專利名稱：汽車催化劑過量氧降低系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車排放，尤其涉及降低催化轉化器中的過量氧的方法和裝置。
背景技術：
在內燃機的燃燒過程中，燃料被氧化并且氫(H)和碳(C)與空氣結合。形成了各種各樣的化學化合物，包括二氧化碳(CO2)、水(H2O)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、未燃的碳氫化合物(HC)、氧化硫(SOX)以及其它化合物。
汽車排氣系統(tǒng)一般包括降低排氣中CO、HC和NOX含量的催化轉化器，它用化學方法將這些氣體轉化成二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和水。催化轉化器有被稱為儲氧能力(OSC)的性能。OSC是指催化轉化器在貧油時儲存過量氧以及在富油時釋放氧的能力。
當汽車在超速工況下運轉時，汽車可能在斷油模式下運轉。超速工況可能發(fā)生在減速、滑行下坡時，或在手動變速器離合器接合時。在斷油模式過程中，發(fā)動機繼續(xù)泵送氣體，導致氧氣進入催化轉化器。氧氣儲存到催化轉化器中直到達到最大儲氧能力。當催化劑達到最大儲氧能力時，就會發(fā)生NOX的貫穿，降低了催化轉化器轉化NOX排放的能力。這樣，當汽車在斷油模式下運轉時，就需要降低儲存在催化劑中的氧氣量。
在一個方法中，在發(fā)生斷油之后，將額外的燃油供給發(fā)動機并進入催化劑。通過與額外的燃油提供的額外的HC和CO進行的催化反應消除氧氣。然而這個方法需要額外的燃油并且因此燃油效率降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的過量氧降低系統(tǒng)包括斷油工況模塊、噴油器模塊和閥模塊。斷油工況模塊確定是否存在斷油工況。噴油器模塊在存在所述斷油工況時阻止噴油器向氣缸供油。閥模塊在存在所述斷油工況時關閉脈沖充氣閥。
在其他特征中，斷油工況模塊在氣缸不被供油時和發(fā)動機轉速比發(fā)動機轉速閾值高時確定存在斷油工況。斷油工況模塊讀取供油氣缸標記來確定氣缸是否被供油。當存在斷油工況時，斷油工況模塊將過量氧降低標記設為第一狀態(tài)。當過量氧降低標記處于第一狀態(tài)時，噴油器模塊阻止噴油器向氣缸供油。
通過下文的詳細描述，本發(fā)明的更多運用領域將變得更明顯。應該理解為，描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明和特殊實例，只是為了舉例的目的，并不限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細說明和附圖能更完全地理解本發(fā)明，其中圖1是示例的汽車的功能模塊圖；圖2是示例的氣缸的功能模塊圖；圖3是本發(fā)明的過量氧降低系統(tǒng)的功能模塊圖；和圖4是過量氧降低系統(tǒng)執(zhí)行的示例的步驟的流程圖。
具體實施例方式
優(yōu)選實施例的下列描述實質上只做示范，并且決不是限制本發(fā)明、它的應用或使用。為了清楚起見，附圖中相同的附圖標記表示同樣的元件。如文中所用的，術語模塊是指專用集成電路(ASIC)、電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的處理器(共用的、專用的、或成組的)和存儲器、組合邏輯電路、和/或其它的提供所述功能的適當部件。
現(xiàn)在參照圖1，汽車10包括發(fā)動機12，其將廢氣排向排氣系統(tǒng)13。排氣系統(tǒng)13包括排氣歧管14和催化轉化器16。發(fā)動機12包括N個氣缸18。盡管圖1只示出6個氣缸(N＝6)，可以意識到發(fā)動機12可以包括更多或更少的氣缸18。例如，設想發(fā)動機有4、5、6、8、10、12和16個氣缸?？諝馔ㄟ^進氣歧管20進入發(fā)動機12并且在氣缸1 8中與燃油一起燃燒。
發(fā)動機12包括與每個氣缸18相關的噴油器22和脈沖充氣閥24。在關閉位置上，脈沖充氣閥24阻止來自進氣歧管20的氣流進入相關氣缸18。在開啟位置上，脈沖充氣閥24允許來自進氣歧管20的氣流進入相關氣缸18。噴油器22與供油系統(tǒng)26連通。噴油器22可選地操作以向各個氣缸18噴射一定量燃油?？諝夂腿加驮跉飧?8中混合并且燃燒產生驅動力。當汽車10在斷油工況下運轉時，噴油器22停止向氣缸18中噴油。示例的斷油工況包括，但是不局限于，滑行、減速、發(fā)動機怠速過渡狀態(tài)和換檔。
包括存儲器33的控制器32與發(fā)動機12和多個在此討論的傳感器通信。更特別地是，控制器32向發(fā)動機12輸出控制信號來驅動閥24。發(fā)動機轉速傳感器34產生基于發(fā)動機轉速的信號。進氣溫度傳感器36產生基于進氣溫度的信號。進氣歧管壓力傳感器38產生基于進氣歧管20中空氣的絕對壓力的信號。排氣氧傳感器40產生基于相對排氣氧含量的信號。控制器32與供油系統(tǒng)26和脈沖充氣閥24通信。
現(xiàn)在參照圖2，在燃燒過程中，曲軸50沿方向A旋轉。曲軸50通過連桿54與活塞52相連。當曲軸沿方向A旋轉時，連桿54沿著軌跡B向上和向下推動活塞52。當活塞52接近氣缸18的頂部時，進氣門56開啟，以允許空氣進入氣缸18。當活塞52接近氣缸18的底部時，進氣門56關閉，以允許活塞52壓縮氣缸18中的空氣燃油混合物。當活塞52接近氣缸18的頂部時，火花塞58發(fā)出電火花點燃空氣/燃油混合物。空氣燃油混合物燃燒并且加熱氣體升高它門的壓力從而向下推動活塞52。就在活塞52達到氣缸18的底部之前，排氣門60開啟，以允許廢氣從氣缸18中排出。
脈沖充氣閥24用來對發(fā)動機12脈沖充氣。脈沖充氣是一種提高每個氣缸18的空氣容量來改善發(fā)動機12在低速時的功率輸出的方法。脈沖充氣可以通過在每個氣缸18前面在進氣歧管20中安裝脈沖充氣閥24來實現(xiàn)。當活塞52在燃燒過程的進氣沖程期間向下移動時，關閉脈沖充氣閥24，通過密封氣缸18形成高真空。就在活塞52反向以開始壓縮行程之前，開啟脈沖充氣閥24并且形成了大的壓降將空氣以聲速吸入?？諝獾倪@種急劇吸入沖擊活塞52頂產生一個向氣缸18頂部回流的相反波。在高壓波能夠逸出之前，關閉脈沖充氣閥24，導致氣缸18中的空氣容量增大。
現(xiàn)在參照圖3，過量氧降低系統(tǒng)100包括斷油工況模塊102、噴油器模塊104和閥模塊106。斷油工況模塊102確定是否存在斷油工況。更具體地，斷油工況模塊102與發(fā)動機轉速傳感器34和在存儲器33中設置的供油氣缸標記108通信。一般在氣缸18要被供油時設置供油氣缸標記108。然而，可以意識到，供油氣缸標記108也可以相反操作并且因此可以在氣缸要被供油時清除。
在發(fā)動機12的轉速比發(fā)動機轉速閾值高并且沒有設置供油氣缸標記108時，斷油工況模塊102設置存儲器33中的過量氧降低(EOR)標記110。在優(yōu)選實施例中，發(fā)動機轉速比閾值高指示發(fā)動機運轉著。EOR標記110代表已經允許過量氧降低系統(tǒng)100。盡管在該實施例中設置了EOR標記110，但可以意識到，EOR標記110可以相反操作并且因此可以被清除而不是被設置。
在已經設置了EOR標記110時，噴油器模塊104清除供油脈沖標記112以確保氣缸18沒有在被供油。在清除供油脈沖標記112時，噴油器22切斷燃油到氣缸18的輸送。盡管在該實施例中清除了供油脈沖標記112，但可以意識到，該標記可以相反操作并且因此可以被設置來阻止噴油器22輸送燃油。在停用了噴油器22之后，閥模塊106關閉脈沖充氣閥24從而阻止氧氣被泵入發(fā)動機12中以及隨后進入催化轉化器16中。
在沒有設置供油氣缸標記108時，斷油工況模塊102確定斷油工況是否停止。當斷油工況已經停止時，斷油工況模塊102清除EOR標記110。在清除了EOR標記110之后，噴油器模塊104設置供油脈沖標記112。在設置供油脈沖標記112時，噴油器22可以向氣缸18輸送燃油并且閥模塊106允許脈沖充氣閥24以協(xié)同方式正常工作從而允許空氣與適當安排的燃油輸送一起進入氣缸。
現(xiàn)在參照圖4，過量氧降低系統(tǒng)100執(zhí)行通常表示為200的步驟。在起動汽車10時，控制在步驟202處開始。在步驟204處，斷油工況模塊102確定發(fā)動機12的轉速是否大于0。如果發(fā)動機12的轉速不大于0，在步驟206處，斷油工況模塊102清除EOR標記110。在步驟208處，噴油器模塊104設置供油脈沖標記112從而允許噴油器22向氣缸輸送燃油。在已經設置了供油脈沖標記112時，在步驟210處，閥模塊106停止控制脈沖充氣閥24，并且控制在步驟212處結束。
如果發(fā)動機12的轉速大于0，在步驟214處，斷油工況模塊102確定氣缸18是否要被供油。如果氣缸18正在被供油，在步驟206處，斷油工況模塊102清除EOR標記110，在步驟208處，噴油器模塊104設置供油脈沖標記112，在步驟210處，閥模塊106停止控制脈沖充氣閥24，并在步驟212處控制結束。
如果氣缸18沒有要被供油，在步驟216處，斷油工況模塊102設置EOR標記110。在步驟218處，噴油器模塊104清除供油脈沖標記112以確保噴油器22沒有向氣缸18供油。在步驟220處，閥模塊106關閉脈沖充氣閥24從而阻止氧氣被泵入發(fā)動機12中并且在步驟212處控制結束。
從上面的描述本領域技術人員可以意識到，本發(fā)明的廣泛教導可以用各種各樣的形式實現(xiàn)。因此，雖然本發(fā)明是連結它的特殊實例進行描述的，但本發(fā)明的實際范圍不應受到這樣的限制，因為本領域技術人員依據對附圖、說明書和所附權利要求書的研究可以很明顯看出其它變型。
權利要求
1.一種過量氧降低系統(tǒng)，包括斷油工況模塊，其確定是否存在斷油工況；噴油器模塊，其在存在所述斷油工況時阻止噴油器向氣缸供油；和閥模塊，其在存在所述斷油工況時關閉脈沖充氣閥。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述斷油工況模塊在所述氣缸不被供油時確定存在所述斷油工況。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述斷油工況模塊在發(fā)動機轉速比發(fā)動機轉速閾值高時確定存在所述斷油工況。
4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述斷油工況模塊讀取供油氣缸標記來確定所述氣缸是否被供油。
5.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中，當存在所述斷油工況時，所述斷油工況模塊將過量氧降低標記設置為第一狀態(tài)。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，當所述過量氧降低標記處于所述第一狀態(tài)時，所述噴油器模塊阻止所述噴油器向所述氣缸供油。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，當存在所述斷油工況時，所述噴油器模塊將供油脈沖標記設置為第二狀態(tài)以阻止所述噴油器向所述氣缸供油。
8.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中，當存在所述斷油工況時，所述閥模塊關閉所述脈沖充氣閥。
9.一種降低催化轉化器中的過量氧的方法，包括確定是否存在斷油工況；當存在所述斷油工況時，阻止噴油器向氣缸供油；和當存在所述斷油工況時，通過關閉脈沖充氣閥來阻止過量氧流入催化轉化器中。
10.如權利要求9所述的方法，其中，在所述氣缸不被供油時存在所述斷油工況。
11.如權利要求10所述的方法，其中，在發(fā)動機轉速比發(fā)動機轉速閾值高時存在所述斷油工況。
12.如權利要求10所述的方法，還包括，讀取供油氣缸標記來確定所述氣缸是否被供油。
13.如權利要求11所述的方法，還包括，當存在所述斷油工況時，將過量氧降低標記設置為第一狀態(tài)。
14.如權利要求13所述的方法，還包括，當所述過量氧降低標記處于所述第一狀態(tài)時，阻止所述噴油器向所述氣缸供油。
15.如權利要求11所述的方法，還包括，當存在所述斷油工況時，關閉所述脈沖充氣閥。
全文摘要
一種過量氧降低系統(tǒng)包括斷油工況模塊、噴油器模塊和閥模塊。斷油工況模塊確定是否存在斷油工況。噴油器模塊在存在所述斷油工況時阻止噴油器向氣缸供油。閥模塊在存在所述斷油工況時關閉脈沖充氣閥。
文檔編號F02D43/00GK101086234SQ200710109739
公開日2007年12月12日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權日2006年3月22日
發(fā)明者M·M·麥唐納, W·C·阿爾伯特森, C·R·格拉哈姆 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司