用于控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法
【專利摘要】描述一種流體聯(lián)接到排氣后處理系統(tǒng)的直接燃料噴射內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其包括多個流體聯(lián)接的排氣凈化裝置和排氣傳感器。控制發(fā)動機(jī)的方法包括響應(yīng)于起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)經(jīng)由加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件。排氣供給流被監(jiān)測以確定排氣傳感器的。僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一加熱的發(fā)動機(jī)控制。
【專利說明】
用于控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和用于其控制的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)流體聯(lián)接到排氣后處理系統(tǒng)，其凈化作為燃燒副產(chǎn)物產(chǎn)生的排出氣 體。排氣后處理系統(tǒng)可W包括氧化催化器、還原催化器、選擇性催化還原催化器和顆粒過濾 器。
[0003] 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)還采用傳感器W監(jiān)測已進(jìn)入的排氣供給流，用于發(fā)動機(jī)控制和診斷的 目的。已知傳感器包括基于誰的氧氣傳感器，寬范圍lambda傳感器，和例如NOx傳感器運(yùn)樣 的成分傳感器。運(yùn)種傳感器可W包括整合的電加熱器，W加熱感測元件，由此改善測量可重 復(fù)性。
[0004] 監(jiān)測排氣供給流的傳感器會經(jīng)歷因未燃燒的碳氨化合物和顆粒物質(zhì)的沉積作用 造成的污垢。運(yùn)種污垢會在低溫運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生，例如剛好在發(fā)動機(jī)冷起動之后。運(yùn)種污垢 還會在發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件執(zhí)行期間發(fā)生，其包括在富空氣/燃料情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，W產(chǎn)生未燃燒的 碳氨化合物，其流動到氧化催化器中，用于在選擇性催化還原催化器上游產(chǎn)生熱量。顆粒物 質(zhì)可W在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中產(chǎn)生，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運(yùn)行在壓縮點(diǎn)火式狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 描述一種流體聯(lián)接到排氣后處理系統(tǒng)的直接燃料噴射內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其包括多個流 體聯(lián)接的排氣凈化裝置和排氣傳感器?？刂瓢l(fā)動機(jī)的方法包括響應(yīng)于起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)經(jīng)由 加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件。排氣供給流被監(jiān)測W確定排氣傳感器的。僅在 排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一加熱的發(fā)動機(jī)控制。
[0006] 本發(fā)明提供一種用于控制直接燃料噴射內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)流體 聯(lián)接到排氣后處理系統(tǒng)，所述排氣后處理系統(tǒng)包括多個流體聯(lián)接的排氣凈化裝置和排氣傳 感器，方法包括：響應(yīng)于起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī):經(jīng)由加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件， 監(jiān)測排氣供給流，基于對排氣供給流的監(jiān)測確定排氣傳感器的溫度，且僅在排氣傳感器的 溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一的加熱。
[0007] 在所述的方法中，經(jīng)由加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件進(jìn)一步包括：最 初經(jīng)由加熱器控制器W低功率水平啟用排氣傳感器的加熱元件;和隨后在排氣傳感器的溫 度大于臨界溫度時經(jīng)由加熱器控制器W增加的功率水平啟用排氣傳感器的加熱元件。
[000引在所述的方法中，允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一的加熱包括，允許 發(fā)動機(jī)控制器執(zhí)行燃燒后燃料噴射事件。
[0009] 在所述的方法中，僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn) 排氣凈化裝置中之一的加熱包括，僅在排氣傳感器的溫度大于與碳氨化合物汽化相關(guān)的臨 界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置的加熱。
[0010] 在所述的方法中，僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn) 排氣凈化裝置中之一的加熱包括，僅在排氣傳感器的溫度大于與碳氨化合物汽化和水冷凝 相關(guān)的臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置的加熱。
[0011] 在所述的方法中，排氣傳感器包括lambda傳感器或NOx傳感器。
[0012] 在所述的方法中，排氣凈化裝置包括在選擇性催化還原催化器上游的氧化催化 器，且其中排氣傳感器在氧化催化器下游。
[0013] 在所述的方法中，排氣凈化裝置包括在選擇性催化還原催化器上游的氧化催化 器，且其中排氣傳感器在氧化催化器上游。
[0014] 在所述的方法中，發(fā)動機(jī)起動事件包括點(diǎn)火開關(guān)點(diǎn)火起動事件。
[0015] 在所述的方法中，發(fā)動機(jī)起動事件包括自動起動事件。
[0016] 本發(fā)明提供一種用于控制直接燃料噴射內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)流體 聯(lián)接到在選擇性催化還原催化器上游的氧化催化器，方法包括:起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī);經(jīng)由加熱 器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件，排氣傳感器布置為監(jiān)測來自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣供給 流;監(jiān)測發(fā)動機(jī)的排氣供給流的溫度和流動;基于對排氣供給流的監(jiān)測確定排氣傳感器的 溫度，且僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原的 加熱。
[0017] 在所述的方法中，經(jīng)由加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件進(jìn)一步包括：最 初經(jīng)由加熱器控制器W低功率水平啟用排氣傳感器的加熱元件;和隨后在排氣傳感器的溫 度大于臨界溫度時經(jīng)由加熱器控制器W增加的功率水平啟用排氣傳感器的加熱元件。
[0018] 在所述的方法中，允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原催化器的加熱進(jìn)一步包 括，允許發(fā)動機(jī)控制器執(zhí)行燃燒后燃料噴射事件。
[0019] 在所述的方法中，僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn) 選擇性催化還原催化器的加熱包括，僅在排氣傳感器的溫度大于與碳氨化合物汽化相關(guān)的 臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原催化器的加熱。
[0020] 在所述的方法中，僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制W實(shí)現(xiàn) 選擇性催化還原催化器的加熱包括，僅在排氣傳感器的溫度大于與碳氨化合物汽化和水冷 凝相關(guān)的臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制與實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原催化器的加熱。
[0021 ] 在所述的方法中，排氣傳感器包括lambda傳感器或NOx傳感器。
[0022] 在所述的方法中，排氣傳感器在氧化催化器下游。
[0023] 在所述的方法中，排氣傳感器在氧化催化器上游。
[0024] 在所述的方法中，發(fā)動機(jī)起動事件包括鑰匙開起動事件。
[0025] 在所述的方法中，發(fā)動機(jī)起動事件包括自動起動事件。
[0026] 在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理 解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)W及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0027] 參考附圖通過例子描述一個或多個實(shí)施例，其中：
[0028] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其包括排氣后處理系統(tǒng);和
[0029] 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的采用參考圖1所述的發(fā)動機(jī)實(shí)施例的傳感器加 熱器控制程序。
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在參見附圖，其中出于僅顯示些示例性實(shí)施例的目的而不出于限制本發(fā)明的目 的顯示了附圖，圖1示意性地示出了內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī)）1〇〇,其包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例 布置的排氣后處理系統(tǒng)50。發(fā)動機(jī)100是多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其燃燒直接噴射的燃料、進(jìn)入 空氣和循環(huán)流動的排氣的混合物，W產(chǎn)生機(jī)械功率。發(fā)動機(jī)100配置為通過壓縮點(diǎn)火式燃 燒，如所示的，但是本文所述的原理可W用在其他發(fā)動機(jī)構(gòu)造(其采用被加熱的排氣的傳感 器，例如lambda或NOx傳感器)并執(zhí)行燃燒后燃料噴射，加熱排氣后處理系統(tǒng)的排氣凈化裝 置。發(fā)動機(jī)100可W用在陸地車輛上，例如載客轎車、卡車、農(nóng)業(yè)車輛或建設(shè)車輛，用在航海 交通工具上，或在靜止設(shè)施中，例如聯(lián)接到電功率發(fā)電機(jī)。
[0031 ]發(fā)動機(jī)100優(yōu)選包括多汽缸發(fā)動機(jī)缸體7，用于將進(jìn)入空氣導(dǎo)通到發(fā)動機(jī)100的汽 缸中的進(jìn)氣歧管8,和用于引入排氣W通過排氣后處理系統(tǒng)50進(jìn)行導(dǎo)通的排氣歧管9。其他 未示出發(fā)動機(jī)部件和系統(tǒng)包括活塞、曲軸、發(fā)動機(jī)缸蓋(一個或多個）、進(jìn)氣閥、排氣閥、凸輪 軸(一個或多個)和可變凸輪相位器(若采用）。發(fā)動機(jī)100優(yōu)選W重復(fù)執(zhí)行的進(jìn)氣-壓縮-燃 燒-排氣沖程的四沖程燃燒循環(huán)運(yùn)行。在一個實(shí)施例中，可變幾何結(jié)構(gòu)滿輪增壓器(VGT)包 括滿輪機(jī)28,其流體聯(lián)接到在排氣后處理系統(tǒng)50上游的排氣歧管9。發(fā)動機(jī)100包括多個直 接噴射燃料噴射器47，其布置為直接噴射燃料到各燃燒室中。在一個實(shí)施例中，噴射器47可 W是任何合適的直接噴射裝置，且是螺線管促動的裝置。燃料經(jīng)由低壓燃料累41、燃料過濾 器組件42、高壓燃料累43、燃料計(jì)量閥44、燃料分配管45和壓力調(diào)節(jié)閥46從燃料存儲箱供應(yīng) 到噴射器47。每一個發(fā)動機(jī)汽缸優(yōu)選包括火花塞25。發(fā)動機(jī)100包括進(jìn)入空氣系統(tǒng)，其可W 包括進(jìn)入空氣過濾器48、空氣質(zhì)量流量傳感器49、VGT的壓縮機(jī)10、增壓空氣冷卻器11、節(jié)流 閥13、用于監(jiān)測增壓壓力和進(jìn)入空氣溫度的傳感器12和可W使用的其他傳感裝置。發(fā)動機(jī) 100可W包括排氣循環(huán)化GR)系統(tǒng)，其將從排氣歧管9而來的排氣流體導(dǎo)通到進(jìn)氣歧管8。在 一個實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)可W包括EGR閥14、具有旁通閥15的EGR冷卻器17、EGR出口溫度傳感 器18、EGR冷卻器入口溫度傳感器31和真空開關(guān)16。進(jìn)氣歧管8還可W包括多個縱滿閥 (swirl valves) 19,用于混合進(jìn)入空氣和循環(huán)流動的排氣。其他發(fā)動機(jī)監(jiān)測傳感器可W包 括曲軸位置傳感器20、凸輪軸位置傳感器21、冷卻劑溫度傳感器22、油液面開關(guān)23、和油壓 力開關(guān)24等等。一個或多個發(fā)動機(jī)監(jiān)測傳感器可W用合適的可執(zhí)行模型代替。
[0032] 發(fā)動機(jī)控制器26監(jiān)測各種傳感裝置且執(zhí)行控制程序，W響應(yīng)于操作者命令而命令 各種促動器控制發(fā)動機(jī)100的運(yùn)行。操作者命令可W從各種操作者輸入裝置確定，例如包括 踏板組件27,所述踏板組件例如包括加速器踏板和制動踏板。與發(fā)動機(jī)運(yùn)行相關(guān)的其他傳 感裝置可W包括(僅舉例）氣壓表壓力傳感器、環(huán)境空氣溫度傳感器30、VGT位置傳感器、排 氣溫度傳感器31、填充空氣入口溫度傳感器32和填充空氣出口溫度傳感器33等等。
[0033] 排氣后處理系統(tǒng)50包括多個流體連接的排氣凈化裝置，用于在排出到環(huán)境空氣之 前凈化發(fā)動機(jī)排氣。排氣凈化裝置可W是任何裝置，其配置為氧化、還原、過濾或W其他方 式處理排氣供給流的組成成分，包括但不限于碳氨化合物、一氧化碳氮氧化物(NOx)和顆粒 物質(zhì)。運(yùn)種排氣凈化裝置可W包括氧化催化器53、顆粒過濾器54和選擇性催化還原裝置 (SCR)55,其可W被供應(yīng)來自還原劑輸送系統(tǒng)60的還原劑，所述還原劑輸送系統(tǒng)包括定位在 排氣供給流中且在其上游的噴射噴嘴62。在一個實(shí)施例中，SCR 55是基于尿素的裝置，且被 噴射還原劑是尿素。在發(fā)動機(jī)100用在陸地車輛上時，氧化催化器53可W接近地聯(lián)接到排氣 歧管9且位于發(fā)動機(jī)艙中，且顆粒過濾器54接近地聯(lián)接到氧化催化器53,而SCR 55在地面下 位置(underfloor location)中的下游。所示實(shí)施例包括W-種示例性的布置方式布置的 排氣后處理系統(tǒng)50的元件。在一種替換布置方式中，顆粒過濾器54布置在氧化催化器53上 游。在一個實(shí)施例中，顆粒過濾器54和氧化催化器53可W布置在單個基體上和/或布置在單 個機(jī)械組件中。排氣后處理系統(tǒng)50的元件的其他布置方式可W在本發(fā)明的范圍內(nèi)采用，運(yùn) 種布置方式包括增加其他排氣凈化裝置和/或省略一個或多個排氣凈化裝置，運(yùn)取決于具 體應(yīng)用的需求。
[0034] 用于監(jiān)測排氣后處理系統(tǒng)50的排氣凈化裝置的傳感器優(yōu)選包括排氣傳感器58、顆 粒物質(zhì)傳感器56、用于監(jiān)測跨過顆粒過濾器54的壓力降的變化壓力傳感器57、溫度傳感器 59、和/或用于監(jiān)測排氣供給流的其他合適傳感裝置和模型。排氣傳感器58可W是發(fā)動機(jī)W 外的NOx傳感器、寬范圍lambda傳感器或另一合適排氣感測裝置。運(yùn)種傳感器和模型可W布 置為監(jiān)測或W其他方式確定與各個排氣凈化裝置的性能相關(guān)的參數(shù)、監(jiān)測與排氣凈化裝置 的子組性能相關(guān)的參數(shù)、與總排氣后處理系統(tǒng)50的性能相關(guān)的參數(shù)。排氣傳感器58優(yōu)選布 置為監(jiān)測氧化催化器53上游的排氣供給流。替換地，或除此之外，排氣傳感器58可W布置為 監(jiān)測氧化催化器53下游的排氣供給流。
[0035] 排氣傳感器58可W制造為平面類型的氧化錯雙單元裝置，其具有感測元件和整合 的電功率加熱元件。加熱器控制器65電連接到排氣傳感器58的加熱元件，W控制對其供應(yīng) 的電功率。加熱器控制器65控制到加熱元件的電功率，W將排氣傳感器58的感測元件的溫 度維持在預(yù)定溫度范圍中。加熱器控制器65采用任何合適電壓控制程序來控制到加熱元件 的電功率，例如包括脈寬調(diào)制控制程序。在初始發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間，加熱器控制器65控制到加 熱元件的電功率，其方式是限制對排氣傳感器58的熱沖擊(thermal shock)，所述熱沖擊可 能會因存在于排氣供給流中的水或其他液體的沖擊造成。運(yùn)可W被稱為運(yùn)行中的冷凝水階 段。
[0036] 發(fā)動機(jī)控制包括控制各種發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)，包括控制優(yōu)先發(fā)動機(jī)控制狀態(tài)，W通 過化學(xué)反應(yīng)過程使各種排氣組成成分最小化，所述化學(xué)反應(yīng)過程例如包括氧化、還原、過濾 和選擇性還原。其他發(fā)動機(jī)控制狀態(tài)包括控制運(yùn)行參數(shù)，W使發(fā)動機(jī)100升溫和傳遞熱量或 W其他方式使后處理系統(tǒng)50的排氣凈化裝置的各種裝置及時地升溫，W便快速實(shí)現(xiàn)其運(yùn) 行，由此使得冷啟動排放物最小化。
[0037] 在一個實(shí)施例中，用于實(shí)現(xiàn)SCR 55快速升溫的過程可W包括將未燃燒碳氨化合物 排入排氣供給流，W流動到氧化催化器53, W在其中氧化，W隨排氣供給流進(jìn)入SCR 55而增 加排氣供給流的溫度。可W使得未燃燒碳氨化合物進(jìn)入排氣供給流的一個發(fā)動機(jī)控制過程 包括燃燒后燃料噴射事件。燃燒后燃料噴射事件是燃燒事件之后在燃料噴入燃燒室時一部 分燃燒循環(huán)期間的任何燃料噴射事件，使得燃燒室中的未燃燒燃料可W進(jìn)入排氣供給流達(dá) 到后處理系統(tǒng)50。運(yùn)可W包括通過啟用燃料噴射器47在排氣沖程期間在每一個燃燒沖程后 期噴射燃料。
[0038] 在排氣傳感器58位于氧化催化器53上游時液化的原燃料形式的未燃燒碳氨化合 物會沖擊在排氣傳感器58上。進(jìn)而，在氧化催化器53未實(shí)現(xiàn)點(diǎn)燃或放熱狀態(tài)時，液化原始燃 料形式的未燃燒碳氨化合物在排氣傳感器58位于氧化催化器53下游時會沖擊在排氣傳感 器58上。運(yùn)種未燃燒碳氨化合物會冷凝在排氣傳感器58的感測元件或外防護(hù)罩上并干擾其 準(zhǔn)確地監(jiān)測排氣供給流的能力。碳氨化合物冷凝物會進(jìn)一步凝固在排氣傳感器58的感測元 件上，使其無法執(zhí)行監(jiān)測排氣供給流的目的功能。進(jìn)而，會帶入顆粒物質(zhì)的水蒸汽會冷凝在 排氣傳感器58的感測元件或外防護(hù)罩上且也干擾其準(zhǔn)確地監(jiān)測排氣供給流的能力?？纱_定 用于排氣傳感器58的最小臨界溫度，最小臨界溫度是足W防止燃料和/或水蒸汽的運(yùn)種冷 凝的溫度。最小臨界溫度設(shè)及燃料或水露點(diǎn)，其中露點(diǎn)設(shè)及蒸汽化液體形成液體狀態(tài)且冷 凝在表面上時的溫度。
[0039] 術(shù)語控制器、控制模塊、模塊、控制部、控制單元、處理器和相似的術(shù)語是指專用集 成電路(一個或多個KASIC)、電子回路(一個或多個）、中央處理單元(一個或多個）（例如是 微處理器(一個或多個））和存儲器和存儲裝置形式的相關(guān)的非瞬時存儲器（只讀、可編程只 讀、隨機(jī)存取、硬件驅(qū)動等）中的任何一個或組合。非瞬時存儲器部件能存一個或多個軟件 或固件程序或例行程序形式的儲機(jī)器可讀指令、組合的邏輯回路(一個或多個）、輸入/輸出 回路(一個或多個)和裝置、信號調(diào)節(jié)和緩沖器電路、可被一個或多個處理器訪問W提供所 述功能性的其他部件。輸入/輸出回路(一個或多個)和裝置包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和監(jiān)測從 傳感器而來的輸入的相關(guān)裝置，運(yùn)種輸入被W預(yù)設(shè)的采樣頻率或響應(yīng)于觸發(fā)事件監(jiān)測。軟 件、固件、程序、指令、控制程序、代碼、算法和相似的術(shù)語是指任何控制器可執(zhí)行的指令集， 包括校準(zhǔn)和查找表。每一個控制器執(zhí)行控制程序(一個或多個），W提供期望功能，包括監(jiān)測 來自傳感裝置和其他聯(lián)網(wǎng)控制器的輸入和執(zhí)行控制和診斷的程序，W控制促動器的操作。 程序可W W規(guī)律間隔執(zhí)行，例如在正在進(jìn)行的操作期間每一個100微秒或3.125、6.25、 12.5、25和100毫秒一次。替換地，程序可W響應(yīng)于觸發(fā)事件的發(fā)生而被執(zhí)行?？刂破髦g的 通信W及控制器、促動器和/或傳感器之間的通信可W使用直接有線鏈路、網(wǎng)絡(luò)通信總線鏈 路、無線鏈路或任何其他合適的通信鏈路實(shí)現(xiàn)。通信包括交換任何合適形式的數(shù)據(jù)信號，例 如包括，經(jīng)由傳導(dǎo)介質(zhì)傳遞電信號、經(jīng)由空氣傳遞電磁信號、經(jīng)由光學(xué)波導(dǎo)傳遞光學(xué)信號 等。
[0040] 數(shù)據(jù)信號可W包括代表從傳感器而來的輸入的信號、代表促動器命令的信號、和 在控制器之間的通信信號。術(shù)語'模型'是指基于處理器或處理器可執(zhí)行的代碼和相關(guān)的校 準(zhǔn)過程，其模擬裝置或物理過程的物理存在。如在本文使用的，術(shù)語'動態(tài)'和'動態(tài)地'和有 關(guān)術(shù)語描述了實(shí)時執(zhí)行且W監(jiān)測或W其他方式確定參數(shù)狀態(tài)為特點(diǎn)的步驟或過程和在程 序執(zhí)行或程序執(zhí)行的迭代之間有規(guī)律地或周期性地更新參數(shù)狀態(tài)。在一個實(shí)施例中，運(yùn)包 括如下。
[0041] 圖2示意性地顯示了采用在上文所述的發(fā)動機(jī)100實(shí)施例的傳感器加熱器控制程 序200。傳感器加熱器控制程序200優(yōu)選在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間通過發(fā)動機(jī)控制器26周期性地執(zhí) 行為一個或多個指令集和附隨的校準(zhǔn)過程。傳感器加熱器控制程序200的目的是確保排氣 傳感器58被充分地加熱，W最小化或優(yōu)選完全地防止燃料蒸汽的冷凝和/或水蒸汽(其包括 帶入的顆粒物質(zhì)）在其上的冷凝或沉積。提供了表格1，其中數(shù)字標(biāo)記的圖框和相應(yīng)功能如 下描述，與傳感器加熱器控制程序200對應(yīng)。
[0042] 表格 1
[0043]
[0044] 傳感器加熱器控制程序200優(yōu)選響應(yīng)于發(fā)動機(jī)起動事件(202)執(zhí)行，包括在發(fā)動機(jī) 100用于車輛或另一系統(tǒng)執(zhí)行自動停止/自動起動事件時的冷發(fā)動機(jī)起動事件和發(fā)動機(jī)自 動起動事件。替換地，傳感器加熱器控制程序200可W僅在發(fā)動機(jī)起動事件期間執(zhí)行和可W 不在自動起動事件期間執(zhí)行。例如運(yùn)可W在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)上發(fā)生，其中加熱器控制器65繼續(xù) 提供電功率，W在發(fā)動機(jī)自動停止事件期間加熱排氣傳感器58的元件。
[0045] 在起動發(fā)動機(jī)100時，加熱器控制器65最初將去往排氣傳感器58的加熱元件的電 功率控制在低電功率水平。在一個實(shí)施例中，通過控制電壓水平來控制電功率水平，且由此 通過將電壓控制為低壓水平，例如額定12Vdc電系統(tǒng)中的2.3V，來控制低功率水平(204)。最 初將對排氣傳感器58的加熱元件的電功率控制為低功率水平的一個目的是，降低通過液化 流體(例如水)在排氣傳感器58的加熱元件上的沖擊而造成熱沖擊損壞的可能性。發(fā)動機(jī)控 制還包括不實(shí)施任何燃燒后燃料噴射事件(206)。燃燒后燃料噴射事件是燃燒事件之后在 燃料噴入燃燒室時發(fā)動機(jī)燃燒循環(huán)期間的任何燃料噴射事件，使得燃燒室中的未燃燒燃料 會進(jìn)入排氣供給流并去往后處理系統(tǒng)50的流動。
[0046] 發(fā)動機(jī)運(yùn)行被監(jiān)測（208)，其包括監(jiān)測各種傳感裝置的信號輸出和監(jiān)測對各種促 動器的命令，W響應(yīng)于操作者命令(例如確定采用踏板組件27)來控制發(fā)動機(jī)100的運(yùn)行。
[0047] 被監(jiān)測的發(fā)動機(jī)運(yùn)行用于估計(jì)排氣供給流中的溫度，其設(shè)及冷凝物(210)，例如在 排氣傳感器58的一區(qū)域(水和/或燃料會冷凝和沉淀在所述區(qū)域上）上的溫度。在一些情況 下，運(yùn)種沉積會導(dǎo)致污垢和/或堵塞和因而造成的排氣傳感器58測量能力的損失。在一個實(shí) 施例中，被監(jiān)測的發(fā)動機(jī)運(yùn)行用在能量模型中，所述能量模型基于排氣流和排氣溫度預(yù)測 被傳遞到排氣傳感器58的熱能量的量。已知的是開發(fā)和實(shí)施合適能量模型，W基于排氣流 和溫度來確定熱傳遞。運(yùn)種能量模型的實(shí)施可W根據(jù)應(yīng)用確定，其具有在預(yù)生產(chǎn)測試期間 或其他合適情況下開發(fā)的流動特點(diǎn)和排氣和傳感器溫度模型。
[004引用于排氣傳感器58的最小臨界溫度Texh可被確定，且其是最小化或防止燃料和/ 或水蒸汽冷凝的溫度，W防止物質(zhì)在其上沉積。
[0049] 在估計(jì)的傳感器溫度低于最小臨界溫度(212)(0)時，通過對發(fā)動機(jī)運(yùn)行的連續(xù)監(jiān) 測而讓初始運(yùn)行繼續(xù)，W估計(jì)設(shè)及冷凝物位置的排氣供給流的溫度(208、210)。
[0050] 在估計(jì)的傳感器溫度大于或等于最小臨界溫度(212)(1)時，初始運(yùn)行中斷。加熱 器控制部65將傳感器加熱器功率增加到其最大電壓，例如在額定12Vdc系統(tǒng)中為7.5V (214)。允許燃燒后燃料供應(yīng)(216)，且傳感器程序200的運(yùn)種迭代結(jié)束(218)。燃燒后燃料供 應(yīng)可W是總發(fā)動機(jī)控制方案的一部分W動態(tài)控制發(fā)動機(jī)100的運(yùn)行，W增加排氣溫度，W增 加排氣后處理系統(tǒng)50的一個或多個排氣凈化裝置的溫度。
[0051] 傳感器加熱器控制程序200防止燃燒后燃料供應(yīng)，直到排氣傳感器58實(shí)現(xiàn)最小溫 度臨界值W降低傳感器結(jié)垢。由此在峰值碳氨化合物排放期間被啟用時排氣傳感器58的內(nèi) 部加熱可W有助于碳氨化合物汽化。由此，燃燒后燃料供應(yīng)W在排氣后處理系統(tǒng)50的排氣 凈化裝置中之一中實(shí)現(xiàn)溫度增加與實(shí)現(xiàn)用于排氣傳感器58的露點(diǎn)釋放關(guān)聯(lián)(dew point re I ease)。該關(guān)聯(lián)釋放可W允許一些快速加熱的測量繼續(xù)進(jìn)行，同時燃燒后燃料供應(yīng)被延 遲直到傳感器加熱啟用。
[0052] 附圖中的詳細(xì)的描述和顯示是對本發(fā)明的支持和描述，而本發(fā)明的范圍僅通過權(quán) 利要求限定。盡管已經(jīng)對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可 得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于控制直接燃料噴射內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)流體聯(lián)接到排氣后 處理系統(tǒng)，所述排氣后處理系統(tǒng)包括多個流體聯(lián)接的排氣凈化裝置和排氣傳感器，方法包 括： 響應(yīng)于起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)： 經(jīng)由加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件， 監(jiān)測排氣供給流， 基于對排氣供給流的監(jiān)測確定排氣傳感器的溫度，且 僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制以實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一 的加熱。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中經(jīng)由加熱器控制器啟用排氣傳感器的加熱元件進(jìn)一 步包括： 最初經(jīng)由加熱器控制器以低功率水平啟用排氣傳感器的加熱元件;和隨后 在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時經(jīng)由加熱器控制器以增加的功率水平啟用排氣 傳感器的加熱元件。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中允許發(fā)動機(jī)控制以實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一的加熱 包括，允許發(fā)動機(jī)控制器執(zhí)行燃燒后燃料噴射事件。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī) 控制以實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一的加熱包括，僅在排氣傳感器的溫度大于與碳?xì)浠衔锲?化相關(guān)的臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制以實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置的加熱。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中僅在排氣傳感器的溫度大于臨界溫度時允許發(fā)動機(jī) 控制以實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置中之一的加熱包括，僅在排氣傳感器的溫度大于與碳?xì)浠衔锲?化和水冷凝相關(guān)的臨界溫度時允許發(fā)動機(jī)控制以實(shí)現(xiàn)排氣凈化裝置的加熱。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中排氣傳感器包括lambda傳感器或NOx傳感器。7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中排氣凈化裝置包括在選擇性催化還原催化器上游的 氧化催化器，且其中排氣傳感器在氧化催化器下游。8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中排氣凈化裝置包括在選擇性催化還原催化器上游的 氧化催化器，且其中排氣傳感器在氧化催化器上游。9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中發(fā)動機(jī)起動事件包括點(diǎn)火開關(guān)點(diǎn)火起動事件。10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中發(fā)動機(jī)起動事件包括自動起動事件。
【文檔編號】F02D41/02GK106014566SQ201610192976
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】C.E.馬利特, J.L.邁耶, J.李, M.吉羅托
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司