用于减少车辆排放的系统和方法技术方案

本公开提供了“用于减少车辆排放的系统和方法”。提供用于在被配置成推进车辆的发动机的起动事件时减少对大气的不期望的排放的释放的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括提供替代性热源并且将来自所述替代性热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器，已知用于所述加热型排气氧传感器的被配置成升高所述传感器的温度的加热元件已劣化。以此方式，可以在用于升高所述传感器的温度的所述加热元件已劣化的情况下在发动机起动事件期间获得期望的空燃比，这因此可以减少可能原本在不存在此类减轻动作的情况下会释放的排气尾管排放。

Systems and Methods for Reducing Vehicle Emissions

【技术实现步骤摘要】
用于减少车辆排放的系统和方法
本描述总体涉及用于在加热型排气氧(HEGO)加热器已劣化的条件下控制车辆发动机以在发动机起动事件时主动地升高HEGO传感器的温度的方法和系统。
技术介绍
在冷起动事件时，车辆可能处于开环燃料控制，直到加热型排气氧传感器(HEGO)变热以便指示空燃比的状态为止。在此开环控制期间，排气尾管排放可能高于预期，因为空燃比可能未处于最佳的化学计量空燃比(例如，14.7:1)。一旦HEGO传感器升温到操作温度，随后可以终止开环控制，并且闭环控制可以变得有效，其中使用HEGO传感器来调整燃料加注以便获得/维持最佳的空燃比。此外，许多当前的非混合动力车辆上的催化转化器是由发动机燃烧热起燃，在可以经由催化剂将燃烧副产物气体氧化之前可能要经过数秒。此类问题在混合动力电动车辆(HEV)和/或配备有起动/停止(S/S)能力的车辆中可能会加剧，其中当车辆速度减小至阈值速度以下时发动机可能会下拉(例如，被停用以停止燃烧空气和燃料)。更具体来说，对于HEV和/或S/S车辆，可能存在特定驾驶循环的其中发动机可能关闭(例如，不燃烧空气和燃料)的部分，并且在此类模式(例如，电气操作或怠速停止)期间，催化剂和/或HEGO温度可能会冷却至期望的操作温度以下。因此，在此类示例中，在随后发生的发动机起动事件时，可能存在增加的排放水平，直到催化剂和/或HEGO传感器变热至它们的期望的操作温度为止。因此，由于此类问题，HEV和S/S车辆的动力传动系统的最近的进展已经集中在电加热型催化剂(EHC)和HEGO加热元件。换句话说，EHC可以在它们内部包括加热元件，以便与发动机燃烧废热独立地启动催化剂。类似地，HEGO加热元件可以与燃烧废热独立地升高HEGO传感器的温度。然而，HEGO加热元件或HEGO加热器可能容易发生劣化，因为它们定位在排气流的恶劣环境中。当此类HEGO加热器变劣化时，HEGO传感器可能要更长时间来变热，因为升温变得仅依赖于发动机废热而不是来自其自身的HEGO加热元件的主动加热。在此情况下，使HEGO传感器变热所要的额外时间可能在冷起动时或者在HEGO传感器温度在S/S事件时已经减小至期望的温度以下的条件下导致增加的排气尾管排放水平。
技术实现思路
本文专利技术人已经认识到上文提及的问题，并且已经研究出用于解决所述问题的系统和方法。在一个示例中，一种方法包括通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放：提供替代性热源，并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。以此方式，甚至在被配置成加热排气氧传感器的加热元件已劣化的条件下，可以通过使得所述传感器能够在发动机的起动事件时达到其期望的操作温度以更快地实现闭环燃料控制来改善排放。作为一个示例，所述起动事件包括冷起动事件，并且在另一示例中，所述起动甚至包括在当发动机不燃烧空气和燃料时传感器的温度已经减小至其期望的操作温度以下的情况下的起动/停止事件。在另一示例中，减少不期望的排放包括与加热型排气氧传感器在起动事件时保持在其期望的操作温度以下的条件相比减少起动事件时的不期望的排放。根据以下详细描述并单独地或结合附图来理解，本描述的以上优势和其他优势以及特征将容易显而易见。应理解，提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。附图说明图1示意性地示出示例性车辆推进系统。图2示意性地示出具有燃料系统和蒸发式排放系统的示例性发动机系统。图3示意性地示出包括电动增压器的发动机系统的另一示例。图4示意性地示出图1至图3的发动机系统的单个气缸。图5A至图5B描绘可以用于使车辆发动机或电动压缩机在正向或反向方向上旋转的示例性H桥电路。图6描绘用于依据当前车辆工况来主动地升高HEGO传感器的温度的高级示例性方法。图7描绘用于在S/S事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的HEGO传感器的温度的示例性时间线。图8描绘用于在S/S事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的HEGO传感器的温度的另一示例性时间线。图9描绘用于在S/S事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的HEGO传感器的温度的另一示例性时间线。图10描绘用于在冷起动事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的HEGO传感器的温度的示例性时间线。图11描绘用于在冷起动事件时主动地升高定位在排气催化剂的下游的HEGO传感器的温度的示例性时间线。具体实施方式以下描述涉及用于在确定联接到定位在排放控制装置的上游或定位在排放控制装置的下游的HEGO传感器的加热元件未如期望或预期进行运作的情况下在S/S事件或冷起动事件时主动地升高所述HEGO传感器的温度的系统和方法。此方法可以包括在未加注燃料的情况下的发动机旋转或电动增压器的旋转以将来自替代性来源的热运送到其加热元件已劣化的特定HEGO传感器。因此，可以在混合动力电动车辆，例如在图1至图2处描绘的车辆/发动机系统中执行此方法，其中此类车辆可以包括如在图3处描绘的发动机系统中所描绘的电动增压器。在一个示例中，替代性热源可以来自联接到排放控制装置的加热器，而在另一示例中，可以经由激光点火装置，例如在图4处描绘的激光点火装置来提供替代性热源。可以经由存储在车载能量存储装置中的能量来执行发动机或电动增压器的旋转，并且此类旋转可以包括发动机或电动增压器的正向或反向旋转，这取决于为了增加选定HEGO传感器的温度而选择的特定方法。因此，可以采用H桥电路，例如在图5A至图5B处描绘的H桥电路来用于发动机或电动增压器的正向/反向旋转。在图6处描绘用于主动地升高定位在上游或下游的HEGO传感器的温度的方法。此方法可以包括控制器评估当前车辆工况以及在此类车辆的发动机系统中包括的特定元件部分。因此，图7至图11描绘用于执行在图6处详细论述的不同类型的主动式HEGO加热方法的各种时间线。图1说明示例性车辆推进系统100。车辆推进系统100包括燃料燃烧发动机110和马达120。作为非限制性示例，发动机110包括内燃发动机并且马达120包括电动机。马达120可以被配置成利用或消耗不同于发动机110的能量源。举例来说，发动机110可以消耗液态燃料(例如，汽油)以产生发动机输出，而马达120可以消耗电能以产生马达输出。因此，可以称具有推进系统100的车辆是混合动力电动车辆(HEV)。车辆推进系统100可以依据车辆推进系统所遇到的工况而利用多种不同的操作模式。这些模式中的一些模式可以使得发动机110能够维持在关闭状态(即，被设定为停用状态)中，在所述关闭状态中，发动机处的燃料的燃烧被中止。举例来说，在选定的工况下，在发动机110被停用时，马达120可以经由驱动轮130来推进车辆，如箭头122所指示。在其他工况期间，可以将发动机110设定为停用状态(如上文描述)，而可以操作马达120以对能量存储装置150进行充电。举例来说，马达120可以从驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括：通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放：提供替代性热源，并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。

【技术特征摘要】
2018.03.13 US 15/920,2261.一种方法，所述方法包括：通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放：提供替代性热源，并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。2.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机的所述起动事件包括冷起动事件。3.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机的所述起动事件包括在当所述发动机不燃烧空气和燃料时所述传感器的所述温度已经减小至其期望的操作温度以下的情况下的起动/停止事件。4.如权利要求1所述的方法，其中减少不期望的排放包括与所述加热型排气氧传感器在所述起动事件时保持在其期望的操作温度以下的条件相比减少所述起动事件时的不期望的排放。5.如权利要求1所述的方法，其中将来自所述源的热主动地运送到所述传感器包括使所述发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转或使定位在所述发动机的进气口中的电动增压器在所述正向或反向方向上旋转中的一者，基于所述传感器相对于定位在所述车辆的所述发动机的排气系统中的排放控制装置和所述替代性热源的位置来选择使所述发动机旋转和使所述电动增压器旋转的所述正向或反向方向。6.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括在所述传感器定位在所述排放控制装置的上游并且所述替代性热源包括被配置成加热所述排放控制装置的加热器的条件下，使所述发动机在未加注燃料的情况下在反向上旋转，或者使所述电动增压器在反向上旋转；在所述传感器定位在所述排放控制装置的上游并且所述替代性热源包括被配置成向所述发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置的条件下，使所述发动机在未加注燃料的情况下在所述正向方向上旋转或者使所述电动增压器在所述正向方向上旋转；以及在所述传感器定位在所述排放控制装置的下游并且被配置成加热所述排放控制装置的加热器和/或所述一个或多个激光点火装置中的一者或两者包括所述替代性热源的条件下，使所述发动机在未加注燃料的情况下在所述正向方向上旋转或者使所述电动增压器在所述正向方向上旋转。7.如权利要求5所述的方法，其中将来自所述源的热主动地运送到所述传感器包括与是否在所述正向或反向方向上使用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德·杜道尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US