两级催化剂再生的制作方法
【专利摘要】本发明涉及两级催化剂再生。描述了一种用于在减速燃料切断(DFSO)之后减少NOx排放的系统和方法。该方法包括：在减速事件期间切断到该发动机的燃料；在该减速事件之后以富于化学计量比的发动机空燃比开环运行预定时间；在所述预定时间之后反馈控制所述空燃比以使平均值接近富于化学计量比的值并且持续预选时间；以及在该预选时间之后反馈控制该空燃比使其返回到化学计量比。
【专利说明】两级催化剂再生
【技术领域】
[0001]本申请的领域涉及在减速事件后的发动机空气/燃料控制，其中切断到发动机的燃料并且空气被泵送通过发动机进入三元催化转化器。
【背景技术】
[0002]汽油发动机配备有三元催化转化器以氧化⑶和此发动机排放并降低勵X排放。氧传感器和反馈控制可以定位在催化剂之前的排气装置中(称为内部燃料环路控制)，然而该系统的这一部分不是本发明的主题。相反，一种响应于位于催化剂后的窄带排气氧传感器的反馈空气/燃料控制通常用于使化学计量空燃比维持在平均水平，从而形成所谓的外部燃料环路控制。当排气稀于化学计量比(例如该传感器检测到过量的氧)时，该传感器将提供较低的电压并且反馈控制器将(经由到达喷射器的开环命令或通过到内环路控制的命令)使输送到发动机的空气/燃料充气富化。如果排气富于化学计量比，则该传感器输出较高的电压并且反馈控制器相应地提供较稀的空气/燃料充气。传感器输出的设定点被设置在大约对应于化学计量比的电压。
[0003]在由反馈控制所产生的稀燃料的空气/燃料瞬态中，过量氧将在贵金属催化剂表面上氧化排气流中的⑶或此并且02也将存储在催化剂中的氧化铈化合物内。在富燃料瞬态中，此和⑶将减少排气流中经过贵金属催化剂表面的顯X，并且还减少用作02存储器的氧化铈。以此方式，空燃比基本保持在化学计量比。⑶和!1(:排放将被氧化并且顯X排放减少符合政府法规。
[0004]排放控制在减速事件后是复杂的，在该减速事件期间，切断到发动机汽缸的燃料并且空气泵送通过汽缸(01^30)。泵送的空气可以使催化剂氧存储饱和。在减速事件后，当发动机汽缸再次燃烧空气和燃料时，在催化剂中可能不会减少顯X发动机排放，因为催化剂充满有氧，并且可能没有存储此和(?来降低顯X发动机排放。
[0005]为了解决现有方法中的这个问题，使发动机在减速事件后以富于化学计量比开环运行(例如没有反馈控制)预定时间，以使催化剂氧存储去饱和。在一个预定时间之后，发动机控制器然后应通过如上所述的跟踪化学计量比的排气氧传感器开始反馈控制。
[0006]本文的诸位发明人已经认识到以上方法的许多问题。如果在先前事件中以富于化学计量比的开环运行完全消耗了存储的氧，那么在随后的反馈控制中，产生此和⑶发动机排放的富瞬态不会在催化剂表面上被氧化，因为没有可供使用的存储氧。此外，如果在开环运行中没有消耗足够的氧，那么在随后的反馈控制中，在稀瞬态期间产生的顯X不会在催化剂表面上被减少。
【发明内容】
[0007]本文的发明人已经通过以下方式解决这些问题，即:在所述减速事件之后以富于化学计量比的发动机空燃比开环运行预定时间，随后在该预定时间之后并且反馈控制所述空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间，并且在该预选时间之后反馈控制该空燃比以使平均值逐渐返回到化学计量比。使空燃比逐渐返回到围绕化学计量比的平均值可以基于多次发动机循环例如3次至10次发动机循环，或者可以在规定时间跨度内。预选时间可与预定时间有关。以这种方式，在减速事件后存储的氧没有完全地消耗，这样在由空气/燃料控制导致的富燃瞬态期间此和⑶将会被氧化。并且，以富于化学计量比的值反馈控制将会减少稀燃瞬态的产生以及由此引起的、以其他方式可能不会减少的勵X的产生。反馈控制空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值可以包括在该预选时间期间使该值逐渐改变到化学计量比。
[0008]在本公开的另一个方面中，在减速事件后，在定位于催化剂下游的排气氧传感器切换到富燃状态之前以及在存储在该催化剂中的氧完全消耗之前，使该发动机空燃比以恒定的富于化学计量比的空燃比开环运行预定时间，随后在所述预定时间之后响应于该排气氧传感器来反馈控制所述发动机空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间，并且然后在所述预选时间之后响应于该下游排气氧传感器来反馈控制该空燃比以使平均值围绕化学计量比。在开环控制后的反馈控制中，传感器切换点被设定在富于化学计量比的值。因此，减少将会在化学计量切换点产生的稀燃瞬态。避免在稀燃瞬态期间会产生的、可能已经穿过包含太多存储氧的催化剂的顯X。等到围绕化学计量传感器设定点的正常反馈控制开始的时候，该催化剂将具有适当平衡的存储氧并且将不会发生顯X排出
[0009]当单独地或者结合附图参考时，通过以下【具体实施方式】部分本说明书的以上优点和其他优点以及特征将变得明显。
[0010]应当理解的是，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍在【具体实施方式】部分中另作阐述的所选择的概念。并不意味着要明确要求保护的主题的关键的或必要特征，要求保护的主题的范围是由权利要求书单独限定的。此外，要求保护的主题并不受限于解决以上指明的任何缺点的实施方式或在本公开的任何部分中的实施方式。此外，本文的发明人已经认识到本文指出的缺点，并且不承认它们是已知的。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1示出了根据本公开的内燃发动机的示例汽缸。
[0012]图2示出了用于的两级册￠0(加热型排气氧传感器)设定点调节的电压图。
[0013]图3八示出了用于的单独针对第一级再生的册⑶设定点调节的电压图。
[0014]图38示出了用于的在第一级和第二级再生之后的册⑶设定点调节的电压图。
[0015]图4示出了两级再生的第一实施例的方法。
[0016]图5示出了两级再生的第二实施例的方法。
[0017]图6示出了在两级再生期间控制设定点电压的方法。
[0018]图7示出了调节燃料喷射以实现期望的V？比的方法。
【具体实施方式】
[0019]以下的说明描述了用于在之后通过带有第一级开环再生和第二级闭环再生的催化剂再生方法使勵X排放最小化的方法。在第一级中，通过发动机开环富燃运行预定时间来控制空燃比，该预定时间足够短以防止在0？30事件期间减少存储在催化剂内的所有氧。在再生的第二级中，基于被定位在催化剂装置下游的册⑶传感器通过闭环反馈控制来将该空燃比控制在平均富于化学计量比。这个第二级反馈控制可以允许顯X排放降低，并且显著地减少排出该催化剂的任何此或⑶。以下参考附图更详细地描述本公开。图1示出了发动机的示例汽缸。图2示出了在之后用于控制顯X排放的册⑶输出和设定点的示例电压图。图3八示出了常规的单级再生的电压图，并且图38通过示出在两级再生期间的电压而对照一个相似的图。图4是详述本公开的方法的第一实施例的流程图。图5是详述本公开的方法的第二实施例的流程图。图6示出了用于控制电压设定点电压以实现两级再生的方法。图7示出了如何使用反馈来控制燃料脉冲宽度以便空燃比可以由下游的册⑶反馈来控制。
[0020]图1描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例性实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数以及来自车辆操作者130经由输入装置132的输入。在此示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号？？的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在此也是“燃烧室”)14可以包括活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可以被连接到曲轴140，以便活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统连接到客运车辆的至少一个驱动轮。此外，起动马达可以经由飞轮连接到曲轴140，以使能发动机10的起动运行。
[0021]汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146可以与发动机10的除汽缸14之外的其他汽缸相连通。在一些实施例中，进气通道中的一个或多个可以包括诸如涡轮增压器或机械增压器的增压装置。例如，图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。在该增压装置被配置为涡轮增压器的情况下，压缩机174可以由排气涡轮176经由轴180至少部分地提供动力。然而，在其他的示例中，例如当发动机10配备有机械增压器时，可以可选地忽略排气涡轮176，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门20可以沿着发动机的进气通道设置，以用于改变提供给这些发动机汽缸的进气空气的流速和/或压力。例如，节气门20可以如图1所示的被设置在压缩机174的下游，或者可替代地可以被提供在压缩机174的上游。
[0022]排气通道148可以接收来自发动机10的除汽缸14之外的其他汽缸的排气。排气传感器128示出为在排放控制装置178上游连接到排气通道148。第二排气传感器128示出为在涡轮增压器涡轮176下方。这两个传感器可以是不同类型的排气传感器，或者可以省略一个。传感器128可以选自于以下用于提供排气空燃比指示的各种合适传感器，例如，诸如线性氧传感器或服⑶(如所描述的通用或宽域排气氧传感器)，窄带氧传感器或册⑶，勵X、此或⑶传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂0110，勵X捕集器，各种其他排放控制装置或其组合。可以是册⑶传感器的额外排气传感器被定位在排放控制装置的下游。册⑶129可以涉及对排放控制装置178的状态提供闭环反馈。响应于册⑶129的闭环反馈控制将比响应于服⑶128的闭环反馈控制更慢地运行。并且在事件之后的预选的反馈控制时间期间的空气/燃料反馈控制将依靠册60129来正确地调节催化剂存储状态。
[0023]排气温度可以由位于排气通道148内的一个或多个温度传感器(图中未示出)测量。可替代地，排气温度可以基于多个发动机工况来推断，如速度、负荷、空燃比(八、点火延迟等。此外，排气温度可以由一个或多个排气传感器128来计算。可以理解的是，该排气温度可替代地由本文列举的温度估计方法的任意组合来估计。
[0024]发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，示出的汽缸14包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气提升阀150以及至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于该汽缸上部区域的至少两个进气提升阀以及至少两个排气提升阀。
[0025]进气门150可以由控制器12经由凸轮致动系统151通过凸轮致动进行控制。同样，排气门156可以由控制器12经由凸轮致动系统153进行控制。凸轮致动系统151和153可以各自包括一个或多个凸轮并且可以利用凸轮廓线切换(⑶幻系统、可变凸轮正时(乂⑶系统、可由控制器12运行以改变气门运行的可变气门正时071)和/或可变气门升程系统中的一个或多个。进气门150和排气门156的运行可以由气门位置传感器(未示出)和/或分别由凸轮轴位置传感器155和157来确定。在可替代实施例中，进气门和/或排气门可以通过电磁阀致动控制。例如，汽缸14可替代地包括经由电磁阀致动控制的进气门和经由包括和/或系统的凸轮致动控制的排气门。在另外的实施例中，该进气门和排气门可以由共同的阀致动器或致动系统、或者可变气门正时致动器或致动系统控制。可以(通过提前或延迟乂口系统)调节凸轮正时以便与￡(?流量协调调节发动机稀释，从而减少260瞬态并提闻发动机的性能。
[0026]汽缸14可以具有压缩比，该压缩比是当活塞138在下止点与上止点时的体积的比例。一般地，压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在一些使用不同燃料的示例中，可以增大该压缩比。例如，这可以在使用较高辛烷值燃料或带有较高汽化潜焓的燃料时发生。由于压缩比对发动机爆震的影响，该压缩比还可以通过使用直接喷射来增大。
[0027]在一些实施例中，发动机10的每个汽缸都可以包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择运行模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号3八经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞192，例如在发动机10可以通过自点火或通过燃料喷射(在一些柴油发动机中就可能是如此)来启动燃作
0
[0028]作为非限制性示例，示出的汽缸14包括一个燃料喷射器166。示出的燃料喷射器166直接连接到汽缸14，以用于与从控制器12经由电子驱动器168接收到的信号脉冲宽度
胃成比例地将燃料直接喷射到该汽缸中。以这种方式，燃料喷射器166提供了使燃料进入燃烧汽缸14的所谓的直接喷射(下文还称作“01”〉。虽然图1示出了作为侧喷射器的喷射器166，但是该喷射器还可以被定位在该活塞的头顶上，如靠近火花塞192的位置。燃料可以从包括(多个)燃料箱、(多个)燃料泵以及一个燃料轨的高压燃料系统8输送到燃料喷射器166。可替代地，燃料可以由单级燃料泵在较低压力下输送，在这种情况下，在压缩冲程期间的直接燃料喷射的正时可能比使用高压燃料系统更受到限制。进一步地，虽然未被示出，这些燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。应当理解的是，在替代实施例中，喷射器166可以是将燃料提供到汽缸14上游的进气口中的进气道喷射器。
[0029]如上所述，图1示出了多缸发动机的一个汽缸。如此，每个汽缸可以类似地具有其自己的一组进气门/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。
[0030]虽然并未示出，但应当理解的是，发动机可以进一步包括用于将来自发动机排气的至少一部分排气转移到发动机进气侧的一个或多个排气再循环通道。如此，通过使一些排气再循环，可以影响发动机稀释，这可以通过减少发动机爆震、汽缸燃烧温度和压力峰值、节流损失以及勵X排放来改进发动机的性能。该一个或多个￡(?通道可以包括低压(…)￡(?通道，其被连接在涡轮增压器压缩机上游的发动机进气侧与涡轮下游的发动机排气侧之间并且被配置成用于提供低压仏?)2现。该一个或多个￡(?通道可以进一步包括!！？4现通道，气被连接在压缩机下游的发动机进气侧与涡轮上游的发动机排气侧之间并且被配置成用于提供高压。在一个示例中，可在例如缺乏由涡轮增压器提供的增压的情况下提供!流，同时可以在例如出现涡轮增压器增压和/或当排气温度高于阈值的情况下提供1？-2现流。通过1？-2现通道的1？-2现流可以经由1？-2现阀调节，而通过即-郎尺通道的流可以经由阀(未示出)来调节。
[0031]控制器12在图1中示出为微计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口 108、在这个特定示例中示出为只读存储器芯片￠01)110的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器保活存储器0^1)114以及数据总线。控制器12可以从连接到发动机10的(多个)传感器接收不同的信号，除了之前所讨论的那些信号，还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(嫩?)的测量值；来自连接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度伍⑶；来自连接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型)的表面点火感测信号的?)；来自节气门位置传感器的节气门位置(丁?)；以及来自传感器124的歧管绝对压力信号(嫩?)。发动机转速信号可由控制器12从信号？I？产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号嫩？可以用于提供在进气歧管内的真空或压力的指示。另外的传感器可以包括连接到燃料系统的(多个)燃料箱的燃料水平传感器和燃料成分传感器。
[0032]存储介质只读存储器110可以用代表处理器106可执行的指令的计算机可读取数据进行编程，这些指令用于实施以下描述的方法以及预期的但未具体列举的其他变体。
[0033]转到图2，示出了本公开的两级再生方法的代表性示例。的开始在202处由减速燃料切断标志的峰值指示。从?751秒(在202处)延伸到756秒，在756秒处在204处返回零电压。同样在时刻756处，册⑶设定点电压增加(在206指示出)。由于在期间通过催化剂的新鲜空气，氧化铈充满氧并且下游册⑶电压测量催化剂的出口处的稀燃料条件。在时刻756秒处，第一级再生开始，其中发动机被命令有意地富燃开环运行(没有反馈控制)以从完全饱和状态开始恢复催化剂氧存储状态。同时，册⑶电压设定点有意地设定为高于(富于)与化学计量比相关的电压，该化学计量比将在随后的在时刻759处开始的闭环控制期间使用。在208处增加的册⑶输出由开环富燃空气/燃料运行预定时间引起的。该预定时间可以与催化剂的氧存储能力、催化剂的估计温度或减速事件的持续时间相关。
[0034]在时刻759处，该预定时间终止并且开环第一级再生结束，并且外环空气/燃料控制器使用后催化册60129关闭该控制环路。此时，响应于册60129的输出电压与预选时间的设定点的比较，用闭环空气/燃料控制来启用第二级再生(在210处指示该预选时间可以基于特定催化剂的氧存储能力或温度来设定并且可以被保存在只读存储器110内。册⑶设定点在该示例中被设定在0.75伏，该电压高于与化学计量比相关联的册⑶电压(在该示例中为0.65伏)。在该示例中，册⑶电压保持不变直到时刻765，并且然后开始逐渐衰减(在214处指示)，直到它在时刻776到达与化学计量比相关联的电压。
[0035]如本文后面具体参考图6和图7更详细描述的，当册⑶电压低于该设定点时，提供该排气空燃比稀于该设定点的指示。作为响应，空气/燃料控制器将增大驱动燃料喷射器的信号脉冲宽度，从而导致更多燃料喷射到发动机内并降低空燃比。这驱动册⑶传感器到较高的输出电压，并且空气/燃料反馈控制过程继续。继续图2，！！260电压继续上升，直到它在时刻768处上升到高于该设定点电压(在212处指示然后提供了这样的指示，即排气空气丨燃料富于该设定点，并且作为响应，空气丨燃料控制器将降低燃料喷射器脉冲宽度，这会增大排气空燃比。该过程如上所述地继续，空气/燃料控制器寻找与设定点电压相关联的空气/燃料。在第二级再生过程中，该空气/燃料将基本上是偏向富燃的，因为该设定点被设定为富燃。当该设定点在第二级结束时设定成化学计量值时，空气/燃料将基本上徘徊在该化学计量值左右。
[0036]当控制被传递到外环空气/燃料控制器时，第二级催化剂再生的增加立刻提供了0？80事件之后催化剂出口处的稀燃排出的增加鲁棒性的益处。
[0037]如果仅仅利用第一级开环再生持续更长的时间，催化剂将可能完全消耗其氧存储。在潜在的催化剂氧存储消耗之后，催化剂可能在瞬态富燃运行期间中爆率于(?排出。此外，在事件之后的踩加速器踏板操作(这是常见的事件顺序)期间，仅使用第一级开环再生将使催化剂易受稀燃排出影响，并且随后产生勵X。特别地，仅仅通过第一级开环再生，册⑶电压可能超过该设定点(在现有方法中设定为化学计量比)并且空气/燃料反馈控制器将随后命令稀燃空燃比。如果此时出现踩加速器踏板，则可能导致排出。可以在图3八和38中看出作为这一点的示例的仅单级再生与两级再生的比较，并且突出显示了在后的已知催化剂再生方法(图3八)与本公开方法(图38)之间的潜在差异。
[0038]转向图3八，示出了一级开环催化剂再生方法的代表性样本。这种方法类似于已知的在之后催化剂再生的方法。在图38中，示出了两级再生方法。在该两级方法中，第一开环级在结束后进行预定时间，并且第二闭环再生级开始并继续持续预选时间。在图3八和38两者中，在框图之外启动并且在时刻186秒处结束(由302指示)。
[0039]在图3八中，当在册⑶输出电压超过设置在对应于化学计量比的电压处的设定点时指示⑶或!1(:排出(在该示例中约在时间193处)时，第一级开环再生结束。在这个具体示例中，随着册⑶输出电压超过化学计量比，空气/燃料反馈控制器将进行稀燃校正，减少喷射到发动机内的燃料，从而导致如在时刻194和195之间看到的整体稀燃空燃比。如果在这个稀燃发动机运行期间发生踩加速器踏板(即，加速)，那么可能出现大的勵X尖峰。
[0040]这个大的勵X尖峰在图38中不可见，其中在第一级开环运行后，启用第二闭环级。鉴于参考图3八描述的第一级开环再生在检测到⑶排出催化剂时终止，参考图38描述的第一级开环再生在预定时间后结束。并且，第二级闭环再生从设定为比与化学计量比相关联的电压更高的电压(在本示例中为0.75)的册⑶设定点开始。如在图38中看出的，册⑶输出电压在约时刻194处不超过富燃设定点，因此不像参考图3八所描述的配置，空气/燃料反馈控制器在约时刻194处并不进行过度的稀燃修正。因此，在这个时刻踩加速器踏板不会导致过大的顯X尖峰并且顯X将不会排出催化剂。
[0041]总之，在0？30事件之后的踩加速器踏板操作期间，仅使用第一级再生使得催化剂容易受到稀燃排出影响(以及随后的勵X产生相比之下，第二级闭环再生的增加导致明显更小的勵X尖峰。这些结果可以通过再生后的控制行为来解释。在仅使用第一级再生情况下，册⑶电压超过该设定点并且空气/燃料控制器随后命令稀燃空燃比达到接近化学计量比的设定点。通过结合第一级再生和第二级再生，该册⑶电压不会同单独用第一级再生一样超过高于标称的设定点。所导致的空燃比控制行为趋向于偏向富燃。第一级再生和第二级再生一致工作，以在事件后最有效地再生该三元催化剂。
[0042]现在转到图4，示出了两级再生方法的第一实施例。这种方法和其他方法可以作为有待由发动机控制器12制定的计算机代码存储到只读存储器110中。该方法400在402开始，在那里确定车辆是否正在减速。如果车辆不减速(否)，该方法返回到开始。如果在402处，车辆正在减速(是)，则方法前进到404。在404处，在减速事件(01^30)的持续时间内切断燃料。该方法前进到406。
[0043]在406处，确定催化剂温度是否大于阈值温度。如果催化剂温度不大于阈值温度(否)，该方法前进到408。在408处，直到催化剂温度大于该阈值温度才富燃运行发动机。如果在406处，催化剂温度高于阈值温度(是)，如图6中示出的，基于下游册⑶传感器通过两级反馈控制来富燃运行发动机。
[0044]现在转到图5，示出了在后的两级再生方法的第二实施例。该方法500始于502处，在那里确定车辆是否正在减速。如果在502处，车辆不减速(否)，该方法返回到开始。如果在502处，车辆正在减速，则该方法前进到504。在504处，启用并且在减速事件的持续时间内切断燃料。该方法前进到506。
[0045]在506处，确定催化剂温度是否大于阈值温度。如果催化剂温度不大于该阈值温度(否)，该方法前进到步骤508，在那里直到催化剂温度大于该阈值温度时才富燃运行发动机。如果催化剂温度大于阈值温度(是)，则该方法前进到510。
[0046]在510处，估计存储在催化剂中的氧量。这种估计可以基于发动机转度、负载和空燃比，以及来自上游服⑶或下游册⑶、催化剂温度传感器的输入和其他等。该估计可以特定地基于进入发动机内的质量气流和催化剂温度。在512处，富燃运行发动机。这种富燃运行可以是第一级开环再生的一部分，其中富燃运行持续进行预定时间段。在514处，用于存储在催化剂内的氧量的估计(从510)基于512的富燃运行被调节。
[0047]在516处，确定通过发动机的富燃运行所消耗的催化剂氧存储的百分比是否大于总体氧存储的期望百分比。如果所消耗的氧存储量不大于期望的百分比(否)，该方法返回到步骤512，继续发动机的富燃运行。如果所消耗的氧存储百分比大于期望的百分比(是)，则该方法前进到步骤518。在518处，如图6所示，基于来自下游册⑶传感器的输入通过两级反馈控制来控制空燃比。以此方式，当消耗了期望百分比的催化剂氧存储时，可以发生从开环控制切换到反馈控制以使空燃比平均值围绕富于化学计量比的值。此外，用于开环控制运行的预定时间可以与在催化剂内剩余的氧存储的预选量或催化剂温度相关。
[0048]现在转到图6，示出了通过两级反馈控制机构保持空燃比的方法。该方法600详述了用于在之后有效地控制空燃比和勵X排放的电压设定点的设定。方法600还继续在图4和图5中分别示出的两级再生方法的第一实施例和第二实施例。该方法从602开始，在那里图4示出的第一实施例和图5示出的第二实施例分别在412处和518处停止。该方法前进到604，在那里读取来自下游册⑶传感器的输出电压。册⑶传感器129被定位在排气后处理装置178的下游(如图1所示)。
[0049]在606处，确定第一级再生的预定时间是否已经过去。如果预选时间还没过去(否)，则该方法前进到608。在608处，保持富于化学计量比的空燃比的开环运行，直到该预定时间已经过去。如果预定时间已经过去(是)，则该方法前进到610。在610处，设定点电压被设定为对应于富于化学计量比的电压。设定点水平和预选保持时间可以与催化剂的长期氧存储能力(或者如果可用的话，更好的是估计当前氧水平)或催化剂温度有关。可替代地，该设定点可以从高于化学计量比的电压以如图所示的例如在图2中在214处开始的预编程方式减少到与化学计量比相关联的电压。每个时间步骤的衰减比例可以是用于设定点水平和保持时间的相同考虑因素的函数。
[0050]在612处，如果富燃设定点电压没有维持该预选时间，选择富燃设定点(614)。一旦已经超过分配给富燃设定点的时间，该方法前进到616，在那里对于给定的时间间隔，从当前设定点减去富燃设定点和标称设定点之间的特定比例的差。在618处检查当前设定点是否达到标称设定点，并且如果是，则前进到620以保持该设定点，并且等待另一个发生。如果衰减的设定点没有达到标称值，则该环路将在每个后续更新处进一步衰减，直到它达到标称值。该方法前进到图7，在那里示出了用于调节燃料量的方法。
[0051]转到图7，示出了基于如图6所示的册⑶设定点机构来调节燃料喷射的方法。该方法700从702开始，在那里册⑶设定点与测量的册⑶电压之间的差用于形成对空气燃料控制系统的命令校正。电压误差通常被转换成由适当的空燃比误差(704)，该空燃比误差是由对燃料喷射器的开环燃料命令提供校正的反馈控制器(通常是比例式或比例积分式)在706作用或者由内环控制器作用以调节燃料喷射(708)0燃料？I确定喷射到汽缸(或者用于进气道喷射是进气口)内的燃料量，使得更高的燃料？I对应于允许更大量的燃料进入汽缸的更长的喷射器打开时间。以此方式，来自下游册⑶传感器129的反馈可以用于控制燃料喷射以及因此控制空燃比。此外，针对从燃料箱(未示出)中吹扫的燃料蒸汽以及进入发动机的碳存储罐(未示出)，可以结合校正。更进一步地，空燃比的长期变化或校正可以被结合到控制器中。
[0052]描述了用于在减速燃料切断(01^0)后减少勵X排放的多种方法。一种示例方法包括:在减速事件期间切断到发动机的燃料；在所述减速事件后以富于化学计量比的发动机空燃比开环运行预定时间；在所述预定时间之后反馈控制所述空燃比以使其平均值在富于化学计量比的值周围并且持续预选时间；以及在所述预选时间之后反馈控制所述空燃比使其平均值围绕化学计量比。
[0053]在另一个实施例中，用于控制连接到三元催化转化器的发动机的方法，其中排气氧传感器被定位在转化器的下游，该方法可以包括:在减速事件期间切断到该发动机的燃料；在所述减速事件之后使发动机空燃比以恒定的富于化学计量比的空燃比开环运行预定时间；在所述预定时间之后响应于该排气氧传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间；以及在所述预选时间之后响应于该排气氧传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值围绕化学计量比。
[0054]用于控制连接到三元催化转化器的发动机的另一种示例方法，其中窄带双态排气氧传感器被定位在转化器的下游，该方法可以包括:在减速事件期间切断到该发动机的燃料；在所述减速事件之后，在该下游传感器切换到富燃状态之前以及在存储在催化剂中的氧完全消耗之前，使发动机空燃比以恒定的富于化学计量比的空燃比开环运行预定时间；在所述预定时间之后，响应于该下游传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间；以及在所述预选时间之后，响应于该下游传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值围绕化学计量比。
[0055]需要注意的是，本文包括的示例控制与估算程序可以与多种不同发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文阐述的这些特定程序可以代表任何数目的处理策略中的一种或多种，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。如此，所说明的多种动作、操作和/或功能可以所展示的顺序执行、并行执行或者在某些情况下被省略。同样地，对于实现这些在本文阐述的示例实施例的特征和优点而言这种处理顺序并非是必需要求的，而是为易于展示和说明而提供的。取决于所采用的具体策略可以反复执行所展示的动作、操作和/或功能的一个或多个。此外，所阐述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示有待编程到发动机控制系统中计算机可读的存储介质的非暂时存储器中的代码。
[0056]应理解的是本文披露的这些配置和程序本质是示例性的，并且这些具体实施例不应被考虑为是限制意义的，因为可能有大量的变体。例如，以上这种技术可以应用于乂-6、1-4、1-6, 7-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括在此披露的各种系统和配置、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0057]以下权利要求具体指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”元素或“第一”元素或其等效物。这些权利要求应被理解为包括一个或多个这种元素的合并，而并非要求或排除两个或更多的这种元素。所披露的这些特征、功能、元素和/或性质的其他组合和子组合可以通过本发明权利要求的修改或通过在本申请中或在相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这样的权利要求，不论在范围上与原权利要求相比是更宽、更狭、等同或不同，也同样被认为是包括在本公开的主题之内。
【权利要求】
1.一种控制发动机的方法，包括: 在减速事件期间切断到所述发动机的燃料； 在所述减速事件之后以富于化学计量比的发动机空燃比开环运行一段预定时间； 在所述预定时间之后反馈控制所述空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间；以及 在所述预选时间之后反馈控制所述空燃比逐渐返回到化学计量比。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈控制响应于来自排气氧传感器的空燃比指示，所述排气氧传感器被定位在接收来自所述发动机的排气的三元催化转化器的下游。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间与所述催化剂的氧存储能力有关。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间与所述减速事件的持续时间有关。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预选时间与所述催化剂的氧存储能力有关。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间与所述催化剂的温度有关。
7.一种用于控制连接到三元催化转化器的发动机的方法，其中排气氧传感器定位在所述转化器的下游，该方法包括: 在减速事件期间切断到所述发动机的燃料； 在所述减速事件之后使发动机空燃比以恒定的富于化学计量比的空燃比开环运行预定时间； 在所述预定时间之后响应于所述排气氧传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间；以及 在所述预选时间之后响应于所述排气氧传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值返回到化学计量比。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将所述排气氧传感器的输出与设定点比较以指示加热型排气氧传感器电压误差，并且所述反馈空燃比控制响应于所述误差。
9.根据权利要求8所述的方法，其中改变所述设定点以在所述预选时间期间提供所述富于化学计量比的值。
10.根据权利要求8所述的方法，其中改变所述设定点以在所述预选时间之后提供所述反馈控制使所述空燃比围绕化学计量比。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述设定点变化以在所述预选时间期间从提供所述富于化学计量比的值逐渐地改变到化学计量值。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述预选时间与所述预定时间有关。
13.根据权利要求7所述的方法，进一步包括确定所述催化剂的氧存储能力，并且其中所述设定点与所述氧存储能力有关。
14.根据权利要求7所述的方法，进一步包括确定所述催化剂的温度，并且其中所述设定点与所述催化剂的温度有关。
15.根据权利要求7所述的方法，其中所述预定时间和所述预选时间与所述氧气存储能力有关。
16.根据权利要求7所述的方法，其中所述预定时间和所述预选时间与所述催化剂的温度有关。
17.一种用于控制连接到三元催化转化器的发动机的方法，其中加热型排气氧传感器被定位在所述转化器的下游，该方法包括: 在减速事件期间切断到该发动机的燃料； 在所述减速事件之后，在该下游传感器切换到富燃状态之前以及在存储在催化剂中的氧完全消耗之前，使发动机空燃比以恒定的富于化学计量比的空燃比开环运行预定时间；在所述预定时间之后，响应于该下游传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值围绕富于化学计量比的值并且持续预选时间；以及 在所述预选时间之后，响应于该下游传感器来反馈控制所述空燃比以使平均值返回到化学计量比。
18.根据权利要求17所述的方法，其中如果催化剂温度低于阈值，使所述发动机空燃比以恒定的富于化学计量比的空燃比开环运行不会开始。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括在所述减速事件期间估计存储在所述催化剂中的氧量，以及在以富于化学计量比的发动机空燃比运行时减少所述估计。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述预定时间与催化剂温度有关。
【文档编号】F02D41/00GK104373233SQ201410401787
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】M·桑蒂洛, M·J·杰克维斯, S·W·马格纳, M·J·于里克 申请人:福特环球技术公司