本發(fā)明涉及任一種用于計算和應用監(jiān)視標準的方法，所述監(jiān)視標準是在汽車的廢氣系中存在含有沸石的SCR催化器的指標。本發(fā)明還涉及兩個計算機程序以及一種機器可讀的存儲著這些計算機程序的存儲介質，當這些計算機程序在計算機上運行時，它們實施本發(fā)明的用于計算和應用監(jiān)視標準的方法的每個步驟。最后，本發(fā)明涉及一種被設計用于實施本發(fā)明的方法的電子的控制器。

背景技術：

由于針對Nox排放（氧化氮排放）引入了日益嚴格的極限值，研發(fā)出了各種不同的廢氣后處理技術，以便實現對柴油機廢氣中的Nox排放的控制。用于廢氣后處理的這些技術之一便是在SCR催化器中的有選擇性的催化還原。在此，廢氣中含有的氧化氮在SCR催化器上借助于氨被還原為氮（N₂）。盡管在采用SCR催化器情況下按照遠離發(fā)動機的構造方式在廢氣系統中這種SCR催化器的老化相當有限，因為SCR催化器于是很少遭受因熱的廢氣引起的高溫，但為了遵守排放規(guī)定，需要監(jiān)視SCR催化器的工作能力。

當今的SCR催化器由多個組件構成。在蜂窩狀的載體材料上有所謂的涂層（Washcoat），該涂層還由沸石構成。沸石是一種結晶式的有非常細小的孔眼的材料，用于增大表面積。在涂層中或者在其表面上植入催化活性的金屬，比如銅或鐵。已知的是，沸石吸納水和其它低分子的物質，且在加熱時又可以排出，而不會在這種情況下損壞其結晶結構。一個用于評價水在沸石上的吸附和解吸附效果的影響的代表性的參數是吸附焓。它描述了廢氣-沸石/SCR催化器的熱動態(tài)系統的能量含量的增加或減少。

在DE 10 2009 007 763 A1中已公開了一種用于確定可施加以還原劑的SCR催化器的效能的方法，該催化器設置在內燃機的廢氣系中。在此，借助于SCR催化器吸附廢氣混合物的至少一種物質，并確定SCR催化器的負載狀態(tài)，該催化器帶有廢氣混合物的不同于還原劑的被SCR催化器吸附的物質。所述方法的執(zhí)行方式為，首先測量廢氣混合物的至少一個參數，所述參數在廢氣混合物流經SCR催化器期間根據SCR催化器的效能而改變。由如此檢測到的測量值和參比值形成差，并將該差與給定值相比較。

技術實現要素：

本發(fā)明的方法用于計算監(jiān)視標準，所述監(jiān)視標準是在汽車的廢氣系中存在含有沸石的SCR催化器的指標，在該方法中計算所述監(jiān)視標準，其方式為，對SCR催化器上游和下游的溫度時間變化歷程予以比較。采用本發(fā)明的監(jiān)視標準是特別有利的，因為難以描述的因沸石上的水吸附和解吸附所致的熱效果不必在模型值中體現，因而無需用于檢查SCR催化器的存在狀態(tài)的溫度模型。此外，為了確定監(jiān)視標準，只需要在SCR催化器下游的溫度傳感器，從而可以省去在SCR催化器上游安裝NOx傳感器。后者相比于使用溫度傳感器可能更破費、昂貴。

特別地，監(jiān)視標準的值根據已到達SCR催化器的水量來計算。這種做法是特別有利的，因為通過這種方式最佳地考慮到了SCR催化器的在水吸附和解吸附時的放熱和恒溫特性，所述特性對溫度變化歷程有明顯影響。如果在SCR催化器上游和下游的溫度變化歷程的比較時間點選擇得過早，溫度差就有可能尚未足夠明顯，因為水吸附的放熱尚未正式開始。相反，如果把比較的時間點選擇得過晚，就會有更大量的水已流過SCR催化器，且吸附和解吸附效果有可能已經喪失，從而僅產生更小的溫度差。

有利地，監(jiān)視標準的值根據在起動時內燃機的溫度來計算。通過這種特別有利的做法來保證一同考慮內燃機的起動溫度對溫度效果的強度的影響。如果內燃機在“熱機”狀態(tài)下再次起動，則水的吸附和解吸附的熱效果就會又短又熱，因為在溫度較高情況下兩種效果疊加或者不太明顯。因此，如果對監(jiān)視標準的評價在低的發(fā)動機溫度情況下、最好在冷起動時進行，則有利于明確地判斷SCR催化器的存在狀態(tài)。

根據本發(fā)明的一個實施方式，借助于在SCR催化器上游和下游的溫度時間變化歷程或溫度梯度時間變化歷程的交叉相關式來計算監(jiān)視標準。在此，溫度梯度系指帶通濾波的溫度信號，該溫度信號相應于溫度信號的低通濾波的第一階導數。對溫度的時間變化歷程的交叉相關式的計算如下進行：

，

其中，CrssCorr是交叉相關式，y_SCRUs是在SCR催化器上游的溫度信號，而y_SCRDs是在SCR催化器下游的溫度信號，t_END是相關式計算的終止時間點，τ是兩個溫度信號之間的時間差。對溫度梯度時間變化歷程的交叉相關式的計算與公式（1）類似地進行，其中，僅用相應的溫度梯度信號來代替在SCR催化器上游的溫度信號y_SCRUs和在SCR催化器下游的溫度信號y_SCRDs。借助于交叉相關式可以有利地描述在兩個或多個時間函數之間的關系。因此，交叉相關式的相應于監(jiān)視標準的結果是與給定的時間差τ相關的兩個溫度變化歷程有多大的相似性的量度。無論按照公式（1）計算交叉相關式，還是計算其它下述相關函數，都分別評價結果的量值。因此，作為結果，分別得到相關函數的介于0和1之間的值。

在本發(fā)明的另一實施方式中，監(jiān)視標準優(yōu)選借助于在SCR催化器上游和下游的溫度時間變化歷程或溫度梯度時間變化歷程的能量交叉相關式來計算。在SCR催化器上游和下游的溫度信號的標準化的能量交叉相關式如下計算：

，

其中，E_crssCorr是能量交叉相關式，其它變量具有與公式（1）相同的含義。對于計算溫度梯度信號的能量交叉相關式來說，適用于相同的規(guī)定，這些規(guī)定已經在上面結合交叉相關式提到過。

在又一實施方式中，監(jiān)視標準有利地通過在SCR催化器上游和下游的溫度時間變化歷程的二次冪的能量交叉相關式如下計算：

，

其中，E²_crssCorr是二次冪的能量交叉相關式，余下的變量具有與公式（1）和（2）相同的含義。在二次冪的能量交叉相關式的情況下，也可以通過簡單的替換來計算溫度梯度信號的二次冪的能量交叉相關式（參見用于計算交叉相關式的規(guī)定）。二次冪的能量交叉相關式有利地用于簡化計算。如果交叉相關式或能量交叉相關式的結果等于零，則兩個相互比較的溫度信號相互間沒有關系，也就是說，它們不相關。相關式的結果的量值越大，兩個溫度信號就越相似。如果相關式的結果達到了最大值1，則相比較的溫度信號在錯移停滯時間τ的情況下相關。

由于在SCR催化器中的沸石涂層的有代表性的熱效果，在SCR催化器上游和下游的溫度信號在吸附和解吸附階段中相互間的差別很大。因此，相關式的低的效果，即監(jiān)視標準的低的值，相應于如下情況：在廢氣系中存在SCR催化器。如果在廢氣系中沒有SCR催化器，或者其沸石涂層不再順暢地起作用，在SCR催化器上游和下游的溫度信號就會相似。這相應于高的相關值。

優(yōu)選地，無論SCR催化器上游的溫度變化歷程，還是SCR催化器下游的溫度變化歷程，都利用溫度傳感器來測量。這種做法的優(yōu)點是，通過這種方式，難以描述的因沸石上的水吸附和解吸附所致的熱效果不必在模型值中體現。

根據本發(fā)明的另一實施方式，在SCR催化器上游的溫度變化歷程利用算得的模型溫度變化歷程來予以說明。這樣就能以有利的方式省去在SCR催化器上游的溫度傳感器。

本發(fā)明的用于計算監(jiān)視標準的方法特別是分多個步驟執(zhí)行。首先檢查是否滿足SCR催化器的加熱條件。即在每次運行周期開始時都檢查SCR催化器在先前的運行周期中是否在溫度足夠高的情況下工作，進而檢查在沸石涂層中結合的水分是否又能夠充分地排出。為此例如考慮發(fā)動機停機時間、系統的起動溫度和/或最終溫度和/或平均溫度或最高溫度。在先前的運行周期中已經過SCR催化器的累積起來的熱量也可以用作SCR催化器的加熱狀態(tài)的量度。下面開始計算監(jiān)視標準和蓄存在SCR催化器中的水量。接下來檢查從發(fā)動機起動起是否有足夠量的水已到達SCR催化器。

本發(fā)明的應用所計算的監(jiān)視標準的方法包括：在已執(zhí)行用于計算監(jiān)視標準的方法的步驟之后，推斷在廢氣系中SCR催化器的存在狀態(tài)。借助于這兩種方法能以有利的方式實現：以簡單的方式計算監(jiān)視標準，借助于該監(jiān)視標準可以推斷出在汽車的廢氣系中SCR催化器的存在狀態(tài)或工作可靠性，其中，一同考慮到了在SCR催化器的沸石涂層上的熱效果。

如果監(jiān)視標準具有相比于閾值V_th較小的值，則特別是推斷出在廢氣系中存在SCR催化器。通過監(jiān)視標準與可預定的閾值V_th的比較，能有利地以低的計算成本實現判斷出在廢氣系中是否安裝有SCR催化器。

在本發(fā)明的應用監(jiān)視標準的方法的一個實施方式中，在運行周期結束時求取監(jiān)視標準的絕對的最小值。通過這種方式，有利地降低了計算成本，因為在運行周期中監(jiān)視標準的值不必再多次地與閾值相比較，而是僅僅一次地在運行周期結束時確定監(jiān)視標準的絕對的最小值。然后，該絕對的最小值也與閾值相比較。

本發(fā)明還涵蓋兩個計算機程序，這些計算機程序被設計用來特別是當它們在計算機或電子的控制器上運行時實施本發(fā)明的第一和/或第二方法的每個步驟。這能實現使得本發(fā)明的方法在電子的控制器上實施，而不必在此進行結構上的改變。

本發(fā)明還涵蓋一種機器可讀的存儲介質以及一種被設計用于實施本發(fā)明的方法的電子的控制器，在該存儲介質上存儲著這些計算機程序。

本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征可由結合附圖對實施例的后續(xù)說明得到。在此，各個特征可以分別單獨地實現，或者相互組合地實現。

附圖說明

在這些附圖中：

圖1示意性地示出了廢氣系和控制器；

圖2示意性地示出了根據本發(fā)明的第一實施方式的兩種方法的流程；

圖3示意性地示出了根據本發(fā)明的第二實施方式的兩種方法的流程；

圖4示出了根據本發(fā)明的第一實施方式借助溫度梯度的二次冪的能量交叉相關函數來計算相互函數的曲線圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出汽車（未示出）的廢氣系1，帶有還原劑配給位置2、在顆粒過濾器上的SCR（SCROF）3、帶沸石涂層的SCR催化器4、在SCR催化器4上游的溫度傳感器5、在SCR催化器4下游的溫度傳感器6和控制器7?？刂破?具有與溫度傳感器5、6連接的數據線路。

圖2示意性地示出了根據本發(fā)明的第一實施方式的用于計算監(jiān)視標準的方法的流程。在該方法的第一步驟10中，使得汽車處于工作中。在隨后的步驟11中檢查是否滿足了SCR催化器4的加熱條件。即在每次運行周期開始時都檢查SCR催化器4在先前的運行周期中是否在溫度足夠高的情況下工作，進而檢查在沸石涂層中結合的水分是否又能夠充分地排出。為此例如考慮發(fā)動機停機時間、系統的起動溫度和/或平均溫度或最高溫度。在先前的運行周期中已經過SCR催化器4的累積起來的熱量也可以用作SCR催化器4的加熱狀態(tài)的量度。如果加熱條件未得到滿足，就在步驟12中輸出如下警報：在本次運行周期中未能對SCR催化器4進行診斷。

但如果加熱條件未得到滿足，就希望通過水吸附和解吸附來實現足夠強的熱效果。在這種情況下，在步驟13中對溫度傳感器5、6的溫度信號予以帶通濾波，這相當于溫度信號的低通濾波的第一階導數，并在步驟14中開始計算相關函數和蓄存在SCR催化器4中的水量。相關函數的結果就是監(jiān)視標準，在計算相關函數時，對在SCR催化器上游和下游的溫度梯度的時間變化歷程予以比較。在當前實施方式中，采用二次冪的能量交叉相關式，其按照公式（3）來計算。在這種情況下，這里的y_SCRUs是在SCR催化器4上游由溫度傳感器5測得的溫度信號的梯度，而y_SCRDs是在SCR催化器4下游由溫度傳感器6測得的溫度信號的梯度。監(jiān)視標準根據在起動時內燃機的溫度來計算，因為內燃機的起動溫度對SCR催化器4上的溫度效果強度有影響。

在圖4中示出了二次冪的能量交叉相關式的計算情況。為此，在圖4中，上面的曲線示出在SCR催化器4上游（即入流側）由溫度傳感器5測得的溫度變化歷程t₅，并與此相對比地示出在SCR催化器4下游（即排流側）由溫度傳感器6測得的溫度變化歷程t₆。溫度變化歷程t_wo表示在沒有SCR催化器時下游側的溫度變化歷程，其中，t₆和t_wo是在同一位置獲取的，唯一的差別在于，當存在SCR催化器時測量溫度t₆，而當不存在SCR催化器時測量溫度t_wo。在圖4中，下面的曲線示出二次冪的能量交叉相關函數關于以秒為單位的時間的結果。為了計算相關函數c_w，采用在SCR催化器4上游或下游的溫度信號t₅、t₆的梯度。在沒有SCR催化器的情況下，為了計算相關函數c_wo，代替在SCR催化器下游的溫度信號t₆，而采用下游側的溫度信號t_wo。

通過對溫度信號的先前的帶通濾波，可以借助于相關函數來分析溫度梯度。在后續(xù)步驟15中檢查從發(fā)動機起動起是否有足夠量的水已到達SCR催化器4。在圖4的下面的曲線圖中，變化歷程m_w表示從發(fā)動機起動起累積的水量。箭頭a₁或星號s₁表示對于帶SCR催化器的廢氣系統1來說在達到相關函數的絕對的最小值時的時間點。箭頭a₂或星號s₂表示在有足夠的水量已到達SCR催化器并相應地評價監(jiān)視標準即相關函數的結果時所在的時間點。如果在該方法的步驟15中確定出從發(fā)動機起動起還沒有足夠的水到達SCR催化器，就重新執(zhí)行先前的步驟14。

通過隨后的步驟16～19來描述應用所計算的監(jiān)視標準的方法。如果在步驟15中確定出對于評價監(jiān)視標準來說已有足夠的水量到達SCR催化器4，則在步驟16中把相關函數的測量結果的直到該時間點達到的最小值與可預定的閾值V_th相比較，所述最小值相應于監(jiān)視標準的最小值。如果監(jiān)視標準低于閾值V_th，就可以由此在步驟17中推定：在廢氣系1中安裝了SCR催化器4，或者說，安裝的SCR催化器4是在起作用的。

如果監(jiān)視標準在從發(fā)動機起動到時間點a₂的可預定的時段內超過了閾值V_th，就可以在步驟18中由此推定：在廢氣系1中不存在SCR催化器4。這在步驟19中被通報給控制器7，并特別是在由于SCR催化器4有缺陷而無法再遵守Nox極限值的情況下，觸發(fā)必要的后續(xù)反應。

在圖3中示意性地示出了根據本發(fā)明的第二實施方式的兩種方法的流程。該方法的步驟10～14與在該方法的第一實施方式中介紹的步驟10～14相同，因而描述用于計算監(jiān)視標準的方法。于是在后續(xù)的步驟中闡述所介紹的方法的應用。在步驟14中已開始計算監(jiān)視標準和蓄存在SCR催化器4中的水量之后，在第二實施方式中，在該方法的步驟25中結束當前的運行周期。隨后在步驟26中確定在整個運行周期期間監(jiān)視標準的絕對的最小值。后續(xù)的步驟16～19也與在該方法的第一實施方式中介紹的步驟16～19相同。在步驟16中也把在步驟26中求取的絕對的最小值與可預定的閾值V_th相比較。在步驟17和18中分別推斷出在廢氣系1中是否存在有SCR催化器4，并推斷在步驟19中是否對控制器7發(fā)出有時必需的警報。