CN103670630B - 基于催化剂温度控制催化换热器的流体流动的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于催化剂温度控制催化换热器的流体流动的系统和方法。系统包括换热器和流体流动控制模块。换热器包括衬底、施加于该衬底的催化剂和流体通路。来自发动机的排气气体流过换热器，并且流体通路内的工作流体从排气气体吸收热。流体流动控制模块基于催化剂的温度控制来自换热器的流体流动。

Description

基于催化剂温度控制催化换热器的流体流动的系统和方法
技术领域
本公开涉及基于催化剂温度控制进入和/或离开催化换热器的流体流动的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是用于大体呈现本公开背景的目的。本发明人在这个背景技术部分中所描述的工作以及在申请时没有作为现有技术被描述的各方面既不明确地也不暗示地被认为是抵触本公开内容的现有技术。
内燃发动机燃烧汽缸内的空气和燃料混合物以便驱动活塞，其产生驱动扭矩。进入发动机的空气流动经由节气门调节，该节气门调节节气面积以便控制进入发动机的空气流动。燃料控制系统调节燃料被喷射的速率以便提供所需空气/燃料混合物至汽缸和/或以便实现所需扭矩输出。增加被提供给汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的扭矩输出。
在火花-点火发动机中，火花发起被提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩-点火发动机中，汽缸内的压缩引燃被提供到汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流动可以是用于调节火花-点火发动机的扭矩输出的主要机制，而燃料流动可以是用于调节压缩-点火发动机的扭矩输出的主要机制。
仅发动机内的燃烧产生的能量的一定百分比（例如，百分之三十）可以用于生产驱动扭矩。所述能量的剩余部分可以作为废热消散到大气，从而增加附近车辆系统的温度。加热、通风和空气调节（HVAC）系统可以回收一些废热以用于加热乘客舱。不过HVAC系统不能将废热转换成机械能或电能。
发明内容
系统包括换热器和流体流动控制模块。换热器包括衬底、施加于该衬底的催化剂和流体通路。来自发动机的排气气体流过换热器，并且流体通路内的工作流体从排气气体吸收热。流体流动控制模块基于催化剂的温度控制来自换热器的流体流动。
本发明还提供了以下技术方案。
方案1. 一种系统，所述系统包括：
换热器，所述换热器包括衬底、被施加到所述衬底的催化剂以及流体通路，其中来自发动机的排气气体流过所述换热器，并且所述流体通路内的工作流体从所述排气气体吸收热；以及
流体流动控制模块，所述流体流动控制模块基于所述催化剂的温度控制来自所述换热器的流体流动。
方案2. 根据方案1所述的系统，还包括：
泵，所述泵将工作流体从贮存器泵送到所述换热器；
控制阀，所述控制阀调节在所述贮存器和所述换热器之间的流体流动；以及
膨胀机，所述膨胀机从所述换热器接收所述工作流体并且使用所述工作流体内的热能来做机械功。
方案3. 根据方案2所述的系统，其中所述膨胀机包括汽缸、被置于所述汽缸内的活塞和将所述工作流体输送到所述汽缸以驱动所述活塞的喷射阀。
方案4. 根据方案2所述的系统，其中当所述发动机停机且催化剂温度低于预定温度时，所述流体流动控制模块从所述换热器排放所述工作流体。
方案5. 根据方案4所述的系统，其中当所述换热器的出口侧的所述工作流体的压力高于预定压力时，所述流体流动控制模块从所述换热器通过所述膨胀机排放所述工作流体。
方案6. 根据方案5所述的系统，其中所述流体流动控制模块通过激活所述膨胀机并且关闭所述控制阀从而通过所述膨胀机排放所述工作流体。
方案7. 根据方案5所述的系统，其中当所述换热器的所述出口侧的工作流体压力低于所述预定压力时，所述流体流动控制模块从所述换热器通过所述控制阀排放所述工作流体。
方案8. 根据方案4所述的系统，其中当所述发动机停机且催化剂温度高于所述预定温度时，所述流体流动控制模块将所述工作流体捕集在所述换热器中。
方案9. 根据方案8所述的系统，其中所述流体流动控制模块通过停用所述膨胀机并且关闭所述控制阀从而将所述工作流体捕集在所述换热器中。
方案10. 根据方案2所述的系统，其中当所述发动机正在运转且催化剂温度低于预定温度时，所述流体流动控制模块停用所述泵。
方案11. 一种方法，所述方法包括基于被施加到换热器中的衬底的催化剂的温度来控制来自所述换热器的流体流动，其中来自发动机的排气气体流过所述换热器，并且所述换热器的流体通路内的工作流体从所述排气气体吸收热。
方案12. 根据方案11所述的方法，还包括：
使用泵将所述工作流体从贮存器泵送到所述换热器；
使用控制阀来调节在所述贮存器和所述换热器之间的流体流动；
在膨胀机内接收来自所述换热器的工作流体；以及
使用所述工作流体内的热能来做机械功。
方案13. 根据方案12所述的方法，其中所述膨胀机包括汽缸、被置于所述汽缸内的活塞和将所述工作流体输送到所述汽缸以驱动所述活塞的喷射阀。
方案14. 根据方案12所述的方法，还包括当所述发动机停机且催化剂温度低于预定温度时，从所述换热器排放所述工作流体。
方案15. 根据方案14所述的方法，还包括当所述换热器的出口侧的工作流体的压力高于预定压力时，从所述换热器通过所述膨胀机排放所述工作流体。
方案16. 根据方案15所述的方法，还通过激活所述膨胀机并且关闭所述控制阀来通过所述膨胀机排放所述工作流体。
方案17. 根据方案15所述的方法，还包括当所述换热器的所述出口侧的工作流体压力低于所述预定压力时，从所述换热器通过所述控制阀排放所述工作流体。
方案18. 根据方案14所述的方法，还包括当所述发动机停机且催化剂温度高于所述预定温度时，将所述工作流体捕集在所述换热器中。
方案19. 根据方案18所述的方法，还包括通过停用所述膨胀机并且关闭所述控制阀来将所述工作流体捕集在所述换热器中。
方案20. 根据方案12所述的方法，还包括当所述发动机正在运转且催化剂温度低于预定温度时，停用所述泵。
从本文提供的具体说明将显而易见到本公开的应用的其他方面。应该理解的是详细描述和特定示例旨在仅用于图释目的并且不试图限制本公开的范围。
附图说明
从详细描述和附图将更加全面地理解本公开，附图中:
图1是根据本公开的原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开的原理的示例性催化换热器的功能框图；
图3是根据本公开的原理的示例性控制系统的功能框图；以及
图4是示出根据本公开的原理的示例性控制方法的流程图。
具体实施方式
按照本公开的原理的废热回收系统从发动机产生的排气气体回收废热并且将废热转换成机械能和/或电能。WHR系统包括换热器、膨胀机、冷凝器、贮存器、控制阀和/或泵。泵将工作流体（例如，水、乙醇）从贮存器送到换热器。控制阀调节在贮存器和换热器之间的流体流动。
在换热器内的排气气体和工作流体之间进行热交换。随着热从排气气体转移到工作流体，工作流体的温度增加。工作流体从换热器流向膨胀机，所述膨胀机使用工作流体内的热能来做机械功。在一个例子中，膨胀机包括活塞，随着工作流体膨胀，工作流体驱动该活塞。换热器包括催化剂，其与排气气体反应以减少（还原）排放。
根据本公开的原理的控制系统和方法基于换热器内的催化剂的温度来控制通过WHR系统的流体流动以便减少排放并/或提高燃料经济性。当发动机停机且催化剂温度高于预定温度时，工作流体被捕集在换热器中。这增加了催化剂冷却时间段并且会减少在下一发动机起动期间加热催化剂至起燃温度所需的时间段。当发动机停机且催化剂温度低于预定温度时，从换热器排放工作流体。这限制了必须被加热以增加催化剂温度的质量的量，这减少了在下一发动机起动期间加热催化剂温度至起燃温度所需的时间段。
现在参考图1，发动机系统100包括发动机102，其基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入来燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。驾驶员输入包括加速器踏板位置和/或巡航控制设定。空气通过进气系统108被吸入到发动机102内。进气系统108包括进气歧管110和节气门112。节气门112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门致动器模块116，其调整节气门112的打开以控制被吸入进气歧管110的空气的量。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102的汽缸内。虽然发动机102可以包括多个汽缸，不过为了图释目的，示出单个代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM 114在某些发动机运行条件下可以停用某些汽缸以提高燃料经济性。
发动机102可以使用四冲程循环来操作。如下所述的四冲程被命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴（未示出）的每转期间，这四个冲程中的两个发生于汽缸118内。因此，对于汽缸118而言，为了经历全部四个冲程，二圈曲轴回转是必要的。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气门122被吸入到汽缸118内。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调整燃料喷射以实现所需空/燃比。燃料可以在中心部位或在多个部位（例如每个汽缸的进气门122附近）被喷射到进气歧管110内。在各种实施方式中，燃料可以被直接喷射到汽缸内或喷射到与汽缸关联的混合腔内。燃料致动器模块124可以中止燃料向被停用的汽缸的喷射。
被喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118内产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩-点火发动机，在这种情况下汽缸118内的压缩点燃空气/燃料混合物。替代性地，发动机102可以是火花-点火发动机，在这种情况下火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号给汽缸118内的火花塞128充能，这点燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其最顶部位置（被称为上止点（TDC））的时间来规定火花正时。
火花致动器模块126可以由规定在TDC之前或之后多久的正时信号控制来产生火花。因为活塞位置直接相关于曲轴旋转，所以火花致动器模块126的操作可以同步于曲轴转角。在各种实施方式中，火花致动器模块126可以中止向被停用汽缸提供火花。
产生火花可以被称为点火事件。火花致动器模块126可以具有针对每个点火事件改变火花正时的能力。当火花正时信号在最后点火事件和下一点火事件之间改变时火花致动器模块126可以甚至能够针对下一点火事件改变火花正时。在各种实施方式中，发动机102 可以包括多个汽缸并且火花致动器模块126可以针对发动机102内的所有汽缸相对于TDC改变火花正时相同的量。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲轴。燃烧冲程可以被定义成在活塞到达TDC和活塞返回到下止点（BDC）的时间之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上运动并且通过排气门130排出燃烧的副产物。燃烧的副产物经由排气系统134从车辆排出。
排气系统134包括废热回收（WHR）系统136和三元催化转化器138。WHR系统136从发动机102产生的排气气体回收废热并且将废热转换成机械能和/或电能。WHR系统136可以是使用Rankine（兰金）循环的闭合系统。三元催化转化器138与排气气体反应以减少排放。
WHR系统136包括换热器140、膨胀机142、冷凝器144、贮存器146、控制阀148和泵150。泵致动器模块152激活泵以便将工作流体（例如，水、乙醇）从贮存器146送到换热器140。阀致动器模块154打开控制阀148向允许工作流体在贮存器146和换热器140之间流动。换热器140可以被置于贮存器146上方并且工作流体可以被供应到换热器的底部。因此，当泵150停机并且控制阀148打开时，重力可以用于通过控制阀148从换热器140排放工作流体。
换热器140有助于在流过换热器140的排气气体和流过或保持在换热器140内的工作流体之间的热交换。随着工作流体从排气气体吸收废热，工作流体的温度增加。加压且加热的工作流体从换热器140流到膨胀机142。
简要参考图2，换热器140的示例性实施方式包括排气入口202、排气出口204、流体入口206、流体出口208、衬底210和流体通路212。排气气体通过排气入口202进入换热器140并且通过排气出口204离开换热器140。工作流体通过流体入口206进入换热器140并且通过流体出口208离开换热器140。通过流体入口206的流体流动可以被控制阀148调节，并且通过流体出口208离开的流体流动可以被膨胀机142调节。替代性地，换热器能够包括调节进入和离开换热器140的流体流动的阀。
随着排气气体从排气入口202行进到排气出口204，排气气体穿过衬底210。衬底210由具有高热传导性的多孔材料形成，例如由石墨泡沫形成，以便允许排气气体穿过衬底210且同时最大化从排气气体吸收的热量。衬底210被催化剂涂覆，例如在三元催化转化器中所见，其与排气气体反应以减少排放。在此方面，换热器140可以被称为催化换热器。
流体通路212以螺旋方式延伸通过衬底210以便最大化由流体通路212内的工作流体所吸收的热量。流体通路212内的工作流体从衬底210以及从流过衬底210的排气气体吸收热。
再次参考图1，膨胀机142包括汽缸156、被置于汽缸156内的活塞158和调节进入汽缸156内的流体流动的喷射阀160。虽然示出了汽缸156，不过膨胀机142可以包括多个汽缸。膨胀机致动模块162打开喷射阀160以便允许工作流体流入汽缸156。随着流体膨胀，工作流体驱动活塞158，这使得与活塞联接的曲轴旋转。曲轴可以使用例如环形齿轮或带被联接到驱动轴以便产生驱动扭矩。替代性地，曲轴可以被联接到发电机来产生电能以供车辆系统使用或者被存储在电池内。
使用曲轴位置（CKP）传感器180来测量曲轴的位置。使用发动机冷却剂温度（ECT）传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以被放置在发动机102内或者冷却剂循环所处的其他部位，例如散热器（未示出）。
使用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实施方式中，测量发动机真空度，即环境空气压力和进气歧管110内的压力之间的差。使用质量空气流量（MAF）传感器186来测量流入进气歧管110的空气的质量流速。在各种实施方式中，MAF传感器186被放置在也包括节气门112的外壳内。
节气门致动器模块116使用一个或更多个节气门位置传感器（TPS）190来监测节气门112的位置。使用进气空气温度（IAT）传感器192来测量被吸入发动机102内的空气的环境温度。使用氧传感器194来测量流过排气系统134的排气气体的氧水平。氧传感器194可以如所示被置于换热器140的上游和下游，或者在排气系统134内的其他部位。
使用工作流体压力（WFP）传感器196来测量换热器140的出口侧的工作流体的压力。使用催化剂温度（CT）传感器198来测量换热器140内的催化剂的温度。CT传感器198可以如所示被置于换热器140的下游，或者在WHR系统136内的其他部位例如换热器140内。ECM 114使用来自传感器的信号来做出发动机系统100的控制决定。
ECM 114基于催化剂温度来控制通过WHR系统136的流体流动。当发动机102停机且催化剂温度高于预定温度时，ECM 114将工作流体捕集在换热器140中。当发动机102停机且催化剂温度低于预定温度时，ECM 114从换热器140排放工作流体。ECM 114可以通过膨胀机142排放工作流体直到工作流体压力低于预定压力，在此时ECM 114可以通过使用重力通过控制阀148排放工作流体。
现在参考图3，ECM 114的示例性实施方式包括流体流动控制模块302、泵控制模块304、阀控制模块306和膨胀机控制模块308。流体流动控制模块302基于来自CT传感器198的催化剂温度来控制通过WHR系统136的流体流动。流体流动控制模块302通过发送指令至泵控制模块304、阀控制模块306、和/或膨胀机控制模块308来控制通过WHR系统136的流体流动。
泵控制模块304基于从流体流动控制模块302接收的指令来激活和停用泵150。阀控制模块306基于从流体流动控制模块302接收的指令来打开和关闭控制阀148。膨胀机控制模块308基于从流体流动控制模块302接收的指令来激活膨胀机142（例如打开喷射阀160）和停用膨胀机142（例如关闭喷射阀160）。
当发动机102停机且催化剂温度高于第一温度时，流体流动控制模块302将工作流体捕集在换热器140中。流体流动控制模块302基于从CKP传感器180和/或点火系统接收的输入来确定发动机102何时停机。第一温度可以基于换热器140内的催化剂的起燃温度被预先确定。例如，第一温度可以是250摄氏度（℃）。流体流动控制模块302通过指示阀控制模块306关闭控制阀148并且指示膨胀机控制模块308停用膨胀机142而将工作流体捕集在换热器140中。
当发动机102停机且催化剂温度低于第一温度时，流体流动控制模块302从换热器140排放工作流体。当来自WFP传感器196的工作流体压力大于预定压力时流体流动控制模块302通过膨胀机142排放工作流体。流体流动控制模块302通过指示膨胀机控制模块308激活膨胀机142并且指示阀控制模块306关闭控制阀148从而通过膨胀机142排放工作流体。通过膨胀机142排放工作流体允许膨胀机142将废热转换成机械功，这可以提高燃料经济性。
当工作流体压力小于预定压力时，流体流动控制模块302使用重力来通过控制阀148排放工作流体。流体流动控制模块302通过指示阀控制模块306打开控制阀148从而通过控制阀148从换热器140排放工作流体。此外，流体流动控制模块302指示膨胀机控制模块308将膨胀机142维持在被激活状态。
当发动机102停机时流体流动控制模块302指示泵控制模块304停用泵150。当发动机102正在运转（例如，摇转发动、起动）并且催化剂温度低于第二温度时流体流动控制模块302也指示泵控制模块304停用泵150。此外，流体流动控制模块302指示阀控制模块306关闭控制阀148并且指示膨胀机控制模块308停用膨胀机142。第二温度可以基于通过换热器140循环的工作流体类型被预先确定。
现在参考图4，根据本公开的原理用于控制通过WHR系统的流体流动的方法开始于402。WHR系统从发动机产生的排气气体回收废热并且将废热转换成机械能和/或电能。WHR系统包括换热器、膨胀机、贮存器、泵和/或控制阀。
换热器有助于在流过换热器的排气气体和流过或捕集在换热器内的工作流体（例如水、乙醇）之间的热交换。随着热从排气气体转移到工作流体，工作流体的压力增加。当被激活时，膨胀机使用加压工作流体来做机械功，这可以被用于产生电能。换热器包括催化剂，其与排气反应以减少排放。
在404，方法确定发动机是否关机（即停机）。如果发动机关机则方法继续到406。否则，方法继续到408。在406，方法确定被置于换热器内的催化剂的温度是否小于第一温度。第一温度可以是预定值（例如，250℃）并且可以基于被置于换热器内的催化剂的类型而定。如果催化剂温度小于第一温度，则方法继续到410。否则，方法继续到412。
在410，方法通过激活膨胀机来通过膨胀机从换热器排放工作流体。方法也可以关闭控制阀以确保加压工作流体被送至膨胀机而不是贮存器。在412，方法将工作流体捕集在换热器内。方法可以通过停用膨胀机并关闭控制阀来将工作流体捕集在换热器中。
在一个例子中，膨胀机包括汽缸，被置于汽缸内的活塞和喷射阀，并且激活膨胀机会打开喷射阀，这允许换热器内的工作流体流到汽缸内。之后工作流体膨胀以驱动活塞从而做机械功。当通过膨胀机排放工作流体时方法可以关闭控制阀以便阻止工作流体流过控制阀。
在414，方法确定在膨胀机的出口侧的工作流体的压力是否小于预定压力。如果工作流体压力小于预定压力，则方法继续到416。否则，方法继续通过膨胀机从换热器排放工作流体。
在416，方法使用重力通过控制阀从换热器排放工作流体。方法打开控制阀以便通过控制阀排放工作流体。此外，当通过控制阀排放工作流体时方法可以将换热器维持在激活状态。
在408，方法确定催化剂温度是否小于第二温度。第二温度可以是预定值（例如，450℃）并且可以基于循环通过WHR系统的工作流体的类型而定。如果催化剂温度小于第二温度从而表明冷起动，则方法继续到418。否则，方法继续到420。
在418，方法停用泵。在发动机起动时停用泵限制了必须被加热以便将催化剂温度增加到起燃温度的质量的量。当发动机关机时方法也可以停用泵。
在420，方法以常态运转WHR系统。当以常态运转WHR系统时，方法可以激活膨胀机、激活泵并打开控制阀。方法可以继续以常态运转WHR系统直到发动机停机。
前文描述实质上仅是说明性的并且决不试图限制本公开、其应用或使用。能够以各种形式来实施本公开的广泛教导。因此，虽然本公开包括具体示例，但是不应该将本公开的真实范围限制于此，这是因为一旦学习了附图、说明书以及所附权利要求，则将显而易见到其他改型。为了清楚的目的，在附图中将使用相同附图标记指代类似元件。如这里所述，短语“A、B和C中的至少一个”应被解释为表示使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应当理解，方法中的一个或更多个步骤可以按不同顺序（或同时）被执行而不改变本公开的原理。
如本文使用的，术语“模块”可以指以下器件的一部分或包含以下器件：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）；执行代码的处理器（共享、专用或成组）；提供描述的功能的其他合适的硬件部件；或上述器件的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。术语“模块”可以包含存储由处理器执行的代码的存储器（共享、专用或成组）。
上面使用的术语“代码”可以包含软件、固件和/或微代码，并且可以涉及程序、例程、函数、类和/或对象。上面使用的术语“共享”表示来自多个模块的一些或全部代码可以使用单个（共享）处理器来执行。此外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个（共享）存储器存储。上面使用的术语“成组”表示来自单个模块的一些或全部代码可以采用一组处理器来执行。此外，来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组存储器来存储。
本文描述的设备和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序来实现。计算机程序包含存储在非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包含存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。

Claims (16)

1.一种基于催化剂温度控制催化换热器的流体流动的系统，所述系统包括：
换热器，所述换热器包括衬底、被施加到所述衬底的催化剂以及流体通路，其中来自发动机的排气气体流过所述换热器，并且所述流体通路内的工作流体从所述排气气体吸收热；以及
流体流动控制模块，所述流体流动控制模块基于所述催化剂的温度控制来自所述换热器的流体流动；
其中当所述发动机停机且催化剂温度低于预定温度时，所述流体流动控制模块从所述换热器排放所述工作流体；以及，当所述发动机正在运转且催化剂温度低于预定温度时，所述流体流动控制模块停用泵送所述工作流体的泵。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
泵，所述泵将工作流体从贮存器泵送到所述换热器；
控制阀，所述控制阀调节在所述贮存器和所述换热器之间的流体流动；以及
膨胀机，所述膨胀机从所述换热器接收所述工作流体并且使用所述工作流体内的热能来做机械功。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述膨胀机包括汽缸、被置于所述汽缸内的活塞和将所述工作流体输送到所述汽缸以驱动所述活塞的喷射阀。
4.根据权利要求2所述的系统，其中当所述换热器的出口侧的所述工作流体的压力高于预定压力时，所述流体流动控制模块从所述换热器通过所述膨胀机排放所述工作流体。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述流体流动控制模块通过激活所述膨胀机并且关闭所述控制阀从而通过所述膨胀机排放所述工作流体。
6.根据权利要求4所述的系统，其中当所述换热器的所述出口侧的工作流体压力低于所述预定压力时，所述流体流动控制模块从所述换热器通过所述控制阀排放所述工作流体。
7.根据权利要求2所述的系统，其中当所述发动机停机且催化剂温度高于所述预定温度时，所述流体流动控制模块将所述工作流体捕集在所述换热器中。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述流体流动控制模块通过停用所述膨胀机并且关闭所述控制阀从而将所述工作流体捕集在所述换热器中。
9.一种基于催化剂温度控制催化换热器的流体流动的方法，所述方法包括基于被施加到换热器中的衬底的催化剂的温度来控制来自所述换热器的流体流动，其中来自发动机的排气气体流过所述换热器，并且所述换热器的流体通路内的工作流体从所述排气气体吸收热；
当所述发动机停机且催化剂温度低于预定温度时，从所述换热器排放所述工作流体；以及，当所述发动机正在运转且催化剂温度低于预定温度时，停用泵送所述工作流体的泵。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
使用泵将所述工作流体从贮存器泵送到所述换热器；
使用控制阀来调节在所述贮存器和所述换热器之间的流体流动；
在膨胀机内接收来自所述换热器的工作流体；以及
使用所述工作流体内的热能来做机械功。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述膨胀机包括汽缸、被置于所述汽缸内的活塞和将所述工作流体输送到所述汽缸以驱动所述活塞的喷射阀。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括当所述换热器的出口侧的工作流体的压力高于预定压力时，从所述换热器通过所述膨胀机排放所述工作流体。
13.根据权利要求12所述的方法，还通过激活所述膨胀机并且关闭所述控制阀来通过所述膨胀机排放所述工作流体。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括当所述换热器的所述出口侧的工作流体压力低于所述预定压力时，从所述换热器通过所述控制阀排放所述工作流体。
15.根据权利要求10所述的方法，还包括当所述发动机停机且催化剂温度高于所述预定温度时，将所述工作流体捕集在所述换热器中。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括通过停用所述膨胀机并且关闭所述控制阀来将所述工作流体捕集在所述换热器中。
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