CN109424409A

CN109424409A - 用于控制内燃机的排放的方法和控制器

Info

Publication number: CN109424409A
Application number: CN201811000470.2A
Authority: CN
Inventors: O.卡西鲍姆; H-G.尼茨克; J.杰什克; B.塞格罗普; M.玛祖尔
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2019-03-05
Anticipated expiration: 2038-08-30
Also published as: DE102017215251B4; CN109424409B; DE102017215251A1

Abstract

本发明涉及一种用于控制内燃机排放的方法，该方法包括：确定累积排放变量(EMK)，其基于在具有不同的内燃机运行状态的内燃机运行区间内的第一排放变量的排放值(EMDS)并且基于在内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值(EMDS_hist,EMDS_22a,EMDS_22a,hist,…)；和借助由累积排放变量和与第一排放变量不同的第二排放变量的帕累托最优组合构成的无差异曲线(I)确定内燃机的参考变量(x(t))，其中参考变量(x(t))这样影响内燃机的运行状态，使得第一排放变量和第二排放变量被这样调节，以使在内燃机运行区间中的累积排放变量(EMK)不超过该运行区间的上限(EMG)，并且第二排放变量的目标函数是最小的。本发明还涉及一种用于执行根据本发明的方法的控制器(1)。

Description

用于控制内燃机的排放的方法和控制器

技术领域

本发明涉及一种用于控制机动车，尤其是汽油发动机或柴油发动机的内燃机的排放的方法，以及一种用于控制内燃机的排放的控制器，所述控制器尤其是用于执行根据本发明的控制排放的方法。

背景技术

控制器用于控制车辆领域中重要的发动机功能。除了构造措施如燃烧室设计以及通过喷射系统和喷射方法影响混合物形成之外，控制器尤其是还可以用于在发动机运行中降低燃料消耗和与之相关的二氧化碳排放以及降低基本废气成分如一氧化碳(CO)、烃(HC)，氮氧化物(NOx)及碳黑(或称为烟灰(Ruβ))和颗粒。

控制器的已知功能获得关于发动机的运行状态的信息(例如速度、扭矩、期望扭矩、温度、充电状态-DPF(Diesel-Partikelfilter，柴油-颗粒过滤器))并确定对运行过程中的经济性和排放有影响的参考变量。

同样存储在控制器中的发动机万有特性曲线通常用于确定这些参考变量，发动机万有特性曲线中例如存储有取决于上述运行状态的额定废气再循环率或额定增压压力。合适的参考变量例如是废气再循环率、废气再循环分布、气缸充气、喷射时刻，点火时刻。然后从这些参考变量导出操纵变量如节气门位置或VTG(可变的涡轮机几何形状)的位置等。

DE 10 2015 222 684 A1公开了一种用于控制排放的控制器，其中以行驶工况或行程为示例对排放潜力进行补偿。但是，此方法不适用于因技术原因而无法满足排放极限值的临界行程。临界行程包括短于约2小时(RDE时段，尤其是90至120分钟)的行程，尤其是在城市交通中或对于在高速公路上的最高速度。RDE是指即实际驾驶排放测试方法，其中内燃机运行点以随机/可变方式开始。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制内燃机的排放的方法和控制器，其至少部分地克服了上述缺点并且能够灵活地应用于任何行程。

该目的通过一种用于控制排放的方法和用于监控排放的控制器来实现。

根据第一方面，本发明涉及一种用于控制内燃机的排放的方法，包括：

确定累积排放变量，其基于在具有不同的内燃机运行状态的内燃机运行区间内的第一排放变量的排放值并且基于在内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值；和

借助由累积排放变量和与第一排放变量不同的第二排放变量的帕累托最优组合构成的无差异曲线确定内燃机的参考变量，其中参考变量影响内燃机的运行状态，使得第一排放变量和第二排放变量被这样调节，以使在内燃机运行区间中的累积排放变量不超过该运行区间的上限，并且第二排放变量的目标函数是最小的。

根据第二方面，本发明涉及一种用于监控内燃机的排放的控制器，该控制器设计用于执行根据第一方面的方法。

本发明涉及一种用于控制内燃机的排放的方法。在该上下文中，术语“内燃机”包括具有其所有机组如辅助机组和调整元件的整个内燃机系统。内燃机可具有汽油发动机或柴油发动机。内燃机可以是混合动力驱动的一部分，该混合动力驱动额外还具有电动机。

根据本发明的方法，确定累积排放变量，其基于在具有不同的内燃机运行状态的内燃机运行区间内的第一排放变量的排放值并且基于在内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值。运行区间可以是从内燃机运行中的当前时刻回退的预定的运行时段，可以是从当前时刻回退地由内燃机驱动的机动车已经过的设定距离区间，或者可以是由内燃机驱动的机动车的行程。运行时段可以大于认证时间，例如RDE时段(2小时)，例如介于2小时和30小时之间，尤其是介于4小时和10小时之间。运行时段可以是内燃机在运行中的彼此相继的运行持续时长的总和，或者是从当前时刻回退的不间断的时间区间。运行时段可以是直到当前时刻的车辆使用持续时长，例如，从车辆许可时刻或从离开工厂直到当前时刻的持续时长。所述距离区间可以是直到当前时刻由内燃机驱动的车辆经过的距离区间。所述行程可以是从最后一次发动机启动到当前时刻的运行区间。第一排放变量的排放值可以包括关于在特定时刻所经过的距离和相关排放的信息。在内燃机运行区间内的第一排放变量的排放值可以被测量或建模，并且优选地定期存储在数据存储器中。

优选地，在运行区间内内燃机的不同运行状态是已知的。当确定累积排放变量时，还可以考虑关于内燃机运行状态的运行状态信息。这些信息可包括例如速度、当前扭矩、期望扭矩、温度、柴油颗粒过滤器负载和内燃机的其它变量。

根据本发明的方法，还借助由累积排放变量和与第一排放变量不同的第二排放变量的帕累托最优组合构成的无差异曲线形成内燃机的参考变量。累积排放变量的形成可以根据试探法进行，该试探法考虑了累积的实际排放与其极限水平之间的差距。在该方法中可以动态地和由情境决定地确定或调整参考变量。参考变量这样影响内燃机的尤其当前的运行状态，使得第一排放变量和第二排放变量被这样设定，以使在内燃机运行区间中的累积排放变量不超过该运行区间的上限并且第二排放变量的目标函数是最小的，尤其是尽可能地减小。这里，要最小化或优化的变量被称为目标函数(例如，燃料消耗或与其相关的CO₂排放，各种废气后处理系统如碳黑颗粒过滤器的再生区间，NOx排放等，或者这些变量的组合)。

根据本发明的控制构思具有的优点是，例如，通过改变参考变量而这样升高对应于第二排放变量的非临界排放变量，使得对应于第一排放变量的临界排放变量减少的程度为，以确保不达到或在内燃机运行区间内不超过对于临界排放变量的排放极限水平(排放极限值)。

在一些实施例中，内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值可以是内燃机运行区间之前的内燃机的排放值，例如在运行区间之前的预定时段过程中的内燃机的排放值，其中预定时段可以是几小时或几天或者从车辆使用持续时长开始至运行区间开始的时段。在运行区间外的第一排放变量的排放值可以在运行区间之前测量或建模，并且优选地定期存储在数据存储器或云端中。为了确定累积排放变量，可以从数据存储器中调用或从云端下载这些排放值。

在一些实施例中，为了确定累积排放变量，可借助内燃机运行区间之前的排放值对内燃机运行区间内的排放值进行估算。因此，对运行区间内的排放值的估算可以基于存储的关于先前运行区间或先前行程的信息来确定。随后，可由所估算的在内燃机运行区间内的排放值形成累积排放变量。例如，累积排放变量可以是所估算的在内燃机运行区间内的排放值的总和。

在一些实施例中，为了所述估算，可以借助内燃机运行区间之前的排放值、优选地在预定的时段内对在运行区间内的排放值进行平滑。在此优选地使用滑动式加权。在此，可以为运行区间的每个排放值和预定量的紧接在相应排放值之前的排放值形成平均值，例如算术平均值。然后可以将这样估算的在运行区间内的排放值相加得到累积排放变量。

在一些实施例中，内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值可以是一个或多个其它内燃机在内燃机所处的预定区域内的排放值。预定区域可以是领土，领土的子区域，环境区(低排放区域)，环境区的子区域或另一预定区域，例如自由确定的区域。例如，在运行区间外的第一排放变量的排放值可以是车队的一个或多个其它内燃机的排放值，其处于预定区域内。车队可包括一个或多个特定制造商的机动车，例如一个或多个特定制造商的所有车辆或一个或多个特定制造商的一个或多个系列的所有车辆，尤其是一个或多个特定制造商的一个或多个车辆类别的车辆，和/或一个或多个服务提供商的车辆，所述服务提供商例如为出租车公司、汽车租赁代理商或根据请求授予个别排放配额的提供商。车队也可以用另一种方式表征。其它内燃机的排放值可以是内燃机运行区间内和/或之前的排放值。它们可以被测量或建模，并且优选地定期存储在数据存储器或云端中。为了根据本发明的控制排放可以调用这些排放值。

在一些实施例中，为了确定累积排放变量，对在预定地点受限区域中的各个不同内燃机(即所述内燃机和其它内燃机)的同步采集到的排放值，尤其是具有相同时间戳的排放值求平均值，例如通过形成算术平均值来求平均值，对获得的平均值进行估算并由所估算的平均值形成累积排放变量。

在一些实施例中，为了所述估算，可以借助所获得的在运行区间之前的平均值对所获得的在内燃机运行区间内的平均值进行平滑，尤其是借助滑动式加权，正如上文类似地描述的那样。

作为替代方案，可以对在地点受限区域中的各个内燃机的同步采集到的排放值求和，对各自的总和进行估算，并且由估算的总和形成累积排放变量。

在一些实施例中，上限可以取决于运行区间的持续时间和/或取决于在运行区间内经过的距离。替代地或附加地，上限还可以取决于预定地点受限区域中的多个其它内燃机。例如，上限可以是对处于地点受限区域中的尤其是机动车的内燃机的平均值或可以是对处于地点受限区域中的尤其是机动车的内燃机的排放极限值。上限的选择可以取决于或不取决于运行区间外的第一排放变量的排放值的类型。

在一些实施例中，第一排放变量和第二排放变量可是氮氧化物(NOx)排放量、烃(HC)排放量、一氧化碳(CO)排放量、二氧化碳(CO₂)排放量、HC和NOx组合的排放量、碳黑颗粒计数、碳黑颗粒质量等。优选地，在排放量的权衡的意义上，使用竞争性关系的两种类型作为第一排放变量和第二排放变量。

在一些实施例中，第一排放变量可以是NOx排放量，第二非限制方法变量可以是粗碳黑排放量，其最初仅导致柴油颗粒过滤器的碳黑负载。这种选择适用于例如柴油发动机，因为柴油发动机中的氮氧化物排放量和粗碳黑排放量是竞争性关系的。粗碳黑排放的减少导致再生区间的延长，并进而导致燃料消耗的减少，而不会影响车辆的有限的碳黑排放。作为替代方案，第一排放变量可以是NOx排放量，第二排放变量可以是CO₂排放量。

在一些实施例中，第二排放变量的目标函数可以是在运行区间内的碳黑排放、CO₂排放或燃料消耗的变化过程。

在一些实施例中，参考变量可以包括以下变量中的至少一个：废气再循环率(AGR率)、AGR分布、充气、增压压力、喷射时刻、点火时刻和/或油轨压力等。由此导出的操纵变量在此包括以下变量之一，即节气门位置、AGR阀位置、可变涡轮几何形状的调节、点火时刻或凸轮轴调整等，通过所述变量可在现代发动机中产生期望的参考变量。

在混合动力驱动中，参考变量可以是或可以包括在——可用发动机(输出扭矩)和/或发电机(吸收扭矩)驱动的——电动机和内燃机之间的扭矩或功率分布。当确定扭矩或功率分布时，还可以考虑牵引电池的充电状态信息，例如牵引电池的当前充电状态。尤其地，当累积排放变量接近排放极限并且牵引电池被充分充电时，电动机可以提供大部分或全部的扭矩或功率以使目标变量最小化。

总之，车辆可以采集关于所执行的行程和相关排放的数据并将其存储在存储器单元(例如，内部控制器存储器或外部后端)中或发送给所述存储器单元。在驾驶期间则可调整排放行为，以便安全地遵守极限值(上限)。在此可以在较长的时段内执行对排放行为的估算。优选地，通过滑动式加权以常规认证时间(RDE时段＝2小时)的2倍至5倍的区间来估算排放，并且基于该区间进行调整。排放行为的估算也可以在车辆使用持续时长内执行。这些调整和估算范围超越出单个行程，即在后续行程中进一步对历史排放一同估算。车辆基础设施可采集驾驶数据和相关的排放值，并将它们以本地或全球方式存储于服务器上。因此，历史排放可影响车辆的污染物配额并且可用于定义在驾驶期间当前要遵守的极限值。因此，极限值的临时超出可以在下一行程中通过相应较小的排放目标值(例如在有利条件下)进行补偿。

此外，排放的持续测量和驾驶距离的分配可对应于车队、车辆、区域或使用者。所估算的排放可以与总配额进行比较，并且作为替代方案也可以进行财务上的估算。具有低排放的使用者可以获得经济上的回报。具有高的驾驶任务的使用者可以购买极限值的超额量，尤其是从那些不充分利用其配额的使用者购买。因此，也可以实现由立法者监管的在使用者、车辆和/或车队车辆之间的交易。

根据本发明的方法甚至在临界行程中也可以实现并且可灵活应用。

本发明还涉及一种用于监控内燃机的排放的控制器，该控制器设计为形成累积排放变量，所述累积排放变量基于在具有不同的内燃机运行状态的内燃机运行区间内的第一排放变量的排放值并且基于在内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值，并且借助由累积排放变量和与第一排放变量不同的第二排放变量的帕累托最优组合构成的无差异曲线确定内燃机的参考变量，其中参考变量影响内燃机的运行状态，使得第一排放变量和第二排放变量被这样调节，以使在内燃机运行区间中的累积排放变量不超过该运行区间的上限，并且第二排放变量的目标函数是最小的。尤其地，控制器设计为执行上文中详细描述的用于控制内燃机的排放的方法。

控制器如发动机控制装置可以具有用于执行上述排放监控方法的处理器，尤其是微处理器。控制器还可以具有存储器，例如数据存储器，其中可存储排放值、上限和用于执行上述排放监控方法所需的参数和信息。此外，控制器可具有用于接收排放值、运行状态信息和/或其它参数的数据入口以及用于输出参考变量和其它信息的数据出口。

本发明还涉及一种内燃机，其具有上述用于监控内燃机的排放的控制器。借助具有根据本发明的控制器的内燃机，能够实现改进的消耗值和排放值。这样的内燃机特别适用于车辆。内燃机可以是混合动力驱动的一部分，该混合动力驱动额外地还具有电动机。

本发明还涉及一种具有上述内燃机的车辆。车辆也可以是具有混合动力驱动的车辆。

附图说明

现在将通过示例并参考附图来描述本发明的实施例。在附图中示出：

图1是具有根据本发明的控制器的发动机系统的示意图；

图2是用于控制内燃机的排放的方法的第一实施例的输入和输出变量以及信息处理的示意图；

图3是表示随AGR率变化的碳黑及NOx排放的关系图；。

图4是适用于特定碳黑排放和特定NOx排放的帕累托最优工作点；

图5是基于在特定(升高的)累积NOx排放时的碳黑排放和NOx排放之间的关系、通过无差异曲线对参考变量的选择；

图6是图5中所示的对较低累积NOx排放的选择；

图7是图5中所示的基于CO₂和NOx排放之间的关系的选择；

图8是图5中所示的通过非线性无差异曲线的选择；

图9是用于控制内燃机的排放的方法的第二实施例的输入和输出变量以及信息处理的示意图；

图10是机动车的停留情况的示意图；和

图11是用于控制内燃机的排放的方法的第三实施例的输入和输出变量以及信息处理的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了由本发明的控制器1调节或控制的发动机的示意图。所示出的是设计为往复式活塞发动机2(柴油或汽油发动机)的内燃机，通过阀3和通过增压空气支线4给该内燃机充气并且通过废气支线5将该内燃机排空。送入的空气通过空气过滤器6和具有可变涡轮几何形状的废气涡轮增压器7通过中间冷却器8经由入口阀3达到气缸中，在气缸中必要时经由喷油系统供入燃料。在空气-燃料混合物的压缩和燃烧之后，所产生的废气经由废气支线5通过排气阀3排出。

压缩的废气在此经过废气涡轮增压器7，驱动该废气涡轮增压器7并因此压缩增压空气。随后，废气经过存储式氮气催化器10和柴油颗粒过滤器11，并且最后通过排气门12进入排气装置13中。

阀3由可调节的凸轮轴14驱动。该调节通过可由控制器1控制的凸轮轴调整装置15进行。

部分废气可以通过高压废气再循环阀16引入增压空气支线4中。经废气处理的分流可以在废气涡轮增压器7之后的低压区域中经由相应的废气冷却装置17和废气再循环低压阀18导引到增压空气支线4中。废气涡轮增压器7的涡轮几何形状可通过调节装置19调节。增压空气供应(“气体”)通过主节气门20调控。

此外，通过控制器1能够控制废气再循环低压阀18、调节装置19、主节气门20、废气再循环高压阀16、凸轮轴调整装置15和排气门12(实线)。

此外，控制器1通过传感器和额定值设定器例如提供(中间冷却器8，废气冷却装置17的)温度信息和(例如来自传感器或物理模型/经验模型的)排放值。

为此，进一步的运行状态信息可以是：加速踏板位置、节气门位置、空气质量、电池电压、发动机温度、曲轴转速和上止点、变速档位、车辆速度。

因此，存在一个复杂的调节控制系统，该调节控制系统应当在不同运行状态下对发动机运行的不同目标变量进行调节、控制和尽可能优化。

在此，以下实施例涉及根据预定排放上限和累积排放值控制和调节排放值，所述累积排放值考虑了历史排放值和/或其它内燃机的排放值。

在图2中示出用于控制排放的方法的第一实施例。在此，控制器1确定一个或多个为影响排放所需的和有效的参考变量x(t)。

由此导出操纵变量，这些操纵变量在往复式活塞发动机2或其部件中(例如，主节气门20的调节装置、凸轮轴调整装置、废气涡轮增压器7的涡轮几何形状的调节装置、排气门12的调节装置等)影响内燃机的(例如NOx、HC、CO、CO₂、碳黑的)排放。这些被采集为质量流量(排放速率)EMDS(例如每单位时间[mg/s]的质量)。通过存储在数据存储器中的历史质量流量EMDS_hist对这些质量流量进行滑动式加权。由相应加权的质量流量，从当前时刻开始导出预定运行区间中的排放的累积排放值EMF(在预定运行区间内对排放速率进行在时间上的积分)。

在控制器1中，由这些累积排放值EMF与过去了的运行时间t或所经过的距离s，已知或预定的排放上限EMG和关于驾驶员意愿FW的信息(例如加速度：a_Soll；扭矩：M_Soll)以及往复式活塞发动机2的其它运行条件SB(例如，速度：v；转数：n)一起确定参考变量x(t)。

图3示例性示出了随废气再循环率(AGR)变化的NOx排放和碳黑排放之间的关系，其在此形成参考变量x(t)。该图表明，通过提高AGR虽然可以降低NOx排放，但与此同时会增加碳黑排放。

图4示出了针对特定NOx排放绘制的特定碳黑排放的参考变量组合的曲线图。如果现在的任务例如是最小化/降低碳黑排放、但与此同时遵守(累积)NOx极限值，则必须考虑排放历史(累积排放值EMG)。

由点x表示帕累托最优目标变量组合，其中碳黑排放量只能在NOx排放升高时进一步降低。所有帕累托最优目标变量组合都形成了将点x相互连接的所谓的帕累托前沿。在最小化问题中，在帕累托前沿左下方的点(阴影区域)是不可实现的并且所有设在右上方的目标变量组合都不是帕累托最优的，因为分别存在就碳黑排放和氮氧化物排放而言都可更有利地在帕累托前沿上实现的组合(点x)。

在图5中示出了从两个目标函数(NOx排放和碳黑排放)的帕累托最优目标变量组合中进行选择。在右侧柱状物中，标定NOx极限值NOx-G(虚线)作为排放上限EMG，并且位于其下的柱状物在阴影区域中示出先前累积的NOx排放NOx-K1作为累积排放值EMK。因为累积的NOx排放NOx-K1已经相对接近NOx极限值NOx-G，所以在这里选择相对高的在目标函数碳黑排放和NOx排放之间的更换比率(升高的碳黑排放，有利于低NOx排放)，以便不超过NOx极限值NOx-G。这里所希望的更换率由在这里急剧倾斜地示出的无差异曲线I规定，然后移动到最接近的目标变量组合，其中针对该运行点能够实现特定的碳黑排放和特定的NOx排放。然后借助由图3的示意图中已知的信息给该目标变量组合分配AGR作为合适的帕累托最优参考变量x(t)。

图6示出的示例中累积NOx排放(NOx-K2)进一步低于NOx极限值NOx-G。这里，无差异曲线I的更换比率更小(直线较缓斜地下降)。因此，在不存在超过NOx极限值NOx-G的风险的前提下，这里可以单独地接受更高的NOx排放。因此，碳黑排放可以保持较低。更缓斜地延伸的直线被移动到下一个目标变量组合，在该下一个目标变量组合处能够采用相关的参考变量x(t)(这里是来自图3的相应的AGR)实现特定的NOx排放和相应的碳黑排放。

图7类似于图5地示出了一个示例，其中应当根据累积NOx排放使CO₂最小化。

图8类似于图5地示出了一个示例，其中无差异曲线非直线地延伸。

在图9中示出了用于控制排放的方法的第二实施例。该方法在此由车队的机动车22的控制器与位于预定区域23内的其它机动车22a、22b......一起实施。这样的车队在图10中示意出。

图9中的控制器1再次确定一个或多个为影响排放所需的且有效的参考变量x(t)。由此导出操纵变量，这些操纵变量在往复式活塞发动机2及其部件中影响内燃机的排放。这些操纵变量被采集为质量流量(排放速率)EMDS(例如每单位时间[mg/s]的质量)。对区域23内的车辆22a、22b的这些质量流量和相应的质量流量EMDS_22a、EMDS_22b，......求平均值，并且由相应确定的平均值导出排放的累积排放值EMF(对排放速率进行在时间上的积分)。

在控制器1中，由这些累积排放值EMF与过去了的运行时间t或所经过的距离s、已知或预定的排放上限EMG和关于驾驶员意愿FW的信息以及往复式活塞发动机2的其它运行条件SB一起确定一个或多个参考变量x(t)。

参考变量x(t)的确定以如参照图3至8描述的类似方式进行。

在图11中示出了用于控制排放的方法的第三实施例。第三实施例结合了第一实施例和第二实施例。在此，对往复式活塞发动机2的质量流量EMDS和区域23内的车辆22a、22b......的相应质量流量EMDS_22a、EMDS_22b求平均值。此外，形成了存储在云端24中的往复式活塞发动机2的历史质量流量EMDS_hist和车辆22a、22b的历史质量流量EMDS_22a，hist、EMDS_22b，hist。使用历史平均值通过滑动式加权来估算平均值，并且由相应确定的平均值导出排放的累积排放值EMK(对排放速率进行在时间上的积分)。

参考变量x(t)的确定再次以如参照图3至8描述的类似方式进行。

利用所展示的方法能够在运行期间并且取决于改变的边界条件来改善排放值(目标函数)。除了这里展示的问题(其中成对地考虑排放变量)以外，该方法也可以扩展到多维问题。因此例如可以确定针对多重组合(例如，CO₂排放量、碳黑排放和NOx排放)的帕累托最优参考变量x(t)。作为对参考变量AGR的补充，还可以帕累托最优地确定其它参考变量x(t)(例如VTG位置或油轨压力)以进行调节。在混合动力车中还可以考虑牵引电池的充电状态。例如，可以在区域上防止发电机式的电池充电或者可强制电力行驶。

附图标记清单

1 控制器

2 往复式活塞发动机

2a 变速器

3 阀

4 增压空气支线

5 废气支线

6 空气过滤器

7 废气涡轮增压器

8 中间冷却器

9 气缸

10 存储式NOx催化器

11 柴油颗粒过滤器

12 排气门

13 排气装置

14 凸轮轴

15 凸轮轴调整装置

16 AGR高压阀

17 废气冷却装置

18 AGR低压阀

19 调节装置

20 主节气门

21 数据存储器

22 机动车

22a，22b 在同一区域的机动车

23 地点受限的区域

24 云端

x(t) 参考变量

NOx-G 极限值

NOx-K1 累积排放值

FW 驾驶员意愿

SB 其它运行条件

EMG 排放上限

EMK 累积排放值

EMDS 排放速率

EMDS_hist 历史排放速率

EMDS_22a，车辆22a的排放速率

EMDS_22b 车辆22b的排放速率

EMDS_{22a，hist，} 车辆22a的历史排放速率

EMDS_22b,hist 车辆22b的历史排放速率

I 无差异曲线

Claims

1.一种用于控制内燃机排放的方法，包括：

确定累积排放变量(EMK)，其基于在具有不同的内燃机运行状态的内燃机运行区间内的第一排放变量的排放值(EMDS)并且基于在内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值(EMDS_hist,EMDS_22a,EMDS_22a,hist,…)；和

借助由累积排放变量和与第一排放变量不同的第二排放变量的帕累托最优组合构成的无差异曲线(I)确定内燃机的参考变量(x(t))，其中参考变量(x(t))这样影响内燃机的运行状态，使得第一排放变量和第二排放变量被这样调节，以使在内燃机运行区间中的累积排放变量(EMK)不超过该运行区间的上限(EMG)，并且第二排放变量的目标函数是最小的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值是内燃机运行区间之前的内燃机的排放值(EMDS_hist)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中确定累积排放变量(EMK)包括：

借助内燃机运行区间之前的排放值(EMDS_hist)对内燃机运行区间内的排放值(EMDS)进行估算；和

由所估算的在内燃机运行区间内的排放值形成累积排放变量(EMK)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，为了所述估算，借助内燃机运行区间之前的排放值(EMDS_hist)对在运行区间内的排放值(EMDS)进行平滑，尤其通过滑动式加权进行平滑。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，内燃机运行区间外的第一排放变量的排放值是在预定区域(23)内的一个或多个其它内燃机的排放值(EMDS_22a,EMDS_22b)，所述内燃机也处于所述预定区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其中确定累积排放变量(EMK)包括：

对在所述预定区域(23)内的各个内燃机的同步采集的排放值(EMDS,EMSD_22a,EMDS_22b)求平均值；

估算所获得的平均值；和

由所估算的平均值形成累积排放变量(EMK)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，为了所述估算，借助所获得的在运行区间之前的平均值对所获得的在内燃机运行区间内的平均值进行平滑，尤其是借助滑动式加权进行平滑。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中上限(EMG)

取决于运行区间的持续时长和/或在运行区间内经过的距离；和/或

取决于预定区域(23)内的多个其它内燃机。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一排放变量和所述第二排放变量是NOx排放量、HC排放量、CO排放量、CO₂排放量、HC和NOx组合排放量、碳黑颗粒数或碳黑颗粒质量。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一排放变量是NOx排放量，并且所述第二排放变量是碳黑排放量或CO₂排放量。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第二排放变量的目标函数是在所述运行区间内的碳黑排放、CO₂排放或燃料消耗的变化过程。

12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述参考变量(x(t))包括以下变量中的至少一个：AGR率、AGR分布、充气、增压压力、喷射时刻、点火时刻、油轨压力。

13.一种用于监控内燃机的排放的控制器(1)，所述控制器(1)设计为执行根据前述权利要求之一所述的方法。

14.一种内燃机，具有根据权利要求13所述的控制器(1)。

15.车辆(22)，具有根据权利要求14所述的内燃机。