催化剂再激活的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及催化剂再激活的方法和系统。提供用于再激活催化剂的实施例。在一种示例中，用于再激活耦接到发动机的催化剂的方法包括当发动机在停用之后被重启动时，基于发动机关闭持续时间和在重启动期间的发动机空气量调整燃料富集度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及发动机的排气后处理装置。
技术介绍
定位在发动机排气路径中的三元催化剂提供氧化和还原特性以降低尾管排放碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物(NOx)。当发动机停止时，通过催化剂的排气流停止并且催化剂行为像海绵，从而累积氧。发动机关闭越长，由催化剂累积的氧就越多，直到催化剂的氧饱和点，该饱和点是催化剂温度的函数。在发动机停止期间存储的该附加氧在确保发动机启动期间可以被补偿。在没有补偿的情况下，催化剂减少NOx的能力将被显著地影响。为了补偿存储的氧，对重启动可以添加附加燃料以“再激活”催化剂的还原能力。这确保在每次发动机重启动期间产生的排放被最小化。许多发动机关闭事件导致催化剂变成氧饱和。这样，大多数发动机重启动在假定催化剂饱和的情况下被执行，且因此相对高的燃料量被提供以再激活催化剂。然而，在某些发动机重启动期间，如在自动发动机停止之后，发动机关闭持续时间可以是相对短的，从而导致只有部分催化剂饱和。对部分饱和的催化剂使用相对高的燃料富集(enrichment)执行标准再激活可以导致比所需要的被供给到催化剂更多的燃料，从而增加碳氢化合物排放并浪费燃料。
技术实现思路
专利技术人已经认识到上述方法的问题并且提供一种至少部分地解决它们的方法。在一个实施例中，用于再激活耦接至发动机的催化剂的方法包括当发动机在停用之后被重启动时，基于在重启动期间的发动机关闭持续时间和发动机空气量调整燃料富集度。以此方式，存储在催化剂中的氧量可以基于在发动机停用之后发动机关闭时期的持续时间被估计。在重启动期间提供到发动机的富集度可以基于发动机关闭时期转换存储的氧并因此再激活催化剂。此外，一个或更多个富集的参数(例如，富集的相对丰富度和/或持续时间)可以基于到发动机的空气流而被调整。因此，富集可以与空气流相配以将准确量的额外燃料提供到发动机以再激活催化剂而不用浪费燃料或产生过多的排放。当单独或结合附图时，根据以下具体实施方式，本描述的上述优点和其他优点以及特征将是明显的。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围被具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出多汽缸发动机的一个汽缸的示意图。图2-图3是图示说明根据本公开的实施例用于再激活催化剂的方法的流程图。图4A和图4B是图示说明根据本公开的实施例在催化剂再激活事件期间的各种操作参数的示图；图5A和图5B是图示说明根据本公开的另一实施例在催化剂再激活事件期间的各种操作参数的示图。具体实施方式在发动机关闭时期期间，如在怠速或自动停止期间当发动机被暂时地关闭时，定位在发动机下游的排气通道中的催化剂可以开始存储氧。存储的氧降低催化剂转换排气中的排放(尤其是NOx)的能力。因此，在发动机的重启动期间，额外的燃料可以被喷射到发动机。不在发动机中燃烧的额外的燃料被包含在提供到催化剂的排气中，其中它转换存储的氧，释放催化剂以转换排气排放。为了确保过多的燃料不被提供到催化剂，存储在催化剂中的氧量可以通过发动机关闭持续时间被估计并且额外的燃料被输送的方式(例如，发动机空燃比和/或富集的持续时间)可以被调整以使燃料输送与发动机空气流相配。图1示出具有催化剂和控制器的发动机，该控制器被配置为执行图2-图3的方法。图4A-图5B示出在多个不同催化剂再激活事件期间的各种操作参数。现参考图1，其示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，该发动机10可以包含在所示的汽车的推进系统中。发动机10可以通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入装置130来自车辆操作员132的输入至少部分地控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30(即，汽缸)可以包括具有活塞36定位在其中的燃烧室壁32。在一些实施例中，汽缸30内部的活塞36的面可以具有碗状物。活塞36可以被耦接到曲轴40使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统被耦接到车辆的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可以经由飞轮被耦接到曲轴40以确保发动机10的启动操作。燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气门52和排气门54选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在这个示例中，进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动被控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用可以通过控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个，以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可以分别通过位置传感器55和57来确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动来控制。例如，汽缸30可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。燃料喷射器66被示出直接耦接至燃烧室30，用于经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进燃烧室中。以这种方式，燃料喷射器66提供被称为到燃烧室30中的燃料的直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)可以将燃料输送到燃料喷射器66。根据工况，发动机10中的燃烧可以是各种类型的。当图1描述压缩点火发动机时，应当认识到本文所描述的实施例可以用于任何合适的发动机，包括但不限于柴油和汽油压缩点火发动机、火花点火发动机、直接或进气道喷射发动机等。此外，可以使用各种燃料和/或燃料混合物(如柴油、生物柴油等)。进气通道42可以包括分别具有节流板64和65的节气门62和63。在这种特定示例中，节流板64和65的位置可以经由提供到电动马达或包括有节气门62和63的致动器的信号通过控制器12而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于再激活耦接到发动机的催化剂的方法，其包含：当所述发动机在停用之后被重启动时，基于发动机关闭持续时间和在重启动期间的发动机空气量调整燃料富集度。

【技术特征摘要】
2014.01.09 US 14/151,6601.一种用于再激活耦接到发动机的催化剂的方法，其包含：
当所述发动机在停用之后被重启动时，基于发动机关闭持续时间和
在重启动期间的发动机空气量调整燃料富集度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述停用包括基于加速器踏板
位置、制动踏板位置和发动机转速中的一个或多个自动停止所述发动机，
并且其中在所述发动机关闭持续时间期间，燃料喷射和通过所述发动机
的空气流被停止。
3.根据权利要求1所述的方法，其中燃料富集包括以小于化学计量
比的空燃比操作所述发动机，并且其中调整所述燃料富集度进一步包括
调整燃料富集量和燃料富集的持续时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述发动机关闭持续时间
和发动机空气量调整所述燃料富集量包括随着所述发动机关闭持续时间
增加，增加通过所述燃料富集添加的额外燃料的总和。
5.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述发动机关闭持续时间
和发动机空气量调整所述燃料富集的持续时间包括随着所述发动机空气
量增加，增加所述燃料富集的持续时间。
6.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述发动机关闭持续时间
和发动机空气量调整所述燃料富集的持续时间包括随着所述发动机空气
量增加，减小所述燃料富集的相对丰富度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述燃料富集度进一步包
括基于指定量的尾管NOx和指定量的尾管碳氢化合物中的一个或多个调
整所述燃料富集度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述燃料富集度进一步包
括基于自所述重启动开始后的若干燃烧事件调整所述燃料富集度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述发动机关闭持续时间
和在重启动期间的发动机空气量调整所述燃料富集度包括基于所述发动
机关闭持续时间，以及质量空气流量和汽缸空气充气中的一个或多个调
整所述燃料富集度。
10.一种用于发动机的方法，其包含：
在自动停止之前的发动机操作期间，基于来自排气氧传感器的反馈
调整喷射到所述发动机的燃料量；以及
在所述自动停止之后的发动机重启动期间，基于所述自动停止的持
续时间调整喷射到所述发动机的燃料量，而不管来自所述排气氧传感器
的反馈。
11.根据权利要求10所述的方法，其中基于所述自动停止的所述持
续时间调整喷射到所述发动机的所述燃料量进一步包括通过以富空燃比
操作增加喷射到所述发动机的额外燃料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·M·朗斯帕克，M·G·阿普斯，A·莱门，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US