CN112739897B - 用于基于模型地控制和调节具有scr催化器的内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于基于模型地控制和调节具有SCR催化器（31）的内燃机（1）的方法，其中，所述内燃机（1）的运行点通过马达控制仪器（10）进行预设并且所述SCR催化器（31）的运行点通过SCR控制仪器（27）进行预设，其中，根据运行期望，由总系统优化器（19）对总系统品质尺度取决于所述马达控制仪器（10）的反馈的参量和所述SCR控制仪器（27）的反馈的参量进行计算，由所述总系统优化器（19）将所述总系统品质尺度通过改变用于所述马达控制仪器（10）的预设值并且通过改变用于所述SCR控制仪器（27）的预设值针对关于运行成本的预测范围最小化并且其中，由所述总系统优化器（19）根据最小化的总系统品质尺度将用于所述马达控制仪器（10）的预设值和用于所述SCR控制仪器（27）的预设值设定为对于调整所述内燃机（1）和所述SCR催化器（31）的运行点是决定性的。

Description

用于基于模型地控制和调节具有SCR催化器的内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于基于模型地控制和调节具有SCR催化器的内燃机的方法，其中，内燃机的运行点通过马达控制仪器进行预设并且SCR催化器的运行点通过SCR控制仪器进行预设。
背景技术
内燃机的特性决定性地通过马达控制仪器取决于性能期望地进行确定。为此，在马达控制仪器的软件中运用相应的特征线和特征区。通过所述特征线和特征区，从性能期望、例如理论力矩中计算内燃机的调校参量、例如喷射开始和必要的轨道压力。所述特征线/特征区在内燃机制造商方面在试验台运转时被配备有数据。然而，大量所述特征线/特征区和特征线/特征区彼此的相互作用导致高的调谐消耗。如果内燃机装备有SCR催化器，那么必须附加地对在SCR控制仪器中的特征线/特征区以及与马达控制仪器的互相作用进行调谐。
因此，在实践中，尝试通过应用数学模型来减少调谐消耗。从具有官方文件号DE10 2017 005 783.4的没有被在先公开的德国专利申请中已知一种用于内燃机的基于模型的控制和调节方法，其中，通过燃烧模型来计算用于操控喷入系统调校元件的喷入系统理论值并且通过气体路径模型来计算用于操控气体路径调校元件的气体路径理论值。然后，由优化器带有如下目的来改变所述理论值，即针对预测范围将品质尺度（Gütemaß）最小化。然后，最小化的品质尺度又界定内燃机的尽可能好的运行点。然而，从所述参考（Fundstelle）不能够得出马达控制仪器与SCR控制仪器的共同作用的指示。
发明内容
因此本发明以如下任务为基础，即开发一种用于基于模型地控制和调节内燃机包括SCR催化器在内的方法。
所述任务通过权利要求1的特征来解决。所述设计方案在从属权利要求中示出。
所述方法在于，根据运行期望由总系统优化器对总系统品质尺度取决于马达控制仪器的反馈的参量和SCR控制仪器的反馈的参量进行计算。通过改变用于马达控制仪器的预设值并且通过改变用于SCR控制仪器的预设值由总系统优化器将总系统品质尺度针对关于运行成本的预测范围最小化。如果最小化的总系统品质尺度被测定，那么由总系统优化器将用于马达控制仪器的预设值和用于SCR控制仪器的预设值设定为对于调整内燃机和SCR催化器的运行点是决定性的。然后从燃料和还原剂消耗中计算运行成本，例如通过内尔德米德（Nelder-Mead-）或单纯形（Simplex-）方法。
将总系统品质尺度最小化，方式为，由总系统优化器在第一时间点计算第一总系统品质尺度，在第二时间点针对预测范围预计第二总系统品质尺度并且从第一和第二总系统品质尺度中确定偏差。如果偏差小于极限值，那么由总系统优化器将第二总系统品质尺度设定为最小化的总系统品质尺度。在对此的备选方案中，由总系统优化器在运行能够预设的数量的重新计算之后将第二总系统品质尺度设定为最小化的总系统品质尺度。
由总系统优化器给马达控制仪器提供NOx理论值和排气温度理论值作为预设值。由总系统优化器给SCR控制仪器提供至少一个排放理论值作为预设值，所述排放理论值又来自于库。用于马达控制仪器的预设值通过马达映射图（Motorkarte）在高斯过程模型的意义上进行计算。用于SCR控制仪器的预设值通过同样实施为高斯过程模型的SCR映射图进行计算。作为马达控制仪器的反馈的参量由总系统优化器读入燃料消耗、NOx实际值、排气温度实际值和排气质量流。NOx实际值、排气温度实际值和排气质量流涉及排气涡轮增压机的涡轮机出口。作为SCR控制仪器的反馈的参量读入最大的转化率、SCR时间常数和还原剂消耗。
除了模块化的已知的优点、即降低了复杂性之外，通过本发明得到较高的自由度。例如在负荷降低的情况下维持较高的排气温度理论值，由此SCR催化器得到较高的最大的转化率。但是为了将总系统的运行成本最小化，内燃机在马达特征区中的新的运行点通过总系统优化器如下地进行预设，使得得出较小的比燃料消耗。也就是说，还原剂的提高了的成本通过较小的比燃料消耗的成本抵消。通过应用标准化的接口能够将新的构件无问题地集成到分等级的调节部中，例如冷却器调节部。在集成的冷却器调节部中，用于运行冷却系统的消耗被换算成燃料消耗。然后，总系统优化器计算总系统的较强的冷却是否会导致较低的总运行成本。已经特别注意到在总系统优化器与各个构件之间的少的数据交换，由此，如之前已经提到的那样，系统描述的复杂性和计算消耗得到降低。因此，在总系统优化器中形成用于下层的构件的特性的映射图。在其中，系统特性关于所考虑到的接口进行描述。也就是说，在总系统优化器的层面上，来自下层的构件的详细认知是不必要的。分等级的调节部显然还能够应用于多马达设备。
附图说明
在图中示出优选的实施例。其中：
图1示出系统视图，
图2示出基于模型的系统视图，
图3示出结构图，
图4示出程序流程图，
图5示出子程序，
图6示出状态线图，以及
图7示出时间线图。
具体实施方式
图1示出具有共轨系统的电子地控制的内燃机1的系统视图。共轨系统包括如下机械的构件：用于从燃料罐2输送燃料的低压泵3、用于影响穿流的燃料体积流的能够改变的抽吸节流件4、用于在压力提高的情况下输送燃料的高压泵5、用于存储燃料的轨道6和用于将燃料喷入到内燃机1的燃烧室中的喷射器7。可选地，共轨系统还能够实施有单个存储器，那么其中，例如在喷射器7中集成有单个存储器8作为附加的缓冲容积。共轨系统的另外的功能性假设为已知的。
所示出的气体路径不仅包括空气引入部而且包括排气引出部。在空气引入部中布置有排气涡轮增压机11的压缩机、增压空气冷却器12、节流活门13、用于将增压空气与引回的排气引导在一起的通入部位14和进入阀15。在排气引导部中除了排出阀16之外布置有AGR调校元件17、排气涡轮增压机11的涡轮机和涡轮机旁通阀18。代替所示出的排气引回部还能够使用可变的阀控制。
内燃机1的运行方式通过马达控制仪器10（ECU）确定。马达控制仪器10包含微型计算机系统的通常的组成部分、例如微处理器、I/O结构块、缓冲器和存储结构块（EEPROM、RAM）。在所述存储结构块中，对于内燃机1的运行相关的运行数据被运用为模型。通过所述模型，马达控制仪器10从输入参量中计算出输出参量。在图1中示范性地示出如下的输入参量：由操作者预设的理论力矩M（理论）、借助于轨道压力传感器9测量的轨道压力pCR、实际马达转速n实际、增压空气压力pLL、增压空气温度TLL、增压空气的湿度phi、实际排气温度TAb（实际）、空燃比λ、NOx实际值NOx（实际）、可选地单个存储器8的压力pES、节流活门13的调整角度w1、AGR调校元件17的调整角度w2和输入参量“入”。另外的未示出的传感器信号被概括为输入参量“入”、例如冷却剂温度。在图1中，作为马达控制仪器10的输出参量示出：用于操控抽吸节流件4的信号PWM、用于操控喷射器7的信号ve（喷射开始/喷射结束）、用于操控节流活门13的调校信号DK、用于操控AGR调校元件17的调校信号AGR、用于操控涡轮机旁通阀18的调校信号TBP和输出参量“出”。输出参量“出”代表性地表示另外的用于控制和调节内燃机1的调校信号、例如表示用于在分级增压（Registeraufladung）的情况下激活第二排气涡轮增压机的调校信号。
图2示出基于模型的系统视图，具有总系统优化器19、马达控制仪器10、内燃机1、SCR控制仪器27和SCR催化器31。所述功能性一般在于，总系统优化器19根据运行期望在考虑运行成本的情况下确定用于马达控制仪器10的预设值和用于SCR控制仪器27的预设值。根据所述预设值，然后马达控制仪器10对内燃机1的运行点进行调整并且SCR控制仪器27确定SCR催化器31的运行点。这两个控制仪器还能够作为软件构件运用在唯一的控制仪器上。总系统优化器19的输入参量是：运行期望“入”、排气库BIBLIO、马达控制仪器10的反馈的参量RG1和SCR控制仪器27的反馈的参量RG2。运行期望“入”代表性地表示理论力矩（图1：M（理论））或表示理论转速，例如在50HZ发电机系统中为1500转/分钟。排气库BIBLIO表示通过操作者相应于全球应用范围地对法定排放等级的选择，例如IMO III或第四级别最终（Tier4f）。反馈的参量RG1包含内燃机的当前的消耗、NOx实际值、排气温度实际值和排气质量流，其分别涉及排气涡轮增压机的涡轮机的输出部。SCR控制仪器27反馈到总系统优化器19处的参量RG2相应于最大的转化率、SCR时间常数和还原剂消耗。总系统优化器19的输出参量是：到马达控制仪器10处的预设值32和排放理论值EM（SL）作为到SCR控制仪器27处的预设值，后者涉及SCR催化器的输出部。具体地，预设值32包括NOx理论值和排气温度理论值，其分别涉及在排气涡轮增压机的涡轮机之后的排气路径。
然后，马达控制仪器10从预设值32中又确定其调校参量和其理论值。马达控制仪器10的输出参量是：用于轨道压力调节回路24的理论轨道压力pCR（SL）、用于λ调节回路25的λ理论值LAM（SL）、用于AGR调节回路26的AGR理论值AGR（SL）和喷射开始SB或喷射结束SE。然后，轨道压力调节回路24的调校参量相应于PWM信号PWM，借助所述PWM信号对抽吸节流件进行操控。实际轨道压力以附图标记pES进行标记。λ调节回路25的调校参量和AGR调节回路26的调校参量相应于用于节流活门DK、用于涡轮机旁路TBP以及用于AGR调校元件的操控信号。实际参量在图中以集合附图标记MESS1示出。在控制仪器10之内布置有优化器20、适配器21、燃烧模型22和气体路径模型23。不仅燃烧模型22而且气体路径模型23将内燃机的系统特性塑造为数学方程式。燃烧模型22静态地塑造在燃烧时的过程。与此不同的是，气体路径模型23塑造空气引导和排气引导的动态特性。燃烧模型22包含单个模型，例如用于NOx和炭黑产生、用于排气温度、用于排气质量流和用于峰值压力。所述单个模型又取决于在气缸中的边界条件和喷入的参数，所述边界条件能够通过气体路径模型确定。燃烧模型22在试验台运转、即所谓的DoE试验台运转（DoE：Design of Experiments，实验的设计）中的参考内燃机的情况下进行确定。在DoE试验台运转中，运行参数和调校参量系统地带有如下目的地变化，即取决于马达参量和环境边界条件来塑造内燃机的总特性。在马达控制仪器10之内的具体的计算准则在具有官方的文件号为DE 10 2017 005 783.4的没有被在先公开的德国专利申请以及没有被在先公开的DE 10 2018 001 727.4中示出，由此对其进行参考。
用于SCR控制仪器27的预设值是由总系统优化器19确定的排放理论值EM（SL）。排放理论值EM（SL）从库BIBLIO中读出。SCR控制仪器27的输出参量是作为用于后置的SCR调节回路30的调校参量的配料理论值DOS（SL）和反馈到总系统优化器19处的参量RG2。用于配料系统的调校参量相应于配料量DOS。SCR催化器的实际参量以附图标记MESS2进行标记。反馈的参量RG2代表性地表示SCR催化器的最大的转化率、时间常数和当前的还原剂消耗。在SCR控制仪器27中示出SCR模型28和适配器29。
在图3中，总系统优化器19以结构图进行描绘。示出总模型36和运行成本函数35。通过运行成本函数35将运行成本最小化，例如根据内尔德米德（Nelder-Mead-）或单纯形方法。在此，用于马达控制仪器10和用于SCR控制仪器27的预设值呈现优化方法的自由度。内尔德米德方法涉及所谓的无推导的优化方法，其特别适用于具有小数量的自由度的优化任务。在此所实施的内尔德米德方法中，在优化时考虑当前的运行情况和一种或两种预测的将来的运行情况。运行成本函数还能够在较长的时间范围上进行评估，在此，那么较大数量的时间上的步（Schritte）被预测到并且对于运行成本的计算被考虑到。这样的方式还被称为模型预测调节。用于解决模型预测调节的相应的优化方法对于技术人员是已知的。在此，能够考虑到针对时间上的预测步的不仅静态的而且动态的特性。总模型36和运行成本函数35迭代地在环（Schleife）中运行。结构图的输入参量是：由马达控制仪器反馈的参量RG1、由SCR控制仪器反馈的参量RG2、库BIBLIO、初值和参量“入”，理论力矩或理论转速归入所述参量“入”中。第一运行以初值开始并且通过运行成本函数35产生用于NOx理论值NOx（SL）和用于排气温度理论值TAb（SL）的第一初值。所述初值是用于马达映射图33的输入参量。马达映射图33以高斯过程模型的形式进行实施。例如以如下形式：
马达映射图=GP1+GP2。
在此，GP1相应于用于呈现基础网格的第一高斯过程模型并且GP2相应于用于呈现适配数据点的第二高斯过程模型。基础网格和适配点从反馈的参量RG1中计算出。高斯过程模型对于技术人员是已知的，例如从DE 10 2014 225 039 A1或DE 10 2013 220 432 A1中已知。完全一般地，高斯过程通过平均值函数和协方差函数界定。平均值函数通常被假设为零或引入线性/多项式的曲线。协方差函数说明任意的点的关系。对于马达映射图33的适配的示例结合图5和6更详细地进行阐释。
马达映射图33的输出参量相应于所预计的第一NOx值NOx1（P）、所预计的具有单位为千克/秒的排气质量流dm（P）、所预计的排气温度TAb（P）和所预计的燃料消耗或从中得出的成本KBs。SCR模型28从所预计的排气质量流dm（P）和所预计的排气温度TAb（P）中确定所预计的SCR排气温度TSCR（P）。从所预计的SCR排气温度TSCR（P）、所预计的排气质量流dm（P）和所预计的第一NOx值NOx1（P）中通过SCR映射图34计算SCR催化器的SCR成本KSCR和预计的最大的转化率Eta（P）。用于SCR成本KSCR的计算基础是还原剂消耗、例如车用尿素消耗（Adblue-Verbrauch）。类似于马达映射图，SCR映射图34构造为高斯过程模型。因此，完全一般地适用的是：
SCR映射图=GP1+GP2。
在此，GP1相应于用于呈现基础网格的第一高斯过程模型并且GP2相应于用于呈现适配数据点的第二高斯过程模型。基础网格和适配点从SCR控制仪器的反馈的参量RG2中计算出。完全一般地，SCR映射图34描述SCR催化器的取决于运行条件（也就是说，SCR排气温度和排气质量流）的最大能够实现的转化率。
在求和部位37处，成本KBs与成本KSCR被求和并且结果被引导到运行成本函数35上。然后在运行成本函数35中，将总系统品质尺度计算为在预测范围之内的二次的理论实际偏差的积分，例如以如下形式：
。
在此，参量Eta（SL）相应于SCR催化器的最大能够实现的转化率的理论值并且参量Eta（P）相应于之前所计算的SCR催化器的最大能够实现的转化率。
现在将成本最小化，方式为，通过运行成本函数35使NOx理论值NOx（SL）和排气温度理论值TAb（SL）改变，通过所述环计算新的总系统品质尺度并且将这两个计算出的总系统品质尺度与彼此进行比较。为此参见对于图4的描述。如果已经找出最小值，那么预设值32被输出到马达控制仪器10处并且排放理论值EM（SL）作为预设值输出到SCR控制仪器27处。
在图4中，以程序流程图示出用于确定最小的运行成本的方法。在S1中的初始化之后，在S2中检查启动过程是否结束。如果所述启动过程还在运转，访问结果S2：否，那么分支回到点A。如果启动过程结束，那么在S3中由总系统优化器读入由操作者预设的输入参量。这是理论力矩M（理论）、理论马达转速n（SL）和排气库BIBLIO的选择。随其后，在S4中探测总系统、也就是说内燃机连同SCR催化器的运行情况。运行情况通过测量参量、尤其通过实际马达转速n实际、增压空气温度TLL、增压空气压力pLL、增压空气的湿度phi和SCR催化器的温度界定。在S5中，调用子程序总系统优化器，其在图4A中示出。在所述子程序中，在S1A中产生起始值。然后从所述起始值中在S2A中根据方程（1）计算第一总系统品质尺度J1（ges）并且在S3A中将运转变量i设定为零。之后，在S4A中，起始值被改变并且被计算为新的理论值。在S5A中，运转变量i提高了1。根据新的理论值在S6A中在预测范围之内、例如对于下一个两分钟来预计第二总系统品质尺度J2（ges）。在S7A中，第二总系统品质尺度J2（ges）再从第一总系统品质尺度J1（ges）被减去并且与极限值GW进行比较。通过对这两个总系统品质尺度进行作差来检验总系统品质尺度的进一步的进展。备选地，根据运转变量i与极限值iGW的比较来检查，优化已经运行了多少次。这两个极限值考虑就此而言是用于进一步的优化的中断标准。如果进一步的优化是可行的，访问结果S7A：否，那么分支回到点C。否则回到主程序中并且在S6中由总系统优化器将第二总系统品质尺度J2（ges）设定为最小的总系统品质尺度。然后，从最小的品质尺度中得出用于马达控制仪器和SCR控制仪器的预设值。之后，在S7中检查，是否应该适配马达映射图。在肯定的检查结果的情况下，在S8中适配切换到子程序中。子程序在图5中示出并且结合其进行阐释。在运行子程序之后，程序流程图在S9中继续。在S7中否定的检查结果的情况下，访问结果S7：否，那么在S9中访问，是否应该适配SCR映射图。在肯定的检查结果的情况下，在S10中适配分支到子程序中（图5）并且在运行子程序之后程序流程图在S11中继续。在S9中的否定的检查结果的情况下，访问结果S9：否，在S11中检查，马达停止是否已经初始化。如果这不是这种情况，那么分支回到点B。否则程序流程图结束。
在图5中示出子程序UP适配。在S1中检查，当前的数据点是否处于有效的置信区间KB之内。如果所述当前的数据点处于有效的置信区间KB之外，访问结果S1：否，那么分支到S2并且将已经储存的适配数据点移除。之后，分支回到点A并且重新在S1中检查当前的适配数据点是否从现在起处于新的置信区间中。这种情况在图6中示出并且结合图6进行阐释。也就是说，在环S1和S2中，适配数据点如此久地从第二高斯过程模型中移除直至当前的适配数据点处于新的置信区间之内。如果在S1中已经确定当前的数据点处于置信区间KB之内，访问结果S1：是，那么在S3中当前的适配数据点被添加给第二高斯过程模型。接着，在S4中检查适配数据点的总数量n是否大于极限值GW。如果这不是这种情况，访问结果S4：否，那么程序流程在S6中继续。否则在S5中将如下的适配数据点移除，所述适配数据点对平均值影响最小。接着，分支回到点B并且在S4中重新访问总数量n。因此，通过环S4/S5，将如此多的适配数据点从第二高斯过程模型中移除直至总数量n处于极限值GW之下。减少了的存储消耗和较快速的运行时间是有优点的。
在S6中检查，是否必须对用于呈现基础网格的第一高斯过程模型进行匹配。如果这不是必要的，访问结果S6：否，那么程序流程在点C继续。如果匹配是必要的，访问结果S6：是，那么第一高斯过程模型以如下形式进行匹配，即第一高斯过程模型的期望值通过第二高斯过程模型反向匹配。之后，程序流程在点C继续。在S8中，检查针对超过极限值的时间级ZR。给在第一高斯过程模型中的每个数据点压上时间戳。数据点的改变，也就是说，时间上的漂移（Drift）使时间级改变。如果在S8中确定时间级ZR大于极限值GW，访问结果S8：是，那么在S9中输出警告指示以及剩下的剩余使用持续时间并且程序流程在S10中继续。反之，如果在S8中确定时间级ZR小于极限值GW，访问结果S8：否，那么程序流程在点D和S10中继续。通过访问时间级能够识别传感器失效、例如NOx传感器的传感器失效。由此，同样能够识别内燃机的不被允许的操纵。根据时间级来估计，尽管有传感器故障存在，内燃机和SCR催化器的基于模型的继续运行还能够实现多久。在S10中检查，经适配的值是否应该应用在主程序中。在肯定的检查中，访问结果S10：是，进行到图4的主程序中的返回，伴随着到主程序处的结果递交。在否定的检查中，访问结果S10：否，进行到图4的主程序中的返回，而没有到主程序处的结果递交。
在图6中示出如下情况，即当前的适配数据点、例如马达映射图不处于有效的置信区间中。所示出的方法能够以类似的行为方式传递到SCR映射图上。有效的置信区间根据平均值MW（期望值My）和协方差（σ2）界定。图6包括图6A至6D。为了更好的呈现，所述图被二维地示出。在此，在横坐标上描绘参量X，所述参量代表性地表示模型的输入参量，也就是说，由马达控制仪器反馈的参量RG1、NOx理论值NOx（SL）和排气温度理论值TAb（SL）。在纵坐标上示出的是参量Y，所述参量代表性地表示能够被适配的模型值、例如内燃机的燃料消耗。也就是说，在实践中，参量X和Y是多维度的。在图6A中示出的是第一适配数据点A（2/1）、第二适配数据点B（3/1）和当前的适配数据点C（2.5/0）。当前的适配数据点C没有处于有效的置信区间KB之内，所述有效的置信区间在图中以划阴影线的方式示出。之后，检查有效的置信区间KB（图6A）由于第一适配数据点A（2/1）的移除将会怎样地变化。从图6B中能够看出，尽管移除了第一适配数据点A，当前的适配数据点C将会始终处于新的置信区间KB1之外。因此，第一适配数据点A没有被移除，而是第二适配数据点B（3/1）被移除。如在图6C中示出的那样，从现在起当前的适配数据值C处于新的置信区间KB2之内。因此，第二高斯过程模型以如下形式进行匹配，即当前的适配数据点C（2.5/0）被接收并且保留已经储存的第一适配数据点A（2/1）。然后基于重新计算得出新的置信区间KB，如在图6D中示出的那样。
在图7中针对所选择的特征参量关于时间示出总系统优化器与马达控制仪器和SCR控制仪器的共同作用。图7包括图7A至7G。示出如下参量：图7A示出理论力矩M（理论）的曲线，图7B示出在涡轮机之后的实际排气温度Tab（实际），图7C示出在涡轮机之后的NOx实际值NOx（实际），图7D示出在涡轮机之后的排气质量流dm，图7E示出内燃机的比燃料成本（每千瓦时的喷入量），图7F示出SCR温度TSCR并且图7G示出还原剂成本KSCR。实线标记所述参量的被总系统优化器影响的曲线，而与此不同的是虚线示出所述参量在没有总系统优化器的情况下的曲线。
首先针对如下情况进行进一步的说明，即没有使用总系统优化器，也就是说，相应于虚线的曲线。在时间点t1，进行由操作者预设的从第一理论力矩M1到第二理论力矩M2的负荷降低。接着，喷入较少的燃料，从而排气温度实际值TAb（实际）在图7B中根据双曲线形的曲线从起始值T1降低到最终值T2。在图7C中的NOx实际值NOx（实际）的曲线和在图7D中的排气质量流dm相应于降低了的燃料喷入。排气温度实际值Tab（实际）的双曲线形的曲线促使在图7F中的SCR温度TSCR的与此类似地同样下降的曲线。由此又引起较小的还原剂消耗，也就是说，SCR成本从第一值KS1下降到第二值KS2。由于负荷降低，虽然较少的燃料被喷入，但是在马达特征区中内燃机的运行点移位到较高的比燃料消耗。比燃料消耗被界定为喷入量（单位：立方毫米每冲程）比马达功率（单位：千瓦时）。相应地，在图7E中内燃机的运行成本从第一值K1提高到第二值K2。
现在针对如下情况进行进一步的阐释，即总系统优化器在负荷降低的情况下（图7A）作用到系统中。通过用于马达控制仪器的理论值预设促使，排气温度实际值TAb（实际）在图7B中在时间间隔t1/t2中以明显降低了的梯度下降。在图7F中的SCR温度TSCR相应地表现。由于较高的SCR温度，SCR催化器具有较高的转化率，这又引起较高的还原剂消耗并且由此在时间点t1之后首先引起增加的成本，参见图7G。然而，在图7E中的内燃机的比运行成本在时间点t1之后首先保持在水平K1上并且之后以明显降低的梯度上升。然而，总成本、也就是说比燃料成本KBs（图7E）和SCR成本KSCR的总和相对于没有应用总系统优化器是降低了的。
附图标记列表
1 内燃机
2 燃料罐
3 低压泵
4 抽吸节流件
5 高压泵
6 轨道
7 喷射器
8 单个存储器
9 轨道压力传感器
10 马达控制仪器
11 排气涡轮增压机
12 增压空气冷却器
13 节流活门
14 通入部位
15 进入阀
16 排出阀
17 AGR调校元件（AGR：排气引回部）
18 涡轮机旁通阀
19 总系统优化器
20 优化器
21 适配器
22 燃烧模型
23 气体路径模型
24 轨道压力调节回路
25 λ调节回路
26 AGR调节回路
27 SCR控制仪器
28 SCR模型
29 适配器
30 SCR调节回路
31 SCR催化器
32 预设值
33 马达映射图
34 SCR映射图
35 运行成本函数
36 总模型
37 求和部位。

Claims (8)

1.用于基于模型地控制和调节具有SCR催化器(31)的内燃机(1)的方法，其中，所述内燃机(1)的运行点通过马达控制仪器(10)进行预设并且所述SCR催化器(31)的运行点通过SCR控制仪器(27)进行预设，其中，根据运行期望，由总系统优化器(19)对总系统品质尺度(J(ges))取决于所述马达控制仪器(10)的反馈的参量和所述SCR控制仪器(27)的反馈的参量进行计算，由所述总系统优化器(19)将所述总系统品质尺度(J(ges))通过改变用于所述马达控制仪器(10)的预设值并且通过改变用于所述SCR控制仪器(27)的预设值针对关于运行成本的预测范围最小化，并且其中，由所述总系统优化器(19)根据最小化的总系统品质尺度(J(ges))将用于所述马达控制仪器(10)的预设值和用于所述SCR控制仪器(27)的预设值设定为对于调整所述内燃机(1)和所述SCR催化器(31)的运行点是决定性的，其中，由所述总系统优化器(19)将NOx理论值(NOx(SL))和排气温度理论值(TAb(SL))预设为用于所述马达控制仪器(10)的预设值并且由所述总系统优化器(19)将排放理论值(EM(SL))预设为用于所述SCR控制仪器(27)的预设值，其中，将所述总系统品质尺度(J(ges))计算为在所述预测范围之内关于由所述内燃机(1)的由用于所述马达控制仪器(10)的预设值得出的成本、所述SCR催化器(31)的由用于所述SCR控制仪器(27)的预设值得出的成本和所述SCR催化器(31)的最大能够实现的转化率的理论值与之前所计算的所述SCR催化器(31)的最大能够实现的转化率的二次偏差形成的和的积分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总系统品质尺度(J(ges))被最小化，方式为，由所述总系统优化器(19)在第一时间点计算第一总系统品质尺度(J1(ges))，在第二时间点针对所述预测范围预计第二总系统品质尺度(J2(ges))，从第一总系统品质尺度(J1(ges))和第二总系统品质尺度(J2(ges))中确定偏差并且由所述总系统优化器(19)将所述第二总系统品质尺度(J2(ges))设定为最小化的总系统品质尺度，其中，所述偏差小于极限值(GW)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总系统品质尺度(J(ges))被最小化，方式为，由所述总系统优化器(19)在第一时间点计算第一总系统品质尺度(J1(ges))，在第二时间点针对所述预测范围预计第二总系统品质尺度(J2(ges))并且由所述总系统优化器(19)在运行能够预设的数量(i)的重新计算之后将所述第二总系统品质尺度(J2(ges))设定为最小化的品质尺度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述总系统优化器(19)将燃料消耗、NOx实际值(NOx(实际))、排气温度实际值(TAb(实际))和排气质量流(dm)读入为所述马达控制仪器(10)的反馈的参量并且将最大的转化率、SCR时间常数和还原剂消耗读入为所述SCR控制仪器(27)的反馈的参量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行成本根据内尔德米德方法进行确定。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行成本借助于模型预测调节进行确定。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述总系统优化器(19)通过马达映射图(33)在高斯过程模型的意义上计算用于所述马达控制仪器(10)的预设值并且通过SCR映射图(34)在高斯过程模型的意义上计算用于所述SCR控制仪器(27)的预设值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对用于所述马达控制仪器和所述SCR控制仪器的预设值进行适配。
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