用于改进的催化剂起燃的早排气阀门打开的制作方法_4

文档序号:9829591阅读:来源:国知局
则阀门正时可以恢复到正常。在以上描述的催化剂加热模式之后用于发动机的持续操作的压缩比目标(例如,在具有可变压缩比性能的发动机中)然后可以由“热”发动机的所需操作条件所定义。
[0048]在当前主题的一些实现方式中,如在此讨论的早排气阀门打开方法可以与化学能加热方法结合使用,如在相关的申请美国专利申请号14/274,612中讨论的,其公开内容通过引用并入本文。例如,在低温条件下,或如果催化剂温度低于它的最低目标工作温度,氢气可以在内燃机的气缸内生成,并且被传递到废气中的催化剂中,通过包括燃烧具有第一空气-燃料比的第一混合物的方法,其相对于理论配比的空气-燃料比(富混合物)具有过量的燃料,使得在第一燃烧混合物燃烧的过程中重整反应发生在气缸内,以从第一混合物的燃烧的废气中生成氢气。氧气可以通过燃烧第二混合物在被传递到催化剂的废气中被提供,该第二混合物顺序地在相同的气缸中或在另一气缸中,其具有第二空气-燃料比,其相对于理论配比的空气-燃料比(贫混合物)具有过量的氧气,使得氧气保持在由这第二混合物生成的废气中。催化剂的加热可以被增强,即使是处于低温、烃和一氧化碳的定量氧化不足的情况下,通过反应至少一些氢气和至少一些氧气传送到催化剂中。
[0049]另外,在一些示例中,可变压缩比在对置活塞发动机中可以实现,通过调整正时的偏移,使得两个对置的活塞达到它们各自的TDC位置(例如,使用曲柄定相,如在共同拥有的美国专利号8,413,619中所述),最小的燃烧室容积,例如用于气缸的有效TDC,被移位。例如,如果领先机轴的活塞在O度到达其各自的TDC,并且机轴是定相的,则第二、滞后的机轴的活塞在第一活塞滞后20度达到其各自的TDC,活塞之间的最小容积出现在第一活塞到达后10度和第二活塞到达前10度,所以燃烧和循环相对于每个机轴移位10度。因此,固定的排气阀门正时可以被提前或滞后,如果其是由领先或滞后机轴分别驱动的。这允许排气(或进气)阀门事件相对于有效TDC被定相,而无需机轴移相器。
[0050]图3示出了流程图300,显示了与当前主题的实现方式相一致的方法的特征。一个或多个这些特征可被包括在其它实现方式中。在302,催化剂的温度可以可选地被确定为低于最低目标操作温度,通过该催化剂,内燃机的废气被通过以移除污染物。该确定可以包括对催化剂温度和/或进入和/或离开催化剂的气体的组成的实际测量。可选地,温度不足的推定可以是基于自发动机起动时起算的时间量、基于外部温度读数等。在另外的其它选项中,温度不足的假设可以是默认的条件,其覆盖了温度、进入和/或离开催化剂的气体组成的测量,或其它指示默认的假设是不精确的以及催化剂如预期一样操作的数据。此外,当处于开或闭环控制方法的操作中时,压缩比和/或排气阀门正时可以被调整,以保持最低催化剂操作温度或转化效率。冷启动和加热过程中的压缩比可以被调节以满足低压缩比或较高压缩比的较强需要,该低压缩比通过减少从膨胀中的气体所提取的做功来增加排气能量,而较高压缩比增加燃烧稳定性、减少富集以及提供更完全的燃烧以及更清洁但较低温度的排气。压缩比可以独立地被管理或具有排气和进气阀门正时策略。在304,发动机的排气阀门可以使用提前的正时被打开,该提前的正时是相对于发动机的普通操作的正时。该排气阀门可以使用提前正时打开,但关闭是使用与常规的发动机操作相一致的正时,其与以上描述的第一实现方式相一致。可替代地,排气阀门可以可选地使用提前正时关闭,例如,在气缸中的活塞到达上止点位置之前,其与以上描述的第二实现方式相一致。例如,具有可变的凸轮持续时间性能的发动机可以以提前的排气阀门打开事件进行操作,其独立于排气阀门关闭事件的正时。换句话说,排气阀门关闭事件可以比在发动机的常规操作情况下发生得更早、与发动机的常规操作同时、或相对于发动机的常规操作具有延迟的正时。以这种方式,提前打开事件可以是独立于提前关闭事件的。
[0051 ]在306,进气阀门的打开可选地与常规的正时一起发生,这在一些实现方式中可能会引起由排气阀门的提如的打开(以及可选的提如的关闭)而在气缸中捕获的废气被接纳到进气歧管中,在那里它们预加热进入的燃烧混合物。这种预加热在协助稳定燃烧中是有用的,甚至是在较低的发动机温度下。
[0052]可选择地或者另外地,在308,提高的压缩比可以任选地被用于气缸内,例如,以在较低的温度允许稳定的燃烧条件,而无需燃料混合物的富集,从而减少在催化剂被燃烧之前的排放。如上所讨论的,增加的压缩比还可以有助于稳定燃烧(例如,如果燃烧供料的稀释的发生由于通过排气阀门的早关闭被捕获并且随后被接纳到进气歧管110的废气,对于通过过量空气的加入而比理论配比操作更贫乏,对于再循环的废气,等)并且能够从而减少在加热过程中的发动机排出的发动机排放物(在催化剂起燃之前)。
[0053]可替代地,进气阀门打开可以被延迟,使得进气阀门打开接近于上止点或就在上止点(例如,在排气阀门关闭之后)以允许某些压缩做功以增加已热气体的热量。以这种方式,进气阀门打开可以被定时以利用活塞的机械做功以预压缩排气并将更多的可用的能量放入气缸。
[0054]在310,排气阀门的提早打开使得废气达到催化剂时具有升高的温度,这是由于相较于常规的发动机循环,更少的做功被提取。废气的升高的温度加热催化剂达到其有效的温度,通过在那个发动机循环中的气体的排出(根据以上描述的第一个实现方式)或遵循下一个做功冲程(根据以上描述的第二个实现方式)。
[0055]在312,当催化剂的温度被确定为已达到最低的目标操作温度时,发动机的操作可以被恢复使用“常规”的阀门正时。
[0056]本领域技术人员应当理解理解,ECM112的一个或多个方面或特征可以在数字电路、集成电路、专门设计的应用专用的集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种方面或特征可包括在一个或多个计算机程序中的实现方式,其在可编程系统上可执行和/或可说明,可编程系统包括指示一个可编程处理器,其可以是专用或通用的,被耦接以从其接收数据和指令,以及向其传输数据和指令,存储系统,至少一个输入设备,例如催化剂温度传感器120和氧气传感器116,和至少一个输出设备,如点火控制114和燃料控制108。这样的ECM 112可以控制排气阀门和进气阀门的操作,从而控制排气和进气口的开关,如本文所述。
[0057]这些计算机程序也可以被称为程序、软件、软件应用、应用、组件或代码,包括用于可编程处理器的机器指令,并且也可以在高级程序和/或面向对象的编程语言和/或装备/机器语言中被执行。在此使用的术语“机器-可读介质”是指任何计算机程序产品、仪器和/或设备,例如磁盘、光盘、内存和可编程逻辑装置(PLD),被用于为可编程处理器提供机器指令和/或数据,包括能接收作为机器-可读信号的机器指令的机器-可读介质。术语“机器-可读信号”是指任何用于为可编程处理器提供机器指令和/或数据的信号。机器-可读介质可非暂时地储存机器指令,例如非瞬间固态储存器或者磁性硬盘驱动器或者任何同等的储存介质。机器-可读介质可以任选地或另外地以短暂方式储存机器指令,例如处理器高速缓存或者其它连接于一个或多个物理处理器内核的随机存取内存。
[0058]在以上的说明书及权利要求中,诸如“至少一个”或“一个或多个”的短语之后可以跟随元素或特征的联合列表。术语“和/或”也可以出现在一个或多个元素或特征的列表中。除了以其他方式由使用其的上下文暗示或者清楚否定之外,这种短语旨在单独地表示列出的元素或特征中任何一个,或者表示记载的元素或特征中的任何一个与其他记载的元素或特征中任何一个相结合。例如,短语“A和B中的至少一个”、“A和B中一的一个或多个”以及“A和/或B”均旨在表示“单独的A、单独的B、或者A和B-起”。类似的解释也可以用于包括三个或更多个项目的列表。例如,短语“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”以及“A、B和/或C"每个旨在表示“单独的A、单独的B、单独的C、A和B-起、A和C一起,B和C一起、或者A和B和C一起”。上文和在权利要求书中使用的术语“基于”旨在表示“至少部分基于”,以使得未记载的特征或元素也是允许的。
[0059]上述说明中的实现方式并不代表所有与在此描述的主体一致的实现方式。相反,它们仅是一些与所述主体相关方面相一致的一些例子。虽然一些变化在此被详细描述,但是其它的修改或增补亦为可能。特别地,进一步的特征和/或变化可以除所述例子以外被提供。例如,上述实施方式可以针对公开的特征的组合和子组合,和/或那些在此公开的进一步的一个或多个特征的组合和子组合。另外,在此描述的和/或在附图中描述的逻辑流程并不必须要求所显示的特定顺序或连续次序以得到所需结果。所附权利要求的范围可以包括其它实现方式或实施例。
【主权项】
1.一种用于加热与内燃机相关联的催化剂的方法,包括: 根据第一阀门正时打开所述内燃机的排气阀门,使得所述排气阀门打开相对于第二阀门正时是被提前的; 从气缸中的燃料-空气混合物的燃烧中提取减少的做功量,所述气缸具有由所述排气阀门控制的排气口,所述减少的做功量是由于所述排气阀门的提前打开,并且使得由所述燃料-空气供料的燃烧所产生的废气将未转化为做功的能量以过量的显热的形式保留; 将具有所述过量的显热的所述废气传递到催化剂,使得所述催化剂加速加热;以及 改变为所述第二阀门正时包括当所述催化剂达到最低目标操作温度时所述排气阀门的晚打开。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述内燃机包括对置活塞发动机。3.根据权利要求2所述的方法,其中所述对置活塞发动机包括附接到两个相应的对置活塞的两个机轴,并且所述对置活塞发动机进一步包括定相机构用于改变活塞正时,由此,所述两个相应的对置活塞达到相应的上止点位置,并且其中从所述第一阀门正时改变为所述第二阀门正时包括改变所述排气阀门的驱动,从所述两个机轴的领先机轴到所述两个机轴的滞后机轴。4.根据权利要求1所述的方法,其中从所述第一阀门正时改变为所述
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