时。

空气可以通过进气歧管200分配到空气进气口(一个或多个)210。空气进气管道205可以从周围环境将空气提供到进气歧管200。在其他实施例中，可以提供节流阀本体330，以调节进入歧管200中的空气流。在其他实施例中，可以提供例如涡轮增压器230(具有压缩机240，其旋转地联接到涡轮机250)这样的强制空气系统。压缩机240的旋转增加管道205和歧管200中空气的压力和温度。设置在管道205中的内部冷却器260可以降低空气的温度。通过从排气歧管225接收排气，涡轮机250旋转，所述排气歧管从排气口220引导排气且在通过涡轮机250膨胀之前经过一系列叶片。排气离开涡轮机250且被引导到后处理系统270中。该例子显示了可变几何涡轮机(vgt)，vgt促动器290布置为让叶片运动，以改变经过涡轮机250的排气的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定几何结构的和/或包括废气门。

后处理系统270可以包括排气管线275，所述排气管具有一个或多个排气后处理装置280。排气后处理装置可以是配置为改变排气成分的任何装置。排气后处理装置280的一些例子包括但不限于催化转换器(两向和三向(twoandthreeway))、氧化催化器、贫nox捕获器、碳氢化合物吸收器、选择性催化还原(scr)系统和颗粒过滤器，例如柴油颗粒过滤器(dpf)。

具体说，后处理系统270包括贫nox捕获器(lnt)285。

其他实施例可以包括联接在排气歧管225和进气歧管200之间的排气再循环(egr)系统300。egr系统300可以包括egr冷却器310，以降低egr系统300中的排气温度。egr阀320调节egr系统300中的排气流动。

汽车系统100可以进一步包括与相关于ice110的一个或多个传感器450和/或装置通信的电子控制单元(ecu)450通信。ecu450可以从各种传感器接收输入信号，所述传感器配置为产生与相关于ice110的各种物理参数成比例的信号。传感器包括但不限于空气流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油温液位传感器380、燃料分配管压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、egr温度传感器440和加速踏板位置传感器445。进而，ecu450可以产生到各种控制装置的输出信号，所述控制装置布置为控制ice110的运行，包括但不限于燃料喷射器160、节流阀本体330、egr阀320、vgt促动器290、和凸轮相位器155。应注意，虚线用于表示ecu450和各种传感器和装置之间的通信，但是为了清楚，其中的一些被省略。

现在转到ecu450，该设备可以包括与存储系统，或数据载体460,和接口总线通信的数字中心处理单元(cpu)。cpu配置为执行在存储系统中存储为程序的指令，且向/从接口总线发送和接收信号。存储系统可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失存储器。接口总线可以配置为向/从各种传感器和控制装置发送、接收和调整模拟和/或数字信号。程序可以实施为本文公开的方法，允许cpu执行这种方法的步骤且控制ice110。

存储在存储系统中的程序经由线缆或以无线方式从外部传递。在汽车系统100以外，其通常是计算机程序产品，其在本领域也被称为计算机可读介质或机器可读介质，且应理解为位于载体上的计算机程序代码，所述载体是瞬时或非瞬时的，结果是计算机程序产品也可被认为是瞬时或非瞬时的。

瞬时计算机程序产品的例子是信号，例如电磁信号，例如光学信号，其是用于计算机程序代码的瞬时载体。对这种计算机程序代码的携带可通过用常规调制技术调制信号来实现，例如用于数字数据的qpsk，使得代表所述计算机程序代码的二进制数据加载到瞬时电磁信号上。这种信号例如在经由wi-fi以无线方式将计算机程序代码传递到笔记本电脑时使用。

在非瞬时计算机程序产品的情况下，计算机程序代码实施在实体存储介质中。存储介质是上述的非瞬时载体，使得计算机程序代码以可获取的方式永久地或非永久地存储在存储介质中。存储介质可具有计算机技术领域已知的常规类型，例如闪速存储器，asic，cd等。

代替ecu450，汽车系统100可以具有不同类型的处理器，以提供电子逻辑，例如嵌入控制器、车载计算机、或可布置在车辆上的任何处理模块。

图3显示了图1的汽车系统100的一部分，其中在排气管线275中，贫nox捕获器(lnt：leannoxtrap)285设置在尾管276的上游。

尾管276是排气管线275的一部分，其设置为用于将从lnt285而来的排气传送到外部环境，可能是在经过额外的排气后处理装置之后。

lnt下游的温度传感器710、lnt285上游的温度传感器435和lnt490下游的nox传感器也设置在汽车系统100中。

如果denox请求索引值denox_req_ratio比经修正的denox请求索引临界值denox_corr_thr_ratio更高，则请求denox再生。在这种情况下，布尔变量(booleanvariable)denox_req设定为1。

denox请求索引值denox_req_ratio可以是映射(map)500的输出，所述映射具有作为输入的第一参数nox_tp_ratio(其表示在尾管276中流动的排气中的nox含量)和第二参数nox_sto_ratio(其表示lnt285中存储的nox量)

进而，可以通过将当前nox尾管排放值nox_tp除以预定的目标nox尾管排放值nox_tp_tgt而计算第一参数nox_tp_ratio的值。

当前nox尾管排放值nox_tp可通过lnt490下游的nox传感器测量。

而且，可以通过将当前nox存储值nox_sto除以lnt285的nox容量nox_cap而计算第二参数nox_sto_ratio的值。

例如可通过nox发动机输出值的估计和通过使用nox存储效率模型(其例如考虑了流动通过lnt285的排气的温度和质量流量)而估计当前nox存储值nox_sto。

denox请求索引值denox_req_ratio是对lnt清理的急需程度的衡量且因此是对denox再生的急需程度的衡量。

另一方面，可以根据denox请求索引原始临界值denox_thr_ratio和修正因子denox_corr(其根据增强逻辑(虚线框520)计算)而计算修正的denox请求索引临界值denox_corr_thr_ratio。

denox索引原始临界值denox_thr_ratio是映射510的输出，所述映射510具有作为输入的lnt温度值lnt_temp和排气质量流量值ex_mass_flow。

通过将温度传感器435上游的lnt的测量值和温度传感器710下游的lnt的测量值进行平均而计算lnt温度值lnt_temp。

可通过使用空气质量流量传感器340(图1)和喷射器160所喷射的燃料的估计而估计排气质量流量值ex_mass_flow。

使用denox索引原始临界值denox_thr_ratio的目标是限定一物理区域，在该区域中，在再生效率方面，denox再生可以是有效的。

可以根据denox再生事件成功完成的可能性值denox_succ_prob计算修正因子denox_corr。

如上所述，如果denox请求索引值denox_req_ratio大于修正的denox请求索引临界值denox_corr_thr_ratio，则开始denox再生事件。

图5是显示了代表denox再生完成的成功可能性denox_succ_prob的计算的图。

根据几个变量计算(图块550)具有完成值denox_succ_prob的denox成功可能性，即根据lnt任务剖面(missionprofile)lnt_mp、变速器档位tg、denox禁止活动布尔值(inhibitionactivebooleanvalue)denox_inh_act和denox禁止原因值(inhibitioncausevalue)。

进而，根据车辆105的速度vs计算lnt任务剖面lnt_mp(图块560)。

图6显示了代表具有完成值denox_succ_prob的denox成功可能性的计算步骤的图。

具有完成值denox_succ_prob的denox成功可能性是映射570的输出，所述映射570具有作为输入的基于任务剖面的第一denox完成成功可能性denox_mp_succ_prob和基于启用禁止(activationsofinhibition)的第二denox完成成功可能性denox_inh_succ_prob。

图7显示了代表基于任务剖面的第一denox完成成功可能性denox_mp_succ_prob的计算的图。

基于任务剖面的第一denox完成成功可能性denox_mp_succ_prob是一种参数，其考虑了具体任务剖面对成功完成denox再生的可能性的影响。

基于任务剖面的denox完成成功可能性denox_mp_succ_prob的实际值是映射570的输出，所述映射570具有作为输入的lnt任务剖面lnt_mp和变速器档位tg。

变速器档位tg可通过连接到齿轮箱470的ecu450监测。

图8显示了代表基于启用禁止的denox完成成功可能性的计算的图。

基于启用禁止的denox完成成功可能性denox_inh_succ_prob是一种参数，其考虑了各种禁止原因对成功地完成denox再生的可能性的影响。

基于启用禁止的denox完成成功可能性denox_inh_succ_prob的实际值是映射580的输出，该映射具有作为输入的denox禁止比例denox_inh_ratio和denox禁止触发数(inhibitiontriggernumber)denox_inh_tn。

图9显示了代表denox禁止比例denox_inh_ratio和denox禁止触发数denox_inh_tn的计算的图。

上述计算在预定时间间隔600期间执行。

在预定时间间隔期间计算一时间量denox_inh_time(在该时间量期间denox再生被禁止)并将所述时间量除以所述预定时间间隔600之后，计算denox禁止比例denox_inh_ratio。

进而，除了锁定时间610以外，通过针对每一个denox禁止原因denox_inh_cause将denox禁止被启用的时间denox_inh_act进行求和来计算denox禁止时间denox_inh_time。

denox禁止原因的例子是：

大于其预定临界值的最大denox持续时间。

在lnt入口处的排气温度在预定可容许范围以外。

在lnt出口处的排气温度在预定可容许范围以外。

由于发动机做功点(预定高发动机速度/扭矩临界值)而造成在涡轮机入口处的排气温度太高(用于hw保护)。

发动机做功点(以发动机速度和发动机扭矩表示)在用于执行denox再生的预定可容许范围以外。

发动机冷却剂温度在预定可容许范围以外。

可以考虑其他denox禁止原因。

锁定时间610是自前一denox再生的结束到起动随后的denox再生之前必须允许的最小时间间隔。

通过在预定时间间隔600期间对denox再生被禁止的次数进行技计数来计算denox禁止触发数denox_inh_tn。

图10是代表本发明实施例的流程图。

作为第一步骤，监测表示尾管中流动的排气中nox含量的第一参数值nox_tp_ratio(图块800)。

还有，监测表示lnt中nox含量的第二参数值lntnox_sto_ratio(图块810)。

随后，根据映射500计算denox请求索引值denox_req_ratio，所述映射具有作为输入的表示尾管中流动的排气中nox含量的参数nox_tp_ratio和表示lnt中nox含量的参数lntnox_sto_ratio(图块820)。

随后，根据映射580计算denox请求索引原始临界denox_ratio_thr，所述映射作为输入的lnt温度lnt_temp和排气质量流量ex_mass_flow(图块830)。

最后，根据denox请求索引值denox_req_ratio和修正因子denox_corr计算修正denox请求索引临界值denox_corr_thr_ratio(图块840)。

进而，修正因子denox_corr是denox再生事件成功完成的可能性值denox_succ_prob的函数。

随后，进行检查，以验证denox请求索引值denox_req_ratio是否大于修正的denox请求索引临界值denox_corr_thr_ratio(图块850)。

如果回答为否定的，则从图块800和810中限定的操作开始重复该循环。

如果回答为肯定的，则开始denox再生事件(图块860)。

尽管至少一个示例性实施例已经在前述发明内容和具体实施方式中进行了描述，但是应理解存在许多变化例。还应理解，一个或多个示例性实施例仅是例子，且目的不是以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的摘要和详细描述为本领域技术人员提供了实施至少一个示例性实施例的便捷方式，应理解，以对示例性实施例中所述的元件的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式限定的范围。

附图标记

100汽车系统

110内燃发动机(ice)

120发动机缸体

125汽缸

130汽缸盖

135凸轮轴

140活塞

145曲轴

150燃烧室

155凸轮相位器

160燃料喷射器

170燃料分配管

180燃料泵

190燃料源

200进气歧管

205空气进气管道

210进入空气端口

215汽缸的阀

220排气端口

225排气歧管

230涡轮增压器

240压缩机

250涡轮机

260内部冷却器

270后处理系统

275排气管线

27尾管

280排气后处理装置

285贫nox捕获器

290vgt促动器

300egr系统

310egr冷却器

320egr阀

330节流阀本体

340空气流量和温度传感器

350歧管压力和温度传感器

360燃烧压力传感器

380冷却剂和油温液位传感器

400燃料分配管压力传感器

410凸轮位置传感器

420曲柄位置传感器

430排气压力和温度传感器

435lnt上游的温度传感器

445加速器踏板位置传感器

450电子控制单元(ecu)

460数据承载器

470齿轮箱

490lnt下游的nox传感器

500映射

510映射

520增强逻辑

530图块

540图块

550图块

560图块

570映射

580映射

590映射

600时间间隔

610锁定时间

710lnt下游的温度传感器

800图块

810图块

820图块

830图块

840图块

850图块

860图块

nox_tpnox尾管排放

nox_tp_tgtnox尾管排放目标

nox_tp_ratio表示尾管中流动的排气中nox含量的第一参数

nox_stolntnox存储

nox_caplntnox容量

nox_sto_ratio表示lnt中nox含量的nox第二参数

denox_req_ratiodenox请求索引

denox_thr_ratiodenox请求索引原始临界值

denox_corr修正因子

denox_corr_thr_ratio修正的请求索引临界值

lnt_templnt温度

ex_mass_flow排气质量流量

denox_ratio_thrdenox比例临界

denox_reqdenox请求

denox_succ_probdenox完成的成功可能性

vs车辆速度

lnt_mplnt任务剖面

tg变速器档位

denox_inh_actdenox禁止活动

denox_inh_causedenox禁止原因

denox_mp_succ_prob基于任务剖面的denox第一成功可能性

denox_inh_succ_prob基于启用禁止的denox第二成功可能性

denox_inh_ratiodenox禁止比例

denox_inh_tndenox禁止触发数

denox_inh_timedenox禁止时间