用于閾值水平催化劑的識別的方法
【專利說明】用于闕值水平催化劑的識別的方法
【背景技術(shù)】
[0001] 車輛可W包括=元催化劑（TWC)W用于對內(nèi)燃發(fā)動機的排氣進行處理?？蒞應 用反饋控制W調(diào)節(jié)發(fā)動機的空燃比，使得可WW提高催化劑效率的方式調(diào)節(jié)發(fā)動機排氣成 分。一些車輛可W包括位于TWC上游的寬域排氣氧扣EGO)傳感器和位于TWC下游的加熱 排氣氧她GO)傳感器W將空燃比控制在理想配比附近。肥GO傳感器提供了反饋W將發(fā)動 機排氣調(diào)節(jié)在理想配比周圍。肥GO傳感器提供了反饋W使發(fā)動機空燃比偏向于更濃或更 稀，從而提高催化劑效率。
[0002] 精確的發(fā)動機空燃比控制可W提高催化轉(zhuǎn)化效率；然而，如果催化劑處于劣化狀 態(tài)，那么即使發(fā)動機空燃比被精確地控制，車輛排放也可能在管控水平W上。因此，理想的 是判斷催化劑是否劣化，從而可W采取補救措施W使車輛回到管控排放水平W內(nèi)或者向駕 駛員發(fā)出警告W將車輛送至經(jīng)銷商處W便維修。
[0003] 一種判斷催化劑是否劣化的方式是對發(fā)動機空燃比進行一次的從稀到濃的變化 或者從濃到稀的變化，并且測量觀察到催化劑下游的排氣氧濃度的相應變化所需的時間。 觀察到氧濃度的變化所需的時間可W提供關(guān)于催化劑劣化水平的指示。然而，如果濃或稀 的排氣由于發(fā)動機空燃比的侵入變化而穿透催化劑，則發(fā)動機排放控制可能劣化。另外，監(jiān) 測步進變化的機會可能有限，并且系統(tǒng)中的噪聲可能使得基于僅僅少量觀察的估測結(jié)果不 太確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明人已經(jīng)認識到上述缺點并且已經(jīng)完成了一種方法，其包括：在響應于催化劑 排氣傳感器的下游的反饋發(fā)動機空燃比控制期間，響應于僅僅在基于排氣傳感器輸出的指 定頻率范圍內(nèi)確定的催化劑傳遞函數(shù)，指示催化劑的劣化。 陽〇化]通過僅僅在指定頻率范圍內(nèi)確定催化劑傳遞函數(shù)，可W提供如下技術(shù)效果：通過 用來提高催化劑效率的發(fā)動機空燃比調(diào)制來評估催化劑劣化。換言之，可W基于常規(guī)用來 提高催化劑效率的小量的空燃比變化而非通過可能導致排放穿透的?？跀_動來提供催化 劑劣化評估。結(jié)果，可W通過不使車輛排放劣化并且對很多噪聲源更可靠的方式提供催化 劑劣化評估。
[0006] 本發(fā)明提供了諸多優(yōu)點。特別地，上述方法可W改善車輛催化劑診斷。另外，上述 方法可W通過提供催化劑劣化狀態(tài)的指示而提供改善的車輛排放。另外，上述方法可W提 供無侵入或不易被駕駛員注意到的催化劑診斷。
[0007] 當單獨地或者結(jié)合附圖來理解時，本發(fā)明的上述優(yōu)點W及其他優(yōu)點和特征將從下 面的詳細描述中變得顯而易見。
[0008] 應當理解的是，提供前面的概述是為了W簡化的形式提供將在詳細的說明書中進 一步描述的一系列概念。其并不意在確定要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，其中要求保 護的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。另外，要求保護的主題并不局限于解決在前 文中或者在本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0009] 圖1示出了示例性發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖；
[0010] 圖2示出了示例性催化劑控制系統(tǒng)的示意圖； W11] 圖3示出了用于識別闊值催化劑的示例性方法的高級流程圖；
[0012] 圖4示出了對于應用至從下游肥GO傳感器確定的空燃比和從催化劑模型確定 的空燃比的帶通濾波器，大小對于頻率的示例性曲線圖，其中所述催化劑模型將基于上游 肥GO的空燃比作為輸入；
[0013] 圖5示出了在空燃比已經(jīng)被帶通濾波之后，對于應用至從下游肥GO傳感器確定的 空燃比和從催化劑模型確定的空燃比的低通濾波器，大小對于頻率的示例性曲線圖，其中 所述催化劑模型將基于上游肥GO的空燃比作為輸入；
[0014] 圖6示出了對于未成熟的（例如，新的）催化劑、完全有用壽命的催化劑（例如， 根據(jù)需要在假想的車輛壽命跨度內(nèi)工作的老化的催化劑）和闊值催化劑（例如，滿足最低 排放闊值的催化劑）的修改的催化劑傳遞函數(shù)增益的示例性曲線圖；W及
[0015] 圖7示出了在不同初始條件下開始的增益的催化劑傳遞函數(shù)修改的示例性曲線 圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明設(shè)及診斷催化劑劣化的存在或不存在。具體地，描述了用于確定催化劑傳 遞函數(shù)及其增益的方法和系統(tǒng)。所述系統(tǒng)和方法可W在包括發(fā)動機（例如圖1描繪的發(fā)動 機系統(tǒng)）的車輛中實施。該發(fā)動機系統(tǒng)可W包括如圖2所示的空燃比控制系統(tǒng)。在圖3中 提供了用于確定催化劑傳遞函數(shù)增益的方法。在圖4至圖7中示出了所述方法和系統(tǒng)的示 例性性能結(jié)果。
[0017] 圖1是示出了多缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖，其中多缸發(fā)動機10可W包括 在汽車的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10可W至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)控制W及通 過輸入裝置130由來自車輛操作人員132的輸入控制。在本示例中，輸入裝置130是加速 踏板，并且其包括用于生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒 室（例如，汽缸）30可W包括燃燒室壁32,其中活塞36位于燃燒室壁32中?；钊?6可W 連接至曲軸40,使得活塞的往復運動被轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可W通過中間傳動 系統(tǒng)連接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。另外，起動機馬達可W通過飛輪與曲軸40接合W實現(xiàn) 發(fā)動機10的起動操作。
[0018] 燃燒室30可W通過進氣通道42接收來自進氣歧管44的進氣，并且可W通過排氣 通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48能夠通過相應的進氣氣口 52和排氣氣 口 54與燃燒室30選擇性地連通。在一些示例中，燃燒室30可W包括兩個或更多個進氣氣 口和/或兩個或更多個排氣氣口。在本示例中，進氣氣口 52和排氣氣口 54可W通過經(jīng)由 一個或多個凸輪進行的凸輪致動來控制，并且可W使用為了改變氣口操作而可W由控制器 12操作的凸輪輪廓切換（CP巧系統(tǒng)、可變凸輪正時（VCT)系統(tǒng)、可變氣口正時（WT)系統(tǒng)和 /或可變氣口升程（WL)系統(tǒng)中的一個或多個。進氣氣口 52和排氣氣口 54的位置可W分 別由位置傳感器55和57確定。在替代性示例中，進氣氣口 52和/或排氣氣口 54可W通 過電氣口致動來控制。例如，可替代地，汽缸30可W包括經(jīng)由電氣口致動控制的進氣氣口 和經(jīng)由包括(PS系統(tǒng)和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣氣口。
[0019] 在一些示例中，發(fā)動機10的每個汽缸可W構(gòu)造成具有用于向其提供燃料的一個 或多個燃料噴射器。作為非限制性示例，汽缸30示出為包括一個燃料噴射器66,燃料噴射 器66由燃料系統(tǒng)172供給燃料。燃料噴射器66示出為直接連接至汽缸30，用于與通過電子 驅(qū)動器68從控制器12接收的信號的脈沖寬度FPW成比例地將燃料直接噴射到汽缸30中。 通過運種方式，燃料噴射器66向燃燒汽缸30提供所謂的燃料直噴（下文中也稱為"DI")。
[0020] 將理解的是，在替代性示例中，噴射器66可W是將燃料提供至汽缸30上游的進氣 道的進氣道噴射器。還將理解的是，汽缸30可W接收來自多個噴射器的燃料，例如多個進 氣道噴射器、多個直噴噴射器或者多個進氣道噴射器與多個直噴噴射器的組合。
[0021] 繼續(xù)參照圖1，進氣通道42可W包括具有節(jié)氣口板64的節(jié)氣口 62。在該特定示 例中，節(jié)氣口板64的位置可W由控制器12經(jīng)由提供給包括在節(jié)氣口 62內(nèi)的電子馬達或致 動器的信號來改變，運種構(gòu)型通常稱為電子節(jié)氣口控制巧TC)。通過運種方式，節(jié)氣口 62可 W操作為改變提供給燃燒室30和其他發(fā)動機汽缸的進氣。節(jié)氣口板64的位置可W通過節(jié) 氣口位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42可W包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管 空氣壓力傳感器122,空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122用于向控制器12提 供相應的信號MF和MAP。
[0022] 點火系統(tǒng)88能夠在選定的工作模式下響應于來自控制器12的火花提前信號SA 經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。盡管示出了火花點火部件，但在一些示例中，燃 燒室30或者發(fā)動機10的一個或多個其他燃燒室可W在具有點火火花或不具有點火火花的 情況下在壓縮點火模式下工作。
[0023] 上游排氣傳感器126示出為連接至排放控制裝置70上游的排氣通道48。上游傳 感器126可W是用于提供排氣空燃比的指示的任何合適的傳感器，例如線性寬帶氧傳感器 或肥GO(通用或?qū)捰蚺艢庋酰﹤鞲衅?、雙態(tài)窄帶氧傳感器或EGO傳感器、肥GO(加熱EGO)傳 感器、NOx傳感器、肥傳感器或CO傳感器。在一個示例中，上游排氣傳感器126是構(gòu)造成提 供與排氣中存在的氧的量成比例的輸出（例如電壓信號）的UEG0?？刂破?2使用該輸