用于车辆的催化器的操作系统及其方法
【专利说明】用于车辆的催化器的操作系统及其方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年10月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2013-0127119的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及车辆的催化器，更特别地，涉及操作车辆的催化器的系统和方法，所述系统和方法支持经改进的车辆催化器的放热能量的预测和对应的处理。
【背景技术】
[0004]车辆配备有用于处理发动机的排放气体的催化转化器。通常，车辆通过稠密/稀薄状态来控制燃料的量。催化器能够存储氧气，并对排放气体脱氧以排放水。各种条件可能使催化器劣化。当催化器劣化时，氧气存储能力(OSC)减少并产生噪音。另外，在许多情况下可能影响车辆推进。同时，催化器受到某些高温环境影响。例如，当催化器在适当温度以上暴露时，有可能损害并且甚至有可能破坏催化器的耐久性。为了防止这种情况，在相关技术中，已经提出了检测催化器的温度的各种方法。例如，常规催化器温度测量方法基于进气和发动机速度。然而，根据这种方法，催化器温度通过外部因素测量，而不考虑催化器本身的温度测量。因此，检测结果的可靠性较低。
【发明内容】
[0005]本发明的各个方面旨在提供一种支持更不断地且精确地测量催化器的内部温度的操作车辆的催化器的系统和方法。
[0006]根据本发明的一个方面，用于操作车辆的催化器的系统可以包括构造成净化发动机的排放气体的催化器，和构造成进行催化器的内部温度的检测的控制器，其中控制器通过将催化器的贵金属负载的变化应用至催化器的内部温度模型来检测催化器的内部温度。
[0007]所述系统可以进一步包括负载传感器以检测所述催化器的贵金属负载的变化。
[0008]所述控制器通过根据贵金属负载的变化将所述催化器的热值应用至所述催化器的温度建模来检测所述催化器的内部温度，所述催化器的温度模型是基于车辆的进气和发动机的速度而在前存储的。
[0009]所述控制器从对应于进气、发动机速度和催化器的热值的温度建模数据来检测催化器的内部温度，所述催化器的热值根据催化器的贵金属负载的变化在前测定。
[0010]当催化器的内部温度为预先限定的某个温度或更高时，所述控制器调节当量比(equivalence rat1)。
[0011]在本发明的另一方面，用于操作车辆的催化器的系统的方法可以包括检测车辆的发动机的进气、发动机速度和催化器的贵金属负载，并通过根据贵金属负载的变化将催化器的热值应用至催化器热数据来确定催化器的内部温度，所述催化器热数据是基于车辆的进气和发动机的速度而在前存储的。
[0012]所述方法可还包括，当催化器的内部温度为预先限定的某个温度或更高时，调节当量比。
[0013]用于操作催化器的系统可以包括构造成净化发动机的排放气体的催化器，和构造成进行催化器的内部温度的检测的控制器，其中控制器通过将催化器的贵金属负载的变化应用至催化器的内部温度模型来检测催化器的内部温度。
[0014]所述用于操作催化器的系统可以进一步包括负载传感器以检测所述催化器的贵金属负载的变化。
[0015]在本发明的又一方面，操作车辆的催化器的方法可以包括存储对应催化器的内部温度的基于车辆的发动机的进气、发动机速度和对应于催化器的贵金属负载的催化器的热值建立的催化器热数据，并确定响应于基于催化器热数据的检测值的催化器内部温度。
[0016]所述方法可还包括，当催化器的内部温度为预先限定的某个温度或更高时，调节当量比。
[0017]用于操作催化器的系统可以包括构造成净化发动机的排放气体的催化器，和构造成进行催化器的内部温度的检测的控制器，其中控制器通过将催化器的贵金属负载的变化应用至催化器的内部温度模型来检测催化器的内部温度。
[0018]所述用于操作催化器的系统可以进一步包括负载传感器以检测所述催化器的贵金属负载的变化。
[0019]本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的【具体实施方式】中显现或更详细地阐明。
【附图说明】
[0020]图1为显示根据本发明的示例性实施方案的车辆催化器操作系统100的示意构造的框图。
[0021]图2为显示根据本发明的示例性实施方案的车辆催化器操作方法的流程图。
[0022]图3是显示根据本发明的示例性实施方案的根据催化器的内部氧化反应的热释放量的图。
[0023]图4为显示三元催化器的内部CO氧化反应的结构的图。
[0024]图5是显示根据贵金属催化剂的负载的变化实际测量的催化器的温差的图。
[0025]图6为显示根据贵金属催化剂的负载因生热数据的变化而预测的温度的适用性的图。
[0026]应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。
[0027]在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
[0028]附图中每个元件的附图标记
[0029]100:车辆催化器操作系统
[0030]110:发动机
[0031]120:催化器
[0032]130:排放口
[0033]140:氧气传感器
[0034]150:负载传感器
[0035]160:控制器。
【具体实施方式】
[0036]现在将详细提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
[0037]参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。在所有附图中使用的相同的附图标记表示相同或相似的部件。可能省去并入本文中的公知的功能和结构的详细说明以避免本发明的主题不明显。
[0038]图1为显示根据本发明的示例性实施方案的车辆催化器操作系统100的示意构造的框图。
[0039]参考图1，本发明的车辆催化器操作系统100包括发动机110、催化器120、排放口130、负载传感器150和控制器160。此外,车辆催化器操作系统100可以进一步包括后氧气传感器140。
[0040]车辆催化器操作系统100的这种构造可以通过使用排放气体流速、排放气体温度、排放气体组分、通过负载传感器150获得的贵金属催化剂的负载量计算催化器120的内部温度。车辆催化器操作系统100可以操作保护逻辑以基于所得的催化器的内部温度保护催化器。
[0041]当操作保护逻辑时，车辆催化器操作系统100可以调节当量比的浓度以减小催化器温度。这可以使本发明的车辆催化器操作系统100通过抑制在催化器内部中产生的氧化而降低催化器温度。上述车辆催化器操作系统100根据催化器120的内部中沉积的贵金属催化剂的量将内部氧化反应的变化反映至控制模型以确定内部催化器温度。基于此模型，本发明的车辆催化器操作系统100可以精确地预测在相同发动机中对于每个调整具有不同特性的催化器120的内部温度。此外，本发明的车辆催化器操作系统100可以防止在高速区域中的不必要的稠密条件的调节。
[0042]发动机110构造成燃烧经喷射的燃料以产生动力。发动机110可以根据电动机控制器(例如控制器160)的控制以恒定的速度操作。发动机速度可以再次反馈至控制器160。发动机110可以将因燃料燃烧产生的排放气体通过催化器120排放至排放口 130。
[0043]催化器120设置在发动机110和排放口 130之间以进行从发动机110排放的排放气体的净化。催化器120可以构造成具有各种类型以净化排放气体。特别地，本发明的催化器120可以包括用于三元催化氧化反应的贵金属，例如钯、铑、钼、铈等等。包括在催化器120中的贵金属的负载可以变化。在催化器120中的贵金属的负载的变化可以通过负载传感器150感测。
[0044]排放口 130设置在催化器120的后端处以排放自催化器120排放的材料。这样的排放口 130引导输出自催化器120的排放气体。后氧气传感器140可以设置在排放口 130的一侧。
[0045]负载传感器150是检测催化器120中贵金属负载的变化的传感器。
[0046]后氧气传感器140设置在催化器120的出口侧，并检测氧气浓度，所述氧气浓度根据至控制器160混合比的稠密/稀薄转换。后氧气传感器140累计通过排放口 130排放的排放气体以检测催化器的损害。
[0047]因为在发动机110中燃烧过的排放气体通过排放管供应至催化器120时产生极少的热损失，所以可以确定催化器120的入口温度与发动机110的排放温度相同。因此，控制器160可以根据发动机速度和进气来确定催化器120的排放气体建模温度。
[0048]特别地，控制器160额外地根据催化器负载相对于基本逻辑进行催化器的内部温度变化的建模，使得可以精确地预测根据催化器负载的变化的催化器的内部温度变化，所述基本逻辑通过对排放系统的热力学建模进行从发动机110的排放口至催化器120的后端的各个部件的温度的建模。因在催化器中产生的热而产生的温度可以通过排放气体流速、排放气体温度、排放气体组分和