用于减少车辆排放的系统和方法与流程

文档序号:18750102发布日期:2019-09-24 20:53阅读:583来源:国知局
用于减少车辆排放的系统和方法与流程

本描述总体涉及用于在加热型排气氧(hego)加热器已劣化的条件下控制车辆发动机以在发动机起动事件时主动地升高hego传感器的温度的方法和系统。



背景技术:

在冷起动事件时,车辆可能处于开环燃料控制,直到加热型排气氧传感器(hego)变热以便指示空燃比的状态为止。在此开环控制期间,排气尾管排放可能高于预期,因为空燃比可能未处于最佳的化学计量空燃比(例如,14.7:1)。一旦hego传感器升温到操作温度,随后可以终止开环控制,并且闭环控制可以变得有效,其中使用hego传感器来调整燃料加注以便获得/维持最佳的空燃比。此外,许多当前的非混合动力车辆上的催化转化器是由发动机燃烧热起燃,在可以经由催化剂将燃烧副产物气体氧化之前可能要经过数秒。

此类问题在混合动力电动车辆(hev)和/或配备有起动/停止(s/s)能力的车辆中可能会加剧,其中当车辆速度减小至阈值速度以下时发动机可能会下拉(例如,被停用以停止燃烧空气和燃料)。更具体来说,对于hev和/或s/s车辆,可能存在特定驾驶循环的其中发动机可能关闭(例如,不燃烧空气和燃料)的部分,并且在此类模式(例如,电气操作或怠速停止)期间,催化剂和/或hego温度可能会冷却至期望的操作温度以下。因此,在此类示例中,在随后发生的发动机起动事件时,可能存在增加的排放水平,直到催化剂和/或hego传感器变热至它们的期望的操作温度为止。

因此,由于此类问题,hev和s/s车辆的动力传动系统的最近的进展已经集中在电加热型催化剂(ehc)和hego加热元件。换句话说,ehc可以在它们内部包括加热元件,以便与发动机燃烧废热独立地启动催化剂。类似地,hego加热元件可以与燃烧废热独立地升高hego传感器的温度。

然而,hego加热元件或hego加热器可能容易发生劣化,因为它们定位在排气流的恶劣环境中。当此类hego加热器变劣化时,hego传感器可能要更长时间来变热,因为升温变得仅依赖于发动机废热而不是来自其自身的hego加热元件的主动加热。在此情况下,使hego传感器变热所要的额外时间可能在冷起动时或者在hego传感器温度在s/s事件时已经减小至期望的温度以下的条件下导致增加的排气尾管排放水平。



技术实现要素:

本文发明人已经认识到上文提及的问题,并且已经研究出用于解决所述问题的系统和方法。在一个示例中,一种方法包括通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放:提供替代性热源,并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。以此方式,甚至在被配置成加热排气氧传感器的加热元件已劣化的条件下,可以通过使得所述传感器能够在发动机的起动事件时达到其期望的操作温度以更快地实现闭环燃料控制来改善排放。

作为一个示例,所述起动事件包括冷起动事件,并且在另一示例中,所述起动甚至包括在当发动机不燃烧空气和燃料时传感器的温度已经减小至其期望的操作温度以下的情况下的起动/停止事件。

在另一示例中,减少不期望的排放包括与加热型排气氧传感器在起动事件时保持在其期望的操作温度以下的条件相比减少起动事件时的不期望的排放。

根据以下详细描述并单独地或结合附图来理解,本描述的以上优势和其他优势以及特征将容易显而易见。

应理解,提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由在所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外,所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示意性地示出示例性车辆推进系统。

图2示意性地示出具有燃料系统和蒸发式排放系统的示例性发动机系统。

图3示意性地示出包括电动增压器的发动机系统的另一示例。

图4示意性地示出图1至图3的发动机系统的单个气缸。

图5a至图5b描绘可以用于使车辆发动机或电动压缩机在正向或反向方向上旋转的示例性h桥电路。

图6描绘用于依据当前车辆工况来主动地升高hego传感器的温度的高级示例性方法。

图7描绘用于在s/s事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的hego传感器的温度的示例性时间线。

图8描绘用于在s/s事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的hego传感器的温度的另一示例性时间线。

图9描绘用于在s/s事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的hego传感器的温度的另一示例性时间线。

图10描绘用于在冷起动事件时主动地升高定位在排气催化剂的上游的hego传感器的温度的示例性时间线。

图11描绘用于在冷起动事件时主动地升高定位在排气催化剂的下游的hego传感器的温度的示例性时间线。

具体实施方式

以下描述涉及用于在确定联接到定位在排放控制装置的上游或定位在排放控制装置的下游的hego传感器的加热元件未如期望或预期进行运作的情况下在s/s事件或冷起动事件时主动地升高所述hego传感器的温度的系统和方法。此方法可以包括在未加注燃料的情况下的发动机旋转或电动增压器的旋转以将来自替代性来源的热运送到其加热元件已劣化的特定hego传感器。因此,可以在混合动力电动车辆,例如在图1至图2处描绘的车辆/发动机系统中执行此方法,其中此类车辆可以包括如在图3处描绘的发动机系统中所描绘的电动增压器。在一个示例中,替代性热源可以来自联接到排放控制装置的加热器,而在另一示例中,可以经由激光点火装置,例如在图4处描绘的激光点火装置来提供替代性热源。可以经由存储在车载能量存储装置中的能量来执行发动机或电动增压器的旋转,并且此类旋转可以包括发动机或电动增压器的正向或反向旋转,这取决于为了增加选定hego传感器的温度而选择的特定方法。因此,可以采用h桥电路,例如在图5a至图5b处描绘的h桥电路来用于发动机或电动增压器的正向/反向旋转。

在图6处描绘用于主动地升高定位在上游或下游的hego传感器的温度的方法。此方法可以包括控制器评估当前车辆工况以及在此类车辆的发动机系统中包括的特定元件部分。因此,图7至图11描绘用于执行在图6处详细论述的不同类型的主动式hego加热方法的各种时间线。

图1说明示例性车辆推进系统100。车辆推进系统100包括燃料燃烧发动机110和马达120。作为非限制性示例,发动机110包括内燃发动机并且马达120包括电动机。马达120可以被配置成利用或消耗不同于发动机110的能量源。举例来说,发动机110可以消耗液态燃料(例如,汽油)以产生发动机输出,而马达120可以消耗电能以产生马达输出。因此,可以称具有推进系统100的车辆是混合动力电动车辆(hev)。

车辆推进系统100可以依据车辆推进系统所遇到的工况而利用多种不同的操作模式。这些模式中的一些模式可以使得发动机110能够维持在关闭状态(即,被设定为停用状态)中,在所述关闭状态中,发动机处的燃料的燃烧被中止。举例来说,在选定的工况下,在发动机110被停用时,马达120可以经由驱动轮130来推进车辆,如箭头122所指示。

在其他工况期间,可以将发动机110设定为停用状态(如上文描述),而可以操作马达120以对能量存储装置150进行充电。举例来说,马达120可以从驱动轮130接收轮转矩,如箭头122所指示,其中马达可以将车辆的动能转换为电能以便存储在能量存储装置150处,如箭头124所指示。此操作可以称为对车辆的再生制动。因此,在一些示例中,马达120可以提供发电机功能。然而,在其他示例中,发电机160可以替代地从驱动轮130接收轮转矩,其中发电机可以将车辆的动能转换为电能以便存储在能量存储装置150处,如箭头162所指示。在一些示例中,马达120和发电机160可以包括相同的马达/发电机。

在其他工况期间,可以通过燃烧从燃料系统140接收的燃料来操作发动机110,如箭头142所指示。举例来说,在马达120被停用时,可以操作发动机110以经由驱动轮130来推进车辆,如箭头112所指示。在其他工况期间,可以各自操作发动机110和马达120以经由驱动轮130来推进车辆,如分别由箭头112和122指示。其中发动机和马达可以选择性地推进车辆的配置可以称为并联类型车辆推进系统。应注意,在一些示例中,马达120可以经由第一组驱动轮来推进车辆,并且发动机110可以经由第二组驱动轮来推进车辆。

在其他示例中,车辆推进系统100可以被配置成串联类型车辆推进系统,借此,发动机不直接推进驱动轮。而是,可以操作发动机110以向马达120供应动力,所述马达继而可以经由驱动轮130来推进车辆,如箭头122所指示。举例来说,在选定的工况期间,发动机110可以如箭头116所指示来驱动发电机160,这继而可以如箭头114所指示向马达120中的一者或多者供应电能或者如箭头162所指示向能量存储装置150供应电能。作为另一示例,可以操作发动机110以驱动马达120,所述马达继而可以提供发电机功能以将发动机输出转换为电能,其中所述电能可以存储在能量存储装置150处以供稍后由马达使用。

在将在下文详细论述的其他示例中,在一些示例中可以利用马达120来使发动机110在未加注燃料的配置中转动或旋转。更具体来说,马达120可以使用来自车载能量存储装置150的电力使发动机在未加注燃料的情况下旋转,所述车载能量存储装置可以包括(例如)电池、电容器、超级电容器等。在其中使用马达120使发动机在未加注燃料的情况下旋转的情况下,可以防止对发动机气缸的燃料喷射,并且可以不向发动机气缸中的每一者提供火花(或者在一些示例中是基于激光的点火)。如将在下文更详细地论述,在一些示例中可以使发动机在未加注燃料的情况下在正向或默认的方向上转动或旋转,而在其他示例中,可以使发动机在未加注燃料的情况下在反向方向上转动或旋转。举例来说,可以利用h桥电路(参见图5a至图5b)使发动机在正向或反向方向上转动。此外,虽然在图1处未说明(但参见图3),但在一些示例中,车辆推进系统可以包括可以类似地经由马达进行控制以在正向或反向定向上旋转的电动增压器或电动压缩机。

在一些示例中,发动机110可以配置有通信地联接到控制系统190的起动/停止(s/s)特征183(在本文还被称为s/s系统),其中控制系统190可以在未接收到关闭发动机的操作输入的情况下在满足选定的怠速-停止条件或(换句话说)一组预定条件的情况下自动地使内燃发动机110关闭(怠速-停止)。这些可以包括(例如)发动机扭矩需求小于阈值、车辆速度低于阈值车辆速度(例如,5mph)、车载能量存储装置充满电(例如,充电到阈值电荷状态以上)、未接收到进行空气调节的请求、车厢加热等。同样地,可以响应于以下条件而自动地重新起动发动机:扭矩需求高于阈值;请求对电池(例如,车载能量存储装置)进行充电;请求操作空气调节压缩机等。在一个示例中,可以响应于在停止某一持续时间(例如,在交通信号处)之后操作者踩下加速踏板而重新起动发动机。可以经由联接到发动机的曲轴的马达(例如,120)或电机使发动机在未加注燃料的情况下转动起动,直到达到期望的发动机转速为止,其后,可以停用所述马达或电机并且可以重新开始发动机加注燃料。其后,发动机燃烧可以能够支持发动机转动。由于自动起动/停止,可以减少燃料消耗和排气排放。

燃料系统140可以包括用于在车辆上存储燃料的一个或多个燃料存储箱144。举例来说,燃料箱144可以存储一种或多种液态燃料,包括(但不限于):汽油、柴油和乙醇燃料。在一些示例中,可以在车辆上将燃料存储为两种或更多种不同燃料的混合物。举例来说,燃料箱144可以被配置成存储汽油和乙醇的混合物(例如,e10、e85等)或汽油和甲醇的混合物(例如,m10、m85等),借此,可以如箭头142所指示将这些燃料或燃料混合物输送到发动机110。可以将其他合适的燃料或燃料混合物供应给发动机110,其中它们可以在发动机处燃烧以产生发动机输出。可以利用所述发动机输出来推进车辆,如箭头112所指示,或者经由马达120或发电机160对能量存储装置150进行再充电。

在一些示例中,能量存储装置150可以被配置成存储电能,可以将所述电能供应给驻留在车辆上的其他电气负载(除了马达之外),包括车厢加热和空气调节、发动机起动、头灯、车厢音频和视频系统等。作为非限制性示例,能量存储装置150可以包括一个或多个蓄电池和/或电容器。

控制系统190可以与发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者通信。控制系统190可以从发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者接收传感反馈信息。此外,控制系统190可以响应于此传感反馈而将控制信号发送到发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160等中的一者或多者。控制系统190可以从车辆操作者102接收操作者所请求的车辆推进系统的输出的指示。举例来说,控制系统190可以从与踏板192通信的踏板位置传感器194接收传感反馈。踏板192可以示意性地是指制动踏板和/或加速踏板。此外,在一些示例中,控制系统190可以与远程发动机起动接收器195(或者收发器)通信,所述远程发动机起动接收器从具有远程起动按钮105的遥控钥匙104接收无线信号106。在其他示例(未示出)中,可以经由蜂窝电话或基于智能电话的系统起始远程发动机起动,其中用户的蜂窝电话将数据发送到服务器并且所述服务器与所述车辆通信以起动发动机。

能量存储装置150可以周期性地从驻留在车辆外部的电源180(例如,不是所述车辆的部分)接收电能,如箭头184所指示。作为非限制性示例,车辆推进系统100可以被配置成插入式混合动力电动车辆(phev),借此,可以经由电能传输电缆182将电能从电源180供应给能量存储装置150。在从电源180对能量存储装置150进行再充电操作期间,电气传输电缆182可以将能量存储装置150和电源180电联接。在操作车辆推进系统以推进车辆时,可以使电气传输电缆182在电源180与能量存储装置150之间断开连接。控制系统190可以识别和/或控制存储在能量存储装置处的电能的量,所述电能量可以称为充电状态(soc)。

在其他示例中,可以省略电气传输电缆182,其中可以在能量存储装置150处从电源180无线地接收电能。举例来说,能量存储装置150可以经由电磁感应、无线电波和电磁谐振中的一者或多者从电源180接收电能。因此,可了解,可以使用任何合适的方法来用于从不构成车辆的部分的电源对能量存储装置150进行再充电。以此方式,马达120可以通过利用除了由发动机110利用的燃料之外的能量源来推进车辆。

燃料系统140可以周期性地从驻留在车辆外部的燃料源接收燃料。作为非限制性示例,可以通过经由燃料分发装置170接收燃料而给车辆推进系统100加注燃料,如箭头172所指示。在一些示例中,燃料箱144可以被配置成存储从燃料分发装置170接收的燃料,直到将所述燃料供应给发动机110用于燃烧为止。在一些示例中,控制系统190可以经由燃料水平传感器来接收存储在燃料箱144处的燃料的水平的指示。可以(例如)经由车辆仪表板196中的燃料计或指示将存储在燃料箱144处的燃料的水平(例如,由燃料水平传感器识别)传达给车辆操作者。

车辆推进系统100还可以包括环境温度/湿度传感器198和滚动稳定性控制传感器(例如,侧向和/或纵向和/或横摆率传感器199)。车辆仪表板196可以包括指示灯和/或基于文本的显示器,其中向操作者显示消息。车辆仪表板196还可以包括用于接收操作者输入的各种输入部分,例如按钮、触摸屏、语音输入/辨识等。举例来说,车辆仪表板196可以包括燃料加注按钮197,车辆操作者可以手动地致动或按压所述燃料加注按钮以起始加注燃料。举例来说,响应于车辆操作者致动燃料加注按钮197,可以将车辆中的燃料箱减压以使得可以执行加注燃料。

控制系统190可以使用在本领域中众所周知的适当的通信技术而通信地联接到其他车辆或基础设施。举例来说,控制系统190可以经由无线网络131而联接到其他车辆或基础设施,所述无线网络可以包括wi-fi、蓝牙、蜂窝服务类型、无线数据传递协议等。控制系统190可以经由车辆对车辆(v2v)、车辆对基础设施对车辆(v2i2v)和/或车辆对基础设施(v2i)技术来广播(和接收)关于车辆数据、车辆诊断、交通状况、车辆位置信息、车辆操作程序等的信息。在车辆之间交换的通信和信息可以是车辆之间直接的通信和信息或者可以是多跳的通信和信息。在一些示例中,可以使用较长范围的通信(例如,wimax)来取代v2v或v2i2v或者与v2v或v2i2v联合以将覆盖区域扩展数英里。在其他示例中,车辆控制系统190可以经由在本领域中通常已知的无线网络131和互联网(例如,云)而通信地联接到其他车辆或基础设施。

车辆系统100还可以包括车辆的操作者可以与其交互的车载导航系统132(例如,全球定位系统)。导航系统132可以包括用于辅助估计车辆速度、车辆海拔、车辆定位/位置等的一个或多个位置传感器。此信息可以用于推断出发动机操作参数,例如本地气压。如上文所论述,控制系统190可以进一步被配置成经由互联网或其他通信网络来接收信息。从gps接收的信息可以与可以经由互联网得到的信息交叉参考以确定本地天气状况、本地车辆法规、交通信息等。在一个示例中,可以结合路线学习方法来利用从gps接收的信息,使得车辆控制系统190可以学习车辆通常行驶的路线。在一些示例中,可以另外或替代地结合车载导航系统来利用其他传感器133,例如激光器、雷达、声纳、声学传感器等,以执行对车辆通常行驶的路线的路线学习。作为一个示例,运送-学习方法可以包括与沿着所学习的驾驶例程的所学习的停止持续时间相关的信息,其中可以由于s/s特征而停止发动机。在一些示例中,此类所学习的其中可以关闭发动机的停止持续时间可以包括经由控制系统无线地(例如,经由gps和/或互联网、v2v、v2i2v等)获取的信息,其中此类信息可以包括交通灯状态(例如,特定交通灯要多长时间变绿)、与特定停止可能持续的时长相关的交通条件等。

在一些示例中,车辆系统100还可以包括专用于指示车辆的占用状态的传感器,例如,座椅测力传感器107、门感测技术108和车载摄像机109。

图2示出车辆系统206的示意性描绘。可以理解,车辆系统206可以包括与在图1处描绘的车辆系统100相同的车辆系统。车辆系统206包括联接到排放控制系统251和燃料系统218的发动机系统208。可以理解,燃料系统218可以包括与在图1处描绘的燃料系统140相同的燃料系统。排放控制系统251包括可以用于捕获和存储燃料蒸气的燃料蒸气容器或滤罐222。在一些示例中,车辆系统206可以是混合动力电动车辆系统。

发动机系统208可以包括具有多个气缸230的发动机110。虽然未明确示出,但可以理解,每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。发动机110包括发动机进气口223和发动机排气系统225。发动机进气口223包括经由进气道242与发动机进气岐管244流体连通的节气门262。节气门262可以包括电子节气门,可以经由车辆控制器来控制所述电子节气门,所述车辆控制器发送信号以将所述节气门致动到期望的位置。在其中节气门是电子的此类示例中,用于控制节气门到达期望位置的电力可以来自车载能量存储装置(例如,150),例如电池。此外,发动机进气口223可以包括定位在节气门262上游的空气盒和过滤器215。发动机排气系统225包括通向排气道235的排气岐管248,所述排气道将排气运送到大气。发动机排气系统225可以包括可以被安装在排气口中的紧密联接位置的一个或多个排放控制装置或排气催化剂270。所述一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀nox捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等。在一些示例中,所述一个或多个排放控制装置可以包括电加热器256,电加热器256被配置成将所述排放控制装置的温度升高至期望的操作温度(例如,起燃温度)。所述电加热器可以受到控制器212的控制,所述控制器可以将信号发送到电加热器致动器256a,从而致动电加热器开启或关闭。

将了解,可以在发动机中包括其他部件,例如多种阀和传感器。举例来说,可以在发动机进气口中包括气压传感器213。在一个示例中,气压传感器213可以是岐管空气压力(map)传感器并且可以在节气门262的下游联接到发动机进气口。气压传感器213可能部分依赖于节气门或全打开或大打开的节气门条件,例如,在节气门262的打开量大于阈值时,以便准确地确定bp。替代地,可以从例如由联接到进气岐管的maf传感器210测得的质量空气流量(maf)等替代性发动机工况来推断出map。

在一些示例中,发动机排气系统225可以还包括汽油微粒过滤器(gpf)217。gpf217可以包括微粒过滤器、碳氢化合物捕集器、催化涂覆层,或其组合。在一些示例中,在发动机110的操作期间,可以通过以下操作来周期性地再生gpf217:在特定空燃比内操作发动机的至少一个气缸以增加gpf217的温度,使得所保留的碳氢化合物和碳烟微粒可以被氧化。虽然在图2处说明gpf,但可以理解,在其他示例中,可以在车辆推进系统中替代地包括柴油微粒过滤器(dpf)。

在一些示例中,温度传感器226可以定位在gpf217的入口的上游并且温度传感器229可以定位在gpf217的下游。可以使用温度传感器226和229来评估gpf217的温度以(例如)用于再生的目的。此外,压力传感器263可以评估排气系统中的压力。举例来说,压力传感器263可以是定位在gpf217的上游和下游的差压传感器。可以使用压力传感器263来确定gpf217的入口处的压力,以便评估将要引入到gpf217的入口以用于再生的空气的工况。此外,在一些示例中,碳烟传感器268可以定位在gpf217的下游,以评估从gpf217释放的碳烟的水平。可以使用碳烟传感器268来诊断gpf217的操作以及其他功能。

燃料系统218可以包括联接到燃料泵系统221的燃料箱220。可以理解,燃料箱220可以包括与上文在图1处描绘的燃料箱144相同的燃料箱。燃料泵系统221可以包括用于对输送到发动机110的喷射器(例如,所示出的示例性喷射器266)的燃料进行增压的一个或多个泵。虽然仅示出单个喷射器266,但为每个气缸提供额外的喷射器。将了解,燃料系统218可以是无返回燃料系统、返回燃料系统或各种其他类型的燃料系统。燃料箱220可以保持多种燃料混合物,包括具有某一乙醇浓度范围的燃料,例如各种汽油-乙醇混合物,包括e10、e85、汽油等,和其组合。位于燃料箱220中的燃料水平传感器234可以向控制器212提供燃料水平的指示(“燃料水平输入”)。如所描绘,燃料水平传感器234可以包括连接到可变电阻器的浮子。替代地,可以使用其他类型的燃料水平传感器。

可以将在燃料系统218中产生的蒸气经由蒸气回收线231运送到包括燃料蒸气罐222的蒸发式排放控制系统251,之后将所述蒸气冲洗到发动机进气口223。蒸气回收管线231可以经由一根或多根导管而联接到燃料箱220,并且可以包括用于在特定条件期间隔离燃料箱的一个或多个阀。举例来说,蒸气回收管线231可以经由导管271、273和275中的一者或多者或组合而联接到燃料箱220。

此外,在一些示例中,一个或多个燃料箱通风阀可以定位在导管271、273或275中。燃料箱放气阀可以尤其允许在不增加来自排放控制系统的燃料蒸气滤罐的燃料蒸发速率(这原本在降低燃料箱压力的情况下会出现)的情况下将所述滤罐维持在低压或真空下。举例来说,导管271可以包括分级通风阀(gvv)287,导管273可以包括充填极限通风阀(flvv)285,并且导管275可以包括分级通风阀(gvv)283。此外,在一些示例中,回收管线231可以联接到燃料填充系统219。在一些示例中,燃料填充系统可以包括用于相对于大气来密封燃料填充系统的燃料箱盖205。燃料加注系统219经由燃料填充管或颈211而联接到燃料箱220。

此外,燃料加注系统219可以包括燃料加注锁245。在一些示例中,燃料加注锁245可以是燃料箱盖锁定机构。燃料箱盖锁定机构可以被配置成将燃料箱盖自动地锁在关闭位置,使得无法打开燃料箱盖。举例来说,在燃料箱中的压力或真空大于阈值时,可以经由燃料加注锁245使燃料箱盖205保持锁定。响应于加注燃料请求(例如,车辆操作者起始的请求),可以将燃料箱减压,并且在燃料箱中的压力或真空下降到阈值以下之后将燃料箱盖解锁。燃料箱盖锁定机构可以是闩锁或离合器,所述闩锁或离合器在啮合时会防止移除燃料箱盖。可以(例如)通过螺线管将所述闩锁或离合器电锁定,或者可以(例如)通过压力膜将所述闩锁或离合器机械地锁定。

在一些示例中,燃料加注锁245可以是位于燃料填充管211的嘴部处的填充管阀。在这些示例中,燃料加注锁245可以不防止移除燃料箱盖205。而是,燃料加注锁245可以防止将加注燃料泵插入到燃料填充管中211。可以(例如)通过螺线管将所述填充管阀电锁定,或者(例如)通过压力膜将所述填充管阀机械地锁定。

在一些示例中,燃料加注锁245可以是燃料加注门锁,例如锁定位于车辆的车身板件中的燃料加注门的闩锁或离合器。可以(例如)通过螺线管将所述燃料加注门锁电锁定,或者(例如)通过压力膜将所述燃料加注门锁机械地锁定。

在其中使用电气机构锁定燃料加注锁245的示例中,例如,在燃料箱压力减小至压力阈值以下时,可以通过来自控制器212的命令将燃料加注锁245解锁。在其中使用机械机构锁定燃料加注锁245的示例中,例如,在燃料箱压力减小至大气压力时,可以经由压力梯度将燃料加注锁245解锁。

排放控制系统251可以包括一个或多个用于排放控制的部件,例如填充有适当的吸附剂286b的一个或多个燃料蒸气滤罐222,所述滤罐被配置成临时地捕集在燃料箱重新填充操作期间的燃料蒸气(包括气化的碳氢化合物)和“运行损耗”(即,在车辆操作期间气化的燃料(假如在此类条件下燃料箱联接到所述滤罐))。在一个示例中,所使用的吸附剂286b是活性炭。排放控制系统251可以还包括滤罐通风路径或通风管线227,所述滤罐通风路径或通风管线可以在存储或捕集来自燃料系统218的燃料蒸气时将离开滤罐222的气体运送到大气。

滤罐222可以包括缓冲器222a(或者缓冲区),所述滤罐和所述缓冲器中的每一者包括吸附剂。如所示,缓冲器222a的体积可以小于滤罐222的体积(例如,是滤罐的体积的分数)。缓冲器222a中的吸附剂286a可以与滤罐中的吸附剂相同或不同(例如,两者可以包括木炭)。缓冲器222a可以定位在滤罐222内,使得在滤罐加载期间,燃料箱蒸气首先被吸收在缓冲器内,并且随后在所述缓冲器饱和时,其他燃料箱蒸气被吸收于滤罐中。相比之下,在滤罐冲洗期间,燃料蒸气首先从滤罐解吸(例如,达到阈值量),之后从缓冲器解吸。换句话说,缓冲器的加载和卸载不与滤罐的加载和卸载一致。因此,滤罐缓冲器的效果是抑制任何燃料蒸气峰从燃料箱流动到滤罐,进而减小任何燃料蒸气峰去往发动机的可能性。一个或多个温度传感器232可以联接到滤罐222和/或在所述滤罐内。在燃料蒸气被滤罐中的吸附剂吸收时,产生热(吸收热)。同样地,在燃料蒸气被滤罐中的吸附剂解吸时,消耗热。以此方式,可以基于滤罐内的温度变化来监测和估计滤罐对燃料蒸气的吸收和解吸。

当经由冲洗管线228和冲洗阀261将所存储的燃料蒸气从燃料系统218冲洗到发动机进气道223时,通风管线227还可以允许将新鲜空气抽吸到滤罐222中。举例来说,冲洗阀261可以常闭,但可以在某些条件期间打开,使得向燃料蒸气滤罐提供来自发动机进气岐管244的真空来用于冲洗。在一些示例中,通风管线227可以包括在滤罐222的上游设置在其中的空气过滤器259。

在一些示例中,可以通过在通风管线227内联接的滤罐通风阀297来调节在滤罐222与大气之间的空气和蒸气的流量。当包括滤罐通风阀297时,所述滤罐通风阀可以是常开阀,使得燃料箱隔离阀252(ftiv)可以控制燃料箱220与大气的通风。ftiv252可以定位在燃料箱与导管278内的燃料蒸气滤罐222之间。ftiv252可以是常闭阀,当打开所述常闭阀时允许来自燃料箱220的燃料蒸气排放到燃料蒸气滤罐222。随后可以将燃料蒸气排放到大气,或者经由滤罐冲洗阀261将燃料蒸气冲洗到发动机进气系统223。在一些示例中,可以不包括ftiv,而在其他示例中,可以包括ftiv。

可以由控制器212通过选择性地调整各种阀和螺线管而以多个模式操作燃料系统218。可以理解,控制系统214可以包括与上文在图1处描绘的控制系统190相同的控制系统。举例来说,可以在燃料蒸气存储模式中操作燃料系统(例如,在燃料箱加注燃料操作期间并且在发动机不燃烧空气和燃料的情况下),其中控制器212可以在打开隔离阀252(当包括时)的同时关闭滤罐冲洗阀(cpv)261,以将加注燃料蒸气引导到滤罐222中,同时防止将燃料蒸气引导到进气岐管中。

作为另一示例,可以在加注燃料模式中操作燃料系统(例如,当车辆操作者请求燃料箱加注燃料时),其中控制器212可以在打开隔离阀252(当包括时)的同时维持滤罐冲洗阀261关闭,以将燃料箱减压,之后允许使得能够在其中添加燃料。因此,可以在加注燃料操作期间保持隔离阀252(当包括时)打开以允许将加注燃料蒸气存储在滤罐中。在完成加注燃料之后,可以关闭隔离阀。

作为另一示例,可以按照滤罐冲洗模式操作燃料系统(例如,在已经获得排放控制装置点火温度之后并且在发动机燃烧空气和燃料的情况下),其中控制器212可以在打开滤罐冲洗阀261的同时关闭隔离阀252(当包括时)。在本文,可以使用由操作的发动机的进气岐管产生的真空通过通风管线227并通过燃料蒸气滤罐222来抽吸新鲜空气以将所存储的燃料蒸气冲洗到进气岐管中244。在此模式中,来自滤罐的所冲洗的燃料蒸气在发动机中燃烧。所述冲洗可以一直持续到滤罐中的所存储的燃料蒸气量低于阈值为止。

控制器212可以构成控制系统214的一部分。如所论述,在一些示例中,控制系统214可以与在图1中说明的控制系统190相同。控制系统214示出为从多个传感器216(在本文描述所述多个传感器的各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器281(在本文描述所述多个致动器的各种示例)。作为一个示例,传感器216可以包括位于排放控制装置270的上游的排气传感器237、温度传感器233、压力传感器291、压力传感器282、滤罐温度传感器232、maf传感器210、进气温度(iat)传感器257、压力传感器263,以及还称为催化剂后氧传感器的催化剂监测传感器(cms)298。其他传感器,例如压力传感器、温度传感器、空气/燃料比率传感器和成分传感器,可以联接到车辆系统206中的各个位置。作为另一示例,致动器可以包括节气门262、燃料箱隔离阀252、滤罐冲洗阀261、滤罐通风阀297、电加热器致动器256a等。控制器可以从各种传感器接收输入数据,处理所述输入数据,并且响应于经过处理的输入数据基于在其中编程的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发致动器。在本文关于图6描述示例性控制例程。

排气传感器237可以包括加热型排气氧(hego)传感器。hego传感器237可以还包括处于控制器的控制下的hego加热元件237a,并且所述hego加热元件可以用于加热hego传感器以便将hego传感器的温度升高至期望的操作温度。虽然未明确示出,但hego传感器237可以包括被配置成确定hego传感器的温度的温度感测元件。

cms298可以包括另一加热型排气氧传感器,并且可以还包括cms加热元件298a。cms加热元件298a可以处于控制器的控制下,并且所述cms加热元件可以用于加热cms298以便将cms的温度升高至其期望的操作温度。虽然未明确示出,但cms298可以包括被配置成确定cms的温度的温度感测元件。

在一些示例中,排气系统可以包括排气调谐阀299,所述排气调谐阀可以处于控制器的控制下,并且所述排气调谐阀可以致动到完全打开或完全关闭位置,或者在完全打开与完全关闭之间的位置。

如将在下文详细论述,可能存在hego加热元件237a和/或cms加热元件298a中的一者或多者可能变劣化的情形。在此类情形中,可能需要使用替代性方法来主动地升高hego传感器237和/或cms298的温度。将在下文关于图6来详细论述此类方法。

在一些示例中,可以将控制器置于功率减小模式或休眠模式中,其中控制器仅维持必要的功能,并且以比在对应的唤醒模式中更低的电池消耗进行操作。举例来说,在车辆熄火事件之后可以将控制器置于休眠模式中,以便在车辆熄火事件之后的一段持续时间执行诊断例程。控制器可以具有唤醒输入,所述唤醒输入允许控制器基于从一个或多个传感器接收的输入而返回到唤醒模式。举例来说,打开车辆的门可以触发返回到唤醒模式,或者远程起动事件可以触发返回到唤醒模式。在一些示例中,唤醒能力可以使得电路能够唤醒控制器以便对发动机系统执行诊断,如将在下文更详细地论述。

控制器212可以对燃料系统218和/或蒸发式排放系统251间歇地执行不期望的蒸发式排放检测例程以确认不期望的蒸发式排放不存在于所述燃料系统和/或蒸发式排放系统中。因此,可以在发动机关闭(发动机关闭测试)时使用发动机关闭自然真空(eonv)和/或从真空泵补充的真空来执行蒸发式排放检测例程,所述发动机关闭自然真空是由于在发动机关机之后在燃料箱处的温度和压力的变化而产生。替代地,可以在发动机运行时通过操作真空泵和/或使用发动机进气岐管真空来执行蒸发式排放检测例程。在一些配置中,滤罐通风阀(cvv)297可以在通风管线227内联接。cvv297可以用于调整滤罐222与大气之间的空气和蒸气的流量。cvv还可以用于诊断例程。当包括所述cvv时,可以在燃料蒸气存储操作期间(例如,在燃料箱加注燃料期间并且在发动机不在运行时)打开cvv,使得可以将在已经通过滤罐之后的被剥离了燃料蒸气的空气排出到大气。同样地,在冲洗操作期间(例如,在滤罐再生期间并且在发动机正在运行时),可以打开cvv以允许新鲜空气流除去存储在所述滤罐中的燃料蒸气。在一些示例中,cvv297可以是电磁阀,其中经由致动滤罐通风螺线管来执行所述阀的打开或关闭。具体来说,滤罐通风阀可以是在致动滤罐通风螺线管时关闭的开口。在一些示例中,cvv297可以被配置成可闩锁电磁阀。换句话说,当将阀置于关闭配置时,在不需要额外的电流或电压的情况下所述阀的闩锁关闭。举例来说,可以使用100ms脉冲关闭所述阀,并且随后在稍后的时间点使用另一100ms脉冲打开所述阀。以此方式,维持cvv关闭所需的电池电力的量得以减少。

进气岐管244穿过一连串进气门253而联接到燃烧室或气缸230。所述燃烧室进一步经由一连串排气门254而联接到排气岐管248。虽然在图2处仅描绘一个进气门和一个排气门,但可以理解,每个燃烧室或气缸可以包括进气门和排气门。在所描绘的实施方案中,示出单个排气岐管248。然而,在其他实施方案中,排气岐管可以包括多个排气岐管区段。具有多个排气岐管区段的配置可以使得来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。

在一个实施方案中,可以电子地致动或控制排气门和进气门中的每一者。在另一实施方案中,可以凸轮致动或控制排气门和进气门中的每一者。无论电子致动还是凸轮致动,可以在需要时针对期望的燃烧和排放控制性能来调整排气门和进气门打开和关闭的正时。虽然在此示例性说明中未说明凸轮轴,但在车辆推进系统中可以包括一个或多个凸轮轴传感器(未示出)。此外,曲轴274可以包括曲轴传感器249。在一些示例中,可以利用曲轴传感器249和/或凸轮轴传感器(未示出)中的一者或两者来推断出联接到发动机气缸230的一个或多个活塞的位置。

在一些示例中,发动机110可以包括可变排量发动机(vde),其中发动机110的每个气缸可以是可选择性地停用的,其中可停用是指控制器212命令关闭用于特定气缸的进气门和排气门从而密封所述特定气缸的能力。如果还停止燃料喷射,那么此类动作可以导致在发动机旋转的情况下所述特定气缸实质上是空气弹簧。因此,如本文描绘,在一个实施方案中,可以由第一vde致动器276控制进气门253的停用,而由第二vde致动器277控制排气门254的停用。在替代性实施方案中,单个vde致动器可以控制可停用的气缸的进气门和排气门两者的停用。在其他实施方案中,单个气缸气门致动器可以停用多个气缸(进气门和排气门两者),例如被停用的组中的所有气缸,或者不同的致动器可以控制一组上的被停用的气缸的所有进气门的停用,而另一不同的致动器控制一组上的被停用的气缸的所有排气门的停用。将了解,如果气缸是vde发动机的不可停用的气缸,那么所述气缸可以不具有任何气门停用致动器。可以进一步理解,虽然将发动机110描绘成vde发动机,但在其他示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,所述发动机可以不是vde发动机。

在一些示例中,车辆系统206可以是具有可用于一个或多个车辆车轮236(例如,130)的多个转矩源的混合动力车辆。在所示出的示例中,车辆系统206包括发动机110和电机241。电机241可以是马达(例如,120)或马达/发电机。发动机110和电机241的曲轴274在接合一个或多个离合器246时经由变速器243连接到车辆车轮236。在所描绘的示例中,在曲轴274与电机241之间提供第一离合器,并且在电机241与变速器243之间提供第二离合器。控制器212可以将信号发送到每个离合器246的致动器(未示出)以接合或脱离所述离合器,以便使曲轴与电机241和与所述电机连接的部件连接或断开连接,且/或使电机241与变速器243和与所述变速器连接的部件连接或断开连接。变速器243可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。可以通过各种方式配置动力传动系统,包括配置为并联、串联或串联-并联混合动力车辆。

电机241从牵引电池247(例如,150)接收电力以将转矩提供给车辆车轮130。电机241还可以例如在制动操作期间操作为发电机以提供电力来对牵引电池247进行充电。

现在转向图3,示出另一示例性发动机系统308。在不脱离本公开的范围的情况下,在车辆推进系统206(例如,100)中可以包括发动机系统308。可以理解,在发动机系统206中还可以包括发动机系统308的部件中的许多部件。发动机310(例如,110)包括发动机进气系统362(例如,223)和发动机排气系统363(例如,225)。在一个示例中,发动机系统308可以是柴油发动机系统。在另一示例中,发动机系统308可以是汽油发动机系统。在所描绘的实施方案中,发动机310是联接到涡轮增压器315的增压发动机,所述涡轮增压器包括由涡轮316驱动的压缩机314。具体来说,新鲜空气经由空气净化器312(例如,215)沿着进气道342(例如,242)被引入到发动机310中并且流动到压缩机314。所述压缩机可以是任何合适的进气压缩机,例如马达驱动或传动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机310中,压缩机是经由轴杆319机械地联接到涡轮316的涡轮增压器压缩机,涡轮316由膨胀的发动机排气驱动。

如图3中所示,压缩机314通过增压空气冷却器(cac)318而联接到节流阀320(例如,262)。节流阀320联接到发动机进气岐管322(例如,244)。压缩空气充气从压缩机流过增压空气冷却器318和节流阀320到达进气岐管322。在图3中示出的实施方案中,通过岐管空气压力(map)传感器324(例如,213)来感测进气岐管322内的空气充气的压力。在一些示例中,可以经由质量空气流量(maf)传感器321(例如,210)来感测进气岐管中的空气流量。可以经由进气温度(iat)传感器351(例如,257)来估计进入进气道342的环境空气的温度。

一个或多个传感器可以联接到压缩机314的入口。举例来说,温度传感器358可以联接到所述入口以估计压缩机入口温度,并且压力传感器356可以联接到所述入口以估计压缩机入口压力。作为另一示例,环境湿度传感器357可以联接到所述入口以估计进入所述进气岐管的充气的湿度。其他传感器可以包括(例如)空燃比传感器等。在其他示例中,可以基于发动机工况来推断出压缩机入口条件(例如,湿度、温度、压力等)中的一者或多者。另外,在启用排气再循环(egr)时,传感器可以估计温度、压力、湿度以及充气混合物的空燃比,所述充气混合物包括新鲜空气、再循环的压缩空气以及在压缩机入口处接收的排气残余部分。

可以致动废气门致动器392以打开废气门391,以便将至少一些排气压力经由废气门391从涡轮的上游泵送到涡轮的下游的位置。通过减小涡轮上游的排气压力,可以减小涡轮速度,这继而有助于减小压缩机喘振。废气门391可以定位在废气门通道390中。本文论述的方法利用可以致动打开和关闭的废气门,然而,本文认识到,在一些示例中,在车辆系统中可以包括弹簧加载的废气门。

为了辅助涡轮增压器315,可以将额外的电动进气压缩机,本文还称为电动压缩机或电动增压器355,并入到车辆推进系统中。可以经由车载能量存储装置(例如,150)向电动增压器355供应动力,所述车载能量存储装置可以包括电池、电容器、超级电容器等。所述电动增压器可以包括由电动马达驱动的压缩机。电动增压器的操作速度可以包括调整电动马达的操作速度,经由车载能量存储装置(例如,150)来操作所述电动马达。

在一个示例中,可以响应于对增加的车轮扭矩的需求来致动电动增压器355,以便在涡轮增压器涡轮加速时快速地向发动机提供期望的增压空气。因此,可以在不引发涡轮滞后的情况下满足所述增加的扭矩,如果没有来自电动增压器的辅助,原本就可能出现所述涡轮滞后。在此示例中,响应于涡轮增压器卷动到阈值转速(例如,70,000rpm),可以致动关闭或停用电动增压器355。更具体来说,可以基于从车辆控制器(例如,控制器212)接收的命令信号(例如,工作循环或脉冲宽度信号)来实现电动增压器355的操作控制。举例来说,控制器可以将信号发送到电动增压器致动器355b,所述电动增压器致动器可以致动开启电动增压器。在另一示例中,控制器可以将信号发送到电动增压器致动器355b,所述电动增压器致动器可以致动关闭电动增压器。在一个示例中,电动增压器致动器可以包括驱动空气的压缩的电动马达。在一些示例中,如将在下文详细论述,可以使电动压缩机在反向方向上旋转。可以至少部分经由h桥电路(参见图5a至图5b)来实现电动增压器355的反向操作。

电动增压器355可以定位在第一电动增压器管道359a与第二电动增压器管道359b之间。第一电动增压器管道359a可以在电动增压器旁通阀361的上游将进气道342流体地联接到电动增压器355。第二电动增压器管道359b可以在电动增压器旁通阀361的下游将电动增压器355流体地联接到进气道342。举例来说,可以经由第一电动增压器管道359a在电动增压器旁通阀361的上游将空气抽吸到电动增压器355中,并且压缩空气可以退出电动增压器355,并且在电动增压器旁通阀361的下游经由第二电动增压器管道被运送到进气道342。以此方式,可以将压缩空气运送到发动机进气岐管322。可以理解,以上描述涉及当使电动压缩机在正向方向上旋转时。在一些示例中,可以使电动压缩机在反向方向上旋转,这因此可以导致在相反的方向上运送压缩空气,换句话说,将压缩空气经由进气道342从进气岐管(和在一些示例中排气系统)运送到大气。

在其中启动电动增压器355以比在仅依赖涡轮增压器315的情况下更快速地提供增压的情形中,可以理解,当启动电动增压器355时可以命令关闭电动增压器旁通阀361。以此方式,进气可以流过涡轮增压器315和电动增压器355。一旦涡轮增压器达到阈值转速,便可以关闭电动增压器355,并且可以命令打开电动增压器旁通阀361。

进气岐管322通过一连串进气门353(例如,253)而联接到一连串燃烧室330(例如,230)。所述燃烧室进一步经由一连串排气门354(例如,254)而联接到排气岐管336(例如,248)。在所描绘的实施方案中,示出单个排气岐管336。然而,在其他实施方案中,排气岐管可以包括多个排气岐管区段。具有多个排气岐管区段的配置可以使得来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。

如上文所论述,在一个实施方案中,可以电子地致动或控制排气门和进气门中的每一者。在另一实施方案中,可以凸轮致动或控制排气门和进气门中的每一者。无论电子致动还是凸轮致动,可以在需要时针对期望的燃烧和排放控制性能来调整排气门和进气门打开和关闭的正时。虽然在此示例性说明中未说明凸轮轴,但在车辆推进系统中可以包括一个或多个凸轮轴传感器(未示出)。此外,可以理解,车辆系统308可以包括曲轴374(例如,274)并且可以包括曲轴传感器(例如,349)。在一些示例中,可以利用曲轴传感器和/或凸轮轴传感器中的一者或两者来推断出联接到发动机气缸330(例如,230)的一个或多个活塞的位置。

在一些示例中,发动机310可以包括可变排量发动机(vde),其中发动机310的每个气缸可以是可选择性地停用的,其中可停用是指控制器212命令关闭用于特定气缸的进气门和排气门从而密封所述特定气缸的能力。如果还停止燃料喷射,那么此类动作可以导致在发动机旋转的情况下所述特定气缸实质上是空气弹簧。因此,如本文描绘,在一个实施方案中,可以由第一vde致动器376(例如,276)控制进气门353的停用,而由第二vde致动器377(例如,277)控制排气门354的停用。在替代性实施方案中,单个vde致动器可以控制可停用的气缸的进气门和排气门两者的停用。在其他实施方案中,单个气缸气门致动器可以停用多个气缸(进气门和排气门两者),例如被停用的排中的所有气缸,或者不同的致动器可以控制一组上的被停用的气缸的所有进气门的停用,而另一不同的致动器控制一组上的被停用的气缸的所有排气门的停用。将了解,如果气缸是vde发动机的不可停用的气缸,那么所述气缸可以不具有任何气门停用致动器。

可以经由喷射器366(例如,266)向燃烧室330供应一种或多种燃料,例如汽油、乙醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或其任何组合来向燃烧室供应燃料。在燃烧室中,可以经由火花点火、激光点火和/或压缩点火来起始燃烧。

如图3中示出,可以将来自一个或多个排气岐管区段的排气引导到涡轮316以驱动所述涡轮。来自所述涡轮和所述废气门的组合流随后流过排放控制装置370(例如,270)。在一个示例中,所述排放控制装置370可以是起燃催化剂。一般来说,排气后处理装置370被配置成催化地处理排气流,并且进而减少排气流中的一种或多种物质的量。举例来说,排气后处理装置370可以被配置成在排气流是稀时从排气流捕集nox并且在排气流是富时还原被捕集的nox。在其他示例中,排气后处理装置370可以被配置成歧化nox或者在还原剂的辅助下选择性地还原nox。在其他示例中,排气后处理装置370可以被配置成氧化排气流中的残余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何此类功能性的不同的排气后处理催化剂可以单独地或一起设置在涂覆层中或排气后处理阶段中的其他地方。在一些实施方案中,所述排气后处理阶段可以包括被配置成捕集和氧化排气流中的碳烟微粒的可再生碳烟过滤器。在一些示例中,所述一个或多个排放控制装置可以包括电加热器327(例如,256),电加热器327被配置成将所述排放控制装置的温度升高至期望的操作温度(例如,起燃温度)。所述电加热器可以受到控制器212的控制,所述控制器可以将信号发送到电加热器致动器327a,从而致动电加热器开启或关闭。

发动机排气系统363可以还包括汽油微粒过滤器(gpf)364(例如,217)。gpf364可以包括微粒过滤器、碳氢化合物捕集器、催化涂覆层,或其组合。在一些示例中,在发动机310的操作期间,可以通过以下操作来周期性地再生gpf364:在特定空燃比内操作发动机的至少一个气缸以增加gpf364的温度,使得所保留的碳氢化合物和碳烟微粒可以被氧化。

在一些示例中,温度传感器367a(例如,226)可以定位在gpf364的入口的上游并且温度传感器367b(例如,229)可以定位在gpf364的下游。可以使用温度传感器367a和367b来评估gpf364的温度以(例如)用于再生的目的。此外,压力传感器365(例如,263)可以评估排气系统中的压力。举例来说,压力传感器365可以是定位在gpf364的上游(更接近排气岐管)和下游(更远离排气岐管)的差压传感器。可以使用压力传感器365来确定gpf364的入口处的压力,以便评估将要引入到gpf364的入口以用于再生的空气的工况。此外,在一些示例中,碳烟传感器可以定位在gpf364的下游,以评估从gpf364释放的碳烟的水平。虽然在图3处说明gpf,但可以理解,在一些示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,在发动机系统308中可以包括柴油微粒过滤器(dpf)。

在一些示例中,排气系统可以包括排气调谐阀399(例如,299),所述排气调谐阀可以处于控制器的控制下,并且所述排气调谐阀可以致动到完全打开或完全关闭位置,或者在完全打开与完全关闭之间的位置。

排气再循环(egr)输送通道380可以在涡轮316的上游联接到排气道304(例如,235),以向位于压缩机314的下游的发动机进气岐管提供高压egr(hp-egr)。egr阀352可以在egr通道380和进气道342的接合点处联接到egr通道380。可以打开egr阀352以准许受控量的排气去往压缩机出口,以实现合意的燃烧和排放控制性能。egr阀352可以被配置成连续可变阀或开/关阀。在其他实施方案中,发动机系统可以另外或替代地包括低压egr(lp-egr)流动路径,其中从涡轮316的下游抽吸排气并且将排气再循环到位于压缩机314的上游的发动机进气岐管。

一个或多个传感器可以联接到egr通道380以便提供关于egr的组成和条件的细节。举例来说,可以提供用于确定egr的温度的温度传感器368,可以提供用于确定egr的压力的压力传感器369,可以提供用于确定egr的湿度或水分的湿度传感器(未示出),并且可以提供用于估计egr的空燃比的空燃比传感器(未示出)。替代地,可以通过联接到压缩机入口的一个或多个温度传感器、压力传感器、湿度传感器和空燃比传感器来推断出egr条件。

多个传感器,包括排气温度传感器328(例如,233)、排气传感器326(例如,237)和排气压力传感器329,可以联接到主排气道304。排气传感器可以是线性氧传感器或uego(通用或大范围排气氧气)、二态氧传感器或ego、hego(经过加热的ego)、nox、hc或co传感器。催化剂监测传感器(cms)398(例如,298)在一些示例中可以在排放控制装置(例如,370)的下游联接到主排气道304。cms398还可以称为催化剂后氧传感器。

类似于上文在图2处论述的,排气传感器326可以包括加热型排气氧(hego)传感器。hego传感器326可以还包括处于控制器的控制下的hego加热元件326a(例如,237a),并且所述hego加热元件可以用于加热hego传感器以便将hego传感器的温度升高至期望的操作温度。hego传感器326可以包括被配置成指示hego传感器的温度的温度感测元件(未示出)。

cms398可以包括另一加热型排气氧传感器,并且可以还包括cms加热元件398a(例如,298a)。cms加热元件298a可以处于控制器的控制下,并且所述cms加热元件可以用于加热cms398以便将cms的温度升高至其期望的操作温度。cms398可以包括被配置成指示cms398的温度的温度感测元件(未示出)。

如将在下文详细论述,可能存在hego加热元件326a和/或cms加热元件398a中的一者或多者可能变劣化的情形。在此类情形中,可能需要使用替代性方法来主动地升高hego传感器326和/或cms398的温度。将在下文关于图6来详细论述此类方法。

发动机系统308可以还包括如上文所论述的控制系统214。控制系统214示出为从多个传感器216(在本文描述所述多个传感器的各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器281(在本文描述所述多个致动器的各种示例)。作为一个示例,传感器216可以包括定位在涡轮316的上游的排气传感器326、cms398、map传感器324、排气温度传感器328、排气压力传感器329、压缩机入口温度传感器358、压缩机入口压力传感器356、环境湿度传感器357、iat传感器351、发动机冷却剂温度传感器等。其他传感器,例如额外的压力传感器、温度传感器、空气/燃料比率传感器和成分传感器,可以联接到发动机系统308中的各个位置。

致动器281可以包括(例如)电动增压器旁通阀361、节气门320、电动增压器致动器355b、egr阀352、废气门致动器392、hego加热元件326a、cms加热元件398a和燃料喷射器366。控制系统214可以包括控制器212。控制器212可以从各种传感器接收输入数据,处理所述输入数据,并且响应于经过处理的输入数据基于在其中编程的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发各种致动器。

此外,类似于发动机系统208,发动机系统308可以是具有可用于一个或多个车辆车轮130的多个转矩源的混合动力车辆。举例来说,车辆系统308可以包括电机341(例如,241),还称为马达或马达/发电机。曲轴374(例如,274)可以在接合一个或多个离合器346(例如,246)时经由变速器343(例如,243)将发动机310(例如,110)和电机联接到车轮130。电机341(例如,241或120)可以从如上文所论述的牵引电池347(例如,247或150)接收电力。曲轴374可以包括曲轴传感器349(例如,249)。

此外,发动机系统308可以经由滤罐冲洗阀(cpv)394(例如,261)而联接到蒸发式排放系统(在图3处未示出,但参见图2的251)。虽然在图3处未说明蒸发式排放系统和燃料系统的细节,但可以理解,此类系统的部件与在上文在图2处描绘的部件相同。

图4描绘可以在图1中描绘的发动机110中包括的燃烧室或气缸的示例性实施方案。气缸(即,燃烧室)430(例如,230、330)可以包括燃烧室壁436以及定位在其中的活塞438。活塞438可以包括一个或多个活塞环468。所述一个或多个活塞环468可以用于(例如)密封气缸430、辅助活塞热传递以及调节油耗。活塞438可以联接到曲轴474(例如,274、374),使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴474可以经由传动系统而联接到客运车辆的至少一个驱动轮。此外,起动机马达或电机(例如,120)可以经由飞轮而联接到曲轴474,以实现发动机110的起动操作,且/或使发动机以未加注燃料的模式进行旋转。

气缸430可以经由进气道444(例如,242、342)接收进气,所述进气道可以是联接到气缸430的多个进气道中的一者。进气道444可以与发动机110的除了气缸430之外的其他气缸连通。在一些实施方案中,所述进气道中的一者或多者可以包括增压装置,例如涡轮增压器或机械增压器。排气道448(例如,235、304)可以从气缸430以及发动机110的其他气缸接收排气。

发动机110的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。举例来说,气缸430示出为包括位于气缸430的上部区处的至少一个进气提升阀456(例如,253、353)和至少一个排气提升阀450(例如,254、354)。在一些实施方案中,发动机110的每个气缸,包括气缸430,可以包括位于所述气缸的上部区处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

进气门456可以由控制器经由致动器452来控制。类似地,排气门450可以由控制器经由致动器454来控制。在一些条件期间,控制器可以改变提供给致动器452和454的信号,从而控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门456和排气门450的位置可以分别由相应的位置传感器499a和499b确定。气门致动器可以是电动气门致动类型或凸轮致动类型,或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时,或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时(tivct)或固定凸轮正时的可能性中的任一者。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮(例如,致动器452和/或454)并且可以利用凸轮廓线变换(cps)系统、可变凸轮正时(vct)系统、可变气门正时(vvt)系统和/或可变气门升程(vvl)系统中的一者或多者,控制器可以操作所述系统来改变气门操作。举例来说,气缸430可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括cps和/或vct的凸轮致动控制的排气门。在其他实施方案中,可以通过共同的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制进气门和排气门。

在图4处出于说明的目的而示出的是tivct的示例。具体来说,说明进气凸轮轴481和排气凸轮轴482。可以理解,此类配置可以实现独立地将进气凸轮轴481和排气凸轮轴482两者的正时提前或延迟的能力。此类能力可以允许尤其在较低发动机转速(发动机rpm)下的提高的动力和扭矩,以及改善的燃料经济性和减少的排放。此类能力可以进一步实现对进气门和排气门位置的精确控制,这在一些示例中可以包括在进气门和排气门两者至少部分打开的情况下定位特定气缸。

在示例中,处于控制器的控制下的第一油压控制的致动器483可以调节进气凸轮轴481的旋转,并且第二油压控制的致动器484可以调节第二凸轮轴482的旋转。以此方式,所述第一油压控制的致动器和所述第二油压控制的致动器可以基于工况来控制凸轮轴以将发动机正时提前或延迟。举例来说,控制器可以利用曲轴位置传感器497(例如,249、349)和位置传感器499a和499b来确定发动机正时。

虽然本文在图4处描绘的示例将凸轮轴的致动器(例如,483和484)说明为受到油压控制,但可能存在其中可以采用凸轮扭矩致动(cta)而不是油压驱动的凸轮定相的一些示例,所述凸轮扭矩致动可以利用气门机构中的现有的扭转能量来使凸轮轴旋转,如在本领域中通常理解的那样。

此外,可以理解,在其中车辆包括tivct的示例中,egr阀(例如,152)和egr通道380可以不包括在车辆系统中,因为延迟排气凸轮正时可以实现与使排气再循环类似的结果。

此外,虽然图4描绘tivct发动机的示例,如上文所论述,但在其他示例中,所述发动机可以包括可变排量发动机(vde)。

气缸430可以具有压缩比,所述压缩比是当活塞438处于下止点(bdc)时与处于上止点(tdc)时之间气缸内的容积的比率。可以理解,如本文论述,bdc可以包括活塞438的位置最接近曲轴474,而tdc可以包括活塞438的位置处于离曲轴474最远的位置。此外,可以理解,如本文论述,可以将tdc理解为与bdc相距180°。常规上,所述压缩比在9:1到10:1的范围内。然而,在其中使用不同燃料的一些示例中,可以增加所述压缩比。例如,当使用较高辛烷值燃料或具有较高的气化潜焓的燃料时可能会出现这种情况。如果使用直接喷射,那么由于直接喷射对发动机爆震的影响,也可能会增加压缩比。

在一些实施方案中,发动机110的每个气缸可以包括用于起始燃烧的火花塞(未示出)。点火系统(未示出)可以在选定的操作模式下响应于来自控制器的火花提前信号而经由火花塞(未示出)向气缸430提供点火火花。然而,在一些实施方案中,例如在发动机110可以通过自动点火或者通过喷射燃料(这可能是一些柴油发动机的情况)而起始燃烧的情况下,可以省略火花塞。在其他实施方案中,激光点火装置492,在本文还简称为激光器492,可以包括在发动机110中并且可以被配置成点燃燃料和氧化剂的混合物,这类似于经由火花塞提供的功能。

在一些实施方案中,发动机110的每个气缸可以配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例,气缸430可以包括两个燃料喷射器(例如,进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器)。燃料喷射器466(例如,266、366)示出为直接联接到气缸430,以便与经由电子驱动器从控制器接收到的信号的脉冲宽度成比例地在所述气缸中直接喷射燃料。以此方式,燃料喷射器466提供被认为是将燃料直接喷射(在下文称为“di”)到气缸430中的燃料喷射器。虽然图4将喷射器466示出为侧喷射器,但所述喷射器还可以位于活塞的顶部,例如在火花塞(未示出)或激光点火装置492的位置附近。当使用醇基燃料操作发动机时,由于一些醇基燃料的较低的挥发性,此类位置可以提高混合和燃烧。替代地,喷射器可以定位在进气门头顶和附近以提高混合。可以从包括燃料箱、燃料泵、燃料轨等的高压燃料系统将燃料输送到燃料喷射器466。替代地,可以由单级燃料泵在较低压力下输送燃料,在那种情况下,直接燃料喷射的正时可能在压缩冲程期间比在使用高压燃料系统的情况下更受限。

可以在气缸的单个循环期间将燃料输送到气缸。如本文论述,单个发动机循环包括排气冲程、进气冲程、压缩冲程和做功冲程。可以进一步理解,当活塞在排气冲程和进气冲程之间处于tdc的阈值内(例如,5°内)时,进气门和排气门可以至少部分打开。可以在进气冲程期间输送直接喷射的燃料,并且在先前的排气冲程期间部分输送直接喷射的燃料。此外,可以输送所述直接喷射的燃料作为单次喷射或多次喷射。这些可以包括在压缩冲程期间的多次喷射、在进气冲程期间的多次喷射,或在压缩冲程期间的一些直接喷射与进气冲程期间的一些直接喷射的组合。当执行多次直接喷射时,在进气冲程(直接)喷射与压缩冲程(直接)喷射之间的总的被引导的喷射的燃料的相对分配可以称为第二喷射比率。举例来说,在进气冲程期间喷射用于燃烧事件的更大量的直接喷射的燃料可以是进气冲程直接喷射的较高的第二比率的示例,而在压缩冲程期间喷射用于燃烧事件的更大量的所述燃料可以是进气冲程直接喷射的较低的第二比率的示例。应注意,这些仅仅是不同喷射比率的示例,并且可以使用各种其他喷射比率。

曲轴箱强制通风(pcv)系统可以联接到发动机进气口,使得可以按照受控的方式从曲轴箱462排放所述曲轴箱中的气体。发动机110可以包括曲轴箱通风管458和pcv管线460,以便将气体排放出曲轴箱462并且排放到进气岐管中。在一些示例中,pcv管线460可以包括pcv气门464,所述pcv气门可以是电子控制气门(例如,动力系统控制模块(pcm)控制阀),其中控制器可以命令用于将气门的位置从打开位置(或者高流量位置)改变为关闭位置(或者低流量位置)或反之亦然或其间的任何位置的信号。

如上文描述,图4仅示出多气缸发动机的一个气缸。因此,每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞、激光点火装置、活塞环等。

图5a和图5b示出可以用于颠倒电动马达(例如,120)的转动定向的示例性电路500。可以使用此类电路使发动机(例如,110)在正向(例如,与在发动机操作以燃烧空气和燃料时相同的方向)方向或反向方向上转动,且/或可以使用此类电路使电动压缩机(例如,355)在正向方向(例如,其中将压缩空气运送到发动机和排气系统)或反向方向上转动。因此,电路500示意性地描绘可以用于在第一(正向)方向上以及替代地在第二(反向)方向上运行马达510(例如,120和/或241、341)的h桥电路。电路500包括第一(lo)侧520和第二(hi)侧530。侧520包括晶体管521和522,而侧530包括晶体管531和532。电路500还包括电源540。

在图5a中,激活(激励)晶体管521和532,同时断开晶体管522和531。在此配置中,马达510的左边引线551连接到电源540,并且马达510的右边引线552接地。以此方式,马达510可以在正向(或者默认)方向上运行。当经由马达在正向方向上操作发动机时,所述发动机可以处于最初燃烧开始的转动起动模式。另外和/或替代地,当经由马达在正向方向上操作发动机时,所述发动机(和马达或另一马达)可以处于用于驱动车辆的驱动模式。可以理解,在一些示例中,可以使发动机在正向(例如,默认)方向上在未加注燃料且不燃烧的情况下转动,而在其他示例中,可以使发动机在反向方向上在未加注燃料且不燃烧的情况下转动。类似地,在一些示例中,可以使电动压缩机在正向方向上转动或旋转,而在其他示例中,可以使发动机在反向方向上转动。

在图5b中,激活(激励)晶体管522和531,同时断开晶体管521和532。在此配置中,马达510的右边引线552连接到电源540,并且马达510的左边引线551接地。以此方式,马达510可以在反向方向上运行。

上文关于图1至图5b所描述的系统可以实现一种用于混合动力车辆的系统,所述系统包括控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令。此类指令在执行时可以致使控制器在加热型排气氧传感器的加热元件已劣化的情况下在发动机的起动事件的条件下启动电热源并且将来自电热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器。此类动作可以用于将加热型排气氧传感器的温度增加至其期望的操作温度,其中将来自热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器包括依据具有已劣化的加热元件的加热型排气氧传感器以及所述电热源的位置经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转。

在此类系统的一个示例中,所述电热源还包括联接到定位在发动机的排气系统中的排放控制装置的加热器,或被配置成向发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置。

此类系统可以还包括定位在所述发动机的进气口中的进气节气门,以及定位在发动机的排气系统中的排气调谐阀。在此示例中,控制器可以存储用于以下操作的其他指令:控制节气门和/或排气调谐阀中的一者或多者的位置,使得将来自电热源的热扣押在加热型排气氧传感器的附近,同时避免发动机中的不合意的压力积累。加热型排气氧传感器的附近可以包括在加热型排气氧传感器附近(例如,阈值距离内)的区域或空间,其中来自电热源的热可以容易在阈值时间量内升高加热型排气氧传感器的温度。所述阈值时间量可以与特定发动机起动事件相关。举例来说,所述阈值时间量可以包括传感器达到其期望的操作温度的期望的时间量,使得发动机燃料加注控制可以进入闭环控制。

在此类系统的一些示例中,所述系统可以还包括定位在发动机的进气口中的电动增压器。在此示例中,所述控制器可以存储用于以下操作的其他指令:选择利用经由马达在正向方向或反向方向上旋转的电动增压器而不是发动机以将来自热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器。现在转向图6,示出用于依据当前车辆工况来主动地升高hego的温度的示例性方法600的高级流程图。更具体来说,可以使用方法600来主动地升高定位在排放控制装置(例如,270、370)的上游的hego(例如,237、326)的温度,或者所述hego可以包括定位在所述排放控制装置的下游的cms(或者催化剂后氧传感器)(例如,298、398)。主动地升高hego或cms的温度可以响应于hego加热元件(例如,237a、326a)或cms加热元件(例如,298a、398a)已劣化或另外未如期望进行运作的指示。将参考在本文描述并且在图1至图5b中示出的系统来描述方法600,但将了解,可以在不脱离本公开的范围的情况下将类似方法应用于其他系统。用于实行方法600和本文包括的方法的其余部分的指令可以由控制器(例如,图2至图3的控制器212)基于存储在非暂时性存储器中的指令并且结合从发动机系统的传感器接收到的信号来执行,所述传感器例如为在图1至图4中描述的温度传感器、压力传感器和其他传感器。控制器可以根据本文描述的方法而采用致动器,例如马达/发电机(例如,120)、节气门(例如,262、320)、vde致动器(例如,276、277、376、377)、电动增压器(例如,355)、egr阀(例如,352)、废气门致动器(例如,392)、激光点火装置(例如,492)等。

方法600开始于605,并且可以包括评估当前车辆工况。可以估计、测量和/或推断工况,并且所述工况可以包括:一个或多个车辆条件,例如车辆速度、电池荷电状态等;各种发动机条件,例如发动机状态(开或关)、发动机负荷、发动机温度、发动机转速、扭矩需求、排气空燃比等;各种燃料系统条件,例如燃料水平、燃料类型、燃料温度等;各种蒸发式排放系统条件,例如燃料蒸气滤罐负荷、燃料箱压力等;以及各种环境条件,例如环境温度、湿度、气压等。

前进到610,方法600可以包括指示是否满足用于主动地加热加热型排气氧传感器的条件,其中所述加热型排气氧传感器可以包括定位在排放控制装置的上游的hego,或定位在排放控制装置的下游的cms。作为一个示例,在610处满足条件可以包括定位在排放控制装置的上游的被配置成加热hego的hego加热元件(例如,237a、326a)已劣化或另外未如期望或预期进行运作的指示。在另一示例中,在610处满足条件可以包括定位在排放控制装置的下游的被配置成加热cms的cms加热元件(例如,298a、398a)已劣化或另外未如期望或预期进行运作的指示。在610处满足条件在一些示例中可以另外包括冷起动事件(例如,在长期车辆湿机(例如,大于六小时)之后起动发动机的请求)的指示,其中hego加热元件或cms加热元件未如期望进行运作。在另一示例中,在610处满足条件可以包括车辆处于s/s事件的过程中的指示,其中定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度或定位在排放控制装置的下游的cms的温度下降到阈值温度以下,同时发动机不在燃烧空气和燃料。在610处满足条件可以还包括激光点火装置(例如,492)如期望进行运作的指示。在610处满足条件在一些示例中可以包括vde致动器如期望进行运作的指示。在610处满足条件在一些示例中可以包括egr阀、废气门、节气门、电动增压器旁通阀等如期望进行运作的指示。在610处满足条件在一些示例中可以包括被配置成加热排放控制装置的电加热器(例如,256a、327a)如期望进行运作的指示。在610处满足条件在一些示例中可以包括电动增压器如期望进行运作的指示。在610处满足条件在一些示例中可以包括被配置成使发动机和/或电动增压器旋转的电动马达如期望进行运作的指示。

如果在610处指示不满足用于主动地加热定位在排放控制装置的上游的hego传感器或主动地加热定位在排放控制装置的下游的cms的条件,那么方法600可以前进到615。在615处,方法600可以包括维持当前车辆操作参数。举例来说,可以维持发动机、电动马达、各种气门、电动增压器等的当前操作状态。方法600随后可以结束。

返回到610,响应于指示满足用于主动地加热定位在排放控制装置的上游的hego传感器或定位在排放控制装置的下游的cms的条件,方法600可以前进到620。在620处,方法600可以包括选择用于主动地加热定位在排放控制装置的上游的hego传感器或定位在排放控制装置的下游的cms的方法。可以经由控制器作出此类选择,并且所述选择可以基于若干相关的当前车辆操作参数。

作为第一示例,响应于在当发动机不在燃烧时定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度下降到阈值温度或期望的操作温度以下以及指示被配置成加热hego传感器的加热元件已劣化的情况下的s/s事件的指示,可以选择以下方法。具体来说,可以启动被配置成加热排放控制装置的加热器(例如,256、327),并且可以经由马达(例如,120)使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转,以将热从排放控制装置引导到定位在排放控制装置的上游的hego传感器。在此示例中,可以命令节气门(例如,262)到达至少部分打开位置,以减轻发动机进气口中由于使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转而产生的压力。然而,可以不命令完全打开节气门,使得可以将热扣押在hego传感器附近。例如,在车辆发动机系统未配备有(例如)电动增压器的情况下,或者在电池荷电状态大于预定电池荷电状态(其中使发动机在未加注燃料的情况下旋转可能不会不利地影响可能依赖于电池电力的下游应用)的情况下,可以使用此类方法。可以在排放控制装置在hego传感器下降到其期望的操作温度以下时高于其期望的操作温度的情形下执行上文关于第一示例而论述的方法,或者可以在排放控制装置特已经下降到其期望的操作温度以下的示例中以类似的方式使用所述方法。

因此,作为第二示例,响应于在当发动机不在燃烧时定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度下降到阈值温度或期望的操作温度以下以及指示被配置成加热hego传感器的加热元件已劣化的情况下的s/s事件的指示,可以选择以下方法。具体来说,可以启动被配置成加热排放控制装置的加热器(例如,256、327),并且不是使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转,而是可以使电动增压器(例如,355)反向地旋转,以将热从排放控制装置引导到定位在排放控制装置的上游的hego传感器。在此示例中,egr阀(例如,352)和废气门(例如,391)可以各自被命令完全打开,并且可以命令至少部分打开节气门,或在另一示例中,可以命令完全打开节气门。在此示例中,可以命令或维持电动增压器旁通阀关闭。此外,在此示例中,如果发动机包括vde发动机,那么可以命令密封发动机气缸,使得在受限的发动机周围引导流体流。此类动作可以减少用于将被加热的空气从排放控制装置抽吸到定位在排放控制装置的上游的hego传感器的电池的量。可以在(例如)发动机包括电动增压器的车辆中使用此类方法,且/或可以响应于电池荷电状态小于上文在第一示例中论述的预定电池荷电状态而使用此类方法。换句话说,此类方法可以利用比使发动机的大质量在未加注燃料的情况下反向地旋转的方法更少的电池电力,并且因此在电池电力是有限的条件下利用此类方法可以是合意的。

作为利用电动增压器的第二示例的变化,不密封发动机并且在发动机周围运送流体流,在另一示例中,发动机可以定位成使得一个或多个发动机气缸配置有至少部分打开的进气门和排气门。在此示例中,还可以命令完全打开废气门,但可以命令或维持egr阀关闭(仍然可以命令至少部分或完全打开节气门,并且可以命令或维持电动增压器旁通阀关闭)。此类示例可以包括其中发动机包括tivct发动机的示例,如关于图4所论述。举例来说,可以使发动机在未加注燃料的情况下短暂地转动,直到发动机定位成使得至少一个气缸具有打开的进气门和排气门两者。以此方式,可以产生穿过发动机的流体流的路径。可以理解,在一些示例中,发动机可以不包括tivct发动机,并且通过使发动机在未加注燃料的情况下旋转,可以控制进气门和排气门以至少部分打开。可以在排放控制装置在hego传感器下降到其期望的操作温度以下时高于其期望的操作温度的情形下执行上文关于第二示例而论述的方法,或者可以在排放控制装置特已经下降到其期望的操作温度以下的示例中以类似的方式使用所述方法。

作为第三示例,响应于在当发动机不在燃烧时定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度下降到阈值温度或期望的操作温度以下以及指示被配置成加热hego传感器的加热元件已劣化的情况下的s/s事件的指示,可以选择以下方法。具体来说,在发动机包括激光点火装置(例如,492)以用于起始发动机气缸中的燃烧的情况下,可以在不向启动其激光器的气缸提供燃料加注的情况下启动一个或多个激光点火装置。可以基于气缸的进气门和排气门都关闭来选择其激光器被启动的所述气缸,而在其他示例中,可以在vde发动机的情况下主动地密封其激光器被启动的期望的气缸,或者可以首先使发动机旋转(在一些示例中,结合tivct控制)到一个或多个气缸被密封的位置。通过密封经由激光点火装置提供其激光器能量的气缸,依据激光器启动而产生的热可以存储在发动机气缸中。更具体来说,激光器能量可以集中在选定气缸的活塞,这可以由于激光束撞击金属活塞而产生热。

在此第三示例中,可以在密封对应的气缸的情况下使激光器启动预定时间周期,并且随后可以将具有所捕集的热的发动机气缸开封。在一个示例中,将具有所捕集的热的气缸开封可以包括经由马达(例如,120)使发动机在未加注燃料的情况下在正向或默认的方向上旋转,以将所捕集的热引导到定位在排放控制装置的上游的hego传感器,以便将hego传感器温度升高至其期望的操作温度。在此示例中,可以命令激光器关闭,或者可以保持激光器开启,或者保持激光器启动。此外,在此示例中,可以命令至少部分打开节气门,并且在发动机包括电动增压器旁通阀的情况下,可以命令或维持电动增压器旁通阀打开。此外,可以命令打开(例如,完全打开)废气门,并且可以命令关闭egr阀(例如,完全关闭)。

在关于第三示例的另一示例性变化中,不使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转,可以将具有所捕集的热的发动机气缸开封,使得具有所捕集的热的气缸可以配置有定位成至少部分打开的进气门和排气门,并且可以启动电动增压器以在正向方向上旋转,这可以将压缩空气引导到发动机,这因此可以迫使被加热的空气到达定位在排放控制装置的上游的hego传感器。可以(例如)基于具有激光点火装置的发动机系统来选择第三示例,并且在一个示例中可以在排放控制装置在s/s事件期间在发动机不在燃烧空气和燃料时尚未下降到其期望的操作温度以下的情况下选择所述第三示例。更具体来说,经由激光点火装置的启动而产生的热可以用于加热hego传感器,并且可以另外用于使排放控制装置的温度维持在其期望的操作温度处的温度或其期望的操作温度以上的温度。

替代地,在另一示例中,可以在排放控制装置的温度在s/s事件期间下降到其期望的操作温度以下的条件下利用所述第三方法。在此示例中,激光器产生的热可以用于将排放控制装置的温度升高至其期望的操作温度处的温度或其期望的操作温度以上的温度。在排放控制装置下降到其期望的操作温度以下的另一示例中,可以使用利用激光点火装置来加热定位在排放控制装置的上游的hego传感器的策略,并且另外,可以另外启动与所述排放控制装置相关联的电加热器以将所述排放控制装置的温度升高至其期望的操作温度或其期望的操作温度以上。可以理解,对于在正向方向上启动电动增压器以将所捕集的热从发动机气缸运送到定位在排放控制装置的上游的hego的第三示例,可以命令/维持egr阀关闭,可以命令/维持电动增压器旁通阀关闭,可以命令/维持电动增压器旁通阀关闭,并且可以命令节气门到达至少部分打开(或者在一些示例中完全打开)配置。

在其中在车辆控制器的控制下将所捕集的缸内的热从发动机引导向配备有排气调谐阀(例如,299、399)的车辆的排气系统的第三示例的以上描述中的任一者中,可以命令此类排气调谐阀到达至少部分关闭的位置,使得可以将用于升高hego传感器的温度的热扣押在hego传感器附近。在一个示例中,可以命令排气调谐阀彻底或完全关闭预定的或所确定的时间周期,所述时间周期随由于将热从气缸运送到排气系统而在排气系统中积累的压力而变。举例来说,如果排气系统中的压力被维持在预定压力以下,那么可以仅维持排气调谐阀关闭,可以依据将缸内的热运送到排气系统的时间来推断出所述压力或者可以测量所述压力。

在一些示例中,可以在冷起动事件下执行所述第三示例,其中指示被配置成加热hego传感器的加热元件已劣化,并且其中加热元件和传感器定位在排放控制装置的上游或下游。更具体来说,在冷起动事件下,可以密封发动机的一个或多个气缸,随后可以启动一个或多个激光点火装置以产生缸内热。随后可以经由将发动机气缸开封并且使发动机在正向方向上旋转或者经由将产生缸内热的气缸开封来将气缸中的被加热的气体传递到定位在排放控制装置的上游或下游的hego传感器,并且随后经由使定位在发动机进气口中的电动增压器在正向方向上旋转而将被加热的气体从所述气缸传递到定位在排放控制装置的上游或下游的hego传感器。在利用电动增压器的此情况下,为了有效地将缸内热传递到传感器,此类方法可以包括将联接到接收了激光点火能量的任何气缸的进气门和排气门定位成至少部分打开配置。在一个示例中,至少部分打开配置可以包括以下位置:电动增压器可以将流体流有效地传递穿过接收了激光点火能量的发动机气缸,以将被加热的气体运送到传感器。此外,在传感器定位在排放控制装置的上游或下游的任一情况下,在冷起动事件时,在一些示例中可以另外启动被配置成升高排放控制装置的温度的加热器。

作为第四示例,响应于在定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度处于阈值温度或期望的操作温度以下以及指示被配置成加热hego传感器的加热元件已劣化的情况下的冷起动事件的指示,可以选择以下方法。具体来说,当处于冷起动时,可能需要将排放控制装置的温度快速地升高至其期望的操作温度(例如,起燃温度),可以启动联接到排放控制装置的电加热器(例如,256、327)。为了将定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度升高至其期望的操作温度,可以经由马达使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转,以从排放控制装置将热的至少一部分抽吸到hego传感器。在此示例中,可以对发动机反向地旋转的速度以及提供给排放控制装置的热量进行控制,以便将hego传感器的温度升高至其期望的操作温度,同时还将排放控制装置的温度升高至其期望的操作温度。在此示例中,可以命令至少部分打开节气门,并且可以命令完全打开废气门(在包括时)。可以维持egr阀(在包括时)关闭,并且可以命令完全打开电动增压器旁通阀(在包括时)。此类示例可以包括车辆不包括电动增压器的情形,并且可以包括不提供激光点火装置来起始发动机气缸中的燃烧的情形。此类示例可以另外或替代地包括电池荷电状态大于预定电池荷电状态(其中使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转可能不会不利地影响可能依赖于电池电力的下游应用)的指示。

在所述第四示例的变化中,不使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转,在发动机系统包括电动增压器的情况下,可以反向地启动电动增压器以从排放控制装置(经由联接到排放控制装置的电加热器进行加热)将热抽吸到定位在排放控制装置的上游的hego传感器。更具体来说,在此示例中,可以命令至少部分或完全打开节气门,可以命令或维持电动增压器旁通阀关闭,并且可以命令密封发动机气缸(例如,对于可变排量发动机),同时命令完全打开egr阀和废气门。替代地,不密封发动机气缸,可以对发动机进行控制,以将至少一个发动机气缸定位成使得其进气门和排气门至少部分打开,从而产生让流体流穿过发动机的路径。在此示例中,可以命令或维持egr阀关闭,但可以命令完全打开废气门。可以命令或维持电动增压器旁通阀关闭,并且可以命令至少部分打开或在一些示例中完全打开节气门。

在第四示例的另一变化中,可以利用联接到排放控制装置的电加热器来升高排放控制装置的温度,但不是使发动机反向地旋转或反向地操作电动增压器以从排放控制装置将热抽吸到定位在排放控制装置的上游的hego传感器,而是可以使用激光点火装置来产生缸内热,如上文所论述,并且随后可以将此类热运送到hego传感器以将其温度升高至其期望的操作温度。类似于上文描述的内容,可以对一个或多个气缸进行控制以进行密封,于是可以启动联接到一个或多个气缸的激光点火装置,从而导致在选定的一个或多个气缸中产生热。在以此方式产生预定时间的热之后,可以使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转以将所捕集的缸内热引导到定位在排放控制装置的上游的hego传感器,或者可以命令将特定气缸开封(例如,对于可变排量发动机)或以其他方式进行控制(例如,经由在未加注燃料的情况下的发动机旋转),使得至少部分打开选定气缸的进气门和排气门,并且可以在正向方向上启动电动增压器以将所捕集的缸内热引导到定位在排放控制装置的上游的hego传感器。在利用激光点火装置的此类示例中,可以理解,可以命令或维持egr阀关闭(在包括时),可以命令或维持废气门(在包括时)打开,可以命令或维持电动旁通阀关闭,并且可以命令至少部分打开或在一些示例中完全打开节气门。

此外,还可以理解,来自激光点火装置的热在用于升高定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度时可以另外向排放控制装置添加热。因此,此类动作可以是有益的,因为可以需要经由联接到排放控制装置的电加热器提供较少的总的热,因为可以经由所捕集的缸内热来提供用于升高排放控制装置的温度的一些热。在一些示例中,可以依据能量存储装置的当前荷电状态来选择关于第四示例的不同变化。举例来说,控制器可以依据荷电状态是高于预定阈值还是低于预定阈值来选择利用所述第四示例的哪个变化。

如上文关于图2至图3所论述,在一些示例中,可能存在定位在排放控制装置的下游的cms(例如,298、398)或催化剂后氧传感器。此类cms可以具有加热元件(例如,256a、398a),并且此类加热元件在一些情形下可能够变劣化,类似于联接到定位在排放控制装置的上游的hego传感器的加热元件。因此,在第五示例中,响应于在cms的温度下降到其阈值温度或期望的操作温度以下以及指示联接到cms的加热元件已劣化的情况下的s/s事件的指示,或者响应于在指示联接到cms的加热元件已劣化的情况下的冷起动事件,可以选择以下方法。具体来说,可以启动被配置成加热排放控制装置的加热器,并且可以使发动机在未加注燃料的情况下在正向或默认的方向上旋转,以从排放控制装置将热的至少一部分引导到cms传感器,以将其温度升高至其期望的操作温度。在此示例中,可以命令至少部分打开节气门,并且可以命令至少部分打开电动增压器旁通阀(在包括时)。此外,可以命令或维持egr阀(在包括时)关闭,并且可以命令完全打开废气门(在包括时)。对于配备有排气调谐阀(例如,299、399)的车辆,可以对排气调谐阀的位置进行控制,以将热有效地扣押在cms附近,同时还避免排气系统中的所得的不合意的压力积累,如上文所论述。

在第五示例的变化中,不使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转,而是可以命令在正向方向上开启电动增压器。在此示例中,可以密封发动机气缸,可以命令完全打开egr阀,并且可以命令完全打开废气门。可以对排气调谐阀进行控制以将热扣押在cms附近,如所论述。此外,可以命令至少部分打开节气门,并且可以命令或维持电动增压器旁通阀关闭。

在第五示例的其他变化中,可以另外或替代地利用激光点火装置来产生热以将cms的温度升高至其期望的操作温度。可以使用与上文在第三示例处描述的方法类似的方法,其中可以在密封气缸的情况下启动激光点火装置,以便产生所捕集的缸内热。随后,可以使发动机在正向方向上旋转以将热运送到cms传感器,或者可以利用电动增压器以将热运送到cms传感器,如上文所论述。在一些示例中可以使用激光点火装置来作为经由联接到排放控制装置的加热器来加热排放控制装置的补充。举例来说,可以经由来自激光点火装置的热来取代被从排放控制装置运送到cms传感器的热,使得cms和排放控制装置各自尽可能快地达到它们的相应的期望的操作温度。

因此,上文描述的示例表示可以经由控制器依据当前车辆工况以及哪个传感器(例如,位于排放控制装置的上游的hego传感器,或定位在排放控制装置的下游的cms)不能够由其自身的内部加热元件加热而选择的方法。一旦选定,方法600便可以前进到625。在625处,方法600可以包括将特定传感器(例如,位于排放控制装置的上游的hego传感器,或定位在排放控制装置的下游的cms)的温度主动地升高至其期望的操作温度,如上文关于所述第一示例到所述第五示例详细论述。因此,前进到630,一旦起始所述选定的方法,方法600可以包括指示特定传感器的温度是否已经达到其预定的阈值温度或期望的操作温度。如果否,那么方法600可以返回到方法600的步骤625,其中可以监测特定传感器的温度并且其中可以继续所述选定的方法,以使用已劣化的加热元件来将特定传感器的温度升高至其期望的操作温度。

在630处,响应于指示特定传感器已经达到其期望的操作温度或预定的阈值温度,方法600可以前进到635。在635处,方法600可以包括停止主动地升高被请求/选择主动加热的特定传感器的温度。更具体来说,依据选择了什么方法,发动机、电动增压器、各种阀(例如,电动增压器旁通阀、废气门、egr阀、节气门、排气调谐阀等)以及激光点火装置可以全部返回到它们在执行用于主动地升高被选择进行加热的特定传感器的温度的方法之前的相应状态。

前进到640,方法600可以包括更新车辆操作参数。举例来说,更新车辆操作参数可以包括更新排气氧传感器(例如,定位在排放控制装置的上游的hego传感器和/或定位在排放控制装置的下游的cms)和排放控制装置的当前温度。更新车辆操作参数可以还包括更新车载能量存储装置的荷电状态,以反映由于执行主动加热操作而导致的当前荷电状态。方法600因此可以结束。虽然将方法600描绘为在步骤640之后结束,但可以理解,可以在s/s事件或冷起动事件期间继续监测定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度和定位在排放控制装置的下游的cms的温度,使得如果也包括已劣化的加热元件的传感器的温度再次下降到其期望的操作温度以下,那么可以再次执行方法600,直到起动发动机为止。

因此,图6的方法实现一种方法,所述方法包括通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放:提供替代性热源,并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。

作为一个示例,发动机的起动事件可以包括冷起动事件。作为另一示例,发动机的起动事件可以包括在当发动机不燃烧空气和燃料时传感器的温度已经减小至其期望的操作温度以下的情况下的起动/停止事件。

在此类方法中,减少不期望的排放可以包括与加热型排气氧传感器在起动事件时保持在其期望的操作温度以下的条件相比减少起动事件时的不期望的排放。

在此类方法中,将来自所述来源的热主动地运送到所述传感器包括以下操作中的一者:使发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转,或使定位在发动机的进气口中的电动增压器在正向或反向方向上旋转。在此示例中,可以基于传感器相对于定位在车辆的发动机的排气系统中的排放控制装置以及替代性热源的位置来选择用于使发动机旋转和用于使电动增压器旋转的正向方向或反向方向。换句话说,可以经由控制器基于传感器的位置以及提供什么热源来确定使发动机或电动增压器在正向方向上还是在反向方向上旋转。更具体来说,在传感器定位在排放控制装置的上游并且替代性热源包括被配置成加热排放控制装置的加热器的条件下,可以使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转,或者可以使电动增压器反向地旋转。在另一示例中,在传感器定位在排放控制装置的上游并且替代性热源包括被配置成向发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置的条件下,可以使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转或者可以使电动增压器在正向方向上旋转。在另一示例中,在传感器定位在排放控制装置的下游并且被配置成加热排放控制装置的加热器和/或一个或多个激光点火装置中的一者或两者包括替代性热源的条件下,可以使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转或者可以使电动增压器在正向方向上旋转。

在此类方法的一个示例中,将来自所述来源的热主动地运送到传感器可以包括选择是否使发动机在正向或反向方向上旋转,这与是否在正向或反向方向上使用电动增压器形成对比。此类选择可以至少基于向被配置成使发动机和电动增压器在正向或反向方向上旋转的马达供应动力的车载能量存储装置的荷电状态。

此类方法可以还包括控制进气节气门和/或排气调谐阀的位置,以便将来自所述来源的热主动地运送到传感器以将所述传感器的温度升高至其期望的操作温度。

方法的另一示例包括,在发动机的起动事件时,响应于检测到氧传感器的已劣化的加热元件,操作没有燃烧的发动机的激光点火源并且使电驱动的进气压缩机转动以将被加热的气缸气体运输到传感器。

在此类方法中,加热元件可以被配置成升高传感器的温度,并且加热元件和传感器两者可以定位在定位于发动机的排气系统中的排放控制装置的上游或下游。

在此类方法中,所述方法可以还包括在操作激光点火源(或者一个以上激光点火源)时密封发动机的一个或多个气缸,其中所述一个或多个气缸从激光点火源接收激光点火能量。此类方法可以还包括将所述一个或多个气缸开封以经由使电驱动的进气压缩机转动来将被加热的气缸气体运输到传感器。举例来说,将所述一个或多个气缸开封以经由使电驱动的进气压缩机转动来将被加热的气缸气体运输到传感器可以还包括将所述一个或多个气缸定位成使得联接到所述一个或多个气缸的进气门和排气门两者都至少部分打开。

在此类方法中,所述方法可以还包括在密封气缸之后停止操作激光点火源,或者在将气缸开封之后维持操作激光点火源,以将气缸气体运输到传感器。

在此类方法中,所述方法可以还包括命令打开定位在废气门通道中的废气门,所述废气门被配置成将流体流运送到涡轮周围以将被加热的气缸气体运输到传感器。

在此类方法中,所述方法可以还包括命令关闭定位在发动机的排气再循环通道中的排气再循环阀,以将被加热的气缸气体运输到传感器。

在此类方法中,所述方法可以还包括控制进气节气门和/或排气调谐阀的位置以将被加热的气缸气体运输到传感器。

现在转向图7,示出用于在hego传感器(例如,237、326)的温度下降到其期望的操作温度以下并且联接到所述hego传感器的加热元件(例如,237a、326a)已劣化或另外未如期望进行运作的的情况下在s/s事件时主动地升高定位在排气催化剂(例如,270、370)的上游的hego传感器的温度的示例性时间线700。换句话说,示例性时间线700对应于上文关于图6描述的第一示例。时间线700包括:曲线图705,其指示是满足用于主动地加热hego传感器的条件(是)还是不满足所述条件(否);以及曲线图710,其指示发动机随时间的状态。发动机可以关闭(不旋转),或者可以在正向或反向方向上旋转。时间线700还包括:曲线图715,其指示对发动机的燃料喷射状态;曲线图720,其指示节气门的位置(例如,完全打开、完全关闭,或其间的某处);以及曲线图725,其指示电加热的催化剂(排放控制装置)加热器随时间的状态。加热器或加热元件可以随时间开启或关闭。时间线700还包括曲线图730,其指示排放控制装置或催化剂随时间的温度。时间线700还包括曲线图735,其指示定位在排放控制装置或排气催化剂的上游的hego传感器随时间的温度。

在时间t0处,发动机在正向方向上旋转(曲线图710),并且向所述发动机提供燃料(曲线图715)。虽然未明确说明,但可以理解,还在时间t0处向发动机气缸提供火花或激光点火能量。节气门位置(曲线图720)随驾驶员需求而变。被配置成加热排放控制装置的加热元件是关闭的(曲线图725),排放控制装置的温度高于其期望的操作温度(例如,起燃温度)(曲线图730),这由虚线731表示,并且hego传感器的温度(曲线图735)高于其期望的操作温度,这由虚线736表示。

在时间t0和t1之间,驾驶员需求减小(曲线图720),并且在时间t1处,起始s/s事件。更具体来说,停用发动机(曲线图710)并且停止对发动机气缸的燃料喷射(曲线图715)。因此,在时间t1处,发动机不在燃烧空气和燃料。

在时间t1和t2之间,排放控制装置的温度(曲线图730)和hego传感器的温度(曲线图735)保持高于它们的相应的期望的操作温度。然而,在时间t2处,hego传感器的温度下降到其期望的操作温度以下。因此,在时间t2处,控制器确定是否满足用于主动地升高hego传感器的温度的条件,并且因此,在时间t2处指示满足此类条件。上文已经在图6处详细描述了此类条件,并且因此在这里将出于简明起见而不再重述。然而,可以理解,指示被配置成升高hego传感器的温度的加热元件已劣化或另外未如期望进行运作。因此,需要经由其他手段来主动地加热hego传感器。

因此,在时间t2处启动联接到排放控制装置的加热元件(曲线图725)。在时间t3处,使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转(曲线图710和715),并且命令节气门到达可以将热扣押在hego传感器附近但避免发动机系统中的不合意的压力积累的位置。

在时间t3和t4之间,在启动了用于加热排放控制装置的加热元件并且使发动机反向地旋转的情况下,hego传感器的温度升高(曲线图735)。可以理解,可以使发动机以预定rpm反向地旋转,以便将热从排放控制装置运送到hego传感器。

在时间t3和t4之间,hego传感器的温度升高至其期望的操作温度以上(曲线图735)。因此,在时间t4处,不再指示满足用于主动地升高hego的温度的条件(曲线图705)。因此,停止使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转(曲线图710),节气门返回到其在主动加热操作之前所处的默认位置(曲线图720),并且关闭用于加热排放控制装置的加热元件(曲线图725)。

在时间t4和t5之间,hego传感器的温度保持高于其期望的操作温度(曲线图735),排放控制装置的温度也如此(曲线图730)。因此,在时间t4和t5之间不采取其他动作。

在时间t5处,起始大于预定阈值的发动机扭矩请求,并且因此重新启动发动机以在提供燃料喷射的情况下在正向方向上旋转(曲线图710)。虽然未明确说明,但可以理解,发动机启动可以包括经由起动机马达进行旋转,已经出于简明起见而省略了所述起动机马达。

在时间t5和t6之间,节气门位置(曲线图720)依据驾驶员需求而改变,同时发动机操作以燃烧空气和燃料来推进车辆。

现在转向图8,示出用于在hego传感器(例如,237、326)的温度下降到其期望的操作温度以下并且联接到所述hego传感器的加热元件(例如,237a、326a)已劣化或另外未如期望进行运作的的情况下在s/s事件时主动地升高定位在排气催化剂(例如,270、370)的上游的hego传感器的温度的示例性时间线800。在示例性时间线800中,为了主动地升高hego传感器的温度而选择的方法包括使电动增压器反向地旋转。因此,示例性时间线800对应于上文关于图6描述的第二示例。可以理解,此类选择可以基于车载能量存储装置的当前充电状态,因为使电动增压器反向地旋转可能没有使发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转那么要求高或昂贵。时间线800包括:曲线图805,其指示是满足用于主动地加热hego传感器的条件(是)还是不满足所述条件(否);以及曲线图810,其指示发动机随时间的状态。发动机可以关闭(不旋转),或者可以在正向或反向方向上旋转。时间线800还包括:曲线图815,其指示对发动机的燃料喷射状态;曲线图820,其指示节气门的位置(例如,完全打开、完全关闭,或其间的某处);以及曲线图825,其指示电加热的催化剂(排放控制装置)加热器随时间的状态。时间线800还包括曲线图830,其指示排放控制装置或催化剂随时间的温度。时间线800还包括曲线图835,其指示定位在排放控制装置或排气催化剂的上游的hego传感器随时间的温度。时间线800还包括:曲线图840,其指示废气门状态(完全打开或完全关闭);曲线图845,其指示egr阀的状态(完全打开或完全关闭);以及曲线图850,其指示电动增压器随时间的状态(关闭或反向地开启)。

在时间t0处,发动机在正向方向上旋转(曲线图810),其中向所述发动机提供燃料喷射(曲线图815)。虽然未明确说明,但可以理解,还向发动机气缸提供火花或激光点火能量。换句话说,在时间t0处,发动机正在燃烧空气和燃料。依据驾驶员需求来控制节气门(曲线图820)。未在加热排放控制装置(曲线图825),因为发动机在操作中并且排放控制装置的温度(曲线图830)高于其期望的操作温度,这由线831表示。此外,定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度高于其期望的操作温度,这由线836表示。废气门关闭(曲线图840),egr阀关闭(曲线图845),并且电动增压器不在操作中(曲线图850)。尚未满足用于主动地加热hego的条件(曲线图805)。虽然未明确说明,但可以理解,指示用于加热hego传感器的加热元件(例如,237a、326a)已劣化或另外未如期望进行运作。

在时间t0和t1之间,驾驶员需求减小(曲线图820),并且在时间t1处,起始s/s事件。更具体来说,停用发动机(曲线图810),并且停止对发动机气缸的燃料喷射(曲线图815)。虽然未明确说明,但在时间t1处可以理解,还停止对发动机气缸的火花或激光点火能量。

在发动机在时间t1处停止燃烧空气和燃料的情况下,催化剂温度略微下降(曲线图830),并且定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度减小。在时间t2处,上游hego传感器的温度下降到其期望的操作温度以下,这由线836表示。因此,因为已经经由控制器确定联接到hego传感器的加热元件未如期望进行运作,所以指示满足用于主动地升高hego传感器的温度(曲线图805)的条件。在此示例性时间线中,虽然未明确说明,但可以理解,于在时间t2处满足条件的情况下,控制器选择用于主动地升高hego传感器的温度的方法,所述方法包括使用电动增压器而不是使发动机反向地旋转(或者使用激光点火装置)。可以(例如)基于车载能量存储装置的荷电状态的当前确定来选择此类方法。更具体来说,在预定荷电状态阈值以下的荷电状态可以使得经由电动增压器来执行hego传感器的温度的主动升高比使发动机反向地旋转更合意。在另一示例中,可以仅仅基于在发动机系统中是否包括电动增压器来作出此确定。此确定可以进一步基于(例如)发动机包括可变排量发动机。

于在时间t2处选择主动地升高hego传感器的温度的方法的情况下,启动联接到排放控制装置的加热器(曲线图825)。在时间t3处,命令打开废气门(曲线图840),命令打开egr阀(曲线图845),命令节气门到达至少部分打开位置(曲线图820),所述位置包括发动机进气口中的压力积累保持在不合意的水平以下但可以将合意的热量扣押在hego传感器附近的位置。此外,虽然未明确说明,但可以理解,在时间t3处,可以密封发动机气缸(例如,经由vde致动器命令关闭进气门和排气门)。然而,在其他示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,可以不密封发动机气缸。举例来说,因为发动机对空气流呈现出较大的阻力,所以可能经由egr通道优先将空气运送到所述发动机周围,即使未主动地密封发动机气缸也如此。此外,虽然未明确说明,但可以理解,在时间t3处,命令或维持电动增压器旁通阀(例如,361)关闭。

在时间t3处,在控制节气门到达其期望的位置、命令完全打开废气门和egr阀、密封发动机气缸并且命令完全关闭电动增压器旁通阀的情况下,反向地启动电动增压器。可以经由例如上文所论述的h桥来实现反向操作。举例来说,电动增压器反向地的旋转速度可以包括预定转速(rpm)。

于在时间t3和t4之间启动电动增压器的情况下,定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度升高并且变得大于期望的操作温度,这由线836表示。在时间t4处,当hego传感器温度已经达到/超过其期望的操作温度时,不再指示满足用于主动地加热hego传感器的条件(曲线图805)。因此,节气门(曲线图820)返回到其在执行主动hego加热诊断之前所处的位置,关闭联接到排放控制装置的加热(曲线图825),命令完全关闭废气门(曲线图840)和egr阀(曲线图845),并且停用电动增压器(曲线图850)。在时间t4和t5之间,hego传感器的温度以及排放控制装置或排气催化剂的温度保持高于它们的相应的期望的操作温度。因此,在时间t4和t5之间不采取其他动作。

在时间t5处,经由控制器指示/确定大于阈值扭矩需求的发动机扭矩需求请求。因此,启动发动机以在正向方向上旋转(曲线图810),并且向发动机气缸提供燃料喷射(曲线图815)。换句话说,在时间t5处启动发动机以燃烧空气和燃料。如上文所论述,此类动作可以包括起动机马达起初使发动机旋转,直到发动机可以自身经由燃烧空气和燃料进行旋转为止。然而,出于简明/清楚起见,在时间线800处不包括此类细节。此外,可以理解,在启动发动机并且向发动机气缸提供燃料喷射之后,可以另外向发动机气缸提供火花或激光点火能量。在发动机燃烧空气和燃料的情况下,在时间t5和t6之间,依据驾驶员需求来控制节气门(曲线图820)。

现在转向图9,示出用于在hego传感器(例如,237、326)的温度下降到其期望的操作温度以下并且联接到所述hego传感器的加热元件(例如,237a、326a)已劣化或另外未如期望进行运作的的情况下在s/s事件时主动地升高定位在排气催化剂(例如,270、370)的上游的hego传感器的温度的另一示例性时间线900。在示例性时间线900中,为了主动地升高hego传感器的温度而选择的方法包括使用激光点火装置来引发发动机气缸中的发热,其中随后可以将此类发热运送到hego传感器以将所述hego传感器的温度升高至其期望的操作温度或其期望的操作温度以上。因此,示例性时间线900对应于上文关于图6描述的第三示例。时间线900包括:曲线图905,其指示是否满足用于主动地加热hego传感器的条件;曲线图910,其指示发动机随时间的状态(关闭,或在正向或反向方向上旋转);曲线图915,其指示对发动机的燃料喷射随时间的状态;以及曲线图920,其指示随时间的节气门位置(完全打开或完全关闭,或其间的某处)。时间线900还包括曲线图925,其指示联接到排放控制装置或排气催化剂的加热元件随时间的状态(开启或关闭)。时间线900还包括:曲线图930,其指示排放控制装置随时间的温度;以及曲线图935,其指示定位在排放控制装置的上游的hego传感器随时间的温度。时间线900还包括:曲线图940,其指示废气门随时间的状态(完全打开或完全关闭);曲线图945,其指示egr阀随时间的状态(完全打开或完全关闭);曲线图950,其指示联接到发动机气缸的激光点火装置随时间的状态(开启或关闭);以及曲线图955,其指示发动机气缸随时间的状态(密封或开封)。如所论述,并且虽然未明确说明,但可以理解,对于时间线900,已知联接到hego传感器的加热元件已劣化。

在时间t0处,尚未指示满足用于主动地加热hego传感器的条件(曲线图905)。发动机在正向方向上旋转(曲线图910),向发动机气缸提供燃料喷射(曲线图915),并且向发动机气缸提供激光点火能量(曲线图950)。换句话说,发动机正在燃烧空气和燃料以便推进车辆。时间t0处的节气门位置(曲线图920)随驾驶员需求而变,排放控制装置温度(曲线图930)高于其阈值温度或期望的操作温度,这由线931表示,并且hego传感器(曲线图935)高于其阈值温度或期望的操作温度,这由线936表示。因此,联接到排放控制装置的加热器或加热元件是关闭的(曲线图925)。此外,废气门是关闭的(曲线图940),egr阀是关闭的(曲线图945),并且发动机气缸尚未被主动密封(曲线图950)。

在时间t0和t1之间,驾驶员需求减小(曲线图920),并且在时间t1处,起始s/s事件。因此,停用发动机(曲线图910),停止对发动机气缸的燃料喷射(曲线图915),并且停用激光点火装置(曲线图950)。在时间t1和t2之间,在发动机不燃烧的情况下,hego传感器的温度减小(曲线图935)。在时间t2处,hego传感器(曲线图935)的温度下降到阈值温度或期望的操作温度以下,这由线936表示。因此,当已经确定hego传感器加热元件已劣化时,指示满足用于主动地加热hego传感器的条件(曲线图905)。因此,在时间t2处,可以理解,可以经由控制器作出对用于主动地升高hego传感器的温度的方法的选择。在此示例中,基于在发动机系统中包括激光点火装置结合发动机包括可变排量发动机来作出此选择。因此,在时间t3处,例如经由控制器将信号发送到vde致动器从而致动联接到发动机气缸的进气门和排气门关闭来主动地密封发动机气缸(曲线图955)。虽然未明确说明,但可以理解,可以在时间t3处主动地密封任何数目的气缸。

无论在时间t3处主动地密封哪个气缸,在时间t4处向所述气缸提供激光点火能量(曲线图950)。此外,在时间t3处,控制节气门(曲线图920)以到达其期望的位置,命令完全打开废气门(曲线图940),并且维持/命令egr阀关闭(曲线图945)。在向被密封的气缸提供激光点火能量的情况下,在时间t4和t5之间,在所述被密封的气缸中产生热。所提供的点火能量的量以及提供所述点火能量的持续时间可以分别包括预定量和持续时间。可以按照脉冲的形式提供点火能量,其中脉冲速率可以包括预定脉冲速率。在一些示例中,可以包括缸内温度传感器以便将气缸中的温度升高至用于主动地加热hego传感器的期望温度。

在时间t5处,命令将气缸开封(曲线图955),并且发动机开始在未加注燃料的情况下(曲线图915)在正向方向上旋转(曲线图910)。此类发动机旋转将所捕集的缸内热运送到定位在排放控制装置的上游的hego传感器。在此示例性时间线中,继续在时间t5处提供激光点火能量,在其他示例中,可以响应于发动机在未加注燃料的情况下在正向上旋转而停止所提供的激光点火能量。此外,虽然未明确说明,但可以理解,在一些示例中,如上文所论述,不使发动机在未加注燃料的情况下旋转以将被加热的缸内气体传递到hego传感器,可以使电动增压器在正向方向上电旋转以提供压缩空气以便将被加热的缸内气体传递到hego传感器。在此示例中,可以理解,将气缸开封还可以指接收了激光点火能量的气缸被定位或控制,使得其进气门和排气门可以都至少部分打开。

在时间t5和t6之间,hego传感器的温度升高(曲线图935),并且在时间t6处,所述温度达到其期望的操作温度。在hego传感器已经达到其期望的操作温度的情况下,不再指示满足用于主动地加热hego传感器的条件(曲线图905)。因此,节气门(曲线图920)返回到其在主动地升高hego传感器温度之前所处的位置,命令关闭废气门(曲线图940),并且停用或关闭激光点火装置(曲线图950)。此外,使发动机停止在未加注燃料的情况下(曲线图915)在正向方向上旋转(曲线图910)。

在时间t6和t7之间,hego传感器的温度保持在其阈值/期望的操作温度以上,并且因此不采取其他动作。在时间t7处,驾驶员对发动机扭矩的需求超过预先确定的阈值需求,并且因此,启动发动机以在向发动机气缸提供燃料喷射(曲线图915)和激光点火能量(曲线图950)的情况下在正向方向上旋转(曲线图910)。如所论述,起动机马达起初可以用于使发动机的质量旋转,直到发动机可以在其来自燃烧的自身的动力下旋转为止,但出于简明起见而省略了此类细节。在时间t7和t8之间,当发动机推进车辆时,依据驾驶员需求来控制节气门。

现在转向图10,示出用于在联接到所述hego传感器的加热元件(例如,237a、326a)已劣化或另外未如期望或预期进行运作的的情况下在冷起动事件时主动地升高定位在排气催化剂(例如,270、370)的上游的hego传感器(例如,237、326)的温度的示例性时间线1000。在示例性时间线1000中,为了主动地升高hego传感器的温度而选择的方法包括使用激光点火装置来引发在发动机气缸中的发热,其中随后可以将此类发热运送到hego传感器以将所述hego传感器的温度升高至其期望的操作温度或其期望的操作温度以上。因此,时间线1000对应于上文关于图6描述的第四示例。时间线1000包括曲线图1001,其指示是否经由车辆控制器随时间指示/确定冷起动事件(是或否)。时间线1000还包括:曲线图1005,其指示是否指示满足用于主动地加热hego传感器的条件(是或否);曲线图1010,其指示随时间的发动机状态(关闭,或在正向或反向方向上旋转);曲线图1015,其指示随时间的对发动机气缸的燃料喷射状态(开启或关闭);曲线图1020,其指示进气节气门随时间的位置(完全打开、完全关闭,或其间的某处);以及曲线图1025,其指示联接到排放控制装置的加热元件随时间的状态(开启或关闭)。时间线1000还包括:曲线图1030,其指示排放控制装置随时间的温度;以及曲线图1035,其指示定位在排放控制装置或催化剂的上游的hego传感器随时间的温度。时间线1000还包括:曲线图1040,其指示废气门随时间的状态(完全打开或完全关闭);曲线图1045,其指示发动机气缸随时间的状态(密封或开封);以及曲线图1050,其指示被配置成向发动机气缸提供激光点火能量的激光点火装置随时间的状态(开启或关闭)。

在时间t0处,未指示冷起动事件(曲线图1001)。换句话说,未发生接通事件,并且不存在对发动机扭矩的请求。因此,未满足用于主动地加热hego传感器的条件(曲线图1005),发动机关闭(曲线图1010),关闭对发动机气缸的燃料喷射(曲线图1015),节气门处于切断默认位置(曲线图1020),联接到排放控制装置或催化剂的加热器或加热元件关闭(曲线图1025),催化剂温度较低(曲线图1030),hego传感器温度较低(曲线图1035),废气门关闭(曲线图1040),尚未主动地密封发动机气缸(曲线图1045),并且激光点火装置关闭(曲线图1050)。

在时间t0和t1之间,维持针对时间t0所描述的此类条件。在时间t1处,起始冷起动事件(曲线图1001)。因此,当指示hego传感器加热元件已劣化时,指示满足用于主动地升高hego传感器的温度的条件(曲线图1005)。在时间t1处,可以理解,控制器可以作出关于使用什么方法将hego传感器的温度升高至其期望的操作温度或其期望的操作温度以上的选择。在此示例性时间线1000中,可以理解,所选择的方法包括经由激光点火装置使用激光点火能量以在发动机气缸中产生热,其中随后将此热传递或运送到hego传感器以便增加其温度。可以响应于发动机系统包括激光点火装置并且发动机气缸能够被主动地密封(例如,可变排量发动机)的指示来选择此方法。然而,可以理解,可以不仅仅在可变排量发动机中实行此方法,因为可以控制发动机(例如,经由在未加注燃料的情况下的旋转)到达至少一个气缸可以具有关闭的进气门和排气门的位置。然而,在此示例性时间线中,发动机包括可变排量发动机。

因此,在时间t1处,在选择了此方法的情况下,经由(例如)控制器发送信号至vde致动器从而命令密封发动机气缸的进气门和排气门来命令密封发动机气缸(曲线图1045)。可以通过此方式密封任何数目的发动机气缸。在时间t2处,将激光点火装置致动开启(曲线图1050)。可以理解,仅将对应于被密封的那些气缸的所述激光点火装置致动开启。此外,在时间t2处,将联接到排放控制装置或排气催化剂的加热器或加热元件致动开启(曲线图1025)。

在时间t2和t3之间,在启动了被配置成加热排放控制装置的加热器的情况下,排放控制装置的温度升高(曲线图1030)。在时间t3处,将发动机气缸开封(曲线图1045),命令打开废气门(曲线图1040),控制节气门到达其期望的位置(曲线图1020),并且启动发动机以在未加注燃料的情况下(曲线图1015)在正向方向上(曲线图1010)旋转。在将发动机气缸开封并且发动机在正向方向上旋转的情况下,将所捕集的缸内热传递到hego传感器以增加其温度。

因此,在时间t3和t4之间,定位在排气催化剂的上游的hego传感器的温度(曲线图1035)升高,并且排气催化剂的温度也升高(曲线图1030)。可以理解,排气催化剂的温度的增加可以部分归因于联接到排放控制装置或排气催化剂的加热元件被启动,并且可以进一步部分归因于经由正向的在未加注燃料的情况下的发动机旋转而从气缸被运送到排气系统的热。

在时间t4处,排气催化剂的温度和hego传感器的温度达到它们的期望的操作温度,这分别由线1031和1036表示。因此,不再指示满足用于主动地加热hego传感器的条件(曲线图1005)。因此,节气门(曲线图1020)返回到其在执行所述诊断以升高hego传感器的温度之前所处的位置,停用联接到排放控制装置的加热器(曲线图1025),命令关闭废气门(曲线图1040),并且命令关闭激光点火装置(曲线图1050)。维持发动机在时间t4和t5之间在正向方向上旋转,并且在时间t5处,向发动机气缸提供燃料喷射和激光点火能量(曲线图1015和1050)。在向发动机气缸提供燃料喷射和激光点火能量的情况下,可以理解,发动机在时间t5处在燃烧空气和燃料。在时间t5和t6之间,依据驾驶员需求来控制节气门。

现在转向图11,示出用于在已经确定被配置成加热cms的加热元件(例如,298a、398a)已劣化或另外未如期望或预期进行运作的条件下主动地升高定位在排放控制装置的下游的hego传感器的温度的示例性时间线1100,所述hego传感器在本文称为cms(例如,298、398)。时间线1100描绘在由于发动机关闭而使cms的温度减小至其期望的操作温度或阈值温度以下的情况下在s/s事件期间执行cms的此类主动加热的示例。因此,时间线1110表示对应于上文关于图6论述的第五示例的时间线。时间线1100包括:曲线图1105,其指示是否满足用于主动地加热定位在排放控制装置的下游的hego传感器(cms)的条件(是或否);曲线图1110,其指示随时间的发动机状态(关闭,或在正向或反向方向上旋转);曲线图1115,其指示随时间的对发动机气缸的燃料喷射状态(开启或关闭);曲线图1120,其指示进气节气门随时间的位置(完全打开、完全关闭,或其间的某处);曲线图1125,其指示联接到排放控制装置的加热器或加热元件随时间的状态(开启或关闭);曲线图1130,其指示排放控制装置或排气催化剂随时间的温度;以及曲线图1135,其指示cms随时间的温度。

在时间t0处,未指示满足用于主动地加热cms的条件(曲线图1105)。发动机在正向方向上旋转(曲线图1110),并且向发动机气缸提供燃料喷射(曲线图1115)。虽然未明确说明,但可以理解,还在时间t0处向发动机气缸提供火花或激光点火能量。换句话说,在时间t0处,发动机正在燃烧空气和燃料以推进车辆。节气门位置(曲线图1120)随驾驶员需求而变,并且当发动机在操作中时,联接到排放控制装置(曲线图1125)的加热器关闭。此外,排放控制装置的温度(曲线图1130)高于其阈值温度或期望的操作温度,这由线1131表示,并且cms的温度(曲线图1135)高于其阈值温度或期望的操作温度,这这由线1136表示。

在时间t0和t1之间,驾驶员需求减小(曲线图1120),并且在时间t1处,起始s/s事件。因此,停用发动机(曲线图1110),停止对发动机的燃料喷射(曲线图1115),并且虽然未明确说明,但还在时间t1处停止火花或激光点火能量。

在时间t1和t2之间,在发动机不在燃烧空气和燃料的情况下,cms的温度减小,并且在时间t2处,cms的温度下降到其期望的操作温度以下,这由线1136表示。因此,指示满足用于主动地加热cms(曲线图1105)的条件,并且因此可以理解,控制器选择用于主动地升高cms的温度的方法。在此示例性时间线中,所选择的所述方法包括启动联接到排放控制装置的加热元件,紧接着使发动机在未加注燃料的情况下进行正向旋转。例如,如果指示发动机未配备有电动增压器,如果经由火花塞而不是激光点火装置向发动机气缸提供点火能量,如果车载能量存储装置的荷电状态大于预定阈值荷电状态等,那么可以选择此方法。

在选择了此方法的情况下,在时间t2处启动联接到排放控制装置的加热器(曲线图1125)。在时间t3处,控制节气门到达其期望的位置(曲线图1120),并且经由马达(曲线图1110)启动发动机以在未加注燃料(曲线图1115)的情况下在正向方向上旋转。在时间t3和t4之间,来自排放控制装置的热被运送到cms,因此,cms温度增加(曲线图1135)到阈值温度或期望的操作温度以上。因此,在时间t4处,当cms温度已经主动地升高至阈值温度以上时,不再指示满足用于主动地加热cms(曲线图1105)的条件。因此,在时间t4处,停止使发动机在未加注燃料的情况下(曲线图1110)旋转,命令节气门(曲线图1120)到达其在执行主动加热诊断之前所处的位置,并且停用联接到排放控制装置的加热器(曲线图1125)。在时间t4和t5之间,cms(曲线图1135)的温度保持在阈值温度以上,这由线1136表示,并且因此不采取其他动作。

在时间t5处,发动机扭矩需求大于阈值,并且因此启动发动机以在正向方向上旋转(曲线图1110),并且向发动机气缸提供燃料加注(曲线图1115)。虽然未明确说明,但可以理解,在时间t5处向发动机气缸提供火花或激光点火能量。换句话说,在时间t5处,起始发动机燃烧。如所论述,起动机马达起初可以用于使发动机质量旋转,然而,在这里出于简明起见而不指示此步骤。

在时间t5和t6之间,依据驾驶员需求来控制节气门。

在图7至图11处描绘的时间线示出关于图6的方法而描述的选定数目的示例。虽然未示出所有示例的每个变化,但可以理解,上文关于图6描述的任何变化可以用于主动地升高定位在排放控制装置的上游的hego传感器的温度或定位在排放控制装置的下游的hego传感器的温度,这取决于当前车辆/发动机工况,并且进一步取决于在特定车辆/发动机系统中包括的经历主动hego传感器加热诊断的元件部分的功能。

以此方式,在指示被配置成增加定位在排放控制装置的上游或下游的hego传感器的温度的加热元件已劣化的条件下,使用本文论述的系统和方法的主动加热可以使得能够在s/s事件或冷起动事件时将所述hego传感器加热到它们的期望的操作温度或它们的期望的操作温度以上。此类动作可以减少对大气的不期望的排放,可以增加定位在发动机排气系统中的排放控制装置的寿命,并且可以增加发动机寿命。

技术效果是认识到,在指示被配置成升高hego传感器温度的加热元件已劣化的情形下,可以在s/s事件或冷起动事件时利用替代性热源以将hego传感器温度增加到其期望的操作温度或其期望的操作温度以上。因此,另一技术效果是认识到,混合动力车辆可以具有用于经由使用在车上存储在(例如)车载能量存储装置上的能量以将从所述替代性热源产生的热运送到hego传感器的手段。因此,一个技术效果是认识到,可以将来自排放控制装置的热运送到hego传感器,而另一技术效果是认识到,可以使用经由激光点火装置而产生的所捕集的缸内热来升高hego传感器的温度。另一技术效果是因此认识到,可以使用各种方法以将热运送到hego传感器,包括在未加注燃料的情况下的发动机旋转,或定位在发动机进气口中的电动增压器的操作。另一技术效果是认识到,可能存在用于升高hego传感器的温度的特定方法比其他潜在的方法更合意的情形,并且因此此类方法选择可以基于当前车辆操作参数、发动机系统元件部分等。

本文参考图1至图5b描述的系统以及本文参考图6描述的方法可以实现一种或多种系统以及一种或多种方法。在一个示例中,一种方法包括通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放:提供替代性热源,并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。在所述方法的第一示例中,所述方法还包括其中发动机的起动事件包括冷起动事件。第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括其中发动机的起动事件包括在当发动机不燃烧空气和燃料时传感器的温度已经减小至其期望的操作温度以下的情况下的起动/停止事件。第三示例任选地包括所述第一示例到所述第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中减少不期望的排放包括与加热型排气氧传感器在起动事件时保持在其期望的操作温度以下的条件相比减少起动事件时的不期望的排放。第四示例任选地包括所述第一示例到所述第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中将来自所述来源的热主动地运送到传感器包括使发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转或使定位在所述发动机的进气口中的电动增压器在正向或反向方向上旋转中的一者,基于传感器相对于定位在车辆的发动机的排气系统中的排放控制装置和替代性热源的位置来选择使发动机旋转和使电动增压器旋转的正向或反向方向。第五示例任选地包括所述第一示例到第四示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括在传感器定位在排放控制装置的上游并且替代性热源包括被配置成加热排放控制装置的加热器的条件下使所述发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转或使电动增压器反向地旋转;在传感器定位在排放控制装置的上游并且替代性热源包括被配置成向发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置的条件下使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转或者使电动增压器在正向方向上旋转;以及在传感器定位在排放控制装置的下游并且被配置成加热排放控制装置的加热器和/或一个或多个激光点火装置中的一者或两者包括替代性热源的条件下使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转或者使电动增压器在正向方向上旋转。第六示例任选地包括所述第一示例到所述第五示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中将来自所述来源的热主动地运送到传感器包括与是否在正向或反向方向上使用电动增压器相比是否在正向或反向方向上使用发动机,所述选择是至少基于向被配置成使发动机和电动增压器在正向或反向方向上旋转的马达供应动力的车载能量存储装置的荷电状态。第七示例任选地包括所述第一示例到所述第六示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括控制进气节气门和/或排气调谐阀的位置,以便将来自所述来源的热主动地运送到传感器以将所述传感器的温度升高至其期望的操作温度。

方法的另一示例包括,在发动机的起动事件时,响应于检测到氧传感器的已劣化的加热元件,操作没有燃烧的发动机的激光点火源并且使电驱动的进气压缩机转动以将被加热的气缸气体运输到传感器。在所述方法的第一示例中,所述方法还包括其中加热元件被配置成升高传感器的温度,并且其中加热元件和传感器两者定位在定位于发动机的排气系统中的排放控制装置的上游或下游。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括在操作激光点火源时密封发动机的气缸,其中所述气缸从激光点火源接收激光点火能量;以及将所述气缸开封以经由使电驱动的进气压缩机转动而将被加热的气缸气体运输到传感器。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例到所述第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中将所述气缸开封还包括将所述气缸定位成使得联接到所述气缸的进气门和排气门两者都至少部分打开。所述方法的第四示例任选地包括所述第一示例到所述第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括在将气缸开封之后停止操作激光点火源,或者在将气缸开封之后维持操作激光点火源,以将气缸气体运输到传感器。所述方法的第五示例任选地包括所述第一示例到第四示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括命令打开定位在废气门通道中的废气门,所述废气门被配置成将流体流运送到涡轮周围以将被加热的气缸气体运输到传感器。所述方法的第六示例任选地包括所述第一示例到所述第五示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括命令关闭定位在发动机的排气再循环通道中的排气再循环阀,以将被加热的气缸气体运输到传感器。所述方法的第七示例任选地包括所述第一示例到所述第六示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括控制进气节气门和/或排气调谐阀的位置以将被加热的气缸气体运输到传感器。

一种用于混合动力车辆的系统包括控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令,所述计算机可读指令在执行时致使所述控制器:在加热型排气氧传感器的加热元件已劣化的情况下在发动机的起动事件的条件下启动电热源并且将来自所述电热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器,以将加热型排气氧传感器的温度增加至其期望的操作温度,其中将来自所述热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器包括依据具有已劣化的加热元件的加热型排气氧传感器以及所述电热源的位置而经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转。在所述系统的第一示例中,所述系统还包括其中所述电热源还包括联接到定位在发动机的排气系统中的排放控制装置的加热器,或被配置成向发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置。所述系统的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括进气节气门;排气调谐阀;并且其中控制器存储用于以下操作的其他指令:控制节气门和/或排气调谐阀中的一者或多者的位置,使得将来自电热源的热扣押在加热型排气氧传感器的附近,同时避免发动机中的不合意的压力积累。所述系统的第三示例任选地包括所述第一示例到所述第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括定位在所述发动机的进气口中的电动增压器;并且其中所述控制器存储用于以下操作的其他指令:选择利用经由马达在正向方向或反向方向上旋转的电动增压器而不是发动机以将来自热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器。

应注意,本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件的组合的控制系统执行。本文描述的特定例程可以表示任何数目的处理策略中的一者或多者,所述处理策略例如为事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,可以按照所说明的序列、并行地或者在一些情况下省略所说明的各种动作、操作和/或功能。同样地,不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施方案的特征和优势,而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以清晰地表示将要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中执行指令来实施所描述的动作。

将了解,本文公开的配置和例程在本质上是示例性的,并且不应在限制意义上看待这些特定实施方案,因为众多变化是可能的。举例来说,以上技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一”元件或“第一”元件或其等效物。应将此类权利要求理解为包括并入一个或多个此类元件,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。通过修正本权利要求书或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求书,无论与原始权利要求书相比在范围上更广、更窄、相等或不同,也都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明,一种方法包括:通过以下操作在加热型排气氧传感器的温度低于其期望的操作温度并且被配置成加热所述传感器的加热元件已劣化的条件下减少在推进车辆的发动机的起动事件时的不期望的排放:提供替代性热源,并且将来自所述源的热主动地运送到所述传感器以将所述传感器的所述温度升高至其期望的操作温度。

根据实施方案,发动机的起动事件包括冷起动事件。

根据实施方案,发动机的起动事件包括在当发动机不燃烧空气和燃料时传感器的温度已经减小至其期望的操作温度以下的情况下的起动/停止事件。

根据实施方案,减少不期望的排放的另一示例包括与加热型排气氧传感器在起动事件时保持在其期望的操作温度以下的条件相比减少起动事件时的不期望的排放。

根据实施方案,将来自所述来源的热主动地运送到传感器包括使发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转或使定位在所述发动机的进气口中的电动增压器在正向或反向方向上旋转中的一者,基于传感器相对于定位在车辆的发动机的排气系统中的排放控制装置和替代性热源的位置来选择使发动机旋转和使电动增压器旋转的正向或反向方向。

根据实施方案,本发明的特征还在于,在传感器定位在排放控制装置的上游并且替代性热源包括被配置成加热排放控制装置的加热器的条件下使所述发动机在未加注燃料的情况下反向地旋转或使电动增压器反向地旋转;在传感器定位在排放控制装置的上游并且替代性热源包括被配置成向发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置的条件下使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转或者使电动增压器在正向方向上旋转;以及在传感器定位在排放控制装置的下游并且被配置成加热排放控制装置的加热器和/或一个或多个激光点火装置中的一者或两者包括替代性热源的条件下使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上旋转或者使电动增压器在正向方向上旋转。

根据实施方案,将来自所述来源的热主动地运送到传感器包括与是否在正向或反向方向上使用电动增压器相比选择是否在正向或反向方向上使用发动机,所述选择是至少基于向被配置成使发动机和电动增压器在正向或反向方向上旋转的马达供应动力的车载能量存储装置的荷电状态。

根据实施方案,本发明的特征还在于,控制进气节气门和/或排气调谐阀的位置,以便将来自所述来源的热主动地运送到传感器以将所述传感器的温度升高至其期望的操作温度。

根据本发明,一种方法包括:在发动机的起动事件时,响应于检测到氧传感器的已劣化的加热元件,操作没有燃烧的发动机的激光点火源并且使电驱动的进气压缩机转动以将被加热的气缸气体运输到传感器。

根据实施方案,加热元件被配置成升高传感器的温度,并且其中加热元件和传感器两者可以定位在定位于发动机的排气系统中的排放控制装置的上游或下游。

根据实施方案,本发明的特征还在于,在操作激光点火源时密封发动机的气缸,其中所述气缸从激光点火源接收激光点火能量;以及将所述气缸开封以经由使电驱动的进气压缩机转动而将被加热的气缸气体运输到传感器。

根据实施方案,将所述气缸开封还包括将所述气缸定位成使得联接到所述气缸的进气门和排气门两者都至少部分打开。

根据实施方案,本发明的特征还在于,在密封气缸之后停止操作激光点火源,或者在将气缸开封之后维持操作激光点火源,以将气缸气体运输到传感器。

根据实施方案,本发明的特征还在于,命令打开定位在废气门通道中的废气门,所述废气门被配置成将流体流运送到涡轮周围以将被加热的气缸气体运输到传感器。

根据实施方案,本发明的特征还在于,命令关闭定位在发动机的排气再循环通道中的排气再循环阀,以将被加热的气缸气体运输到传感器。

根据实施方案,本发明的特征还在于,控制进气节气门和/或排气调谐阀的位置以将被加热的气缸气体运输到传感器。

根据本发明,提供一种用于混合动力车辆的系统,所述系统具有:控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令,所述计算机可读指令在执行时致使所述控制器:在加热型排气氧传感器的加热元件已劣化的情况下在发动机的起动事件的条件下启动电热源并且将来自电热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器,以将加热型排气氧传感器的温度增加至其期望的操作温度,其中将来自热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器包括依据具有已劣化的加热元件的加热型排气氧传感器以及所述电热源的位置经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在正向或反向方向上旋转。

根据实施方案,所述电热源还包括联接到定位在发动机的排气系统中的排放控制装置的加热器,或被配置成向发动机的一个或多个气缸提供激光点火能量的一个或多个激光点火装置。

根据实施方案,本发明的特征还在于:进气节气门;排气调谐阀;并且其中控制器存储用于以下操作的其他指令:控制节气门和/或排气调谐阀中的一者或多者的位置,使得将来自电热源的热扣押在加热型排气氧传感器的附近,同时避免发动机中的不合意的压力积累。

根据实施方案,本发明的特征还在于定位在所述发动机的进气口中的电动增压器;并且其中所述控制器存储用于以下操作的其他指令:选择利用经由马达在正向方向或反向方向上旋转的电动增压器而不是发动机以将来自热源的热主动地运送到加热型排气氧传感器。

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