积分的燃料催化剂监控器的制造方法_2

文档序号:9746962阅读:来源:国知局
部内的空燃比。
[0025] 其它传感器72-一诸如空气质量流量(AM)和/或温度传感器一一可被布置在排 放控制装置70的上游以监控进入排放控制装置的排气的AM和温度。图1中示出的传感器 位置仅为各种可能配置的一个实例。例如,排放控制系统可包括具有闭环连接的催化剂的 部分容积设置(set-up)。
[0026] 图1中示出控制器12为微型计算机,其包括微处理器单元102、输入/输出端口 104、在该具体的实例中示为只读存储器106的用于可执行程序和校正数值的电子存储介 质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可接收来自连接至发动机 10的传感器的各种信号,除了先前讨论的那些信号以外,还包括来自质量空气流量传感器 120的引入的质量空气流量(MF)的测量值;来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的 发动机冷却液温度(ECT);来自连接至曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型)的表 面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);来自传感器72的进入 催化剂的排气的空气质量和/或温度;来自传感器76的排气空燃比后催化剂;和来自传感 器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可通过控制器12由信号PIP产生。 来自歧管压力传感器的歧管压力信号MP可被用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。 注意的是,可以使用上述传感器的各种组合,诸如有MF传感器而没有MP传感器,或者反 之亦然。在化学计量运行期间,MP传感器可以给出发动机扭矩的指示。此外,该传感器连 同探测的发动机转速可以提供引入汽缸的充气(包括空气)的估计。在一个实例中,也被 用作发动机转速传感器的传感器118可为曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲。另 外,控制器12可与簇显示装置136通讯,例如以警告驾驶员发动机或排气后处理系统中的 故障。
[0027] 存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程,该计算机可读数据表示可 由处理器102执行用于实施以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变形的指令。
[0028] 现在转到图2,示出实例程序200用于在DFSO持续时间之后启动催化剂监控。具 体地,可以仅在符合某些条件时监控实例发动机中的催化剂。例如,监控器可以基于概念, 概念如催化剂老化、其氧存储容量减小。积分的空燃比方法计算与存储的氧反应所需的燃 料质量,而不是估计存储容量减小。因此,催化剂监控器可仅在催化剂被氧饱和的时候启 动。
[0029] 在202处,可以估计和/或测量发动机工况。例如,可以估计和/或测量发动机条 件,诸如发动机转速、扭矩、空燃比、催化剂温度等。此外,在DFSO事件之前,发动 机可以基本上以化学计量运行。
[0030] 在204处,程序200确定是否满足DFSO进入条件。DFSO进入条件可基于各种交通 工具和发动机工况。具体而言,程序可使用交通工具速度、交通工具加速度、发动机转速、发 动机负载、节气门位置、踏板位置、变速器齿轮位置和各种其它参数的一个或多个的组合来 确定在204处是否已经满足DFSO进入条件。在一个实例中,DFSO进入条件可基于阈值以 下的发动机转速。在另一实例中,DFSO进入条件可基于阈值以下的发动机负载。在仍另一 实例中,DFSO条件可基于加速器踏板位置。
[0031] 如果DFSO进入条件没有满足,程序200前进至206以不能够实现DFSO并且程序 200终止。因此,可以不出现DFSO事件。然而,如果在204处满足DFSO进入条件,则程序 200进行至208并且能够实现DFS0。在DFSO期间,发动机可在没有燃料喷射下运行,同时 发动机旋转并且栗送空气通过排放控制装置。在该时间期间,排放控制装置中的催化剂可 以使用氧再活化。
[0032] DFSO事件可坚持直到满足条件以退出DFS0。例如,DFSO事件可以基于驾驶员给油 或在交通工具速度达到阈值时终止。在210处,程序200确定是否满足终止DFSO的条件。 如果不满足退出DFSO的条件,则程序200进行至212并且继续DFSO事件。此外,可监控可 指示终止DFSO事件的各种发动机和交通工具运行参数。例如,程序可监控踏板位置。如果 在210处满足退出DFSO的条件,例如响应于驾驶员给油,交通工具速度达到阈值,和/或发 动机负载达到阈值,程序200进行至214。
[0033] 在214处,可以确定是否满足催化剂监控器进入条件。例如,用于活化催化剂监控 的进入条件可以为足够长的以使用氧饱和排放控制装置中的催化剂的DFSO持续时间。通 过仅当催化剂被氧充分地饱和时启动催化剂监控,催化剂监控程序的准确性可以提高。例 如,如果在运行催化剂监控程序之前排放装置中的催化剂没有被充分地饱和,则可提供退 化的错误指示。在一个实例中,如果DFSO的持续时间大于阈值持续时间,程序200可活化 催化剂监控器。阈值可基于在DFSO持续时间的终点处或之前下游加热型排气氧传感器 (HEGO)的读数为稀。在另一个实例中,催化剂监控器的进入条件可以为小于阈值稀电压的 来自下游HEGO传感器的输出电压。HEGO传感器输出电压小于阈值稀电压可以为DFSO持续 时间充分长以使催化剂饱和的一个指示。在又另一实例中,催化剂监控器的进入条件可以 为HEGO传感器输出电压低于阈值稀电压经过比阈值时间更长的持续时间。
[0034] 如果在214处没有满足启动催化剂监控器的进入条件,例如,如果DFSO事件不够 长,那么程序200进行至216。在216处,可能够实现供给燃料而没有启动催化剂监控并且 程序200结束。然而,如果在214处满足启动催化剂监控程序的进入条件,例如,如果HEGO 传感器输出电压低于阈值时间的阈值稀电压,程序200进行至218。在218处,能够实现供 给燃料并且启动催化剂监控,其将参考图3进一步进行描述。然后程序200结束。
[0035] 图3的程序300图解了实例催化剂监控程序。具体而言,计算使得传感器变得比 阈值更富所需的富产物的量。富产物的计算的量不包括直到上游传感器达到化学计量递送 至排放装置的富产物的部分。
[0036] 在302处,可通过程序300确定是否满足启动催化剂监控器的条件。如前所述,条 件可包括以下之一,充分长的DFSO事件以使用氧饱和催化剂(一个或多个)、比阈值稀电压 更稀的HEGO传感器的输出和HEGO传感器输出低于阈值稀电压持续长于阈值时间。在进入 条件为充分长的DFSO事件的实例中,DFSO持续时间可以大于第二阈值。
[0037] 如果没有满足启动催化剂监控器的条件,程序300继续至304以不监控催化剂并 且结束。另一方面,如果证实满足启动催化剂监控器的条件,程序300进行至306以开始富 供给燃料。响应于驾驶员给油以退出DFSO可启动富供给燃料。此外,在催化剂监控期间可 出现过量供给燃料条件。
[0038] 如前面所陈述,积分的空燃比催化剂监控器方法基于催化剂的氧存储容量随着催 化剂老化和/或退化而降低的知识。因此,通过测量与存储的氧反应所需的燃料质量的量 可估计催化剂的老化(和其退化)。具体而言,可估计在充分长的DFSO事件(DFS0持续时 间〉第二阈值)之后,与催化剂中存储的氧反应所需的燃料质量的量。
[0039] 第一积分的空燃比(IAF)方法可计算从DFSO事件的结束直到下游传感器转变递 送的燃料质量(FM)的总量。为了详细说明,在第一积分的空燃比方法中,计算在下游传感 器转变之前与催化剂中存储的氧反应所消耗的总燃料质量。在DFSO事件之后直到下游 HEGO传感器转变供应至氧饱和的催化剂的总燃料质量可由方程式(1)表示:

[0041] 在此,FM。表示在t start处的DFSO事件的结束之后直到在t end处的HEGO传感器转 变与催化剂中存储的氧反应所消耗的燃料质量的量。AM表示进入催化剂的空气质量流速 (例如,通过MF传感器120和/或传感器70测量的),Φ代表当量燃料/空气比,以及下 标'in'和'out'分别表示催化剂之前和之后的位置。催化剂之后的下游传感器可位于中 床(用于部分容积系统)或在尾管中(例如,用于全容积系统)。Φ ιη可由上游燃料-空气 传感器诸如UEGO传感器(例如,传感器126)测量,以及巾_可由下游HEGO传感器(例如, 传感器76)估计。
[0042] 根据方程式(2),方程式1可以约等于催化剂氧存储容量:
(2)
[0044] 在方程⑵中,AFstoleh代表化学计量的空燃比,以及Φ ιη代表催化剂进料气中当 量燃料与空气比。例如,Φιη可由UEGO传感器读数计算。根据方程式(2),IAF在稀条件下 (例如,Φ ιη〈1)可以为负的以及在富条件下可为正的。因此,在时间段上的积分可产生IAF 计算的误差,特别是如果空气燃料(AF)比由稀转为富的速率是低的。为了减轻该误差,IAF 监控器可使用传感器依然读取为稀的时间段的可校正AF设定点(setpoint),并且然后基 于可校正值转变为UEGO传感器值。AF设定点为额外的参数,其可对催化剂监控模型引入近 似值误差以及额外的复杂性。
[0045] 应当注意的是,方程式⑴和(2)使用积分计算,其在tstart处的DFSO事件的结束 之后立即开始。然而,由DFSO退出之后立即递送至催化剂的燃料可以不与催化剂中存储的 氧反应,并且在燃料的总量的计算中包括该燃料可导致与存储的氧反应所需的燃料的错误 计算。如此,可以估计较大量的总燃料质量导致不准确分类催化剂为有效寿命或绿色催化 剂。更绿色的
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