[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

说明书

公开了使用模型预测控制的汽油发动机中的催化剂熄灯过渡。一种系统包括：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第一信号来选择性地开始催化剂熄灯周期并且产生所需排气焓；以及第一模型预测控制(MPC)模块，所述第一MPC模块基于发动机的模型和可能目标值组产生预测参数、基于预测参数和所需排气焓产生用于可能目标值组的成本并且基于成本从多个可能目标值组中选择所述可能目标值组。该系统还包括发动机致动器模块，所述发动机致动器模块基于目标值中的至少一个来调整发动机的致动器。

相关申请的交叉引用

此申请涉及2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,502、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,516、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,569、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,626、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,817、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,896、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,531、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,507、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,808、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,587、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,492、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/226,006、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/226,121、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,496。以上申请的全部披露内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及内燃发动机，并且更具体来说，涉及使用模型预测控制增加催化剂的温度的系统和方法。

背景技术

本文所提供的背景技术描述的目的在于从总体上介绍本公开的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本公开的现有技术。

内燃发动机在汽缸内燃烧空气与燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动扭矩。进入发动机的空气流量通过节气门来调节。更具体来说，节气门调整节气门面积，这增加或减少进入发动机的空气流量。当节气门面积增加时，进入发动机的空气流量增加。燃料控制系统调整燃料被喷射的速率从而将所需的空气/燃料混合物提供到汽缸和/或实现所需的扭矩输出。增加提供到汽缸的空气与燃料的量增加发动机的扭矩输出。

在火花点火发动机中，火花开始提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，汽缸中的压缩燃烧提供到汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流量可以是用于调整火花点火发动机的扭矩输出的主要机构，而燃料流可以是用于调整压缩点火发动机的扭矩输出的主要机构。

排气系统包括催化剂，诸如三元催化剂。催化剂与流过催化剂的排气的一个或多个成分反应以减少排气中的排放物。当催化剂温度低于阈值时，催化剂不会有效地减少排放物。在催化剂熄灯周期期间，催化剂的温度增加到预定催化剂温度。

已经开发出发动机控制系统来控制发动机输出扭矩以实现所需扭矩。然而，传统的发动机控制系统并不如需要一样精确地控制发动机输出扭矩。另外，传统的发动机控制系统并不对控制信号提供快速响应或者在影响发动机输出扭矩的各种设备之间协调发动机扭矩控制。

发明内容