優(yōu)先再生稀NOx捕集器的方法
【專利說明】優(yōu)先再生稀NOx捕集器的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年11月5日提交的英國專利申請?zhí)?419682.8的優(yōu)先權(quán)，為了所有目的，其整個內(nèi)容被并入本文以供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于道路交通工具的發(fā)動機(jī)的稀NOx捕集器的優(yōu)先再生(pre-emptively regenerat1n)，并且具體涉及用于在道路交通工具的運轉(zhuǎn)期間改善從稀NOx捕集器(LNT)中清除(purge) NOx的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]LNT是用于稀燃發(fā)動機(jī)的排氣后處理裝置。LNT必須被周期性地清除以排放并轉(zhuǎn)換在發(fā)動機(jī)的稀燃運轉(zhuǎn)期間被存儲在LNT中的氮氧化物(NOx)。為了完成清除，發(fā)動機(jī)必須以富于化學(xué)計量比的空燃比運轉(zhuǎn)。由于富燃運轉(zhuǎn)，大量的一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)被產(chǎn)生以轉(zhuǎn)換存儲的NOx。通常，清除模式在估計的LNT負(fù)荷的基礎(chǔ)上被激活。S卩，當(dāng)存儲在LNT中的NOx的估計質(zhì)量超過預(yù)定閾值時，開始轉(zhuǎn)變到清除模式。富燃運轉(zhuǎn)將會繼續(xù)數(shù)秒，直至LNT排空存儲的NOx，因此清除模式被終止，并且恢復(fù)發(fā)動機(jī)的正常稀燃運轉(zhuǎn)。清除的結(jié)束通常通過位于LNT下游的氧傳感器(諸如HEGO傳感器或NOx傳感器)的讀數(shù)的轉(zhuǎn)變而被開始或基于LNT狀態(tài)的模型預(yù)測。由于發(fā)動機(jī)在清除運轉(zhuǎn)期間必須以富于化學(xué)計量比而運轉(zhuǎn)，因此相比于稀燃運轉(zhuǎn)的燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點，清除將會對燃料經(jīng)濟(jì)性有顯著的負(fù)面影響，并且因此希望優(yōu)化清除的正時，以便降低燃料經(jīng)濟(jì)性的損失。
[0005]眾所周知的是，當(dāng)交通工具正以特定方式(諸如在高負(fù)荷下)運轉(zhuǎn)時，因為燃料損耗隨后被降低，所以可以更有效地執(zhí)行LNT后處理裝置的再生。
[0006]進(jìn)一步已知的是，當(dāng)LNT充滿NOx時，存在LNT中NOx逃逸(slippage)的增加的風(fēng)險。LNT中NOx逃逸將會導(dǎo)致來自交通工具的增加排放，并且因此是不期望的。
[0007]例如在美國專利7，685，813中已經(jīng)提出了通過利用導(dǎo)航系統(tǒng)來預(yù)測交通工具的未來使用。導(dǎo)航系統(tǒng)(諸如GPS系統(tǒng))被用于預(yù)測未來路線，其中當(dāng)交通工具正經(jīng)過該路線時可以從該未來路線獲得交通工具的預(yù)期使用，所述預(yù)期使用能夠有助于決定何時存在可用于清除LNT的良好狀況。然而，使用導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)測來預(yù)測交通工具的未來使用或運轉(zhuǎn)不能用在所有情況中，因為不是所有交通工具都配備有這樣的導(dǎo)航設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明人已經(jīng)意識到，通過利用對交通工具的未來運轉(zhuǎn)的了解，當(dāng)交通工具的發(fā)動機(jī)被預(yù)期以適合于從LNT清除NOx的預(yù)先限定的方式運轉(zhuǎn)時，可以按計劃使LNT的再生發(fā)生。發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)一步意識到，通過利用交通工具的未來運轉(zhuǎn)的了解，可能用產(chǎn)生LNT中NOx逃逸的方式運轉(zhuǎn)交通工具之前清除LNT，進(jìn)而消除或顯著降低LNT中NOx逃逸的風(fēng)險是可能的。
[0009]本發(fā)明的目的是，提供了一種優(yōu)先使被布置為接收來自交通工具的稀燃發(fā)動機(jī)的排氣的稀NOx捕集器再生的方法，該方法實施起來有成本效益，并且降低NOx逃逸發(fā)生的風(fēng)險。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種優(yōu)先使被布置為接收來自交通工具的稀燃發(fā)動機(jī)的排氣的稀NOx捕集器再生的方法，該方法包含利用交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測來估計在當(dāng)前的行駛周期期間稀NOx捕集器中NOx逃逸的可能性，并且如果預(yù)期NOx逃逸發(fā)生在當(dāng)前的行駛周期，那么利用交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測來推測在預(yù)測逃逸發(fā)生之前是否存在用有利方式再生稀NOx捕集器的任何即將來臨的機(jī)會，并且如果這樣的有利機(jī)會存在，那么為下一個有利機(jī)會安排稀NOx捕集器的再生。
[0011]NOx逃逸是否可能發(fā)生的可能性可以基于被存儲在稀NOx捕集器中的NOx的當(dāng)前水平和至少一個發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)因素。
[0012]NOx逃逸是否可能發(fā)生的可能性可以基于至少兩個發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)因素。
[0013]—個發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)因素可以是預(yù)期的空燃比的下降。
[0014]一個發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)因素可以是預(yù)期的排氣溫度的增加。
[0015]—個發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)因素可以是到稀NOx捕集器的排氣質(zhì)量流量的預(yù)期顯著變化。
[0016]可以安排用有利的方式再生稀NOx捕集器發(fā)生在預(yù)測指示預(yù)期發(fā)動機(jī)將會以低空燃比運轉(zhuǎn)之時。
[0017]當(dāng)發(fā)動機(jī)上的負(fù)荷高時，可以預(yù)期發(fā)動機(jī)以低空燃比運轉(zhuǎn)。
[0018]當(dāng)發(fā)動機(jī)上的負(fù)荷高并且發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速低時，可以預(yù)期發(fā)動機(jī)以低空燃比運轉(zhuǎn)。
[0019]利用常用路線預(yù)測方法可以獲得交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測。
[0020]常用路線預(yù)測方法可以包含以下步驟:比較當(dāng)前的運轉(zhuǎn)模式與存儲的常用運轉(zhuǎn)型式，如果當(dāng)前的運轉(zhuǎn)模式符合存儲的常用運轉(zhuǎn)型式中的特定一個，那么將存儲的常用運轉(zhuǎn)型式中的所述特定一個用于預(yù)測在當(dāng)前行程期間交通工具的未來運轉(zhuǎn)。
[0021]常用路線預(yù)測方法可以進(jìn)一步包含，針對由用戶進(jìn)行的每個行程，監(jiān)測交通工具的運轉(zhuǎn)，存儲從監(jiān)測收集的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)建立常用的運轉(zhuǎn)模式。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了提供了一種交通工具，該交通工具具有稀燃發(fā)動機(jī)、被布置為接收來自發(fā)動機(jī)的排氣的稀NOx捕集器和控制稀NOx捕集器的再生的電子處理系統(tǒng)，其中電子處理系統(tǒng)可運轉(zhuǎn)為利用交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測來估計當(dāng)前行駛周期期間稀NOx捕集器中NOx逃逸的可能性，并且如果預(yù)期NOx逃逸發(fā)生在當(dāng)前的行駛周期中，那么利用交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測來推測在預(yù)測逃逸發(fā)生之前是否存在用有利方式使稀NOx捕集器再生的任何即將來臨的機(jī)會，并且如果這樣的有利機(jī)會存在，那么為接下來的有利機(jī)會安排稀NOx捕集器的再生。
[0023]電子處理系統(tǒng)可以進(jìn)一步可運轉(zhuǎn)以產(chǎn)生交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測。
[0024]交通工具的未來運轉(zhuǎn)的預(yù)測可以利用常用路線預(yù)測方法來獲得。
[0025]常用路線預(yù)測方法可以利用電子處理系統(tǒng)來執(zhí)行，并且可以包含以下步驟:比較當(dāng)前的運轉(zhuǎn)模式與存儲的常用運轉(zhuǎn)型式，如果當(dāng)前的運轉(zhuǎn)模式符合存儲的常用運轉(zhuǎn)模式中的特定一個，那么將存儲的常用運轉(zhuǎn)模式中的所述特定一個用于預(yù)測在當(dāng)前行程期間交通工具的未來運轉(zhuǎn)。
[0026]常用路線預(yù)測方法可以進(jìn)一步包含，針對由用戶進(jìn)行的每個行程監(jiān)測交通工具的運轉(zhuǎn)，存儲從監(jiān)測收集的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)建立常用的運轉(zhuǎn)模式。
【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在參照附圖通過示例來描述本發(fā)明，其中:
[0028]圖1是預(yù)測交通工具的未來使用的方法的高級流程圖；
[0029]圖2a和2b是被應(yīng)用到具有多個已知用戶的交通工具時預(yù)測交通工具的未來使用的方法的一種示例性使用的流程圖；
[0030]圖3是具有根據(jù)本發(fā)明的第二方面來預(yù)測交通工具的未來運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)的交通工具的方框圖；以及
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一方面優(yōu)先使稀NOx捕集器再生的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]具體參照圖1，其示出了用于預(yù)測交通工具(諸如在圖3中示出的交通工具I)的未來運轉(zhuǎn)的方法。
[0033]該方法在方框10中開始，然后前進(jìn)到方框15，在此針對由交通工具的用戶進(jìn)行的每個行程監(jiān)測交通工具的運轉(zhuǎn)。所監(jiān)測的各種參數(shù)是既可用于識別正在遵循的特定路線，又可用于確定在當(dāng)前行程中的較晚時刻何時可以進(jìn)行交通工具的運轉(zhuǎn)的優(yōu)化的那些參數(shù)。
[0034]本文中表示的行程是單個行駛周期。行駛周期能夠包含以接通事件(key-onenvent)開始并且以斷開事件(key-off envent)結(jié)束的期間或在接通事件之后交通工具沿向前方向移動時開始并且在斷開事件之前交通工具停止時結(jié)束的期間。
[0035]所監(jiān)測的參數(shù)能夠被分為:
[0036]交通工具參數(shù)，例如并且不限于，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、交通工具速度、發(fā)動機(jī)扭矩、齒輪比；以及
[0037]用戶輸入?yún)?shù)例如并且不限于，加速器踏板位置、加速器踏板變化速率、制動踏板位置、齒輪選擇器位置、方向盤轉(zhuǎn)動位置以及方向盤位置變化速率。
[0038]這些參數(shù)可以參照行程的時間軸(諸如，自接通事件發(fā)生之后已經(jīng)逝去的時間，自接通事件后感測到交通工具的最初移動已經(jīng)發(fā)生之后已經(jīng)逝去的時間)或參照所行進(jìn)的距離的測量值(諸如，在接通事件之后交通工具所行進(jìn)的距離)。
[0039]該方法從方框15前進(jìn)到方框20，其中將從監(jiān)測收集的信息存儲在存儲器中。應(yīng)認(rèn)識到，信息被實時地存儲，并且因此方框15和20涉及的操作是同時運行的。應(yīng)認(rèn)識到，通過監(jiān)測收集的信息可以被存儲為整個行駛周期期間參數(shù)的連續(xù)記錄，或可以被存儲為當(dāng)預(yù)先限定的關(guān)鍵事件發(fā)生時所存儲的參數(shù)的快照。例如并且不限于，無論齒輪改變發(fā)生在何時，齒輪改變之后預(yù)先限定的時間段可以記錄所有的參數(shù)。
[0040]該方法從方框20前進(jìn)到方框25，在此建立交通工具運轉(zhuǎn)的“常用型式”。大多數(shù)駕駛員有他們頻繁使用的多個路線要遵循，并且這些路線在本文中被稱為“常用路線”。例如并且不限于，從家到工作地點的路線、從工作地點到家的路線、從家到超級市場的路線、從家到孩子的學(xué)校的路線、從家到運動場所(諸如體育館、游泳池、高爾夫倶樂部、足球倶樂部)的路線和許多其他有規(guī)律遵循的路線。
[0041]當(dāng)沿著這樣的常用路線行駛時，每當(dāng)交通工具遵循該路線時，交通工具將會以類似的方式運轉(zhuǎn)，并且所產(chǎn)生的典型的交通工具行為(如果被記錄并且被識別的話)能夠被用來預(yù)測交通工具的未來運轉(zhuǎn)。
[0042]例如并且不限于，如果在去工作地點的路線上，在從靜止的最初功率輸出的大約兩分鐘之后交通工具必須通過旋轉(zhuǎn)交通樞紐，接著加速到高速公路上，然后交通工具參數(shù)和用戶參數(shù)產(chǎn)生的組合被用來識別交通工具當(dāng)前正遵循的路線