[发明专利]使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统和方法

权利要求书

1.一种使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，包括：

催化剂熄灯模块，所述催化剂熄灯模块基于发动机冷却液温度和估计的排气焓选择性地产生第一信号；

设定值模块，所述设定值模块响应于接收到所述第一信号选择性地开始催化剂熄灯周期并且产生所需排气焓；

第一模型预测控制模块，所述第一模型预测控制模块：

基于发动机的模型和可能目标值组产生预测排气焓；

基于所述预测排气焓和所述所需排气焓产生用于所述可能目标值组的成本；以及

基于所述成本从多个可能目标值组中选择所述可能目标值组；以及

发动机致动器模块，所述发动机致动器模块基于目标值中的至少一个来调整所述发动机的致动器。

2.如权利要求1所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中：

所述第一模型预测控制模块基于所述所需排气焓与所述预测排气焓之间的差异来确定所述成本。

3.如权利要求2所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中所述成本随着所述所需排气焓与所述预测排气焓之间的差异增加而增加。

4.如权利要求3所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中所述第一模型预测控制模块选择可能目标值组中具有最低成本的一个。

5.如权利要求1所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中所述设定值模块基于所述发动机的排气系统中的催化剂的温度、所述催化剂中氧气的浓度以及所述催化剂下游的所述排气系统中的排放物浓度中的至少一个来产生所述所需排气焓。

6.如权利要求5所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中所述设定值模块调整所述所需排气焓以最小化催化剂熄灯周期，所述催化剂熄灯周期在起动所述发动机时开始并且在所述催化剂温度等于熄灯温度时结束。

7.如权利要求6所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中所述设定值模块调整所述所需排气焓以最小化在所述催化剂熄灯周期期间由所述发动机产生的排气中的排放物的量。

8.如权利要求1所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其进一步包括排气焓估计模块，所述排气焓估计模块基于由所述发动机产生的排气的质量流率、排气的温度以及排气的化学成分来估计当前排气焓，其中所述第一模型预测控制模块基于所述当前排气焓产生所述预测排气焓。

9.如权利要求1所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其进一步包括第二模型预测控制模块，所述第二模型预测控制模块：

基于催化剂的模型和可能目标排气焓产生所述发动机的排气系统中的催化剂的预测状态；

基于预测催化剂状态产生用于所述可能目标排气焓中的每一个的成本；以及

基于与所述可能目标排气焓中的每一个相关的所述成本来选择所述可能目标排气焓中的一个。

10.如权利要求9所述的使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统，其中所述预测催化剂状态包括催化剂的预测温度、催化剂中氧气的预测浓度以及催化剂下游的排气系统中排放物的预测浓度。

11.一种使用模型预测控制增加催化剂的温度的方法，包括：

基于发动机冷却液温度和估计的排气焓选择性地产生第一信号；

响应于接收到所述第一信号来选择性地开始催化剂熄灯周期；

选择性地产生所需排气焓；

产生可能目标值组；

基于发动机的模型和所述可能目标值组产生预测排气焓；

基于所述预测排气焓和所述所需排气焓产生用于所述可能目标值组的成本；以及

基于所述成本从多个可能目标值组中选择所述可能目标值组；以及

基于目标值中的至少一个来调整发动机的致动器。