專利名稱：發(fā)動機系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)中的排氣處理裝置的吹掃氣體式再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機系統(tǒng)中的排氣處理裝置的方法，該發(fā)動機系統(tǒng)包括具 有至少一個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機，該發(fā)動機系統(tǒng)還包括燃料存儲裝置及燃料蒸汽保存 器。本發(fā)明還涉及包括具有至少一個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)，該發(fā)動機系統(tǒng) 還包括排氣處理裝置、燃料存儲裝置、燃料蒸汽保存器，及發(fā)動機控制單元，該發(fā)動 機控制單元適用于控制閥裝置以便選擇性地允許來自燃料蒸汽保存器的吹掃氣體 (purge gas )到達發(fā)動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車裝備有稱為催化轉(zhuǎn)化器的排氣處理裝置，催化轉(zhuǎn)化器將如碳氫化合物 (HC)、 一氧化碳(CO)及氮氧化物(N0x)這樣的有毒氣體轉(zhuǎn)化為如二氧化碳(C02)、 氮(N2)及水(H20)這樣的物質(zhì)。催化轉(zhuǎn)化器的一個已知問題是，特定的物質(zhì)會通過 例如物理吸附或化學吸附殘留在催化轉(zhuǎn)化器的內(nèi)表面上，并降低催化轉(zhuǎn)化器的性能。 這樣的有害吸附稱為催化轉(zhuǎn)化器中毒。例如，用于汽車內(nèi)燃發(fā)動機的燃料，無論是汽 油還是柴油，通常取決于提供燃料的地區(qū)，都含有量相對高的硫。硫會給催化劑式排 氣處理裝置的搡作造成問題。在發(fā)動機燃燒過程中，硫被轉(zhuǎn)化為硫氧化物(S0X)， 硫氧化物強力吸附到催化劑的內(nèi)表面上，因此使其排氣處理能力降低。該過程通常稱 為硫中毒。硫吸附在低負荷行駛工況期間特別強。
已提出了多種解決該問題的催化轉(zhuǎn)化器再生措施。眾所周知的是可以使催化轉(zhuǎn)化 器暴露在高溫下從而使其從硫中毒中恢復。
美國專利公開US6161377提出，可通過將二次空氣引入到排氣中及向汽缸提供濃 混合氣兩者組合的方式加熱催化轉(zhuǎn)化器。該方法的一個缺點是需要形式為空氣泵的附 加組件來引入二次空氣。這樣的空氣泵不僅會增加發(fā)動機系統(tǒng)的復雜性和成本，還會 產(chǎn)生噪聲，而噪聲會干擾安裝有空氣泵的汽車中的駕駛者和乘客。此外，高排氣壓力 會給空氣泵帶來額外的負荷。同時，由于根據(jù)所述專利公開，在發(fā)動機下游相對接近 催化轉(zhuǎn)化器處噴射空氣，因此存在燃料和空氣在到達催化轉(zhuǎn)化器時未完全混合的很高 風險。這會降低再生方法的效率并使燃料濃縮，而燃料濃縮會造成催化轉(zhuǎn)化器損壞。
在美國專利公開US6901749中公開，可通過向發(fā)動機汽缸提供濃混合氣及調(diào)節(jié)點
其概念是使燃燒在發(fā)動機汽缸;游的排氣道中、繼續(xù)，以便加熱催化轉(zhuǎn)化器。然而'該
措施具有這樣的缺點，即會在釆用該措施的汽車中造成振動并對駕駛性能產(chǎn)生負面影
響。另外，該措施會增加燃料消耗，并降低發(fā)動機的可用扭矩。同時，由于用于加熱 催化轉(zhuǎn)化器的能量是通過熱量傳輸?shù)?，所以在發(fā)動機與催化轉(zhuǎn)化器之間存在形式為溫 度下降的大量能量損失。在距發(fā)動機相對遠處提供催化轉(zhuǎn)化器的情況下，能量損失會 使得該措施不能提供有益結(jié)果或提供的有益結(jié)果不足。同時，在發(fā)動機系統(tǒng)裝備有排 氣渦輪增壓器的情況下，采取延遲點火再生措施時能量損失會進一步增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標是提供排氣處理裝置的最優(yōu)化效率。
本發(fā)明的另一個目標是改進具有內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)中的排氣處理裝置的 再生。
另外，本發(fā)明的另一個目標是提供汽車中的排氣處理裝置的再生而不給汽車中的 任何人造成不適或干擾。
本發(fā)明的另一個目標是使排氣處理裝置再生措施對裝備有該排氣處理裝置的汽 車的駕駛性能的影響最小化。
另外，本發(fā)明的另一個目標是使排氣處理裝置再生措施對裝備有該排氣處理裝置 的汽車的燃料消耗的影響最小化。
本發(fā)明的又一個目標是提供發(fā)動機系統(tǒng)中的排氣處理裝置的再生，同時使發(fā)動機 系統(tǒng)的復雜性增加最少。
這些目標可以用開頭提到的一類方法實現(xiàn)，該方法包括執(zhí)行吹掃氣體(purge gas)式排氣處理裝置再生，其中包括允許來自燃料蒸汽保存器的吹掃氣體進入汽缸 中的至少一個，及在至少一個允許吹掃氣體進入的汽缸中禁止燃燒。
通過使用來自燃料蒸汽保存器的吹掃氣體，可以將空氣和燃料引入進氣歧管混 合，在一個或多個汽缸中與空氣完全混合，并在一個或多個汽缸與催化轉(zhuǎn)化器之間進 一步混合。這可以在催化轉(zhuǎn)化器的橫向延伸上提供均勻分布的燃料和空氣，并在催化 轉(zhuǎn)化器中燃燒混合氣以便加熱排氣處理裝置。結(jié)果可以得到非常有效的再生，并使再 生措施給催化轉(zhuǎn)化器造成損壞的風險最小化。僅通過使用來自燃料蒸汽保存器的吹掃 氣體就可以提供該完全再生，而不需要在發(fā)動機系統(tǒng)中增添附加的裝備。
同時，可以執(zhí)行該再生方法而不對裝備有該發(fā)動機系統(tǒng)的汽車中的駕駛者和乘客 造成干擾。另外，使用本發(fā)明不會在實施本發(fā)明的汽車中造成任何振動。更一般性的 是，使用本發(fā)明不會使汽車的噪聲、振動和不平穩(wěn)性(NVH)性能產(chǎn)生任何劣化。此 外，由于用于再生的能量是以化學方式傳輸，所以燃料消耗不會顯著增加，且發(fā)動機 的可用扭矩不受影響。同時，由于用于加熱催化轉(zhuǎn)化器的能量是以化學方式傳輸，即 在空燃混合氣中傳輸，并在催化轉(zhuǎn)化器中轉(zhuǎn)化為熱能'所以在發(fā)動機與催化轉(zhuǎn)化器之 間基本上沒有能量損失。因此，即使在距發(fā)動機相對遠處提供催化轉(zhuǎn)化器的情況下， 和/或在發(fā)動機系統(tǒng)裝備有排氣渦輪增壓器的情況下，本發(fā)明也可以提供非常有效的再生措施。
使用吹掃氣體來加熱排氣處理裝置使該方法在低負荷工況下較為有利，在低負荷 工況下，排氣處理裝置溫度相對較低，正常燃料供給相對較低，而硫吸附特別強。
優(yōu)選地，禁止燃燒的步驟包括控制汽缸處的點火裝置以禁止燃燒。因此，該方法 適用于火花點火發(fā)動機，其中在一個或多個汽缸的至少一個工作循環(huán)期間禁止點火， 在這樣的工作循環(huán)期間允許循環(huán)吹掃氣體進入汽缸，這允許混合氣與吹掃氣體進行后 燃燒，即允許其通過一個或多個汽缸及排氣歧管，并在排氣處理裝置中燃燒。
作為禁止點火的替代或補充，禁止燃燒可以包括控制至少一個允許吹掃氣體進入 的汽缸的至少一個排氣門，以便減少或消除汽缸中的壓力增加。因此，氣門控制系統(tǒng) 如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知可用于在汽缸的壓縮行程中活塞從下止點移動到上止點時開啟一個或多個排氣門。
優(yōu)選地，在發(fā)動機包括燃料噴射裝置時，如果確定存在至少一個指示禁止燃料噴 射的工況，則執(zhí)行吹掃氣體式排氣處理裝置再生。因此，可以在發(fā)動機的燃料切斷模 式期間執(zhí)行再生，這樣的模式可以由例如使用該方法的汽車的駕駛者釋放加速器踏板 產(chǎn)生。這使得可以提供再生的正時，使該正時處的再生不以任何方式干擾發(fā)動機運行 的其他方面。在汽車中，在通常出現(xiàn)燃料切斷的情況下執(zhí)行吹掃氣體式排氣處理裝置 再生可以提供簡單而有效的再生，可以執(zhí)行這樣的再生而不對駕駛者和乘客造成干 擾，且不會折衷汽車運行期間的輸出扭矩需求。
應注意，可以用各種方式確定至少一個指示禁止燃料噴射的工況的存在。例如， 該工況可以和對應于無燃料噴射的燃料噴射控制參數(shù)、對應于釋放的加速器踏板的加 速器踏板設置信號，或?qū)诹?或負)請求扭矩的請求扭矩參數(shù)值相對應?？偟膩?說，任何相關(guān)于燃料噴射控制的參數(shù)都可用于確定指示禁止燃料噴射的工況。同時， 可以在燃料切斷期開始之前確定該工況，例如將釋放的加速器踏板信號用作工況時， 或在燃料切斷期開始之后確定該工況，例如將對應于無燃料噴射的燃料噴射控制參數(shù) 用作指示禁止燃料噴射的工況時。
例如，如果汽車的請求扭矩等于或低于閎值，則通常隨后開始禁止燃料噴射的燃 料切斷模式。因此，根據(jù)一個實施例，確定至少一個指示禁止燃料噴射的工況的存在 的步驟包括，確定對應于或相關(guān)于發(fā)動機請求扭矩的控制參數(shù)值，及比較所確定的控 制參數(shù)值與控制參數(shù)閾值，對至少一個指示禁止燃料噴射的工況的存在的確定取決于 所確定的控制參數(shù)值與控制參數(shù)閾值之間的比較。優(yōu)選地> 如果請求扭矩高于請求扭 矩閾值，則確定不控制燃料噴射裝置禁止燃料噴射。通常，在例如由使用該方法的汽 車的駕駛者釋放加速器踏板產(chǎn)生的零請求扭矩或負請求扭矩之后，開始禁止燃料噴射 的燃料切斷模式。因此，在一個實施例中，請求扭矩閾值為零。
優(yōu)選地，該方法包括估計燃料蒸汽保存器中的燃料含量，及基于對燃料蒸汽保存 器中的燃料含量的估計，確定是否執(zhí)行吹掃氣體式排氣處理裝置再生。因此，可以確
定燃料蒸汽保存器中是否有足夠的燃料可用于對排氣處理裝置執(zhí)行有效的再生。
優(yōu)選地，該方法包括在吹掃氣體式排氣處理裝置再生期間確定排氣處理裝置的溫 度，且如果確定排氣處理裝置的溫度高于預定溫度限制值，則終止吹掃氣體式排氣處 理裝置再生。因此，可以有效地避免能夠產(chǎn)生損壞催化轉(zhuǎn)化器的風險的過高溫度。應 注意，避免過高的催化轉(zhuǎn)化器溫度對于防止過早的催化轉(zhuǎn)化器老化來說是至關(guān)重要 的。
優(yōu)選地，該方法包括在吹掃氣體式排氣處理裝置再生期間確定對應于或相關(guān)于發(fā) 動機的請求扭矩的控制參數(shù)值，而吹掃氣體式排氣處理裝置再生取決于控制參數(shù)值的 確定。因此，可以例如按下述方式調(diào)節(jié)吹掃氣體式排氣處理裝置再生，以允許發(fā)動機 提供請求的扭矩。在一個實施例中，確定控制參數(shù)值是否高于預定閾值，且如果確定 控制參數(shù)值高于預定閾值，則終止吹掃氣體式排氣處理裝置再生。這使得可以基于加 速器踏板操作快速響應扭矩請求。
優(yōu)選地，該方法包括控制空氣流量控制裝置，以便在吹掃氣體式排氣處理裝置再 生期間控制排氣處理裝置中的燃燒。通過例如基于吹掃氣體流量和/或吹掃氣體中的 碳氫化合物含量調(diào)節(jié)空氣流量，可以確保在再生動作期間向催化轉(zhuǎn)化器提供可燃燒的 空燃混合氣。同時，控制排氣處理裝置中的燃燒可以包括控制最高溫度在排氣處理裝 置中的位置或區(qū)域。因此，如下文所述，例如包括節(jié)氣門的空氣流量控制裝置可用于 控制催化轉(zhuǎn)化器縱向上的溫度分布。通過在硫再生期間改變最高溫度的位置，可以獲 得特別完全的再生，因為可以確保溫度升高到足以用于去除整個催化轉(zhuǎn)化器中的積 硫。同時，以此方式移動最高溫度可以進一步降低催化轉(zhuǎn)化器暴露在高溫下而損壞的 風險。具體來說，可以基本上消除催化轉(zhuǎn)化器上游端溫度過高的風險，從而有效地避 免催化轉(zhuǎn)化器損壞。
優(yōu)選地，允許來自燃料蒸汽保存器的吹掃氣體進入汽缸中的至少一個，包括控制 閥裝置，以便允許來自燃料蒸汽保存器的吹掃氣體到達發(fā)動機。因此> 可以控制閥裝 置，以便允許來自燃料蒸汽保存器的吹掃氣體到達發(fā)動機的進氣道。
這些目標也可以通過根據(jù)權(quán)利要求12-20中的任何一個的發(fā)動機系統(tǒng)實現(xiàn)。
下面，參考附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖i示出汽車發(fā)動機系統(tǒng)的各個部分的示意圖2示出描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法的框圖；及
圖3示出圖l中的一個局部的示意性側(cè)視圖及溫度分布曲線。
具體實施例方式
圖l示出包括內(nèi)燃發(fā)動機的汽車發(fā)動機系統(tǒng)i的各個部分的示意圖。該發(fā)動機包
括至少一個具有往復式活塞3的汽缸2。汽缸2與進氣道4之間的連通由至少一個進 氣門5控制，而汽缸2與排氣道6之間的連通由至少一個排氣門7控制。在一個或多 個汽缸2的下游，提供形式為催化轉(zhuǎn)化器的排氣處理裝置8。
發(fā)動機系統(tǒng)1還包括可作為一個單元提供，或作為一個以上邏輯上互連的物理單 元提供的發(fā)動機控制單元(ECU) 9。 ECU 9適用于控制包括節(jié)氣門IO的空氣流量控 制裝置，及包括至少一個位于進氣道4中的燃料噴射器11的燃料噴射裝置11。在該 實施例中，在發(fā)動機具有一個以上汽缸時，可以通過燃料噴射器對每個汽缸單獨控制 燃料噴射，燃料噴射器可在進氣道4與相應的汽缸連通的單獨部分處提供(稱為進氣 道燃料噴射)?；蛘?，如現(xiàn)有技術(shù)中所知，可以在每個汽缸2中提供燃料噴射器(稱 為直接燃料噴射)。作為另一種選擇，可以例如在與一個以上汽缸或所有汽缸連通的 進氣道的上游部分，為一個以上汽缸或所有汽缸提供單個燃料噴射器。
ECU 9還適用于接收來自位于催化轉(zhuǎn)化器8下游的第一氣體傳感器12的信號， 以及來自位于汽缸2與催化轉(zhuǎn)化器8之間的排氣道6中的第二氣體傳感器13的信號。 ECU 9適用于分別基于來自第一和第二傳感器12、 13的信號，確定催化轉(zhuǎn)化器8上 游和下游的排氣中的氧氣含量。如現(xiàn)有技術(shù)中所知，排氣中的氧氣含量可以指示向發(fā) 動機提供的空燃混合氣的入值。
另外，ECU 9還適用于基于從位于進氣道4中的空氣流量傳感器14接收的信號
確定發(fā)動機空氣流量。作為一種選擇，如現(xiàn)有技術(shù)中所知，可以基于如進氣歧管壓力、 節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣溫度，及大氣壓力這樣的參數(shù)計算空氣流量。確定這 些參數(shù)的值的方式在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，因此不在本文中贅述。
ECU 9適用于至少部分地基于空氣流量、入值、環(huán)境溫度、發(fā)動機負荷，及發(fā)動 機轉(zhuǎn)速確定催化轉(zhuǎn)化器8的溫度。作為一種選擇，ECU 9可以適用于接收來自位于汽 缸2與催化轉(zhuǎn)化器8之間的排氣道6中的溫度傳感器的信號，基于這樣的信號，可以
確定催化轉(zhuǎn)化器溫度。
此外，在每個汽缸處，提供包括火花塞16并可由ECU 9控制的點火裝置16。同 時，如現(xiàn)有技術(shù)中所知，ECU適用于基于來自汽車中的加速器踏板17的信號調(diào)節(jié)請 求扭矩參數(shù)的值。
ECU 9適用于至少部分地基于對來自第一氣體傳感器12的信號的分析，確定催 化轉(zhuǎn)化器8的硫中毒水平，及催化轉(zhuǎn)化器8是否遭受硫中毒，如標題為"內(nèi)燃發(fā)動機 系統(tǒng)及用于確定該系統(tǒng)中的排氣處理裝置的工況的方法(An internal combustion engine system and a method for determining a condition of an exhaust gas treatment device in a such a system)"的歐洲專利申請所述，該申請由申請人 在本申請的第一次申請的申請日提出，將其包括在此作為參考。
或者，ECU 9可以適用于通過其他方法確定催化轉(zhuǎn)化器的硫中毒水平，及催化轉(zhuǎn) 化器8是否遭受硫中毒。例如，硫中毒確定過程可以包括基于空燃比、發(fā)動機工況、
催化劑溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速，及進氣壓力，在ECU 9中調(diào)節(jié)硫氧化物(SO,)吸附計數(shù)器。
燃料噴射裝置11經(jīng)燃料泵21與形式為燃料箱20的燃料存儲裝置連通。發(fā)動機 系統(tǒng)還具有形式為碳罐22的燃料蒸汽保存器(如現(xiàn)有技術(shù)中所知，其中可裝有碳， 用于保存汽化燃料)，燃料蒸汽保存器可以經(jīng)蒸汽排放閥23與燃料箱20連通。此外, 碳罐22具有碳罐空氣入口 24。碳罐22和燃料箱20可以經(jīng)形式為可由ECU 9控制的 吹掃氣體供給閥25的閥裝置與進氣道4連通。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法。ECU 9在201確定對應于催化轉(zhuǎn)化器 的硫中毒水平的數(shù)據(jù)是否高于預定的硫中毒閾值。如果確定對應于硫中毒水平的數(shù)據(jù) 不高于硫中毒閾值，則在202確定不執(zhí)行吹掃氣體式硫再生動作。
如果確定對應于硫中毒水平的數(shù)據(jù)高于硫中毒閾值，則在203確定碳罐22中的 燃料含量是否高于預定的碳罐燃料水平閾值。碳罐中的燃料含量可以按現(xiàn)有技術(shù)中已 知的方式確定，例如基于A、噴射的燃料，及空氣流量的測量值確定。
如果確定碳罐22中的燃料含量低于閾值，則在204確定不執(zhí)行吹掃氣體式硫再 生動作?；蛘?，如果確定碳罐燃料含量水平低，則可以執(zhí)行如下所述的吹掃氣體式硫 再生動作，同時還允許燃料通過燃料噴射裝置11。
如果確定碳罐22中的燃料含量高于閾值，則在205確定是否控制燃料噴射裝置 11以便禁止燃料噴射。如果確定不控制燃料噴射裝置11以便禁止燃料噴射，則在206 確定不執(zhí)行吹掃氣體式硫再生動作。
如果確定控制燃料噴射裝置11以便禁止燃料噴射，則在207執(zhí)行吹掃氣體式硫 再生動作，本文中亦稱為吹掃氣體式排氣處理裝置再生，其中包括禁止點火裝置16 點火，及控制吹掃氣體供給鬧25以允許來自碳罐22的燃料進入進氣道4以便與空氣 混合。空氣和燃料通過一個或多個汽缸2和排氣道6傳輸。在這樣相對長的傳輸期間， 允許空氣和燃料很好地混合，以提供基本上均質(zhì)的混合氣。該混合氣到達催化轉(zhuǎn)化器 8,并在該處燃燒，以升高轉(zhuǎn)催化轉(zhuǎn)化器8的溫度從而去除積硫。
在吹掃氣體式硫再生動作期間，催化轉(zhuǎn)化器8的溫度由ECU 9以上述方式監(jiān)視。 如果在208催化轉(zhuǎn)化器溫度上升高于預定溫度限制值，則在209允許點火裝置16點 火以終止吹掃氣體式硫再生動作。因此，吹掃氣體供給閥25可以關(guān)閉或保持開啟。
在吹掃氣體式硫再生動作期間，加速器踏板17的設置由ECU 9監(jiān)視。如果在210 確定請求扭矩例如由于加速器踏板的搡作而高于預定閾值，則在209允許點火裝置 16點火以終止吹掃氣體式硫再生動作。根據(jù)一個實施例，請求扭矩的預定闊值為零。
或者，在發(fā)動機具有一個以上汽缸且燃料噴射可對每個汽缸單獨控制的情況下， 可以基于所確定的請求扭矩值，保持吹掃氣體供給閥25開啟，并僅在一個或部分汽 缸中允許點火及供給燃料。因此，可以繼續(xù)再生動作而同時提供請求扭矩。允許點火 和燃料噴射的汽缸的數(shù)量可以取決于請求扭矩的值。 如上所述，ECU 9適用于確定催化轉(zhuǎn)化器的硫中毒水平。因此，ECU 9可以適用 于在硫中毒水平已降低至預定水平時終止再生動作。因此，參考圖2，在吹掃氣體式 硫再生動作期間，在211確定催化轉(zhuǎn)化器的硫中毒水平。如果確定硫中毒水平已降低 至預定水平，則在209允許點火裝置16點火以終止吹掃氣體式硫再生動作。
同時，如果硫再生動作例如由于催化轉(zhuǎn)化器溫度上升高于預定溫度限制值，或由 于扭矩高于預定限制值而在209終止，則可以確定再生動作中斷處的硫中毒水平。因 此，一旦如上所述的情況允許這樣的繼續(xù)發(fā)生，再生動作就可以按適當?shù)姆绞?繼續(xù)"。
在上述方法中，在吹掃氣體式再生期間關(guān)閉燃料噴射?；蛘?，可以在吹掃氣體式 再生期間允許燃料噴射。因此，如果需要，可以用噴射的燃料補充吹掃氣體的供給， 以提供適合用于再生的混合氣。
現(xiàn)參考圖1和圖3。該方法包括控制節(jié)氣門10,以便在吹掃氣體式排氣處理裝置 再生期間控制催化轉(zhuǎn)化器8中的燃燒。ECU 9適用于以類似于上述確定碳罐22中的 燃料含量的方式確定吹掃氣體中的碳氫化合物含量?；诖祾邭怏w中的碳氫化合物含 量，控制節(jié)氣門，以便向催化轉(zhuǎn)化器提供可燃燒空燃混合氣。
參考圖3，其中氣體流動方向由箭頭F表示，節(jié)氣門IO還在再生期間用于控制
最高溫度在排氣處理裝置中的位置。通過控制節(jié)氣門10以提供相對小的空氣流量， 空燃混合氣將在催化轉(zhuǎn)化器8上游相對遠處燃燒。結(jié)果，催化轉(zhuǎn)化器中的溫度分布如 圖3中的曲線Tl所示將在上游相對遠處具有最大值。通過控制節(jié)氣門10以提供相對 大的空氣流量，空燃混合氣將在催化轉(zhuǎn)化器8下游較遠處燃燒。結(jié)果，取決于空氣流 量，催化轉(zhuǎn)化器中的溫度分布T2、 T3將在下游較遠處具有最大值。換句話說，增加 空氣流量可以將最高溫度向下游移動。
因此，在硫再生期間可以改變最高溫度的位置，進而可以獲得特別完全的再生， 因為可以確保溫度升高到足以用于去除整個催化轉(zhuǎn)化器中的積硫。
作為節(jié)氣門IO的替代或補充，空氣流量控制裝置可以包括用于一個或多個進氣 門(5)和/或一個或多個排氣門7的控制裝置(未示出)，該控制裝置的形式例如可 以為可變氣門正時(VVT)系統(tǒng)和/或凸輪廓線變換(CPS)系統(tǒng)。這樣的進氣門和/ 或排氣門控制裝置可以用作節(jié)氣門IO的替代或補充，用于在吹掃氣體式排氣處理裝 置再生期間控制催化轉(zhuǎn)化器8中的燃燒。
除適用于硫造成的排氣處理裝置中毒之外，本發(fā)明可同等地應用于其他物質(zhì)，如 磷造成的中毒。特別是，本發(fā)明可以使催化劑平均溫度保持較高，因此可以減少長期
的磷中毒。
權(quán)利要求
1.一種用于包括具有至少一個汽缸(2)的內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)中的排氣處理裝置(8)的方法，所述發(fā)動機系統(tǒng)還包括燃料存儲裝置(20)、燃料蒸汽保存器(22)，其特征在于，所述方法包括執(zhí)行吹掃氣體式排氣處理裝置再生(207)，其中包括允許來自燃料蒸汽保存器(22)的吹掃氣體進入汽缸(2)中的至少一個，及在至少一個允許吹掃氣體進入的汽缸(2)中禁止燃燒。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述禁止燃燒的步驟包括控制汽缸 (2)處的點火裝置(16)以禁止燃燒。
3. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機包括燃 料噴射裝置(ll),如果確定(205 )存在至少一個指示禁止燃料噴射的工況，則執(zhí) 行吹掃氣體式排氣處理裝置再生(207 )。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定(205 )至少一個指示禁止 燃料噴射的工況的存在的步驟包括，確定對應于或相關(guān)于所述發(fā)動機的請求扭矩的控 制參數(shù)值，及比較所確定的控制參數(shù)值與控制參數(shù)閾值，對至少一個指示禁止燃料噴 射的工況的存在的確定取決于所確定的控制參數(shù)值與所述控制參數(shù)閾值之間的比較。
5. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，包括估計燃料蒸汽 保存持器(22)中的燃料含量，及基于對燃料蒸汽保存器(22)中的燃料含量的估計， 確定是否執(zhí)行所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生。
6. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，包括在吹掃氣體式 排氣處理裝置再生(207 )期間確定(208 )排氣處理裝置(8)的溫度，且如果確定(208 )排氣處理裝置(8)的溫度高于預定溫度限制值，則終止(209 )吹掃氣體式 排氣處理裝置再生(207 )。
7. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，包括在吹掃氣體式 排氣處理裝置再生(207 )期間確定(210)對應于或相關(guān)于發(fā)動機的請求扭矩的控制 參數(shù)值，而吹掃氣體式排氣處理裝置再生(207 )取決于所述控制參數(shù)值的確定(210)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括確定所述控制參數(shù)值是否高于 預定閾值，且如果確定所述控制參數(shù)值高于所述預定閾值，則終止(209)吹掃氣體式排氣處理裝置再生(207 )。
9. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，包括控制空氣流量 控制裝置(10)，以便在吹掃氣體式排氣處理裝置再生(207 )期間控制排氣處理裝 置(8)中的燃燒。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制排氣處理裝置(8)中的 燃燒包括控制最高溫度在排氣處理裝置(8)中的位置或區(qū)域。
11. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，所述允許來自燃料 蒸汽保存器(22)的吹掃氣體進入汽缸(2)中的至少一個包括控制閥裝置(25), 以便允許來自燃料蒸汽保存器(22)的吹掃氣體到達所述發(fā)動機。
12. —種包括具有至少一個汽缸(2)的內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)，所述發(fā)動機 系統(tǒng)還包括排氣處理裝置(8)、燃料存儲裝置(20)、燃料蒸汽保存器(22)，及 適用于控制閥裝置(25)以便選擇性地允許來自燃料蒸汽保存器(22)的吹掃氣體到 達所述發(fā)動機的發(fā)動機控制單元(9),其特征在于，所述發(fā)動機控制單元(9)適用 于控制吹掃氣體式排氣處理裝置再生，所述發(fā)動機控制單元(9)適用于在所述吹掃 氣體式排氣處理裝置再生期間控制閥裝置(25)以便允許來自燃料蒸汽保存器(22) 的吹掃氣體進入汽缸(2)中的至少一個，及在所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生期 間，在至少一個允許吹掃氣體進入的汽缸(2)中禁止燃燒。
13. 如權(quán)利要求12所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機包括每個汽缸 (2)處的點火裝置(16),所述發(fā)動機控制單元(9)適用于在所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生期間控制點火裝置(16)以禁止點火，從而在允許吹掃氣體進入的汽缸 (2)中禁止燃燒。
14. 如權(quán)利要求12-13中的任何一個所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā) 動機包括可由發(fā)動機控制單元(9)控制的燃料噴射裝置(11)，發(fā)動機控制單元(9) 適用于如果確定存在至少一個指示禁止燃料噴射的工況，則允許吹掃氣體式排氣處理 裝置再生(207 )。
15. 如權(quán)利要求12-14中的任何一個所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā) 動機控制單元(9)適用于估計燃料蒸汽保存器(22)中的燃料含量，及基于對燃料 蒸汽保存器(22)中的燃料含量的估計，確定是否執(zhí)行所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生。
16. 如權(quán)利要求12-15中的任何一個所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā) 動機控制單元(9)適用于在所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生期間確定排氣處理裝 置(8)的溫度，且如果確定排氣處理裝置(8)的溫度高于預定溫度限制值，則終止 所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生。
17. 如權(quán)利要求12-16中的任何一個所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā) 動機控制單元(9)適用于在所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生期間確定對應于或相 關(guān)于發(fā)動機的請求扭矩的控制參數(shù)值，及取決于所述控制參數(shù)值的確定控制所述吹掃 氣體式排氣處理裝置再生。
18. 如權(quán)利要求17所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機控制單元(9) 適用于確定所述控制參數(shù)值是否高于預定閾值，且如果確定所述控制參數(shù)值高于所述 預定閾值，則終止所述吹掃氣體式排氣處理裝置再生。
19. 如權(quán)利要求12-18中的任何一個所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā) 動機包括可由發(fā)動機控制單元(9)控制的空氣流量控制裝置(10),所述發(fā)動機控 制單元(9)適用于控制所述空氣流量控制裝置(10),以便在所述吹掃氣體式排氣 處理裝置再生期間控制排氣處理裝置(8)中的燃燒。
20. 如權(quán)利要求19所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機控制單元(9) 適用于控制空氣流量控制裝置(10)，以便控制最高溫度在排氣處理裝置(8)中的 位置或區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供發(fā)動機系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)中的排氣處理裝置(8)的吹掃氣體式再生的方法。該發(fā)動機系統(tǒng)包括具有至少一個汽缸(2)的內(nèi)燃發(fā)動機。該發(fā)動機系統(tǒng)還包括排氣處理裝置(8)、燃料存儲裝置(20)、燃料蒸汽保存器(22)，及發(fā)動機控制單元，該發(fā)動機控制單元適用于控制閥裝置(25)以便選擇性地允許來自燃料蒸汽保存器(22)的吹掃氣體到達發(fā)動機。該方法包括執(zhí)行吹掃氣體式排氣處理裝置再生(207)，其中包括允許來自燃料蒸汽保存器(22)的吹掃氣體進入汽缸(2)中的至少一個，及在至少一個允許吹掃氣體進入的汽缸(2)中禁止燃燒。
文檔編號F01N3/025GK101205827SQ20071030082
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者安德斯·赫爾格·約翰森, 尼克拉斯·沃爾默, 約納斯·赫爾曼松 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司