[發明專利]用于瞬變事件期間的催化劑氧還原和溫度控制的水噴射

有效

• 申請號: 201410270043.1
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104234858B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: J·N·阿勒瑞;T·G·萊昂內;M·A·德爾斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及用于瞬變事件期間的催化劑氧還原和溫度控制的水噴射。本發明提供了用于在發動機汽缸停用事件期間基于汽缸停用的持續時間和排氣催化劑溫度噴射水以便減少汽缸停用后的排氣催化劑再生要求并防止催化劑退化的方法和系統。

技術領域

本申請涉及在稀事件期間利用水噴射的催化劑再生和催化劑溫度控制。

背景技術

發動機排放控制系統可以包括處理各種排氣成分的一種或更多種排氣催化劑。例如，這些可以包括三元催化劑、NOx存儲催化劑、起燃催化劑、SCR催化劑等。發動機排氣催化劑可以利用周期性再生來恢復催化劑活性并減少催化劑氧化。例如，可以通過充足的燃料而使催化劑再生，以產生富環境并減少催化劑處存儲的氨量。因為在催化劑再生期間消耗的燃料會使發動機燃料經濟性退化，所以已經開發了各種催化劑再生策略。

Georigk等人在US6,969,492中示出了一種示例方法。其中，排放控制裝置包括由串聯布置的至少兩種催化劑產生的催化轉化級。具體地，催化級包括與NOx還原催化劑串聯(例如，在NOx還原催化劑的上游)布置的三元催化劑。不同催化劑的不同氨存儲性能使NOx還原得以改善，并減少了對催化劑再生的需要。Eckhoff等人在WO2009/080152中示出了另一種示例方法。其中，發動機排氣系統包括多種NOx存儲催化劑以及中間SCR催化劑，并且基于第一NOx存儲催化劑上游的空燃比與第二NOx存儲催化劑下游的空燃比之差而使排氣空燃比在富與稀階段之間不斷交替變化。

然而，發明人在此已經認識到這類方法的潛在問題。例如，發明人已經認識到，當一個或多個汽缸在車輛行駛周期期間可以通過切斷到汽缸的燃料而被停用時，再生控制會在運轉期間退化。在這些運轉期間，當發動機被停用并且燃料被切斷以改善駕駛性和性能時，發動機可以繼續旋轉。該旋轉泵送空氣穿過排氣三元催化劑，引起催化劑被氧化，并且使其在發動機被重新啟用時減少NOx的能力退化。盡管加富能夠被用來使三元催化劑在發動機重新啟用后迅速再生，但加富導致燃料損失。發動機泵送空氣穿過催化劑的另一結果可能包括催化劑溫度的增加，這會使催化劑性能進一步退化。

發明內容

在一個示例中，一種方法可以包括，在所選狀況下，通過可停用的燃料噴射器來選擇性地停用一個或多個發動機汽缸；以及在汽缸停用期間，在一個或多個停用的發動機汽缸處噴射水，以減少第一排氣催化劑的氧化。

在此期間可以停用一個或多個汽缸的事件可以包括，例如，自動和手動運轉期間的變速器換擋、減速燃料切斷(DFSO)、不發火故障模式效應管理(不發火FMEM)以及起動-停止瞬變期間的發動機轉速波動(flare)控制。以此方式，通過在汽缸停用事件期間噴射水并減少催化劑氧化，可以減少汽缸重新啟用期間由于加富而導致的燃料損失，同時維持所需的NOx排放水平。此外，汽缸停用事件期間的水噴射可以減少催化劑溫度的過度增加。通過降低催化劑溫度，可以實現最佳的催化劑性能。另外，在停用汽缸處噴射水有助于在燃料重新啟用之后通過穿過第一排氣催化劑時的蒸汽轉化過程減少排氣中的碳氫化合物量。因此，除了降低排氣催化劑的氧化和溫度外，水噴射還能夠減少碳氫化合物排放。

應當理解，提供以上概述以便以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的一些概念。這并不意味著辨別要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍僅由隨附在具體實施例之后的權利要求確定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分提及的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出了示例車輛傳動系。

圖2描述了內燃發動機的部分視圖。

圖3示出了耦接至發動機系統的曲軸箱強制通風系統和燃料箱抽取系統的示意圖。

圖4A、4B和4C示出了用于基于發動機汽缸停用和排氣催化劑溫度而噴射水并調整排氣催化劑再生的示例方法。

圖5示出了用于在發動機汽缸停用期間調整水噴射的示例方法。