[发明专利]催化剂监控器的能量守恒

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的诊断系统，更具体地涉及用于在水冷排气系统中监控催化转化器效率的诊断系统。 

背景技术

在内燃机的燃烧过程中，汽油得到氧化并且氢(H)和碳(C)与空气混合。形成多种化合物，包括二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)、一氧化碳(CO)、氮的氧化物(NO_X)、未燃烧的碳氢化合物(HC)、硫的氧化物(SO_X)、以及其它化合物。 

车辆排气系统包括使废气中的CO、HC和NO_X减少的催化转化器。周期性监控催化转化器的效率以防止废气中存在过量的CO、HC和NO_X。通常，在稳态发动机操作过程中监控催化转化器。例如在怠速下，发动机控制模块调节空燃(A/F)比以获得稳定的排放输出。 

常规监控方法迫使A/F比在预定时期达到贫或富状态之一。控制模块在预定时期截止之后将A/F比转换回到富或贫状态。在预定时期内，控制模块基于检测贫/富状态的吸入氧传感器与排出氧传感器之间的延迟时间估计催化转化器的存氧能力(OSC)。OSC表现了催化转化器的效率。 

现有的催化转化器监控装置和方法不能有效用于通常在海上运输工具上的水冷排气系统。例如，排出氧传感器会因船舶排气系统中存在的高含水量而表现为不能工作。 

发明内容

一种船用发动机控制系统包括水套、排气传感器和控制模块。水套引导水流过催化转化器以冷却该催化转化器。出口传感器模块测定水的实际温度。控制模块在催化转化器发挥作用时测定水的期望温度。 

在其它特征中，控制模块在实际温度落入期望温度的预定范围内时确定催化转化器发挥作用。 

在其它特征中，控制模块在实际温度超出期望温度的预定范围时确 定催化转化器未发挥作用。 

在其它特征中，控制模块包括在催化转化器未发挥作用时产生通告信号的报警模块。 

从在此提出的描述中将会清楚地了解到其它应用领域。应该认识到描述和具体实例尽管表示本发明的优选实施方式，但仅仅是出于示例的目的，并不是要限制本发明的范围。 

附图说明

从详细描述和附图中将会更详尽地理解本发明，图中： 

图1是表示根据本发明教导的发动机系统的功能框图； 

图2是根据本发明教导的排气系统的示意图；以及 

图3是表示根据本发明教导的控制模块执行的步骤的流程图。 

具体实施方式

以下描述实质上仅仅是示例性的，并不是要限制本发明、其应用或用途。为了简化，在附图中采用同一附图标记表示相同元件。在此采用的术语“模块”指的是特定用途集成电路(ASIC)、电路、处理器(共用、专用或群)以及执行一个或多个软件或硬件程序的存储器、组合逻辑电缆、和/或提供所述功能的其它适当的部件。 

参照图1，发动机系统10大体上包括发动机12、排气系统14、以及控制模块16。空气通过进气歧管18被吸入发动机12内。空气与燃料在发动机12的气缸(未示出)内燃烧。由燃烧过程产生的废气通过排气系统14排出发动机12。 

排气系统14包括通过水冷却的催化转化器20。废气在催化转化器20中得到处理并得到释放。预催化或入口传感器模块22在排气系统14中位于发动机12与催化转化器20之间。出口传感器模块24在排气系统14中位于催化转化器20的出口侧。在此给出对入口传感器模块22和出口传感器模块24定位的进一步描述。 

入口传感器模块22基于废气中的含氧量产生信号。这些信号被传送到控制模块16。控制模块16基于这些信号确定空燃(A/F)比。控制模块16与燃料系统26通信。燃料系统26控制流向发动机12的燃料。这样，控制模块16调节并控制发动机12的A/F比。 

进气传感器22可以包括任何适当的传感器，所述传感器可以被用于辨识由发动机12释放的废气含氧量以及废气的温度。例如，入口传感器模块22可以是基于废气含氧量产生可变电阻的受热废气氧(HEGO)传感器。本领域技术人员已知的是，可以利用标准电阻对温度的HEGO传感器曲线对照温度绘制所产生的可变电阻，以辨识废气温度。备选地，入口传感器模块22可以包括两个不同的传感器，例如一个传感器辨识废气含氧量，另一传感器辨识废气温度。