改进催化后处理装置的预热的制作方法

文档序号:14053516阅读:221来源:国知局
改进催化后处理装置的预热的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月21日提交的英国专利申请号1616050.9、于2016年9月21日提交的印度专利申请号201641032221、以及于2016年9月23日提交的英国专利申请号1616185.3的优先权。上面引用的申请的全部内容出于所有目的通过引用以其全部内容结合在此。

本说明书总体上涉及具有内燃发动机的机动车辆的方法和系统,并且特别涉及具有将排气供应到后处理装置的发动机的机动车辆的催化排气后处理装置。



背景技术:

通过使用排气后处理装置(如位于排气系统中的催化转化器),可以减少来自内燃发动机的排气排放。

催化转化器的操作效率可以是与温度相关的,并且催化转化器或更精确,形成催化转化器的活性部分的催化剂砖可以在发生排气的有效转化之前达到最低温度(点燃/起燃温度)。该最低温度可以等于350℃至400℃范围内的温度。因此,在预热周期期间,在发动机冷启动之后,催化剂温度将低于该最低温度的时间有限。在该预热期间,自发动机离开的排气碳氢化合物排放可能很高,并且可能希望的是尽可能快地将催化剂加热至其最低有效工作温度(起燃温度)。

先前对于在冷启动之后迅速提高催化转化器的温度的尝试可以包括向发动机供应更多的燃料,这可以通过例如对发动机施加额外的负载的方式,例如通过对电池或其他能量储存设备进行再充电,这也将增加从发动机流出的排气的温度或将发动机怠速提高到人为的高水平。减少达到起燃温度所需时间的另一选项是刚好在进入后处理装置之前直接注射燃料或燃料直接进入后处理装置本身,燃料燃烧并且由此可以增加后处理装置中的温度。

然而,发明人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例,上述加热操作包括低效的操作条件,因为在该操作模式下车辆的燃料消耗将很高,并且这种途径将导致不可接受的高燃料损失。



技术实现要素:

本公开内容的目的是通过后处理装置的快速加热使催化排气后处理装置在发动机预热周期期间达到起燃所需的时间最小化,同时使任何相关的燃料损失最小化。

在一个示例中,上述问题可以通过一种排放控制系统来解决,所述排放控制系统具有电子控制器、电可控致动器、以及催化后处理装置,所述电可控致动器可操作以响应于来自所述电子控制器的控制输出,所述催化后处理装置被连接到来自发动机的排气出口,所述催化后处理装置包括限定了入口流动通道、出口流动通道、以及腔室的壳体,催化剂和位于所述催化剂上游的流动控制装置被定位在所述腔室中,所述流动控制装置包括将所述入口流动通道连结到所述催化剂的内部和外部排气流动通道、以及用于选择性地改变通过所述外部排气流动通道的排气流的流动调节装置,其中所述电可控致动器被连接到所述流动调节装置以限制流动通过所述外部排气流动通道的排气流,以在所述发动机的冷启动之后加速所述催化后处理装置的起燃。以这种方式,在发动机的冷启动期间催化剂的一部分可以被快速加热。

作为一个示例,所述流动调节装置包括可从第一位置旋转到第二位置的多个叶片和多个活瓣之一,在所述第一位置中基本上没有排气可以流动通过所述外部废气流动通道,在所述第二位置中对通过所述外部排气流动通道的排气流基本上没有限制。所述外部排气流动通道可以是环形排气流动通道。所述流动调节装置可以包括多个叶片,并且所述叶片可以围绕所述环形排气流动通道周向地间隔开。每一个所述叶片可以被安排成围绕相应枢转轴线旋转,所述枢转轴线从催化后处理装置的纵向轴线径向向外延伸。所述叶片可以通过连杆机构连结在一起,以便能够在第一与第二位置之间一致地移动。所述连杆机构可以具有用于将所述连杆机构连接到共同致动器的输入构件。所述电子控制器可以被安排成当希望加速所述催化后处理装置的起燃时将所述叶片移动到所述第一位置,并且当起燃已经发生时将所述叶片移动到所述第二位置。所述系统可以进一步包括排气温度传感器和排气排放传感器中的至少一个,以在起燃已经发生时向所述电子控制器提供指示。所述电可控致动器可以被连接到所述连杆机构的所述输入构件。根据本公开内容的第二方面,提供了一种具有根据本公开内容的所述第一方面构造的排放控制系统的机动车辆。根据本公开内容的第三方面,提供了一种用于减少催化后处理装置所需时间的方法,所述催化后处理装置形成根据本公开内容的所述第一方面构建的排放控制系统的一部分、经连接以接收来自发动机的排气以便达到起燃温度,其中所述方法包括确立发动机启动是否为发动机冷启动,并且如果所述启动是发动机冷启动,则使用所述电可控致动器来控制所述流动调节装置以限制通过所述外部流动通道的排气流,以便加速所述催化后处理装置的起燃。

应理解的是,提供上述发明内容是用于以简化形式引入将在以下详细描述部分中进一步描述的多种概念的选集。不意味着确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征,由所附的权利要求书唯一地限定该主题的范围。此外,所要求保护的主题并不限于解决以上指出的或在本公开内容的任何部分指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是根据本公开内容的第二方面的机动车辆的示意图,所述机动车辆具有根据本公开内容发动机的第一方面的排放控制系统,所述排放控制系统包括催化后处理装置。

图2是图1所示的催化后处理装置的入口端的剖视侧视图,示出了根据本公开内容的一个实施例的排气流动控制装置处于最大排气流动状态。

图3是类似于图2的视图,但示出了排气流动控制装置处于最小排气流动状态。

图4是催化转化器的端视图,示出了在图3的最小排气流动状态下用于流动控制装置的致动机构的一部分和流动调节装置的单个活瓣。

图5是根据本公开内容的第三方面的一种用于减少催化后处理装置达到起燃温度所需时间的方法的高级流程图。

图6是类似于图4的视图,但示出了流动控制装置的替代性实施例。

图7a是根据本公开内容的安排的排气处理组件的第一构型的示意图。

图7b是排气处理组件的第二构型的示意图。

图8是根据本公开内容的另一安排的排气处理组件的示意图。

图9是根据本公开内容的另一安排的排气处理组件的示意图。

图10是根据本公开内容的另一安排的排气处理组件的示意图。

具体实施方式

以下描述涉及用于排气后处理装置的流动控制装置的系统和方法。图1中示出了与电子控制器联接的发动机。电子控制器包括存储在存储器上的指令,所述指令当被执行时使所述控制器能够激活流动控制装置的叶片旋转,以便调整朝向排气后处理装置的排气流。叶片可以旋转到第一和第二位置,其中第一位置包括阻止排气通向后处理装置的外部区域,并且其中第二位置包括允许排气流动到后处理装置的外部区域。图2示出了处于第二位置的叶片,并且图3示出了处于第一位置的叶片。图2和图3中另外示出了示例排气流。图4中示出了处于第一位置的流动控制装置的单个叶片的正视图。图5中示出了用于至少基于后处理装置的温度来调整叶片的方法。图6中示出了流动控制装置的替代性实施例。图7a和图7b示出了被配置成经由图5中披露的方法来使用的流动控制装置的第二实施例。图8示出了流动控制装置的第三实施例。图9示出了流动控制装置的第四实施例。图10示出了流动控制装置的第五实施例。

图2-4和图7a-10示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。如果示出为彼此直接接触或直接联接,则至少在一个示例中,这样的元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,被示为彼此邻近或相邻的元件可以分别是彼此邻近或相邻的。作为示例,放置成彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一示例,在至少一个示例中,被定位成彼此分开、在其之间仅有空间而没有其他部件的元件可以被如此称之。作为又一示例,被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧、或彼此的左侧/右侧的元件可以相对于彼此被如此称之。此外,如在图中示出的,在至少一个示例中,最顶部元件或元件的最顶部的点可以被称为部件的“顶部”,并且最底部元件或元件的最底部的点可以被称为部件的“底部”。如在本文中使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的竖直轴线,并且被用来描述附图的元件相对于彼此的定位。因此,在一个示例中,被示为在其他元件上方的元件在竖直方向上被定位在其他元件的上方。作为又一示例,在附图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,诸如为圆形的、直的、平面的、弧形的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外,在至少一个示例中,被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外,在一个示例中,被示为在另一元件内或被示为在另一元件外的元件可以被如此称之。本领域技术人员应理解,根据制造公差(例如,在1%-5%偏差内),被称为“大体上类似和/或完全相同”的一个或更多个部件彼此不同。

应注意,图2-3示出了指示存在供气体流动的空间的箭头,并且设备壁的实线示出了由于由从一点跨到另一点的设备壁产生的流体连通缺失造成的流动被阻塞并且不可能连通的位置。除了允许壁中允许所描述的流体连通的开口之外,壁造成了区域之间的分离。

参考图1、图2和图3,示出了具有内燃发动机10的机动车辆5。发动机10可以包括上游排气管11,以将排气从发动机10流动到排气催化后处理装置20,所述排气催化后处理装置可以包括nox捕集器、颗粒过滤器、hc捕集器、催化转化器、三效催化剂、柴油氧化催化剂、选择性催化还原催化剂、稀薄nox捕集器、泄漏催化剂(slipcatalyst)等中的一个或多个。在此,后处理装置20是催化转化器20,然而,本文已经设想到需要快速预热以减少排放的其他催化设备(例如上述后处理装置)。发动机10可以进一步包括下游排气管12,以使排气从催化转化器20流动到大气,如箭头‘f’所示。以这种方式,催化转化器20被安排在上游排气管11与下游排气管12之间。

在一些示例中,车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个转矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电动机器(一个或多个)的电动车辆。在所示的示例中,车辆5包括发动机10和电动机器52。电动机器52可以是电动机或电动机/发电机。当一个或多个离合器56被接合时,发动机10的曲轴和电动机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中,第一离合器56被提供在曲轴与电动机器52之间,并且第二离合器56被提供在电动机器52与变速器54之间。控制器50可以向每个离合器56的致动器发送信号以使离合器接合或分离,从而连接或断开曲轴与电动机器52及其所连接的部件,和/或连接或断开电动机器52与变速器54及与其所连接的部件。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统、或其他类型的变速器。动力系可以以各种方式配置,包括并联、串联或串并联混合式车辆。

电动机器52从牵引电池58接收电力以向车轮55提供转矩。电动机器52还可以作为发电机进行操作,以例如在制动操作期间提供电力来为电池58充电。

带凸缘联接器18可以将上游排气管11流体地联接到催化转换器20的入口端,并且使用带凸缘联接器19将下游排气管12流体地联接到催化转化器20的出口端。带凸缘联接器18和19各自可以基本上防止排气分别流动到上游排气管11和下游排气管12外部的环境大气。

如图2和图3所示,催化转化器20具有限定入口流动通道22、出口流动通道24和圆柱形腔室23的壳体21,催化剂砖25和位于催化剂砖25上游的流动控制装置30被定位在所述腔室中。催化剂砖25可以包括具有涂覆有催化剂材料的陶瓷结构的陶瓷整料。然而,在不脱离本公开内容的范围的情况下,可以使用其他结构。壳体21可以包括分别类似于上游排气管11和下游排气管12的材料。壳体21可以包括沿着纵向轴线x-x的大致圆形的截面。

流动控制装置30包括管道32和流动调节装置,所述管道与限定腔室23的壳体21的壁组合地限定内部和外部排气流动通道40和41,所述流动调节装置呈位于外部排气流动通道41内的多个可移动活瓣或叶片31的形式。在本示例的情况下,当从横向截面观察时,由于腔室23和管道32的圆形形状,外部排气流动通道41是环形流动通道。

叶片31围绕环形排气流动通道41周向地间隔开,并且每个叶片31被安排成经由相应的枢转销33可围绕相应的枢转轴线p-p(参见图4)旋转,在本示例的情况下,所述枢转轴线从催化转化器20的纵向轴线x-x(参见图2)径向向外延伸。

如图4所示,所描绘的叶片31包括中央轴线99。中央轴线99可以与枢转轴线p-p偏移。通过这样做,叶片31可以相对于枢转轴线p-p分成两个不相等侧(例如,第一侧94和第二侧96)。通过这样做,第一侧94可以相对于第二侧96与更大量的排气接触。这可以使包括在流动控制装置30中的叶片31和任何其他叶片经由排气流枢转到打开位置。因此,叶片31和任何其他叶片可以电枢转到关闭位置(例如,图3和图4所示的位置)并且电保持在关闭位置。由于在催化转化器20的温度低于阈值温度的发动机冷启动状况期间可能需要关闭位置,因此允许排气流迫使流动控制装置30的叶片31和任何其他叶片到达打开位置而无需电力辅助可能是经济上有益的。换句话说,迫使处于关闭位置的叶片31和任何其他叶片所需的持续时间可以小于迫使处于打开位置的叶片31所需的时间。因此,在关闭位置期间电致动叶片31和任何其他叶片可以相对于在打开位置或两个位置期间电致动叶片31和任何其他叶片而增加燃料经济性。将在下面更详细地描述打开位置和关闭位置。

图4进一步示出了来自多个叶片的单个叶片31的催化转化器20的入口端的视图,其处于对应于图3所示的叶片31的位置(例如,关闭位置)的流动抑制旋转位置。

流动控制装置30构成排气流动控制装置的一部分,所述排气流动控制装置进一步包括连杆机构,所述连杆机构包括由连杆37互连的多个连杆臂34、经由缆线传动装置39由呈可电控柱塞(ram)45形式的远程可电控致动器操作,所述缆线传动装置经由呈杠杆38形式的输入构件连接到枢轴销33中的一个伸展枢转销。连杆臂34和连杆37的数量可以对应于所述多个叶片中的叶片的数量。

电可控柱塞45响应于来自电子控制器50的控制输出而可操作以使叶片31旋转。因为叶片中的每个叶片31通过连杆机构的连杆臂34和连杆37连结在一起,所以叶片可在第一流动控制位置(例如,关闭位置)与第二流动控制位置(例如,打开位置)之间移动,在所述第一流动控制位置中基本上没有排气可以流动通过外部排气流动通道41(如图3和图4所示),在所述第二流动控制位置中对通过外部排气流动通道41的排气流基本上没有限制(如图2所示)。

在一些示例中,另外或可替代地,叶片中的每个叶片31可以独立地操作,使得叶片中的每个叶片31不被连杆臂34和连杆37连结。因此,控制器50可以向每个叶片31的每个杠杆38发信号,以使流动控制装置30的叶片31旋转和/或枢转。以这种方式,一些叶片可以被调整到关闭位置,并且剩余叶片可以维持在打开位置。可以基于催化转化器的温度与阈值温度之间的差值来调整移动到关闭位置的叶片的数量。作为示例,如果催化转化器的温度远远小于阈值温度(例如,比阈值温度小100℃),则与催化转化器的温度稍微小于阈值温度(例如,比阈值温度小20℃)相比,更多的叶片被移动到关闭位置。

也就是说,叶片31可围绕它们各自的枢转轴线p-p从第一位置一致地旋转到第二位置,这取决于是否需要产生由电子控制器50确定的催化剂砖25的快速起燃。如上所述,如果叶片31最初处于第二流动控制位置,则电子控制器50可以向叶片31的致动器(例如,杠杆38)发信号,以将叶片31枢转到第一流动控制位置。另外或可替代地,控制器50可以继续向致动器发信号,以将叶片31维持在第一流动控制位置以防排气流动。如果不再希望将叶片31维持在第一流动控制位置(例如,由于催化转化器正在起燃),则控制器50可以不再向叶片31的致动器发信号或向其供电,使得排气可以将叶片31枢转并保持在第二流动控制位置。这可以通过枢转轴线p-p的安排来实现,允许排气不平等地按压(例如施加压力)抵靠第一侧94和第二侧96。

在第一位置中,如图3和图4所示,叶片31(例如,和任何其他叶片31)被安排成与通过外部排气流动通道41的排气流的法线方向(如箭头所示)基本上成九十度,并且使得一个叶片31的一个边缘搁置在相邻叶片31的相对边缘上,或者叶片31被定位成使得相邻叶片31的边缘之间基本上没有间隙。这可能导致排气不流动通过外部排气流动通道41。以这种方式,当叶片31处于第一位置时,排气可以仅流动到内部排气流动通道40。

在第二位置中,如图2所示,叶片31被安排成与通过外部排气流动通道41的排气流的法线方向(通过箭头示出)基本上成一直线,并且因此对通过外部排气流动通道41到达催化剂砖25的正面的排气流的影响最小。在一些情况下,排气流的方向与每个叶片31之间可以存在小的入射角,但这不会显著阻碍通过外部排气流动通道41的排气流,但将引起离开外部排气流动通道41的气流的涡流。以这种方式,排气流动通过外部排气流动通道41和内部排气流动通道40两者。

电子控制器50被连接到发动机10并且可操作以控制发动机10的空气供应和加燃料。电子控制器50被进一步安排成接收来自图1中的附图标记60所示的传感器的多个输入,所述输入用于调整发动机10的操作、并且在本公开内容的情况下还控制排气流动控制装置的操作。

传感器60可以包括由电子控制器50用于有效地操作发动机10并且控制排气流量装置的操作的任何传感器,例如发动机转速传感器、入口空气质量流量传感器、发动机冷却剂温度传感器、一个或多个排气排放传感器、进气质量空气流量传感器、进气歧管压力传感器、排气质量流量传感器、踏板位置传感器、一个或多个排气温度传感器等。

排放控制系统由电子控制器50、流动控制装置以及呈催化转化器20形式的催化后处理装置构成。

在使用期间,电子控制器50被安排成接收来自温度传感器(未示出)的形成传感器输入60之一的温度输入,所述温度输入可以用于确定是否需要催化转化器20的快速预热。该温度传感器可以测量催化转化器20的温度,或者可以测量与发动机10相关联的温度,例如冷却剂温度。在一个示例中,温度传感器可以被安排在催化转化器20中。在另一示例中,温度传感器可以被安排在上游排气管11和/或下游排气管12和/或壳体21中。另外或可替代地,温度传感器可以被安排在外部排气流动通道41和/或内部排气流动通道40中。图2中示出了包括在内部排气流动通道40中的由虚线框示出的温度传感器98的示例安排。温度传感器(一个或多个)可以与控制器50进行通信,其中传感器的反馈可以指示发动机和/或催化转化器20的温度。在一个示例中,催化转化器20的温度是基于存储在查找表中的数据而推断出的。例如,温度传感器可以直接在催化转化器20的上游测量排气温度,其中排气温度与催化转化器20的温度相关。

在一个示例中,应当理解,如果发动机10低于环境温度,则可能需要催化转化器20的快速预热,但是如果发动机10处于或接近其正常运行温度,则可能催化转化器20还是相对较热的并且因此催化转化器20的快速或增强预热可能不太需要。

例如,在装配有停止启动控制(例如用在微型混合动力车辆和混合动力车辆中)的发动机的情况下,其中发动机10将被频繁地停止和启动以便节省燃料,如果催化转化器20仍然是热的,则每次发动机10重新启动时,不必要地操作排气流动控制装置是所不希望的。这种不必要的操作是不利的,因为它将导致形成排气流动控制装置的部件的磨损增加,并且在叶片31在它们各自的第一和第二位置之间转变的期间将可能产生不必要的排气流动干扰。

因此,在发动机10启动之后,电子控制器50可操作以首先根据从发动机10或催化转化器20接收到的温度输入来判定是否需要快速预热催化转化器20。

如果不需要快速预热催化剂转换器20,则控制器50可操作以使用电可控柱塞45将叶片31和任何其他叶片移动到它们各自的第二位置或将它们保持在它们各自的第二位置,并且通常对发动机10加燃料以便根据对发动机的需求实现最大的燃料经济性和最低的排放。

如果需要快速预热催化剂转换器20,则控制器50可操作以使用电可控柱塞45将叶片31移动到它们各自的第一位置,并且通常对发动机10加燃料以便根据对发动机的需求实现最大的燃料经济性和最低的排放。

优选地,如果电子控制器50被安排成每当发动机10关闭时将叶片31放置或维持在它们各自的第二位置,以减少当发动机10重新启动时不希望的排气流动干扰的风险。

因此,每当希望快速预热催化转化器20(其可以是在冷启动之后)时,叶片31移动到它们各自的第一位置,从而防止或严格限制通过外部排气流动通道41的排气流。这具有迫使基本上所有的排气流动通过内部排气流动通道40的效果,从而由于流动通过内部排气流动通道40的排气的能量密度增加而快速加热催化剂砖25的芯。这种集中加热具有减少使催化剂砖25的中央芯起燃所需的时间的作用,并且由此缩短在催化转化器20可以有效地减少来自机动车辆5的排气尾管排放而无需额外供应燃料之前的时间。

催化剂砖25的芯的起燃将由于在起燃之后在催化剂砖25内发生的反应而产生将被径向向外扩散的热量,从而快速加热催化剂砖25的外部部分。

换句话说,图1-4描绘出了发动机10经由上游排气管11流体地连接到后处理装置20。后处理装置20可以包括入口流动通道22,允许排气相对于上游排气管11流动远离纵轴线x-x。这可以包括将排气流动到内部排气流动通道40和外部排气流动通道41两者。内部排气流动通道40与纵向轴线x-x对准。外部排气流动通道41相对于纵向轴线x-x与内部排气流动通道40同心。以这种方式,外部排气流动通道41被定位在内部排气流动通道40的径向外侧。入口流动通道22可以将排气引导到外部排气流动通道41和内部排气流动通道40两者。

内部排气流动通道40可以与外部排气流动通道41流体地分离。在一个示例中,从后处理装置20延伸的管道32将内部排气流动通道40与外部排气流动通道41流体地分离。管道32可以包括铝、塑料、铜、铁、陶瓷等。另外或可替代地,类似于图2所示的管道32,后处理装置20的衬底可以从后处理装置20圆柱形地突出。无论如何,流动控制装置30至少包括叶片31,所述叶片可以从管道32延伸到入口流动通道22的内表面。在一个示例中,叶片31被配置成围绕垂直于纵向轴线x-x的轴线p-p枢转。

叶片31可以是多个叶片中的单个叶片,每个叶片基本相同。包括在流动控制装置30中的叶片31和任何其他叶片的形状可以是大致梯形的。另外或可替代地,叶片31可以被确定轮廓和/或弯曲,以遵循管道32和入口流动通道22的形状。

叶片可以在第一和第二位置之间移动,其中第一位置可以对应于关闭位置,并且第二位置可以对应于打开位置。在第一位置中,叶片枢转,使得叶片的平面与可平行于纵向轴线x-x的排气流的方向垂直。因此,排气可以与叶片中的叶片31的表面碰撞而不流入外部排气流动通道41。以这种方式,第一位置可以允许排气仅经由内部排气流动通道40进入后处理装置20。

在第二位置中,叶片枢转,使得叶片的平面平行于排气流的方向。因此,大多数排气可以在叶片之间自由流动并通过外部排气流动通道41。以这种方式,排气可以经由内部排气流动通道40和外部排气流动通道41两者进入后处理装置20。

在一个示例中,叶片基于从控制器50到流动控制装置30的杠杆38的指令而枢转。杠杆38被配置成是叶片在第一和第二位置之间枢转,所述第一和第二位置彼此相差90度。因此,叶片31和任何其他叶片的枢转范围可以在0至90°之间。

叶片31围绕枢转轴线p-p旋转,所述枢转轴线被安排成与叶片31的中央轴线99偏移和/或不对准。应当理解,包括在流动控制装置30中的任何其他叶片还可以包括类似于图4所示的关系与其中央轴线偏移的枢转轴线p-p。因此,叶片31可以相对于枢转轴线p-p不均匀地划分,使得第一侧94和第二侧96经受不同的排气压力。以这种方式,排气可以迫使叶片31到达第二位置和/或打开位置。因此,控制器50向电动致动器供电和/或发信号以使叶片31和任何其他叶片枢转以致动到第一位置和/或关闭位置。电动执行器被供电直到不再需要第一位置和/或关闭位置为止(例如,响应于后处理装置20的温度超过阈值温度)。

参考图5,示出了根据本公开内容的一种用于减少催化后处理装置达到起燃温度所需时间的方法100。用于实施方法100的指令可以通过控制器基于存储在该控制器的存储器上的指令以及结合从发动机系统的多个传感器(例如参考图1在上面描述的这些传感器)接收的信号来实行。根据以下描述的方法,控制器可以采用发动机系统的多个发动机致动器来调整发动机操作。

方法100从110处开始,其包括接通(key-on)发动机启动。这可以包括车辆点火中的钥匙转动、按下按钮等。然后,方法100可以前进到框120,在该框中判定是否希望快速预热催化后处理装置(如催化转化器)。如前所述,这可以通过使用与催化转化器相关联的温度传感器的催化转化器的温度的直接测量结果,或者来自例如发动机冷却剂温度传感器、发动机缸体温度传感器或发动机机油温度传感器之一的发动机的温度的测量结果来确定。

当发动机冷启动发生时可能希望快速预热。在发动机温度低于阈值温度时发动机冷启动发生,其中所述阈值温度是基于环境温度的。

如果确定希望快速预热催化转化器,则方法100可以从框120前进到框130,在该框中通过防止或严格限制通过外部排气流动通道的排气流来调节到达催化转化器的催化剂砖的外部周边区域的排气流,以便基本上使来自发动机的排气全部流动通过内部排气流动通道,由此快速加热催化剂砖的芯。这可以通过将叶片枢转到第二位置来实现,在所述第二位置中叶片垂直于排气流的方向。

将叶片调节到第一位置可以包括激活一个或多个致动器(例如,图4的杠杆38),以将叶片从第二位置枢转到第一位置。在一个示例中,叶片自然地保持(例如,无需电动辅助)在第二位置并且基于来自控制器(例如,图1的控制器50)的指令通过电动辅助枢转到第一位置。电动辅助可以在叶片保持在第一位置的整个持续时间内持续。因此,如以下将描述的,当电动辅助终止时,叶片可以枢转回到第二位置。

方法100然后前进到步骤140,在该步骤中检查催化转化器的起燃是否已经发生。这可以通过测量催化转化器的温度、或者基于使用合适的排放传感器(例如nox传感器)对催化转化器下游的排放的测量结果来推断出。在一个示例中,排气传感器被安排在下游排气管中并且突出到催化转化器的对应于内部排气流动通道(例如,内部排气流动通道40)的一部分的直接下游的下游排气管的一部分中。

作为示例,如果nox传感器检测到nox的量小于阈值nox量,则催化剂可以起燃。因此,阈值nox量可以是基于当催化剂起燃时基于从催化剂流出的nox量的非零正值。在一个示例中,当催化剂起燃时从催化剂流出的nox量小于当催化剂未起燃时从催化剂流出的nox量。另外或可替代地,催化剂通过温度传感器来确定。例如,来自温度传感器(例如,图2的温度传感器98)的反馈可以与存储在查找表中的值相关联。如果由传感器感测到的温度超过阈值温度(例如环境温度或催化剂起燃温度),则催化剂可以起燃。

如果在框140中进行的检查确立催化转化器20没有被点燃(温度低于起燃温度),则方法100前进到框150,并且通过催化转化器的排气流被维持在所限制的单通道模式,从而确保离开发动机的基本上所有的排气流动到催化剂砖的芯并对其进行加热。

然后,方法100返回到框140以重新检查催化转化器是否已经点燃,并且如果没有,返回到框150并将继续循环通过框140和150,直到最终在框140中的检查确认催化转化器的起燃已经发生为止,此时方法100从框140前进到框160。

在框160中,通过催化转化器20的排气流被安排成基本上不受限,并且因此排气可以自由地流动通过内部和外部排气流动通道两者。因为先前已经限制了通过外部气体流动通道的流动,那么这将需要通过将叶片移动到它们各自的第二位置来打开流动控制装置。

在一个示例中,将叶片从第一位置致动到第二位置包括使叶片的致动器去激活。以这种方式,排气可以迫使叶片到达第二位置,并且将叶片保持在第二位置而无需电动辅助。这可以降低燃料消耗。

如果在框120中检查到催化转化器的增强或快速预热是不期望的,则方法100将从框120直接前进到框160。

在框160中,通过催化转化器的排气流被安排成基本上不受限,并且因此排气可以自由地流动通过内部和外部排气流动通道两者。如果通过外部气体流动通道的流动先前是不受限的,则这将希望不改变流动控制装置的操作模式,但是如果通过外部气体流动通道的流动先前是受限的,则这将需要通过将叶片枢转到它们各自的第二位置来打开流动控制装置。

应当理解,如果在任何时候存在切断(key-off)事件,则当下一接通事件发生时,方法100将结束并将重新启动。

应当理解,由于这种方法通过增加作用在催化剂砖的芯上的能量密度来操作,所以不需要对发动机加大量额外的燃料,并且因此催化转化器被快速起燃,而不会引起任何明显的燃料损失。

虽然本公开内容已经关于使用多个可旋转的周向间隔开的叶片的具体实施例进行了描述,应当理解,可以使用能够限制通过外部流动通道的流动的其他流动控制装置(如活瓣),并且本公开内容不限于使用周向间隔开的叶片。

图6以图解形式示出了先前描述的流动调节装置如何可以使用四个活瓣31a、31b、31c和31d代替先前描述的叶片31。催化转化器20’旨在直接替代图1至图4所示的催化转化器,并且以类似的方式操作,以在需要时提供催化转化器的快速预热。

活瓣31a可围绕枢转轴线a-a旋转,活瓣31b可围绕枢转轴线b-b旋转,活瓣31c可围绕枢转轴线c-c旋转,并且活瓣31d可围绕枢转轴线d-d旋转,用于旋转活瓣31a至31d的致动装置未示出,但是将以与先前描述的相似的方式进行电子控制。无论如何,排气可以迫使活瓣31a、31b、31c和31d到达第一位置,除非控制器50向致动器发信号迫使活瓣到达第二位置,所述致动器可以以电气的、机械的、气动的和/或液压的方式提供动力。

如前所述,内部排气流动通道40’由管道32’限定,并且外部流动通道41’由管道32’和催化转化器20’的壳体21’的壁的组合地限定。

如前所述,活瓣31a至31d可从如图6所示的第一位置一致地旋转到第二位置,在第一位置中通过外部排气流动通道41’的排气流被阻止,使得基本上没有排气能够流动通过所述外部排气流动通道,第二位置与第一位置大致成九十度,在第二位置中基本上不限制通过外部排气流动通道41’的排气流。如前所述,通过内部排气流动通道40’的排气流可以不受限制。

虽然上述催化后处理装置是催化转化器,但是应当理解,本公开内容还适用于快速预热其他类型的排气催化后处理装置,所述排气催化后处理装置必须在预热期间快速加热到最低温度以有效地起作用。

参考图7a和7b,示出了流动控制装置(例如,图1-4的流动控制装置30)的实施例200。实施例200包括被配置成将排气从排气管299载运到催化剂204的导管202。实施例200可以与图1的发动机10和控制器50一起使用。在一个示例中,催化剂204与图1的后处理装置20基本相同。

催化剂204可以被配置成增加实施例200内的排气的反应速率。实施例200内的排气反应可以导致排气内存在的污染物质的数量的减少。另外或可替代地,催化剂204可以被配置成与排气内的一种或多种污染物质反应(例如,直接反应),以便捕获实施例200内的物质。

催化剂204与排气反应的效率和/或提高排气的反应速率可以取决于催化剂204的温度。在一些安排中,催化剂204可能开始不会与排气反应和/或催化排气的反应,直到催化剂已被加热到催化剂的“起燃”温度。

当发动机10开始运行时,催化剂204可能是冷的,因此,排气处理组件可能无法有效运行。然而,在发动机10的运行期间,离开发动机10的热排气可以流动通过实施例200,并且可以将催化剂204加热到其开始有效运行的温度。

在本公开内容的一些安排中,催化剂204包括衬底(例如金属衬底),所述衬底在其一个或多个表面上提供有催化材料。例如,可以将含有催化材料的涂层(washcoat)施加到衬底上,并且可以在衬底的表面上形成涂覆物。衬底和/或催化材料可以被配置成提供在催化剂存在的情况下可能发生排气的反应的高表面积。例如,衬底可以形成晶格,例如蜂窝状晶格。

如图7a和图7b所描绘的,催化剂204可以包括第一部分204a和第二部分204b。催化剂的第一部分204a可以是催化剂的中央部分,并且第二部分204b可以被提供在第一部分204a的径向外侧。在所描绘出的安排中,第一部分204a与导管202基本上具有相同的直径。然而,同样可设想到,第一部分204a可以具有更小或更大的直径。

如图所示,第二部分204b的至少一部分被提供在导管202和/或排气管19的径向外侧。换句话说,催化剂204可以为排气提供比管202或排气管19更大的截面流动面积。

为了促使流动通过导管202的排气流动通过催化剂204的总截面流动区域,排气处理组件可以进一步包括在导管202与催化剂之间的扩散器203。随着排气流穿过扩散器203,扩散器的截面流动面积改变(例如,增加)到基本上等于或大于催化剂204的流动面积。如图7a和7b所描绘的,扩散器203可以形成锥体的一部分。然而,同样可设想到,扩散器203可以形成任何其他合适的形状。虽然扩散器203已经被描述为与导管202分离的部件,但同样可设想到,扩散器203可以是导管202的一部分,沿着该部分管道的流动面积增大。

催化剂(例如催化剂的衬底)可以被配置成限定从催化剂的前端204’延伸到催化剂的后端204”的一个或多个通路。例如,第一部分204a可以包括一个或多个第一通路,并且第二部分204b可以包括围绕第一通路所安排的一个或多个第二通路。第一和第二通路可以在催化剂的前端和后端开放以允许排气进入通路并且流动通过催化剂。所述通路可以被配置成随着排气流动通过催化剂时允许排气在通路之间穿过。可替代地,通路可以被配置成使得随着排气流动通过催化剂并且防止在通路之间穿过时,排气被包含在通路内。

如图7a和7b所描绘的,催化剂的第一和第二部分204a、204b可以被障碍物204c分离开。障碍物206c可以被配置成防止排气在催化剂的第一和第二部分204a、204b之间(例如,在第一和第二部分中分别形成的通路之间)穿过。可替代地,障碍物204c可以是可渗透的并且可以允许排气在第一和第二部分之间穿过。

实施例200可以包括壳体208和催化剂,例如,其上提供有催化材料的衬底可以被提供在壳体208内。催化剂204可以被安装到壳体上。然而,在其他安排中,壳体208可以与催化剂208成一体。例如,壳体208可以由催化剂衬底的外壁提供。

实施例200进一步包括被配置成将排气从导管202引导至催化剂204的可移动元件206。可移动元件206可以在如图7a所示的第一位置与如图7b所示的第二位置之间移动,在第一位置中可移动元件206用于将排气引导到催化剂的第一部分204a,在第二位置中可移动元件被安排成使得排气被促使流入催化剂的第二部分204b(例如,除了第一部分204a之外)。

可移动元件206可以被提供在导管202内。如图7a、图7b和图8所示,可移动元件可被配置成被至少部分地容纳在导管202内。在一些安排中,当可移动元件206处于第二位置时,可移动元件可以基本上被完全接纳在导管202内,使得排气的截面流动面积被促使在扩散器203的长度上扩展,如上所述,以便在催化剂204的基本上总的截面积上流入催化剂。

在所描绘的安排中,可移动元件206包括布置在导管202内并被配置成滑入和滑出导管的管道。如图7a所示,当可移动元件206处于第一位置(例如,伸展位置)时,管道可以在导管202与催化剂204之间延伸并且可以将排气从导管202引导到催化剂204的第一部分204a中。此外,当可移动元件206处于第一位置中时,排气可以在穿过扩散器203时在可移动元件的管道内流动,并且因此,可能妨碍或防止排气的流动面积的扩展,使得排气流入催化剂的第二部分204b。

如图7b所示,当可移动元件206包括所述管道时,当可移动元件206处于第二位置(例如缩回位置),管道可以基本上被完全接纳在导管202内并且可以不阻止排气流在扩散器内扩展以流入催化剂的第二部分204b。

当发动机10开始运行并且催化剂204是冷的时,催化剂可能无法有效地运行。通过控制可移动元件206的位置,可以控制排气流,使得排气流动通过催化剂的子部分,例如,仅通过第一部分。催化剂204的较小部分最初暴露于离开发动机的热排气。这增加了催化剂的所述部分被加热到合适温度以开始有效运行的速率。通过将催化剂204的子部分加热至期望的运行温度,与将催化剂整体加热到较低温度相比,催化剂204的整体效率可以提高。

一旦催化剂的第一部分204a已被加热到期望的温度,就可以控制可移动元件206的位置,例如可移动元件可以移动到第二位置,以允许排气流动通过催化剂204的第二部分204b并且将第二部分加热到期望的运行温度。

实施例200可以进一步包括致动器210,所述致动器被配置成借助于控制联动装置220来控制可移动元件206的位置。如图7a和7b所描绘的,控制联动装置220可以包括在枢轴224处联接到扩散器203的控制杆222。如所描绘的,扩散器203可以包括被配置成支撑枢轴224的凸台或延伸部203a。可以在扩散器的延伸部203a与控制杆222之间(例如,在枢轴224处或附近)提供气体密封件223,以防止排气从控制杆222周围的扩散器泄漏出来。

控制杆222可以具有第一端222a和第二端222b。连接器226(如u形夹或轭)可以被提供在第一端222a处。连接器226可以被联接到可移动元件206。例如,连接器可以被连接到可移动元件206上所提供的对应连接器、销、槽或任何其他合适的特征。致动器210可以被配置成动作抵靠控制杆222的第二端222b以使控制杆222围绕枢轴224枢转,并且因此调整可移动元件206的位置。

致动器210可以被以液压的、气动的或电动的方式提供电力。控制器230可以被配置成控制致动器的操作。控制器230可以是车辆的动力系控制模块或车身控制模块。可替代地,控制器230可以是车辆的任何其他控制器,或者可以是实施例200中提供的专用控制器。在一个示例中,控制器230与图1的控制器50基本相同。

参考图8,现在将描述根据本公开内容的另一安排的实施例400。实施例400可以与图1的发动机10和控制器50一起使用。实施例400包括与图7a和7b所示的导管202和扩散器203相似的导管402和扩散器403。实施例400还包括催化剂404、可移动元件406和壳体408,其分别类似于催化剂204、可移动元件206和壳体208。另外或可替代地,催化剂404可以类似于后处理装置20进行使用。

如上所述,排气组件400可以进一步包括温度传感器432,所述温度传感器被配置成允许确定催化剂(例如,催化剂的第一部分404a)的温度。温度传感器432可以被联接到控制器(例如,控制器50)。

如图8所描绘的,可移动元件406(例如,可移动元件的外直径)可以被配置成使得在可移动元件406与导管402之间形成间隙407,例如,当可移动元件被至少部分地接纳在所述导管内时,例如随着可移动元件406和导管402的相对温度变化并且可移动元件和导管由于温度变化而膨胀和收缩,这可以减少可移动元件406变得容纳在导管402中的可能性。然而,在发动机组件100的运行期间,存在于排气中的颗粒可能流入所述间隙。这些颗粒可能被卡住在所述间隙中并且可能起将可移动元件406结合在导管402中的作用。

为了减少进入间隙407并积聚在其内的颗粒的量,实施例400可以包括流动引导件405,所述流动引导件被提供在导管402内并且被配置成妨碍排气流入所述间隙。例如,如图8所示,流动引导件405可以被配置成将排气引导朝向导管402的中心并远离所述间隙。如图8所示,流动引导件405可以被提供在导管402内距催化剂404足够远的距离,使得流动引导件405不会干扰可移动元件406在第一和第二位置之间的移动。例如,流动引导件可以被提供在远离导管的第一端402a的某一距离处,该距离大于可移动元件406的长度,例如,当可移动元件406处于第二位置时可移动元件被接纳在导管402内的长度。

排气处理组件可以进一步包括排气导向元件414,所述排气导向元件414被配置成将已经穿过可移动元件的排气朝向催化剂的第一部分404a引导。排气导向元件414可以被联接到催化剂404。在一些安排中,排气导向元件414可以由催化剂404形成,例如,催化剂的衬底的一部分可以朝向导管402延伸以形成排气导向元件414。

如图8所描绘的,排气导向元件414可以包括从催化剂404延伸到导管402的管道。所述管道可以为圆柱形管道、方形管道、八边形管道、或截面可以为任何其他形状。在一些安排中,管道的形状可以被配置成围绕催化剂的第一部分的周边。例如,管道可以是与第一部分404a具有基本相同直径的圆柱形管道。

另外或可替代地,当可移动元件406包括管状可移动元件时,排气导向元件414的截面形状可以类似于可移动元件406的截面形状。另外,排气导向元件可以与可移动元件406具有基本相同的大小,例如限定相同的流动面积,使得排气可以从可移动元件平滑地流动到排气导向元件414,例如,没有排气的流动面积的变化。在一些安排中,排气导向元件414可以被配置成使得可移动元件406可以被至少部分地接纳在排气导向元件414内。

通过提供排气导向元件414,可移动元件406在第一和第二位置之间移动的距离可以减小,而不会影响可移动元件将排气导向催化剂的第一部分404a的能力。减小第一位置与第二位置之间的距离可以减小可移动元件406与流动引导件405之间的最大距离,这可以提高流动引导件将排气导向远离间隙407的能力。

实施例400包括控制机构420,所述控制机构具有控制杆422和联接到控制杆422的连接器426。在一些安排中,连接器426可以被联接到位于或朝向导管的中央轴线定位的可移动元件上的点427。当控制机构420向可移动元件施加力以使可移动元件在第一和第二位置之间移动时,可以在点427处施加所述力。因此相比于点427被提供成远离导管402的中央轴线的安排,可以减小通过施加力而在可移动元件上产生的力矩。减小施加到可移动元件的力矩可以降低在第一和第二位置之间移动时可移动元件被楔入或卡住的可能性。

参考图9,根据本公开内容的另一安排的实施例500包括导管502、扩散器503以及催化剂504,其类似于上述导管202、402,扩散器203、403以及催化剂204、404。

实施例500还包括类似于可移动元件206、406的可移动元件506,除了所述可移动元件包括从可移动元件506沿径向向外方向延伸的一个或多个凸台507之外。如图9所描绘的,凸台可以延伸到导管的壁502a的外侧(例如,径向外侧),例如,经由提供在导管的壁502a中的开口502b。

实施例500进一步包括一个或多个盖505,所述盖被联接到导管502、被构造成接纳凸台507。盖505可以覆盖所述导管的壁中所形成的开口502b,并且可以密封在所述导管的壁502a,以防止排气泄漏出排气处理组件。盖505和开口502b可以沿着导管502延伸的长度等于或大于可移动元件506在第一和第二位置之间移动的距离,使得当可移动元件在第一和第二位置之间移动时凸台507不会干扰壁502a或盖505。

在图9所示的安排中,在每个开口502b处提供了分开的盖505。然而,同样可设想的,盖505可以围绕导管502延伸并且可以覆盖开口502b中的多于一个开口。在一些安排中,可以提供单个盖505,所述盖围绕导管502的圆周延伸并且覆盖每个开口502b。

实施例500进一步包括控制机构520,所述控制机构包括一个或多个致动器510,所述控制器经由相应的控制杆522控制可移动元件的位置。不同于图7a、图7b和图4所示的安排,控制杆522可以不被枢转地联接到导管502或扩散器503,而可以被配置成例如在致动器510的作用下沿着控制杆522的相应轴线线性地移动。控制杆522可以从致动器510延伸到盖505中,并且可以被联接到可移动元件的凸台507。因此,可移动元件506通过施加在可移动元件的凸台507处的力在第一和第二位置之间移动。

气体密封件523可以被提供在控制杆522与盖505之间,以防止排气泄漏出盖505。可替代地,在本公开内容的其他安排中,致动器510和控制杆522可以被提供在盖505内,所述盖可以限定密封腔室。

如图9所示,实施例500可以包括设在导管的顶部和底部提供的(例如围绕导管在竖直方向上间隔开的)两个致动器510。然而,同样可设想到,致动器510可以围绕导管横向地间隔开。在其他安排中,1个、3个、4个或更多个致动器510可以围绕导管以任何期望的间隔(例如,围绕导管502的中央轴线的角间隔)而间隔开。盖505和致动器510的数量和安排可以对应于可移动元件506上提供的凸台507的数量和安排。

通过在围绕可移动元件的两个或更多个位置处提供来自致动器的力来控制可移动元件的位置可以消除由于致动器510施加的力而在可移动元件上产生的力矩或力耦。因此,可以降低可移动元件在第一和第二位置之间移动时被楔入或卡住的可能性。

在图7a、图7b、图8和图9所示的安排中,致动器210、410、510是被配置成沿直线方向施加力的线性致动器。然而,在本公开内容的其他安排中,致动器可以是旋转致动器。

参考图10,根据本公开内容的另一安排的排气处理组件600包括控制机构620,所述控制机构包括围绕导管602间隔开的两个旋转致动器610。如图所示,致动器610可以被配置成使与排气处理组件600的可移动元件606上提供的齿条623啮合的相应齿轮622,以便使可移动元件606在第一和第二位置之间移动。

如图10所示,排气处理组件600可以包括设在导管的顶部和底部提供的(例如围绕导管在竖直方向上间隔开的)两个旋转致动器610。然而,同样可设想到,致动器610可以围绕导管横向地间隔开。在其他安排中,1个、3个、4个或更多个致动器610可以围绕导管以任何期望的间隔(例如,围绕导管602的中央轴线的角间隔)而间隔开。旋转致动器610的数量和安排可以对应于可移动元件606上提供的齿条623的数量和安排。

旋转致动器610可以是电驱动的。换句话说,旋转致动器可以包括电动机。电动机可以包括编码器,使得致动器的旋转可以被精确地控制。在一些安排中,电动机可以是步进电动机。可替代地,旋转致动器610可以是液压或气动动力的致动器。

如图10所描绘的,旋转致动器610和小齿轮622可以被容纳在与导管602和/或扩散器603相联接的盖605内。盖605可以为旋转致动器创建密封壳体,并且防止排气从排气处理组件600泄露。

在图10所示的安排中,在每个旋转致动器610处提供了分开的盖605。然而,同样可设想的,盖605可以围绕导管602延伸并且可以覆盖旋转致动器610中的多于一个旋转致动器。在一些安排中,可以提供单个盖605,所述盖围绕导管602的圆周延伸并且覆盖每个旋转致动器。

在所示的安排中,小齿轮622被联接(例如直接联接)到旋转致动器并且由旋转致动器直接旋转。然而,在其他安排中,通过控制机构620内所提供的一个或多个齿轮(未示出),小齿轮622可以由旋转致动器驱动。

因此,总之,目前已知的产生快速催化剂温度起燃的措施具有多个缺点,例如喷入更多燃料导致坏的燃料经济性和增加的二氧化碳以及其他排放,改变喷射和/或火花正时将导致燃料经济性降低、排气中二氧化碳和其他排放增加,使用催化剂砖的额外的贵金属加载以提高起燃性能将导致额外的成本,并且对催化剂使用电加热将导致额外的成本。如果使用所附权利要求中所述的本公开内容,则不会发生这样的缺点,从而降低成本、燃料使用并且提高排放性能。

以这种方式,包括至少响应于后处理装置的温度而选择性地调整的一个或多个叶片的可流动控制装置可以至少在发动机冷启动期间快速加热后处理装置。将一个或多个叶片调整到关闭位置的技术效果是将更大量的排气导向后处理装置的内部区域,并且较少导向后处理装置的外部区域。这可以允许后处理装置的较小部分接触排气,从而减少使催化剂起燃所需的时间。

一种排放控制系统的实施例包括电子控制器、电可控致动器、以及催化后处理装置,所述电可控致动器可操作以响应于来自所述电子控制器的控制输出,所述催化后处理装置被连接到来自发动机的排气出口,所述催化后处理装置包括限定了入口流动通道、出口流动通道、以及腔室的壳体,催化剂和位于所述催化剂上游的流动控制装置被定位在所述腔室中,所述流动控制装置包括将所述入口流动通道连结到所述催化剂的内部和外部排气流动通道、以及用于选择性地改变通过所述外部排气流动通道的排气流的流动调节装置,其中所述电可控致动器被连接到所述流动调节装置以限制流动通过所述外部排气流动通道的排气流,以在所述发动机的冷启动之后加速所述催化后处理装置的起燃,其中所述流动调节装置包括一个或多个叶片,所述一个或多个叶片可从第一位置旋转到第二位置,在所述第一位置中基本上没有排气可以流动通过所述外部废气流动通道,在所述第二位置中对通过所述外部排气流动通道的排气流基本上没有限制,所述叶片围绕所述外部排气流动通道周向地间隔开。

所述排放控制系统的第一示例进一步包括:其中,每个所述叶片被安排成围绕相应的枢转轴线旋转,所述枢转轴线从所述催化后处理装置的纵向轴线径向向外延伸,并且每个枢转轴线与对应叶片的中央轴线偏移。所述排放控制系统的第二示例任选地包括所述第一示例,进一步包括:其中,每个所述叶片通过连杆机构连结在一起,以便能够在所述第一和第二位置之间一致地移动,并且其中当所述电可控致动器被激活时实现所述第一位置,并且其中当所述电可控致动器被去激活时实现所述第二位置。所述排放控制系统的第三示例任选地包括所述第一和/或第二示例,进一步包括:其中,所述连杆机构具有用于将所述连杆机构连接到共同致动器的输入构件。所述排放控制系统的第四示例任选地包括所述第一至第三示例中的一项或多项,进一步包括:其中,所述电子控制器被安排成当希望加速所述催化后处理装置的起燃时将所述叶片移动到所述第一位置,并且当起燃已经发生时将所述叶片移动到所述第二位置。所述排放控制系统的第五示例任选地包括所述第一至第四示例中的一项或多项,进一步包括:其中,所述电子控制器响应于所述催化后处理装置的温度小于阈值温度而激活所述致动器,并且其中所述电子控制器响应于所述催化剂后处理装置的温度大于所述阈值温度而使所述致动器去激活。所述排放控制系统的第六示例任选地包括所述第一至第五示例中的一项或多项,进一步包括:其中,至少一个排气温度传感器和排气排放传感器用于在起燃已经发生时向所述电子控制器提供指示。所述排放控制系统的第七示例任选地包括所述第一至第六示例中的一项或多项,进一步包括:其中,所述电可控致动器被连接到所述连杆机构的所述输入构件。

一种方法的实施例包括:当后处理装置的温度大于或等于阈值温度时,使排气朝向后处理装置流动通过流动控制装置的内部和外部排气流动通道,其中在所述外部排气流动通道中排气迫使所述流动控制装置的多个叶片到打开位置;以及当所述后处理装置的温度低于所述阈值温度时,阻挡通过所述外部排气流动通道的排气流的至少一部分并且增加通过所述内部排气流动通道的排气流,其中所述叶片经由致动器调整到关闭位置。所述方法的第一示例进一步包括:其中,所述致动器通过来自控制器的指令而被激活,所述致动器被以电的、机械的、液压的和/或气动的方式提供动力。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例,进一步包括:其中,当所述叶片处于所述打开位置或正被致动朝向所述打开位置时,所述致动器被去激活。所述方法的第三示例任选地包括所述第一和/或第二示例,进一步包括:其中,所述叶片中的每个叶片包括枢转轴线,其中每个叶片的枢转轴线与每个叶片的对应中心轴线偏移,每个叶片进一步包括由所述枢转轴线限定的第一侧和第二侧,其中排气对所述第一和第二侧施加不相等的压力。所述方法的第四示例任选地包括所述第一至第三示例中的一项或多项,进一步包括:其中,所述阈值温度对应于所述后处理装置的起燃温度。所述方法的第五示例任选地包括所述第一至第四示例中的一项或多项,进一步包括:其中,所述流动控制装置直接位于所述后处理装置的上游。所述方法的第六示例任选地包括所述第一至第五示例中的一项或多项,进一步包括:其中,所述叶片不受排气流的影响(impervioustoexhaustgasflow)。

一种系统的实施例包括安排在发动机与后处理装置之间的流动控制装置,所述流动控制装置包括将内部通道与外部通道分隔开的管道、进一步包括在所述外部通道中围绕罐周向地安排的多个叶片,其中所述叶片被配置用于基于所述后处理装置的温度来枢转和调整通过所述外部通道的排气流。所述系统的第一示例进一步包括:其中,所述罐直接从所述后处理装置延伸,并且其中,所述叶片从所述罐延伸到所述流动控制装置的壳体。所述系统的第二示例任选地包括所述第一示例,进一步包括:其中,控制器具有存储在其上的计算机可读指令,所述计算机可读指令当被执行时使所述控制器能够激活所述流动控制装置的致动器,以响应于所述温度小于起燃温度而将所述叶片从打开位置致动到关闭位置,其中所述打开位置允许排气自由流动通过所述外部通道,并且其中所述闭合位置阻止通过所述外部通道的排气流。所述系统的第三示例任选地包括所述第一和/或第二示例,进一步包括:其中,所述致动器是对应于所述流动控制装置的单个叶片的单个致动器,并且其中每个叶片包括对应致动器,并且其中当所述温度小于所述起燃温度时控制器可以基于所述温度与所述起燃温度之间的差值来选择性地激活所述致动器中的一个或多个。所述系统的第四示例任选地包括所述第一至第三示例中的一项或多项,进一步包括:其中,响应于所述差值增大而增加所激活的致动器的数量,并且其中当叶片的对应致动器未被激活时所述叶片保持在所述打开位置中。

本领域技术人员应理解,虽然已经参考一个或多个实施例通过举例的方式描述了本公开内容,但是本公开内容并不限于所披露的实施例,并且对所披露的实施例或替代实施例的一个或多个修改可以在不脱离所附权利要求中阐述的本公开内容的范围的情况下构建。

应注意本文中包括的示例性控制和估算例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。在此披露的多种控制方法以及程序可以作为可执行指令被存储在非易失性存储器中并且可以由包括控制器与不同的传感器、致动器以及其他发动机硬件的组合的控制系统来实施。本发明描述的具体例程可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。如此,可以按所示的顺序执行、并行执行所展示的各种动作、操作、和/或功能,或者在一些情况下有所省略。类似地,该处理顺序不是实现本文中所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而只是为了说明和描述的方便。根据所使用的具体策略,可以重复执行一个或多个所展示的动作、操作或功能。此外,所述的动作、操作、和/或功能可以在图形上表示编程到到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非易失性存储器中的代码,其中,所述动作通过执行在包括与电子控制器结合的不同发动机硬件部件的系统中的指令来实施。

应理解,在本文中披露的配置和例程本质上是示例性的,且这些具体实施例不应被视为具有限制意义,因为大量的变型是可能的。例如,上述技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他的发动机类型。本披露的主题包括在本文中披露的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合及次组合。

所附权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的某些组合以及次组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这类元件的结合,既不要求也不是排除两个或更多个这类元件。所披露的特征、功能、元件、和/或特性的其他组合以及次组合可以通过修改现有权利要求或通过在本申请或关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求,无论是宽泛于、狭窄于、等同于、或不同于原始权利要求的范围,也被视为包括在本披露的主题之内。

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