CN109964012B - 用于优化根据选择性催化还原对来自发动机排出管线中的气体的氮氧化物进行去污染的方法 - Google Patents

用于优化根据选择性催化还原对来自发动机排出管线中的气体的氮氧化物进行去污染的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的主题是一种用于优化来自发动机排出管线中的气体的氮氧化物的去污染的方法，其根据通过将一定量的还原剂注入至管线中的选择性催化还原执行，其允许遵循管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值（1），在每次完成连续的行驶距离区间时进行设定值的重新调节（18），所述距离区间通过车辆速度（10）在时间区间上的积分（11）确定，一旦达到释放的二氧化碳的预定目标累积量（15），所述时间区间就终止，基于出口处测量的氮氧化物累积量（8），对于每个区间计算行进的每公里排出的氮氧化物量（9），并与每公里氮氧化物的目标量进行比较（17），以用于计算第一偏差（16），其用于所述设定值的重新调节（18）。

Description

用于优化根据选择性催化还原对来自发动机排出管线中的气 体的氮氧化物进行去污染的方法
技术领域
本发明涉及一种用于优化来自机动车辆的内燃发动机排出管线中的气体的氮氧化物的去污染的方法，氮氧化物的去污染是根据通过将一定量的还原剂注入至管线中的选择性催化还原，并且监测排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值而执行的。
背景技术
超过95%的柴油发动机将配备有用于处理排出管线中的氮氧化物的设备。这将在非常近的未来中应用于汽油燃料发动机。
为此，在特别是具有柴油发动机的机动车辆中，已知为内燃发动机排出管线配备选择性催化还原系统，该选择性催化还原系统具有还原剂至管线中的喷射，监测控制单元接收至少在选择性催化还原系统下游的通过排出管线排出的氮氧化物量的估值或测量值。
为了氮氧化物或NOx的去除，因此通常使用选择性催化还原（SCR）系统。在本申请的下文中，选择性催化还原系统也能够通过其缩写SCR来提及，同样地，氮氧化物能够以它们的缩写NOx来提及，氨以其化学式NH3来提及，并且二氧化碳以其化学式CO2来提及。
在SCR系统中使用液体还原剂，该液体还原剂旨在以预先限定的量并且通过连续的注入而引入机动车辆的排出管线中。该去污染还原剂的添加对存在于机动车辆的热机的排出管线中的NOx进行处理。该SCR还原剂通常是氨或氨前体，例如尿素或尿素衍生物，特别是以Adblue®品牌已知的混合物。
SCR系统通常具有包含一定量液体还原剂的罐，用于使用通向排出管线的喷射器将液体还原剂供应至机动车辆的排出管线的泵。液体还原剂分解以产生气态氨，其化学式为NH3。NH3储存在SCR催化剂中以便还原由排出管线排放的气体中的 NOx。这既用于柴油车辆并且也用于汽油车辆。
这种SCR系统可以加倍或者与一个或多个主动或被动的NOx捕集器相结合。通常，这种捕集器在较冷的排出温度下储存NOx。然后，在吹扫操作期间，在排气中烃存在丰富且热的情况下，NOx被还原。对于较高的温度，已证明以高频率并且在高压下连续将燃料喷射至排出管线中比典型的交替储存和吹扫操作更有效率。
SCR系统（更具体地，当还原剂是诸如Adblue®的尿素衍生物时）在中温和高温之间是有效的，并且可以连续地转化NOx。也需要优化的控制，用于增加NOx的处理效率并且优化燃料和还原剂的消耗，这是考虑到这些参数都取决于排气中的条件以及在催化作用期间的条件。
SCR系统的控制可以分为两部分：标称控制和适应性控制。标称控制设定待注入的还原剂的量，其根据在开发期间使用的测试车辆和SCR系统来进行校准。适应性控制基于SCR系统实际相关联的车辆设定用于待注入的还原剂的量的乘法修正因子，以便使系统与偏差和分散相适应，偏差和分散可能源自还原剂喷射器、源自NOx传感器、源自还原剂的质量、源自计量系统、源自催化系统或源自排气流量等。
也应该考虑到的是，系统可能通过引起NOx或NH3的更多排放而对还原过程有影响，NH3对应于经转化的但在排出管线出口处未用于催化作用的还原剂。一般地，适应性控制使用 NH3传感器和/或NOx传感器或用SCR浸渍颗粒过滤器或SCR催化剂出口处的估值来进行工作（这没有将存在辅助SCR系统或者如果存在用于氧化未经使用的过量NH3的催化剂的情况考虑在内），这是为了在排出管线的末端处监测催化作用，以便避免将NH3释放至机动车辆外部的环境中。
根据现有技术的SCR系统的控制使得能够根据排出管线中的NOx的体积比或重量浓度或水平来适配预先确定的NOx处理的效率，例如以克/秒为单位的质量流量。如果在现有技术中未明确用公式表示质量流量，然而显然的是将NOx的效率控制改变为排出管线中NOx的水平控制。
参考图1，该图示出了用于SCR系统的控制的逻辑框图，其步骤1至7是从现有技术已知的。为了执行这些步骤，已知控制SCR系统，其可以由专门与该SCR系统相关联的监测控制单元完成。
监测控制单元通过设定在排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值来运行，在图1中标记为1。SCR系统的监测控制单元还计算待注入至排出管线中的还原剂2的量（其在图1中由附图标记3表示），这是根据排出管线的参数和/或内燃发动机中的燃烧参数。该计算可以在开环中执行，其在图1中由附图标记5表示。
在步骤3中，这些参数（其可以单独地或组合地考虑）可以是在还原剂的注入上游所测量或估计的氮氧化物量（有利地通过在还原剂的注入上游的氮氧化物传感器测量）、排出管线中的温度、排出管线中的气体流量。此外，注入的还原剂的量可以通过催化作用模型来进行调节，其在图1中标记为4。
监测控制单元还接收至少在选择性催化还原系统下游的经由排出管线排出的氮氧化物量的估值或测量值，其在图1中标记为6。这可以通过定位于SCR系统的催化剂下游的氮氧化物传感器来执行。
每秒的氮氧化物量的设定值与每秒给出的排出管线排出的氮氧化物量的估值或测量值之间的比较使得能够计算偏差7，其用于修正还原剂2的量。这可以例如以克每秒来给出。
对于不久的未来出现的立法标准，将引入实际驾驶条件下的排放测量值。特别地，对于柴油车辆，对于遵循在某些条件（使它们代表正常驾驶条件）下的随机驾驶循环的车辆，由便携式排放测量系统（PEMS）测量排放将是可能的。
然而，与旧的立法标准相比（其中仅需要在标准环境条件下以最小重量并且遵循预先限定的速度曲线在试车台上的测试），新的标准引入了多很多的运行条件，关于涉及速度水平和速度变化的速度、变化的环境条件（例如冷、热或在某海拔）、变化的动态参数（例如风、道路倾斜度、空调等）、以及从最小重量变化至达到由制造商要求的最大重量的90%的重量的车辆重量变化等。
这不能用根据上面所述的现有技术的监测控制单元来监测。
例如，以实际驾驶排放（RDE）标准作为非限制性的示例，在欧洲生效的该新标准提出根据两种不同方法、根据正常驾驶行为计算污染物的排放，污染物主要是氮氧化物NOx、一氧化碳或CO、二氧化碳或CO2以及在缩写PM下、聚合在一起的各种物种和各种直径的颗粒。
第一方法称为移动平均窗口（MAW）。这种第一方法评估在代表性的评估窗口上的CO2的排放，通过CO2的整合并且使用以克每公里或g/km给出的CO2排放来使实际驾驶排放结果标准化，这是通过排除CO2的排放值的差不多50%的过低或过高的所谓异常值。
第二方法使用被测量以用于根据具有预先确定的重量因子的功率等级来分类的功率。
这两种方法给出以g/km表示的NOx排放，在第一方法的情况下得自于以克为单位的NOx排放除以以公里为单位的距离，并且对于第二种方法，得自于以克每秒表示的NOx排放并且除以以公里每秒为单位的平均速度，这两个在功率等级上。
通过参考第一方法（其目前来看为实际驾驶排放的测试所接受的方法），轻微的更高或更低的浓度或CO2的排出质量流量将不会影响以g/km为单位的NOx的结果，考虑到这在距离上改变与NOx的质量变化成比例的距离。
除CO2排放和排出气体流量之外，所有的分散元素，诸如风、道路的倾斜度、驾驶风格、车辆的重量、空调的运行等都将对观察到的NOx排放具有影响。然而，因为根据涉及NOx监测的现有技术在给定点以克每秒或g/sec监测排出管线出口处的NOx排放，这些分散元件将不会对以g/km为单位的NOx的结果有影响。
然而，NOx结果是平均车辆速度在相关联的距离窗口上的变化的函数。例如，更激进的驾驶风格可能导致更高的流量且也导致更高的CO2和NOx排放。另一方面，车辆的较高的平均速度将导致较低的NOx排放且导致还原剂的过度消耗。
此外，较高的重量可能导致较高的排出气体流量并且导致较低的平均速度下的较高的CO2和NOx排放，这将导致NOx的较高浓度，换句话说，导致不符合立法标准的要求。
因此，符合根据现有技术的方法并且考虑上述影响，将在最坏的情况下限定一种情形，其通常在统计上代表所有可能的实际驾驶排放情况的至少95％，考虑到永远不会覆盖100％的情况。该情形将根据排出管线末端处的NOx浓度（以毫克/秒或mg/s为单位）进行校准，以便满足实际驾驶排放测试的要求，例如较低的平均速度结合较高的重量和侵略性的驾驶。
总之，如上所述，剩余的问题是在满足NOx排放条件方面覆盖至少95％的情况，这导致还原剂的过度消耗。
另一个问题涉及发动机和传动系的校准，其必须考虑将包括在实际驾驶排放条件中的所有运行条件。并非所有可能的循环都能够在开发期间被有效覆盖，例如覆盖所有可能驾驶情况的95％的最坏情形。然后存在如下风险：一些实际驾驶排放循环可能超过对于一些随机条件和驾驶行为的NOx排放限制的风险或者在实际驾驶排放测试期间可能变化的其它条件的风险。这需要产生安全余量，这导致还原剂的更多消耗或者导致例如较大尺寸的催化剂的使用。
本发明的根本问题在于，适配在机动车辆的实际运行条件下通过选择性催化还原系统对待注入至排出管线中的还原剂的量进行的监测和控制，特别是为了满足实际驾驶排放测试的要求。
发明内容
为此目的，本发明涉及一种用于优化来自机动车辆的内燃发动机排出管线中的气体的氮氧化物的去污染的方法，氮氧化物的去污染是根据通过将一定量的还原剂注入至管线中的选择性催化还原执行的，使得可以监测排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值，其特征在于，在每次完成连续的行驶距离区间时，进行排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的重新调节，每个距离区间通过车辆速度在时间区间上的积分确定，一旦达到释放在排出管线中的二氧化碳的预定目标累积量，该时间区间就终止，基于排出管线出口处测量的氮氧化物累积量，对于每个区间计算行进的每公里排出管线出口处的氮氧化物量，并与每公里氮氧化物的目标量进行比较，以用于计算第一偏差，第一偏差用于排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的重新调节。
技术效果是允许增加或减少排出管线出口处的NOx的设定值的调节，这是根据行进的距离并且不再作为时间期限的函数。
通过考虑实际驾驶条件，特别是通过考虑每公里的二氧化碳和氮氧化物目标量，根据本发明的方法的实施使得可以优化还原剂的注入，如果需要，通过减少还原剂的过度消耗以及也通过减小所用具有安全余量的催化剂的大小。具体地，在现有技术中，必须提供安全余量，使得即使在车辆运行情形的最坏情况下催化还原也是有效的。
由于能够通过根据本发明的方法区分各种情形，注入尽可能接近地监测车辆的实际运行条件以及影响还原剂消耗的外部参数，考虑实际条件和外部参数是为了确定每公里氮氧化物的目标量。
在每个距离区间处释放在排出管线中的二氧化碳的预定目标累积量使得能够确定用于车辆速度积分的时间区间的终止，该目标量还取决于车辆的行驶条件。
有利地，每公里氮氧化物的目标量取决于以下参数中的至少一个：驾驶风格、车辆总重量的估值、车辆中附加设备的使用（诸如空调）、道路轮廓、发动机温度或冷却剂温度、车辆速度、燃烧模式和大气条件（诸如外界温度、环境压力、风和/或海拔）。
有利地，通过至少根据发动机速度和由驾驶员对燃料喷射的需求建立的映射来估计二氧化碳的累积量，并将其与二氧化碳的预定累积量进行比较。
二氧化碳或CO2模型可以是给出CO2浓度的基本映射，例如作为发动机速度和扭矩的函数的重量浓度。还可以考虑作为冷却剂温度、燃烧模式和对CO2浓度有影响的任何其它参数的函数的附加映射。
排出管线出口处的CO2浓度可以每秒评估一次，并且可以乘以排气质量流量，以便以毫克每秒表示，其可以积分以获得在给定的时间段内以克为单位的二氧化碳质量。
有利地，在预定的行驶距离上对评估窗口执行氮氧化物排放的监测，连续的行驶距离区间在评估窗口的预定行驶距离的二十分之一和十分之一之间。
这对于满足实际驾驶排放测试期间所需的条件特别有利。通过基于最大二氧化碳产量模型将车辆速度积分来确定距离。二氧化碳产量模型可以被选择以便适合于用于实际驾驶排放测试的排放评估窗口的大小，因此适配完整的距离区间以使其显著小于评估窗口的距离，以便使得在测试条件下还原剂的注入的监测控制能够具有更大的反应性。
释放在排出管线中的二氧化碳的预定目标累积量的选择使得可以选择与测试评估窗口兼容的距离区间，这些距离区间有利地代表测试评估窗口的一部分。
测试评估窗口通常可以是10km的量级，并且根据本发明的距离区间可以是从500m到1km，而这不是限制性的。这样的距离区间使得可以根据符合本发明的估计方法适当地监测NOx排放。
有利地，在每个行驶距离区间的开始处，释放在排出管线中的二氧化碳累积量重置为零。因此，距离区间彼此独立，具有排出管线末端处的氮氧化物量的最终累积。
有利地，注入的还原剂的量根据排出管线的参数和/或内燃发动机中的燃烧参数单独地或组合地计算，诸如在还原剂的注入上游测量或估计的氮氧化物量、排出管线中的温度，排出管线中的气体流量和催化模型。
有利地，还原剂量的计算在开环中执行。
有利地，在重新调节排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的同时，对于排出管线出口处每秒的氮氧化物量的相同设定值，执行计算每秒的氮氧化物量的设定值与每秒在排出管线出口处的氮氧化物的测量的量或估计的量之间的第二偏差，注入的还原剂的量也根据该第二偏差进行修正。
根据本发明，因此可以设置用于所注入的还原剂量的重新调节的两个偏差。第一偏差是本发明的基本特征，用于在一定距离区间内重新调节排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值，从以克每公里为单位的氮氧化物量开始。从现有技术中已知的第二偏差用于重新调节在一时间段（例如一秒）内注入的还原剂的量，作为在该时间段内排出管线出口处的氮氧化物量的函数，因此例如以克每秒为单位。
然而，这两种重新调节的组合产生协同作用，其使得能够更好地监测氮氧化物的去污染。第二重新调节可以比第一重新调节更频繁地执行，但不直接考虑行驶条件，特别是外部条件和驾驶风格，第一重新调节确实可以通过重新调节设定值而增加或减少排出管线出口处的NOx排放。因此，在这两种类型的注入的还原剂的量的重新调节之间存在非常强的互补性。
本发明还涉及一种排出管线和去污染监测控制单元的组件，该排出管线包括具有还原剂至管线中的注入的选择性催化还原系统，该监测控制单元接收至少在选择性催化还原系统下游的经由排出管线排出的氮氧化物量的估值或测量值，其特征在于，它执行用于优化注入的还原剂的量的这种方法，该监测控制单元包括用于对车辆速度进行积分以便确定距离区间的装置、用于估计或计算释放在排出管线中的二氧化碳累积量的装置、用于每公里排出管线出口处二氧化碳和氮氧化物的目标量的预先存储的装置、用于计算氮氧化物的目标量和测量的量或估计的量之间的第一偏差的装置以及用于根据该第一偏差重新调节排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的装置。
根据本发明的这种组件使得能够根据与发动机运行相关的行驶条件或对还原剂的消耗有影响的外部条件注入还原剂。这导致还原剂的有目标的注入，并且一方面使得能够在某些情况下节省还原剂的消耗，同时在另一方面确保在其它情况下氮氧化物的有效去污染。该解决方案主要是软件解决方案，并且不涉及在排出管线中添加新元件。
有利地，该管线包括以下元件中的至少一种：氨探针、氨逃逸催化剂（这些元件之一或这些元件定位在选择性催化还原系统的下游）、定位在选择性催化还原系统的下游的至少一个被动或主动的氮氧化物传感器、当发动机是柴油发动机时的颗粒过滤器和氧化催化剂，或者当发动机是汽油发动机时的三元催化剂。
附图说明
本发明的其它特征，目的和优点将在阅读下面的详细描述和检查附图时变得明显，附图通过非限制性示例给出，并且其中：
- 图1是根据本发明的用于优化来自内燃发动机排出管线中的气体的氮氧化物的去污染的方法的实施例的逻辑框图的示意图，
- 图2是监测机动车辆排出管线出口处的氮氧化物的两条分布曲线的示意图，分别地，根据本发明的为实线并且根据现有技术的为虚线。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的用于优化来自机动车辆的内燃发动机排出管线中的气体的氮氧化物的去污染的方法是通过将一定量的还原剂注入至排出管线中的选择性催化还原来执行的。
优化方法使得可以通过监测排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值来执行催化还原。根据本发明的方法重复来自现有技术的步骤1至7，但是对其增加了重新调节排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的步骤，这是从监测以克每公里（而不是克每秒）为单位的排放模式开始。还考虑到的是用于确定测量区间的排出管线中的CO2的累积产量，并且考虑了根据车辆的行驶条件每公里产生的以克为单位的NOx的量（将在下面定义）。
如图1所示，排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的重新调节是在18中进行计算，并且在每次完成连续的行驶距离区间时，排出管线出口处每秒的氮氧化物量的新设定值在1中取代氮氧化物量的旧设定值。
可以通过以绝对值或相对值增加或减少先前的设定值来计算新的设定值。其幅度可以基于用于设定每公里氮氧化物的目标量的参数中的至少一些。考虑到排出管线出口处的NOx排放可能取决于与催化剂4相关的若干参数，诸如温度、或排气流量、NO2-NOx比、烟灰负载、NH3负载等，和/或取决于用于设定每公里氮氧化物的目标量的相同参数，该变化也可限制于一个区域。
每公里的距离的表达不是限制性的，但是然而是优选的，因为它非常适合于机动车辆的行进。
根据车辆的速度，在图1中标记为10，每个距离区间通过车辆速度在时间区间中的积分来确定，其标记为11。
一旦达到释放在排出管线中的二氧化碳的预定目标累积量，该时间区间就终止，其在图1中标记为15，可以校准CO2的该目标量。实际释放的二氧化碳的累积量的计算（标记为14）可以从驾驶员对燃料喷射的需求中获得，标记为13，该喷射需求可能是他/她的脚在加速踏板上的压力。
实际释放的二氧化碳的累积量可以由驾驶员对燃料喷射的需求（标记为13）计算，这是通过在标记为14的计算步骤中，至少根据发动机速度和由驾驶员对喷射燃料的需求建立的映射。然后将该实际释放的二氧化碳量与二氧化碳的预定累积量进行比较，标记为15。
因此，距离区间是基于如在11中进行的通过距离的积分所计算的距离和在15中计算的二氧化碳的预定目标累积量而在12中计算的，其中二氧化碳的预定目标累积量终止距离区间的积分并且界定其终止。
在附图标记9中，计算每行进一公里排出管线出口处的氮氧化物的测量的量或估计的量。基于根据现有技术中已知的步骤在8中已经测量的排出管线出口处的氮氧化物的测量累积量，对于在12中计算的每个距离区间测量氮氧化物的该量。
在16中，将在9中计算的行进的每公里排出管线出口处的氮氧化物的测量的量或估计的量与每公里的氮氧化物的目标量进行比较以计算第一偏差。在附图标记17中估计每公里氮氧化物的目标量。然后，在步骤16的出口处获得每公里氮氧化物的测量的量或估计的量与每公里氮氧化物的目标量之间的第一偏差。
在标记为7的步骤中根据现有技术方法计算的、在本申请的前言部分中先前提到的偏差随后将被称为第二偏差，以便不与第一偏差混淆，第一偏差是本发明的基本特征。
步骤16的出口处的第一偏差在步骤18中用于计算排出管线出口处每秒的氮氧化物量的新设定值，其在1中取代排出管线的出口处每秒的氮氧化物量的旧设定值，其用于计算待注入的还原剂的量。
在步骤17中，每公里氮氧化物的目标量可取决于以下参数中的至少一者：驾驶风格、车辆的估计总重量、车辆中的附加设备的使用（诸如空调）、道路轮廓、发动机温度、并且特别是冷却剂温度、车辆速度、燃烧模式和大气条件（诸如外界温度、环境压力、风和/或海拔）。也可以使用除上述这些参数之外的参数。
有利地以克每公里表示的氮氧化物的目标量可以从包括取决于上述参数的修正因子的若干映射的使用而推导出。
用于优化来自排气中的气体的氮氧化物的去污染的方法的一种使用模式可以在实际驾驶排放测试的背景下执行。在这种情况下，根据该测试，可以对在预定行驶距离上扩展的评估窗口执行氮氧化物排放的监测。在根据本发明的方法期间计算的连续行驶距离区间可以在评估窗口的预定行驶距离的二十分之一和十分之一之间。
因此，这在具有比评估窗口的行进公里数目小的行进的公里数目的距离区间的情况下执行。这使得能够在该测试期间重新调节排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值，以更好地调节在该测试期间注入的还原剂量的监测控制。评估窗口可以例如是从10到20km并且距离区间是从0.5到2km。距离区间的这种调节可以通过作为评估窗口的函数的、释放在排出管线中的二氧化碳的目标累积量的校准来执行，以便总是具有小于评估窗口的距离区间。
在每个行驶距离区间的开始处，释放在排出管线中的累积二氧化碳量可以重置为零。这是在附图标记12中执行的距离区间终止之后完成的。
如在现有技术中提到的，其也在本发明中使用（标记为3），可以根据排出管线的参数和/或内燃发动机中的燃烧参数来计算注入的还原剂的量。非限制地，这些参数可以是（单独地或组合地使用）：还原剂的注入上游的测量或估计的氮氧化物的量、排出管线中的温度，排出管线中的气体流量和催化模型（其标记为4）。此外，如在附图标记5中所示，还原剂的量的计算可以在开环中执行。
结合并在本发明执行的重新调节排出管线出口处每秒氮氧化物量的设定值的同时，对于排出管线出口处每秒的氮氧化物量的相同设定值，可以进行计算每秒的氮氧化物量的设定值与排出管线出口处每秒的氮氧化物的测量的量或估计的量之间的第二偏差。可以根据第二偏差修正注入的还原剂的量。这在本申请的前言部分中详细描述并且涉及步骤2、6和7。
因此，在优选模式中，本发明保留了现有技术公开的修正模式，该修正模式有利地每秒或每几秒的组进行，但是通过考虑行驶条件（至今未由现有技术考虑），而对其增加了对每公里氮氧化物量的监测，用于重新调节排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值。
本发明还涉及排出管线和去污染监测控制单元的组件。在该组件中，排出管线包括选择性催化还原系统，其将还原剂注入管线中。监测控制单元接收至少在选择性催化还原系统的下游的经由排出管线排出的氮氧化物量的估值或测量值。优选但非限制性的是，通过基本上在排出管线的末端处的SCR系统下游的NOx传感器测量氮氧化物量。
根据本发明，为了实施如上所述的用于优化注入的还原剂的量的方法，监测控制单元包括用于对车辆的速度进行积分以便确定距离区间的装置、用于估计或计算释放至排出管线中的二氧化碳的累积量的装置。可以根据映射来执行该计算。
这些装置是用于每公里排出管线出口处的二氧化碳和氮氧化物的目标量的预先存储的装置，用于计算氮氧化物的目标量和测量的量或估计的量之间的第一偏差的装置和用于根据该第一偏差重新调节排出管线出口处每秒氮氧化物量的设定值的装置。
监测控制单元可以包括一个或多个映射或者与一个或多个映射相结合，特别是至少根据发动机速度和由驾驶员对喷射燃料的需求而建立的映射，用于估计释放的二氧化碳量和可选地排出管线出口处的氮氧化物量，虽然通过氮氧化物传感器测量是优选的。
应该记住的是，SCR系统具有实际的监测控制单元，并且该单元可以代替排出管线的监测控制单元或者在排出管线的监测控制单元之外承担根据本发明的方法的监控。
该管线可以包括以下元件中的至少一种：氨探针、氨逃逸催化剂（这些元件之一或这些元件定位在选择性催化还原系统的下游，过量的氨必须被中和而不是被释放到大气中）、至少一个被动或主动的氮氧化物捕集器、定位在选择性催化还原系统的下游的至少一个被动或主动的氮氧化物传感器、当发动机是柴油发动机时的颗粒过滤器和氧化催化剂，或者当发动机是汽油发动机时的三元催化剂。
NH3探针可具有除监测NH3的去污染之外的附加功能。具体地，在排出管线的出口处集成NOx传感器可以考虑在某些条件下NH3的潜在存在，这是由于NOx传感器可能具有对NH3的敏感性的事实并且因此可能相对于NOx的量扭曲其测量值。这可以通过添加附加的NH3探针来实现，该NH3探针用于NH3的去除，具有检测NH3的功能，这对于计算排出管线出口处的NOx量是有用的。
具体地，具有对NH3的敏感性的某些NOx传感器可能导致对排出管线出口处的NOx的不准确评估，因为由NH3的存在过高估计。然而，通过使用根据本发明的优化方法，未用于催化作用的过量的NH3应该通过实施根据本发明的方法而显著减少。
图2示出了沿着虚线曲线的用于根据现有技术的方法和沿着实线曲线的用于根据本发明的方法的评估窗口期间的NOx排放控制的统计分布“Dist stat”。垂直渐近线表示不得超出容许的排放限值“Lim em”。
与现有技术的方法相比，根据本发明的方法的应用给出了具有窄标准偏差的统计分布“Dist stat”。这通过由指向右侧的最高箭头“Eco Ag Red”象征的还原剂的消耗减少来表示。与现有技术的统计分布不同，根据本发明的统计分布在可容许的排放限制“Limem”之前无效。因此，超过可容许的排放限制“Lim em”的风险降低，这通过指向左侧的箭头“dim risq”来示出。
下表给出了基本情形和三种情形之间的比较。第一种情形对应于流量中CO2的产量增加“CO2/流量+”，第二种情形对应于车辆质量增加“质量+”，流量中CO2的产量增加“CO2/流量+”以及速度降低或保持恒定“V- =”。第三种情形对应于激进驾驶“Agg driv”，流量中CO2的产量增加“CO2/流量+”以及速度增加或保持恒定“V = +”。
CO2的量或CO2测试以克每公里或g/km给出。CO2窗口给出CO2的质量。实际的CO2是CO2的百分比。“c实际的NOx”是计算出的实际的NOx量，单位为毫克/秒或mg/sec。“实际的流量”和“实际的v”分别是排出管线中的流量（以千克每小时为单位）和车辆速度（以公里每小时为单位），“win”表示以公里或分钟表示的评估窗口。“NOx Res”是对于四种情形以毫克每公里或mg/km表示的NOx结果。这些结果根据每种情形的条件而变化。
如果CO2的量在短距离内增加，则对每公里的NOx量没有影响。如果CO2的量增加以及排出气体流量增加，则对每公里的NOx量没有影响。
如果车辆的平均速度降低，则每公里的NOx量增加，且因此通过现有技术计算的还原剂的量不足。
在激进驾驶的情况下，CO2的量和排出气体流量增加。对每公里的NOx量没有影响。如果车辆的平均速度增加，则每公里的NOx量减少，且因此，与实际需要的量相比，通过现有技术计算的还原剂的量太高。
基础 质量+, CO2/流量+, V- =
125 g/km CO2测试 125 g/km CO2测试
1250 g CO2 win 1250 g CO2 win
10% 实际的CO2 12% 实际的CO2
1.55 mg/sec c实际的NOx 1.55 mg/sec c实际的NOx
50 kg/h 实际的流量 60 kg/h 实际的流量
70 km/h 实际的v 68 km/h 实际的v
2.11 g/sec 实际的CO2 3.03 g/sec 实际的CO2
9.9 min win 6.9 min win
11.5 km win 7.8 km win
0.92 g NOx win 0.64 g NOx win
80 mg/km NOx Res 82 mg/km NOx Res
CO2/流量+ Agg driv, CO2/流量+, V= +
125 g/km CO2测试 125 g/km CO2测试
1250 g CO2 win 1250 g CO2 win
12% 实际的CO2 12% 实际的CO2
1.55 mg/sec c实际的NOx 1.55 mg/sec c实际的NOx
60 kg/h 实际的流量 60 kg/h 实际的流量
70 km/h 实际的v 72 km/h 实际的v
3.03 g/sec 实际的CO2 3.03 g/sec 实际的CO2
6.9 min win 6.9 min win
8.0 km win 8.2 km win
0.64 g NOx win 0.64 g NOx win
80 mg/km NOx Res 78 mg/km NOx Res。

Claims (10)

1.一种用于优化来自机动车辆的内燃发动机的排出管线中的气体的氮氧化物的去污染的方法，所述氮氧化物的去污染是根据通过将一定量的还原剂注入至所述排出管线中的选择性催化还原执行的，使得可以监测所述排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值（1），其特征在于，在每次完成连续的行驶距离区间时，进行所述排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的重新调节，每个行驶距离区间通过车辆速度在时间区间上的积分确定，一旦达到释放在所述排出管线中的二氧化碳的预定目标累积量，所述时间区间就终止，基于所述排出管线出口处测量的氮氧化物累积量，对于每个行驶距离区间计算行进的每公里所述排出管线出口处的氮氧化物量，并与每公里氮氧化物的目标量进行比较，以用于计算第一偏差（16），其用于所述排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的重新调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每公里氮氧化物的目标量取决于以下参数中的至少一个：驾驶风格、车辆总重量的估值、包括空调的车辆中附加设备的使用、道路轮廓、发动机温度或冷却剂温度、车辆速度、燃烧模式和大气条件，所述大气条件包括外界温度、环境压力、风和/或海拔。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，二氧化碳的累积量是通过至少根据发动机速度和由驾驶员对燃料喷射的需求建立的映射来估计的，并且其与二氧化碳的预定目标累积量进行比较。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在预定的行驶距离上对评估窗口执行所述氮氧化物排放的监测，所述连续的行驶距离区间在所述评估窗口的预定行驶距离的二十分之一和十分之一之间。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在每个行驶距离区间的开始处，释放在排出管线中的二氧化碳累积量被重置为零。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，注入的还原剂的量根据所述排出管线的参数和/或所述内燃发动机中的燃烧参数单独地或组合地计算，包括在所述还原剂的注入的上游测量或估计的氮氧化物量、所述排出管线中的温度，所述排出管线中的气体流量和催化模型。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述还原剂的量的计算在开环中执行。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，在重新调节所述排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值的同时，对于所述排出管线出口处每秒的氮氧化物量的相同设定值（1），执行计算每秒的氮氧化物量的设定值（1）与每秒在所述排出管线出口处的氮氧化物的测量的量或估计的量之间的第二偏差（7），注入的还原剂的量也根据该第二偏差（7）进行修正。
9.一种用于内燃发动机的排出管线和去污染监测控制单元的组件，所述排出管线包括具有还原剂至所述排出管线中的注入的选择性催化还原系统，所述监测控制单元接收至少在所述选择性催化还原系统下游的所述排出管线出口处的氮氧化物量的估值或测量值，其特征在于，所述组件执行用于优化注入的还原剂的量的这种方法，所述监测控制单元包括用于对车辆速度进行积分以便确定距离区间的装置、用于估计或计算释放在所述排出管线中的二氧化碳累积量的装置、用于每公里所述排出管线出口处二氧化碳和氮氧化物的目标量的预先存储的装置、用于计算氮氧化物的目标量和测量的量或估计的量之间的第一偏差（16）的装置以及用于根据该第一偏差（16）重新调节所述排出管线出口处每秒的氮氧化物量的设定值（1）的装置。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述排出管线包括以下元件中的至少一种：氨探针，氨逃逸催化剂，这些元件之一或这些元件定位在所述选择性催化还原系统的下游，定位在所述选择性催化还原系统的下游的至少一个被动或主动的氮氧化物传感器、当所述内燃发动机是柴油发动机时的颗粒过滤器和氧化催化剂，或者当所述内燃发动机是汽油发动机时的三元催化剂。
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