[发明专利]催化剂的储氧量估算方法

说明书

一种催化剂的储氧量估算方法，包括：提供发动机系统，其具有内燃机和具有催化剂和氧传感器的排气系统；提供具有卡尔曼滤波器和三元催化剂动力学模型的三元催化剂观测模型；估计三元催化剂下一时间步长状态和建模误差；线性化三元催化剂观测模型；对三元催化剂下一时间步长状态估计值进行滤波；以及计算协方差。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于车辆内燃机的催化转化器的催化剂储氧量估算方法。

背景技术

若能精确估算三元催化剂的储氧量，可节省更多内燃机燃料。当前利用在减速操纵期间停止燃料供应来估算储氧量的方法无法提供足够精确的估算结果，从而无法执行更进取的策略来节省更多燃料。因此，需要一种新的储氧量估算方法，以实现无需增加发动机系统的硬件便可显著节省燃料的效果。

此外，催化剂须以一定的储氧量正常工作以有效减少废气排放，满足车辆排放规定。对催化剂工作能力的监测可实现该目的。

因此，需要一种新的储氧量估算方法，用于实现高效燃料策略，无需增加车辆硬件额外费用便可提升燃料效率并监测催化剂的工作能力。

发明内容

提供了一种催化剂储氧量估算方法。该方法包括提供发动机系统，提供三元催化剂观测模型，计算三元催化剂储氧量下一时间步长状态估计值和建模误差，线性化三元催化剂观测模型，对三元催化剂储氧量下一时间步长状态估计值进行滤波以提供三元催化剂储氧量更新估计值，以及基于三元催化剂储氧量更新估计值控制多个发动机控制输入变量。三元催化剂观测模型基于多个测得的输入提供三元催化剂储氧量的估计值。发动机系统具有内燃机和排气系统，排气系统包括三元催化剂和氧传感器。

在本公开的一个示例中，该方法还包括计算结果协方差以用于计算三元催化剂储氧量下一时间步长状态估计值。

在本公开的另一示例中，该方法还包括提供具有卡尔曼滤波器的三元催化剂观测模型和三元催化剂动力学模型，三元催化剂动力学模型包括三元催化剂热模型，三元催化剂观测模型基于多个测得的输入提供三元催化剂储氧量估计值。

在本公开的又一示例中，该方法还包括提供三元催化剂观测模型，三元催化剂观测器模型基于多个测得的输入提供三元催化剂储氧量估计值，多个测得的输入包括催化剂前当量比、燃料流速、废气压力、环境温度、催化剂前废气温度、氧传感器电压、每气缸空气计量值、发动机转速值和燃料控制状态值中的至少一个。

在本公开的又一示例中，该方法还包括利用下式计算三元催化剂储氧量下一时间步长状态估计值：

以及

利用下式计算建模误差：

以及

其中为先前的三元催化剂储氧量估计值，u_k表示测得的输入，z_k表示氧传感器的电压输出。

在本公开的又一示例中，该方法还包括利用下式线性化三元催化剂观测模型：

以及

在本公开的又一示例中，该方法还包括利用下式对三元催化剂储氧量下一时间步长状态估计值进行滤波以提供三元催化剂储氧量更新估计值：

以及

在本公开的又一示例中，该方法还包括利用下式计算结果协方差以用于计算三元催化剂储氧量下一时间步长状态估计值：

P_k|k＝(I-K_kH_k)P_k|k-1。