催化剂温度控制装置和催化剂温度控制方法与流程

本发明涉及催化剂温度控制装置和催化剂温度控制方法。

背景技术：

1、现有的车辆的控制装置，在催化剂的温度低于预定温度的情况下，在起动发动机之前对催化剂进行加热(例如日本特开2011-231667号公报)。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在发动机刚起动后，催化剂与从发动机排出的低温的排气进行热交换，导致催化剂的温度降低。因此，在发动机起动前所加热的催化剂的温度有可能低于催化剂活化的温度。

3、因此，本发明是鉴于这些问题而完成的，其目的在于将发动机起动后的催化剂的温度维持在预定范围内。

4、用于解决问题的手段

5、本发明的第一方式的催化剂温度控制装置具有：获取部，获取在排气通路中催化剂的上游侧的排气温度、所述排气通路的排气流量、所述催化剂的壁面的催化剂壁面温度、所述催化剂的周围的外部气温、以及具有所述催化剂的车辆的车速；计算部，对热移动量进行计算，所述热移动量是基于所述排气温度、所述排气流量和所述催化剂壁面温度从所述催化剂的壁面向所述排气通路的排气移动的热量、与基于所述催化剂壁面温度、所述外部气温和所述车速从所述催化剂的壁面向所述催化剂的周围的外部气体移动的热量之和；以及加热器控制部，在基于所述热移动量和所述催化剂壁面温度所估计的、从当前时刻起第一预定时间之后的所述催化剂的估计催化剂壁面温度小于阈值的情况下，使设置在所述催化剂的上游的加热器产生热。

6、所述获取部还可以获取所述排气通路中所述加热器的上游侧的第一排气温度、所述加热器的上游侧的壁面的通路壁面温度、以及所述加热器的壁面的加热器壁面温度，所述计算部也可以具有：第一计算部，根据基于所述第一排气温度、所述排气流量、所述通路壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述加热器的上游的壁面向所述排气和所述外部气体移动的第一热移动量、和所述第一排气温度，计算所述加热器的入口的第二排气温度；第二计算部，根据基于所述第二排气温度、所述排气流量、所述加热器壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述加热器的壁面向所述排气和所述外部气体移动的第二热移动量、和所述第二排气温度，计算所述催化剂的入口的第三排气温度；以及第三计算部，计算基于所述第三排气温度、所述排气流量、所述催化剂壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述催化剂的壁面向所述排气和所述外部气体移动的第三热移动量，所述加热器控制部也可以基于所述催化剂壁面温度和所述第三热移动量，估计从当前时刻起所述第一预定时间之后的所述估计催化剂壁面温度。

7、所述加热器控制部也可以在每当经过比所述第一预定时间小的第二预定时间时，估计所述估计催化剂壁面温度。

8、所述加热器控制部也可以基于将所述计算部计算出的所述热移动量与所述计算部计算所述热移动量的周期的乘积除以存储在存储部中的所述催化剂的热容量之后的除法值、和所述催化剂壁面温度，估计所述估计催化剂壁面温度。

9、所述加热器控制部也可以在每当经过比所述第一预定时间小的第二预定时间时，基于所述第二热移动量与所述加热器的热量之差以及所述加热器壁面温度，估计从当前时刻起所述第二预定时间之后的所述加热器的估计加热器壁面温度。

10、所述加热器控制部也可以在每当经过所述第二预定时间时，基于从所述第二计算部计算出的所述第二热移动量中减去所述加热器在所述第二预定时间中产生的热量后的减法值、和当前时刻的所述加热器壁面温度，估计从当前时刻起所述第二预定时间之后的所述估计加热器壁面温度。

11、所述获取部也可以获取所述通路壁面温度作为所述加热器壁面温度的初始值，在每当经过所述第二预定时间时获取所述估计加热器壁面温度作为所述加热器壁面温度。

12、所述第一计算部也可以计算将基于所述第一排气温度、所述排气流量和所述通路壁面温度的、从所述加热器的上游的壁面向所述排气移动的第一热量、和基于所述通路壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述加热器的上游的壁面向所述加热器的周围的外部气体移动的第二热量合计后的所述第一热移动量。

13、所述第二计算部也可以计算将基于所述第二排气温度、所述排气流量和所述加热器壁面温度的、从所述加热器的壁面向所述排气移动的第一热量、和基于所述加热器壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述加热器的壁面向所述加热器的周围的外部气体移动的第二热量合计后的所述第二热移动量。

14、所述第三计算部也可以计算将基于所述第三排气温度、所述排气流量和所述催化剂壁面温度的、从所述催化剂的壁面向所述排气移动的第一热量、和基于所述催化剂壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述催化剂的壁面向所述催化剂的周围的外部气体移动的第二热量合计后的所述第三热移动量。

15、本发明的第二方式的催化剂温度控制方法具有由计算机执行的以下步骤：获取在排气通路中催化剂的上游侧的排气温度、所述排气通路的排气流量、所述催化剂的壁面的催化剂壁面温度、所述催化剂的周围的外部气温、以及具有所述催化剂的车辆的车速；对热移动量进行计算，所述热移动量是基于所述排气温度、所述排气流量和所述催化剂壁面温度从所述催化剂的壁面向所述排气通路的排气移动的热量、与基于所述催化剂壁面温度、所述外部气温和所述车速从所述催化剂的壁面向所述催化剂的周围的外部气体移动的热量之和；以及使在基于所述热移动量和所述催化剂壁面温度所估计的、从当前时刻起第一预定时间之后的估计催化剂壁面温度小于阈值的所述催化剂的上游处设置的加热器产生热。

16、发明的效果

17、根据本发明，具有的效果是，将发动机起动后的催化剂的温度维持在预定范围内。

技术特征：

1.一种催化剂温度控制装置，其特征在于，具有：

2.根据权利要求1所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述加热器控制部在每当经过比所述第一预定时间小的第二预定时间时，估计所述估计催化剂壁面温度。

4.根据权利要求1或2所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述加热器控制部基于将所述计算部计算出的所述热移动量与所述计算部计算所述热移动量的周期的乘积除以存储在存储部中的所述催化剂的热容量之后的除法值、和所述催化剂壁面温度，估计所述估计催化剂壁面温度。

5.根据权利要求2所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述加热器控制部在每当经过比所述第一预定时间小的第二预定时间时，基于所述第二热移动量与所述加热器的热量之差以及所述加热器壁面温度，估计从当前时刻起所述第二预定时间之后的所述加热器的估计加热器壁面温度。

6.根据权利要求5所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述加热器控制部在每当经过所述第二预定时间时，基于从所述第二计算部计算出的所述第二热移动量中减去所述加热器在所述第二预定时间中产生的热量后的减法值、和当前时刻的所述加热器壁面温度，估计从当前时刻起所述第二预定时间之后的所述估计加热器壁面温度。

7.根据权利要求5所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述获取部获取所述通路壁面温度作为所述加热器壁面温度的初始值，在每当经过所述第二预定时间时获取所述估计加热器壁面温度作为所述加热器壁面温度。

8.根据权利要求2所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述第一计算部计算将基于所述第一排气温度、所述排气流量和所述通路壁面温度的、从所述加热器的上游的壁面向所述排气移动的第一热量、和基于所述通路壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述加热器的上游的壁面向所述加热器的周围的外部气体移动的第二热量合计后的所述第一热移动量。

9.根据权利要求2所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述第二计算部计算将基于所述第二排气温度、所述排气流量和所述加热器壁面温度的、从所述加热器的壁面向所述排气移动的第一热量、和基于所述加热器壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述加热器的壁面向所述加热器的周围的外部气体移动的第二热量合计后的所述第二热移动量。

10.根据权利要求2所述的催化剂温度控制装置，其特征在于，所述第三计算部计算将基于所述第三排气温度、所述排气流量和所述催化剂壁面温度的、从所述催化剂的壁面向所述排气移动的第一热量、和基于所述催化剂壁面温度、所述外部气温和所述车速的、从所述催化剂的壁面向所述催化剂的周围的外部气体移动的第二热量合计后的所述第三热移动量。

11.一种催化剂温度控制方法，其特征在于，具有由计算机执行的以下步骤：

技术总结本发明的催化剂温度控制装置(100)具有：计算部(122)，对热移动量进行计算，所述热移动量是基于催化剂(41)的上游侧的排气温度、排气流量和催化剂壁面温度从催化剂(41)的壁面向排气移动的热量、与基于催化剂壁面温度、外部气温和车速从催化剂(41)的壁面向催化剂(41)的周围的外部气体移动的热量之和；以及加热器控制部(123)，在基于热移动量和催化剂壁面温度所估计的、第一预定时间之后的催化剂(41)的估计催化剂壁面温度小于阈值的情况下，使设置在催化剂(41)的上游的加热器(30)产生热。技术研发人员：松本淳志受保护的技术使用者：五十铃自动车株式会社技术研发日：技术公布日：2024/9/29