CN106194472A - 用于对马达排放进行优化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对马达排放进行总系统的动态的优化的方法,其中由预先给定的算法的预先给定的分析窗口对所述排放进行监控,从而遵守用于不同的排放种类的预先给定的数值。在此通过所述方法来调节机动车的对排放的产生有影响的不同的子系统。该方法具有多个步骤。首先实时地在机动车的控制器中实施对预先给定的算法的预先给定的分析窗口的计算(11),其中以比预先给定的频率低的频率来计算。在紧接着的步骤中将下一个运行的分析窗口用于确定(12)排放控制。而后推导出(16)用于对马达排放进行总系统的动态的优化的措施。在下一个步骤中,借助于对所述机动车的子系统的干预来对马达排放实施(17)总系统的动态的优化。

Description

用于对马达排放进行优化的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对马达排放进行总系统的动态的优化的方法。在这种方法中对机动车的不同的子系统进行调节,这些子系统对排放的产生有影响。
背景技术
为了机动车的许可,需要证明,这些机动车遵守了特定的排放极限。对此进行测试,方法是:使机动车在辊式试验台上行驶,其中要检查,在所定义的行驶周期中是否遵守预先给定的排放极限。自2017年起已经计划机动车在欧洲也必须符合所谓的RDE准则(RDE=“real driving emissions(实际驾驶排放)”)。在此应该直接在道路行驶中测量所述排放。用于定义边界条件和测量程序的建议是一种方法,该方法在于,以时间分解的方式保存行车的所有排放并且后续对其进行复核。用于实施这种方法的系统以及相应的算法以名称PEMS(“车载尾气检测系统,英语:Portable Emission Measurement System”)或者“emroad”工具为人所知。
为了保证在机动车的正常的道路行驶期间遵守预先给定的排放极限,也在正常的行驶运行期间实施对于排放的监控。
从DE 103 34 536 A1中得知一种用于对机动车进行协调的驱动系控制的方法,该方法被划分为从对环境影响的特性描述到最佳的工作点的达到的五个阶段。在所述方法的第二步骤中所确定的优化标准之一是排放。根据所述优化标准,应该对整个紧接着的方法进行优化。在所述方法的第三步骤中,根据加速踏板位置来实施驾驶员愿望解释,而在第四步骤中确定最佳的工作点。在第五步骤中达到这个最佳的工作点,方法是:对马达和变速器进行相应的预先规定。
发明内容
本发明的核心是一种用于对马达排放进行总系统的优化的方法。在此,所述马达排放由预先给定的算法(例如算法“emroad工具”,该算法从JRC Scientific and Technical Reports, ISBN 978-92-79-19072-8的论文“Analyzing on-road emissions of light-duty vehicles with Portable Emission Measurement Systems(PEMS)”中得到了公开)的预先给定的分析窗口(Auswertefenster)进行监控,从而遵守用于不同的排放种类的预先给定的数值。所述方法调节机动车的不同的子系统,这些子系统对排放的产生有影响。
根据本发明的方法在多个步骤中来进行。首先实时地、尤其是在机动车的控制器中实施对预先给定的算法的预先给定的分析窗口的计算,其中按照本发明以比预先给定的频率低的频率来实施所述计算。在紧接着的步骤中,将下一个运行的(ablaufend)分析窗口用于确定所述排放控制。在根据本发明的方法的第三步骤中,推导出用于对马达排放进行总系统的动态的优化的措施。在最后一个步骤中,借助于对机动车的子系统的干预来实施对于马达排放的优化。
这种方法的优点一方面是:借助于更为低频的计算总是并行地计算多个分析窗口,并且另一方面是:通过这种方式可以保证,遵守用于作为下一个分析窗口来运行的分析窗口的排放极限。作为在根据本发明的方法中用作调节量的子系统,例如系指以下子系统:
·空气系统、尤其是空气质量-和废气再循环-(AGR-)率-额定值以及增压压力、AGR-散热器-旁路以及高压AGR与低压AGR之间的分布;
·对于进气阀和排气阀或者凸轮轴的可变的调节;
·可选地存在的NOx-储存式催化器的再生:自由度在于NOx-储存式催化器-再生的开始、防止、缩短或者延长;
·SCR催化器、在此尤其是氨水平以及临时地还有所连接的、用于对催化器进行加热的逻辑电路。
本发明的一种优选的实施方式规定,在进行低频的计算时,在运行了前一个窗口的最大三分之一时开始一个新的分析窗口。这种处理方式的优点是,通过这种方式总是并行地计算3个分析窗口。但是,在此所述方法不局限于三个并行地运行的分析窗口的特殊情况,而是在同时计算4个或者5个分析窗口时所述算法也发挥功能。如果明确地同时计算5个以上的分析窗口,那么优选的是,运用所述算法的另一种变型方案,该变型方案同时考虑到多个分析窗口。
在本发明的一种替代的优选的实施方式中,可以取代对预先给定的分析窗口的计算而也优选对简化方案(Vereinfachungen)进行计算,其中使用固定的时间增量(Zeitschrittweite)的或者固定的行驶距离的分析窗口。通过这种方式来节省计算功率并且由此节省计算时间。
在确定所述排放控制时,尤其在用于下一个运行的分析窗口的第一步骤中,分别计算用于所规定的排放种类中的每个排放种类以及用于所述燃料消耗的最大值Vi,max。此外,针对每千米的燃料消耗和/或CO2排放预先给定最大值。有利地将在所述方法的该步骤中所计算的并且预先给定的、用于所述排放的最大值Vi,max选择得比由立法者预先给定的数值小,从而无论如何都低于由所述立法者所要求的排放值。
在确定所述排放控制的第二步骤中,实时地优选确定,对于下一个运行的分析窗口而言需要哪些排放Vi,req,以便达到所述预先给定的最大值Vi,max。实时的检测具有以下优点:可以对负责排放的子系统进行灵活的调整,从而可以实施对马达排放的动态的优化。
优选地,在确定用于每个排放种类的排放控制时,相应地将所需要的排放的数值Vi,req除以所述排放的最大值Vi,max
(1)
因此针对每个排放种类得到一个因数Fi,该因数表明,是达到、超过还是低于所述预先给定的最大值Vi,max。在此标记i表示所述排放种类。借助于这种有利的方法为此提供了一种简单的指示器、即因数Fi:必须对哪些子系统进行调整,以实现所述马达排放的优化。有利地,在确定用于每个排放种类的排放控制时,所计算的因数Fi不仅仅被计算用于下一个运行的窗口,而且被计算用于再下一个运行的窗口。通过这种方式,可以对所述子系统进行灵活的并且动态的调整,以便对马达排放进行优化。
优选地,根据所计算的用于每个排放种类的因数Fi来推导出用于对马达排放进行动态优化的措施。这种处理方式是有利的,因为通过这种方式借助于一种方法对所有不同的排放种类进行优化。
在分析窗口结束(Ablauf)之后,优选地保存统计的信息并且后来在实施所述优化时对所统计的信息加以考虑。这种方法的优点是,通过这种方式至少对将来的分析窗口来说可以遵守所述排放。
优选地,将能够应用的数目的分析窗口的、相应地处于相应的排放的最大值Vi,max之下的百分比保存下来。借助于这种处理方式,以有利的方式提供一种信息,在所述分析窗口的多少分析窗口中遵守了所述排放的最大值Vi,max。此外,这种方法是有利的,因为根据所保存的百分比将组合特性曲线的输入量和/或输出量与放大因数相乘,以便实现比应用情况大的或者小的干预。
有利地,通过每个子系统干预的组合特性曲线来进行所述优化,其中所计算的用于每个排放种类的因数形成所述组合特性曲线的x输入和y输入。这种方法能够借助于对不同的子系统的干预来简单地结构化地实施所述优化。
对于所述马达排放的优化有利地在没有考虑到在所述机动车的各个子系统中的能实现性的情况下实施。这种方法的优点是,可以以不复杂的方式实现或者说运用(applizieren)用于对所述马达排放进行优化的愿望并且可以放弃所述子系统的反馈,因为这些子系统独立地考虑其各自的极限以及用于实现所述优化的可行方案。
本发明此外包括一种计算机程序,该计算机程序被设计用于尤其当根据本发明的方法在计算器或者电子控制器上执行时实施所述方法的每个步骤。能够在电子控制器上实施根据本发明的方法,而不必对所述电子控制器进行结构上的改动。
此外,本发明包括一种机器可读的存储介质和一种电子控制器,其中在所述机器可读的存储介质上保存了所述计算机程序,并且其中所述电子控制器被设计用于实施根据本发明的方法。
附图说明
本发明的其他优点和特征从以下结合附图对实施例所作的说明中获得。在此各个特征可以相应地本身或者彼此组合地得到实现。附图示出:
图1是流程图,该流程图说明了用于对马达排放进行优化的根据本发明的过程;并且
图2是组合特性曲线,该组合特性曲线用于对所述马达排放进行优化。
具体实施方式
在本发明的一种实施例中,首先开始10用于对马达排放进行总系统的优化的方法。
在根据本发明的方法的第一步骤11中,实时地在所述机动车的控制器中以比预先给定的频率低的频率来计算预先给定的算法的预先给定的分析窗口。在此总是在运行了前一个窗口的最大三分之一时开始一个新的分析窗口。
在根据本发明的方法的紧接着的步骤12中,将相应下一个运行的分析窗口用于确定所述排放控制。为此在用于所述下一个运行的分析窗口的第一步骤13中分别计算用于所规定的排放种类中的每个排放种类以及用于所述燃料消耗的最大值Vi,max。这些最大值Vi,max在此分别表示可以达到的、用于所述排放种类和所述燃料消耗的目标。标记i表示所述排放种类或者所述燃料消耗。此外,在所述方法的步骤13中预先给定用于每千米的燃料消耗和CO2排放的最大值。
在下一个步骤14中,实时地确定,对于下一个运行的分析窗口而言需要哪些排放Vi,req,以便达到最大值Vi,max,即在先前的步骤中预先给定的目标值。
在根据本发明的方法的步骤15中,针对每个排放种类分别将所需要的排放的数值Vi,req除以所述排放的最大值Vi,max(按照公式(1))。通过这种方式,针对每个排放种类得到一个因数Fi,该因数表明,是达到、超过还是低于所述预先给定的最大值Vi,max。所述因数Fi名义上具有大约为1的数值。如果所述因数Fi大于1,那么这意味着,当前所观察的分析窗口过度满足(überfüllen)所述预先给定的目标值。如果所述因数Fi小于1,则没有达到所述预先给定的目标值并且在直至所述分析窗口结束之前还保留有时间通过所述措施来达到所述目标值。为了最佳地执行根据本发明的、用于对排放进行动态优化的方法,所述因数Fi不仅被计算用于下一个运行的分析窗口而且也被计算用于再下一个分析窗口。
在根据本发明的方法的紧接着的步骤16中,根据用于每个排放种类的所计算的因数Fi来推导出用于对排放进行总系统的动态的优化的措施。在此重要的是,适当地权衡相对抗/相矛盾的过程及其对所述排放的影响。对于柴油机动车来说,这主要是CO2与NOx之间的权衡。
在根据本发明的方法的步骤17中,借助于对机动车的不同的子系统的干预来实施对于所述马达排放的优化,所述不同的子系统对所述排放有影响。在这个步骤中为了对所述排放进行优化而调节子系统,其中所述优化相应地通过用于每个子系统干预的组合特性曲线来进行。这样的组合特性曲线在图2中示出并且突出之处在于,用于每个排放种类的所计算的因数Fi形成所述组合特性曲线的x输入和y输入。对于所述柴油机动车的实例来说,这如在图2中示出的那样是所述因数FCO2和FNOx。所述组合特性曲线的输出值是因数Fout,该因数处于-1与1之间。这个因数Fout通告相应的子系统,所述x输入或者y输入的排放种类、也就是在预先给定的实例中CO2或者NOx是否应该得到优化。对于所述马达排放的优化在此在没有考虑到在所述机动车的各个子系统中的能实现性的情况下实施,因为所述子系统本身在这种优化方法中考虑到其极限以及可行方案。对于根据本发明的方法来说,不需要所述子系统的反馈。具体来讲,所述系统在所述分析窗口结束前的三分之一开始对这个分析窗口的排放进行优化。例如如果所述NOx排放较差/较高,那么所述系统就试图推迟调节所述喷射过程。如果所述工作点对此不合适,那就干脆不进行推迟调节,由此所述NOx排放变得越来越差/越高。这负责使其他系统单独地被激活,从而在所述分析窗口结束时不同的排放处于所述预先给定的最大值Vi,max之下。
在根据本发明的方法的最后一个步骤18中,在分析窗口结束之后保存统计的信息,以便后来在对所述排放进行优化时对所统计的信息加以考虑。在根据本发明的方法的一种有利的实施方式中,将能够应用的数目的分析窗口的、相应地处于相应的排放的最大值Vi,max之下的百分比保存下来。而后据此将所述组合特性曲线的输入量和/或输出量与放大因数相乘,以实现比所应用的情况大的或者小的干预并且至少对于将来的分析窗口来说遵守所述排放。为了确定所述放大因数而使用一种特性曲线,该特性曲线的输入是目标窗口中的排放的百分比。
所描述的按本发明的方法的另一种实施方式规定,取代对于所述预先给定的分析窗口的低频的计算而对简化方案进行计算,在所述简化方案中使用固定的时间增量(例如15分钟)的或者固定的行驶距离(例如6km)的分析窗口。

Claims (15)

1. 用于对马达排放进行总系统的动态的优化的方法,由预先给定的算法的预先给定的分析窗口来监控所述马达排放,从而遵守用于不同的排放种类的预先给定的数值,其中通过所述方法来调节机动车的不同的子系统,这些子系统对排放的产生有影响,并且其中所述方法包括以下步骤:
a.实时地计算(11)所述预先给定的算法的预先给定的分析窗口,其中以比预先给定的频率低的频率来实施所述计算;
b.将下一个运行的分析窗口用于确定(12)排放控制;
c.推导出(16)用于对马达排放进行总系统的动态的优化的措施;并且
d.借助于对所述机动车的子系统的干预来对马达排放实施(17)总系统的动态的优化。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在进行更为低频的计算(11)时,如果运行了前一个窗口的最大三分之一,则开始一个新的分析窗口。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,取代窗口分析的预先给定的算法而对简化方案进行计算,其中使用固定的时间增量的或者固定的行驶距离的分析窗口。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在确定所述排放控制时,在用于下一个运行的分析窗口的第一步骤(13)中分别计算用于所规定的排放种类中的每个排放种类以及用于燃料消耗的最大值(Vi,max),并且针对每千米的燃料消耗和/或CO2排放预先给定最大值。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在确定所述排放控制时在第二步骤(14)中实时地确定,对于所述下一个运行的分析窗口而言需要哪些排放(Vi,req),以达到预先给定的最大值(Vi,max)。
6. 根据权利要求4或5中任一项所述的方法,其特征在于,在确定(12)用于每个排放种类的排放控制时,相应地将所需要的排放的数值(Vi,req)除以(15)所述排放的最大值(Vi,max),从而针对每个排放种类得到一个因数(Fi),该因数表明,是达到、超过还是低于所述预先给定的最大值(Vi,max)。
7. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在确定所述排放控制时,所计算的用于每个排放种类的因数(Fi)被计算不仅仅用于下一个运行的窗口、而且也用于再下一个运行的窗口。
8. 根据权利要求6和7中任一项所述的方法,其特征在于,根据用于每个排放种类的所计算的因数(Fi)来推导出用于对马达排放进行动态的优化的措施。
9. 根据权利要求4至8中任一项所述的方法,其特征在于,在分析窗口结束之后保存(18)统计的信息,并且后来在实施(17)所述优化时对所统计的信息加以考虑。
10. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,将能够应用的数目的分析窗口的、相应地处于相应的排放的最大值(Vi,max)之下的百分比加以保存。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,通过每个子系统干预的组合特性曲线来实施(17)所述优化,其中用于每个排放种类的所计算的因数(Fi)形成所述组合特性曲线的x输入和y输入。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,在不考虑到在机动车的各个子系统中的能实现性的情况下实施(17)对于所述马达排放的优化。
13. 计算机程序,该计算机程序被设计用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法的每个步骤。
14. 机器可读的存储介质,在该机器可读的存储介质上保存了根据权利要求13所述的计算机程序。
15. 电子控制器,该电子控制器被设计用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
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