专利名称：用于内燃机的冷启动控制系统的制作方法
技术领域：
因此， 一种冷启动控制系统包括控制空气泵的空气泵控 制模块和启动发动机的发动机启动模块。所述空气泵控制模块基于催 化转化器的温度来致动所述空气泵提供氧气给所述催化转化器。所述 发动机启动模块基于所述催化转化器的温度来启动所述发动机。 在其它特征中，电加热催化剂(EHC)控制模块致动电 加热催化剂(EHC),以将所述催化转化器加热至第一温度。所述空 气泵被致动且所述发动机以第一状况启动，从而在所述第一温度时产 生一氧化碳。在所述第一状况中，空气/燃料比小于化学当量比。所述 催化转化器由 一氧化碳氧化反应所释放的热来加热。 进一步的应用领域,人在此提供的说明显而易见。应当理 解的是，说明和具体示例仅为说明的目的且并没有意图限制本发明的 范围。
图1是包括根据本发明的催化转化器的混合动力车辆的
框图；图3是根据本发明的控制发动机系统的控制模块的框和图4是根据本发明的操作发动机系统的方法的流程图。
具体实施例方式根据本发明的冷启动控制系统可以减少达到催化转化器
熄灯温度的时间。致动电加热催化剂(EHC),以达到一氧化碳能够 有效地被氧化的第一温度。空气泵被致动以提供氧气，发动机以浓燃 料状况启动以产生一氧化碳。 一氧化碳在EHC中被氧化。从氧化过程 释放的热对催化转化器提供额外的加热。[0016现在参考图1,混合动力车辆10包括发动机12和电动马 达16。发动机12连接到输出轴18,输出轴18提供旋转动力给变速器 20。发电机22由发动机12驱动，并提供充电电流给可再充电蓄电池 24。马达16将来自于蓄电池24的电功率转换为机械功率。机械功率 施加给变速器20的输入轴。变速器20将来自于发动机12和马达16 的功率组合，以提供功率给驱动轴25。发动机12和马达16可以同时 或独立地提供推进。 发动机12连接到排气歧管26。排气歧管26将来自于发 动机12的排气气体28通过排气管30引导给催化转化器32。空气泵 34与排气管30连通，并提供氧气给排气管30。第一氧气传感器36在 排气管30处设置在排气歧管26和催化转化器32之间，以测量在排气 气体28和氧气的混合物进入催化转化器32之前的排气气体28中的氧 气浓度。TWC 48可以包括^殳置在7>共壳体内的上游催化剂50和 下游催化剂52。上游催化剂50包括适用于还原NOx的催化剂材料， 而下游催化剂52包括促进HC和CO分子氧化的催化剂材料。第二氧气传感器54在TWC48处设置在上游催化剂50和下游催化剂52之间，以监测TWC 48内的氧气浓度。 参考图3，控制模块40包括冷启动控制模块42,当发生冷启动状况时，所述冷启动控制模块42被致动。所述冷启动控制模块42包括与温度传感器26通信的EHC控制模块56、空气泵控制模块58、和发动机启动模块60。所述冷启动控制模块42基于由温度传感器26测量的温度来控制EHC46、空气泵34和发动机12。需要在浓燃料状况中产生的 一氧化碳的第 一量取决于施加到TWC48的热和EHC 46的氧化催化剂的体积。所述第一量的一氧化碳被传送给排气管30且与从空气泵34流出的第二量的氧气混合。由于EHC46已经处于一氧化碳能够被有效地氧化的第一温度，因而氧
7气和一氧化碳的混合物可以在EHC 46中立即经历氧化过程。 一氧化碳被氧化成二氧化碳(C02 )且热从一氧化碳和氧气之间的放热反应释放。
的额外的加热，以将TWC48加热至第二温度(例如，熄灯温度)。 控制模块40可以包括用于预测活性催化剂体积量的控制算法(未示出)。所述控制算法的参数可以包括预测的EHC温度、基底材料属性和EHC被通电的时间。需要在熄灯温度时处于活性的催化剂体积取决于排放标准、发动机输出排放物和催化剂效率。当控制模块40的控制算法确定需要量的催化剂体积处于活性且达到熄灯温度时，控制模块40可以停用EHC 46且将发动机12切换至正常模式，例如化学当量状况。当发动机12在化学当量状况下运行时，TWC 48能够有效地转化NOx、 CO和HC,以减少排放物。上游催化剂48还原NOx,且下游催化剂48氧化CO和HC。 借助于本发明的冷启动控制模块42,较少的蓄电池能量被用于加热EHC46和启动EHC46中的放热反应。大量的热来自于一氧化碳和氧气之间的放热反应。因而，冷启动控制^t块42在较少的蓄电池能量消耗和没有附加装置的情况下允许TWC48快速地达到熄灯温度。
[0030现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本发明的广泛教示可以以多种形式实施。因此，尽管本发明包括特定的示例，由于当研究附图、说明书和所附权利要求书时，其他修改对于技术人员来说是显而易见的，所以本发明的真实范围并不如此限制。
权利要求
1.一种冷启动控制系统，包括控制空气泵的空气泵控制模块；和启动发动机的发动机启动模块，其中，所述空气泵控制模块基于催化转化器的温度来致动所述空气泵以提供氧气给所述催化转化器，所述发动机启动模块基于所述催化转化器的温度来启动所述发动机。
2. 根据权利要求l所述的冷启动控制系统，其中，当所述催化转化 器处于第一温度时，所述空气泵控制模块致动所述空气泵，所述第一 温度低于所述催化转化器的熄灯温度。
3. 根据权利要求2所述的冷启动控制系统，其中，当所述催化转化 器处于笫一温度时，所述发动机启动模块启动所述发动机。
4. 根据权利要求3所述的冷启动控制系统，其中，发动机以第一状 况启动，其中，在所述第一状况时的空气/燃料比小于化学当量比。
5. 根据权利要求4所述的冷启动控制系统，其中，在所述第一状况 时，所述发动机产生第一量的一氧化碳，且所述第一量的一氧化碳在 所述第 一 温度时在所述催化转化器中被氧化。
6. 根据权利要求5所述的冷启动控制系统，其中，所述空气泵将第 二量的氧气引导给所述催化转化器，其中，所述第二量是所述第一量 的函数。
7. 根据权利要求2所述的冷启动控制系统，其中，当所述催化转化 器处于第二温度时，所述发动机以第二状况运行，其中，所述第二温 度高于所述第一温度。
8. 根据权利要求7所述的冷启动控制系统，其中，所述第二温度是 在第二状况时由发动机产生的NOx在第二温度时在所述催化转化器中 经历还原反应的熄灯温度。
9. 根据权利要求7所述的冷启动控制系统，其中，在所述第二状况 时的空气/燃料比比在所述第一状况时的空气/燃料比更大。
10. 根据权利要求7所述的冷启动控制系统，其中，在所述第二状 况时的空气/燃料比是化学当量比。
11. 根据权利要求l所述的冷启动控制系统，还包括电加热催化剂(EHC)控制模块，当所述催化转化器的温度低于阈值时，所述电加 热催化剂(EHC)控制才莫块致动致动电加热催化剂(EHC),以加热 所述催化转化器。
12. 根据权利要求ll所述的冷启动控制系统，其中，当所述催化转 化器处于熄灯温度时，所述EHC控制模块停用所述EHC。
13. —种操作发动机系统的方法，包括 基于催化转化器的温度来启动发动机产生一氧化碳；和 基于所述催化转化器的温度来将氧气引入催化转化器。
14. 根据权利要求13所述的方法，还包括致动电加热催化剂，以 将所述催化转化器加热至第 一 温度。
15. 根据权利要求14所述的方法，还包括通过从一氧化碳的氧化 反应释放的热将所述催化转化器加热至第二温度，其中，所述第二温 度高于所述第一温度。
16. 根据权利要求13所述的方法，还包括在第一温度时氧化一氧 化碳。
17. 根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第一温度时以第 一状况启动所述发动机，其中，在所述第一状况时，空气/燃料比小于 化学当量比。
18. 根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第一温度时致动 空气泵。
19. 根据权利要求16所述的方法，还包括当所迷催化转化器处于 第二温度时，使所述发动机以第二状况运行，所述第二温度高于所述 第一温度。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中，在所述第二状况时，空气 /燃料比是化学当量比。
全文摘要
本发明涉及用于内燃机的冷启动控制系统。一种冷启动控制系统包括控制空气泵的空气泵控制模块和启动发动机的发动机启动模块。所述空气泵控制模块基于催化转化器的温度来致动所述空气泵提供氧气给所述催化转化器。所述发动机启动模块基于所述催化转化器的温度来启动所述发动机。
文档编号F02D43/00GK101592092SQ20091014181
公开日2009年12月2日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年5月30日
发明者E·V·冈策, H·G·桑托索 申请人:通用汽车环球科技运作公司