[发明专利]用于确定催化器状态的方法和计算单元

说明书

本发明涉及一种用于确定催化器状态的方法（200），其中在催化器模型的基础上监测废气催化器（130）。在此，根据通过一个或者多个传感器（145、147）所检测到的测量值来适配（250）所述催化器模型，其中检测（260）所述催化器模型的适配的频率和/或程度。当适配的频率和/或程度没有超过能预先确定的阈值时，所述催化器状态被确定（270）为不危急的，或者，当适配的频率和/或程度超过能预先确定的阈值时，所述催化器状态被确定（270）为危急的。

技术领域

本发明涉及一种用于确定催化器状态的方法，以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

背景技术

现代的机动车经常装备有用于后处理内燃机的废气的催化器。在很多情况下，这些催化器被监测和/或被调节。

在汽油机中的空气燃料混合物未完全地燃烧的情况下，除了氮气（N₂）、二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）之外还排出大量的燃烧产物，在它们中碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NO_X）在法律上被限制。根据当今的现有技术，仅仅能够利用催化的废气后处理来保持对于机动车的有效的废气限值。通过例如使用三元催化器能够转化所提到的有害物质组分。

在三元催化器的情况下，对于HC、CO和NO_X同时高的转化率仅仅能够在围绕化学计量的运行点（λ=1）的有限的λ范围中、即所谓的“催化器窗口”或者“转化窗口”中实现。

为了在转化窗口中运行所述三元催化器，在当今的马达控制系统中通常应用λ调节，所述λ调节基于布置在所述三元催化器前面和后面的λ探测器的信号。为了调节空气系数λ，在所述三元催化器前面的废气的氧气含量利用布置在那里的在入口侧的λ探测器来测量，所述空气系数是用于内燃机的燃料/空气比例的组成的参量。根据该测量值，所述调节例如修正以基值的形式由预控制功能预先给定的燃料量或者喷射持续时间。

在预控制的框架下，根据例如内燃机的转速和负荷来预先给定有待喷射的燃料量的基值。对于更精确的调节，在所述三元催化器的下游的废气的氧气浓度能够额外地利用另一λ探测器来检测。在出口侧的该λ探测器的信号能够被用于引导调节，所述引导调节与在所述三元催化器前面的基于在入口侧的λ探测器的信号的λ调节重叠。通常使用阶跃式λ探测器作为布置在所述三元催化器后面的λ探测器，所述阶跃式λ探测器在λ=1的情况下能够拥有非常陡峭的特性曲线，并且因此能够非常精确地指示出λ=1。

引导调节一般而言仅仅调整λ=1的较小的偏差并且被设计地相对较慢，除了引导调节外，能够根据λ=1的较大的偏差以λ预控制的形式为此设置另外的功能，以使得重新快速地达到转化窗口，这例如在带有滑行运行断开的阶段之后是重要的，在所述阶段中所述三元催化器被加载有氧气。加载有氧气对NO_X转化产生不好的影响。

由于所述三元催化器的氧气存储能力，在所述三元催化器前面设定浓的或者稀的λ之后，在所述三元催化器后面在几秒的范围内仍然能够存在λ=1。利用所述三元催化器的暂时地存储氧气的这样的特性，以便补偿在所述三元催化器前面的λ=1的短时间的偏差。如果在所述三元催化器前面在更长的时间范围内存在λ不等于1，则一旦氧气填充水平在λ1的情况下超过氧气存储能力（氧气过量），或者一旦在λ1的情况下在所述三元催化器中不再存储氧气，则在所述三元催化器后面也设定相同的λ。

而后在该时间点，在所述三元催化器后面的阶跃式λ探测器也指示出转化窗口的离开。然而在该时间点之前，在所述三元催化器后面的λ探测器的信号没有指明即将来临的喷发（Durchbruch），并且因此基于该信号的引导调节经常反应地如此迟，以使得燃料配量不再能够及时地在喷发之前做出反应。作为结果，出现了提高的排放。因此，该调节方案具有下述缺点：借助于在所述三元催化器后面的阶跃式λ探测器的电压，所述调节方案较迟地才识别出转化窗口的离开。