[发明专利]通过排气背压的催化剂加热

说明书

技术领域

本公开涉及内燃发动机。

背景技术

位于发动机排气装置中的催化剂用于将燃烧期间产生的排放物转化成可释放到大气中的化合物。通常，这些催化剂在升高的排气温度下最有效地转化排放物，并且因此在发动机冷启动和暖机工况期间，当催化剂低于正常操作温度时，排放物可能溜过催化剂。快速加热催化剂的一种方法包括增加通过催化剂的排气的温度。

在美国专利申请公开2010/0005784中描述了增加排气温度的一种示例方法。在引用的参考中，位于发动机排气装置中的排气背压阀关闭以增加排气温度，以便执行催化剂的脱磺（desulfination）。

然而，本发明人在这里已认识到上述方法的几个问题。通过关闭排气背压阀增加排气背压可能增加用燃烧气体稀释汽缸充气，在一些条件下导致不稳定燃烧。此外，稀释的汽缸充气可能限制可应用的点火延迟量，因此限制了排气的温度增加。

发明内容

因此，至少部分地解决上述问题的一个实施例包括运行发动机的方法。该方法包括响应于部件温度关闭排气背压阀，响应于关闭排气背压阀调节进气门和/或排气门操作，从而减少汽缸内部排气再循环（EGR），以及当排气背压阀关闭时，如果指定的发动机运行参数保持恒定，则指示排气背压系统的退化。

以此方式，响应于部件温度（例如催化剂的温度低于阈值），通过经由排气背压阀节流排气，排气温度可以增加。此外，进气门和/或排气门正时可以被调节以减少排气残留物捕集在汽缸中，由此减少内部排气再循环（例如汽缸充气的稀释），并提高燃烧稳定性。在一些示例中，外部排气再循环也可以减少，从而进一步减少汽缸充气的稀释。排气背压阀的关闭也可以被限制于高燃烧稳定性工况，例如低湿度和低海拔，从而避免增加燃烧不稳定性。此外，排气背压系统的退化在气门运动期间可以被监测，同时仍保持燃烧稳定性。

在另一个实施例中，用于发动机的方法包括：在第一条件期间，以第一较高的点火延迟量和打开的排气背压阀运行发动机；以及在第二条件期间，以第二较低的点火延迟量和关闭的排气背压阀运行发动机；以及当排气背压阀关闭时，基于进气歧管压力的变化，指示排气背压系统的退化。

在另一个实施例中，第一条件包括在低于第一阈值的大气压下的运行，并且其中第二条件包括在高于第一阈值的大气压下的运行和催化剂温度低于第二阈值。

在另一个实施例中，第二条件进一步包括在怠速下的运行，并且其中基于进气歧管压力的变化指示排气背压系统的退化进一步包括，保持恒定的怠速，并且如果进气歧管压力不改变，则指示退化。

在另一个实施例中，该方法进一步包括：在第一条件期间，以第一数量的进气门和排气门重叠运行发动机；以及在第二条件期间，以第二数量的进气门和排气门重叠运行发动机。

在另一个实施例中，第二数量的进气门和排气门重叠包括进气门和排气门不重叠。

在另一个实施例中，该方法进一步包括：在第一条件期间，基于发动机转速和负载，调节EGR阀以提供所需的EGR量；以及在第二条件期间，关闭EGR阀。

在另一个实施例中，系统包括：发动机，其包括可变凸轮轴正时系统；催化剂，其位于发动机排气装置中；排气背压阀，其位于催化剂下游；以及控制器，其包括指令以便：当催化剂温度低于阈值时关闭排气背压阀；以及响应于排气背压阀的关闭，调节可变凸轮轴正时系统，以减少进气门和排气门重叠；并且基于曲轴加速度指示排气背压阀的退化。

在另一个实施例中，控制器包括指令，以便当排气背压阀关闭时，如果曲轴加速度不改变，则指示退化。

在另一个实施例中，控制器包括进一步的指令，以便响应于排气背压阀的关闭，提前点火正时。

在另一个实施例中，系统进一步包括EGR系统，从而引导排气到发动机的进气装置中，并且其中控制器包括进一步的指令，以便当排气背压阀关闭时，关闭EGR系统的EGR阀。

在另一个实施例中，控制器包括进一步的指令，以便如果催化剂的温度高于阈值，则打开排气背压阀。

在另一个实施例中，控制器包括调节可变凸轮轴正时系统以减少正的进气门和排气门重叠的指令。

在另一个实施例中，控制器包括进一步的指令，以便当排气背压阀打开时，如果曲轴加速度没有变化，则指示排气背压阀的退化。