[发明专利]用于优化内燃机的氮氧化物-排放和二氧化碳-排放的方法

说明书

本发明涉及一种用于同时优化机动车的带有废气后处理系统的内燃机的氮氧化物‑排放和二氧化碳‑排放的方法。该方法包括如下步骤：在开始时选择（100）预估水平（PH），然后确定（101）氮氧化物边界值（m_{NOx_max}）。对包括所述氮氧化物‑排放和所述二氧化碳‑排放的成本函数（K）进行最小化（102），其中，遵守所述氮氧化物边界值（m_{NOx_max}）。接下来，把所述内燃机的执行机构调节（105）到在最小化（102）所述成本函数（K）时获取的理论值（S）。最后重复这些方法步骤。

技术领域

本发明涉及一种用于同时优化内燃机的氮氧化物-排放和二氧化碳-排放的方法。本发明还涉及一种计算机程序以及一种存储该计算机程序的机器可读的存储介质，该计算机程序当其在计算设备上运行时实施所述方法的每个步骤。最后，本发明涉及一种被设置用于实施根据本发明的方法的电子控制设备。

背景技术

如今需要同时减少内燃机的多种不同类型的有害物质排放—主要是颗粒、氮氧化物（NOx）和二氧化碳（CO₂）。内燃机的二氧化碳-排放主要取决于燃烧过的燃料量，从而—在节约资源和节省成本方面也—要减少该排放。引起燃烧效率提升并且由此引起二氧化碳-排放减少的措施通常导致发动机的氮氧化物-排放增加，并且反之亦然。在机动车中使用了废气后处理系统，以便减少内燃机的有害物质排放。在柴油发动机驱动的情况下，大多通过SCR方法（Selective Catalytic Reduction、选择性催化还原）或者借助于NOx存储催化器（NSC）来还原氮氧化物。氮氧化物还原效率、即相对于为此要施加的附加的二氧化碳质量可还原的氮氧化物质量在很大程度上取决于特定的边界条件、诸如当前的交通情况和驾驶员各自的驾驶行为。

已知如下方法，其中借助于二维的特性曲线作为内燃机的负载和/或转速的函数来产生内燃机的执行机构的理论值。通过这种方式，隐含地控制内燃机的排放。必要时考虑其它参量，比如环境条件、内燃机的温度、一个/多个催化器的温度和/或其它系统状态。此外，可以在发动机的暂态运行中规定矫正函数。总之，客观地（objektiviert）使得特性曲线族适配于相应的内燃机。

发明内容

该方法涉及一种机动车的与废气后处理系统连接的内燃机。该废气后处理系统被设置用于减少内燃机的有害物质排放，并且尤其包括SCR催化器和/或氮氧化物-存储催化器（NSC）。

该方法规定，同时地优化内燃机的氮氧化物-排放和二氧化碳-排放。在这种同时的优化中，氮氧化物-排放和二氧化碳-排放彼此相关地尽可能地减少，其中，采用了模型预估的控制方案。针对该方法，执行如下步骤：

在开始时，选择预估水平。该预估水平是在当前时间点开始并且延续至将来的最终的（endlich）时间点的时间窗口。在该预估水平内可以获取关于将来的值和/或影响参量，诸如氮氧化物-排放和二氧化碳-排放和/或其它有害物质排放、内燃机的温度、废气的温度和/或一个/多个催化器的温度、一个或多个废气质量流、机动车的速度等的信息。这些数据可以由不同的方法和工具进行预估、诸如来自下述的一项或多项：

- 基于导航数据进行预估；

- 基于用于检测车辆周围环境的传感器数据，诸如摄像机、超声波、雷达、激光雷达等进行预估；

- 基于在机动车和周围环境和/或其它车辆之间的通信进行预估；

- 基于当前的和/或以前的测量值和/或模型值、诸如用于（在线）数据分析的统计方法进行预估。