[发明专利]控制和诊断一维三元催化剂模型

权利要求书

1.一种发动机排气方法，其包括：

基于催化剂的部分氧化状态调节燃料喷射量，所述部分氧化状态基于贯穿催化剂的排气物种类的氧化剂组和排气物种类的还原剂组中的每一个的反应率，一维模型针对所述催化剂的流体相和涂层在空间和时间上被均化为质量平衡方程式和能量平衡方程式，其中同一个单一扩散率值被用在所述氧化剂组和所述还原剂组两者的所述质量平衡方程式中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于催化剂的所述部分氧化状态调节所述燃料喷射量在发动机冷启动期间被采用。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定估计的总储氧容量和基于所述估计的总储氧容量调节所述燃料喷射量，其中所述估计的总储氧容量被维持在50％处。

4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括如果所述总储氧容量低于容量阈值或者如果确定的催化剂活性低于校正阈值，指示催化剂退化，所述确定的催化剂活性基于催化剂模型。

5.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述总储氧容量和所述部分氧化状态进一步包括基于催化剂入口分组的种类浓度确定催化剂出口分组的种类浓度，其中所述入口分组的种类浓度基于催化剂空气质量、催化剂温度、排气空/燃比和发动机转速被确定。

6.根据权利要求1所述的方法，其中被分组的排气物种类的反应率和所述部分氧化状态进一步基于确定的催化剂增益，其中所述确定的催化剂增益是催化剂空气质量、催化剂温度和相对排气空/燃比的函数。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料喷射量基于所述催化剂上游的氧传感器和所述催化剂下游的氧传感器的输入进一步被调节，并且其中所述燃料喷射量被调节，以便将基于发动机负荷和温度校正的所述部分氧化状态维持在阈值水平。

8.一种发动机系统，其包括：

催化剂，其被定位在发动机排气系统中；

包括指令的控制器，所述指令用于如下：

基于催化剂模型确定所述催化剂的催化剂活性、总储氧容量和部分氧化状态，所述催化剂模型使用一维模型跟踪穿过所述催化剂的排气物种类的还原剂组和排气物种类的氧化剂组中的每一个的浓度的变化，所述一维模型针对所述催化剂的流体相和涂层在空间和时间上被均化为质量平衡方程式和能量平衡方程式；以及

如果所述催化剂活性或所述总储氧容量低于阈值，则指示催化剂退化，

其中同一个单一扩散率值被用在所述氧化剂组和所述还原剂组两者的所述质量平衡方程式中。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述总储氧容量是所述模型预测的排气传感器电压与测量的排气传感器电压之间的估计误差的函数。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述催化剂的所述部分氧化状态还基于催化剂增益，所述催化剂增益基于催化剂上游空/燃比、催化剂下游空/燃比、催化剂空气质量和催化剂温度。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器还包括用于如下的指令：如果所述部分氧化状态超出阈值范围，则调节到所述发动机的燃料喷射量。

12.根据权利要求8所述的系统，所述控制器还包括存储在存储器中的非临时性指令，以基于空气质量、温度、排气空/燃比和发动机转速确定入口分组的种类浓度，其中所述入口分组的种类进一步包括氧化剂组和还原剂组，其中所述氧化剂组进一步包括NOx、O₂、H₂O和CO₂中的一个或多个，并且所述还原剂组进一步包括CO、HC、H₂和H₂O中的一个或多个，并且其中所述催化剂是三元催化剂。