优先再生稀NOx捕集器的方法
【专利说明】优先再生稀NOx捕集器的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年11月5日提交的英国专利申请号1419682.8的优先权，为了所有目的，其整个内容被并入本文以供参考。
技术领域
[0003]本发明涉及用于道路交通工具的发动机的稀NOx捕集器的优先再生(pre-emptively regenerat1n)，并且具体涉及用于在道路交通工具的运转期间改善从稀NOx捕集器(LNT)中清除(purge) NOx的方法和设备。
【背景技术】
[0004]LNT是用于稀燃发动机的排气后处理装置。LNT必须被周期性地清除以排放并转换在发动机的稀燃运转期间被存储在LNT中的氮氧化物(NOx)。为了完成清除，发动机必须以富于化学计量比的空燃比运转。由于富燃运转，大量的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)被产生以转换存储的NOx。通常，清除模式在估计的LNT负荷的基础上被激活。S卩，当存储在LNT中的NOx的估计质量超过预定阈值时，开始转变到清除模式。富燃运转将会继续数秒，直至LNT排空存储的NOx，因此清除模式被终止，并且恢复发动机的正常稀燃运转。清除的结束通常通过位于LNT下游的氧传感器(诸如HEGO传感器或NOx传感器)的读数的转变而被开始或基于LNT状态的模型预测。由于发动机在清除运转期间必须以富于化学计量比而运转，因此相比于稀燃运转的燃料经济性优点，清除将会对燃料经济性有显著的负面影响，并且因此希望优化清除的正时，以便降低燃料经济性的损失。
[0005]众所周知的是，当交通工具正以特定方式(诸如在高负荷下)运转时，因为燃料损耗随后被降低，所以可以更有效地执行LNT后处理装置的再生。
[0006]进一步已知的是，当LNT充满NOx时，存在LNT中NOx逃逸(slippage)的增加的风险。LNT中NOx逃逸将会导致来自交通工具的增加排放，并且因此是不期望的。
[0007]例如在美国专利7，685，813中已经提出了通过利用导航系统来预测交通工具的未来使用。导航系统(诸如GPS系统)被用于预测未来路线，其中当交通工具正经过该路线时可以从该未来路线获得交通工具的预期使用，所述预期使用能够有助于决定何时存在可用于清除LNT的良好状况。然而，使用导航系统预测来预测交通工具的未来使用或运转不能用在所有情况中，因为不是所有交通工具都配备有这样的导航设备。
【发明内容】
[0008]发明人已经意识到，通过利用对交通工具的未来运转的了解，当交通工具的发动机被预期以适合于从LNT清除NOx的预先限定的方式运转时，可以按计划使LNT的再生发生。发明人已经进一步意识到，通过利用交通工具的未来运转的了解，可能用产生LNT中NOx逃逸的方式运转交通工具之前清除LNT，进而消除或显著降低LNT中NOx逃逸的风险是可能的。
[0009]本发明的目的是，提供了一种优先使被布置为接收来自交通工具的稀燃发动机的排气的稀NOx捕集器再生的方法，该方法实施起来有成本效益，并且降低NOx逃逸发生的风险。
[0010]根据本发明的第一方面，提供了一种优先使被布置为接收来自交通工具的稀燃发动机的排气的稀NOx捕集器再生的方法，该方法包含利用交通工具的未来运转的预测来估计在当前的行驶周期期间稀NOx捕集器中NOx逃逸的可能性，并且如果预期NOx逃逸发生在当前的行驶周期，那么利用交通工具的未来运转的预测来推测在预测逃逸发生之前是否存在用有利方式再生稀NOx捕集器的任何即将来临的机会，并且如果这样的有利机会存在，那么为下一个有利机会安排稀NOx捕集器的再生。
[0011]NOx逃逸是否可能发生的可能性可以基于被存储在稀NOx捕集器中的NOx的当前水平和至少一个发动机运转因素。
[0012]NOx逃逸是否可能发生的可能性可以基于至少两个发动机运转因素。
[0013]—个发动机运转因素可以是预期的空燃比的下降。
[0014]一个发动机运转因素可以是预期的排气温度的增加。
[0015]—个发动机运转因素可以是到稀NOx捕集器的排气质量流量的预期显著变化。
[0016]可以安排用有利的方式再生稀NOx捕集器发生在预测指示预期发动机将会以低空燃比运转之时。
[0017]当发动机上的负荷高时，可以预期发动机以低空燃比运转。
[0018]当发动机上的负荷高并且发动机的转速低时，可以预期发动机以低空燃比运转。
[0019]利用常用路线预测方法可以获得交通工具的未来运转的预测。
[0020]常用路线预测方法可以包含以下步骤:比较当前的运转模式与存储的常用运转型式，如果当前的运转模式符合存储的常用运转型式中的特定一个，那么将存储的常用运转型式中的所述特定一个用于预测在当前行程期间交通工具的未来运转。
[0021]常用路线预测方法可以进一步包含，针对由用户进行的每个行程，监测交通工具的运转，存储从监测收集的数据，以及根据存储的数据建立常用的运转模式。
[0022]根据本发明的第二方面，提供了提供了一种交通工具，该交通工具具有稀燃发动机、被布置为接收来自发动机的排气的稀NOx捕集器和控制稀NOx捕集器的再生的电子处理系统，其中电子处理系统可运转为利用交通工具的未来运转的预测来估计当前行驶周期期间稀NOx捕集器中NOx逃逸的可能性，并且如果预期NOx逃逸发生在当前的行驶周期中，那么利用交通工具的未来运转的预测来推测在预测逃逸发生之前是否存在用有利方式使稀NOx捕集器再生的任何即将来临的机会，并且如果这样的有利机会存在，那么为接下来的有利机会安排稀NOx捕集器的再生。
[0023]电子处理系统可以进一步可运转以产生交通工具的未来运转的预测。
[0024]交通工具的未来运转的预测可以利用常用路线预测方法来获得。
[0025]常用路线预测方法可以利用电子处理系统来执行，并且可以包含以下步骤:比较当前的运转模式与存储的常用运转型式，如果当前的运转模式符合存储的常用运转模式中的特定一个，那么将存储的常用运转模式中的所述特定一个用于预测在当前行程期间交通工具的未来运转。
[0026]常用路线预测方法可以进一步包含，针对由用户进行的每个行程监测交通工具的运转，存储从监测收集的数据，以及根据存储的数据建立常用的运转模式。
【附图说明】
[0027]现在参照附图通过示例来描述本发明，其中:
[0028]图1是预测交通工具的未来使用的方法的高级流程图；
[0029]图2a和2b是被应用到具有多个已知用户的交通工具时预测交通工具的未来使用的方法的一种示例性使用的流程图；
[0030]图3是具有根据本发明的第二方面来预测交通工具的未来运转的系统的交通工具的方框图；以及
[0031]图4是根据本发明的第一方面优先使稀NOx捕集器再生的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]具体参照图1，其示出了用于预测交通工具(诸如在图3中示出的交通工具I)的未来运转的方法。
[0033]该方法在方框10中开始，然后前进到方框15，在此针对由交通工具的用户进行的每个行程监测交通工具的运转。所监测的各种参数是既可用于识别正在遵循的特定路线，又可用于确定在当前行程中的较晚时刻何时可以进行交通工具的运转的优化的那些参数。
[0034]本文中表示的行程是单个行驶周期。行驶周期能够包含以接通事件(key-onenvent)开始并且以断开事件(key-off envent)结束的期间或在接通事件之后交通工具沿向前方向移动时开始并且在断开事件之前交通工具停止时结束的期间。
[0035]所监测的参数能够被分为:
[0036]交通工具参数，例如并且不限于，发动机转速、交通工具速度、发动机扭矩、齿轮比；以及
[0037]用户输入参数例如并且不限于，加速器踏板位置、加速器踏板变化速率、制动踏板位置、齿轮选择器位置、方向盘转动位置以及方向盘位置变化速率。
[0038]这些参数可以参照行程的时间轴(诸如，自接通事件发生之后已经逝去的时间，自接通事件后感测到交通工具的最初移动已经发生之后已经逝去的时间)或参照所行进的距离的测量值(诸如，在接通事件之后交通工具所行进的距离)。
[0039]该方法从方框15前进到方框20，其中将从监测收集的信息存储在存储器中。应认识到，信息被实时地存储，并且因此方框15和20涉及的操作是同时运行的。应认识到，通过监测收集的信息可以被存储为整个行驶周期期间参数的连续记录，或可以被存储为当预先限定的关键事件发生时所存储的参数的快照。例如并且不限于，无论齿轮改变发生在何时，齿轮改变之后预先限定的时间段可以记录所有的参数。
[0040]该方法从方框20前进到方框25，在此建立交通工具运转的“常用型式”。大多数驾驶员有他们频繁使用的多个路线要遵循，并且这些路线在本文中被称为“常用路线”。例如并且不限于，从家到工作地点的路线、从工作地点到家的路线、从家到超级市场的路线、从家到孩子的学校的路线、从家到运动场所(诸如体育馆、游泳池、高尔夫倶乐部、足球倶乐部)的路线和许多其他有规律遵循的路线。
[0041]当沿着这样的常用路线行驶时，每当交通工具遵循该路线时，交通工具将会以类似的方式运转，并且所产生的典型的交通工具行为(如果被记录并且被识别的话)能够被用来预测交通工具的未来运转。
[0042]例如并且不限于，如果在去工作地点的路线上，在从静止的最初功率输出的大约两分钟之后交通工具必须通过旋转交通枢纽，接着加速到高速公路上，然后交通工具参数和用户参数产生的组合被用来识别交通工具当前正遵循的路线