CN102654084A - 基于燃料类型的起停催化剂加热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于燃料类型的起停催化剂加热系统。具体地，提供了一种起停系统，其包括确定供应至发动机的燃料的燃料类型的燃料类型模块。阈值模块基于燃料类型确定第一阈值。温度模块估计发动机的排气系统的催化剂的温度。比较模块将温度与第一阈值比较，并产生比较信号。功率模块基于比较信号调节至加热电路的功率。加热电路构造成提高催化剂的温度。当发动机关停时，功率模块调节至加热电路的功率，以便提高催化剂的温度。发动机控制模块关停和重新起动发动机，以减少发动机的空转时间。

Description

基于燃料类型的起停催化剂加热系统
技术领域
本发明涉及车辆排气系统，尤其涉及维持排气部件的活性温度的热管理系统。
背景技术
在此提供的背景说明是为了大体上介绍本发明的背景。当前署名的发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。
在内燃发动机（ICE）的燃烧循环期间，在ICE的气缸中提供空气/燃料混合物。空气/燃料混合物被压缩并燃烧，以提供输出扭矩。在燃烧之后，ICE的活塞迫使气缸中的废气通过排气阀开口离开并进入排气系统。废气可包含氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）以及碳氢化合物（HC）。取决于所燃烧的燃料的类型，废气还可包括甲烷（CH4）。例如，当燃烧乙醇C2H5OH时，产生CH4。
ICE的废气处理系统可包括一个或多个催化转化器，以减轻废气排放。作为示例，可使用四效催化转化器（FWC），以减少排气系统内的NOx、CO、HC和CH4。FWC将NOx转化成氮和氧，将CO转化成二氧化碳，并氧化HC和CH4以产生二氧化碳和水。
典型地，催化转化器不阻止甲烷气体的通过，直到被加热至高于或等于例如600℃的温度。在低于600℃的温度时，甲烷气体可在没有转化的情况下通过催化转化器。这可发生在例如发动机的冷起动期间。结果是，在催化转化器的温度低于甲烷的最低活性转化温度时，催化转化器对转化甲烷不起作用和/或提供最低限度的甲烷减排。
发明内容
该部分提供了本发明的总的小结，而不是对本发明全部范围或者其所有特征的详尽公开。
提供了一种起停系统，该起停系统包括燃料类型模块，该燃料类型模块确定供应至发动机的燃料的燃料类型。阈值模块基于燃料类型确定第一阈值。温度模块估计发动机排气系统的催化剂的温度。比较模块将温度与第一阈值比较，并产生比较信号。功率模块基于比较信号调节至加热电路的功率。加热电路构造成提高催化剂的温度。当发动机关停时，功率模块调节至加热电路的功率，以便提高催化剂的温度。发动机控制模块关停和重新起动发动机，以减小发动机的空转时间。
在其他特征中，提供了一种热控制方法，该热控制方法包括确定供应至起停系统的发动机的燃料的燃料类型。基于燃料类型确定第一阈值。估计发动机排气系统的催化剂的温度。基于温度与第一阈值之间的比较产生比较信号。基于比较信号并且当发动机关停时，调节至加热电路的功率。加热电路构造成提高催化剂的温度。关停和重新起动发动机，以缩短发动机的空转时间。
本发明还包括以下方案：
1. 一种起停系统，包括：
燃料类型模块，所述燃料类型模块确定供应至发动机的燃料的燃料类型；
阈值模块，所述阈值模块基于所述燃料类型确定第一阈值；
温度模块，所述温度模块估计所述发动机的排气系统的催化剂的温度；
比较模块，所述比较模块将所述温度与所述第一阈值比较，并产生比较信号；
功率模块，所述功率模块基于所述比较信号调节至加热电路的功率，其中所述加热电路构造成提高所述催化剂的温度，并且其中当所述发动机关停时，所述功率模块调节至所述加热电路的功率，以便提高所述催化剂的温度；以及
发动机控制模块，所述发动机控制模块关停和重新起动所述发动机，以减少所述发动机的空转时间。
2. 根据方案1所述的起停系统，其中：
在所述发动机控制模块关停所述发动机之后并且在所述发动机控制模块重新起动所述发动机之前，所述功率模块提高至所述加热电路的功率；以及
当所述发动机关闭并且所述起停系统运行时，所述功率模块提高至所述加热电路的功率。
3. 根据方案2所述的起停系统，其中所述功率控制模块响应于钥匙接通请求来提高至所述加热电路的功率。
4. 根据方案1所述的起停系统，其中所述功率模块：
当燃烧第一燃料时，在所述发动机的起动之前将所述催化剂预热到至少所述第一阈值；以及
当燃烧第二燃料时，在所述发动机的起动之前将所述催化剂预热到至少第二阈值。
5. 根据方案4所述的起停系统，其中所述功率模块基于环境温度设定所述第二阈值。
6. 根据方案1所述的起停系统，还包括变速器监测模块，所述变速器监测模块基于变速器是否处在倒车档和行车档的一个中来产生变速器信号，
其中所述功率模块基于所述变速器信号在所述发动机的起动之前预热所述催化剂。
7. 根据方案1所述的起停系统，还包括冷起动模块，所述冷起动模块基于是否要起动所述发动机和所述发动机的温度是否低于预定温度来产生冷起动信号，
其中所述功率模块基于所述冷起动信号在所述发动机的起动之前预热所述催化剂。
8. 根据方案1所述的起停系统，其中所述燃料类型模块基于来自燃料传感器的燃料信号和来自氧传感器的氧信号中的至少一个来估计所述燃料类型。
9. 根据方案1所述的起停系统，还包括：
变速器监测模块，所述变速器监测模块基于变速器是否处在倒车档和行车档的一个中来产生变速器信号；以及
催化剂温度控制模块，所述催化剂温度控制模块基于所述变速器信号，通过产生空燃比请求信号来以浓燃的空燃比操作所述发动机，从而调节所述催化剂的温度。
10. 根据方案9所述的起停系统，其中当所述变速器处在所述倒车档和所述行车档的一个中时，所述催化剂温度控制模块通过产生所述空燃比请求信号来提高所述催化剂的温度。
11. 根据方案9所述的起停系统，其中所述催化剂温度控制模块基于所述变速器信号产生火花请求信号和空气泵信号中的至少一个，以提高所述催化剂的温度。
12. 一种热控制方法，包括：
确定供应至起停系统的发动机的燃料的燃料类型；
基于所述燃料类型确定第一阈值；
估计所述发动机的排气系统的催化剂的温度；
基于所述温度与所述第一阈值之间的比较产生比较信号；
基于所述比较信号并且当所述发动机关停时调节至加热电路的功率，以提高所述催化剂的温度，其中所述加热电路构造成提高所述催化剂的温度；以及
关停和重新起动所述发动机，以减少所述发动机的空转时间。
13. 根据方案12所述的热控制方法，还包括：
在所述发动机的关停之后并在所述发动机的重新起动之前提高至所述加热电路的功率；以及
当所述发动机关闭并且所述起停系统运行时，提高至所述加热电路的功率。
14. 根据方案13所述的热控制方法，其中响应于钥匙接通请求来提高至所述加热电路的功率。
15. 根据方案12所述的热控制方法，还包括：
当燃烧第一燃料时，在所述发动机的起动之前将所述催化剂预热到至少所述第一阈值；以及
当燃烧第二燃料时，在所述发动机的起动之前将所述催化剂预热到至少第二阈值。
16. 根据方案15所述的热控制方法，还包括基于环境温度设定所述第二阈值。
17. 根据方案12所述的热控制方法，还包括：
基于变速器是否处在倒车档和行车档的一个中来产生变速器信号；以及
基于所述变速器信号在所述发动机的起动之前预热所述催化剂。
18. 根据方案12所述的热控制方法，还包括：
基于是否要起动所述发动机和所述发动机的温度是否低于预定温度来产生冷起动信号；以及
基于所述冷起动信号在所述发动机的起动之前预热所述催化剂。
19. 根据方案12所述的热控制方法，其中基于来自燃料传感器的燃料信号和来自氧传感器的氧信号中的至少一个来估计所述燃料类型。
20. 根据方案12所述的热控制方法，还包括：
基于变速器是否处在倒车档和行车档的一个中来产生变速器信号；以及
基于所述变速器信号，通过产生火花请求信号和空气泵信号中的至少一个以及空燃比请求信号来以浓燃的空燃比操作所述发动机，从而调节所述催化剂的温度，
其中当所述变速器处在所述倒车档和所述行车档的一个中时，通过产生所述火花请求信号和所述空气泵信号中的至少一个以及所述空燃比请求信号来提高所述催化剂的温度。
适用性的其它领域通过在此提供的说明将变得明显。在该发明内容中的说明和具体示例仅旨在用于例示目的，而旨在限制本发明的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于对所选实施例而非所有可能实现的例示目的，且不旨在限制本发明的范围。
图1是结合了根据本发明的热管理系统的发动机系统的功能框图；
图2是图1的热管理系统的功能框图；
图3是结合了根据本发明的热控制模块的发动机控制模块的功能框图；以及
图4是根据本发明的热控制方法的逻辑流程图。
具体实施方式
以下说明本质上仅是说明性的，并且决不旨在限制本发明、其应用或使用。为了清楚，相同的附图标记在附图中用于标识相似的元件。如在此所使用地，短语“A、B、和C中的至少一个”应解释为表示利用了非排它性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应理解的是，在不改变本发明原理的情况下，可以不同的顺序执行方法内的步骤。
如在此所使用地，术语“模块”可指的是以下各项中的一部分或者可以包括以下各项：专用集成电路（ASIC）；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的（共用、专用、或组）处理器；提供所述功能性的其他合适部件；或以上各项的一些或全部的组合，例如在片上系统中。术语“模块”可包括存储由处理器执行的代码的（共用、专用、或组）存储器。
如以上所使用地，术语“代码”可包括软件、固件和/或微码，并且可指的是程序、例程、函数、类和/或对象。如以上所使用地，术语“共用”意指可利用单个（共用）处理器执行来自多个模块的一些或所有代码。另外，来自多个模块的一些或所有代码可由单个（共用）存储器存储。如以上所使用地，术语“组”意指可利用一组处理器执行来自单个模块的一些或所有代码。另外，可利用一组存储器存储来自单个模块的一些或所有代码。
在此描述的设备和方法可通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序实现。计算机程序包括存储在非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行的指令。计算机程序还可包括存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储器、磁存储器和光存储器。
在此使用的术语仅为了描述特定示例性实施例，且不旨在是限制性的。如在此所使用地，除非上下文以另外的方式清楚地指示，否则措词“一”、“一个”以及“该”可以被认为也包含“多个”的情况。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”都是包括性的，并且因此详细说明了所声明的特征、任务、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、任务、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或附加。除非明确地确定为执行的顺序，否则在此描述的方法的步骤、过程和操作不应理解为一定需要它们按所讨论或例示的特定顺序来执行。还应理解的是，可采用附加的或替代的步骤。
尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等等在此可用于描述各种元件、部件和/或装置，但这些元件、部件和/或装置不应受这些术语限制。这些术语可仅用于使一个元件、部件或装置区别于另一元件、部件或装置。除非由上下文清楚地指示，否则诸如“第一”、“第二”及其他数值项之类的术语在用于本文中时并不暗含有序列或顺序的含义。因此，以下讨论的第一元件、部件或装置在不偏离示例的实施例的教导的情况下可被称为第二元件、部件或装置。
在图1和图2中，示出了发动机系统10和热管理系统12。发动机系统10可以是混合动力电动车辆系统、起停车辆系统（例如12伏起停系统）、低排放车辆系统，等等。起停系统（或起-停系统）自动地关停和重新起动内燃发动机（例如发动机14），以减少发动机花费于空转的时间量，从而改善了燃料经济性并降低了排放。
发动机系统10包括热管理系统12和具有排气系统16的发动机14。排气系统16包括靠近耦接的四效催化转化器（CC FWC）18和底盘下FWC 20。热管理系统12将至少CC FWC 18的温度提高并维持成高于甲烷的最低转化温度（例如600℃），和/或将CC FWC 18的活性体积提高并维持成高于预定的转化阈值。活性体积指的是CC FWC 18中为活性（即，处在高于最低转化温度的温度）的部分或体积。预定的转化阈值指的是CC FWC18至少使由发动机产生的甲烷的预定百分比得到转化的活性体积。
尽管发动机系统10显示为火花点火直喷式发动机，但是发动机系统10仅作为示例被提供。热管理系统12可实施在各种其他的发动机系统上，诸如分层燃烧（stratified）发动机系统、端口燃料喷射系统、均质充气压燃式（HCCI）发动机系统，等等。分层燃烧发动机系统可指的是燃料在进入发动机的气缸时被点燃的直喷式发动机系统。
发动机系统10包括发动机14，其燃烧空气与燃料（空气/燃料）混合物，以产生驱动扭矩。空气通过空气滤清器20进入发动机14。空气经过空气滤清器20，并可被吸入涡轮增压器22。涡轮增压器22在被包括时压缩新鲜空气。压缩越大，则发动机14的输出越大。当包括有空气冷却器24时，压缩空气在进入进气歧管26之前还通过空气冷却器24。
进气歧管26内的空气被分配到气缸28中。燃料由燃料喷射器30喷射到气缸28中，燃料喷射器30是燃料喷射系统31的一部分。燃料可以是各种类型，并且可以是混合物。燃料类型例如可包括醇基燃料（例如甲醇和乙醇）、汽油（汽油燃料）、或它们的混合物（诸如E85（灵活燃料））。发动机14可接收单一燃料类型、多种燃料类型、和/或不同燃料类型的混合物。例如，燃料喷射系统31可包括多个燃料箱（未示出）；每个燃料箱可具有不同的燃料类型和/或燃料混合物。燃料喷射系统31可向发动机14选择性地提供燃料类型和/或混合物中的一种或多种。可经由燃料管线34上的燃料传感器32检测和/或基于来自氧传感器36的氧信号O2估计向发动机14提供的燃料类型。
火花塞38点燃气缸28中的空气/燃料混合物。空气/燃料混合物的燃烧产生排气。排气离开气缸28进入排气系统16。
热管理系统12包括发动机14、排气系统16和具有热控制模块41的发动机控制模块（ECM）40。排气系统16包括CC FWC 18、燃料传感器32、氧传感器36、ECM 40、排气歧管42、催化剂加热电路44和空气泵46。在示出的示例中，排气系统16按以下顺序包括：排气歧管42、第一排气导管124、第二排气导管126、CC FWC 18、第三排气导管128、底盘下FWC 20、以及第四排气导管132。空气泵46连接至排气歧管42。氧传感器36在空气泵46上游连接至排气歧管42。
作为示例，CC FWC 18可减少氮氧化物NOx，并使一氧化碳（CO）、未燃烧的碳氢化合物（HC）、甲烷以及挥发性有机化合物氧化。CC FWC 18基于排气系统16中燃烧后的空气/燃料比使排气氧化。氧化量提高了排气的温度。
CC FWC 18包括电加热式催化剂（EHC）48和非EHC 50（非电加热式催化剂）。经由催化剂加热电路44来主动地加热EHC 48。通过相邻的热传递和/或经由发动机14的燃料增浓和到排气系统16中的二次空气喷射（SAI），被动地加热非EHC 50。EHC 48和非EHC 50可指的是单一催化剂的不同部分，或者可以是不同的相邻催化剂。仅举例来说，EHC 48可近似具有CC FWC 18的总催化剂质量的20%。非EHC50可近似具有总催化剂质量的70-80%。非EHC 50可由于来自EHC 48的相邻热传递从而在温度方面提高。EHC 48从催化剂加热电路44接收选择的电流和/或选择的电压。电加热EHC 48而不是非EHC50允许EHC 48至少到最低转化温度的快速启用。
催化剂加热电路44包括一个或多个端子。在示出的示例中，提供了两个端子；电源端子52和接地或返回端子54。在示出的示例中，EHC 48可用作端子52、54之间的电阻元件，并可从电源端子52接收电流。在向电源端子52供应电流时，EHC 48的温度提高。当发动机14停用（即，关闭）时，这允许EHC 48在温度方面提高。当禁止燃料和火花（即点火系统）和/或发动机转速为0时，发动机14停用。当发动机14停用时，EHC 48可提高到至少最低转化温度。
可任选地，EGR阀（未示出）将一部分排气再循环回到进气歧管26中。排气的其余部分则被引导到涡轮增压器22中，以驱动涡轮。涡轮有助于对从空气滤清器20接收的新鲜空气进行压缩。排气从涡轮增压器22流向CC FWC 18。
热管理系统12和排气系统16如由ECM 40的热控制模块41控制的那样可以以温度维持模式、预热模式、催化剂加热模式和正常操作模式来操作。温度维持模式指的是将至少EHC 48和/或CC FWC 18的温度维持在或维持成高于最低转化温度，和/或将EHC 48和/或CC FWC 18的活性体积维持在或维持成大于甲烷的预定转化阈值。在温度维持模式期间，可启动催化剂加热电路44，将催化剂加热电路44维持在运行状态，和/或使催化剂加热电路44循环地运行（ON）和关闭（OFF）。ECM 40在催化剂加热模式期间控制供应至端子52、54的电流和电压以及EHC 48的加热时间。
预热模式包括：在发动机14停用时启动催化剂加热电路44，以至少提高EHC 48的温度。将至少EHC 48和/或CC FWC 18的温度提高到至少最低转化温度，和/或直到EHC 48和/或CC FWC 18的活性体积大于或等于关于甲烷的预定转化阈值。
催化剂加热模式包括起动发动机14并加热EHC 48、非EHC 50和/或底盘下FWC 20。EHC 48、非EHC 50和/或底盘下FWC 20可被加热到至少最低转化温度，和/或直到EHC 48、非EHC 50和/或底盘下FWC 20的活性体积大于或等于相应的关于甲烷的预定转化阈值。在催化剂加热模式期间，热控制模块41可延迟发动机14的火花，以浓燃的空气/燃料比操作发动机14和/或增加流入排气系统16的空气量。
浓燃的空气/燃料比是低于化学计量比的比率。例如，发动机14在先前状态期间可以化学计量比（例如14.7:1）操作，然后在当前状态（或者在先前状态之后的状态）期间以浓燃的空气/燃料比（例如低于14.7:1）操作。在催化剂加热模式期间，可增加到发动机14的燃料流量和/或可降低发动机14的空气流率，从而使得发动机14的空气/燃料比降低。
热控制模块41可通过启动空气泵46来提高排气系统16中的空气流量，以将环境空气喷射到排气系统16中。环境空气在CC FWC 18上游被喷射排气系统16中。
正常操作模式指的是当发动机14启动时，催化剂加热电路44关闭并且EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20对于甲烷而言都是活性的。当EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20的温度高于或等于最低转化温度和/或它们的活性体积大于或等于关于甲烷的相应的预定转化阈值时，则它们对于甲烷而言都是活性的。
发动机10还可包括混合动力控制模块（HCM）60和一个或多个电动机62。如所示，HCM 60可以是ECM 40的一部分或者可以是独立的控制模块。HCM 60控制电动机62的操作。电动机62可补充和/或替代发动机14的功率输出。电动机62可用于调节发动机14的转速（即发动机14的曲轴66的旋转速度）。
ECM 40和/或HCM 60可控制电动机62的操作。电动机62可经由皮带/带轮系统、经由变速器、一个或多个离合器、和/或经由其他机械连接装置连接至发动机14。电动机62可补充和/或替代发动机14的功率输出。电动机62可用于调节发动机14的转速（即发动机14的曲轴66的旋转速度）。
ECM 40和热控制模块41可基于传感器信息来控制发动机系统10、热管理系统12和排气系统16的操作。可经由传感器直接获得和/或经由存储在存储器70中的算法、模型和/或表格间接获得传感器信息。示出了用于确定排气流量水平、排气温度水平、排气压力水平、催化剂温度、氧含量、进气流率、进气压力、进气温度、车速、发动机转速、EGR等的一些示例传感器180。示出了排气流量传感器182、排气温度传感器183、排气压力传感器185、催化剂温度传感器186、环境温度传感器187、氧传感器188、发动机温度传感器189、EGR传感器190、进气流量传感器192、进气压力传感器194、进气温度传感器196、车速传感器198和发动机转速传感器199。发动机温度传感器189例如可以是冷却剂温度传感器和/或油温传感器。
第一排气流量、压力和/或温度传感器200可连接至第二排气导管126并且位于CC FWC 18上游。第二排气流量、压力和/或温度传感器202可在CC FWC 18下游连接至第三排气导管128。第一催化剂温度传感器204可连接至CC FWC 18。第三排气流量、压力和/或温度传感器206可在底盘下FWC 20下游连接至第四排气导管132。第二催化剂温度传感器108可连接至底盘下FWC 20。ECM 40和热控制模块41可基于来自传感器32、36、180和200-208的信息来控制热管理系统12和发动机14的操作。
现在还参考图3，其示出了包括热控制模块41的ECM 40。热控制模块41包括变速器监测模块210、冷起动模块212、燃料类型电路214和催化剂温度控制模块216。变速器监测模块210监测连接至发动机14的变速器218的状态（例如，倒车档（R）、空档（N）、行车档（D1、D2））。变速器的状态由第一变速器信号TRANS（219）指示。变速器监测模块210确定变速器218何时以倒车档或行车档接合，并且经由第二变速器信号GEAR（220）指示该信息。
冷起动模块212确定发动机14何时起动并具有低于预定温度的温度。冷起动模块212可基于由ECM 40产生的起动请求来确定是否起动发动机14。起动请求可以是用户和/或系统产生的请求。可基于钥匙接通事件（例如，锁芯的旋转，或者车辆起动开关到起动位置的致动）产生基于用户的起动请求。钥匙接通事件例如可由钥匙信号KEY（222）指示。例如，可由起停系统或混合动力系统来产生基于系统的起动请求，以起动发动机14。可基于来自发动机温度传感器189的信号（例如发动机温度信号Teng（223））确定发动机温度。冷起动模块212产生冷起动信号CS（224），其指示是否发生了冷起动。
燃料类型电路214包括燃料类型模块226和阈值确定模块228。燃料类型模块226确定向发动机14提供的燃料的类型。可基于来自燃料传感器32的燃料传感器信号SFUEL（230）确定和/或基于来自氧传感器36的氧信号O2（232）估计燃料类型。燃料类型模块226产生指示燃料类型的燃料类型信号TYPE（234）。阈值确定模块228基于由燃料类型信号TYPE指示的燃料类型来确定一个或多个温度和活性体积阈值。燃料类型模块226可在存储于存储器70中的一个或多个阈值表236中查找阈值，并产生阈值信号TTHR（237）。
催化剂温度控制模块216控制EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和底盘下FWC 20的温度。催化剂温度控制模块216包括温度监测模块240、催化剂比较模块242、模式选择模块244和EHC功率模块246。温度监测模块240监测、估计和/或确定排气系统16的温度，包括EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和底盘下FWC 20的温度。
温度监测模块240可确定EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下（underfloor）FWC 20相应的操作和/或平均温度和/或活性体积。可基于向EHC 48提供的电流、电压和/或功率来估计EHC 48的温度。可基于来自传感器200-208的信号T1-T5（250-254）、存储在存储器70中的算法和/或系统模型来确定EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20的温度。温度监测模块240产生指示相应的温度和活性体积的催化剂温度信号TC（256）和活性体积信号AV（258）。活性体积指的是EHC48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20中处于活性（即，具有高于甲烷转化温度的温度）的体积。
作为示例，温度监测模块240可利用第一热模型并基于发动机参数和/或排气温度来估计CC FWC 18的温度和/或活性体积，以下关于方程1和方程2描述了所述发动机参数和/或排气温度中的一些。第一热模型可包括诸如方程1和方程2之类的方程。
Figure 929954DEST_PATH_IMAGE001
Figure 647374DEST_PATH_IMAGE002
FCCRate是通过CC FWC 18的排气流率，其可以是供应至气缸28的质量空气流量和燃料量的函数。质量空气流量可由诸如进气流量传感器92之类的质量空气流量传感器确定。SENG为发动机14的转速（即发动机14的曲轴的旋转速度）。DC为发动机的工作循环（duty cycle）。CCMass为CC FWC 18的质量。CCIMP为CC FWC 18的电阻或阻抗。ERunTime是发动机14启动（运转）的时间。ELoad是发动机14当前的负载。TEXH可指的是排气系统16的温度，并且可基于传感器200-208中的一个或多个。Tamb为环境温度。CAM是发动机14的凸轮定相。SPK为火花正时。CC FWC 18的温度和/或活性体积可基于在方程1和方程2中提供的发动机系统参数中的一个或多个和/或其他发动机系统参数。类似的方程可用于确定EHC 48、非EHC 50和/或底盘下FWC 20的温度和活性体积。
催化剂比较模块242基于阈值信号TTHR确定EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20对于甲烷是否为活性的。催化剂比较模块242将由温度信号TC指示的温度与由阈值信号TTHR指示的温度阈值比较。催化剂比较模块242还可以或者替代性地将由活性体积信号AV指示的活性体积与由阈值信号TTHR指示的活性体积阈值比较。
催化剂比较模块242产生比较信号C1（260），其指示了由温度信号TC指示的温度是否高于相应的温度阈值和/或由活性体积信号AV指示的活性体积是否大于相应的活性体积阈值。在一个实现中，并且作为示例，催化剂比较模块242确定EHC 48的温度是否高于用于转化甲烷的预定温度阈值。
模式选择模块244确定发动机系统10、热管理系统12和/或排气系统16的操作模式。可基于第二变速器信号GEAR、冷起动信号CS和/或比较信号C1来选择模式。模式经由模式信号MODE（262）指示，并且可以是温度维持模式、预热模式、催化剂加热模式和正常操作模式中的一种。
EHC功率模块246基于比较信号C1和模式信号MODE调节和/或维持排气系统16的温度。EHC功率模块246产生各种信号，下面关于图4来描述所述各种信号。
ECM 40和/或热控制模块41还可包括空气/燃料比控制模块266和火花控制模块268。空气/燃料比控制模块266包括空气控制模块270和燃料控制模块272。空气控制模块270控制到气缸28的空气流量。燃料控制模块272控制到气缸28的燃料。火花控制模块268控制气缸28的火花正时。模块266、268、270、272可基于由EHC功率模块246产生的各种信号来操作。
空气控制模块270产生空气控制信号THR（274），其可被提供至节气门致动器模块276，以控制节气门板的位置和调节供应至气缸28的空气量。改变发动机参数的每个系统可称为接收致动器值的致动器。例如，节气门致动器模块276可称为致动器，而节气门开口面积可称为致动器值。节气门致动器模块276可通过调节节流阀的叶片的角度得到节气门开口面积。节气门致动器模块276可利用一个或多个节气门位置传感器（未示出）监测节流阀的位置。空气控制模块270可向节气门致动器模块276输出期望的面积信号。节气门致动器模块276于是调节节流阀，以产生期望的节气门面积。
燃料控制模块272产生燃料控制信号FUEL（278），其可被提供至燃料致动器模块280，以调节供应至气缸28的燃料量。燃料致动器模块280可控制燃料喷射器30的操作。火花控制模块268可产生火花控制（或正时）信号SPARK（282），其可被提供至火花致动器模块284。火花致动器模块284可称为致动器，而对应的致动器值例如可以是相对于气缸TDC或气缸当前的火花时间的火花延迟量。火花致动器模块284控制火花塞32的操作。
关于图4的方法来进一步描述图3的模块的操作。可利用许多方法操作热管理系统12，图4的方法则提供了一种示例的方法。在图4中，示出了热控制方法。尽管主要关于图1-3的实现来描述以下的任务，但这些任务可容易地修改，以便适用于本发明其他的实现。这些任务可被反复地执行。该方法可开始于300。
在302处，产生传感器信号。例如，传感器（燃料传感器、氧传感器）32、36、180和200-208可产生相应的传感器信号。
在304处，冷起动模块212确定是否如上所述的那样发生了冷起动。冷起动模块212可基于在302处产生的传感器信号中的一个或多个来产生冷起动信号CS。当未发生冷起动时，执行任务306，并且模式选择模块244产生模式信号MODE，以指示正常操作模式下的操作。当发生冷起动时，执行任务308。在发生下述情况时可以不执行冷启动，所述情况为例如：当发动机14启动（即，处于运行，或者燃料和火花都使能并且发动机转速大于0）时；当发动机14的温度高于预定温度时；当已产生钥匙接通请求时；当催化剂加热电路44停用，排气系统16的温度高于相应的甲烷转化温度时；和/或当排气系统16的活性体积大于相应的预定转化阈值时。
在306处，发动机系统10、热管理系统12和排气系统16以正常操作模式操作。催化剂加热电路44停用。热控制模块41在以正常操作模式操作的同时可返回到任务302。
在308处，燃料类型模块226确定燃料类型，并产生燃料类型信号TYPE。在309处，阈值确定模块228基于燃料类型确定温度阈值和/或活性体积阈值。
在310处，变速器监测模块210确定变速器216是否处在倒车档或行车档中。变速器监测模块210产生第二变速器信号GEAR，以指示该信息。当第二变速器信号GEAR指示变速器218处在倒车档或行车档中时，执行任务312，并且模式选择模块244产生模式信号MODE，以指示以催化剂加热模式操作。当变速器218不处在倒车档或行车档中（例如处在空档中）时，执行任务316。
在312处，起动发动机14，并且EHC功率模块246产生信号，以提高CC FWC 18和底盘下FWC 20的温度。可基于在308处确定的燃料类型和/或在309处确定的阈值来产生信号。催化剂温度控制模块216和/或EHC功率模块246可产生空气泵信号AIR（311）、空气/燃料请求信号RICH（313）和/或火花请求信号RET（315），以提高进入排气系统16的空气流量，降低发动机14的空气/燃料比和/或延迟发动机的火花。可产生空气/燃料请求信号RICH，以提供比当前的空气/燃料比浓燃的空气/燃料比和/或提供浓燃的空气/燃料比。浓燃的空气/燃料比可指的是低于化学计量的空气/燃料比（例如14.7:1）的空气/燃料比。浓燃的发动机操作提高了发动机操作温度，这又提高了催化剂的温度。
空气泵信号AIR可被提供至空气泵46。空气/燃料请求信号RICH可被提供至空气/燃料比控制模块266。可基于空气/燃料请求信号RICH产生空气控制信号THR和燃料控制信号FUEL。火花请求信号RET可被提供至火花控制模块268。可基于火花请求信号RET产生火花控制信号SPARK。热控制模块41在以催化剂加热模式操作的同时可返回到任务302。
在316处，比较模块242确定由温度信号TC指示的温度是否低于由阈值信号TTHR指示的温度阈值。比较模块242还可以或者替代性地确定由活性体积信号AV指示的活性体积是否小于由阈值信号TTHR指示的相应的活性体积阈值。当温度中的一个或多个低于温度阈值和/或活性体积中的一个或多个小于相应的活性体积阈值时，可执行任务318。
在一个实现中，比较模块242确定EHC 48的温度TEHC是否低于用于甲烷转化的预定阈值TMET。当温度TEHC低于预定阈值TMET时，执行任务318，否则执行任务320。这由判定块316示出。作为示例，预定阈值TMET可被设定成：当燃烧醇基燃料（诸如甲醇或乙醇）时比当燃烧汽油时高。为了在起动发动机14之前有效地绕过预热和/或提高EHC 48的温度，可将预定阈值TMET设定为环境温度，如由环境温度传感器187所指示地。这例如可当燃烧汽油时加以实现。
当执行任务318时，模式选择模块244产生指示了在预热模式下的操作的模式信号MODE。当执行任务320时，模式选择模块244产生指示了在温度维持模式下的操作的模式信号MODE。
在318处，执行预热模式，包括预热EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和底盘下FWC 20中的一个或多个。在一个实现中，经由催化剂加热电路44加热EHC 48。基于在308处确定的燃料类型和/或在309处确定的阈值，可启动催化剂加热电路44，并且可设定催化剂加热电路44的电流、电压和/或功率。
EHC功率模块246基于燃料类型和/或由阈值信号TTHR指示的阈值来产生功率信号POWER（319）。功率信号POWER可被提供至催化剂加热电路44，以控制EHC 48的加热。作为示例，与汽油相反，当燃烧E85燃料时可向催化剂加热电路44提供更多的功率。发动机在预热模式期间停用。热控制模块41在以预热模式操作的同时可返回到任务302。
在320处，执行温度维持模式，以维持EHC 48、非EHC 50、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20的温度。这可以包括调节催化剂加热电路44的电流、电压和/或功率，以维持EHC 48的温度。基于在308处确定的燃料类型和/或在309处确定的阈值调节催化剂加热电路44的操作。EHC功率模块246基于燃料类型和/或阈值产生和/或调节到催化剂加热电路44的功率信号POWER。在一个实现中，将EHC 48的温度维持在高于或等于用于转化甲烷的预定温度的温度。热控制模块41在以温度保持模式操作的同时可返回到任务302。
上述任务应是说明性的示例；这些任务取决于应用可以顺次、同步、同时、连续、在重叠的时间段期间、或者以不同的顺序执行。还有，以上任务的数字标记不一定是按照这些任务被执行的顺序。例如，可在任务318和/或任务320之后执行任务310，以进一步提高EHC、非EHC、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20的温度。可在任务318之后执行任务320，以维持EHC、非EHC、CC FWC 18和/或底盘下FWC 20的温度。可在执行发动机12的冷起动之前执行任务312-320。
EHC功率模块246可在ECM 40关停发动机14之后并在ECM 40重新起动发动机14之前（例如在任务318和320处）调节和/或提高至催化剂加热电路44的功率。这可在发动机系统10为起停系统时发生。当发动机14关闭并且起停系统运行时，EHC功率模块246可调节和/或提高至催化剂加热电路44的功率。起停系统可在钥匙接通事件之后和/或当锁芯和/或车辆起动开关处在开启位置时运行。
上述实现改善了起动/停止发动机系统的减排，包括甲烷排放的减少。通过在预热排气系统的催化剂时考虑到所使用的燃料类型，这些实现限制了对电池寿命的影响。根据燃料类型来调节由电池供应至加热电路和/或空气泵的电流。当发动机关闭然后在冷起动期间，可较快速地加热催化剂。在冷起动期间引导来自发动机的排气穿过催化剂，这可能降低催化剂的温度。为此，通过在起动发动机之前预热催化剂，消耗较低的功率。
为了例证和说明，已提供了对实施例的前述说明。所述说明并不旨在是无遗漏的，也不旨在限制本发明。即使未明确示出或描述，但是特定实施例的单独元件或特征一般不局限于该特定实施例，而是在可适用的情况下可互换，并且可用于选定的实施例。所述单独的元件和特征还可以许多方式改变。这样的变化不被认为是相对于本发明的偏离，并且所有这样的修改都被认为被包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种起停系统，包括：
燃料类型模块，所述燃料类型模块确定供应至发动机的燃料的燃料类型；
阈值模块，所述阈值模块基于所述燃料类型确定第一阈值；
温度模块，所述温度模块估计所述发动机的排气系统的催化剂的温度；
比较模块，所述比较模块将所述温度与所述第一阈值比较，并产生比较信号；
功率模块，所述功率模块基于所述比较信号调节至加热电路的功率，其中所述加热电路构造成提高所述催化剂的温度，并且其中当所述发动机关停时，所述功率模块调节至所述加热电路的功率，以便提高所述催化剂的温度；以及
发动机控制模块，所述发动机控制模块关停和重新起动所述发动机，以减少所述发动机的空转时间。
2.根据权利要求1所述的起停系统，其中：
在所述发动机控制模块关停所述发动机之后并且在所述发动机控制模块重新起动所述发动机之前，所述功率模块提高至所述加热电路的功率；以及
当所述发动机关闭并且所述起停系统运行时，所述功率模块提高至所述加热电路的功率。
3.根据权利要求2所述的起停系统，其中所述功率控制模块响应于钥匙接通请求来提高至所述加热电路的功率。
4.根据权利要求1所述的起停系统，其中所述功率模块：
当燃烧第一燃料时，在所述发动机的起动之前将所述催化剂预热到至少所述第一阈值；以及
当燃烧第二燃料时，在所述发动机的起动之前将所述催化剂预热到至少第二阈值。
5.根据权利要求4所述的起停系统，其中所述功率模块基于环境温度设定所述第二阈值。
6.根据权利要求1所述的起停系统，还包括变速器监测模块，所述变速器监测模块基于变速器是否处在倒车档和行车档的一个中来产生变速器信号，
其中所述功率模块基于所述变速器信号在所述发动机的起动之前预热所述催化剂。
7.根据权利要求1所述的起停系统，还包括冷起动模块，所述冷起动模块基于是否要起动所述发动机和所述发动机的温度是否低于预定温度来产生冷起动信号，
其中所述功率模块基于所述冷起动信号在所述发动机的起动之前预热所述催化剂。
8.根据权利要求1所述的起停系统，其中所述燃料类型模块基于来自燃料传感器的燃料信号和来自氧传感器的氧信号中的至少一个来估计所述燃料类型。
9.根据权利要求1所述的起停系统，还包括：
变速器监测模块，所述变速器监测模块基于变速器是否处在倒车档和行车档的一个中来产生变速器信号；以及
催化剂温度控制模块，所述催化剂温度控制模块基于所述变速器信号，通过产生空燃比请求信号来以浓燃的空燃比操作所述发动机，从而调节所述催化剂的温度。
10.一种热控制方法，包括：
确定供应至起停系统的发动机的燃料的燃料类型；
基于所述燃料类型确定第一阈值；
估计所述发动机的排气系统的催化剂的温度；
基于所述温度与所述第一阈值之间的比较产生比较信号；
基于所述比较信号并且当所述发动机关停时调节至加热电路的功率，以提高所述催化剂的温度，其中所述加热电路构造成提高所述催化剂的温度；以及
关停和重新起动所述发动机，以减少所述发动机的空转时间。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105863894A (zh) * 2015-02-06 2016-08-17 福特环球技术公司 基于多传感器输出调节排气再循环阀的系统和方法
CN106585610A (zh) * 2016-11-21 2017-04-26 浙江吉利控股集团有限公司 一种动力源冷启动控制系统及方法
CN109611182A (zh) * 2019-02-22 2019-04-12 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机电加热型催化器的控制方法
CN113513401A (zh) * 2021-03-29 2021-10-19 广西玉柴机器股份有限公司 一种混动发动机启动过程快速升温的方法及发动机控制器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8839605B2 (en) * 2011-03-30 2014-09-23 GM Global Technology Operations LLC Exhaust methane control systems and methods
GB2490522A (en) * 2011-05-04 2012-11-07 T Baden Hardstaff Ltd Exhaust system for a dual fuel engine
JP5673852B2 (ja) * 2011-11-02 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式触媒の制御装置
GB2507720A (en) * 2012-09-28 2014-05-14 T Baden Hardstaff Ltd Exhaust heater upstream of oxidation catalyst
EP2722503B1 (en) * 2012-10-19 2021-10-13 Dinex Finland Oy Exhaust gas thermal enhancer
US8989935B2 (en) * 2013-03-22 2015-03-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control
US9403524B2 (en) * 2014-09-05 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for starting a hybrid vehicle
WO2016153468A1 (en) 2015-03-20 2016-09-29 Cummins, Inc. Protecting an engine in automatic stop/start applications
JP6586942B2 (ja) * 2016-12-26 2019-10-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102017205197B4 (de) * 2017-03-28 2022-05-25 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102020100564A1 (de) * 2020-01-13 2021-07-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
US11624333B2 (en) 2021-04-20 2023-04-11 Kohler Co. Exhaust safety system for an engine
US11391192B1 (en) 2021-06-28 2022-07-19 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Engine off selective catalytic reduction catalyst loading

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5979158A (en) * 1997-02-15 1999-11-09 Daimler Chrysler Ag Method of operating an internal combustion engine plant
US6275759B1 (en) * 1999-03-19 2001-08-14 Nissan Motor Co., Ltd. Automatic engine stop and restart system for vehicle
US20040098970A1 (en) * 2002-11-25 2004-05-27 Foster Michael R. Apparatus and method for reduced cold start emissions
US20080282674A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-20 Gonze Eugene V Electrically heated particulate filter regeneration methods and systems for hybrid vehicles
CN101435814A (zh) * 2007-08-31 2009-05-20 通用汽车环球科技运作公司 虚拟灵活燃料传感器系统的弱燃料补给检测系统和方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5319929A (en) 1988-05-20 1994-06-14 W. R. Grace & Co.-Conn. Catalytic converter system
DE4100133A1 (de) * 1991-01-04 1992-07-09 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und vorrichtung zum elektrischen vorheizen eines bauteils eines kraftfahrzeuges, insbesondere eines katalysatorsystems
JP2913868B2 (ja) 1991-03-08 1999-06-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2907594B2 (ja) * 1991-08-07 1999-06-21 株式会社日立製作所 エンジン制御システム
JP2548065Y2 (ja) 1991-09-03 1997-09-17 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車の排ガス浄化装置
JPH05328521A (ja) 1992-05-15 1993-12-10 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド車の運転方法
JP3206148B2 (ja) * 1992-11-04 2001-09-04 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5426934A (en) 1993-02-10 1995-06-27 Hitachi America, Ltd. Engine and emission monitoring and control system utilizing gas sensors
US5444976A (en) 1994-06-27 1995-08-29 General Motors Corporation Catalytic converter heating
JP3965703B2 (ja) 1994-12-28 2007-08-29 マツダ株式会社 エンジンの排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法
DE19519713A1 (de) * 1995-05-30 1996-12-05 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Heizelements in einem Kraftfahrzeug
JP3425279B2 (ja) 1995-08-25 2003-07-14 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの排気ガス浄化装置
JP3322098B2 (ja) 1995-11-06 2002-09-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JPH09195751A (ja) 1996-01-18 1997-07-29 Toyota Motor Corp 電気ヒータを備えた触媒の劣化検出装置
US5785137A (en) 1996-05-03 1998-07-28 Nevcor, Inc. Hybrid electric vehicle catalyst control
JPH1089052A (ja) 1996-09-18 1998-04-07 Toyota Motor Corp 電気加熱式触媒装置の電源制御装置
JPH10299463A (ja) 1997-04-30 1998-11-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP3374734B2 (ja) 1997-12-09 2003-02-10 トヨタ自動車株式会社 ハイブリット車の内燃機関制御装置
JP3578044B2 (ja) 2000-04-21 2004-10-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリット車の内燃機関制御装置
JP3687518B2 (ja) 2000-10-16 2005-08-24 トヨタ自動車株式会社 エンジン予熱始動型ハイブリッド車
JP3573206B2 (ja) 2002-03-12 2004-10-06 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2004052672A (ja) 2002-07-19 2004-02-19 Toyota Motor Corp ハイブリッド車及びその制御方法
JP3809824B2 (ja) 2002-09-10 2006-08-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車
DE102004013232A1 (de) 2004-03-18 2005-10-20 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
DE102006045891B4 (de) * 2006-09-28 2008-10-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
JP2008267355A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Denso Corp フレックス燃料機関の燃料供給制御装置
US8056320B2 (en) * 2008-05-30 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Cold-start control systems for internal combustion engines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5979158A (en) * 1997-02-15 1999-11-09 Daimler Chrysler Ag Method of operating an internal combustion engine plant
US6275759B1 (en) * 1999-03-19 2001-08-14 Nissan Motor Co., Ltd. Automatic engine stop and restart system for vehicle
US20040098970A1 (en) * 2002-11-25 2004-05-27 Foster Michael R. Apparatus and method for reduced cold start emissions
US20080282674A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-20 Gonze Eugene V Electrically heated particulate filter regeneration methods and systems for hybrid vehicles
CN101435814A (zh) * 2007-08-31 2009-05-20 通用汽车环球科技运作公司 虚拟灵活燃料传感器系统的弱燃料补给检测系统和方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105863894A (zh) * 2015-02-06 2016-08-17 福特环球技术公司 基于多传感器输出调节排气再循环阀的系统和方法
CN105863894B (zh) * 2015-02-06 2019-12-27 福特环球技术公司 基于多传感器输出调节排气再循环阀的系统和方法
CN106585610A (zh) * 2016-11-21 2017-04-26 浙江吉利控股集团有限公司 一种动力源冷启动控制系统及方法
CN106585610B (zh) * 2016-11-21 2019-02-26 浙江吉利控股集团有限公司 一种动力源冷启动控制系统及方法
CN109611182A (zh) * 2019-02-22 2019-04-12 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机电加热型催化器的控制方法
CN109611182B (zh) * 2019-02-22 2020-08-04 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机电加热型催化器的控制方法
CN113513401A (zh) * 2021-03-29 2021-10-19 广西玉柴机器股份有限公司 一种混动发动机启动过程快速升温的方法及发动机控制器

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Publication number Publication date
US8764607B2 (en) 2014-07-01
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CN102654084B (zh) 2015-03-25
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