BR102015030853A2

BR102015030853A2 - sistemas e métodos

Info

Publication number: BR102015030853A2
Application number: BR102015030853A
Authority: BR
Inventors: Daniel George Norton; Dipankar Deb; Jassin Marcel Fritz; Maruthi Narasinga Rao Devarakonda; Medy Satria; Prashant Srinivasan; Sharath Sridhar Aramanekoppa; William Collins Vining
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-06-14
Also published as: US9605579B2; EP3032076B1; EP3032076A2; BR102015030853A8; CN105781765B; KR20160072063A; JP2016121678A; KR102262452B1; JP6739927B2; CN105781765A; US20160169077A1; EP3032076A3; BR102015030853B1

Abstract

sistemas e métodos trata-se de um sistema que inclui um controlador que tem um processador configurado para receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico; e para receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico; e para executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico. o processador é configurado para derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio.

Description

“SISTEMAS E MÉTODOS” Antecedentes [001] A matéria revelada no presente documento refere-se ao controle baseado em modelo de sistemas de conversor catalítico. Especificamente, a matéria descrita abaixo se refere a sistemas e métodos para controlar certos parâmetros de um sistema de conversor catalítico.

[002] Sistemas de turbina e motor a gás proporcionam potência para uma variedade de aplicações, como sistemas de processamento de óleo e gás, edifícios comerciais e industriais, e veículos. Os sistemas de turbina e motor a gás podem ser acoplados de maneira fluida a um sistema de conversor catalítico, como conversores catalíticos de três vias adequados para controlar emissões de certos óxidos, como óxidos de nitrogênio. Os sistemas de motor incluem ou são acoplados a um sistema de controle que supervisiona a operação do sistema de motor. O sistema de controle pode aperfeiçoar a eficiência do sistema de motor e proporcionar outras funcionalidades. Por exemplo, o sistema de controle pode aperfeiçoar a eficiência de sistemas de motor de combustão interna controlando-se a relação de ar para combustível do motor, que representa a quantidade de ar proporcionada ao motor em relação à quantidade de combustível proporcionada ao motor. Dependendo das aplicações desejadas, o sistema de controle pode tentar manter a relação de ar para combustível próxima à estequiometria. Outras aplicações podem manter a relação de ar para combustível em uma faixa entre abundante (isto é, excesso de combustível) e escassa (isto é, excesso de ar).

[003] Como será entendido, os sistemas de motor produzem gases de escape como resultado da queima de combustível; e os tipos de gases de escape emitidos podem depender em parte do tipo e quantidade de combustível proporcionado ao sistema de motor. Muitas indústrias e jurisdições (por exemplo, plantas de queima de carvão, governos federal e estadual, etc.) podem ter regulações e restrições que especificam os tipos e quantidades de gases de escape que diferentes sistemas de motor a gás estão permitidos de emitir.

[004] Para satisfazer as regulações e restrições, o sistema de motor a gás pode usar o sistema de conversor catalítico para controlar as emissões. O sistema de conversor catalítico recebe os gases de escape e substancialmente converte os gases de escape em outros tipos de gases permitidos pelas regulações e restrições. O desempenho do sistema de conversor catalítico pode afetar o desempenho do motor a gás e vice-versa. Seria benéfico aperfeiçoar o desempenho do motor a gás e dos sistemas de conversor catalítico por meio do sistema de controle.

Descrição Resumida [005] Certas realizações proporcionais em escopo com a invenção originalmente reivindicada são resumidas abaixo. Essas realizações não são destinadas a limitar o escopo da invenção reivindicada, mas, em vez disso, essas realizações são destinadas apenas a proporcionar um breve resumo das possíveis formas da invenção. De fato, a invenção pode abranger uma variedade de formas que podem ser similares ou diferentes das realizações estabelecidas abaixo.

[006] Em uma primeira realização, um sistema inclui um controlador que tem um processador. O processador é configurado para receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico. O processador é adicionalmente configurado para receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico. O processador é adicionalmente configurado para executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico; O processador é também configurado para derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio, e para comparar a estimativa de armazenagem de oxigênio com o ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema, em que o processador é configurado para aplicar a comparação durante o controle de um motor a gás.

[007] Em uma segunda realização, um sistema inclui um sistema de motor a gás que tem um motor a gás acoplado de maneira fluida a um sistema de conversor catalítico e um controlador catalítico acoplado de maneira operacional ao motor a gás e acoplado de maneira comunicativa ao conversor catalítico. O controlador catalítico tem um processador configurado para receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico. O processador é adicionalmente configurado para receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico. O processador é adicionalmente configurado para executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico; O processador é também configurado para derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio, e para comparar a estimativa de armazenagem de oxigênio com o ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema, em que o processador é configurado para aplicar a comparação durante o controle de um motor a gás. O processador é adicionalmente configurado para derivar um ponto de ajuste de relação de ar para combustível (AFR) com base na comparação, em que o ponto de ajuste de AFR é aplicado para controlar o motor a gás.

[008] Em uma terceira realização, um método inclui receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico. O método adicionalmente inclui receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico. O método adicionalmente inclui executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico. O método também inclui derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio, e comparar a estimativa de armazenagem de oxigênio com o ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para aplicar a comparação durante o controle de um motor a gás.

Breve Descrição das Figuras [009] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem compreendidas quando as seguintes descrições detalhadas forem lidas com referência aos desenhos anexos, nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes ao longo dos desenhos, em que: - A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de motor a gás incluindo um sistema de estimador catalítico, de acordo com uma realização; - A Figura 2 é um diagrama de blocos de uma unidade de controle de motor e um sistema de estimador catalítico para o sistema de motor a gás da Figura 1, de acordo com uma realização; - A Figura 3 é um corte transversal de um sistema de conversor catalítico incluído no sistema de motor a gás da Figura 1, de acordo com uma realização; - A Figura 4 é um diagrama de blocos de um sistema de filtro de Kalman estendido adaptativo (AEKF) incluído no sistema de estimador catalítico da Figura 1, de acordo com uma realização; - A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método de operação para o sistema de estimador catalítico da Figura 1, de acordo com uma realização; e - A Figura 6 é um fluxograma que ilustra um processo de controle derivado do método da Figura 5, de acordo com uma realização.

Descrição Detalhada [010] Uma ou mais realizações específicas da presente invenção serão descritas abaixo. Em um esforço para proporcionar uma descrição concisa dessas realizações, todas as funções de uma implantação real podem não ser descritas neste relatório descritivo. Deve-se entender que no desenvolvimento de qualquer tal implantação real, como em qualquer projeto de engenharia ou modelo, numerosas decisões específicas de implantação precisam ser realizadas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como conformidade com as restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, que podem variar de uma implantação para outra. Além disso, deve ser entendido que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, no entanto, seria uma tarefa rotineira de projeto, fabricação e manufatura para os elementos de habilidade comum na técnica que têm o benefício desta revelação.

[011] Ao introduzir os elementos de diversas realizações da presente invenção, os artigos “um”, “uma”, “o”, "a", e “dito” e "dita" são destinados a significar que existem um ou mais dos elementos. Os termos “que compreende”, “que inclui” e “que tem” são destinados a serem inclusivos e significar que podem existir elementos adicionais além dos elementos listados.

[012] Diversas realizações se referem a controlar o sistema de conversor catalítico acoplado de maneira fluida a, por exemplo, uma turbina ou um motor a gás. Em uma realização, um estimador catalítico pode ser proporcionado, adequado para estimar, como um exemplo, um estado de armazenagem de oxigênio de um catalisador de três vias. O estimador catalítico pode ser proporcionado como um filtro de Kalman estendido adaptativo (AEKF) e o AEKF pode usar um modelo cinético calibrado do catalisador de três vias, como adicionalmente descrito abaixo. Durante as operações, o estimador catalítico pode receber admissões de sensor a partir de diversos locais, como locais na entrada do catalisador de três vias, na saída do catalisador de três vias e/ou em pontos intermediários no catalisador de três vias. As admissões de sensor podem incluir admissões de sensor lambda que medem uma proporção de oxigênio (02) no local do sensor lambda, assim como sensores de temperatura, sensores de óxidos de nitrogênio (NOx), sensores de óxidos de carbono (COx), sensores de fluxo de massa, sensores de pressão e similares. As emissões para fora do motor e concentrações de espécies de emissão correspondentes também podem ser previstas, com base nas condições de motor atuais. O estimador catalítico pode usar os dados de sensor para aumentar a exatidão de estimação do comportamento do catalisador de três vias, por exemplo, modificando-se o mesmo de modo adaptável ou pelo modelo cinético fundamental para capturar a degradação ou envelhecimento de catalisador, variações entre catalisadores individuais, e assim por diante.

[013] Um sistema de controle baseado em modelo (MBC) que supervisiona a operação do sistema de motor pode, então, ser usado para controlar certos aspectos do sistema catalítico, como uma quantidade de oxigênio armazenado, e proporcionar controle mais refinado de espécies e quantidades de emissões que saem do sistema de catalisador. O controlador MBC pode, por exemplo, determinar um ponto de ajuste para a AFR com base nas derivações do estimador do sistema de catalisador. O controlador MBC pode, então, consequentemente ajustar a AFR. Controlando-se a AFR, o motor pode queimar combustível para resultar, por exemplo, em uma armazenagem de 02 catalítico desejada, fluxo de saída, e assim por diante, portanto, controlando o sistema catalítico. O sistema de controle também pode usar o comportamento estimado do conversor catalítico para propósitos de diagnóstico.

[014] Agora em referência à Figura 1, um sistema de motor a gás 10 é ilustrado, adequado para queimar combustível para produzir potência para uma variedade de aplicações, como sistemas de geração de potência, sistemas de óleo e gás, edifícios comerciais e industriais, veículos, aterros e tratamento de água residual. O sistema de motor a gás 10 inclui um motor a gás 12, como um motor a gás Waukesha™, disponível junto à General Electric Company. O sistema de motor a gás 10 também inclui um estrangulador 14 acoplado ao motor a gás 12. O estrangulador 14 pode ser uma válvula cuja posição controla a quantidade de combustível ou ar proporcionada ao motor a gás 12. Como tal, a posição do estrangulador 14 determina em parte uma relação de ar para combustível (AFR) do motor a gás 12. A AFR representa a relação entre uma quantidade de oxidante (por exemplo, oxigênio) disponível para queimar uma quantidade de combustível proporcionada ao motor a gás 12.

[015] O sistema de motor a gás 10 adicionalmente inclui uma unidade de controle de motor 16 que pode controlar a operação do sistema de motor a gás 10, que é descrito em detalhes adicionais abaixo. Para essa finalidade, o sistema de motor a gás 10 também inclui sensores e atuadores que podem ser usados pela unidade de controle de motor 16 para realizar diversas tarefas. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 1, o sistema de motor a gás 10 pode incluir os sensores 30A, 30B, 30C que estão dispostos em locais diferentes no sistema de motor a gás 10. Os sensores 30A, 30B, 30C podem incluir sensores lambda (por exemplo, sensores de oxigênio), sensores de temperatura, sensores de fluxo de massa, sensores de pressão, sensores de NOx, sensores de CO e similares, que proporcionam sinais correlativos as medições desse local específico. O motor a gás 12 pode emitir certos tipos e quantidades de gases de escape com base no tipo de combustível usado. Certas indústrias e organizações (por exemplo, a indústria de óleo e gás, plantas de queima de carvão, governos federal e estadual, etc.) podem ter restrições e regulações que especificam os tipos e quantidades de gases de escape que os motores a gás estão permitidos de emitir.

[016] Para satisfazer essas restrições e regulações, o sistema de motor a gás 10 inclui um sistema de conversor catalítico 32 acoplado a um conduto de exaustão 34 do motor a gás 12. O sistema de conversor catalítico 32 recebe os gases de escape a partir do motor a gás 12 captura o gás de escape e/ou converte os gases de escape em outros tipos de emissões permitidas pelas restrições e regulações. Por exemplo, o sistema de conversor catalítico 30 ilustrado na Figura 1 pode realizar três conversões: 1.) converter óxidos de nitrogênio em nitrogênio e oxigênio, 2.) converter monóxido de carbono em dióxido de carbono e 3.) converter hidrocarbonetos não queimados em dióxido de carbono e água. Isto é, o sistema de conversor catalítico 32 ilustrado na Figura 1 é um catalisador de três vias. Outras realizações podem usar outros tipos de conversores catalíticos. Os gases convertidos podem, então, sair do sistema de conversor catalítico 32 por meio de um conduto de saída 36, que pode levar a outro componente do sistema de motor a gás 10 (por exemplo, outro conversor catalítico 32, um sistema de recuperação de calor) ou a uma passagem.

[017] Para supervisionar o sistema de conversor catalítico 32, o sistema de motor a gás 10 inclui um sistema de estimador catalítico 44, conforme mostrado na Figura 1 e descrito em detalhes adicionais abaixo. O sistema de estimador de catalisador 44 pode ser parte da unidade de controle de motor 16 ou pode ser um sistema separado que se comunica com a unidade de controle de motor 16.

[018] Agora em referência à Figura 2, a unidade de controle de motor 16 inclui um processador 18; uma memória 20, um enlace de comunicação 22 com outros sistemas, componentes e dispositivos; e uma interface de hardware 24 adequada para fazer interface com sensores 30 (por exemplo, sensores 30A, 30B, 30C) e atuadores 28. O processador 18 pode incluir, por exemplo, processadores de circuito integrado único ou múltiplo de propósito geral. Além disso, o processador 18 pode ser qualquer processador de propósito especial convencional, como um processador ou conjunto de circuitos de aplicação específica. O processador 18 e/ou outros conjuntos de circuitos de processamento de dados podem ser acoplado de maneira operável à memória 20 para executar instruções para operar a unidade de controle de motor 16. Essas instruções podem ser codificadas em programas que são armazenados na memória 20. A memória 20 pode ser um exemplo de um meio legível por computador não transitório tangível e pode ser acessada e usada para executar instruções por meio do processador 18, [019] A memória 20 pode ser um dispositivo de armazenagem em massa (por exemplo, disco rígido), um dispositivo de memória FLASH, uma memória removível ou qualquer outro meio legível por computador não transitório. Adicionalmente ou alternativamente, as instruções podem ser armazenadas em um artigo de manufatura adequado adicional que inclui pelo menos um meio legível por computador não transitório tangível que armazena pelo menos coletivamente essas instruções ou rotinas de maneira similar à memória 20 conforme descrita acima. O enlace de comunicação 22 pode ser um enlace com fio (por exemplo, uma infraestrutura de telecomunicação com fio ou uma rede de área local que emprega Ethernet) e/ou um enlace sem fio (por exemplo, uma rede celular ou uma rede Wi-Fi 802.11x) entre a unidade de controle de motor 16 e outros sistemas, componentes e dispositivos. Por exemplo, o enlace 22 pode ser um enlace de rede de área do controlador (CAN), um enlace de diagnóstico a bordo (OBD), um enlace Modbus, e assim por diante.

[020] Os sensores 30 podem proporcionar diversos sinais para a unidade de controle de motor 16. Por exemplo, conforme mencionado acima, os sensores 30 podem incluir sensores de oxigênio, temperatura, fluxo de massa e/ou pressão 30A, 30B, 30C, dispostos em locais diferentes no sistema de motor a gás 10 para proporcionar sinais correlativos a medições de oxigênio, temperatura, fluxo e/ou pressão para esse local específico. Os atuadores 28 podem incluir válvulas, bombas, posicionadores, pás guias de entrada, chaves e similares, úteis na realização de ações de controle. Por exemplo, o estrangulador 14 é um tipo de atuador 28 específico.

[021] Com base nos sinais recebidos a partir dos sensores 30, a unidade de controle de motor 16 pode determinar se um ou mais aspectos de controle do sistema de motor a gás 10 devem ser alterados e consequentemente ajusta o aspecto de controle com o uso de um atuador 28. Por exemplo, a unidade de controle de motor 16 pode se empenhar para aperfeiçoar a eficiência do motor a gás 12 controlando-se a AFR do motor a gás 12. Em particular, a unidade de controle de motor 16 pode tentar manter a AFR do motor a gás 12 em uma relação desejada, como próxima à estequiometria. Em outras realizações, a unidade de controle de motor 16 pode tentar manter a AFR do motor a gás 12 dentro de uma faixa estreita de valores aceitáveis, incluindo valores em que a AFR inclui queimas abundantes (isto é, excesso de combustível) e queimas escassas (isto é, excesso de ar), dependendo das aplicações de motor 12 desejadas.

[022] A unidade de controle de motor 16 também pode incluir o sistema de estimador catalítico 44. Durante operações de motor 12, o sistema de estimador catalítico 44 pode proporcionar continuamente diversas estimativas do estado do sistema catalítico 32, como uma quantidade de 02 que é armazenada pelo sistema catalítico 32, assim como quantidades de certas espécies de interesse, como NOx e COx que podem ser emitidos para o ambiente. A unidade de controle de motor 16 pode usar essas informações para operar de modo mais eficiente o motor 12 assim como para melhor manter a conformidade de emissões regulatórias. O sistema de estimador catalítico 44 pode usar ou incluir um modelo 45, como um modelo químico de princípio primário cinético do conversor catalítico 32 adequado para modelar as reações químicas que ocorrem no conversor catalítico e que inclui calibrações adequadas para transferência de massa e transferência de energia. Deve ser observado que a unidade de controle de motor 16 pode ser, portanto, um controlador, como um controlador catalítico, adequado para controlar o sistema catalítico 32. Também deve ser observado que, embora o estimador 44 seja ilustrado como incluído na unidade de controle 16, o estimador 44 pode ser separado do controlador 44 e também pode ser, portanto, um controlador, como um controlador catalítico, adequado para controlar o sistema catalítico 32.

[023] O modelo 45 pode incluir submodelos, como modelos cinéticos adicionais, modelos de reator, e similares. Os modelos cinéticos podem incluir modelos que descrevem a oxidação de monóxido de carbono, oxidação de etileno, oxidação de acetileno, oxidação de metano e/ou a redução de óxidos de nitrogênio. Por exemplo, os modelos podem ser baseados na taxa de absorção de um componente i em metal nobre, que pode ser dado pela Equação 1.

Equação (1): ΤαΛ ~ [024] Para a Equação 1, k é um coeficiente de taxa de absorção, L é uma capacidade de fase de catalisador, C é uma concentração (por exemplo, molar), e Θ* determina uma fração de superfície de céria vazia. O coeficiente de taxa de absorção pode ser encontrado por meio de princípios primários, por exemplo, teoria dos gases cinética. Os modelos de reator podem modelar um ou mais reatores adiabáticos dimensionais com base na geometria do sistema de conversor catalítico 32, incluindo canais, gradientes axiais e coeficientes de transferência de calor e de massa com base no fluxo laminar desde o volume do gás até o primer catalisador. O modelo cinético 45 pode ser calibrado para um sistema de conversor catalítico 32 específico, por exemplo, operando-se o sistema 32 em diversas condições, incluindo condições de queima escassa e de queima abundante. Consequentemente, pode ser útil descrever uma realização do sistema de conversor catalítico 32 em mais detalhes.

[025] Agora em referência à Figura 3, uma realização do sistema de conversor catalítico 32 pode incluir pelo menos duas estruturas catalíticas, um catalisador de redução 38 e um catalisador de oxidação 40. Ambas as estruturas catalíticas podem compreender estruturas cerâmicas revestidas com um catalisador de metai nobre, como platina, ródio e paládio. As estruturas catalíticas podem compreender um formato de colmeia ou esferas cerâmicas e podem ser divididas em células, que são medidas por polegada quadrada.

[026] Conforme ilustrado na Figura 3, os gases de escape provenientes do conduto de exaustão 34 primeiro se deparam com o catalisador de redução 38. O catalisador de redução 38 pode ser revestido com um ou mais de um revestimento de metal do grupo da platina (PGM), incluindo rutênio, ródio, paládio, ósmio, irídio e/ou platina, e reduz os óxidos de nitrogênio nos gases de escape a nitrogênio e oxigênio. Em seguida, os gases se deparam com o catalisador de oxidação 40, que pode ser revestido com um ou mais revestimentos de PGM. O catalisador de oxidação 38 oxida os hidrocarbonetos não queimados nos gases de escape a dióxido de carbono e água e o monóxido de carbono nos gases de escape a dióxido de carbono. Por fim, os gases convertidos saem do sistema de conversor catalítico por meio do conduto de saída 36.

[027] Em certas realizações, o sistema de conversor catalítico 32 pode incluir um difusor 42 posicionado entre a haste de exaustão 34 e o catalisador de redução 38. O difusor 42 dispersa os gases de escape de maneira homogênea transversalmente à largura das estruturas catalíticas no sistema de conversor catalítico 32. Como resultado, uma maior quantidade dos gases de escape pode entrar em contato com a extremidade frontal das estruturas catalíticas, o que permite às mesmas converterem uma grande quantidade dos gases de escape dentro de uma distância mais curta. Adicionalmente, dispersar os gases de escape com o uso do difusor 34 também pode reduzir a probabilidade de que áreas diferentes das estruturas catalíticas envelheçam a taxas variáveis devido às concentrações diferentes dos gases de escape em áreas específicas.

[028] Conforme mencionado acima, a unidade de controle de motor 16 pode controlar a AFR do motor a gás 12 de modo que controle o sistema de conversor catalítico 32 e aperfeiçoe a eficiência do motor a gás 12. Para isso, a unidade de controle de motor 16 pode monitorar vários fatores, como a composição de gás de escape que entra e/ou que sai do sistema de conversor catalítico 32, a fim de determinar quaisquer ajustes à AFR do motor a gás 12. Em muitas situações, o desempenho do sistema de conversor catalítico 32 também pode proporcionar uma indicação de se e como a AFR do motor a gás 12 deve ser ajustada. Por exemplo, se a quantidade de oxidação de gases de escape está abaixo de um certo limiar, pode ser uma indicação de que o motor a gás não está recebendo oxigênio o suficiente e a relação de ar para combustível deve ser ajustada para se tornar mais escassa.

[029] Para aperfeiçoar o controle da AFR do motor a gás 12, a unidade de controle de motor 16 pode trabalhar em conjunto com o sistema de estimador de catalisador 44. Isto é, a unidade de controle de motor 16 pode controlar a AFR do motor a gás 12 com base em retroalimentação a partir do sistema de estimador de catalisador 44. Conforme ilustrado na Figura 4, uma realização do sistema de estimador de catalisador 44 pode incluir um sistema de filtro de Kalman estendido adaptativo (AEKF) 46 adequado para estimar, por exemplo, a armazenagem e liberação de oxigênio do sistema de conversor catalítico 32. A porção “estendida” do AEKF pode ser mais adequada para analisar dados não lineares, ao contrário de técnicas de filtro de Kalman tradicionais.

[030] O sistema de estimador de catalisador 44 pode estimar e monitorar a operação do sistema de conversor catalítico 32. Em particular, o sistema de estimador de catalisador 44 pode estimar e monitorar a dinâmica de armazenagem de oxigênio do sistema de conversor catalítico 32. De modo ideal, o sistema de conversor catalítico 32 recebe oxigênio adequado a partir do combustível ou da estrutura de oxidação 40 para oxidar os hidrocarbonetos não queimados e/ou o monóxido de carbono. Isto é, a quantidade de oxigênio recebida a partir do combustível ou armazenada na estrutura de oxidação 40 pode, então, determinar o desempenho do sistema de conversor catalítico 32 para duas de suas funções principais, converter hidrocarbonetos não queimados a dióxido de carbono e água e monóxido de carbono a dióxido de carbono. Como tal, a dinâmica de armazenagem de oxigênio do sistema de conversor catalítico 32 pode ser um indicador adequado do desempenho do sistema de conversor catalítico 32. Entretanto, deve ser entendido que o sistema de estimador de catalisador 44 pode ser usado para estimar e monitorar outros indicadores de desempenho para o sistema de conversor catalítico 32, como temperatura, fluxo de massa, concentração de espécies de interesse (por exemplo, COx, NOx, metano), pressão, e assim por diante.

[031] Para essa finalidade, a medição u representativa de sinais recebidos a partir dos sensores 30 a montante (ou dentro do sistema de conversor catalítico 32) pode ser processada por um conversor analógico para digital (A/D) 48 em valores uk. De modo semelhante, sinais de saída y representativos de sensores 30 a jusante (ou dentro do sistema de conversor catalítico 32) podem ser processados por um conversor A/D 50 em valores yk que podem ser usados como retroalimentação para aperfeiçoar o sistema de AEKF 46. Por exemplo, yk pode ser somado enquanto uma saída de bloco h de observação 52 (por exemplo, saída de ' ) pode ser subtraída para se chegar a um valor K (mostrado por meio do elemento de número 53), por X exemplo, ganho de Kalman ideal com atualizações. pode representar um valor estimado (por exemplo, armazenagem de oxigênio, temperatura, fluxo de massa, pressão, concentração de espécies) ao qual se chegou por meio do modelo cinético 45. O valor K pode, então, ser somado a uma saída de um bloco fd 54 (por exemplo, ) e essa soma pode, então, ser usada como uma admissão ao bloco 56 (por exemplo, z'1, representativo da raiz quadrada de uma observação do estado verdadeiro), assim como ao bloco 52. Uk também pode ser usado como admissão a um bloco 58 (por exemplo, z'1) que pode proporcionar sua saída ao bloco 54.

[032] Em uma realização, um modelo de parâmetro de estado aumentado para o sistema de AEKF 46 pode incluir: Equação (2): - onde yk = Kxk,uk,®k-i) + vk> and 0L < ôk < 0U e urna matriz de ponderação wsão matrizes de dois elementos, conforme mostrado.

[033] Um vetor de parâmetro de estado aumentado pode incluir: Equação (3): - onde Θ é representativo de uma cobertura céria de superfície fracional e Té a temperatura. Deve ser observado que outros sistemas de filtro de Kalman podem ser usados, assim como ou em adição ao sistema 46. Também deve ser observado que outras técnicas, como redes neurais, algoritmos genéticos, sistemas especialistas e similares, podem ser usados em adição a ou em alternativa ao sistema 46.

[034] Para avaliar a dinâmica de armazenagem de oxigênio do sistema de conversor catalítico 32, o sistema de estimador de catalisador 44 estima por meio do sistema de AEKF 46 a dinâmica de armazenagem de oxigênio do sistema de conversor catalítico 32. O sistema de controle 16 também determina um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base nas condições de operação desejadas (por exemplo, queima escassa, queima abundante), níveis de emissões desejados (por exemplo, níveis adequados para manter a conformidade de emissões regulatórias), degradação catalítica (por exemplo, degradação determinada por meio do estimador 44), e assim por diante. A unidade de controle de motor 16 determina, então, um ponto de ajuste para a AFR do motor a gás 12 com base na comparação entre as estimativas de armazenagem de oxigênio e os pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio e consequentemente ajusta a AFR. Em certas realizações, o sistema de estimador de catalisador 44 pode determinar o ponto de ajuste de AFR em vez da unidade de controle de motor 16. Adicionalmente, o sistema de estimador de catalisador 44 pode ajustar a AFR em certas realizações. Independentemente, o ponto de ajuste de AFR pode, então, ser usado pela unidade de controle de motor 16 para proporcionar controle de diversos atuadores, incluindo atuadores de liberação de combustível, e assim por diante.

[035] A Figura 5 ilustra uma realização de um processo 60 adequado para definir e aplicar o sistema de estimador de catalisador 44. Embora o processo 60 seja descrito abaixo em detalhes, o processo 60 pode incluir outras etapas não mostradas na Figura 5. Adicionalmente, as etapas ilustradas podem ser realizadas simultaneamente ou em uma ordem diferente. Adicionalmente, como será entendido, uma parte das etapas de processo 60 pode ser realizada enquanto o sistema de motor a gás 10 está desconectado (isto é, não está em operação). O processo 60 pode ser implantado como código ou instruções executáveis armazenados em um meio legível por computador (por exemplo, memória 20) e executáveis por meio de um ou mais processadores (por exemplo, processador 18).

[036] Iniciando pelo bloco 62, o processo 60 cria um ou mais modelos de conversor catalítico físico 64, como o modelo cinético 45. O sistema de controle 16 pode empregar uma técnica de controle baseado em modelo (MBC), na qual estados e condições de operação do sistema de motor a gás 10 são tratados como estados individuais. Em tais realizações, o processo 60 pode criar modelos de conversor catalítico 64 com base em cada estado de operação individual, cada condição de operação individual ou cada combinação do estado de operação e da condição de operação individuais. Os modelos de conversor catalítico 64 podem ser criados durante simulações desconectadas do sistema de motor a gás 10 e, então, ser salvos na memória 20 (por exemplo, como tabelas de consulta) para acesso durante outras etapas do processo 60.

[037] No bloco 66, o processo 60 pode criar um ou mais sistemas estimadores catalíticos 68, incluindo o estimador 44 detalhado acima. Conforme descrito anteriormente, o estimador 44 pode incluir o sistema de AEKF 46. O sistema de AEKF 46 pode ser modulado para proporcionar de modo mais eficiente estimação do sistema catalítico 32, por exemplo, modulando-se para ganho alto, ganho baixo, e assim por diante. No bloco 70, o processo 60 recebe uma variedade de admissões que dizem respeito ao estado do sistema de motor a gás 10 e do sistema de conversor catalítico 32. Em particular, o processo 60 recebe dados pelo menos a partir dos sensores 30A, 30B e 30C.

[038] O processo 60, então, seleciona (bloco 72) um modelo de conversor catalítico 64 e um estimador 68 com base nas admissões recebidas do bloco 70. Essas admissões podem incluir o fluxo de massa de ar total, a temperatura de gás de escape, a capacidade de armazenagem de oxigênio da estrutura de oxidação 40, a energia de Gibbs da estrutura de oxidação 40, a composição de gás de entrada, pressão, e similares. As admissões recebidas incluem características físicas do sistema de conversor catalítico 32 (por exemplo, a capacidade de armazenagem de oxigênio e a energia de Gibbs da estrutura de oxidação 40) que podem ser armazenadas na memória 20, assim como dados empíricos (por exemplo, a temperatura de gás de escape e a composição de gás de entrada) que são medidos por um ou mais sensores 30.

[039] Em seguida, no bloco 74, o sistema de estimador de catalisador 44 estima certas dinâmicas de sistema, como a dinâmica de armazenagem de oxigênio do sistema de conversor catalítico 32. Em particular, o sistema de estimador de catalisador 44 pode estimar a dinâmica de armazenagem de oxigênio para todo o sistema de conversor catalítico 32 em diversos locais dentro do sistema de conversor catalítico 32, assim como temperatura, pressão e fluxo de massa para todo o sistema de conversor catalítico 32, incluindo locais de entrada e de saída. O sistema de estimador de catalisador 44 determina estimativas 76 com base no modelo de conversor catalítico selecionado 64 e nas diversas medições a partir dos sensores 30, incluindo medições de oxigênio pré- e pós-catálise. O sistema de estimador de catalisador 44 também pode levar em conta as medições de oxigênio durante a catálise, se disponíveis, ao determinar as estimativas 76 de dinâmica de armazenagem de oxigênio. Adicionalmente, o sistema de estimador de catalisador 44 pode determinar as estimativas 76 com base no ingresso de oxigênio, que é a quantidade de oxigênio presente nos gases de escape e o oxigênio armazenado dentro do sistema de conversor catalítico 30 que é liberado e consumido quando a quantidade de oxigênio nos gases de escape é insuficiente.

[040] O processo 60 também deriva (bloco 78) pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio 80 para o sistema de conversor catalítico 32 com base no modelo de conversor catalítico selecionado 64 e no estimador 68. Vantajosamente, o processo 60 deriva os pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio 80, por exemplo, para controlar melhor as emissões, para aperfeiçoar o desempenho do sistema de catalisador 32, para levar em consideração a degradação do sistema de catalisador 32, para aperfeiçoar o desempenho do motor 12 ou uma combinação dos mesmos. Em uma realização, os pontos de ajuste 80 individuais podem ser derivados por meio de uma simulação (por exemplo, simulação desconectada) e, então, as derivações podem ser armazenadas, por exemplo, em uma ou mais tabelas de consulta para uso durante as operações do sistema 10. Em outra realização, os pontos de ajuste 80 individuais podem ser derivados durante as operações (por exemplo, derivação em tempo real) e usados pela unidade de controle de motor 16 em tempo real.

[041] No bloco 82, o processo 60 compara os pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema 80 com as estimativas de armazenagem de oxigênio 76. O processo 60, então, proporciona os resultados da comparação à unidade de controle de motor 16, que usa a comparação para determinar (bloco 84) um ponto de ajuste de AFR 86. A unidade de controle de motor 16, então, controla um ou mais atuadores 28 (por exemplo, o estrangulador 14) para atingir o ponto de ajuste de AFR no bloco 88. Em certas realizações, o processo 60 pode armazenar as admissões recebidas, o modelo de conversor catalítico selecionado 64 e as estimativas de armazenagem de oxigênio 76 na memória 20 no bloco 90. O processo 60, então, analisa os dados salvos para determinar aperfeiçoamentos aos modelos de conversor catalítico 64 no bloco 92. Isso pode ser feito com o uso de um ou mais algoritmos de aprendizagem de máquina, como redes neurais e agrupamento de dados. Usando-se os dados analisados para aperfeiçoar os modelos de conversor catalítico 64, o processo 60 pode levar em consideração alterações no motor a gás 12 e no sistema de conversor catalítico 32 ao longo do tempo, como envelhecimento e degradação do sistema. Como será entendido, o processo 60 pode realizar qualquer análise dos dados salvos enquanto o sistema de motor a gás 10 está desconectado.

[042] Além de aperfeiçoar os modelos de conversor catalítico 64, os dados analisados também podem ser usados para realizar testes diagnósticos no sistema de conversor catalítico 32 no bloco 94. Com base nos dados analisados, o processo 60 pode atribuir um estado de saúde 96 ao sistema de conversor catalítico 32 (por exemplo, com necessidade de manutenção, excelente desempenho, etc.). Em algumas realizações, o estado de saúde 94 pode incluir dados relacionados ao sistema de conversor catalítico 32, como a quantidade de saturação de oxigênio, a quantidade de oxigênio armazenado ou a porcentagem de conversão de uma espécie de reação específica dentre todas as conversões. O processo 60 pode, então, comunicar o estado de saúde 94 para a unidade de controle de motor 16, que pode agir conforme necessário.

[043] Por exemplo, a Figura 6 ilustra uma realização de um processo de controle 100 que pode ser usado para controlar o sistema de motor a gás 10. O processo de controle 100 inicia por derivar ou recuperar os pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio 80, conforme descrito acima. Em seguida, no bloco 102, a unidade de controle de motor 16 deriva um ponto de ajuste de AFR lambda 104. O ponto de ajuste de AFR lambda 104 é um ponto de ajuste para a relação de equivalência de ar para combustível, que é frequentemente indicado pelo uso da letra grega lambda. A relação de equivalência de ar para combustível mede a relação de um valor de uma AFR com uma AFR estequiométrica para esse tipo de combustível específico. Como tal, derivar o ponto de ajuste de AFR lambda 104 pode depender, em parte, de derivar o ponto de ajuste de AFR 86, conforme descrito acima. Consequentemente, o bloco 102 e o ponto de ajuste de AFR lambda 104 podem ser considerados como um exemplo específico do bloco 82 e do ponto de ajuste 86 (mostrados na Figura 5), respectivamente.

[044] No bloco 106, a unidade de controle de motor 106 pode ajustar a AFR do motor 12 para atingir o ponto de ajuste de AFR lambda 104. Essa ação pode incluir controlar os atuadores 28 (por exemplo, o estrangulador 14) conforme descrito acima em referência ao bloco 86. Após ajustar a AFR, a unidade de controle de motor 106 pode, então, medir, com base em dados a partir dos sensores 30, a real relação de equivalência de ar para combustível do motor 12 no bloco 108. A unidade de controle de motor 16, então, compara a real relação de equivalência de ar para combustível com o ponto de ajuste de AFR lambda 104 e ajusta a AFR conforme necessário, e, por isso, completa um circuito de retroalimentação interno de AFR 110.

[045] No bloco 112, o sistema de estimador de catalisador 44 pode receber a relação de equivalência de ar para combustível medida e, com base na relação e em outras admissões (por exemplo, as medições de oxigênio pré- e pós-catálise, medições durante a catálise), estima a dinâmica de sistema 76 do sistema de conversor catalítico 32 conforme descrito acima em referência ao bloco 74. Após estimar a dinâmica de sistema 76, o sistema de estimador de catalisador 44 deriva os pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio 80 no bloco 114. Pelo menos um dentre os pontos de ajuste de armazenagem de oxigênio 80 recentemente derivados pode, então, ser comparado com as estimativas de armazenagem de oxigênio, conforme descrito acima em referência ao bloco 82. A comparação é, então, usada para derivar um novo ponto de ajuste de AFR lambda 104 e, por isso, completa um circuito de retroalimentação externo de armazenagem de oxigênio 116.

[046] Em outra realização, o bloco 102 pode receber, adicional ou alternativamente ao ponto de ajuste de oxigênio 80, pontos de ajuste associados a uma ou mais concentrações de espécies de emissão (por exemplo, NOx, COx). A unidade de controle de motor 16 pode, então, derivar o ponto de ajuste de AFR 104 desejado com base nas uma ou mais espécies de emissão inseridas e/ou no ponto de ajuste 80. Também deve ser notado que o sistema de estimador de catalisador 44 pode adaptar operações para compensar o envelhecimento ou a degradação. Por exemplo, o sistema de estimador de catalisador 44 pode comparar medições atuais a partir dos sensores 30 com estimativas 76, assim como o tempo de operação total do sistema 10 (por exemplo, horas de operação), para determinar se a degradação está ocorrendo. A unidade de controle de motor 16 pode, então, derivar o ponto de ajuste de AFR 104, por exemplo, para manter a conformidade regulatória com base na degradação.

[047] Efeitos técnicos da invenção incluem controlar um sistema de conversor catalítico baseado em parte no desempenho real e desejado do sistema de conversor catalítico. Por exemplo, a AFR de um motor a gás pode ser controlada para preencher certos critérios de emissões do sistema de conversor catalítico. Certas realizações podem permitir determinações mais exatas do desempenho real de um sistema de conversor catalítico. Por exemplo, o presente sistema de estimador de catalisador pode estimar a dinâmica de armazenagem de oxigênio dos sistemas de conversor catalítico baseado em parte nos modelos cinéticos e em um sistema de filtro de Kalman estendido adaptativo (AEKF). Os modelos e o sistema de AEKF também podem ser atualizados ao longo do tempo com o uso de estimativas anteriores. Certas realizações também podem permitir determinar o desempenho real e desejado para todo ou uma parte do sistema de conversor catalítico. Certas realizações também podem incluir analisar o desempenho do sistema de conversor catalítico e determinar a saúde do sistema de conversor catalítico com base na análise. Os efeitos técnicos e problemas técnicos no relatório descritivo são exemplificativos e não limitadores. Deve ser notado que as realizações descritas no relatório descritivo podem ter outros efeitos técnicos e podem solucionar outros problemas técnicos.

[048] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, inclusive o melhor modo, e também permite que qualquer pessoa versada na técnica pratique a invenção, inclusive produza e use quaisquer dispositivos ou sistemas e realize quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido por meio das reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não se diferem da linguagem literal das reivindicações ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

1. SISTEMA, caracterizado pelo fato de que compreende: - um controlador que compreende um processador programado para: - receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico; - receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico; - executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico; - derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio; e - comparar a estimativa de armazenagem de oxigênio com o ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema, em que o processador é configurado para aplicar a comparação durante o controle de um motor a gás.

2. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de estimador de catalisador compreende um sistema de filtro de Kalman estendido adaptativo (AEKF) configurado para: - derivar a estimativa de armazenagem de oxigênio; e - ajustar a estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro e no segundo sinais por meio da execução de um modelo de parâmetro de estado aumentado.

3. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de AEKF é configurado para executar o modelo de parâmetro de estado aumentado com base em um vetor de parâmetro de estado aumentado.

4. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para derivar um ponto de ajuste de relação de ar para combustível (AFR) com base na comparação; e ajustar um atuador de combustível disposto no motor a gás com base no ponto de ajuste de AFR.

5. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modelo de conversor catalítico compreende um modelo de catalisador cinético.

6. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 5, caracterizado pelo fato de que o modelo de catalisador cinético modela a oxidação de monóxido de carbono, oxidação de metano, redução de óxidos de nitrogênio ou uma combinação dos mesmos.

7. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para aplicar a comparação durante o controle do motor a gás para pelo menos aperfeiçoar o desempenho geral do sistema de conversor catalítico, a eficiência de oxidação de monóxido de carbono do sistema de conversor catalítico ou uma combinação dos mesmos.

8. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para receber um terceiro sinal a partir de um terceiro sensor disposto a montante do sistema de conversor catalítico, a jusante do sistema de conversor catalítico ou dentro do sistema de conversor catalítico, em que o sensor compreende um sensor de óxido de nitrogênio (NOx), um sensor de monóxido de carbono, um sensor de fluxo de massa, um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um sensor de oxigênio ou uma combinação dos mesmos, e em que o controlador é configurado para ajustar o modelo de conversor catalítico com base no terceiro sinal.

9. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para derivar um ponto de ajuste de relação de ar para combustível (AFR) com base no terceiro sinal; e ajustar um atuador de combustível disposto no motor a gás com base no ponto de ajuste de AFR.

10. SISTEMA, caracterizado pelo fato de que compreende: - um sistema de motor a gás que compreende um motor a gás acoplado de maneira fluida a um sistema de conversor catalítico; - um controlador catalítico acoplado de maneira operacional ao motor a gás e acoplado de maneira comunicativa ao conversor catalítico, sendo que o controlador catalítico compreende um processador programado para: - receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico; - receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico; - executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico; - derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio; - comparar a estimativa de armazenagem de oxigênio com o ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema, em que o processador é configurado para aplicar a comparação durante o controle de um motor a gás; e - derivar um ponto de ajuste de relação de ar para combustível (AFR) com base na comparação, em que o ponto de ajuste de AFR é aplicado para controlar o motor a gás.

11. SISTEMA, de acordo com a reinvindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sistema de estimador de catalisador compreende um sistema de filtro de Kalman estendido adaptativo (AEKF) configurado para: - derivar a estimativa de armazenagem de oxigênio; e - ajustar a estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro e no segundo sinais por meio da execução de um modelo de parâmetro de estado aumentado.

12. MÉTODO, caracterizado pelo fato de que compreende: - receber um primeiro sinal a partir de um primeiro sensor de oxigênio indicativo de uma primeira medição de oxigênio, em que o primeiro sensor de oxigênio está disposto a montante de um sistema de conversor catalítico; - receber um segundo sinal a partir de um segundo sensor de oxigênio indicativo de uma segunda medição de oxigênio, em que o segundo sensor de oxigênio está disposto a jusante do sistema de conversor catalítico; - executar um sistema de estimador de catalisador, em que o sistema de estimador de catalisador é configurado para derivar uma estimativa de armazenagem de oxigênio com base no primeiro sinal, no segundo sinal e em um modelo de conversor catalítico; - derivar um ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para o sistema de conversor catalítico com base no modelo de conversor catalítico e na estimativa de armazenagem de oxigênio; e - comparar a estimativa de armazenagem de oxigênio com o ponto de ajuste de armazenagem de oxigênio no sistema para aplicar a comparação durante o controle de um motor a gás.

13. MÉTODO, de acordo com a reinvindicação 12, caracterizado pelo fato de que o modelo de conversor catalítico compreende um modelo de catalisador cinético configurado para modelar a cinética química de oxidação de monóxido de carbono, de redução de óxido nítrico, de metano ou de uma combinação dos mesmos.

14. MÉTODO, de acordo com a reinvindicação 12, caracterizado pelo fato de que as instruções são configuradas para receber um terceiro sinal a partir de um terceiro sensor disposto a montante do sistema de conversor catalítico, a jusante do sistema de conversor catalítico ou dentro do sistema de conversor catalítico, em que o sensor compreende um sensor de óxido de nitrogênio (NOx), um sensor de óxido de carbono (COx), um sensor de fluxo de massa, um sensor de pressão, um sensor de temperatura ou uma combinação dos mesmos, e em que as instruções são configuradas para ajustar o modelo de conversor catalítico com base no terceiro sinal.

15. MÉTODO, de acordo com a reinvindicação 14, caracterizado pelo fato de que as instruções são configuradas para derivar um ponto de ajuste de relação de ar para combustível (AFR) com base na comparação, no terceiro sinal ou em uma combinação dos mesmos; e ajustar um atuador de combustível disposto no motor a gás com base no ponto de ajuste de AFR.