為避免熄滅的氧化催化器燃燒閾值調整的製作方法
2023-05-10 22:26:51
專利名稱：為避免熄滅的氧化催化器燃燒閾值調整的製作方法
技術領域：
本發明大致涉及操作車輛的方法，且更具體地，涉及控制用於車輛的發動機的廢氣處理系統的方法。
背景技術：
用於內燃機的廢氣處理系統可以包括氧化催化器，用於處理來自發動機的廢氣流。如果內燃機是柴油發動機，則氧化催化器可以稱為柴油氧化催化器(DOC)。氧化催化器是流通裝置，其包括容納基板或蜂窩狀結構的罐。基板具有大的表面區域，所述表面區域上塗有活性催化劑層。隨著廢氣經過活性催化劑層，一氧化碳、氣態碳氫化合物和液態碳氫化合物微粒，即未燃盡的燃料和/或油，被氧化，由此減少有害的排放。 然而,為了讓活性催化劑層氧化一氧化碳、氣態碳氫化合物和液態碳氫化合物微粒，活性催化劑層必須處於起燃溫度或在其之上。通常，一旦活性催化劑層達到起燃溫度，額外的碳氫化合物通過晚後燃料注射(late post fuel injection)或通過碳氫化合物注射器而注入廢氣流中。注入廢氣流中的額外的碳氫化合物可以被點燃，以進一步加熱廢氣流。氧化催化器的性能在車輛使用的情況下隨時間降低，這是由於活性催化劑材料的損失和/或由高廢氣溫度引起的燒結導致的。該降低可以導致起燃溫度的增加，這可以引起氧化催化器的熄滅。氧化催化器的熄滅被定義為，當活性催化劑層的溫度降低到起燃溫度之下時發生的碳氫化合物氧化的停止。氧化催化器的熄滅可以導致過多的碳氫化合物逃過氧化催化器，由此降低廢氣處理系統的性能，或可以導致碳氫化合物在氧化催化器的基板上的收集，一旦達到起燃溫度且被收集的碳氫化合物開始氧化，這可以引起過高的溫度。
發明內容
提供了一種操作車輛的方法。該方法包括追蹤氧化催化器的使用，和將氧化催化器的被追蹤的使用與溫度偏移值建立聯繫。當前燃燒閾值溫度通過溫度偏移值來調整，以定義經調整的燃燒閾值溫度。當氧化催化器的溫度等於或大於經調整的燃燒閾值溫度時，碳氫化合物被注入廢氣流中，以使氧化催化器再生。還提供了一種控制具有發動機的車輛的廢氣處理系統的方法。該方法包括追蹤氧化催化器的使用，和將氧化催化器的被追蹤的使用與溫度偏移值建立聯繫。當前燃燒閾值溫度通過溫度偏移值來調整，以定義經調整的燃燒閾值溫度。該方法還包括檢測使氧化催化器再生的請求。對廢氣流的溫度進行傳感，以確定廢氣流的溫度是否等於或大於經調整的燃燒閾值溫度。當氧化催化器的溫度等於或大於經調整的燃燒閾值溫度時，碳氫化合物被注入廢氣流中，以使氧化催化器再生。該方法還包括識別氧化催化器的溫度何時掉落至經調整的燃燒臨界溫度之下，以檢測氧化催化器何時熄滅，以及當氧化催化器熄滅時，停止將碳氫化合物注入至廢氣流中。將經調整的燃燒閾值溫度與最大燃燒閾值溫度相比較，以確定經調整的燃燒閾值溫度是否小於或等於最大燃燒閾值溫度。氧化催化器被確定為在經調整的燃燒閾值溫度熄滅的事件的數量被追蹤。當事件的數量大於預定極限並且經調整的燃燒閾值溫度小於最大燃燒閾值溫度時，經調整的燃燒閾值溫度被持久地增加。相應地，通過逐漸增加與氧化催化器的退化有關的溫度，在該溫度，碳氫化合物被注入廢氣流中，即，經調整的燃燒閾值溫度，氧化催化器可以不變為熄滅。防止氧化催化器變為熄滅，有助於避免跨過氧化催化器和/或在氧化催化器下遊的廢氣處理系統的其他部件的溫度梯度和/或極端溫度。隨著氧化催化器的性能退化，這延長了氧化催化器和/或廢氣處理系統的其他部件的使用壽命。本發明的上述特徵和優勢及其他特徵和優勢將從用於實施本發明的最佳模式的以下詳細描述連同附圖時顯而易見。
圖I是示出根據本發明的操作車輛的方法的流程圖。
具體實施例方式參考圖I，操作車輛的方法在20處大體指示。操作車輛的方法20包括控制廢氣處理系統，所述廢氣處理系統用於處理來自車輛的內燃機的廢氣。內燃機可以包括但不限於柴油發動機或汽油發動機。方法20可以被具體實施為可在車輛的控制器上運行的算法。廢氣處理系統包括氧化催化器。如果發動機是柴油發動機，則氧化催化器可以稱為柴油氧化催化器(DOC)。氧化催化器是流通裝置，其包括容納基板或蜂窩狀結構的罐。基板具有大的表面區域，所述表面區域上塗有活性催化劑層。氧化催化器處理來自發動機的廢氣流，以減少廢氣的毒性，即減少廢氣的有毒排放物，包括但不限於氮氧化物(NO)、一氧化碳(CO)和/或碳氫化合物(HC)。隨著廢氣通過活性催化劑層，一氧化碳、氣態碳氫化合物和液態碳氫化合物微粒，即未燃盡的燃料和/或油，被氧化，由此減少有害的排放。活性催化劑材料可以包括鉬族金屬(PGM)，且將廢氣中的一定百分比的氮氧化物轉化為氮氣和二氧化碳或水，以及將一定百分比的一氧化碳氧化為二氧化碳並將一定百分比的未燃盡的碳氫化合物氧化為二氧化碳和水。活性催化劑層必須在活性催化劑層變得可操作以及氧化氮氧化物、一氧化碳和未燃盡的碳氫化合物之前，被加熱到催化劑的起燃溫度。相應地，廢氣必須在活性催化劑層和廢氣之間的反應開始之前，將活性催化劑層加熱到起燃溫度。為了快速地加熱氧化催化器和/或廢氣處理系統的其他部件(包括但不限於，顆粒過濾器和/或選擇性催化還原單元)，碳氫化合物可以被注入廢氣流。碳氫化合物被點燃，以在廢氣內產生熱量，熱量被傳遞到氧化催化器和/或廢氣處理系統的其他部件。碳氫化合物可以通過晚後注射過程或通過碳氫化合物注射器而被注入。在氧化催化器已達到燃燒閾值溫度(大於起燃溫度)之後，碳氫化合物被注入，以確保被注入的碳氫化合物穿過活性催化劑層被氧化。氧化催化器的性能隨使用減低或變差，這是由於來自活性催化劑層的催化劑材料的損失，以及還由於基板的燒結。隨著氧化催化器由於使用而退化，氧化催化器的起燃溫度上升。如果氧化催化器的起燃溫度增加至在燃燒閾值溫度之上的溫度，則碳氫化合物會逃過氧化催化器和/或被捕獲在氧化催化器的基板上而沒有氧化。為了避免該狀況，此處描述的方法20根據氧化催化器的使用而提高燃燒閾值溫度，以適應氧化催化器的增加的起燃溫度和降低的性能，由此確保當氧化催化器沒有處於起燃溫度時，碳氫化合物不被注入廢氣。方法20包括在廢氣處理系統的壽命期間追蹤氧化催化器的使用，大體由框22指示。追蹤氧化催化器的使用，可以包括但不限於，追蹤車輛的總裡程、追蹤在車輛使用期間氧化催化器的運行溫度歷史、或追蹤氧化催化器在多個預定溫度範圍中的每一個內運行的時間段。相應地，氧化催化器在每一個特定溫度範圍內運行的時間量可以被追蹤。氧化催化器當以更高溫度運行更長時間段時，可以退化得更快。這樣，追蹤氧化催化器運行所處於的不同運行條件提供氧化催化器的退化的更準確估計，由此提供更準確的估計以因此進行校正。氧化催化器的被追蹤的使用與溫度偏移值建立聯繫，大體由框24指示。溫度偏移值是一溫度值，該溫度值與針對任何給定使用量被預測為在氧化催化器中已發生的退化的水平或程度有關，即，與其相關聯。溫度偏移值可以通過廢氣處理系統的測試或建模而被確 定，和/或與在氧化催化器中發現的退化程度相關聯。使氧化催化器的被追蹤的使用與溫度偏移值建立聯繫，可以包括但不限於，參考將溫度偏移值聯繫至車輛的總裡程、氧化催化器的運行溫度歷史或氧化催化器在預定溫度範圍內運行的時間中的至少一個的關係。所述關係可以被參考，例如，通過查找表或藉助解方程，所述方程將溫度偏移值聯繫至車輛的總裡程、氧化催化器的運行溫度歷史或氧化催化器在預定溫度範圍內運行的時間中的至少一個。方法20還包括通過溫度偏移值來調整當前燃燒閾值溫度(大體在框26指示)，以定義經調整的燃燒閾值溫度。當前燃燒閾值溫度通過將溫度偏移值加到當前燃燒閾值溫度而被調整。相應地，因為溫度偏移值引起了氧化催化器的性能的下降，將溫度偏移值加到當前燃燒閾值溫度使碳氫化合物被注入廢氣所處於的溫度增加，由此降低與氧化催化器的退化相關聯的氧化催化器的增加的起燃溫度不上升到燃燒閾值溫度之上的可能性。該過程在車輛的壽命期間被不斷地執行，直到達到最大燃燒閾值溫度。相應地，經調整的燃燒閾值溫度可以定義為經修正的當前燃燒閾值溫度，且隨後通過溫度偏移值而重新調整，以定義經重新調整的燃燒閾值溫度。應理解，溫度偏移值根據車輛的使用而被不斷地改變。這樣，隨著氧化催化器繼續退化，溫度偏移值的值繼續增加，直到經調整的燃燒閾值溫度等於最大燃燒閾值溫度。方法20還包括檢測再生氧化催化器的請求，大體由框28指示。再生氧化催化器的請求可以來自車輛控制器等。再生氧化催化器的請求觸發廢氣處理系統將碳氫化合物注入到廢氣中，來加熱氧化催化器，以燃燒掉捕獲在其上的顆粒。方法20還包括對廢氣流的溫度進行傳感，大體由框30指示，以確定廢氣流的溫度是否等於或大於經調整的燃燒閾值溫度。廢氣的溫度可以在氧化催化器的上遊和下遊被傳感，其之間的差用於確定氧化催化器的溫度。一旦車輛已確定氧化催化器處於等於或大於經調整的燃燒閾值極限的溫度，則方法20還包括將碳氫化合物注入到廢氣流中，由框32指示。如上所述，碳氫化合物可以通過晚後注射過程或通過碳氫化合物注射器而被注入，所述晚後注射過程將碳氫化合物注入發動機缸膛內的廢氣中，所述碳氫化合物注射器在發動機的下遊和氧化催化器的上遊將碳氫化合物注入在廢氣中。
方法20還包括檢測氧化催化器何時熄滅，大體由框34指示。當活性催化劑層的溫度下降至導致碳氫化合物停止的起燃溫度之下時，氧化催化器熄滅。檢測氧化催化器何時熄滅包括識別氧化催化器的溫度何時掉落至經調整的燃燒閾值溫度之下。氧化催化器的上遊和下遊的廢氣的經傳感的溫度，可以用於識別或確定氧化催化器的溫度何時掉落至經調整的燃燒閾值溫度之下。如果確定了氧化催化器的溫度已掉落至經調整的燃燒閾值溫度之下和氧化催化器現在熄滅，則方法20還包括停止將碳氫化合物注入至廢氣流中，大體由框36指示。碳氫化合物注入至廢氣流中防止碳氫化合物逃過氧化催化器和/或聚集在氧化催化器的基板上。如果停止將碳氫化合物注入至廢氣流中，則方法20還可包括將經調整的燃燒閾值溫度與最大燃燒閾值溫度相比較，大體由框38指示，以確定經調整的燃燒閾值溫度是否小於或等於最大燃燒閾值溫度。如果經調整的燃燒閾值溫度小於最大燃燒閾值溫度，大體在40處指示，則方法20可以包括臨時地增加經調整的燃燒閾值溫度，大體在42處指示，以完成氧化催化器的再生循環。如果經調整的燃燒閾值溫度等於或大於最大燃燒閾值溫度， 大體在44處指示,則不採取行動,大體由框46指示。當經調整的燃燒閾值溫度小於最大燃燒閾值溫度時，大體在48處指示，車輛可以追蹤事件的數量，大體由框50指示，在所述事件中，氧化催化器被確定為在經調整的燃燒閾值溫度熄滅。將被追蹤到的氧化催化器被確定為熄滅的事件的數量與預定極限比較，大體由框52指示，以確定事件的數量是否大於預定極限，指示氧化催化器的起燃溫度已增加至當前燃燒閾值之上。如果事件的數量大於預定極限，大體在54處指示，則方法20可以還包括持久地增加經調整的燃燒閾值溫度，大體由框56指示，即使車輛的使用不命令燃燒閾值溫度的增加。如果事件的數量小於預定極限，大體在58處指示，則一旦車輛確定氧化催化器處於等於或大於經調整的燃燒閾值極限的溫度，大體由框30指示，則車輛重新開始將碳氫化合物注入至廢氣流，大體由框32指示，且該過程被重複。儘管已經對執行本發明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附的權利要求的範圍內的用來實施本發明的許多替換設計和實施例。
權利要求
1.一種操作車輛的方法，該方法包括 追蹤氧化催化器的使用； 將氧化催化器的被追蹤的使用與溫度偏移值建立聯繫； 通過溫度偏移值來調整當前燃燒閾值溫度，以定義經調整的燃燒閾值溫度；和 當氧化催化器的溫度等於或大於經調整的燃燒閾值溫度時，將碳氫化合物注入廢氣流中，以使氧化催化器再生。
2.如權利要求I所述的方法，還包括對廢氣流的溫度進行傳感，以確定廢氣流的溫度是否等於或大於經調整的燃燒閾值溫度。
3.如權利要求2所述的方法，其中，對廢氣流的溫度進行傳感包括對氧化催化器上遊 的廢氣流的溫度進行傳感和對氧化催化器下遊的廢氣流的溫度進行傳感。
4.如權利要求I所述的方法，還包括檢測氧化催化器何時熄滅。
5.如權利要求4所述的方法，其中，檢測氧化催化器何時熄滅包括識別氧化催化器的溫度何時掉落至經調整的燃燒閾值溫度之下。
6.如權利要求5所述的方法，還包括當氧化催化器熄滅時，停止將碳氫化合物注入至廢氣流中。
7.如權利要求4所述的方法，還包括將經調整的燃燒閾值溫度與最大燃燒閾值溫度相比較，以確定經調整的燃燒閾值溫度是否小於或等於最大燃燒閾值溫度。
8.如權利要求7所述的方法，還包括當氧化催化器熄滅時，臨時地增加經調整的燃燒閾值溫度，以完成氧化催化器的再生。
9.如權利要求7所述的方法，還包括追蹤氧化催化器被確定為在經調整的燃燒閾值溫度熄滅的事件的數量。
10.如權利要求8所述的方法，還包括當所述事件的數量大於預定極限時，持久地增加經調整的燃燒閾值溫度。
全文摘要
本發明涉及為避免熄滅的氧化催化器燃燒閾值調整，披露了一種控制用於發動機的廢氣處理系統的方法，包括將氧化催化器的被追蹤的使用與溫度偏移值建立聯繫，和通過溫度偏移值來增加當前燃燒閾值溫度，以定義經調整的燃燒閾值溫度。當氧化催化器的溫度等於或大於經調整的燃燒閾值溫度時，碳氫化合物可以被注入廢氣流中。碳氫化合物被注入廢氣流中所處於的溫度由此被增加，以適應氧化催化器的性能退化，其延長了氧化催化器的壽命。
文檔編號F01N11/00GK102654075SQ201210053099
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月2日 優先權日2011年3月3日
發明者D.M.範布倫, K.傑克遜, M.V.泰勒, 小託馬斯.拉羅斯 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司