[发明专利]自适应控制和诊断的车辆氧化催化器效率模型

说明书

技术领域

本发明涉及在车辆上使用的氧化催化器系统。

背景技术

微粒过滤器能捕获且保持其他在车辆的燃料燃烧过程中产生的烟灰、灰烬、金属和悬浮物质的微观微粒。但是，随着时间推移，所述微粒物质在过滤器介质中累积，这逐渐增加了遍及过滤器的压差。为了延长过滤器的使用寿命并优化发动机的功能性，可用热量使一些微粒过滤器再生，可通过在过滤器上游经由向排气流中注入燃料而将温度暂时提升至450摄氏度或更高。将该热量的峰值用于与合适的催化剂相结合，诸如钯或铂，其中所述催化剂经由简单的放热氧化过程将累积和悬浮的物质分解成相对惰性的副产品。

发明内容

本文公开的一种车辆包括具有排气口的内燃发动机、与发动机经由排气口流体连通的氧化催化器、微粒过滤器和主机。氧化催化器接收由排气口而来的排气流。微粒过滤器与氧化催化器的出口侧流体连通，且可使用来自氧化催化器的热量而选择性地再生。主机计算微粒过滤器下游的排气流内的实际碳氢化合物水平以作为氧化催化器的实际能量输入和输出值的函数，以及随后使用实际碳氢化合物水平来实施控制措施。

可使用燃料注入设备选择性地将燃料注入氧化催化器内，其中所述控制措施包括对所述燃料注入设备的运行启用反馈控制。主机可使用温度模型确定比热的值，以及使用由多个温度传感器传来的温度信号来确定车辆内不同位置上的排气的温度。主机可将该实际转换效率和经校准的阈值进行比较，且可产生诊断代码，作为控制措施的至少一部分，其中该诊断代码表示实际能量转换效率是否超过了所述阈值。

还提供了一种在上述车辆上使用的系统。该系统包括氧化催化器和微粒过滤器。氧化催化器与发动机的排气口流体连通，且适于经由排气口接收来自发动机的排气流。微粒过滤器与氧化催化器的出口侧流体连通，且可使用来自氧化催化器的热量而再生。主机计算微粒过滤器下游的排气流内的实际碳氢化合物水平以作为氧化催化器的实际能量输入和输出值的函数，以随后使用所述实际碳氢化合物水平来实施控制措施，诸如将该实际碳氢化合物水平与阈值进行比较，并产生诊断代码和/或执行对氧化过程的闭环或开环控制。

还提供了一种在上述车辆上使用的方法。该方法包括使用主机计算微粒过滤器下游的排气流内的实际碳氢化合物水平，这部分地通过求解氧化催化器的实际能量输入和输出值的函数而达成。额外地，该方法包括使用实际碳氢化合物水平经由主机而在车辆上实施控制措施。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是具有内燃发动机和氧化催化器系统的车辆的示意图；且

图2是描述使用图1中示出的氧化催化器系统的方法的流程图。

具体实施方法

参见附图，其中这几幅附图中相同的附图标记对应着相同或类似的构件，图1中示意性地示出了车辆10。车辆10包括主机40和诊断算法100，该算法100由主机40选择性地执行，以计算车辆10载有的氧化控制(OC)系统13的实际转换效率。主机40因此可以用来计算、评估和控制由车辆10最终排入周围大气中的实际碳氢化合物水平，这可通过使用参考附图2更详尽地说明的温度模型50而部分地完成。

车辆10包括诸如柴油发动机或直喷式汽油发动机这样的内燃发动机12、OC系统13和传动装置14。发动机12将由燃料箱18中取出的燃料16燃烧。在一个可能的实施例中，该燃料16是柴油，且氧化催化器系统13是柴油氧化催化器(DOC：diesel oxidation catalyst)系统，但也可根据发动机12的设计使用其他类型的燃料。

油门(throttle)20按照需要选择性地允许使预定量的燃料16和空气进入发动机12。燃料16的燃烧产生排气流22，该排气流最终从车辆10排放入周围大气中。由燃料16的燃烧释放的能量在传动装置14的输入部件24上产生扭矩。该传动装置14随后将由发动机12传来的扭矩传输至输出部件26，以经由一组轮子28推进车辆10，出于简明的目的在图1中仅示出了一个所述的轮子。