專利名稱：用于控制內(nèi)燃發(fā)動機的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在冷啟 動階段期間控制具有排氣后處理裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的方法和裝置。
背景技術(shù)：
為了氧化來自礦物燃料的內(nèi)燃或外燃的排氣中的還原劑，利用了排氣催化轉(zhuǎn)化器，即具有催化貴金屬涂層的排氣后處理裝置。
經(jīng)受交替的高溫和低溫的機動車輛排氣催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)受熱老化，也就是說，由于貴金屬燒結(jié)(與排氣接觸的催化涂層表面由于催化劑材料的聚集而收縮)催化涂層的氧化效率下降。
氧化效率下降的程度取決于溫度水平(具有阿侖尼烏斯或指數(shù)關(guān)系)并且基本上線性地取決于排氣質(zhì)量流速。
排氣后處理裝置的老化的結(jié)果使排氣后處理裝置的起燃溫度在整個時間過程朝著更高的溫度移動，這削弱排氣催化轉(zhuǎn)化器在冷啟動階段期間轉(zhuǎn)化由內(nèi)燃發(fā)動機排放的還原劑的能力。
在當前的系統(tǒng)中，試圖升高排氣溫度以便加速升高催化轉(zhuǎn)化器的溫度超過起燃閾值。由于來自內(nèi)燃或外燃裝置需要的附加的熱所述方法導致增加燃料消耗。發(fā)明內(nèi)容
本文的發(fā)明人已經(jīng)認識到由于上述方法帶來的問題，并且提供一種至少部分地解決這些問題的方法。在一個實施例中，一種用于在冷啟動階段期間控制具有排氣后處理裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的方法，包括根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機的排氣后處理裝置老化程度的變化的函數(shù)， 將冷卻水的溫度調(diào)節(jié)到設(shè)定點運行溫度，其中當排氣后處理裝置的當前老化程度升高時所述冷卻水的溫度更快地升高。
以這種方式，在最低可能增加的燃料消耗的情況下能夠保持希望的排氣管冷啟動排放物的水平。所提出的方法基于限制發(fā)動機排放物中的還原劑的排放作為克服排氣后處理裝置的老化和起燃溫度的相關(guān)升高的對抗措施。這是這樣實現(xiàn)的，即，根據(jù)排氣催化轉(zhuǎn)換器老化程度的函數(shù)控制發(fā)動機冷卻水溫度，具體說，以這樣的方式實現(xiàn)，即在排氣催化器逐漸老化的情況下更快地達到冷卻水的設(shè)定點運行溫度。
這具有減少來自燃燒過程的熱量損失并且因此增加汽缸中的氣體溫度的效果，這導致排氣中未燃燒的燃料部分減少，并且因此減少還原劑。
所述方法的優(yōu)點在于將其總?cè)莘e為4至6升的冷卻水快速加熱到其設(shè)定點運行溫4度所需要的能量明顯低于升高進氣流的溫度(例如，通過旁通排氣再循環(huán)冷卻器或通過進氣分配器中的有源加熱)和/或通過利用汽缸中較遲的燃燒或排氣流中的外部燃燒升高排氣流的溫度所需要的總的能量。
而且，諸如，例如冷卻水管路中的冷卻水循環(huán)的控制的無源機構(gòu)使得能夠快速升高汽缸蓋中的冷卻水溫度。如果冷卻水循環(huán)被停止，或者通過停用冷卻水泵或者通過冷卻水回路中的控制閥，則所述冷卻水溫度升高非?？?。
如果在催化轉(zhuǎn)化器高度老化的情況下，為了加速加熱冷卻水，可以利用諸如例如冷卻水回路中電或微波加熱器的有源機構(gòu)。更快加熱機油的相關(guān)效果(歸因于通過油熱交換器連接于冷卻水回路)具有減少發(fā)動機摩擦以及因此降低燃料消耗的輔助效果，這在有源加熱的情況下，部分地補償發(fā)動機燃料消耗。
上面所述的方法允許在內(nèi)燃發(fā)動機整個運行時間或排氣后處裝置的使用壽命上在遵循排放物限制和燃料消耗限制兩者的要求之間進行了最佳的折衷。
從下面單獨的或結(jié)合附圖的具體實施方式
中將容易明白本發(fā)明的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點和特征。
應(yīng)當明白，提供上面的概述是為了以簡化的形式引入選擇的構(gòu)思，這種構(gòu)思在具體實施方式
中進一步描述。這并不意味著指明所要求保護的主題的關(guān)鍵或重要特征，所要求保護主題的范圍由權(quán)利要求唯一地限定。而且，所要求保護的主題不限于解決上面或本發(fā)明的任何部分指出的任何缺點的實施方式。


圖I是多汽缸發(fā)動機的單個汽缸的示意圖。
圖2是圖示說明對于多種催化劑老化的示范性冷卻溫度響應(yīng)的曲線。
圖3是圖示說明用于加熱催化劑的示范性方法的流程圖。
具體實施方式
排氣催化劑將發(fā)動機排氣中的排放物轉(zhuǎn)換成可以釋放到大氣中的無毒產(chǎn)物。排氣催化劑通常具有被稱作起燃溫度的閾值溫度，低于所述起燃溫度催化劑不能以有效的速率轉(zhuǎn)換排放物。而且，由于催化劑老化，起燃溫度可升高。為了即使在催化劑老化的情況下也快速地將催化劑加熱到起燃溫度，可調(diào)節(jié)將發(fā)動機冷卻劑加熱到預(yù)定的設(shè)定點溫度發(fā)動機冷卻系統(tǒng)所需要的時間量。例如，冷卻系統(tǒng)可以構(gòu)造成在催化劑老化的情況下更快地加熱冷卻劑。圖I是包括冷卻系統(tǒng)和用于執(zhí)行圖3的方法的控制器的示范性發(fā)動機。圖2示出多種催化劑老化的示范性冷卻系統(tǒng)響應(yīng)。
圖I是示出多汽缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖，其可被包括在機動車輛的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置130來自車輛駕駛員 132的輸入至少部分地控制。在一個示例中輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即，汽缸)30可以包括活塞36設(shè)置在其中的汽缸壁32?；钊?6可以聯(lián)接于曲軸40以便將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)由中間變速系統(tǒng)聯(lián)接于車輛的至少一驅(qū)動輪。而且，起動器可以經(jīng)由飛輪聯(lián)接于曲軸，以實現(xiàn)發(fā)動機10的起動操作。
燃燒室30可以經(jīng)由進氣道42接收來自進氣歧管44的進氣并且經(jīng)由排氣道48排放燃燒氣體。進氣歧管44和排氣道48可以經(jīng)由相應(yīng)的進氣門52和排氣門54選擇地與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或兩個以上的進氣門和/或兩個或兩個以上的排氣門。
在這個示例中，進氣門52和排氣門54可以經(jīng)由相應(yīng)的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動來控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53的每個可包括一個或更多凸輪，并且利用由控制器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)的一個或多個來改變氣門的運行。進氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器傳感器55和57確定。在可選實施例中，進氣門52和/或排氣門54可以由電動致動機構(gòu)控制。例如汽缸30可以可選地包括經(jīng)由電動致動機構(gòu)控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。
燃料噴射器66被示出直接聯(lián)接于汽缸30，用于與從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地經(jīng)由電子驅(qū)動器68將燃料直接噴射到其中。以這種方式，燃料噴射器66 提供所謂的燃料直接噴射到燃燒室30中。例如，燃料噴射器可以安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。燃料由包括燃料箱、燃料泵、和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)提供給燃料噴射器 66。在一些實施例中，燃燒室30可以替代地或附加地包括設(shè)置在進氣歧管44中的燃料噴射器，其構(gòu)造成提供所謂的燃料進氣道噴射到燃燒室30上游的進氣口中。
進氣道42可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在這個具體的示例中，節(jié)流板64 的位置可以經(jīng)由提供給包括有節(jié)氣門62的電機或致動器的信號被控制器12改變，其通常被配置為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以這種方式，節(jié)氣門62可以運行以改變提供給燃燒室30 以及其他汽缸的進氣。節(jié)流板64的位置通過節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42可以包括用于為控制器12提供相應(yīng)信號MAF和MAP的質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122。
排氣傳感器126被示出聯(lián)接于排放物控制裝置70上游的排氣道48。傳感器126 可以是用于提供排氣空氣/燃料比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)、NOx, HC或CO傳感器。排放物控制裝置70 (也被稱作催化劑或排氣催化劑)被示出沿著排氣氧傳感器126下游的排氣道48設(shè)置。裝置70可以是三元催化劑(TWO)、NOx捕集器、各種其他的排放物控制裝置或其組合。在一些實施例中，在發(fā)動機10的運行期間，排放物控制裝置70可以通過操作至少一個發(fā)動機汽缸在特定的空氣/燃料比內(nèi)而被周期性地重設(shè)。
發(fā)動機10可以通過發(fā)動機冷卻系統(tǒng)80冷卻。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)80被構(gòu)造成為引導冷卻劑(例如，水)通過發(fā)動機10，例如，已經(jīng)循環(huán)通過發(fā)動機10的冷卻劑可以離開發(fā)動機并且通過一個或多個散熱器82被冷卻。冷卻劑可以從發(fā)動機被引導，通過散熱器82并且經(jīng)過通道84回到發(fā)動機。通道84可以包括閥或恒溫器86，其構(gòu)造成當發(fā)動機10較冷時，繞過散熱器82旁通冷卻劑。沿著通路84還可以設(shè)置各種部件，例如可以冷卻發(fā)動機油道(未示出)的冷卻劑-油冷卻器88。冷卻的冷卻劑可以通過泵90被泵送回發(fā)動機。在一些實施例中，冷卻系統(tǒng)80可以包括加諸如電加熱器或微波加熱器的加熱器92，以在發(fā)動機冷啟動期間快速加熱冷卻劑。
在圖I中控制器12被示出為微型計算機，包括微處理單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/O) 104、在這個具體的示例中示出為只讀存儲器(ROM)芯片106用于可執(zhí)行的程序和校準值的電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110的和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以接收來自聯(lián)接于發(fā)動機10傳感器的各種信號，除了上面提到的那些信號之外，還包括來自空氣質(zhì)量流量傳感器120的吸入質(zhì)量空氣流量(MAF);來自聯(lián)接于冷卻水套114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自聯(lián)接于曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器122的歧管絕對壓力信號MAP。發(fā)動機速度信號RPM可以由控制器12從信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用來提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可以用上述傳感器的各種組合，例如沒有MAP傳感器的MAF 傳感器，或反之亦然。在化學計量運行期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的指示。而且， 這個傳感器，與檢測的發(fā)動機速度一起能夠提供引入汽缸中的進氣(包括空氣)的估算。在一個示例中，也用作發(fā)動機速度傳感器的傳感器118在曲軸的每一轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間隔脈沖。
存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以用計算機可讀數(shù)據(jù)編程，這些數(shù)據(jù)表示可由處理器 102執(zhí)行以實施下面描述的方法以及被預(yù)期但并未具體列出的其他變體的指令。
如上所述，圖I僅僅示出多汽缸發(fā)動機的一個汽缸，并且每個汽缸可以同樣包括其自己的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
可以調(diào)節(jié)上面所述的冷卻系統(tǒng)以保持所述冷卻劑因此保持發(fā)動機在設(shè)定點溫度。 通過這樣做，在保持發(fā)動機在安全運行溫度的同時能夠控制排放物。但是，冷卻水也不總是盡可能快地被調(diào)節(jié)到設(shè)定點溫度?？偸潜M快升高冷卻水溫度將適當?shù)鼐哂嘘P(guān)于改善尚未燃燒的燃料(HC，CO)的燃燒的積極效果，但是也將具有關(guān)于冷啟動氮氧化物排放物的不利效果，這必須在操作循環(huán)的后面階段進行補償。而且快速升高冷卻水溫度比升高進氣流溫度和/或排氣流的溫度更適當?shù)毓?jié)省能量，但是盡管如此是以消耗額外的能量為代價，所述能量由于相應(yīng)地增加的燃料消耗和/或二氧化碳排放基本保持低水平。因此在新排氣催化轉(zhuǎn)化器的情況下，不加速或僅稍稍加速對于冷卻水溫度的升高是較好的。
排氣后處理裝置的當前老化程度可以根據(jù)儲存在發(fā)動機控制單元(ECU)的存儲器中的表和/或根據(jù)測量的本身已知的變量確定。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在冷啟動階段期間，可以根據(jù)時間函數(shù)(具體說作為 (負)時間的指數(shù)函數(shù))將冷卻水的溫度調(diào)節(jié)成設(shè)定點運行溫度，所述函數(shù)以連續(xù)減小的變化率而連續(xù)增加。
本發(fā)明特別適合于機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機，特別是柴油機。
圖2示出說明根據(jù)本發(fā)明控制的冷卻水溫度的時間曲線的示例的繪圖200，在機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機的冷啟動階段期間，所述冷卻水溫度大致對應(yīng)于發(fā)動機油的溫度。
在具有內(nèi)燃發(fā)動機和排氣催化轉(zhuǎn)化器的機動車輛中，在發(fā)動機啟動后的冷啟動階段期間，冷卻水的溫度從比較低的溫度——通常例如大約20°C的環(huán)境溫度升高到例如大約 90°C的設(shè)定點運行溫度。
沒有特別的措施，冷卻水溫度升高比較慢，例如根據(jù)繪圖200中由tau=500表示的曲線202。
由于排氣催化轉(zhuǎn)化器的老化，在冷啟動階段的中所述催化轉(zhuǎn)化器的起燃溫度在整個時間過程朝著更高的溫度移動，這削弱排氣催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化在冷啟動階段期間由內(nèi)燃發(fā)動機排放的還原劑的能力。
為了以燃料消耗的最小可能的增加在排氣催化轉(zhuǎn)化器(即使是比較老的排氣催化轉(zhuǎn)化器)的整個工作壽命中保持希望的排氣管冷啟動排放物水平，在冷啟動階段期間冷卻水溫度朝著設(shè)定點運行溫度能夠升高越快，排氣催化轉(zhuǎn)化器的當前老化程度越提前。
具體說，冷卻水溫度優(yōu)選根據(jù)下面的函數(shù)調(diào)節(jié)成設(shè)定點運行溫度
T (t) =T1-(T1-Ttl) · e-t/T
其中，T (t) =在發(fā)動機啟動之后在時間t的冷卻水溫度，Ttl=在發(fā)動機啟動時冷卻水溫度(例如約20°C )，T1=冷卻水的設(shè)定點運行溫度(例如大約90°C )，而τ =常數(shù)。
變量τ (tau)只有在一個冷啟動階段或少量連續(xù)的冷啟動階段是常數(shù)的情況下構(gòu)成常數(shù)。但是觀察若干個冷啟動，所述變量逐步變小。
變量τ被有利地設(shè)置，使得對于新催化轉(zhuǎn)化器，冷卻水的特征加熱時間具有數(shù)百秒大小的量級。以這種方式，變量tau表示時間，在這個時間之后冷卻水溫度仍然不同于設(shè)定點運行溫度的值為溫差(T1-Ttl)的分數(shù)1/e。
上述函數(shù)還構(gòu)成差分方程的解
dT(t)/(It=(T1-T0)/ τ
具體說在邊界條件T (O) =Ttl和T ( °° ) =T1的情況下。
在繪圖200中，由τ =500秒指示的曲線202示出在新鮮的，也就是說新的，排氣催化轉(zhuǎn)化器的情況下冷卻水溫度的升高。
由τ =200秒指示的曲線204示出具有在特定第一老化程度的排氣催化轉(zhuǎn)化器的情況下冷卻水溫度的升高。由τ=100秒表示的曲線206示出在具有大于第一老化程度的第二老化程度的排氣催化轉(zhuǎn)化器的情況下冷卻水溫度的升高。由τ =20秒表示的曲線208 示出在具有大于第二老化程度的第三老化程度的嚴重老化的排氣催化轉(zhuǎn)化器的情況下冷卻水溫度的升高。
為了在冷啟動階段期間實施本文所述的方法，如果需要的話，則通過適當控制無源機構(gòu)(諸如冷卻水管路(tract)中的冷卻水循環(huán)泵和/或冷卻水回路中的閥)和/或通過有源機構(gòu)(諸如冷卻水回路中的電加熱器或微波加熱器)升高冷卻水溫度，使得溫度曲線滿足上面的函數(shù)。只有在全新的排氣催化轉(zhuǎn)化器的情況下，才是不激活這些機構(gòu)的情況，因為，冷卻水溫度的正常升高的行為基本對應(yīng)希望的溫度升高曲線。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，圖3示出用于加熱催化劑的方法300。方法300可以由諸如圖I的控制器12的發(fā)動機控制器實施。在步驟302，方法300包括確定發(fā)動機運行參數(shù)。發(fā)動機運行參數(shù)可以包括發(fā)動機溫度(由發(fā)動機冷卻劑溫度確定的)、發(fā)動機速度和載荷以及催化劑老化或衰退的程度。當催化劑老化時，其有效轉(zhuǎn)化排氣流中的排放物的能力下降。因此， 術(shù)語催化劑老化和催化劑衰退的水平兩者都可以用來表示催化劑效率的相關(guān)水平。催化劑老化可以用從催化劑安裝在發(fā)動機中后經(jīng)過的時間量、從催化劑安裝后的發(fā)動機循環(huán)的數(shù)目等確定，或者可以根據(jù)來自各種發(fā)動機傳感器的輸出估算。例如，NOx傳感器可以設(shè)置在催化劑的下游，并且NOx排放物的量可以用來表示催化劑的相關(guān)效率(因此表示老化或衰退程度)。附加地或替換地，來自催化劑的上游和下游兩者的排氣傳感器的輸出可以提供催化劑的效率和老化的估算。
在步驟304，判斷發(fā)動機是否在冷啟動狀態(tài)下運行。冷啟動狀態(tài)可以根據(jù)發(fā)動機冷卻劑的溫度確定。例如，如果發(fā)動機冷卻劑的溫度低于設(shè)定點溫度(例如90°C )，發(fā)動機可以是在冷啟動的情況下運行。替換地或附加地，如果在發(fā)動機啟動期間發(fā)動機處在環(huán)境溫度下，可以檢測冷啟動狀態(tài)。如果沒有檢測到冷啟動，方法300進行到306給引導冷卻劑通過發(fā)動機和散熱器(以便冷卻來自發(fā)動機的熱冷卻劑)。然后方法300返回。
如果檢測到冷啟動，方法300進行到308，根據(jù)催化劑的衰退程度或老化確定冷卻劑設(shè)定點時間常數(shù)。所述冷卻劑設(shè)定點時間常數(shù)可以表示冷卻系統(tǒng)達到設(shè)定點溫度所需的時間量。例如，上面關(guān)于圖2所述的冷卻劑常數(shù)tau ( τ )可以是冷卻劑設(shè)定點時間常數(shù)。 當催化劑老化增加時這個時間常數(shù)可以減小，以便更快地加熱催化劑到起燃溫度。控制器可以具有儲存在其存儲器中的將時間常數(shù)映射至催化劑的老化的映射；上面所述并且圖2 所示的繪圖是映射的示例，所述映射可以用來從催化劑的老化確定時間常數(shù)。例如，如圖2 所示，如果催化劑是新的(例如，無老化度)，時間常數(shù)可以設(shè)置為500秒。
在步驟310，冷卻劑被引導通過發(fā)動機并且可以至少部分地旁通散熱器。直到冷卻劑達到設(shè)定點溫度，散熱器可以至少部分地被旁通，以便利用發(fā)動機加熱冷卻劑。例如，通過全部或部分地操作旁通通道中的閥可以旁通散熱器。
在步驟312，可以選擇地調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的一個或更多參數(shù)，以便得到前面確定的時間常數(shù)。例如，正如前面所說明的，冷卻劑泵可以被停用，繞過散熱器的旁路中的閥可以被調(diào)節(jié)，和/或冷卻系統(tǒng)中的加熱器可以被啟用，以便更快地將冷卻劑加熱到設(shè)定點溫度。可以根據(jù)催化劑老化有序地調(diào)節(jié)各種冷卻系統(tǒng)參數(shù)。例如，如果催化劑老化到第一較小的程度，冷卻劑泵可以被停用和/或可以調(diào)節(jié)閥。如果催化劑老化到第二較大的程度，可以啟用加熱器。
在另一個示例中，可以根據(jù)催化劑的老化的方式調(diào)節(jié)散熱器旁通閥的位置。例如， 當催化劑沒衰退或是新的時，可以將閥控制在第一位置以便重新引導一部分冷卻劑繞過所述散熱器直到達到設(shè)定點溫度。然后，當催化劑達到衰退的閾值水平時，可以將閥控制在第二位置，以重新引導較大部分的冷卻劑繞過散熱器，以更快地達到設(shè)定點溫度。這可以包括設(shè)置比原來的設(shè)定點溫度更高的新的、瞬態(tài)(transient)設(shè)定點溫度，并且一旦達到新設(shè)定點溫度，冷卻回到所述發(fā)動機設(shè)定點溫度的冷卻劑。當調(diào)節(jié)參數(shù)加熱所述冷卻劑時，方法 300返回。
因此，在一個實施例中，用于發(fā)動機的方法包括在發(fā)動機冷啟動期間，根據(jù)設(shè)置在發(fā)動機下游的排氣催化劑的衰退調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的冷卻劑的溫度。調(diào)節(jié)冷卻劑的溫度還可以包括調(diào)節(jié)達到設(shè)定點冷卻劑溫度的冷卻系統(tǒng)響應(yīng)的時間常數(shù)。當排氣催化劑的衰退水平增加時，所述時間常數(shù)可以減小。為了調(diào)節(jié)冷卻劑的溫度，可以調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)泵、閥和加熱器的一個或更多。催化劑的衰退可以根據(jù)來自設(shè)置在排氣催化劑下游的一個或更多排氣傳感器的反饋來確定。所述方法可以包括在較高的催化劑老化水平處較快地升高冷卻劑的溫度，而在較低的催化劑老化水平處較慢地升高冷卻劑的溫度。
在另一個實施例中，發(fā)動機系統(tǒng)包括構(gòu)造成將冷卻劑泵送到發(fā)動機中的泵；沿著冷卻劑通路設(shè)置的加熱器；排氣催化劑；和控制器，所述控制器在發(fā)動機冷啟動狀態(tài)期間響應(yīng)催化劑的老化調(diào)節(jié)泵和加熱器中的一個或多個的指令?？刂破骺梢园ㄔ诎l(fā)動機冷啟動狀態(tài)期間如果催化劑的老化高于第一閾值停用泵的指令，并且控制器可以包括在發(fā)動機冷啟動狀態(tài)期間如果催化劑的老化高于大于第一閾值的第二閾值啟用加熱器的指令。所述控制器可以包括根據(jù)來自一個或更多排氣傳感器的反饋確定排氣催化劑的老化的指令。
應(yīng)當明白，本文所公開的結(jié)構(gòu)和方法在性質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變化是可能的。例如，上述技術(shù)可以用于V-6、1-4、1-6、 V-12、對置4以及其他發(fā)動機類型。本發(fā)明的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。
權(quán)利要求具體指出認為新穎且非顯而易見的一些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一種”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當理解為包括一個或更多個這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或兩個以上的這種元件。所公開的特征、功能、 元件和/或性質(zhì)的其他組合或子組合可以通過修改這些權(quán)利要求或在本申請和相關(guān)申請中提出新權(quán)利要求來主張。這些權(quán)利要求，比原權(quán)利要求在范圍上無論是更寬、更窄、等同或不同都被認為包含在本發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在冷啟動階段期間控制具有排氣后處理裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的方法，包括 根據(jù)所述內(nèi)燃發(fā)動機的所述排氣后處理裝置的老化程度的函數(shù)，調(diào)節(jié)冷卻水的溫度至設(shè)定點運行溫度，其中隨著所述排氣后處理裝置的當前老化程度升高，所述冷卻水的溫度被更加迅速地升高。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中在冷啟動階段期間，根據(jù)排氣后處理裝置老化程度的函數(shù)將冷卻水溫度調(diào)節(jié)至設(shè)定點運行溫度還包括以下調(diào)節(jié)之一或更多調(diào)節(jié)包括冷卻水管路中的冷卻水循環(huán)泵和/或冷卻水回路中的閥的無源系統(tǒng)，和調(diào)節(jié)包括冷卻水回路中的電加熱器或微波加熱器的有源系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述排氣后處理裝置的當前老化程度根據(jù)存儲表和/或測量值確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中在發(fā)動機冷啟動階段期間，冷卻水的溫度還根據(jù)時間的函數(shù)被調(diào)節(jié)至設(shè)定點運行溫度，所述函數(shù)隨著連續(xù)下降的變化率而連續(xù)升高。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中在發(fā)動機冷啟動階段期間，冷卻水的溫度基本基于如下函數(shù)被調(diào)節(jié)至設(shè)定點運行溫度，該函數(shù)包括在內(nèi)燃發(fā)動機啟動之后時間t的冷卻水溫度、內(nèi)燃發(fā)動機啟動時的冷卻水溫度、冷卻水的設(shè)定點運行溫度和常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述常數(shù)包括所述排氣后處理裝置的老化程度的值，所述值對于新排氣后處理裝置為至少100秒大小的量級，并且隨著排氣后處理裝置的逐漸老化而逐漸變小。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述內(nèi)燃發(fā)動機安裝在機動車輛中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述內(nèi)燃發(fā)動機是柴油發(fā)動機。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述排氣后處理裝置具有催化貴金屬涂層。
10.一種用于在冷啟動階段期間控制具有排氣后處理裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的裝置，所述裝置構(gòu)造成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I的方法。
11.一種用于發(fā)動機的方法，包括 在冷發(fā)動機啟動期間，根據(jù)設(shè)置在所述發(fā)動機下游的排氣催化劑的衰退，調(diào)節(jié)所述發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的冷卻劑的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中調(diào)節(jié)冷卻劑的溫度還包括調(diào)節(jié)所述冷卻系統(tǒng)響應(yīng)的時間常數(shù)以達到設(shè)定點冷卻劑溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述時間常數(shù)隨著所述催化劑的老化加劇而減小。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括調(diào)冷卻劑系統(tǒng)節(jié)泵、閥和加熱器中的一個或更多個，以調(diào)節(jié)所述冷卻劑的溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述催化劑的衰退根據(jù)設(shè)置在所述排氣催化劑下游的一個或更多個排氣傳感器的反饋確定。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中調(diào)節(jié)所述冷卻劑的溫度還包括在較高的排氣催化劑衰退水平處較快地升高冷卻劑溫度，并且在較低的排氣催化劑衰退水平處較慢地升高冷卻劑溫度。
17.—種發(fā)動機系統(tǒng),包括 構(gòu)造成將冷卻劑泵送到發(fā)動機的泵； 沿著冷卻劑通路設(shè)置的加熱器；排氣催化劑；和 控制器，所述控制器包括在發(fā)動機冷啟動狀態(tài)期間，響應(yīng)排氣催化劑的老化調(diào)節(jié)所述泵和加熱器中的一個或更多個的指令。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述控制器包括如果所述排氣催化劑的老化高于第一閾值則在發(fā)動機冷啟動狀態(tài)期間停用所述泵的指令。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述控制器包括如果所述排氣催化劑的老化高于第二閾值則在發(fā)動機冷啟動狀態(tài)期間啟用所述加熱器的指令，其中所述第二閾值大于所述第一閾值。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述控制器包括根據(jù)ー個或更多個排氣傳感器的反饋確定所述排氣催化劑的老化的指令。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于加熱催化劑的實施例。在一個示例中，一種用于在冷啟動階段期間控制具有排氣后處理裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的方法包括根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機的排氣后處理裝置老化程度的函數(shù)將冷卻水的溫度調(diào)節(jié)到設(shè)定點運行溫度，其中當排氣后處理裝置的當前老化的程度增加時所述冷卻水的溫度更快地升高。
文檔編號F02D41/06GK102979638SQ20121032743
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者Y·M·S·雅克布 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司