CN112727577B - 用于适配在scr催化器中的还原剂的配量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于适配SCR催化器的还原剂的配量的方法，包括：确定（110）在预先给定的时间段（tSim）催化器（70）至少一个轴向区段中的预期温度变化过程；根据所确定的预期温度变化过程以还原剂的预先给定的第一配量对催化器的至少一个区段之后的得到的还原剂量进行第一模拟（120）；将经模拟的第一还原剂量与极限值比较；根据比较结果选择预先给定的第二配量并以第二配量对催化器（70）的至少一个区段之后的得到的还原剂量进行第二模拟（130、160）；将经模拟的第二还原剂量与极限值比较；并基于第一比较和/或第二比较适配（140、150、170、180、190、195）用于注射到催化器中的还原剂的配量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于适配在SCR催化器中的还原剂的配量（Dosierung）的方法以及用于执行该方法的计算机程序和计算单元。
背景技术
为了还原在内燃机的废气中的氮氧化物，已知不同的措施。尤其是，基于选择性催化还原（SCR，selective catalytic reduction）的原理来使用催化器，在所述催化器的情况下通常借助氨将氮氧化物（NO、NO2，概括为NOx）转化为氮（N2）和水。为此目的，将含水的尿素溶液注入到废气中，在适合的温度情况下又会由所述尿素溶液产生二氧化碳CO2和氨NH3。替代所述尿素-水溶液，一般也能够设想适合用于在SCR催化器中的选择性还原的其他还原剂。
针对氮氧化物的有效还原，尤其是为了遵守针对氮氧化物和CO2的要求越来越高的排放极限值而重要的是：使尿素溶液的所注射的量尽可能精确地适配于发动机的瞬时氮氧化物排放和催化器中的运行条件。在过少的配量情况下，并不能够以足够的有效程度来减少氮氧化物，而在过高配量的情况下则可能使多余的氨不期望地进入到催化器之后的废气中并且因此进入到环境空气中，这也被称为氨逃逸（Ammoniak-Schlupf）。作为配量装置，例如能够使用具有适合的控制器的已知配量阀，所述配量阀通常布置在催化器的入口区域内。但是也能够设想其他注射位置，同样地能够设想例如在废气后处理系统中的不同位置处的多个配量装置的组合。
当今已知的SCR催化器通过在催化器表面上进行吸附来存储氨或者说NH3。在催化器中的还原剂供应越多，则SCR催化器中的NOx转化就越成功。只要是针对NH3的SCR催化器的存储能力还未被耗尽，就会存储被过多地配量的还原剂。鉴于所存储的NH3方面，也论及催化器的NH3填充水平（NH3-Füllstand）。如果提供比针对当前在废气中存在的氮氧化物的转化所需的更少的还原剂，则所存储的还原剂被消耗用于转化氮氧化物并且因此减少NH3填充水平。
为了实现所述配量的所期望的精确度，基于软件和硬件的用于控制的不同措施是有意义的。其尤其是也适用于如下情况，在这些情况下该系统处在从一个运行点到另一运行点的动态过渡中。不同的用于尿素配量的计算方法是可能的。例如，可以将SCR催化器上所吸附的氨的总填充水平或者该催化器的有效程度使用作为控制参量（Führungsgröße）。在使用总填充水平的情况下，这意味着存在针对催化器的填充水平的与温度相关的额定值，所述额定值被调准。于是，在高温度情况下常常被切换成基于有效程度的控制，从而使该有效程度表示该额定值。针对还原剂或尿素溶液的总配量于是作为预控制量和调节器份额的总和被得出。预控制量可以被计算，其方式为，通过与氮氧化物（NOx）的反应、通过从催化器表面的解吸附（Desoprtion）以及所吸附的NH3的通过氧化发生的损失以物理-化学模型来计算并且将所述损失规定作为预控制量、也即作为还原剂的基本的应补充配量。调节器份额然后能够通过比例调节器被计算为催化器的额定填充水平和实际填充水平之间的偏差。
例如，能够为了控制SCR系统而规定针对该催化器的与温度相关的NH3额定填充水平，其中所述NH3额定填充水平在低温度情况下是高的并且向着高温度而下降。如果驾驶员对机动车进行加速，则该废气管路加热，这通常带来氮氧化物排放的升高。如果现在对额定填充水平进行调节，则在该阶段强制性地产生配量间歇，该配量间歇持续如此长的时间，直至在更高温度情况下近似地出现了更低的目标填充水平。
然而，在鉴于催化器中的NH3总填充水平进行这样的调节的情况下，并不考虑该填充水平视情况或运行状态而定地如何在位置上分配到该催化器上。
正如在上文中通过加速阶段及其带来的比第一示例情况更高的温度所描述的，在突然减小额定填充水平的情况下，停止还原剂的进一步注射直至达到所力求的填充水平为止，从而使超出该催化器的填充水平相对均匀地被减少并且不会发生NH3的进一步存入。
相反，在第二示例情况中一旦因为例如准稳定地保持了更高温度并且使实际填充水平在其间低于额定填充水平而再次补充配量，则通常从前方、也即在位于上游的注射喷嘴的区域内再次填充该催化器，从而也在该区域内进行更高的吸附。因此，在相同的NH3总填充水平情况下、例如在第一情况下实现其他局部填充水平分布，在所述其他局部填充水平分布的情况下NH3分布进一步朝上游移位。
因为在催化器中存在位置上的温度落差，其中温度通常朝下游下降，因此通过这种不同的填充水平分布也可能使总有效程度在具有相同总填充水平的不同情况之间有区别。如果更大程度地填充具有更低温度的区域（也即例如在配量间歇的情况下），则有效程度可能例如暂时失效。
发明内容
根据本发明，因此提出具有独立专利权利要求的特征的用于适配在SCR催化器中的还原剂的配量的方法以及用于执行该方法的计算机程序和计算单元。有利的构型方案是从属权利要求以及以下描述的主题。
在此，尤其是提出如下方法，该方法包括以下步骤：确定在预先给定的时间段催化器的至少一个轴向区段中的所预期的温度变化过程；根据所确定的所预期的温度变化过程以还原剂的预先给定的第一配量对催化器的至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第一模拟；将经模拟的第一还原剂量与极限值比较；根据所述比较的结果选择第二配量并且以所述第二配量对所述催化器的所述至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第二模拟；将经模拟的第二还原剂量与极限值比较；并且基于所述第一比较和/或所述第二比较适配用于注射到所述催化器中的还原剂的配量。
利用这样的方法，每计算步骤仅需要两个模拟步骤，以便在循环方法中实现配量的足够适配，从而实现能够在各个催化器区段中被建模的配量的有实时能力的预控制。
在此，执行所述模拟的时间段可根据在催化器之前的上游的温度被确定，从而例如在非常高的温度以及系统中的紧接着变化情况下仅在短时间范围（Zeithorizont）期间进行模拟。此外，可以定义一个或多个采样率或时间间隔，所述一个或多个采样率或时间间隔预先给定分别用于执行第一模拟和第二模拟的预先给定的时间段之内的多个时间点。
根据该方法的可能实施方式，预先给定的第一配量是针对该催化器的保持填充水平的配量，其中如果与极限值进行的第一比较得出该极限值被超出，则预先给定的第二配量是零，并且其中如果与极限值进行的第一比较得出该极限值未被超出，则预先给定的第二配量大于所述保持填充水平的配量，优选最大可能配量。以这种方式，可以通过对标准化的极限量（例如零、保持填充水平、最大可能配量或者也可以是其他量）的模拟而决定，在下一步骤中应如何适配该注射量。
在此，根据这些比较的结果而定地，用于注射到催化器中的还原剂的配量的适配可以包括在预先给定的第一配量和预先给定的第二配量之间的内插（Interpolation），例如根据与极限值的偏差在两个值之间进行简单的线性内插，但是也可以是更耗费的内插方法。该步骤仅需要小计算能力并且实现简单的方法。
可以进一步规定，如果在预先确定的温度变化过程中的温度超出预先给定的温度极限值，则将所述配量与适配因数（Adaptionsfaktor）相乘。以这种方式，能够尤其是在非常高的温度情况下，使上述方法适配于非常短的时间范围。但是也可能的是，针对所有温度范围使用这样的因数。
为了更精确的建模，在一种可能的实施方式中可以在考虑所预期的行驶行为情况下确定在催化器中的所预期的温度变化过程。为此目的，可以例如规定预先确定的行驶情况并且针对所述预先确定的行驶情况其中的每一个行驶情况确定在催化器之前的预计最大温度升高和/或平均温度升高。
为了建模而有利地将催化器划分成多个轴向的区段，例如相继的片（Scheibe）并且在预先给定的时间段期间针对这些轴向区段其中的每个轴向区段执行配量的适配。所述划分以相对简单的方式实现并且例如允许在适配配量时考虑还原剂填充水平的局部不同的分布。
基于所确定的配量，然后可以将还原剂或等效物（Äquivalenten）（例如用于形成适合的量的NH3的尿素-水溶液）的经适配的量注射到催化器中。
根据本发明的计算单元、例如机动车的控制设备尤其是在程序技术上被设立用于，执行根据本发明的方法。
根据本发明的方法的以具有用于执行所有方法步骤的程序代码的计算机程序或计算机程序产品为形式的实现方案也是有利的，因为这引起特别小的成本，尤其是在进行执行的控制设备还被用于其他任务并且因此反正存在的情况下引起特别小的成本。用于提供计算机程序的适合的数据载体尤其是磁性存储器、光学存储器和电存储器，诸如硬盘、闪存存储器、EEPROM、DVD及其他等等。也可能经由计算机网络（互联网、内联网等）下载程序。
本发明的其他优点和构型方案从说明书和附图中得出。
附图说明
在附图中根据实施例示意性地示出本发明并且在下文中参照附图来描述本发明。
图1示出示例性系统，在该示例性系统中能够使用本发明的实施方式；
图2a至2c示出不同的所建模的情形，在所述情形中在不同的配量情况下模拟所得到的NH3逃逸；和
图3示出根据本发明的优选实施方式的示例性的方法流程。
具体实施方式
图1示例性地示出了废气后处理系统，在该废气后处理系统中能够使用本发明的实施方式。在此，仅仅描述和示出了主要组件。作为构造可以使用具有内燃机和具有SCR催化器70的机动车中的标准废气系统。该图示例性地示出内燃机1，该内燃机包括发动机区块10和废气通道30。该废气后处理系统可以包括多个组件，其中在此在废气的流动方向上首先示出了第一催化器、诸如氧化催化器40，该催化器对于本发明而言并不重要。同样地，在此替代性地或附加地也可能存在粒子过滤器或其他元件。在其上连接SCR催化器70，在该SCR催化器之前能够借助配量单元90引入还原剂以用于还原在废气流中的氮氧化物。为了监控废气中的氮氧化物浓度，能够在流动方向上分别在SCR催化器70之前和/或之后在废气通道30中布置氮氧化物传感器60、80。
这些氮氧化物传感器60、80与控制单元51连接。该控制单元51能够例如是发动机控制器50的集成组成部分或者也可以构成用于调节废气系统的单独的控制单元。尤其是，该控制单元51可以包括基于软件和或硬件的单元，利用该基于软件和或硬件的单元能够通过配量单元90控制还原剂的配量。内燃机的示意性示出的排放模型20可以在该控制方法和其他控制方法中被使用。
根据本发明的一种实施方式，现在能够针对调节还原剂配量考虑SCR催化器70中的还原剂、例如NH3的填充水平分布和/或温度分布，以便减少对有效程度或氮氧化物转化（Stickoxidumsatz）的负面影响。在此，应该如此优化配量，使得氮氧化物转化变得最大，然而这还是在氨逃逸总是保持在预先给定的极限值之下的边缘条件下。也可以与情况相关地选择针对该逃逸的极限值。
因为氨逃逸在更高温度情况下增强地出现，优选地可以对最不利的可预先设置的温度升高进行建模。在催化器之前的废气中的常见的最大可能的温度升高是已知的并且能够与在此在催化器之前出现的平均Nox排放一起使用，以便对催化器中的温度分布进行建模，例如通过在控制设备中或其他计算单元中的相应计算来进行建模。在此，可以针对建模选择所规定的到未来的时间范围。
尤其是适合于位置上离散化地对催化器和其中存在的条件、诸如温度分布进行建模。对此，可以例如选择如下模型，在该模型情况下将催化器划分成多个区段或片，例如轴向上相继地在流通方向上布置所述多个区段或片。各个片可以于是在使用相同的模型方程式的情况下被单独地模拟和彼此相关联（verknüpfen），其方式为，由此出发：从上游的片流出的分子或输出参量形成下一个位于下游的片的输入参量。例如可以将催化器划分成具有相同参数的十个所建模的片，这些片然后可以被适合地模拟。替代性地，当不同类型的催化器布置在壳体中时，这些片也可以具有不同参数，例如针对进行的（ablaufend）反应的不同频率因数和不同激活能量。所述建模可以任意宽泛地或详细地进行，例如在考虑催化器表面上的氨氧化或将进行的Nox反应更精确地划分成标准SCR、快速SCR和4：3或者“NO2-SCR”的情况下进行。催化器建模的这样的细节是专业中已知的并且可以连同常见的模型和方程式包括在内。根据本发明的该调节方法并不取决于详细的建模，而是可以针对分别所考虑的局部催化器部分（例如催化器的片）来应用到这些模型其中的每个。
能够被用于本发明的针对这样的催化器模型的示例性的变型方案应在以下出版物中找到：
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但是同样地，能够设想其他模型。
在使用这样的位置分辨的建模情况下，于是能够因此对适合的情形进行模拟。对此，首先确定如下时间范围，应该在所述时间范围期间在每个过程中进行所述建模。所述过程可以在简单的实施方式中被定义为固定的时间段，或者可以根据其他参数被确定，优选地，例如通过使用与平均催化器温度相关的特征曲线被确定作为例如与温度相关的值。
针对该建模的采样率可以以一个或多个常数的形式被定义，例如被定义作为针对第一计算步骤的第一常数和针对所有其他步骤的优选更大的其他常数。作为示例可以规定：前十个计算步骤以20ms的时间间隔被建模并且针对所有其他计算步骤使用明显更大的1s的采样率。然后，这些计算步骤可以如下文描述那样相继地执行。
此外，可以考虑在催化器之前的温度变化过程用于该模型。所述温度变化过程可以例如以具有在既定时间段期间的恒定的斜率的温度升高的形式被假定（annehmen），例如每60秒升高100K。替代性地，可以例如假定在现有的涡轮增压器涡轮机之前的矩形的温度升高，根据该矩形的温度升高又能够通过物理模型计算在该催化器之前的温度。
根据在催化器之前的相应的温度变化过程，于是可以部分地或完全地模拟SCR催化器的优选在位置上离散化的温度模型并且存储该结果。
针对催化器温度的经改善的建模，也可以可选地考虑行驶行为或者在运行状态中的其他所预期的变化。对此，可以例如使用学习算法，该学习算法将特定车辆的特性和/或所预期的行驶情况包括在内。为此目的，可以根据可能的实施方式规定典型的行驶分段，例如在城市中的行驶、长途行驶和高速公路行驶，针对所述行驶分段能够预先给定用于分类的既定框架条件。例如适合于使用在这些分段中的所预期的最大行驶速度或平均行驶速度。此外，可以例如考虑所预期的加速行为。在市中心行驶的情况下，应预期比较低的速度，所述比较低的速度伴随着缓慢阶段或完全停止与重新加速的经常切换，而在高速公路分段的情况下则与短时间加速共同地考虑明显更高的速度。在此，于是可以例如也规定如下参数，该参数规定了每个小时在废气中应预期有多少不利的温度上升，例如在长途行驶的情况下每个小时20次强烈加速。用于分类行驶分段的这些参数值和/或其他适合的参数值能够针对每个预先确定的分段被固定存入或者也能够可变地被适配。在其他可选的实施方式中，也能够引入关于行驶行为的信息，所述关于行驶行为的信息是在相应车辆中从控制单元直接获取的，例如在常常行驶的所规定的路段（Strecke）上的典型加速行为。
在该示例中，于是可能存储在催化器之前的20次最大温度升高，也即最不利的预期值，并且由此形成适合的平均值。同样地，于是能够确定并存储在温度升高期间NOx原始排放的实际出现的平均值。如果温度升高的平均值大于当前所存放的应假定的最大温度升高，则能够以小的正步（positiver Schritt）来对其适配。同样也可能根据所确定的平均值和最大值来适配NOx排放。
但是，替代经简化的平均值形成，在足够的计算能力情况下同样可能的是，相应地适配学习算法并且例如考虑针对这些行驶分段的温度梯度的实际统计学分布。在该情况下，可以例如将温度升高假定为最大应假定的温度升高、也即假定为最不利的情况，其恰好还在统计学分布的± 3σ的偏差之内。
在另一可能的实施方式中，可以替代标准化的行驶分段基于在导航系统中已知的路线来确定或适配最大应假定的温度梯度。其中的一种简单变型方案可以例如规定：在城市之内的温度梯度假定为小于最大值。在一种计算密集的构型方案中，可能在“worst-case-Fahrers（最差情况驾驶员）”的假定下根据总车辆模拟以最大不利的行驶行为模拟导航路线并且根据所述模拟获取所需的数据。
但是同样地，也能够将上面提及的方法彼此相结合，例如与预先确定的行驶分段相结合地使用导航数据，或者通过借助于导航数据定期适配行驶分段数据。也能够设想用于建模温度和氮氧化物排放的其他扩展方案，这些其他扩展方案在此并未被列举。
接下来，可以使用这样获得的温度模型，以便以不同的配量或尿素注射来模拟不同的情形。在此可能的是，这些温度模型被中央地获取并且然后持久地存储在车辆中的适合的存储单元中以用于在接下来的方法步骤情况下使用，但是同样也可以部分地或完全地在相同控制单元中获取这些模型，其中该控制单元执行调节。尤其是，在将当前数据、例如导航数据包括在内的情况下，也能够将预先存储的模型数据与车辆的控制单元中的经适配的参数相结合。图2示例性地示出根据本发明的实施方案的三个建模情形。
在图2a中示意性示出的经模拟的第一情形中，并不注射尿素溶液。因此，可以基于在SCR催化器的上游的废气中的所假定的温度曲线和所假定的氮氧化物含量借助于所使用的SCR模型在分别预先给定的时间范围期间执行模拟。所示出的图表示出在注射为零的期间在时间变化过程中的NH3逃逸3。根据该模型于是能够分别确定并且存储最大的NH3逃逸，例如作为在时间段期间所合计的量。
此外，在第二情形中进行大约保持填充水平的注射2，因此可以以如下量M来模拟该第二情形，该量M基本上均衡了在确定的时间段期间由于还原、吸附和氧化而出现的催化器中NH3的损失，而并不进一步提高填充水平，其中。该情形在图2b中示出。第一曲线2现在示出还原剂的所假定的注射，而第二曲线3则重新示出根据该模拟所得到的NH3逃逸。针对该情形所假定的配量可以例如通过如下方式被计算：将最后计算步骤中的有效程度与所假定的NOx质量流和化学计量因数相乘，并且然后将该值与经氧化的NH3质量（NH3-Masse）和最后计算步骤中的NH3逃逸相加。根据这样计算的模型，然后又可以针对该情形来计算并存储当前的NH3逃逸。
在第三情形（图2c）中在下一时间步建模大的注射2，该大的注射2因此超出在第二情形中的保持填充水平的注射。针对该建模的配量可以被确定作为第二情形中的保持填充水平的注射量M加上预先给定的超额量（Mehrmenge）所得出的总和。该超额量可以例如从针对SCR催化器的已知的填充水平调节器中得出，其中所述填充水平调节器通常以加法的方式修正预控制量。根据质量流、温度、填充水平、氮氧化物量等等针对这样的调节器进行的最大容许的干预可以于是被使用作为针对第三情形的超额量，其中将所述针对第三情形的超额量与保持填充水平的注射量相加。该建模可以像是在第二情形中那样地进行并且通常得出针对所得到的NH3逃逸3的相应更高的变化过程。
替代性地也可能根据其他方案确定在以最大注射进行的第三模型情形中的附加超额量。对此，可以例如使用特征曲线族，在所述特征曲线族中将质量流和温度用作为输入参量。同样，可以在经扩展的选项中，将来自这样的特征曲线族中的数据与额定填充水平和实际填充水平之间的差相乘，以便确定最大可能的或有意义的超额量。替代该填充水平差，也可能以类似方式确定额定有效程度和实际有效程度之间的差并且同样地与特征曲线族相乘。一般而言，这些方案的任意组合也是可能的，例如通过形成来自所提及的方法中的多个方法的最小值，其中针对上游连接的粒子过滤器的再生状态提供（vorhalten）单独的特征曲线族或参数组。
图3示出根据本发明的方法的可能流程，借助于该流程确定针对接下来的时间步的还原剂的配量。在此，在配量阀的位置处引入还原剂的所述配量并且计算出在SCR催化器之后得出的NH3逃逸。在其间，可以如上所述地模拟片的数目，其中上游的片的输出分别构成下个下游的片的输入。以这种方式，可以在每个计算步骤中相继计算所有催化器区段或催化器片并且如下文所述地评价该最终结果并且将其采用用于配量适配。在考虑NH3逃逸的情况下，这因此分别相应于在下游的最后片之后所得到的逃逸。
在此，首先在步骤100中如已经在上文所述的那样规定针对所述确定而言适合的时间范围tSim，也即例如作为与温度相关的函数f（Tus），该与温度相关的函数由在该催化器之前的上游的温度Tus得出。然后，在步骤110中针对所述所规定的时间范围以与预先给定的采样率或者在预先给定的间隔内计算步骤i的数目来模拟并存储温度曲线T（t，i）,例如根据所述行驶分段和/或导航数据和所得到的平均温度梯度或最大温度梯度。
利用这样获取的催化器中的温度曲线，然后模拟图2中的情形。在此，可以在示例性的实施方式中在步骤120中首先针对该时间范围的计算步骤模拟中性的（neutral）、也即保持填充水平的注射情形。如果根据该模拟120所得到的NH3排放小于针对逃逸预先给定的极限值，则因此能够推论出：更大的注射量是可能的，所述更大的注射量又实现了经改善的NOx还原。
在该情况下，作为下一步骤130以最大超额量模拟第三情形。如果在此所确定的NH3逃逸继续低于极限值，则能够在步骤150中选择针对下一计算步骤（i+1）的最大容许的注射量。
如果相反地在步骤130中的超额量情形中现在超出针对NH3逃逸的极限值，则能够针对下个计算步骤在保持填充水平的量和最大超额量之间对配量进行选择，例如通过在步骤140中基于物理化学关联而在这两个量之间的适合内插。
因为仅仅在该循环方法中分别估计针对下一计算步骤的注射量并且在下一计算步骤中再次重新优化，所以在估计各个注射结果时不需要高精确度，从而也能够使用粗略的内插方法。
例如，可以在步骤140中根据与针对NH3逃逸的预先给定的极限值的间隔执行线性内插。如果在这两个所模拟的情形120和130中确定与极限值大约相同的间隔，其中一个情形在极限值之上而一个则在极限值之下，则可以选择这两个量的平均值作为下一个注射量。同样地，可以然后针对其他间隔根据与极限值的间隔来成比例地确定相应的量。
在另一种实施方式中，可以进行下个配量的内插，其方式为：从注射量减去产生NH3逃逸的量。如果例如应该在0和保持填充水平的配量N之间内插值，则该内插可以如下地进行：
其中，是作为NH3量的所考虑的区段的上游（upstream，us）的内插的注射量；
是针对保持填充水平的（第二）情形预先给定的可同样以NH3等效物的方式的注射量；
表示在针对具有保持填充水平的配量（N）的情形和具有配量间歇（0）的情形的所得到的经建模的NH3逃逸之间的偏差；和
tSim是预先给定的时间范围。
因此，针对对于内插的选项，对于以保持填充水平的配量进行的情形以及以配量间歇进行的情形的这两个经模拟的逃逸结果之间的偏差在该时间范围期间被积分并且被从预先给定的保持填充水平的配量中减去。
如果在图3中的方法流程中在以保持填充水平的量进行的中性情形的第一模拟步骤120中针对在SCR催化器之后的NH3逃逸的极限值已经被超出，则能够作为第二模拟步骤160模拟没有注射的情形。只要是在该第二模拟中保持满足针对NH3逃逸的极限值，就能够作为针对下一计算步骤的注射量来使用在该保持填充水平的量之下的值。在步骤180中，例如可以利用上文提及的内插方法重新获取要使用的配量。
如果在没有注射的情况下第二模拟步骤160还是得出针对NH3逃逸的极限值的超出，则能够根据该方法的实施方案而定地预先给定相应的所得到的量。例如，可以针对该情况在下一步骤中省略注射。但是替代性地也可能的是，在该情况下在步骤170中进行进一步检验、例如确定：针对这两个相继地模拟的具有注射的情况120和没有注射的情况160极限值的超出如何地不同。如果在这两个情况120、160中极限值超出了大约同样多，则能够可选地规定：针对下个计算步骤还是选择预先给定的或者适合地确定的小的配量，因为显然通过在后续步骤中的配量间歇也不能阻止违反针对NH3逃逸的极限值。例如，可以在此情况下针对下个步骤也固定地选择保持填充水平的量作为注射量。在一种可能的构型方案中也可以在步骤195中使用内插方法或者其他算法，以便尽管在这两个模拟步骤中超出极限值的情况下还是应在0和保持填充水平的量之间找到适合的量值。
以这种方式，能够每计算步骤i以仅两个模拟过程120和130或160实施用于优化配量的有实时能力的方法；针对量值的简单内插则并不需要进一步的模拟。接下来，以下一计算步骤i+1继续进行该方法。
但是，如果存在或建模非常高的催化器温度，在这样的温度下该系统因为所注射的还原剂的量被紧接着转化而立即对所注射的还原剂的量作出反应，则在步骤140和180中的上文提及的内插方法仅仅能够有限地应用。因此，针对建模的时间范围变得非常短并且可能使得通过如上述地循环计算并不足够均衡产生的不精确性。因此，可以针对高温度情况适配预控制量，其方式为：例如将预控制量与适配因数（Adaptionsfaktor）相乘。
针对高温度的这样的适配因数可以通过如下方式被确定：首先针对下个计算步骤i+1计算（在计算步骤i中）所预期的NOx转化（NOx-Umsatz）并且然后在下个计算步骤i+1中将所预期的转化与针对该步骤所建模的NOx转化相比较。这两个转化值的差在积分环节（I-Anteil（I-部分））中被积分并且有意义地受限，例如根据催化器温度和注射量来受限。积分调节环节的所得到的输出于是相应于要相乘的适配因数。
替代性地，也能够将积分调节环节的输出实施为针对配量的加性偏移（additiverVersatz）。
根据另一个选项，可以相应地为了比较所期望的NOx转化和所建模的NOx转化而在两个相继的计算步骤中也确定所预期的和建模的氧化和/或所预期的和建模的NH3逃逸之间的偏差，并且接下来也能够以类似的方式优选地以适合的权重将这些偏差纳入积分调节环节中。这种I-部分的一般实施方案是专业中已知的。
此外也可能的是，并不将适配因数的使用仅限于非常高的催化器温度的情况，而是也在其他温度范围或在所有模拟中应用所述适配因数。针对不同的温度和废气质量流的单独的适配因数可以因此实现更精确的预控制。如果仅仅在确定的温度范围内应用适配因数，则能够为此例如预先给定针对所属的最小时间范围的极限值或极限温度，所述最小时间范围能够在没有适配因数的情况下有意义地模拟。
上文的计算可以分别针对催化器的局部区域单独地（从前到后）相继地进行，例如以催化器的已提及的片建模的形式或者也以另外获取的局部参数和分布来进行。第一比较参量在此可以是所预期的氮氧化物转化或者其他目标参量，其中配量是借助所述其他目标参量所计算的。
在此，也能够例如形成适配因数，该适配因数考虑在所确定的极限温度之上的氮氧化物转化中的偏差，并且形成第二适配因数，该第二适配因数考虑在该极限温度（例如300℃）之下的偏差。因此，在高温度情况下可以例如总是预计有（ansetzen）比通常在下一计算步骤中得出的更高的所预期的氮氧化物转化。
在另一变型方案中，可以例如形成如下适配因数，该适配因数针对片-催化器模型的不同片不同地作用，例如增强或减弱在前三个片上的氨氧化。以这种方式可以例如增强地描绘（abbilden）所预期的相互关联，例如如下思想：催化器的最热的区段或片通常提供对氨逃逸的最大程度的贡献并且因此一般而言改变催化器中的NH3的分布。
同样地能够设想所有这些实施方式的任意的组合。
在此，也可以将在此所考虑的SCR催化器上游的上游连接的催化器、例如NOx存储催化器的作用考虑到建模和模拟中。同样地，能够在SCR催化器之后的下游设置其他元件，诸如用于还原氨含量的氧化催化器，并且在建模中、例如在规定针对SCR催化器的NH3逃逸的容许的极限值的情况下予以考虑。
同样应理解：可以将在此未示出的其他的或经改变的条件和考虑引入到建模中。尤其是，通常取决于SCR催化器老化地考虑所有参数。在此作为具有均匀的片的片模型被示出的模型结构可以同样像是根据注射量来模拟催化器之后的NH3量那样地被改变，而并不改变该创造性方法的核心。
所述方法步骤可以由一个或多个适合的计算单元承担，这些计算单元通过软件侧和或硬件侧的实现方案被相应地设立并且能够承担配量装置90的控制。在此，可以存在常见的元件、例如不同的易失性和非易失性存储元件、接口、处理器和/或微控制器或其他元件。以这种方式，例如不同的针对该方法被应用的程序组件、参数、模型、算法、测量值等等能够例如事先被存储和/或在运行中被适配并且被改变。
Claims (10)
1.一种用于适配在SCR催化器（70）中的还原剂的配量的方法，所述方法包括：
确定（110）在预先给定的时间段（tSim）所述催化器（70）的至少一个轴向区段中的所预期的温度变化过程；
根据所确定的所预期的温度变化过程以所述还原剂的预先给定的第一配量对所述催化器的所述至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第一模拟（120），其中所述预先给定的第一配量是针对所述催化器的保持填充水平的配量；
将经模拟的第一还原剂量与针对NH3逃逸的极限值比较；
根据所述比较的结果选择预先给定的第二配量并且以所述第二配量对所述催化器（70）的所述至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第二模拟（130、160）；
将经模拟的第二还原剂量与所述极限值比较；并且
基于所述第一比较和/或所述第二比较适配（140、150、170、180、190、195）用于注射到所述催化器中的还原剂的配量，
其中所述方法还包括：根据在所述催化器（70）之前的上游的温度确定所述预先给定的时间段（tSim），以及
其中如果与所述极限值进行的第一比较得出所述极限值被超出，则所述预先给定的第二配量是零，并且其中如果与所述极限值进行的第一比较得出所述极限值未被超出，则所述预先给定的第二配量大于所述保持填充水平的配量。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：确定至少一个采样率，所述采样率预先给定分别用于执行所述第一模拟（120）和所述第二模拟（130、160）的预先给定的时间段之内的多个时间点(t(i))。
3.根据上述权利要求1至2中任意一项所述的方法，其中用于注射到所述催化器中的所述还原剂的配量的适配包括：在所述预先给定的第一配量和所述预先给定的第二配量之间的内插（140、180）。
4.根据上述权利要求1至2中任意一项所述的方法，其中所述方法还包括：如果在所述预先确定的温度变化过程中的温度超出预先给定的温度极限值，则将所述配量与适配因数相乘，其中所述适配因数与所预期的NOx转化和所建模的NOx转化相关。
5.根据上述权利要求1至2中任意一项所述的方法，其中所述方法还包括：
在考虑所预期的行驶行为情况下确定（110）在所述催化器中的所预期的温度变化过程。
6.根据权利要求5所述的方法，其中对所预期的所述温度变化过程（110）的确定包括：
规定预先确定的行驶情况，并且针对所述预先确定的行驶情况其中的每一个行驶情况确定在所述催化器之前的预计最大温度升高和/或平均温度升高。
7.根据上述权利要求1至2中任意一项所述的方法，其中所述方法还包括：
将催化器划分成多个轴向的区段，并且在预先给定的时间段期间针对所述轴向区段其中的每个轴向区段执行所述配量的适配。
8.根据上述权利要求1至2中任意一项所述的方法，其中所述方法还包括：
基于所确定的所述配量将还原剂注射到所述催化器中。
9.一种计算单元，所述计算单元被设立用于，执行根据上述权利要求其中任意一项所述的方法的所有方法步骤。
10.一种机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有在自身上所存储的计算机程序，当所述计算机程序在计算单元上被执行时，所述计算机程序促使所述计算单元执行根据权利要求1至8其中任意一项所述的方法的所有方法步骤。
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