专利名称：准零尾气排放车型的废气结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进的排放控制，更具体地涉及用于内燃发动机的排 放控制.
背景技术：
这一部分的说明仅仅提供与本发明有关的背景技术而并不构成现 有技术.其中PZEV ( partial zero emissions vehicle))用来表示准零尾气排放 车型.
混合动力车辆包括内燃发动机和电动机以向车辆提供驱动.包括
内燃发动机的车辆还可以包括催化转化器以降低一氣化碳、挥发性有 机化合物(VOC)和NOx,
催化转化器通常可以在相当高的温度下有效操作.当发动机首先 启动时，催化转化器通常不能有效去除废气中的排放物，直至催化转
化器达到被称为点火温度(light-off temperature)的搮作温度.在达 到点火温度之前，不能通过催化转化器有效处理HC排放物.
发明内容
根据本发明， 一种系统可以包括位于废气流动路径上的碳氢化合 物(HC)吸收器和位于废气流动路径上HC吸收器下游的电热催化剂 (EHC).
一种降低车辆排放的方法包括在笫 一时间周期和第一时间周期后 的笫二时间周期内搮作燃烧发动机，在笫一时间周期内在HC吸收器 内收集来自燃烧发动机的废气中的碳氢化合物(HC),所述HC吸收 器与废气通信并位于与废气通信的电热催化刑(EHC)的上游，在第 一时间周期内激活电热催化刑(EHC)，以及在第二时间周期内对EHC 内的废气中的HC进行氣化.
从在此提出的描述中将会清楚地了解到其它应用领域.应该认识 到所述描述和具体实例仅仅是为了示例说明，而并不是要限制本发明 的范围.
在此描述的附图仅仅是示例性的，而绝不是要限制本发明的范围.
图l是根据本发明的混合动力车辆的示意图2是用于困1所示混合动力车辆的备选废气构造的示意图；以
及
图3是表示图1所示混合动力车辆的搮作的流程困. 图4是实施本发明方法的流程图.
具体实施例方式
以下描述实质上仅仅是示例性的，并不是要限制本发明公开的内 容、应用或用途.应该认识到在所有附图中，相应附困标记表示相同 或相应的部件和特征.在此采用的术语"模块"指的是专用集成电路 (ASIC)、电路、执行一个或多个软件或硬件程序的处理器(共用、 专用或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它提供所需功能的适当 部件.
现在参照图1,混合动力车辆IO包括具有多个气缸14的燃烧发动 机12和电动机16.发动机12与向变速器20提供旋转动力的输出轴18 相连.发电机22由发动机12驱动并向可再充电电池24提供充电电流. 电动机16将来自电池24的动力转化为机械动力.该机械动力被施加 在变速器20的输入轴上.变速器20联合来自发动机12和电动机16 的动力以向驱动桥23提供动力.发动机12和电动机16可以同时或独 立提供驱动.
混合动力车辆IO可以是可拆卸式混合."可拆卸(plug-in)"指 的是包括相对较大的可再次充电电池24从而延长电池24再次充电时 间的混合动力车辆.因此可以通过使发动机12关闭更长时间而相应节 省燃料且降低排放.可拆卸式混合电池24还可以在行驶之余从外部再 次充电，从而无需运行发动机12就可以对电池24提供充电.
发动机12与包括废气歧管26、多个催化转化器30-l， 30-2, 30-3 (总称为30)、碳氢化合物(HC)吸收器31、电热催化刑(EHC) 32和消声器50的废气系统25相连.废气歧管26将废气28从发动机 12引导到催化转化器30、 HC吸收器31以及EHC32.所述多个催化转化器30可以是三通催化转化器.催化转化器3(M, 30-2可以闭合安 装在发动机12上以提高它们的加热点火效率.
HC吸收器31可以布置在催化转化器30-1,30-2与催化转化器30-3 之间.EHC 32可以布置在HC吸收器31与催化转化器30-3之间.EHC 32提供补充加热以减少催化转化器30-3点火的时间.可以认识到，EHC 32可以是独立组件或一体形成为催化转化器30-3的一部分.在图2中 看到，备选的废气系统125大体上与废气系统25类似.然而，可以采 用组合的HC吸收器和催化转化器131,而不是包括单独的催化转化器 30-3和HC吸收器31.组合的HC吸收器和催化转化器132可以位于 EHC 132与催化转化器130-1， 130-2之间.组合的HC吸收器和催化 转化器131相对于废气系统25的催化转化器30-3和HC吸收器31通 常具有减小的包装尺寸.
可以通过可再次充电电池24向EHC 32提供动力.由于可再次充 电电池24提供的动力相对较高，因此采用可再次充电电池24作为EHC 32的电源相对于传统非混合动力系统通常可以提供减少的加热时间. 例如，EHC 32可以在大约15秒或更少的时间内被加热到至少400摄 氏度的温度.催化转化器30-3、 HC吸收器31和EHC 32可以整体"附 加"在现有的废气系统结构上.
发动机控制模块40与EHC 32、发动机12、电动机16、电池24 通信并接收来自多个传感器的输入.这些传感器可以包括发动机冷却 剂温度传感器42、笫一多个氣传感器46-l， 46-2(总称为46)、第二 多个氧传感器48-1， 48-2 (总称为48)以及EHC温度传感器54.氣 传感器46可以位于发动机12与催化转化器30-1， 30-2之间.氧传感 器46感应废气中的含氣量以适当调节准确化学计量所需的空气-燃料 比.可以认识到，氧传感器46可以位于其它位置或被省去.氧传感器 48提供有关催化转化器30-1, 30-2的诊断信息并且可以位于多个催化 转化器30-l， 30-2的下游.
EHC 32的温度可以通过温度传感器54直接测量或者发动机控制 模块40可以估计EHC温度.可以向发动机控制模块40提供各种数据 以估计温度，这些数据包括穿过EHC32的电流、向EHC32供给的电 压、穿过EHC 32的废气28的体积流速以及每个参数所经历的时间.
参照困3，混合动力车辆IO在冷起动条件下的搮作大体上以流程图200示出并且大体上可以包括在第一和第二时间周期内搮作发动机 12.可以通过多种方式确定发动机冷起动条件，包括监控由发动机冷 却刑温度传感器42提供的发动机冷却剂温度.为了简化，以废气系统 25的搮作为例进行论述，可以认识到这一论述同样适用于废气系统 125.第一时间周期通常对应于发动机12已经起动之后的初始期并且 第二时间周期可以包括此后的时段.EHC 32可以在大体上与步骤202 发动机12起动相对应的时刻得到激活.备选地，EHC 32可以在发动 机12起动稍前或稍后得到激活.
如上所示，发动机12的搮作导致废气28被供给到废气系统25内. 废气从催化转化器30-1， 30-2前进到HC吸收器31、到EHC 32，最后 到催化转化器30-3内.在发动机12在第一时间周期内的操作过程中， 发动机12可以在笫一组搮作条件下操作，如步驟204所示，并且催化 转化器30可以处于比氣化废气28中存在的碳氢化合物所需的点火温 度更低的温度下.然而，HC吸收器31能够在笫一时间周期的搮作过 程中收集废气28中的HC，如步骤206所示.在大约100摄氏度以下 的温度下搮作的过程中可以保持通过HC吸收器31收集HC. HC吸收 器31的温度在第一时间周期内大体上为或低于IOO摄氏度.
为了在第 一时间周期内将排放减小到最少，发动机12在第一组操 作条件下的搮作可以包括以小于化学计重比的空气-燃料比的搮作(浓 搮作).发动机12的浓操作通常提供更少的NOx排放，但提高了 HC 排放.如上所述，HC吸收器31在第一时间周期内收集发动机12中的 HC排放.因而，该结构优化了 HC和NOx排放.
如上所示并如步壤202所示，在第一时间周期内，EHC32得到激 活并且温度提高. 一旦EHC32达到HC氣化所需的温度，则发动机操 作的笫二时间周期开始并且发动机12可以在笫二组操作条件下搮作， 如步碟208所示.可以在大于400摄氏度的温度下发生HC的氧化.在 第二时间周期内，HC吸收器31可以超过收集温度并释放之前存储在 其中的HC，如步稞210所示.例如，HC吸收器31可以在其达到大于 100摄氏度的温度时释放所收集的HC.由于EHC 32独立于废气28得 到加热并布置在HC吸收器31下游，因此EHC 32可以在催化转化器 30-3达到点火温度之前氣化从HC吸收器31中释放的HC，如步骤212 所示.第二组搮作条件可以包括发动机12大体上处在化学计量比的空气 -燃料比.第二时间周期大体上与HC吸收器31超过收集温度以及EHC 32超过氧化或点火温度相对应.EHC 32可以在第二时间周期内持续得 到激活，直至发动机12脱离冷起动条件.更具体地， 一旦废气系统25 无需采用HC吸收器31或EHC 32就能够处理废气28,例如在催化转 化器30达到点火温度时，可以终止第二时间周期.
在备选搮作中或除了如上所述的发动机12在冷起动条件下的搮作 之外，还可以初始利用电动机16使发动机12搮作，如步骤214所示. 在向气缸14内喷射燃料并使发动机12点火之前，在预定时间内电动 机16可以使曲轴旋转.发动机12的曲轴初始可以通过电动机16旋转 达到大于或等于350RPM的速度.可以利用电动机16使发动机12搮 作，直至达到预定搮作条件.还可以采取另外的步稞减少废气系统25 操作的预热时间.例如，发动机12在第一组搮作条件下的搮作可以包 括延迟发动机12的发火花.
此外，以上论述仅仅公开和描述了本发明的示例性实施方式.本 领域技术人员从这些论述并从附图和权利要求中很容易认识到在不脱 离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下可以对本发明 做出多种变化、修改和变形.
权利要求
1.一种方法，包括在第一时间周期和第一时间周期后的第二时间周期内操作燃烧发动机；在第一时间周期内在HC吸收器内收集来自燃烧发动机的废气中的碳氢化合物(HC)，所述HC吸收器与废气通信并位于与废气通信的电热催化剂(EHC)的上游；在第一时间周期内激活电热催化剂(EHC)；以及在第二时间周期内对EHC内的废气中的HC进行氧化。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在第一时间周 期内以比化学计量的空气-燃料比更小的空气-燃料比操作燃烧发动机。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在第二时间周 期内大体上以化学计量的空气-燃料比操作燃烧发动机。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述操作包括操作混 合动力车辆中的燃烧发动机，该混合动力车辆包括燃烧发动机和由电 池提供动力的电动^L。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激活包括利用电 池激活EHC。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在燃烧发动机 不处于操作状态时利用电动机使燃烧发动机曲轴旋转。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括确定发动机是 否操作在冷起动条件下。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，燃烧发动机在第一时 间周期内的操作与冷起动条件相对应。
9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述收集包括在小于 IOO摄氏度的温度下操作HC吸收器。
10. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述氧化包括在大于 400摄氏度的温度下操作EHC。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，在HC吸收器达到 IOO摄氏度的温度之前EHC达到400摄氏度的温度。
12. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在第二时间周 期内将HC吸收器中收集的HC释放到废气中。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述释放发生在所 述氧化过程中或之后。
14. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述激活与所述操作 同时发生或发生在所述操作之前。
15. —种系统，包括位于废气流动路径上的碳氢化合物(HC)吸收器；以及 位于所述废气流动路径上HC吸收器下游的电热催化剂(EHC)。
16. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，还包括与电池通信 以根据燃烧发动机的操作条件选择性向所述EHC供给动力的控制模 块。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括电力系统， 该电力系统包括提供动力驱动的电动机。
18. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述电动机与所述燃烧发动机通信以在所述燃烧发动机处于非操作状态时向所述燃烧发 动机的曲轴提供初始旋转。
19. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，还包括布置在所述 HC吸收器下游的催化转化器。全文摘要
提供准零尾气排放车型的废气结构。一种系统可以包括位于废气流动路径上的碳氢化合物(HC)吸收器和位于废气流动路径上HC吸收器下游的电热催化剂(EHC)。
文档编号F01N3/20GK101307708SQ200810099569
公开日2008年11月19日 申请日期2008年5月15日 优先权日2007年5月15日
发明者E·V·贡泽, F·阿门特, H·G·桑托索 申请人:通用汽车环球科技运作公司