催化劑再激活的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及發(fā)動機(jī)的排氣后處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]定位在發(fā)動機(jī)排氣路徑中的三元催化劑提供氧化和還原特性以降低尾管排放碳?xì)浠衔铩⒁谎趸己偷趸?NOx)。當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，通過催化劑的排氣流停止并且催化劑行為像海綿，從而累積氧。發(fā)動機(jī)關(guān)閉越長，由催化劑累積的氧就越多，直到催化劑的氧飽和點(diǎn)，該飽和點(diǎn)是催化劑溫度的函數(shù)。在發(fā)動機(jī)停止期間存儲的該附加氧在確保發(fā)動機(jī)啟動期間可以被補(bǔ)償。在沒有補(bǔ)償?shù)那闆r下，催化劑減少NOx的能力將被顯著地影響。為了補(bǔ)償存儲的氧，對重啟動可以添加附加燃料以“再激活”催化劑的還原能力。這確保在每次發(fā)動機(jī)重啟動期間產(chǎn)生的排放被最小化。
[0003]許多發(fā)動機(jī)關(guān)閉事件導(dǎo)致催化劑變成氧飽和。這樣，大多數(shù)發(fā)動機(jī)重啟動在假定催化劑飽和的情況下被執(zhí)行，且因此相對高的燃料量被提供以再激活催化劑。然而，在某些發(fā)動機(jī)重啟動期間，如在自動發(fā)動機(jī)停止之后，發(fā)動機(jī)關(guān)閉持續(xù)時間可以是相對短的，從而導(dǎo)致只有部分催化劑飽和。對部分飽和的催化劑使用相對高的燃料富集(enrichment)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)再激活可以導(dǎo)致比所需要的被供給到催化劑更多的燃料，從而增加碳?xì)浠衔锱欧挪⒗速M(fèi)燃料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到上述方法的問題并且提供一種至少部分地解決它們的方法。在一個實(shí)施例中，用于再激活耦接至發(fā)動機(jī)的催化劑的方法包括當(dāng)發(fā)動機(jī)在停用之后被重啟動時，基于在重啟動期間的發(fā)動機(jī)關(guān)閉持續(xù)時間和發(fā)動機(jī)空氣量調(diào)整燃料富集度。
[0005]以此方式，存儲在催化劑中的氧量可以基于在發(fā)動機(jī)停用之后發(fā)動機(jī)關(guān)閉時期的持續(xù)時間被估計(jì)。在重啟動期間提供到發(fā)動機(jī)的富集度可以基于發(fā)動機(jī)關(guān)閉時期轉(zhuǎn)換存儲的氧并因此再激活催化劑。此外，一個或更多個富集的參數(shù)(例如，富集的相對豐富度和/或持續(xù)時間)可以基于到發(fā)動機(jī)的空氣流而被調(diào)整。因此，富集可以與空氣流相配以將準(zhǔn)確量的額外燃料提供到發(fā)動機(jī)以再激活催化劑而不用浪費(fèi)燃料或產(chǎn)生過多的排放。
[0006]當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖時，根據(jù)以下【具體實(shí)施方式】，本描述的上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征將是明顯的。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，所要求保護(hù)的主題的范圍被【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。另外，所要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0008]圖1示出多汽缸發(fā)動機(jī)的一個汽缸的示意圖。
[0009]圖2-圖3是圖示說明根據(jù)本公開的實(shí)施例用于再激活催化劑的方法的流程圖。
[0010]圖4A和圖4B是圖示說明根據(jù)本公開的實(shí)施例在催化劑再激活事件期間的各種操作參數(shù)的示圖；
[0011]圖5A和圖5B是圖示說明根據(jù)本公開的另一實(shí)施例在催化劑再激活事件期間的各種操作參數(shù)的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]在發(fā)動機(jī)關(guān)閉時期期間，如在怠速或自動停止期間當(dāng)發(fā)動機(jī)被暫時地關(guān)閉時，定位在發(fā)動機(jī)下游的排氣通道中的催化劑可以開始存儲氧。存儲的氧降低催化劑轉(zhuǎn)換排氣中的排放(尤其是NOx)的能力。因此，在發(fā)動機(jī)的重啟動期間，額外的燃料可以被噴射到發(fā)動機(jī)。不在發(fā)動機(jī)中燃燒的額外的燃料被包含在提供到催化劑的排氣中，其中它轉(zhuǎn)換存儲的氧，釋放催化劑以轉(zhuǎn)換排氣排放。為了確保過多的燃料不被提供到催化劑，存儲在催化劑中的氧量可以通過發(fā)動機(jī)關(guān)閉持續(xù)時間被估計(jì)并且額外的燃料被輸送的方式(例如，發(fā)動機(jī)空燃比和/或富集的持續(xù)時間)可以被調(diào)整以使燃料輸送與發(fā)動機(jī)空氣流相配。圖1示出具有催化劑和控制器的發(fā)動機(jī)，該控制器被配置為執(zhí)行圖2-圖3的方法。圖4A-圖5B示出在多個不同催化劑再激活事件期間的各種操作參數(shù)。
[0013]現(xiàn)參考圖1，其示出多汽缸發(fā)動機(jī)10的一個汽缸的示意圖，該發(fā)動機(jī)10可以包含在所示的汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動機(jī)10可以通過包括控制器12的控制系統(tǒng)和通過經(jīng)由輸入裝置130來自車輛操作員132的輸入至少部分地控制。在這個示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室30 (即，汽缸)可以包括具有活塞36定位在其中的燃燒室壁32。在一些實(shí)施例中，汽缸30內(nèi)部的活塞36的面可以具有碗狀物?；钊?6可以被耦接到曲軸40使得活塞的往復(fù)運(yùn)動被轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)被耦接到車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，啟動器馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪被耦接到曲軸40以確保發(fā)動機(jī)10的啟動操作。
[0014]燃燒室30可以經(jīng)由進(jìn)氣通道42接收來自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣空氣并且可以經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48能夠經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54選擇地與燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以包括兩個或更多個進(jìn)氣門和/或兩個或更多個排氣門。
[0015]在這個示例中，進(jìn)氣門52和排氣門54可以經(jīng)由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動被控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53每個可以包括一個或更多個凸輪并且可以利用可以通過控制器12操作的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或更多個，以改變氣門操作。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可以分別通過位置傳感器55和57來確定。在替代實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可以通過電動氣門致動來控制。例如，汽缸30可以替代地包括經(jīng)由電動氣門致動控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。
[0016]燃料噴射器66被示出直接耦接至燃燒室30，用于經(jīng)由電子驅(qū)動器68與從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射進(jìn)燃燒室中。以這種方式，燃料噴射器66提供被稱為到燃燒室30中的燃料的直接噴射。例如，燃料噴射器可以被安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)可以將燃料輸送到燃料噴射器66。
[0017]根據(jù)工況，發(fā)動機(jī)10中的燃燒可以是各種類型的。當(dāng)圖1描述壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)時，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到本文所描述的實(shí)施例可以用于任何合適的發(fā)動機(jī)，包括但不限于柴油和汽油壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)、火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)、直接或進(jìn)氣道噴射發(fā)動機(jī)等。此外，可以使用各種燃料和/或燃料混合物(如柴油、生物柴油等)。
[0018]進(jìn)氣通道42可以包括分別具有節(jié)流板64和65的節(jié)氣門62和63。在這種特定示例中，節(jié)流板64和65的位置可以經(jīng)由提供到電動馬達(dá)或包括有節(jié)氣門62和63的致動器的信號通過控制器12而改變，該配置通常被稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以這種方式，節(jié)氣門62和63可以被操作以改變提供到其它發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒室30的進(jìn)氣空氣。節(jié)流板64和65的位置可以通過節(jié)氣門位置信號TP被提供到控制器12?？梢栽谘剡M(jìn)氣通道42和進(jìn)氣歧管44的各點(diǎn)處測量壓力、溫度和質(zhì)量空氣流量。例如，進(jìn)氣通道42可以包括用于測量進(jìn)入通過節(jié)氣門63的清潔空氣質(zhì)量流量的質(zhì)量空氣流量傳感器120。清潔空氣質(zhì)量流量可以經(jīng)由MAF信號被傳送到控制器12。
[0019]發(fā)動機(jī)10可以進(jìn)一步包括諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器的壓縮裝置，該壓縮裝置包括至少被安排在進(jìn)氣歧管44上游的至少一個壓縮機(jī)162。對于渦輪增壓器，壓縮機(jī)162可以至少部分地通過沿排氣通道48安排的渦輪機(jī)164(例如，經(jīng)由軸)來驅(qū)動。對于機(jī)械增壓器，壓縮機(jī)162可以至少部分地通過發(fā)動機(jī)和/或電機(jī)來驅(qū)動，并且可以不包括渦輪機(jī)。因此，經(jīng)由渦輪增壓器或機(jī)械增壓器提供到發(fā)動機(jī)的一個或更多個汽缸的壓縮量可以通過控制器12改變?？梢允褂酶鞣N渦輪增壓器裝置。例如，當(dāng)可變面積噴嘴被放置在排氣管路中的渦輪機(jī)的上游和/或下游時，可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)可以被用于改變通過渦輪機(jī)的氣體的有效膨脹。還有其它方法可以用于改變排氣中的膨脹，例如廢氣門閥。
[0020]增壓空氣冷卻器154可以被包含在壓縮機(jī)162的下游和進(jìn)氣門52的上游。例如，增壓空氣冷卻器154可以被配置為冷卻通過經(jīng)由壓縮機(jī)162壓縮已經(jīng)被加熱的氣體。在一個實(shí)施例中，增壓空氣冷卻器154可以在節(jié)氣門62的上游。在壓縮機(jī)162下游，壓力、溫度和質(zhì)量空氣流量可以被測量，如使用傳感器145和147。來自傳感器145和147的測量的結(jié)果可以分別經(jīng)由信號148和149被