JP4629758B2 - 酸化触媒の出口温度制御のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
ポスト燃料噴射の量がDOC出口での温度に比例しないので、非線形系であり、
開ループ項の精度不足を導く排気マニホールド温度および/またはDOC入口温度の変動は、考慮されておらず、
周囲条件の変動は、考慮されない可能性があり、
DOCの動作によって引き起こされる遅延は、閉ループ動作における誤差を増幅する可能性があり、
機関の速度または負荷における変動などの遷移動作条件は、通常、同一の速度および負荷について対応する安定状態条件とは異なるDOC出口温度を与え、
EGR(排気ガス再循環)レート、ポスト噴射タイミング、排気流れ(スロットリング)の較正における任意の変化は、ポスト燃料表の完全な再較正を必要とし、かつ
DOC出口目標温度を変更するただ1つの方法は、較正を複製することであり、すなわち、600℃について1つの完全な較正、および550℃についてのさらなる完全な較正である。
酸化触媒の入口温度を測定するように構成された温度検知手段と、
排気質量流量を得るための排気流量測定手段と、
ポスト燃料噴射量計算手段とを備え、
ポスト燃料計算噴射量計算手段は、酸化触媒の所定の所望の出口温度に基づいて、酸化触媒における発熱反応を生成するために導入されるべき燃料のポスト量を表す値を計算し、計算は、酸化触媒の安定状態モデルを使用し、安定状態モデルは、排気質量流量、酸化触媒および遷移補償成分の入口温度、ならびに機関に導入されるべき燃料のポスト量を指示する指示手段を利用し、遷移補償成分は、酸化触媒に蓄積されたエネルギおよび排気質量流量の関数であることを特徴とする。
(i)酸化触媒の入口で温度を検知するステップと、
(ii)排気手段における排気質量流量を測定するステップと、
(iii)酸化触媒の所定の所望の出口温度に基づいて、酸化触媒における発熱反応を生成するために機関に導入されるべき燃料のポスト量を表す値を計算するステップであって、酸化触媒を表す計算は、排気質量流量、酸化触媒の入口温度を利用し、酸化触媒に蓄積されたエネルギおよび排気質量流量に応じる補償関数を計算するステップを含む遷移に関する安定状態モデルを補償する安定状態モデルを使用することを特徴とする、計算するステップと
(iv)機関に導入されるべきポスト燃料値と同等である燃料の量を指示するステップとを含む。
20 排気質量流量
22 触媒出口温度
24 陰影領域
26 中間点温度
30 目標温度
32 実際の温度
34 第1の安定状態レベル
36 第2の安定状態レベル
40 閉ループ制御システム
42 安定状態酸化触媒モデル
44 閉ループ内部プロセスモデル
46 第1の制御器
48 第2の制御器
50 目標温度
Claims (37)
- 酸化触媒を含む排気手段を有する機関のための酸化触媒温度制御システムであり、
前記酸化触媒の入口温度を測定するように構成された温度検知手段と、
排気質量流量を得るための排気流量測定手段と、
ポスト燃料噴射量計算手段とを備え、
前記ポスト燃料噴射量計算手段は、前記酸化触媒の所定の所望の出口温度に基づいて、前記酸化触媒における発熱反応を生成するために導入されるべき燃料のポスト量を表す値を計算し、前記計算は、前記酸化触媒の安定状態モデル(10)を使用する酸化触媒温度制御システムであって、前記安定状態モデルは、前記排気質量流量、前記酸化触媒の前記入口温度、および遷移補償成分、ならびに前記機関に導入されるべき燃料の前記ポスト量を指示する指示手段による、導入されるべき燃料のポスト量を利用し、前記遷移補償成分は、前記排気質量流量の変化に従って前記酸化触媒に蓄積されたエネルギの変化を表すことを特徴とするシステム。 - 前記安定状態モデル(10)は、さらに、燃料の前記ポスト量の前に前記機関に導入される前記燃料に対応する初期燃料値と、前記車両機関と前記酸化触媒との間で燃焼される前記燃料に対応する第1の効率部分と、前記機関で燃焼される前記燃料に対応する第2の効率部分と、前記酸化触媒の所定の所望の出口温度を利用する請求項1に記載のシステム。
- 前記酸化触媒温度制御システムは、前記第1の効率部分、第2の効率部分および前記酸化触媒の未燃焼燃料に関する発熱効率の較正された値を格納するメモリ手段をさらに備える請求項3に記載のシステム。
- 前記温度検知手段は、機関出口温度を更に測定し、機関出口温度の関数として前記第1の効率部分を規定する所定の格納された値の組から、機関出口温度に基づき、関連する第1の効率部分が選択される、請求項2から4のいずれかに記載のシステム。
- 前記酸化触媒の未燃焼燃料に関する発熱効率の前記値は、前記酸化触媒の入口温度の関数として前記酸化触媒の未燃焼燃料に関する前記発熱効率の値を規定する所定の格納された値の組から、前記酸化触媒の前記入口温度に基づき選択される請求項3または、請求項3に従属するときの請求項4または5に記載のシステム。
- 前記関連する第2の効率部分は、噴射クランク角度の関数として第2の効率部分を規定する所定の格納された値の組から前記車両機関の噴射クランク角度に基づき選択される請求項2から6のいずれかに記載のシステム。
- 前記微分dQm/dtは、前記格納されたエネルギQmとQmの対応する濾過された値との間の差異によって計算される請求項8に記載のシステム。
- Qmは、排気質量流量の関数に基づき選択される請求項8に記載のシステム。
- 前記温度検知手段は、前記酸化触媒の出口温度も測定する請求項1から10のいずれかに記載のシステム。
- 前記システムは、温度に基づく閉ループ制御(40)をさらに備える請求項1から11のいずれかに記載のシステム。
- 前記閉ループ制御(40)は、内部プロセスモデル(144)を備える請求項12に記載のシステム。
- 前記内部プロセスモデル(44)は、純粋な遅延に関連付けられる第2次の濾過器である請求項13に記載のシステム。
- 前記閉ループ制御は、前記内部プロセスモデル(44)と前記酸化触媒の前記測定された出口温度との間の差異を受け、かつ前記所定の所望の出口温度T0を生成するために設定された出口温度から減算される第1の制御器値を出力する第1の制御器を備える、請求項11に従属するときの請求項12から15のいずれかに記載のシステム。
- 第1の制御器(46)は、第1次のラグ濾過器である請求項16に記載のシステム。
- 前記閉ループ制御(40)は、それが、前記内部プロセスモデルおよび前記安定状態モデルに与えられる前に、前記所定の所望の出口温度T0を制御する第2の制御器(48)を備える請求項12から17のいずれかに記載のシステム。
- 酸化触媒を含む排気手段を有する機関のための酸化触媒の出口温度を制御する方法であって、
(i)前記酸化触媒の入口で温度を検知するステップと、
(ii)排気手段における排気質量流量を測定するステップと、
(iii)前記酸化触媒の所定の所望の出口温度に基づいて、前記酸化触媒における発熱反応を生成するために前記機関に導入されるべき燃料のポスト量を表す値を計算するステップであって、前記酸化触媒を表す前記計算は、前記排気質量流量と前記酸化触媒の前記入口温度を利用する安定状態モデルを使用し、また前記酸化触媒を表す前記計算は、排気質量流量の変化に関連付けられる前記酸化触媒に蓄積されたエネルギの変化を表す補償関数を計算するステップを含む遷移のために安定状態モデルを補償することを特徴とする、計算するステップと
(iv)前記機関に導入されるべきポスト燃料値と同等である燃料の量を指示するステップとを含む方法。 - ステップ(iii)は、さらに、燃料の前記ポスト量の前に前記機関に導入される前記燃料に対応する初期燃料値と、前記車両機関と前記酸化触媒との間で燃焼される前記燃料に対応する第1の効率部分と、前記機関で燃焼される前記燃料に対応する第2の効率部分と、前記安定状態モデルにおける前記酸化触媒の所定の所望の出口温度を利用するステップを含む請求項19に記載の方法。
- ステップ(iii)は、前記第1の効率部分、前記第2の効率部分に関する値を得るステップをさらに含み、前記酸化触媒の未燃焼燃料に関する発熱効率は、前記メモリ手段内に格納され較正された値からである請求項21に記載の方法。
- 前記方法は、機関出口温度を測定し、かつ機関出口温度の関数として前記第1の効率部分を規定する所定の格納され較正された値の組から機関出口温度に基づき前記第1の効率部分を選択するステップをさらに含む請求項19から22のいずれかに記載の方法。
- 前記方法は、前記酸化触媒の入口温度の関数として前記酸化触媒の未燃焼燃料に関する前記発熱効率の値を規定する所定の格納され較正された値の組から、前記酸化触媒の前記入口温度に基づき前記酸化触媒の未燃焼燃料に関する前記発熱効率の値を選択するステップをさらに含む請求項21または、請求項21に従属するときの請求項22と23のいずれかに記載の方法。
- 前記方法は、噴射クランク角度の関数として第2の効率部分を規定する所定の較正され格納された値の組から前記車両機関の前記噴射クランク角度に基づき関連する第2の効率部分を選択するステップをさらに含む請求項19から24のいずれかに記載の方法。
- 前記補償関数を計算するステップは、前記格納されたエネルギQmとQmのその対応する濾過された値との間の差異によって表されることができる前記微分dQm/dtを計算するステップを含む請求項26に記載の方法。
- Qmは、排気質量流量の関数に基づき選択されることができる請求項26に記載の方法。
- 前記方法は、前記酸化触媒の出口温度を測定するステップをさらに含む請求項21から28のいずれかに記載の方法。
- 前記方法は、閉ループフィードバック制御を使用する前記所定の所望の出口温度を修正するステップをさらに含む請求項19から29のいずれかに記載の方法。
- 前記閉ループフィードバック制御は、内部プロセスモデルを計算するステップを含む請求項30に記載の方法。
- 前記内部プロセスモデルは、純粋な遅延に関連付けられる第2次の濾過器である請求項31に記載の方法。
- 前記閉ループフィードバック制御は、前記内部プロセスモデルと前記酸化触媒の前記測定された出口温度との間の差異に対する第1の制御器計算を実行するステップと、第1の制御器値を出力するステップと、前記所定の所望の出口温度T0を生成するために設定された出口温度から前記第1の制御器値を減算するステップとを含む、請求項29に従属するときの請求項30から33のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の制御器計算は、第1次のラグ濾過器である請求項34に記載の方法。
- 前記閉ループ制御は、前記内部プロセスモデルおよび前記安定状態モデルに与えられる前に、前記所定の所望の出口温度T0に対する第2の制御器計算を実行するステップを含む請求項30から35のいずれかに記載の方法。
- 粒子濾過器再生制御システムで使用するための請求項1から18に記載の酸化触媒出口温度制御システムを組み込むディーゼル機関。
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