[发明专利]改进催化后处理装置的预热

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月21日提交的英国专利申请号1616050.9、于2016年9月21日提交的印度专利申请号201641032221、以及于2016年9月23日提交的英国专利申请号1616185.3的优先权。上面引用的申请的全部内容出于所有目的通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本说明书总体上涉及具有内燃发动机的机动车辆的方法和系统，并且特别涉及具有将排气供应到后处理装置的发动机的机动车辆的催化排气后处理装置。

背景技术

通过使用排气后处理装置(如位于排气系统中的催化转化器)，可以减少来自内燃发动机的排气排放。

催化转化器的操作效率可以是与温度相关的，并且催化转化器或更精确，形成催化转化器的活性部分的催化剂砖可以在发生排气的有效转化之前达到最低温度(点燃/起燃温度)。该最低温度可以等于350℃至400℃范围内的温度。因此，在预热周期期间，在发动机冷启动之后，催化剂温度将低于该最低温度的时间有限。在该预热期间，自发动机离开的排气碳氢化合物排放可能很高，并且可能希望的是尽可能快地将催化剂加热至其最低有效工作温度(起燃温度)。

先前对于在冷启动之后迅速提高催化转化器的温度的尝试可以包括向发动机供应更多的燃料，这可以通过例如对发动机施加额外的负载的方式，例如通过对电池或其他能量储存设备进行再充电，这也将增加从发动机流出的排气的温度或将发动机怠速提高到人为的高水平。减少达到起燃温度所需时间的另一选项是刚好在进入后处理装置之前直接注射燃料或燃料直接进入后处理装置本身，燃料燃烧并且由此可以增加后处理装置中的温度。

然而，发明人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，上述加热操作包括低效的操作条件，因为在该操作模式下车辆的燃料消耗将很高，并且这种途径将导致不可接受的高燃料损失。

发明内容

本公开内容的目的是通过后处理装置的快速加热使催化排气后处理装置在发动机预热周期期间达到起燃所需的时间最小化，同时使任何相关的燃料损失最小化。

在一个示例中，上述问题可以通过一种排放控制系统来解决，所述排放控制系统具有电子控制器、电可控致动器、以及催化后处理装置，所述电可控致动器可操作以响应于来自所述电子控制器的控制输出，所述催化后处理装置被连接到来自发动机的排气出口，所述催化后处理装置包括限定了入口流动通道、出口流动通道、以及腔室的壳体，催化剂和位于所述催化剂上游的流动控制装置被定位在所述腔室中，所述流动控制装置包括将所述入口流动通道连结到所述催化剂的内部和外部排气流动通道、以及用于选择性地改变通过所述外部排气流动通道的排气流的流动调节装置，其中所述电可控致动器被连接到所述流动调节装置以限制流动通过所述外部排气流动通道的排气流，以在所述发动机的冷启动之后加速所述催化后处理装置的起燃。以这种方式，在发动机的冷启动期间催化剂的一部分可以被快速加热。

作为一个示例，所述流动调节装置包括可从第一位置旋转到第二位置的多个叶片和多个活瓣之一，在所述第一位置中基本上没有排气可以流动通过所述外部废气流动通道，在所述第二位置中对通过所述外部排气流动通道的排气流基本上没有限制。所述外部排气流动通道可以是环形排气流动通道。所述流动调节装置可以包括多个叶片，并且所述叶片可以围绕所述环形排气流动通道周向地间隔开。每一个所述叶片可以被安排成围绕相应枢转轴线旋转，所述枢转轴线从催化后处理装置的纵向轴线径向向外延伸。所述叶片可以通过连杆机构连结在一起，以便能够在第一与第二位置之间一致地移动。所述连杆机构可以具有用于将所述连杆机构连接到共同致动器的输入构件。所述电子控制器可以被安排成当希望加速所述催化后处理装置的起燃时将所述叶片移动到所述第一位置，并且当起燃已经发生时将所述叶片移动到所述第二位置。所述系统可以进一步包括排气温度传感器和排气排放传感器中的至少一个，以在起燃已经发生时向所述电子控制器提供指示。所述电可控致动器可以被连接到所述连杆机构的所述输入构件。根据本公开内容的第二方面，提供了一种具有根据本公开内容的所述第一方面构造的排放控制系统的机动车辆。根据本公开内容的第三方面，提供了一种用于减少催化后处理装置所需时间的方法，所述催化后处理装置形成根据本公开内容的所述第一方面构建的排放控制系统的一部分、经连接以接收来自发动机的排气以便达到起燃温度，其中所述方法包括确立发动机启动是否为发动机冷启动，并且如果所述启动是发动机冷启动，则使用所述电可控致动器来控制所述流动调节装置以限制通过所述外部流动通道的排气流，以便加速所述催化后处理装置的起燃。