用于排气空气喷射的方法和系统技术方案

本公开提供了“用于排气空气喷射的方法和系统”。提供了用于在降低氧饱和度的同时改善催化剂温度控制的方法和系统。在选定状况期间在催化剂下游的位置处喷射二次空气。在至少一个示例中，将混合阀位置与空气喷射协调以改善局部湍流，并且因此增强排气通道中空气与燃料混合。混合。混合。

【技术实现步骤摘要】
用于排气空气喷射的方法和系统


[0001]本说明书总体上涉及用于在排气催化剂的下游将二次空气喷射到发动机排气歧管中的方法和系统。

技术介绍

[0002]在排气系统催化转化器的起燃之前产生的发动机出口冷起动排放可能占总排气排放的很大百分比。为了加速达到催化剂起燃温度，已经开发了允许将二次空气引入到发动机中的系统。这些可包括例如空气泵或热控系统，例如进气道电动热控空气系统(PETA)，其被配置为将二次空气喷射到排气歧管中、排气催化剂的上游。在催化前位置处的喷射空气与排气中剩余的未燃烧的燃料发生反应。另外地或任选地，二次空气的喷射可诸如利用浓空燃比下的发动机操作辅以额外燃料，以基本上升高排气温度并由此减少起燃时间。
[0003]Lewis等人在US 20040006972中提供了此类系统的一个示例。其中，在发动机冷起动期间，通过以稀空燃比和延迟的点火正时操作发动机直到达到阈值温度为止来升高排气歧管温度。之后，发动机以浓空燃比并且利用经由空气泵在排气催化剂的上游引入的二次空气进行操作。在排放控制装置达到目标温度之后，发动机基本上在化学计量附近操作并且终止二次空气的引入。
[0004]然而，本文的专利技术人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，催化剂前位置处的二次空气使用可能导致催化剂的氧饱和。对催化剂过度供氧可能导致NOx排放增加。另外，可能需要浓发动机操作来重新活化催化剂，从而降低燃料经济性。

技术实现思路

[0005]在一个示例中，可通过如下方法来解决上述问题，所述方法包括：响应于催化剂上游的排气温度大于阈值以及催化剂下游的排气温度大于阈值，在排气通道中在催化剂的下游喷射空气而不在催化剂的上游喷射空气。因为可在所有氧传感器的下游喷射下游PETA，所以可在不对排气催化剂过度供氧的情况下减少冷起动排放。可能未通过任何空燃比控制系统来计量催化剂后的PETA。
[0006]作为一个示例，在冷起动状况期间，控制器可将排气催化剂上游的排气温度与排气催化剂下游的排气温度进行比较。在冷起动开始时，控制器可经由空气喷射装置(诸如空气泵)在催化剂的上游喷射二次空气。一旦下游温度足够暖，诸如高于阈值，就可将二次空气中的至少一部分喷射到催化剂的下游，同时剩余部分继续喷射到催化剂的上游。添加下游空气喷射导致排气产物的额外氧化，从而导致更低的排放。通过减小定位在催化剂上游的排气混合阀的开度，可进一步提高二次空气喷射的效率。减小混合阀的开度阻挡了在催化剂的上游喷射的二次空气的气流，从而增加了催化剂附近的排气的位置速度和翻滚。这改善排气与二次空气的混合，并由此改善二次空气反应的幅度。在一些示例中，排气歧管在催化剂的下游也可具有阀，这种阀用于主动排气噪声调节。在向下游位置的二次空气喷射期间，调节阀可移动到闭度更大的位置以增大下游二次空气喷射的效果。混合阀位置由发
动机工况确定。在一些工况下，在阀打开的情况下可发生充分混合。在其他状况下，将需要定位阀以实现最佳混合和反应速率。
[0007]以这种方式，可加速催化剂起燃并且可减少冷起动排放。同时，避免了排气催化剂的氧饱和。使用混合阀来增加排气催化剂处的湍流的技术效果是改善二次空气与排气的混合，从而允许二次空气在通过排气催化剂时的性能得到提高。
[0008]应理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定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由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上文或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。
附图说明
[0009]图1示出了包括发动机和相关联的二次空气喷射系统的车辆系统的示意图。
[0010]图2示出了展示根据本公开的在冷起动情形中用于在排气通道中喷射空气的方法的流程图。
[0011]图3示出了展示用于在发动机热起动期间在排气通道中喷射空气的另一方法的流程图。
[0012]图4示出了展示用于在催化剂加热操纵期间在排气通道中喷射空气的方法的流程图。
[0013]图5示出了用于催化剂温度控制的排气空气喷射的预示性示例。
具体实施方式
[0014]可在排气系统中提供空气喷射系统(诸如图1的系统)以实现催化剂温度控制。所述系统可能够在排气催化剂的上游或下游喷射空气以燃烧未燃烧的碳氢化合物并升高排气温度。一个或多个混合阀也可联接到排气通道。控制器可被配置为执行控制例程(诸如图2的示例性例程)以调整混合阀的位置，同时基于在催化剂的下游相对于在催化剂的上游感测到的温度来将空气喷射到催化剂上游或下游的位置。喷射也可如图3所示根据发动机热起动的发动机状况进行调整，或在催化剂加热操纵期间进行调整。在图5中示出了二次空气喷射到排气通道中的预示性示例。
[0015]图1示出了车辆系统6的示意图。车辆系统6包括联接到排气后处理系统22的发动机系统8。发动机系统8可包括具有多个气缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气口23和发动机排气口25。发动机进气口23包括经由进气通道42流体地联接到发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气口25包括最终通向排气通道35的排气歧管48，所述排气通道将排气引导到大气。节气门62可在进气通道42中位于增压装置(诸如涡轮增压器50或机械增压器)的下游。涡轮增压器50可包括布置在进气通道42与进气歧管44之间的压缩机52。压缩机52可至少部分地由排气涡轮54提供动力，所述排气涡轮布置在排气歧管48与排气通道35之间。压缩机52可经由轴56联接到排气涡轮54。压缩机52还可至少部分地由电动马达58供电。在所描绘的示例中，电动马达58示出为联接到轴56。然而，电动马达的其他合适的构造也可以是可能的。在一个示例中，当电池荷电状态高于电荷阈值时，电动马达58可利用来自系统电池(未示出)的存储的电能来操作。通过使用电动马达58来操作涡轮增压器50，例如在发
动机起动时，可向进气空气充气提供电动增压(e-boost)。以这种方式，电动马达可提供马达辅助来操作增压装置。这样，一旦发动机已经运行足够的时间量(例如，阈值时间)，在排气歧管中产生的排气就可开始驱动排气涡轮54。因此，可减小电动马达的马达辅助。也就是说，在涡轮增压器操作期间，可响应于排气涡轮的操作而调整由电动马达58提供的马达辅助。
[0016]燃料系统18可包括联接到燃料泵系统21的燃料箱20。燃料泵系统21可包括一个或多个泵以用于对输送到发动机10的喷射器(诸如所示的示例性喷射器66)的燃料进行加压。虽然仅示出单个喷射器66，但是为每个气缸提供额外的喷射器。应了解，燃料系统18可以是无回流燃料系统、回流燃料系统或各种其他类型的燃料系统。
[0017]虽然未在图1中示出，但是每个气缸30可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门以分别控制充气空气的进气和排气的释放。进气门和排气门打开和关闭正时可以是固定的，或进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，所述方法包括：响应于在催化剂上游的排气温度大于第一阈值以及在所述催化剂下游的排气温度大于第二阈值，在排气通道中在所述催化剂的下游喷射空气而不在所述催化剂的上游喷射空气。2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括当在所述催化剂的上游喷射空气时将混流阀的位置朝向关闭位置调整。3.如权利要求2所述的方法，其中所述混流阀定位在所述催化剂的上游。4.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括响应于在所述催化剂上游的所述排气温度下降到低于所述第一阈值以及在所述催化剂下游的所述排气温度大于所述第二阈值，在所述催化剂的上游和下游都喷射空气。5.如权利要求4...

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