專利名稱：用于使有可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的no的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛并且具有可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于吸收其排氣中的NOx(氮氧化物)的NOx吸收劑催化劑的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的一個(gè)方面尤其涉及采用可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述催化劑再生的控制方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)認(rèn)定氮氧化物是空氣中煙霧的主要成因。放在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的NOx吸收劑催化劑可以吸收流過它的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的大量氮氧化物，使其不會(huì)進(jìn)入環(huán)境大氣中。與主要是以化學(xué)計(jì)量配比用在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的那些催化劑相比，NOx吸收劑催化劑有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即，因?yàn)樗试S發(fā)動(dòng)機(jī)以相當(dāng)貧油的燃油—空氣混合物運(yùn)轉(zhuǎn)，這可使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比以化學(xué)計(jì)量配比或富油的油—?dú)饣旌衔镞\(yùn)轉(zhuǎn)更有效。
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的累積，NOx吸收劑催化劑吸收的NOx越來越多，最終必須進(jìn)行再生。一般地說，NOx吸收劑催化劑是在發(fā)動(dòng)機(jī)以相對(duì)貧油的油氣混合物運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的NOx。通過短時(shí)地使油氣混合物富油化，從而使已經(jīng)吸收的氮氧化物由于催化劑促進(jìn)的化學(xué)反應(yīng)過程變成氮?dú)夂退懦?，可使催化劑再生?br> 已知的用于使油氣混合物富油化而使NOx吸收劑催化劑再生的方法包括與發(fā)動(dòng)機(jī)的供油控制相關(guān)聯(lián)地采用進(jìn)氣節(jié)流和外部排氣再循環(huán)(EGR)。這個(gè)過程也可以用適當(dāng)?shù)呐艢鈧鞲衅鞯姆答亖砜刂啤?br>
發(fā)明內(nèi)容
可以相信，本發(fā)明能夠提供更有效的使NOx吸收劑催化劑再生的方法和/或使催化劑再生的能力，其做法基本上是在發(fā)動(dòng)機(jī)控制中增加適當(dāng)?shù)牟僮鞒绦蚨惶砑佑布?br> 在發(fā)動(dòng)機(jī)具有由微處理機(jī)化的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，氣缸閥門亦即進(jìn)氣和/或排氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)是可以改變的。本發(fā)明來源于這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)，就是，與恰當(dāng)?shù)娜加蛧娚涔芾硐嗯浜?，可以用可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使燃油—空氣比在貧油和富油之間變化，而不用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的外部節(jié)流。恰當(dāng)?shù)馗淖內(nèi)加汀諝獗瓤梢杂行У厥拱l(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的NOx吸收劑催化劑再生。
通過用可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改變進(jìn)氣閥的工作定時(shí)，可以控制被截留在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里并隨后被壓縮的充入空氣的量。與控制進(jìn)氣閥定時(shí)相配合地控制燃油噴射量油，就能控制燃油—空氣比，以及使噴油和氣閥定時(shí)都由微處理機(jī)化的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制，就能夠以快速而精確的方式有效地控制燃油—空氣比。
隨著在進(jìn)氣沖程中活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣閥典型地打開。在活塞到達(dá)下死點(diǎn)(BDC)而隨后開始?jí)嚎s沖程時(shí)，氣缸容積開始減小。如果此時(shí)進(jìn)氣閥仍然開著，某些充入的空氣將被迫通過進(jìn)氣閥回到進(jìn)氣系統(tǒng)中。所以，進(jìn)氣閥關(guān)閉的時(shí)刻決定著將留在氣缸里被壓縮的空氣量。針對(duì)被截留在氣缸里的空氣量設(shè)定將噴射的燃油量就可以建立油氣混合物的燃油—空氣比，這些油氣混合物將在活塞的向上壓縮沖程結(jié)束時(shí)在壓縮狀態(tài)下點(diǎn)火燃燒。在每一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，都有一個(gè)最省油的最佳進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)刻和燃油—空氣比。延遲進(jìn)氣閥的關(guān)閉可將氣缸里的空氣推回進(jìn)氣系統(tǒng)，提前進(jìn)氣閥的關(guān)閉將縮短進(jìn)氣沖程。所以，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)過程中，對(duì)于一個(gè)給定的燃油量，延遲進(jìn)氣閥的關(guān)閉和提前進(jìn)氣閥的關(guān)閉，都可以減少燃燒混合物中的空氣量，從而得到富油的混合物。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)有渦輪增壓器，再生過程應(yīng)該考慮它并且可以短時(shí)地改變增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其改變方式應(yīng)使所預(yù)期的再生能夠有效且高效地完成。
本發(fā)明的原理可以在發(fā)動(dòng)機(jī)控制中實(shí)現(xiàn)而作為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法的一部分。讀者將會(huì)看到，能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)控制方法相結(jié)合地使NOx吸收劑催化劑再生的這種發(fā)動(dòng)機(jī)和操作方法上的創(chuàng)造性是一個(gè)符合需要的目標(biāo)，因?yàn)樗墒乖偕^程對(duì)車輛的操作者是明明白白的，無需他們采取任何特殊措施。
通過用固態(tài)電路的微處理機(jī)化的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸閥門的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，本發(fā)明可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。微處理機(jī)能夠處理某些輸入數(shù)據(jù)并編制規(guī)定閥門的開啟和關(guān)閉時(shí)間的輸出數(shù)據(jù)，使開啟和關(guān)閉時(shí)間最適合于本發(fā)明的方法。數(shù)據(jù)輸出被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這些電信號(hào)經(jīng)由電路傳輸給可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，使其在對(duì)于完成再生最為恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻打開和關(guān)閉進(jìn)氣閥。
由于本發(fā)明的某些原理包括改變發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉時(shí)間，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須對(duì)每一氣缸的這種閥門有效。也可以對(duì)排氣閥有效。這樣一種機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子包括一個(gè)根據(jù)給它的電信號(hào)打開和關(guān)閉每一氣缸的對(duì)應(yīng)閥門的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。這種型式的發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)被稱為無凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
可以相信，本發(fā)明提供的再生方法是很有利的，因?yàn)樗軌蛟谟形⑻幚頇C(jī)化的控制系統(tǒng)和至少用于氣缸的進(jìn)氣閥的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)，只需給現(xiàn)有微處理機(jī)提供一個(gè)采用適當(dāng)?shù)乃惴ǖ牟僮鞒绦?，而無需增加任何硬件。在可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也用于控制氣缸的排氣閥的定時(shí)時(shí)，可將排氣閥與進(jìn)氣閥的定時(shí)相關(guān)聯(lián)地定時(shí)，以形成可作為這種再生方法中的一個(gè)因素的內(nèi)部排氣再循環(huán)(iEGR)。用于開始和結(jié)束再生過程的步驟這里也將揭示。
因此，本發(fā)明的一個(gè)根本方面是關(guān)于一種用于使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或稱柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)里的NOx吸收劑催化劑再生的新穎的方法，當(dāng)然這些發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該有用于改變至少氣缸進(jìn)氣閥的定時(shí)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的一個(gè)總的方面是關(guān)于使一種NOx吸收劑催化劑再生的方法，這種NOx吸收劑催化劑能吸收流過發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的排氣中的NOx，而這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)有用于改變控制著從進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的空氣量的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種方法包括，在發(fā)動(dòng)機(jī)以其自身的動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，操作可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變進(jìn)氣閥的工作定時(shí)，從而改變將在氣缸里燃燒的油氣混合物的燃油—空氣比，把油氣混合物從相對(duì)貧油的混合物變成比化學(xué)計(jì)量配比足夠富油的富油混合物，以便有效地進(jìn)行吸收劑催化劑的再生。
本發(fā)明的另一總的方面是關(guān)于一種能在其上實(shí)現(xiàn)上述控制方法的發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的再一個(gè)總的方面是關(guān)于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以其自身動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的NOx吸收劑催化劑再生的控制方法。這種控制方法使可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改變進(jìn)氣閥的工作定時(shí)，從而改變在氣缸里燃燒的油氣混合物的燃油—空氣比，把油氣混合物從相對(duì)貧油的混合物變成比化學(xué)計(jì)量配比足夠富油的富油混合物，以便有效地進(jìn)行吸收劑催化劑的再生。
從本發(fā)明的現(xiàn)可視為較佳的一個(gè)實(shí)施例的描述可以理解本發(fā)明的上述以及進(jìn)一步的各個(gè)方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，這個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明的現(xiàn)在看來為最佳的實(shí)現(xiàn)方式。本說明書包括附圖及其簡要說明、以及參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明。


圖1是按照本發(fā)明的原理的一個(gè)示例性壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的一般示意圖。
圖2是用于實(shí)施本發(fā)明的一種算法的示例性流程圖。
圖3是能說明本發(fā)明的某些原理的代表性的進(jìn)氣閥定時(shí)圖。
圖4是可用于實(shí)施本發(fā)明的另一種算法的示例性流程圖。
圖5是圖4的進(jìn)氣閥的代表性定時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示出可用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。這種車輛可以是有包括動(dòng)力鏈的底盤的運(yùn)貨卡車，在動(dòng)力鏈中發(fā)動(dòng)機(jī)10是燃油噴射式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過傳動(dòng)鏈連接于被驅(qū)動(dòng)的車輪以推動(dòng)車輛。
發(fā)動(dòng)機(jī)10包括一個(gè)有進(jìn)氣歧管14的進(jìn)氣系統(tǒng)12，填充空氣通過進(jìn)氣歧管進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣缸16。填充空氣從進(jìn)氣歧管14通過對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣閥18進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)氣缸16。各個(gè)燃油噴射器20在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的恰當(dāng)時(shí)刻把柴油噴射入各氣缸。發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括用于把發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里燃燒產(chǎn)生的排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排出去的排氣系統(tǒng)22。每一氣缸的排氣通過各自的排氣閥24進(jìn)入排氣系統(tǒng)22。
發(fā)動(dòng)機(jī)10包括一個(gè)可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)26，用它可以改變進(jìn)氣閥和排氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)被稱為無凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)，意思是，在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，是通過給各電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器28發(fā)去電信號(hào)來使正常關(guān)閉的每一個(gè)進(jìn)氣閥和排氣閥在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的一個(gè)所希望的時(shí)刻打開。電信號(hào)終止時(shí)對(duì)應(yīng)的氣閥關(guān)閉。
具有數(shù)字處理能力的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置30連接于發(fā)動(dòng)機(jī)10?？刂蒲b置30可以包括一個(gè)或幾個(gè)按照一種或幾種編程的算法處理來自各輸入數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)并編制操作程序的微處理機(jī)，操作程序又能生成用于執(zhí)行與發(fā)動(dòng)機(jī)10的工作相關(guān)聯(lián)的各個(gè)功能的某些數(shù)據(jù)。由控制裝置30處理的那些數(shù)據(jù)代表一些變量并且可以是來源于外部數(shù)據(jù)源(輸入變量)和/或可在控制裝置30內(nèi)部生成(本機(jī)變量)。其它數(shù)據(jù)可以編程并儲(chǔ)存在控制裝置30里?？刂蒲b置30利用輸入的和/或編程的數(shù)據(jù)編制用于操作進(jìn)氣閥和排氣閥驅(qū)動(dòng)器28和用于操作燃油噴射器20的數(shù)據(jù)。
排氣系統(tǒng)22還包括能吸收排氣流中的NOx的NOx吸收劑催化劑35，以限制排入周圍環(huán)境中的NOx的量。催化劑35需要定期再生。再生就是除去其吸收的NOx，而且這可以通過增大流過催化劑的一氧化碳(CO)的濃度來達(dá)到。再生過程可用駐留在控制裝置30里的操作程序來引發(fā)。
用在這里所述的示例性操作程序中的數(shù)據(jù)包括流過催化劑35之后的排氣中NOx的濃度。這一數(shù)據(jù)可從NOx傳感器31來獲得，在利用催化劑35時(shí)這一傳感器通常是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)元件。排氣溫度傳感器33為處理過程提供溫度數(shù)據(jù)。
發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它有在氣缸16里往復(fù)運(yùn)動(dòng)并通過連桿34連接于曲軸36的活塞32。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常是進(jìn)行720°的循環(huán)，這個(gè)循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、動(dòng)力和排氣等四個(gè)沖程，每個(gè)沖程持續(xù)180°。進(jìn)氣和動(dòng)力沖程是發(fā)生在活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，而壓縮和排氣沖程是發(fā)生在活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的每一循環(huán)中在噴射的燃油在氣缸16里燃燒時(shí)，燃燒的能量被轉(zhuǎn)變成曲軸的輸出轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來并驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置30包含執(zhí)行一種或幾種算法的軟件操作程序，其用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，包括通過可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)26控制進(jìn)氣閥18和排氣閥24的定時(shí)以及通過燃油噴射器20控制噴入氣缸16的油量。算法之一是用于按照本發(fā)明的原理使催化劑35再生的操作程序。這種算法的一個(gè)例子給出于圖2，圖中其用標(biāo)號(hào)50標(biāo)示。
在運(yùn)行算法50時(shí)，它產(chǎn)生執(zhí)行與發(fā)動(dòng)機(jī)10相關(guān)的某些功能的各個(gè)步驟。首先，算法50判斷催化劑35是否需要再生。同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)并行的評(píng)估。一個(gè)評(píng)估是估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的NOx產(chǎn)生速率(步驟52)，并從這一估計(jì)計(jì)算被催化劑35吸收的NOx的量(步驟54)。當(dāng)計(jì)算表明累積的吸收量已經(jīng)達(dá)到了預(yù)先規(guī)定的量時(shí)，就引發(fā)再生。然后步驟56執(zhí)行各項(xiàng)計(jì)算，這些計(jì)算可得出與再生過程有關(guān)的各參數(shù)的設(shè)定值，如圖2中所述。實(shí)際的再生過程可通過延遲進(jìn)氣閥的關(guān)閉(步驟58)引發(fā)，就像上述那樣。
第二個(gè)評(píng)估(步驟60和62)是通過處理來自NOx傳感器31的數(shù)據(jù)來進(jìn)行。由步驟62把來自步驟60的數(shù)據(jù)與預(yù)先規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，這些閾值限定著排氣中需要進(jìn)行催化劑再生的NOx濃度。如果測量的NOx濃度超過閾值，就通過延遲進(jìn)氣閥的關(guān)閉來引發(fā)再生(步驟58)。
圖3以曲線圖表示出延遲進(jìn)氣閥關(guān)閉的一個(gè)例子。曲線64表示在實(shí)行延遲關(guān)閉之前各氣缸的進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥18的與對(duì)應(yīng)的活塞32的進(jìn)氣和壓縮沖程相關(guān)的開啟程度。曲線66表示在實(shí)行延遲關(guān)閉之后進(jìn)氣閥的與進(jìn)氣和壓縮沖程相關(guān)的開啟程度。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)10有以排氣工作的渦輪增壓器用于提高進(jìn)氣系統(tǒng)12內(nèi)的壓力，那么在催化劑35被再生時(shí)算法50的步驟68可使增壓器處于其使進(jìn)氣系統(tǒng)12內(nèi)的壓力大致等于排氣系統(tǒng)22內(nèi)的壓力的工作狀態(tài)。假設(shè)這兩個(gè)壓力大致相等的理由是可在再生過程中起用內(nèi)部排氣再循環(huán)(iEGR)。
如2002.04.02提交的共同擁有的待審申請(qǐng)No.10/115,193中所說明和要求的那樣，內(nèi)部排氣再循環(huán)(iEGR)是由步驟70表示并且可在活塞32的進(jìn)氣沖程中完成。在活塞向下的進(jìn)氣沖程中打開各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣閥18之前，隨著前一個(gè)向上的排氣沖程即將結(jié)束，正在關(guān)閉的或者已全關(guān)或者至少部分地關(guān)閉了的排氣閥24被命令重新開啟并隨后重新關(guān)閉。這允許進(jìn)氣沖程開始把某些排氣從排氣系統(tǒng)22吸回氣缸16內(nèi)，形成了內(nèi)部排氣再循環(huán)(iEGR)。隨著重新開啟的排氣閥重新關(guān)閉，對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣閥開始打開。所以，讀者可以理解，在這種情況下，可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)26必須既能操作進(jìn)氣閥也能操作排氣閥。
還可以噴射補(bǔ)充的燃油(步驟72)以進(jìn)一步增大排氣中一氧化碳的濃度。在再生過程進(jìn)行的過程中，可以用傳感器33監(jiān)測排氣溫度。如果監(jiān)測到的溫度太高，可以向降低溫度的方向調(diào)整各參數(shù)使之不超過預(yù)先規(guī)定的限制值。
圖2的其余部分表示怎樣終止再生過程?？刂蒲b置30用一個(gè)計(jì)時(shí)器測計(jì)再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間(步驟74)。在計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)時(shí)，已經(jīng)流過催化劑的排氣中的NOx濃度被周期性地感受(步驟60)。在有下述情況較早出現(xiàn)時(shí)再生就終止a)再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間超過了預(yù)先規(guī)定的時(shí)間限制值，以及b)感受到的NOx濃度已降低到預(yù)先規(guī)定的閾值以下。再生終止后，操作程序進(jìn)入待用狀態(tài)，只是還周期性地處理來自NOx傳感器31的數(shù)據(jù)。當(dāng)步驟62的閾值被超過時(shí)，操作程序再一次投入工作并引發(fā)再生再一次進(jìn)行。
圖4和5表示出另一種算法50A，其與算法50類似，只是步驟58有所不同。步驟50A不是延遲進(jìn)氣閥的關(guān)閉，而是用步驟58A代替步驟58，向下死點(diǎn)(BDC)提前關(guān)閉進(jìn)氣閥。這樣的關(guān)閉雖仍可在活塞向上沖程中進(jìn)行，但是，關(guān)閉可以更提前在BDC處甚至其之前?？梢韵嘈牛瑢?duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的某些運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在產(chǎn)生更高的一氧化碳(CO)濃度和提供采用多種燃油噴射方法的可能性方面，算法50A比算法50更為行之有效。
從以上說明，讀者可以理解，可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)26的控制是本發(fā)明的方法的基礎(chǔ)。雖然也可以伴隨地和/或協(xié)同地執(zhí)行附加的控制功能，但是用這一根本的控制可以達(dá)到最有效的再生。在再生過程中限制排氣溫度。再生過程對(duì)車輛的操作者是明明白白的。
盡管已經(jīng)圖示和說明了本發(fā)明的現(xiàn)可視為較佳的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于下述權(quán)利要求的范圍所涵蓋的所有實(shí)施例和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于使放在有可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中用于吸收排氣中的NOx的NOx吸收劑催化劑再生的方法，這種可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用于改變控制著從進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的氣流的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)，這種方法包括在所述發(fā)動(dòng)機(jī)以其自身的動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，操作所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變進(jìn)氣閥的工作定時(shí)，從而改變將在所述氣缸里燃燒的油氣混合物的燃油—空氣比，將其從相對(duì)貧油的混合物變成比化學(xué)計(jì)量配比足夠富油的富油混合物，以便有效地進(jìn)行所述催化劑的再生。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述進(jìn)氣閥的工作定時(shí)的步驟包括在活塞在所述氣缸里的壓縮沖程過程中延遲所述進(jìn)氣閥的關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述進(jìn)氣閥的工作定時(shí)的步驟包括向下死點(diǎn)提前關(guān)閉所述進(jìn)氣閥。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括感受流過所述催化劑的排氣中的NOx的濃度的步驟和在感受到的NOx濃度超過預(yù)先規(guī)定的閾值時(shí)就引發(fā)所述再生過程的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括估計(jì)NOx的產(chǎn)生速率的步驟、根據(jù)估計(jì)值計(jì)算被所述催化劑吸收的NOx的量的步驟、以及在計(jì)算值超過預(yù)先規(guī)定的閾值時(shí)就引發(fā)所述再生過程的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也改變控制著從氣缸流向排氣系統(tǒng)的排氣流的排氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)，以及所述方法還包括在所述催化劑被再生的過程中操作所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述排氣閥的工作定時(shí)從而形成某一程度的在所述氣缸內(nèi)的內(nèi)部排氣循環(huán)的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括以排氣工作的用于提高進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力的渦輪增壓器，所述方法還包括在使所述催化劑再生的過程中使所述渦輪增壓器處于其使所述進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力大致等于所述排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力的工作狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，它還包括在再生過程中增加燃油噴射量從而增加流過所述催化劑的排氣中的一氧化碳(CO)的含量的步驟以及控制增加的燃油噴射量來把排氣的溫度限制于一個(gè)預(yù)先規(guī)定的限制值的步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，它包括在再生過程中隨后增加燃油噴射量從而增加流過所述催化劑的排氣中的一氧化碳(CO)含量的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，它包括控制增加的燃油噴射量來把排氣的溫度限制于一個(gè)預(yù)先規(guī)定的限制值的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，它包括測量再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間的步驟以及在已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間的測量值超過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間限制值時(shí)就終止再生的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，它包括在測量再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間的同時(shí)感受流過所述催化劑的排氣中的NOx的濃度的步驟、以及如果感受到的NOx濃度低于預(yù)先規(guī)定的閾值就在尚未到達(dá)所述預(yù)先規(guī)定的時(shí)間時(shí)終止再生的步驟。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它包括測量再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間的步驟、在測量再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間的同時(shí)感受流過所述催化劑的排氣中的NOx的濃度的步驟、以及在較早出現(xiàn)a)已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間超過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間限制值和b)感受到的NOx的濃度低于預(yù)先規(guī)定的閾值的情況時(shí)就終止再生的步驟。
14.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括燃燒在其內(nèi)發(fā)生的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括在所述多個(gè)氣缸里往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)活塞，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)把燃燒的能量轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)矩輸出；一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)，燃燒用的填充空氣從該進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入所述氣缸；用于控制所述各氣缸與所述進(jìn)氣系統(tǒng)的連通的各進(jìn)氣閥；一個(gè)排氣系統(tǒng)，燃燒產(chǎn)物被從所述各氣缸通過該排氣系統(tǒng)向外排出，該排氣系統(tǒng)中放有用于吸收從其中流過的排氣中的NOx的NOx吸收劑催化劑，以防止NOx排放入周圍環(huán)境中；用于控制所述各氣缸與所述排氣系統(tǒng)的連通的各排氣閥；一個(gè)用于改變至少所述各進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作、包括控制所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制裝置，該控制裝置包括一個(gè)用于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)以其自身的動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)使所述NOx吸收劑催化劑再生的操作程序，該操作程序可控制所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述進(jìn)氣閥的工作定時(shí)，從而改變在所述氣缸里燃燒的油氣混合物的燃油—空氣比，將其從相對(duì)貧油的混合物變成比化學(xué)計(jì)量配比足夠富油的富油混合物，從而有效地進(jìn)行所述催化劑的再生。
15.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序可在活塞在氣缸里的壓縮沖程中控制所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來延遲所述進(jìn)氣閥的關(guān)閉從而改變所述進(jìn)氣閥的工作定時(shí)。
16.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序可控制所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來向下死點(diǎn)提前關(guān)閉所述進(jìn)氣閥從而改變所述進(jìn)氣閥的工作定時(shí)。
17.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，它包括用于感受流過所述催化劑的排氣中的NOx的濃度的傳感器，并且，在感受到的NOx的濃度超過預(yù)先規(guī)定的閾值時(shí)所述操作程序就引發(fā)所述再生過程。
18.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序能估計(jì)NOx的產(chǎn)生速率，能從估計(jì)值計(jì)算被所述催化劑吸收的NOx的量，以及能在計(jì)算值超過預(yù)先規(guī)定的閾值時(shí)引發(fā)所述再生過程。
19.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也能改變控制著從氣缸流向所述排氣系統(tǒng)的排氣流的所述排氣閥的開啟和關(guān)閉定時(shí)，以及所述操作程序可操作所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述排氣閥的工作定時(shí)從而使所述催化劑再生的過程中形成某一程度的在所述氣缸內(nèi)的內(nèi)部排氣循環(huán)。
20.如權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括以排氣工作的用于提高進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力的渦輪增壓器，以及所述操作程序在使所述催化劑再生的過程中可使所述渦輪增壓器處于其使所述進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力大致等于所述排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力的工作狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序可在再生過程中隨后增加燃油噴射量來增加流過所述催化劑的排氣中的一氧化碳(CO)的含量以及控制增加的燃油噴射量來把排氣的溫度限制于預(yù)先規(guī)定的限制值。
22.如權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序在再生過程中可增加燃油噴射量從而增加流過所述催化劑的排氣中的一氧化碳(CO)的含量。
23.如權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序可控制增加的燃油噴射量來把排氣的溫度限制于預(yù)先規(guī)定的限制值。
24.如權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述操作程序可測量再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間并在已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間的測量值超過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間限制值時(shí)終止再生。
25.如權(quán)利要求24所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，它包括用于感受流過所述催化劑的排氣中的NOx的濃度的傳感器，并且，如果感受到的NOx的濃度低于預(yù)先規(guī)定的閾值，所述操作程序就在尚未達(dá)到所述預(yù)先規(guī)定的時(shí)間時(shí)終止再生。
26.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，它包括用于感受流過所述催化劑的排氣中的NOx的濃度的傳感器，并且，所述操作程序可測量再生已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間并且在較早出現(xiàn)了a)已經(jīng)進(jìn)行的時(shí)間超過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間限制值和b)感受到的NOx的濃度低于預(yù)先規(guī)定的閾值的情況時(shí)終止再生。
27.一種用于控制一內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以便在所述發(fā)動(dòng)機(jī)以其自身動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)使放在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)里的NOx吸收劑催化劑再生的控制方法，該控制方法可控制所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述進(jìn)氣閥的工作定時(shí)，從而改變在所述氣缸里燃燒的油氣混合物的燃油—空氣比，將其從相對(duì)貧油的混合物變成比化學(xué)計(jì)量配比足夠富油的富油混合物，以便有效地進(jìn)行所述催化劑的再生。
全文摘要
一種用于控制一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(26)來使放在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)里的NOx吸收劑催化劑(35)再生的控制方法。這種控制方法包括一個(gè)用于在發(fā)動(dòng)機(jī)以其自身動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)使所述催化劑再生的操作程序(50)，該操作程序可控制所述可變閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變所述進(jìn)氣閥(18)的工作定時(shí)，從而改變將在氣缸(16)里燃燒的油氣混合物的燃油—空氣比，將其從相對(duì)貧油的混合物變成比化學(xué)計(jì)量配比足夠富油的富油混合物，從而有效地進(jìn)行所述催化劑的再生。
文檔編號(hào)F02D41/00GK1671953SQ03817532
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
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