CN108626006A

CN108626006A - 用于后处理催化剂的方法和系统

Info

Publication number: CN108626006A
Application number: CN201810208367.0A
Authority: CN
Inventors: R·A·斯诺; E·乔娜苏; P·M·莱恩; G·卡维塔欧
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2018-10-09
Anticipated expiration: 2038-03-14
Also published as: DE102018105619A1; CN108626006B; US10337374B2; RU2018105976A; RU2018105976A3; RU2716800C2; US20180266292A1

Abstract

本申请涉及用于后处理催化剂的方法和系统。提供用于蒸汽重整催化剂的方法和系统。在一个示例中，方法包括使来自第一汽缸排的排气直接流到三元催化剂，使来自第二汽缸排的排气直接流到蒸汽重整催化剂，以及使来自蒸汽重整催化剂的排气流到三元催化剂。

Description

用于后处理催化剂的方法和系统

技术领域

本发明总体涉及用于蒸汽重整(steam reforming)催化剂的方法和系统。

背景技术

发动机冷起动排放物可以占车辆总排放物的一大部分。在一些发动机冷起动期间，发动机控制策略可以包括启动冷起动减排(emissions reduction)(CSER)，其中发动机校准被改变，使得冷起动的开始包括为催化剂产生额外的热能。这可以包括增加的燃料喷射体积和延迟的火花正时以增加排气温度。

然而，由于到催化剂上游的涡轮增压器和排气系统中的一个或多个的热损失，CSER校准固有地是低效的。此外，相对于每次喷射，增加的燃料喷射体积增加了微粒排放。在冷启动开始之外可能期望CSER以维持催化剂温度。这导致增加的微粒排放，其可能需要包括微粒过滤器以满足排放标准，从而增加车辆生产成本。

在混合动力车辆的发动机不旋转的情况下，对于配置有用于在全电动模式下操作(例如，车辆由电动马达推进并且不被燃烧推进)的控制策略的车辆，在电动混合动力应用期间可能出现额外的后处理缺陷。因此，不产生排气，从而导致催化剂的冷却。以这种方式，考虑到催化剂的冷却，混合动力车辆应用和经由电动马达的推进可能被限制。这可能降低燃料经济性。

解决催化剂温度的其他尝试包括经由电加热元件对催化剂进行电加热。在冷起动和催化剂温度低于起燃温度的其他发动机工况期间，可以激活电加热元件。类似于上述问题，这样做可能导致燃料经济性下降。

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，电加热元件消耗燃料和/或降低电池充电状态(SOC)。因此，在利用由电池供电的电动马达的混合动力车辆应用期间，经由电元件加热催化剂可能妨碍混合动力车辆的全电式应用。另外，电加热元件成本高，从而导致生产成本增加。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法解决，该方法包括使来自第一组汽缸的稀排气直接流到三元催化剂，使来自第二组汽缸的富排气直接流到蒸汽重整催化剂，以及使来自蒸汽重整催化剂的排气流到三元催化剂。以这种方式，可以在三元催化剂附近发生来自两种分离的排气的氧化剂和还原剂之间的放热反应，从而向三元催化剂提供额外的热能。

作为一个示例，第一汽缸排联接到第一排气通道，并且第二汽缸排联接到第二排气通道。第一排气通道至少通向三元催化剂，而第二排气通道通向蒸汽重整催化剂。在一个示例中，在三元催化剂温度高于阈值温度的情况下，排气直接从第一汽缸排和第二汽缸排流到三元催化剂。在其他示例中，在三元催化剂温度低于阈值温度的情况下，排气继续从第一汽缸排直接流到三元催化剂，而来自第二排气排的排气在流到三元催化剂之前直接流到蒸汽重整催化剂。另外，第二汽缸排可以富化操作(operate rich)，并且第一汽缸排可以稀化操作(operate lean)。通过这样做，在蒸汽重整催化剂处可以发生蒸汽重整反应和水气变换反应，从而产生氢气(H₂)。在三元催化剂处H₂可以与稀排气中的氧化物质(例如，O₂、NO)组合并与该氧化物质发生反应，并且释放热能。这可以比仅依靠SCER调整更快速地加热三元催化剂。

应该理解，提供上述发明内容是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并非旨在确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中所提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出具有联接到具有蒸汽重整催化剂(SRC)的排气系统的多个汽缸的发动机。

图2A和图2B示出从第一汽缸排和第二汽缸排流动通过排气通道的排气流的详细视图。

图3示出响应于三元催化剂(TWC)和SRC的温度来操作第一汽缸排和第二汽缸排以及对应的阀(valve)的方法。

图4示出用于从SRC及其对应的排气通道去除微粒物质积聚物(例如焦炭)的方法。

图5示出用于还原SRC的氧化状态的方法。

图6示出发动机操作序列，其图形地示出当车辆在道路上行驶时的一个或多个发动机操作参数。

具体实施方式

以下描述涉及用于包括三元催化剂(TWC)和蒸汽重整催化剂(SRC)的排气系统的系统和方法。如图1所示，TWC和SRC位于分开的排气通道中。具体地，发动机包括流体联接到第一排气通道的第一汽缸排和流体联接到第二排气通道的第二汽缸排。第二排气通道在阀处分叉，其中阀可以将来自第二汽缸排的排气引导到第二排气通道的延续部分或辅助通道中。SRC容纳在辅助通道中。当阀处于关闭位置时，排气继续流动通过第二排气通道，如图2A所示。当阀处于打开位置时，排气被引导流动通过辅助通道并流动通过SRC，如图2B所示。图3中示出了用于基于TWC和SRC中的一个或多个的温度来操作阀的方法。当排气被引导到SRC时，第二汽缸排可以富化操作。因此，未燃烧的燃料微粒可以撞击到SRC或辅助通道的表面上。图4中描述了用于去除焦化的燃料微粒的方法。由于SRC还原来自第二汽缸排的富排气中的氧化剂，SRC被氧化成不太期望的氧化态。因此，图5中示出了用于还原SRC的方法。图6中示出了图1的发动机实施图3所示的方法的操作序列。该操作序列示出了基于一个或多个变化的发动机状况的多个发动机操作参数调整。

图1至图2B示出具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果所示的元件彼此直接接触或直接联接，那么此类元件可以被分别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此邻接或相邻的元件可以分别为彼此邻接或相邻的。作为示例，置放成彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，彼此隔开定位而其间只有空间并没有其他部件的元件可以被如此称呼。作为又一个示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或在彼此的左边/右边的元件可以相对于彼此如此称呼。另外，如图所示，在至少一个示例中，最高的元件或元件的最高点可以被称为部件的“顶部”，并且最低的元件或元件的最低点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线并用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件垂直定位在其他元件上方。作为又一个示例，在附图中描绘的元件的形状可以被看作具有那些形状(例如，诸如为环形的、直的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等)。另外，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，被示出为在另一元件内或被示出为在另一元件外的元件可以被如此称呼。应当理解，被称为“基本相似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如，在1％至5％偏差内)彼此不同。

图1示出车辆系统6的示意描绘。车辆系统6包括发动机系统8。发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气装置23和发动机排气装置25。发动机进气装置23包括经由进气通道42流体地联接到发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气装置25包括将排气传送至大气的尾管35。节气门62可以位于增压装置(例如涡轮增压器90)下游和后冷却器(未示出)上游的进气通道42中。当包括后冷却器时，后冷却器可以被配置为降低由增压装置压缩的进气的温度。

在一个示例中，涡轮增压器90至少包括分别位于发动机排气装置25和发动机进气装置23中的涡轮92和压缩机94。当排气流动通过涡轮92时，叶片旋转，并且来自涡轮92的机械能经由轴96施加到压缩机94上。因此，压缩机94压缩流动到发动机10的进气。涡轮增压器90是可选的，并且在一些实施例中可以被省略。替代地，车辆系统6可以包括机械增压器，其中压缩机94仅经由电动马达驱动，并且涡轮被省略。

汽缸30以直列布置示出并分成两组和/或两排。具体地，存在四个汽缸30，四个汽缸30被分成第一汽缸排32和第二汽缸排34。第一汽缸排32包括两个汽缸，即汽缸32A和32B。同样，第二汽缸排34包括两个汽缸，即汽缸34A和34B。第一汽缸排32和第二汽缸排34可以彼此不同地操作。此外，每个汽缸排内的各个汽缸可以与同一汽缸排内的其他汽缸不同地操作。例如，汽缸32A可以与汽缸32B不同地操作。不同地操作汽缸可以包括不同的加燃料、火花正时、空燃比和喷射正时。

应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以有其他数量和配置的汽缸。例如，发动机可以是V-6发动机，其中汽缸组位于“V”的相对侧，每个汽缸组包括三个汽缸。附加地或替代地，第一汽缸组和第二汽缸组可以包括不同数量的汽缸。作为示例，对于直列六缸发动机，第一汽缸组可以包括四个汽缸，并且第二汽缸排可以包括两个汽缸。作为示例，对于四缸发动机，第一汽缸组可以包括两个汽缸，并且第二汽缸组可以包括与包括在第一汽缸组中的汽缸不同的两个汽缸。

发动机排气装置25包括流体地联接到第一汽缸排32的第一排气歧管48。类似地，发动机排气装置25包括流体地联接到第二汽缸排34的第二排气歧管49。第一排气歧管48和第二排气歧管49流体地分离。因此，来自第一汽缸排32的排气被引导至第一排气歧管48，并且不与第二排气歧管49中的排气混合。以这种方式，由第一汽缸排32和第二汽缸排34产生的排气中的不同化合物不在第一排气歧管48或第二排气歧管49中反应。

第一排气歧管48和第二排气歧管49中的每一个流体地联接到分离的排气通道。具体地，第一排气歧管48流体地联接到第一排气通道50，并且第二排气歧管49流体地联接到第二排气通道52。涡轮92和后处理装置70容纳在第一排气通道48中。本文中，后处理装置70是三元催化剂(TWC)70。然而，应当理解，在其他实施例中，后处理装置70可以不是TWC。例如，后处理装置70可以是柴油氧化催化剂、选择性还原催化剂等。涡轮92相对于排气流动方向在TWC 70的上游。第二排气通道49流体地联接到涡轮92。因此，来自第一汽缸排32和第二汽缸排34的排气可以在流动到TWC 70之前流动通过涡轮92。在一个示例中，涡轮92是双涡管涡轮，其中每个涡管通向涡轮92的不同叶片。在一些示例中，涡轮92的叶片的尺寸相同，并且因此提供类似的压缩比。替代地，涡轮92的叶片可以具有不同的尺寸，其中较小的叶片对应于第一排气通道50，并且较大的叶片对应于第二排气通道52。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，较大的叶片可以对应于第一排气通道50，并且较小的叶片可以对应于第二排气通道52。

第二排气通道52还流体地联接到辅助通道54，蒸汽重整催化剂(SRC)68位于该辅助通道54中。SRC 68是Ni基催化剂。具体地，SRC 68包含直接浸渍到蜂窝状基底(honeycombsubstrate)中的Ni。由于不使用涂层将Ni涂敷到基底上，SRC 68的热容量比TWC 70的热容量低25％至50％。因此，通过SRC 68损失较少热能。在一个示例中，基底由堇青石组成。

SRC可以包含浸渍到基底上的2wt.％至20wt.％的镍。Ni-堇青石的组合被配置为执行蒸汽重整反应和水气变换反应，如下面的等式1和等式2分别所示。

等式(1)：蒸汽重整反应

CH₄+H₂O←→3H₂+CO

等式(2)：水气变换反应

CO+H₂O←→H₂+CO₂

等式1示出了水和甲烷转化为氢气和一氧化碳。举例来说，使用甲烷，并且应当理解，在蒸汽重整反应中可以消耗其他碳氢化合物。例如，如果示出乙烷，则将消耗两当量的水，并将形成五当量的氢气和两当量的一氧化碳。等式2示出了一氧化碳和水转化为氢气和二氧化碳。以这种方式，SRC 68被配置为将碳氢化合物氧化成二氧化碳，同时将水还原成氢气。

在一些实施例中，喷射器69定位成将还原剂喷射到SRC 68上游的辅助通道54中。还原剂可以是气态氨、尿素和燃料中的一种或多种。因此，喷射器69流体地联接到容纳还原剂的贮存器。当排气流动通过SRC 68时，其可以从Ni氧化成NiO。通过将SRC从NiO还原成Ni氧化态，SRC的起燃温度可以降低，从而如等式1和等式2所示更快地转化气体。这将在下面更详细地描述。

第二通道52分叉成与第一排气阀56和第二排气阀58相邻。第一排气阀56调整从第二排气通道52到涡轮92的排气流。本文中，第一排气阀56也可以被称为涡轮阀56。在一个示例中，第一排气阀56是具有打开位置和关闭位置的双态阀。当第一排气阀56处于打开位置时，来自第二通道52的排气流到涡轮92并进入第一通道50。当第一排气阀56处于关闭位置时，来自第二通道52的排气不能流到涡轮92。

在一个示例中，第一排气阀56可以被省略，并且第二排气阀58可以是三通阀。以这种方式，三通阀可以布置在第二排气通道52的分叉部处。

第二排气阀58调整从第二排气通道52到SRC 68的排气流。本文中，第二排气阀58也可以被称为SRC阀58。在一个示例中，第二排气阀58是具有打开和关闭位置的双态阀。当第二排气阀58处于打开位置时，来自第二通道52的排气流到SRC 68并进入辅助通道54。当第二排气阀58处于关闭位置时，来自第二通道52的排气不能流到SRC 68，并且因此不流入辅助通道54。

第一排气阀56和第二排气阀58彼此独立地操作。具体地，当第一排气阀56处于打开位置时，第二排气阀58移动到关闭位置。以这种方式，排气从第二排气通路52直接流到涡轮92而不流到SRC 68。另外，当第一排气阀56移动到关闭位置时，第二排气阀58移动到打开位置。通过这样做，排气直接从第二排气通道52直接流到SRC 68而不流过涡轮92。下面参照图2A和图2B更详细地描述排气的流动以及第一排气阀56和第二排气阀58的致动。

然而，如果TWC未达到起燃温度(例如，TWC温度小于阈值TWC温度)，则关闭第一排气阀56，并且打开第二排气阀58。因此，来自第二汽缸排34的排气直接流到SRC 68而不流到涡轮92。具体地，排气从第二汽缸排流动通过第二排气通道52，流动通过打开的第二排气阀58，并且流动到辅助通道54中的SRC 68。

发动机排气装置25还可以包括定位在TWC 70下游的可选的微粒过滤器(PF)72，PF72暂时从进入的气体中过滤PM。在一个示例中，如图所示，PF 72是微粒物质保持系统。PF72可以具有由例如堇青石或碳化硅制成的整体式结构，其内部具有多个通路用于从柴油排气中过滤微粒物质。在穿过PF72之后已经过滤了PM的尾管排气可以在PM传感器中被测量并且经由排气通道35排出到大气中。

车辆系统6还可以包括控制系统14。控制系统14被示出为接收来自多个传感器16(其各种示例在本文中被描述)的信息，并且将控制信号发送到多个致动器81(其各种示例在本文中被描述)。作为一个示例，传感器16可以包括被配置为测量进入第一排气歧管48和第二排气歧管49的排气的流速的排气流速传感器126、排气传感器(位于排气歧管48中)、温度传感器128、压力传感器129(位于排放控制装置70的下游)、涡轮阀56和SRC阀58。其他传感器诸如附加压力传感器、温度传感器、空燃比传感器、排气流速传感器和组分传感器可以联接到车辆系统6中的各个位置。作为另一个示例，致动器可以包括燃料喷射器66、节气门62、控制过滤器再生的DPF阀(未示出)等。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以配置有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号、处理信号，并且采用图1的各种致动器来基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。

例如，调整第一排气阀56和第二排气阀58的位置可以响应于TWC和SRC的一个或多个温度，如下面将在图2A和图2B中所描述的。

因此，上述系统可以实施一种方法，该方法包括：使来自第一组汽缸的稀排气直接流到三元催化剂，使来自第二组汽缸的富排气直接流到蒸汽重整催化剂，并且使来自蒸汽重整催化剂的排气流到三元催化剂。使来自第二组汽缸的富排气直接流到蒸汽重整催化剂包括在使来自第二组汽缸的排气流到蒸汽重整催化剂之前不使来自第二组汽缸的排气流过催化剂，并且其中使来自第一组汽缸的稀排气流到三元催化剂包括在使来自第一组汽缸的排气流到三元催化剂之前不使来自第一组汽缸的排气流过催化剂。

第一组汽缸包括在第一汽缸排中，并且第二组汽缸包括在第二汽缸排中，第一组汽缸和第二组汽缸中的每个包括至少一个汽缸。第一汽缸排流体地联接到第一排气通道，并且第二汽缸排流体地联接到第二排气通道，并且其中第一排气通道和第二排气通道在第一交汇部(intersection)处汇合。第二排气通道在第一交汇部的上游位置处分叉，并且其中辅助通道在分叉处从第二排气通道分支。第二排气通道包括用于调整到第一交汇部的排气流的第一阀和用于调整到辅助通道的排气流的第二阀。

现在转到图2A和图2B，它们分别示出了以第一模式和第二模式操作的发动机排气装置25的实施例200和250。因此，先前介绍的部件在随后的图中被类似地编号。实施例200和250不包括图1的涡轮增压器90。箭头指示排气流的方向，其中不同图案的箭头(例如，实线对虚线)可以描绘具有不同排气组分的排气。大的虚线箭头所包括的虚线大于中等虚线箭头的虚线，中等虚线箭头大于小的虚线箭头。

在一个示例中，响应于TWC温度高于阈值TWC温度而启动第一模式。阈值TWC温度可以基于TWC的起燃温度，TWC的起燃温度可以基本上等于650℃。因此，基于驾驶员需求和其他发动机操作参数，第一汽缸排32和第二汽缸排34可以基本类似地操作，其中汽缸可以以化学计量的空燃比燃烧。因此，图2A中的实线箭头表示基本上化学计量的排气流。

在至少一个示例中，当SRC温度小于阈值SRC温度时，启动第二模式。阈值SRC温度基于SRC的起燃温度，SRC的起燃温度可以基本上等于200℃。因此，考虑到阈值SRC温度小于阈值TWC温度，TWC温度也小于阈值TWC温度。第一汽缸排32可以与第二汽缸排34不同地操作。在一个示例中，汽缸排之间的点火正时、空燃比和喷射正时可以不同。具体地，与第一汽缸排相比，第二汽缸排中的火花正时可以更加延迟，空燃比可以更稀(较低的氧气与燃料的比)，并且喷射正时可以更加延迟。

附加地或替代地，当TWC温度小于阈值TWC温度并且SRC温度大于阈值SRC温度时，启动第二模式。第一汽缸排32可以与第二汽缸排34不同地操作。具体地，第一汽缸排32可以稀化操作(例如，大于空燃比1)，并且第二汽缸排34可以富化操作(例如，小于空燃比1)。因此，图2B的大的虚线箭头表示稀排气流，并且中等虚线箭头表示富排气流。

现在转到图2A，实施例200示出了处于第一模式的发动机排气装置25，在第一模式中，第一阀56处于打开位置，并且第二阀58处于关闭位置。来自第一汽缸排32的排气通过第一排气通道50直接流到TWC 70。因此，不存在位于第一汽缸排32和TWC 70之间的其他排气部件或排放控制装置。来自第二汽缸排34的排气流过第二排气通道52，流过打开的第一阀56，并且直接流到TWC 70而不流过其他排放控制装置。因此，在第一模式期间，来自第二汽缸排34的排气不流过辅助通道54或SRC 68。因此，来自第一汽缸排32和第二汽缸排34的排气在第一排气通道50和第二排气通道52之间的第一交汇部202处混合。第一交汇部202位于第二排气通道52的分叉部210的下游和TWC 70的上游。在包括涡轮增压器的一些示例中，涡轮可以布置在第一交汇部202处。

在一个示例中，当TWC 70足够热以氧化和还原燃烧产物时进行第一模式。这可能发生在发动机起动之后的阈值时间(例如，30秒)。

现在转到图2B，实施例250示出了处于第二模式的发动机排气装置25，在第二模式中，第一阀56处于关闭位置，并且第二阀58处于打开位置。来自第一汽缸排32的排气通过第一排气通道50直接流到TWC 70。如上所述，来自第一汽缸排的排气(由大的虚线箭头表示)是稀的。这意味着第一汽缸排32中的燃烧具有比化学计量或富燃烧更多的空气。在一个示例中，UEGO传感器可以测量稀排气的λ值大于1.0。来自第二汽缸排34的排气(由中等虚线箭头表示)是富的。这意味着第二汽缸排34中的燃烧具有比化学计量或稀燃烧更多的燃料。在一个示例中，UEGO传感器可以测量富排气的λ值小于1.0。

来自第二汽缸排34的排气流过打开的第二阀58并流入辅助通道54直接到达SRC68。因此，没有其他排放控制装置位于第二汽缸排34和SRC 68之间。排气不流过分叉部210下游的第二排气通道52的部分。因此，来自第一汽缸排32和第二汽缸排34的排气不在第一交汇部202中混合。在流过SRC 68之后，排气组分改变，如中等虚线箭头转变为小的虚线箭头所示。具体地，与如小的虚线箭头所示的SRC 68下游的排气相比，如中等虚线箭头所示的SRC 68上游的排气包括更多量的碳氢化合物和一氧化碳。如上面关于等式1和等式2所示，碳氢化合物和一氧化碳转化为氢气和其他副产物。

富氢排气流入位于TWC 70的入口处的第二交汇部204。如图所示，第二交汇部204在第一交汇部202的下游，并且比第一交汇部202更靠近TWC 70。富氢排气与来自第一汽缸排32的排气在第二交汇部204和/或TWC入口204处混合。第一汽缸排32在稀化操作时产生包含氧化剂(例如，O₂、NO_x)的排气，并且第二汽缸排34的排气通过氧化HC和CO被改性为包含还原剂(例如，H₂)。因此，这两种排气流的组合导致放热的氧化还原反应，从而促进TWC 70的温度升高。通过使排气在TWC入口204处汇合，与更上游的位置(例如，第一交汇部202)相比，更多量的热能可以被传递到TWC 70。换句话说，通过邻近TWC 70混合排气，较少的热耗散到排气系统表面(例如，排气管表面、涡轮表面等)。

因此，图2A和图2B描绘了发动机操作方法，该方法包括：在第一模式期间，打开第一阀并且关闭第二阀以使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在三元催化剂入口上游的第一交汇部处汇合；以及在第二模式期间，关闭第一阀并且打开第二阀以使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在三元催化剂入口处的第二交汇部处汇合。第一模式还包括使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气直接流到三元催化剂。第二模式还包括：使来自第一汽缸排的排气直接流到三元催化剂，而不使排气流过中间催化剂；以及使来自第二汽缸排的排气直接流到蒸汽重整催化剂，而不使排气流过中间催化剂。第一汽缸排流体地联接到第一排气通道，并且其中第二汽缸排流体地联接到第二排气通道，其中第一阀调整从第二汽缸排到第一交汇部的排气流，并且其中第二阀调整从第二汽缸排到辅助通道的排气流。在第一模式期间，第一汽缸排和第二汽缸排具有相等的空燃比，并且其中在第二模式期间，第一汽缸排的排气流是稀的，并且第二汽缸排的排气流是富的。响应于三元催化剂的温度大于阈值三元催化剂温度，启动第一模式，阈值三元催化剂温度基于三元催化剂的起燃温度，并且其中响应于三元催化剂的温度小于阈值三元催化剂温度，启动第二模式。

现在转到图3，其示出了用于基于TWC温度和SRC温度中的一个或多个操作第一阀和第二阀(例如，图1、图2A和图2B的第一阀56和第二阀58)的方法300。可以由控制器(例如，控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号来执行用于实施方法300和本文包括的其余方法的指令。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来根据下面描述的方法来调整发动机操作。

方法300可以参考上述部件来描述。具体地，方法300可以包括图1的发动机10、第一排气通道50、第二排气通道52、第一阀56、第二阀58、SRC 68、TWC 70、第一汽缸排32、第二汽缸排34和辅助通道54。参考下面描述的方法，将第一阀和/或第二阀从打开位置移动到关闭位置或者反之亦然包括将信号从控制器发送到阀的致动器以将阀命令到期望位置。

方法300可以在302处开始，在302处，方法300确定、估计和/或测量当前的发动机操作参数。当前的发动机操作参数可以包括车辆速度、环境温度、环境湿度、节气门位置、加速器踏板位置、排气温度、进气歧管压力、发动机转速、发动机温度和空燃比中的一个或多个。

在304处，方法300包括确定TWC温度是否大于阈值TWC温度。如上所述，在一个示例中，阈值TWC温度基于TWC的起燃温度，TWC的起燃温度基本上等于650℃。在一个示例中，温度传感器被集成到TWC中或者与TWC相邻，其中从温度传感器到控制器的反馈对应于TWC温度。替代地，TWC温度可以基于在TWC的上游或下游测量的排气温度来估计。如果TWC温度大于阈值TWC温度，则方法300前进到306以打开第一阀并关闭第二阀。以这种方式，第二排气通道流体地联接到第一排气通道，同时与辅助通道气密密封。因此，来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在第一交汇部处汇合并直接流到TWC。这可以基本上类似于参考图2A描绘的第一模式。

在308处，方法300包括以化学计量空燃比(例如，基本上等于1的空燃比)操作两个汽缸排。附加地或替代地，第一汽缸排和第二汽缸排可以基于驾驶员需求或一个或多个发动机操作参数来操作。在一个示例中，如果要求微粒过滤器再生，则可以操作第一汽缸排或第二汽缸排中的一个以增加排气温度(例如，延迟火花)，并且可以稀化操作第一汽缸排或第二汽缸排中的另一个。

在310处，方法300包括在第一模式中使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气直接流到TWC。来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气不流到SRC或辅助通道。以这种方式，未经处理的排气流到激活的(起燃(lit-off)的)TWC，其中排放微粒被氧化和/或还原。如果涡轮增压器被包括在发动机中，则来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在流到TWC之前流到位于第一交汇部处的涡轮。因此，在一些实施例中，排气在第一模式中直接流到涡轮。

返回到304，如果方法300确定TWC温度小于阈值TWC温度，则方法300前进到312。由于一种或多种原因，包括但不限于冷起动和不足的热排气流量，TWC温度可能小于阈值TWC温度。不足的热排气流可以由车辆的混合操作造成，其中车辆经由电动马达推进并且发动机禁用。当发动机禁用时，发动机不会接收到燃料和空气中的一种或多种。在一些示例中，空气可以流过发动机的汽缸而不喷射燃料。因此，当发动机禁用时不产生排气。如此，在混合动力车辆应用期间TWC温度和/或SRC温度可能降低。

在312处，方法300包括确定SRC温度是否大于阈值SRC温度。在一个示例中，阈值SRC温度基本上等于200℃。在冷起动期间，SRC温度可以小于阈值SRC温度。另外，在第二阀关闭之后，SRC温度可以下降到低于阈值SRC温度，从而防止排气流到SRC。如上所述，当SRC起燃时，SRC可以根据上述等式1和等式2来处理排气。如果SRC温度大于阈值SRC温度，则方法300前进到314。

在314处，第一阀移动到关闭位置，并且第二阀移动到打开位置。以这种方式，第二排气通道流体地联接到辅助通道，同时与第一排气通道流体地密封。如上所述，SRC位于辅助通道中。

在316处，方法300包括稀化操作第一汽缸排并且富化操作第二汽缸排。这可以基本上类似于上面参考图2B描述的第二模式。因此，第一汽缸排将包含多个O₂和NO的氧化排气基本上排出到第一排气通道中。第二汽缸排将包含多种碳氢化合物(HC)和CO的排气排出到第二排气通道中。在一个示例中，在第二汽缸排中的冷起动减排调整可以比在第一汽缸排中更明显。例如，第二汽缸排中的火花延迟可以比第一汽缸排中延迟得更多。这可能是由于与稀化操作的第一汽缸排相比，富化操作的第二汽缸排的燃烧稳定性增加。这可以进一步增加在第二模式期间提供给TWC的热。

在318处，方法300包括使排气直接从第一汽缸排流到TWC。在320处，方法300包括使来自第二汽缸排的排气流过打开的第二阀并直接流到SRC。如上面参考等式1和等式2所述的，HC和CO在SRC中转化成H₂。因此，富H₂排气流过SRC下游的辅助通道。

在322处，方法300包括使来自第一排气通道和辅助排气通道的排气在TWC的入口(例如，图2B的第二交汇部204)处汇合。基本还原的富H₂排气与富O₂和NO排气反应，从而释放热能。通过这样做，冷起动减排(CSER)调整和TWC入口处的氧化还原反应可以比单独的CSER调整或CSER调整与富CO和HC排气的组合更快地加热TWC。以这种方式，在冷起动期间排出的排放物可以显著减少。

在324处，方法300使氧化还原反应后的排气混合物流过TWC，其中热排气可以进一步加热TWC的表面。

在326处，方法300包括确定TWC温度是否大于阈值TWC温度。如果TWC温度大于阈值TWC温度，则方法300前进到如上所述的306。以这种方式，响应于TWC达到起燃温度，终止到SRC的排气流。这可以增加SRC的寿命，同时还通过不再富化操作第二汽缸排来增加燃料经济性。因此，如果TWC温度超过阈值TWC温度同时使排气流到SRC，则第二阀被移动到关闭位置并且第一阀被移动到打开位置。

如果TWC温度小于阈值TWC温度，则方法300前进到328以维持当前的发动机操作参数并继续使稀排气流过第一排气通道且富排气流到辅助通道。因此，氧化排气和还原排气在TWC入口处继续混合并在组合时释放热能。该方法继续监测TWC温度。

返回到312，如果SRC温度不大于阈值SRC温度，则方法300前进到330以关闭第一阀并打开第二阀，从而将第二排气通道流体地联接到辅助通道，同时将第二排气通道与第一排气通道进行密封。

在332处，方法300包括稀化操作第一汽缸排，类似于上述的在314处的第一汽缸排的操作。

在334处，方法300包括在化学计量和富之间交替(alternating)操作第二汽缸排。这与第二汽缸排在314处的操作的不同之处在于，第二汽缸排在富和化学计量之间振荡。换句话说，与当SRC温度大于阈值SRC温度时相比，当SRC小于阈值SRC温度时，第二汽缸排的操作消耗更少的燃料。通过使第二排汽缸的操作在富和化学计量之间振荡，在SRC处可以发生氧化还原反应。这可以增加加热SRC的速率，使得与不使第二汽缸排的操作振荡(例如，仅富化操作)相比SRC更快地达到阈值SRC温度。在一些示例中，第二汽缸排可以在富操作和稀操作之间振荡，从而与在富和化学计量之间的振荡相比，导致到SRC的更多的氧流。附加地或替代地，在334处第二汽缸排可以富化操作并且可以不在富和化学计量燃烧之间振荡。

附加地或替代地，与在314处的火花延迟相比，在334处第二汽缸排火花延迟可以更明显。因此，HC排放物和释放的热能在334处比在314处更大。

在336处，方法300包括使来自第一汽缸排的排气流到TWC。在338处，方法300包括使来自第二汽缸排的排气流到SRC。在340处，方法300包括使来自辅助通道的排气与来自第一汽缸排的排气在TWC入口处汇合。当SRC的温度低于阈值SRC温度时，由于SRC的不活动性，来自SRC的排气可以不包含足够量的H₂，因此，在340处可以不发生氧化还原反应。

在342处，方法300包括使排气混合物流过TWC。在342之后，方法300前进回到312以监测SRC的温度。一旦SRC温度超过阈值SRC温度，来自两个汽缸排的排气可以在TWC入口处启动氧化还原反应。

现在转到图4，其示出了用于确定SRC的状况的方法400。具体地，方法400示出了用于监测SRC上焦化量的程序。如上所述，在一些发动机工况期间，SRC接收来自第二汽缸排的富燃烧气体。在富操作期间，积碳可以聚积，其可以涂覆辅助通道和/或SRC的表面。因此，SRC的反应性和/或通过SRC的排气流速可能降低。方法400监测焦化量并且在可能的情况下提供用于减少焦化的程序。

方法400可以在402处开始，在402处，方法400确定、估计和/或测量当前的发动机操作参数。当前的发动机操作参数可以包括车辆速度、环境温度、环境湿度、节气门位置、加速器踏板位置、排气温度、进气歧管压力、发动机转速、发动机温度和空燃比中的一个或多个。

在404处，方法400包括确定第二汽缸排是否正在富化操作。这可以由位于分叉部上游的第二排气通道中的排气传感器来确定。排气传感器可以提供对应于第二汽缸排的空燃比的λ值。如果λ值大于或等于1，则第二汽缸排未富化操作，并且方法400前进到406以维持当前的发动机操作参数并且不跟踪焦化。如果λ值小于1(例如，0.85)，则第二汽缸组正在富化操作，并且方法400前进到408以确定第二阀是否打开。应当理解，可以使用其他参数来确定第二汽缸排是否正在富化操作，例如，可以基于节气门位置和第二汽缸排中的汽缸的加燃料来确定。

在408处，如果感测到通过辅助通道的排气流，则可以确定第二阀打开。如果第二阀关闭并且排气不流过辅助通道，则方法400前进到406以维持当前的发动机操作参数，并且不监测焦化。如果第二阀打开并且排气正流过辅助通道，则方法400前进到410。

在410处，方法400包括跟踪流到SRC的排气量。首先，基于发动机转速和容积效率来计算被吸入和/或抽取到第二汽缸排中的空气的量。其次，第二汽缸排的加燃料与第二汽缸排的排气的排气温度一起被确定。通过计算这些变量，可以确定到SRC的排气流速的估计。控制器可以跟踪计算的排气流速达第二汽缸排富化操作并且第二阀保持打开的整个持续时间。换句话说，一旦第二阀移动到关闭位置，跟踪就结束。

在412处，方法400包括确定焦化是否大于阈值焦化。焦化可以降低SRC活性并可以限制SRC的流通(flow-through)面积。阈值焦化可以对应于使SRC的活性降低至小于期望的催化活性量的焦化量。另外，阈值焦化可以基于排气背压，其中在焦化大于阈值焦化时背压降低燃烧稳定性。如果焦化不大于阈值焦化，则该方法前进到如上所述的406。如果焦化大于阈值焦化，则该方法前进到414。

在414处，方法400包括确定排气温度是否大于阈值温度，其中阈值温度基于在过量的氧存在下热到足以燃烧焦炭沉积物的温度。因此，在第二汽缸排正在富化操作的状况之外发生焦炭沉积物的去除。如果排气温度小于阈值温度，则该方法前进到416以继续监测排气温度。如果排气温度大于阈值温度，则方法400前进到418。

在418处，方法400包括使稀排气流到SRC。这可以包括如果第二阀先前关闭则将其移动到打开位置。另外，第一阀移动到关闭位置。因此，这与第二种模式的不同之处在于到SRC的排气流是稀的而不是富的。在第二汽缸排稀化操作的焦炭去除状况期间，第一汽缸排可以在化学计量下操作、稀化操作或富化操作。因此，汽缸排可以独立地被操作。

在一个示例中，可以在踩加速器(tip-in)踏板和/或其他高负荷发动机操作之后发生焦炭去除状况，其中排气温度升高到大于阈值温度的温度。因此，驾驶员需求可以降低，并且大部分(如果不是全部的话)驾驶员需求可以经由第一汽缸排来满足。以这种方式，第二汽缸排可以稀化操作以使富氧排气流到SRC，从而在420处独立于驾驶员需求而烧掉焦炭。

应当理解，当第二阀处于关闭位置时，SRC的焦炭去除可以不是高优先级。当第二阀关闭时，辅助通道中的背压不妨碍发动机操作。然而，一旦驾驶员需求降低并且排气温度足够热，则第一汽缸排可以被操作以满足驾驶员需求，而第二阀打开并且第二汽缸排被适时地操作以去除焦炭。

在422处，方法400确定焦化是否仍大于阈值焦化。如果焦化仍大于阈值焦化，则方法400继续使稀排气从第二汽缸排流到SRC。如果焦化小于阈值焦化，则方法400前进到426以停止去除焦炭。这可以进一步包括关闭第二阀、打开第一阀、并且基于其他发动机操作参数(例如，驾驶员需求)调整第二汽缸排的操作。因此，第一汽缸排和第二汽缸排可以分担满足驾驶员需求的负担。

现在转到图5，其示出了用于基于车辆位置和/或工况来确定SRC的还原机会的方法500。在一个示例中，通过调整第二汽缸排的操作来适时地再生SRC。附加地或替代地，当不存在用于调整第二汽缸排的操作的状况时，SRC可以经由还原剂喷射再生。

方法500可以在502处开始，其中方法500确定、估计和/或测量当前的发动机操作参数。当前的发动机操作参数可以包括车辆速度、环境温度、环境湿度、节气门位置、加速器踏板位置、排气温度、进气歧管压力、发动机转速、发动机温度和空燃比中的一个或多个。

在504处，方法500包括确定车辆位置。这可以基于来自车辆的地理定位装置(例如，导航系统、GPS装置等)的反馈。这可能发生在发动机起动时并在车辆操作期间继续。

在506处，方法500包括确定最终目的地是否是已知的。如果车辆操作者和/或驾驶员将最终目的地输入到导航系统和/或GPS装置中，则最终目的地是已知的。方法500前进到508以估计(在504处确定的)当前车辆位置与最终目的地之间的可能的停止事件的数量、持续时间和位置。GPS装置可以基于一个或多个距离、速度限制、已知的驾驶员行为、交通中断、交通量、估计的行驶时间、建筑物、天气和其他道路状况来估计停止机会的数量。

返回到506，如果最终目的地是未知的，则方法500前进到510以预测当前位置与预测的最终车辆目的地之间的可能的停止事件的数量、持续时间和位置。在一个示例中，预测的最终目的地基于保存在导航系统中的一个或多个已知位置。附加地或替代地，预测的最终目的地是从车辆操作者经常访问的一个或多个位置中选择的。这可以包括家庭地址、职业地址、学校、超市、加油站、零售店等。在至少一个示例中，预测的车辆最终目的地可以进一步基于至少一天的时间。例如，如果驾驶员在星期三上午7点30分起动车辆，则导航系统可以预测驾驶员的职业(例如，工作)地点作为最终目的地。在一个示例中，导航系统可以向驾驶员提供接受或调整预测的最终目的地的提示。替代地，导航系统可以基于与当前车辆位置和预测的最终位置之间的已知路线的偏差来调整预测的最终目的地。

例如，从家庭地点到工作地点，该方法可以确定多个停止事件。该方法可以基于估计的持续时间来过滤停止事件，其中持续时间小于阈值持续时间(例如，小于20秒)的停止事件不再被考虑用于实施SRC的还原。因此，剩余的停止事件被跟踪，并且SRC的还原可以被适时地执行。附加地或替代地，可以跟踪所有估计的停止事件以用于还原SRC，其中估计的持续时间大于阈值持续时间的停止事件可以包括调整第二汽缸排的发动机操作参数以还原SRC。调整发动机操作参数可以包括富化操作第二汽缸排、关闭第一阀以及打开第二阀。然而，在持续时间小于阈值持续时间的停止事件期间，由于在发起停止之后踩加速器踏板或其他驾驶员需求，调整第二汽缸排的操作参数可以是不期望的。因此，第二汽缸排的操作参数不被调整以还原SRC，并且维持状况以满足即将到来的驾驶员需求和/或发动机负荷。然而，在缩短的停止期间，第一阀可以关闭并且第二阀可以打开，其中还原剂经由喷射器(例如，图1的喷射器69)喷射。因此，来自第二汽缸排的排气可以加热还原剂并与还原剂混合并且使还原剂流到SRC。在一个示例中，喷射器喷射燃料。在其他示例中，喷射器喷射尿素水、气态氨或一些其他形式的还原剂。

应当理解，也可以在发动机停止之外还原SRC。例如，第二汽缸排可以满足驾驶员需求和/或发动机负荷，第一阀关闭，第二阀打开，并且还原剂喷射器被激活以将还原剂喷射到辅助通道中。

前进到512，方法500包括确定停止事件是否即将到来。如果停止事件在阈值距离(例如，0.25英里之内)和阈值时间(例如，一分钟之内)中的一个或多个之内，则停止事件即将到来。附加地或替代地，如果驾驶员在与停止事件的估计/预测位置相距的阈值距离内正减速和/或制动，则停止事件即将到来。如果停止事件不是即将到来的，则方法500前进到514以基于驾驶员需求操作第一排汽缸和第二排汽缸，并且不使排气流到SRC。因此，第一阀保持打开，并且第二阀保持关闭。

附加地或替代地，基于车辆速度、制动踏板位置和加速器踏板位置中的一个或多个，停止事件可以即将到来。例如，如果加速器踏板处于倾斜位置(例如未被压下)，制动踏板被压下，并且车辆速度小于阈值车辆速度，则发动机停止可能即将到来。

如果停止事件即将到来，则方法500前进到515以确定SRC温度是否大于阈值还原温度。在一个示例中，阈值还原温度大于环境温度。如果SRC小于阈值还原温度，则方法500前进到514，如上所述。然而，如果SRC大于阈值还原温度，则方法500在516处继续关闭第一阀并打开第二阀。以这种方式，排气流到辅助通道中的SRC，并且不流过第二排气通道到达第一交汇部。

在518处，方法500包括富化操作第二汽缸排。因此，未燃烧的碳氢化合物可以还原SRC的表面。这可以允许SRC处于期望的氧化态以用于未来的冷起动。附加地或替代地，响应于发动机停止请求，控制器(例如，图1的控制器12)可以指示喷射器(例如，图1的喷射器69)向SRC喷射还原剂。需注意，发动机停止请求可以在停止发动机旋转之前。如上所述，除了发信号通知喷射器进行喷射之外，发信号通知第一阀到达关闭位置，并且将第二阀移动到打开位置。如此，第二汽缸排继续满足驾驶员需求，而来自第二汽缸排的排气被引导至辅助通道。应当理解，当SRC正被还原时，TWC温度可能大于阈值TWC温度。

在520处，方法500包括使排气直接从第二汽缸排流到SRC。因此，SRC从缺电子状态还原到富电子状态。

在522处，方法500包括确定停止事件是否被启动。如果停止事件未被启动，则方法500前进到524以继续使排气流到SRC。

如果停止事件被启动，则在526处停用第一汽缸排和第二汽缸排的汽缸，并且终止SRC的还原。在一个示例中，第二阀移动到关闭位置，并且第一阀移动到打开位置。因此，发动机重新起动后排气不流到SRC。在一些示例中，通过使一个或多个汽缸点火来延迟停止事件以延长SRC的还原。在一个示例中，在接收到发动机停止请求后恰好再发生三次燃烧。附加地，在接收到发动机停止请求后，将还原剂喷向SRC。在一个示例中，喷射器指向SRC的上游面。以这种方式，在停用发动机汽缸(其包括终止加燃料和火花)之前附加的燃烧三次可以增加还原剂到达SRC的可能性。附加地或替代地，在发动机停止期间还原剂喷射可以持续达预定的时间量。在发动机重新起动后，来自第二汽缸排和/或第二汽缸组的排气可以被引导至SRC达阈值时间量(例如，五秒)以将还原剂分配至SRC的下游表面。

附加地或替代地，方法500可以基于到SRC的还原性排气流的量来估计SRC的氧化态。如果SRC未被还原到期望的氧化态，则该方法可以包括在停止之后将第二阀维持在打开位置并且将第一阀维持在关闭位置。因此，在发动机重新起动后，来自第二汽缸排的排气被引导至SRC。如果发动机操作参数期望第二汽缸排在化学计量下操作，则喷射器可以被激活以继续还原SRC。

因此，上面的图描述了一种系统，该系统包括：排气系统，其包括三元催化剂和蒸汽重整催化剂；发动机，其包括第一汽缸组和第二汽缸组；第一排气通道，其流体地联接到第一汽缸组，以及第二排气通道，其流体地联接到第二汽缸组，其中第一排气通道和第二排气通道在三元催化剂入口上游在第一交汇部处相交；辅助通道，其从相对于排气流的第一交汇部上游的第二排气通道分支，其中辅助通道在三元催化剂入口处与第一排气通道汇合；第一阀，其用于调整从第二汽缸组到第一交汇部的排气流，和第二阀，其用于调整从第二汽缸组到辅助通道的排气流；以及控制器，其具有存储在存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令当被实施时使得控制器能够在第一模式期间使来自第二汽缸组的排气直接流到三元催化剂并且在第二模式期间使来自第二汽缸组的排气直接流到蒸汽重整催化剂。

第一阀和第二阀包括打开位置和关闭位置，并且其中打开位置允许排气流，并且关闭位置阻止排气流。控制器还包括用于在第一模式期间将第一阀致动到打开位置并且将第二阀致动到关闭位置的指令，并且其中第二阀防止来自第二汽缸组的排气流到辅助通道。另外，控制器还包括用于在第二模式期间将第一阀致动到关闭位置并将第二阀致动到打开位置的指令，并且其中第一阀防止来自第二汽缸组的排气流到第一交汇部。

该系统还包括被定位成将还原剂喷射到蒸汽重整催化剂上游的辅助通道中的还原剂喷射器，以及响应于停止发动机中的燃烧并且停止发动机旋转的请求来喷射还原剂的附加的控制器指令。第一汽缸组和第二汽缸组包括相同数量的汽缸，并且其中还原剂是燃料或NH₃。

现在转到图6，其示出了操作序列600，操作序列600示出了发动机(例如，图1的发动机10)操作图3的方法300的示例结果。线602表示TWC温度并且线604表示阈值TWC温度，线606表示SRC温度并且线608表示阈值SRC温度，线610表示第一阀位置，线612表示第二阀位置，线614表示第一汽缸排空燃比(AFR)，线616表示第二汽缸排AFR，线618表示第一排火花正时并且线620表示标称火花正时，线622表示第二汽缸排火花正时并且线624表示标称火花正时，线626表示电动马达的活动，并且线628表示还原剂喷射器活动。如上所述，阈值TWC温度基于TWC的起燃温度。阈值SRC温度基于SRC的起燃温度，SRC的起燃温度低于TWC的起燃温度，这在操作序列600中图形化地示出。由线620和624示出的标称火花正时表示在发动机的压缩冲程快结束时或结束时发生的火花正时。时间从图的左侧向右侧增加。

在t₀处，TWC温度(线602)低于阈值TWC温度(线604)。类似地，SRC温度(线606)低于阈值SRC温度(线608)。因此，可能正在发生冷起动。第一阀移动到关闭位置(线610)，并且第二阀移动到打开位置(线612)。因此，来自第二汽缸排的排气被引导到辅助通道中的SRC并且与来自第一汽缸排的排气在TWC的入口处汇合。第一汽缸排AFR(线614)是稀的，如其λ值大于1.0所示。第二汽缸排AFR(线616)在富和化学计量之间振荡，如AFR在λ值1.0和约0.8之间的波动所示。第一汽缸排中的火花(线618)和第二汽缸排中的火花(线622)二者均延迟。如图所示，第二汽缸排中的火花延迟大于第一汽缸排中的火花延迟(例如，延迟得更多)。以这种方式，从第二汽缸排排出的排气可以比来自第一汽缸排的排气热。由于第二汽缸排的增加的加燃料，与第一汽缸排相比，第二汽缸排可以实现更高的火花延迟。电动马达是不活动的(例如，关闭)。还原剂喷射器关闭(线628)。在图6的示例中，阈值SRC温度基本上等于上述阈值还原温度。然而，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，阈值还原温度可以大于或低于阈值SRC温度。

在t₀之后和t₁之前，第一阀保持关闭，并且第二阀保持打开。TWC温度和SRC温度升高。然而，由于因第二汽缸排的火花延迟增加导致来自第二汽缸排的排气比来自第一汽缸排的排气热，SRC温度比TWC温度增加更快。

在t₁处，TWC温度继续增加但是保持低于阈值TWC温度。SRC温度基本上等于阈值SRC温度。因此，第二汽缸排AFR基本上富化操作以允许碳氢化合物和一氧化碳在起燃的SRC中氧化。这产生氢气，氢气可以与第一汽缸排的排气流中的氧化剂在TWC的入口中组合。为了更进一步加热TWC，第二汽缸排的火花正时被进一步延迟。在t₁之后和t₂之前，TWC的温度比SRC温度增加更快。这是由于氧和氮氧化物与氢气之间在TWC入口处发生氧化反应。

在t₂处，TWC温度基本上等于阈值TWC温度。因此，第二阀移动到关闭位置，并且第一阀移动到打开位置。因此，来自第二汽缸排的排气不流到SRC。另外，来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在TWC入口的上游位置处汇合。第一汽缸排AFR减少到化学计量AFR。第二汽缸排AFR增加到化学计量AFR。同样，第一汽缸排和第二汽缸排的火花正时提前到基本上等于标称火花正时。因此，在TWC充分预热之后，第一汽缸排和第二汽缸排基本上类似地被操作。

在t₂之后和t₃之前，TWC温度大于阈值TWC温度。因此，TWC足够热以处理排气排放物。由于排气不再流到SRC，SRC温度继续下降。第一阀保持打开，并且第二阀保持关闭。第一排空燃比和第二排空燃比基本上是化学计量的(例如，等于1.0的λ值)。第一汽缸排和第二汽缸排的火花正时基本上等于标称火花正时。

在一个示例中，紧接在t₃之前，加速踏板被释放，制动踏板被压下，并且车辆速度下降到低于阈值车辆速度。这可能指示发动机停止请求。在t₃处，发动机停止请求被发出，并且电动马达被激活以执行其中发动机关闭的混合动力车辆应用。因此，在一个示例中，电动马达可以推进车辆。这可以是自动发动机停止。通过停止到发动机的燃料流和火花，发动机在t₃之后不久停止。在来自预定数量的富燃烧事件的排气已经从第二排汽缸被引导到SRC之后，发动机停止。因此，第一阀移动到关闭位置，并且第二阀移动到打开位置。第一排汽缸继续燃烧化学计量或轻微稀的空气-燃料混合物，同时第二组汽缸继续燃烧。在预定数量的燃烧事件之后，第一组汽缸和第二组汽缸中的燃烧停止。因此，在时间t3之后不久，燃料不再被递送到第一汽缸排，因此，空燃比是2.3(例如，基本上只有空气)。

在排气系统包括还原剂喷射器的示例中，响应于发动机停止请求，在完成正在进行的燃料喷射之后发动机燃料和火花可以停止。进一步，响应于发动机停止请求，可以经由还原剂喷射器供应还原剂。还原剂喷射器可以将还原剂朝向SRC喷射到辅助通道中。附加地或替代地，在发动机停止请求之后，第二汽缸排可以继续以基本化学计量的空燃比燃烧达预定数量的燃烧事件，同时经由还原剂喷射器供应还原剂。这可以有助于还原剂到达SRC。在预定数量的燃烧事件(例如，经由火花燃烧空气和燃料)之后，火花和燃料终止，并且第二汽缸排类似于第一汽缸排现在是不活动的。

由于停止加燃料，未形成排气，并且TWC和SRC的温度开始下降。在t₃之后和t₄之前，由于在混合动力车辆应用期间没有热排气，TWC和SRC的温度下降到低于它们相应的阈值。响应于喷射预定量的还原剂或经过预定量的还原剂喷射时间，还原剂喷射器被停用。

在一些示例中，附加地或替代地，第二汽缸排可以在混合动力车辆应用期间被重新激活，以使排气流到SRC和TWC，从而将SRC和TWC的温度维持在高于其相应的阈值。因此，来自电动马达的功率输出可以与从重新激活的第二汽缸排提供的功率输出成比例地减小。

在一些实施例中，附加地或替代地，还原剂喷射器可以在发动机停止和混合动力应用事件之外是活动的。例如，如果SRC温度足够高以便发生还原，则尽管TWC温度高于阈值TWC温度，第一阀可以关闭并且第二阀可以打开。因此，在标称车辆行驶操作参数期间可能发生还原。

在t₄处，混合动力车辆应用被终止并且电动马达被停用。因此，第一汽缸排和第二汽缸排的汽缸被重新激活。重新激活包括将燃料喷射到汽缸中以及启动火花。如图所示，第一汽缸排和第二汽缸排类似于t₁之前的操作被操作。这是由于TWC和SRC的温度低于它们相应的阈值温度。因此，第一汽缸排稀化操作，并且具有比正在富化操作的第二汽缸排中的点火正时延迟得少的点火正时。第一阀移动到关闭位置，并且第二阀移动到打开位置。在t₄之后和t₅之前，第二汽缸排继续在富操作和化学计量操作之间振荡。第一汽缸排稀化操作。来自汽缸排的排气在TWC入口处混合，然而，由于SRC未起燃，可能不发生氧化还原反应。

在t₅处，SRC起燃，并且第二汽缸排调整到富化操作。火花延迟被增加以向TWC提供增加的热能。来自第一汽缸排的稀排气与来自第二汽缸排的由SRC处理的排气在TWC入口处发生反应，并且该反应将热能释放到TWC。因此，由于该反应，TWC的温度比SRC温度更快地升高。这在t₅和t₆之间继续。

在t₆处，TWC起燃。因此，不再需要氧化还原反应来加热TWC。因此，第一阀移动到打开位置，并且第二阀移动到关闭位置。因此，排气不再流到SRC。此外，来自第二汽缸排的排气与来自第一汽缸排的排气直接流到TWC。在t₆和t₇之间，由于第二阀保持关闭，SRC温度继续下降，这阻止了排气流到达辅助通道。

在t₇处，TWC温度保持高于阈值TWC温度。因此，第一阀保持打开，并且第二阀保持关闭。因此，来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气直接流到TWC。第一汽缸排和第二汽缸排的操作至少基于驾驶员需求。

以这种方式，SRC用于加快TWC的预热。发动机汽缸分为两组和/或两排，包括第一排和第二排。第二排被配置为基于第一阀和第二阀的位置使排气直接流到SRC或TWC。当TWC温度低于阈值TWC温度时，第一阀移动到关闭位置，并且第二阀移动到打开位置。另外，第一汽缸排稀化操作，并且第二汽缸排富化操作。来自第二汽缸排的流过SRC的排气不与来自第一汽缸排的排气混合，直到到达TWC入口。维持排气流分离的技术效果是减少通过排气系统表面的热能损失。因此，在稀排气流中的氧化剂与在富排气流中形成的还原剂之间的氧化还原反应可以在TWC入口中发生。通过这样做，与仅使用冷起动减排策略相比，TWC温度增加得更快。

一种方法的实施例包括：使来自第一组汽缸的稀排气直接流到三元催化剂，使来自第二组汽缸的富排气直接流到蒸汽重整催化剂，以及使来自蒸汽重整催化剂的排气流到三元催化剂。该方法的第一示例还包括其中蒸汽重整催化剂包含浸渍在蜂窝状堇青石载体上的Ni，其中使来自第二组汽缸的富排气直接流到蒸汽重整催化剂包括在使来自第二组汽缸的排气流到蒸汽重整催化剂之前不使来自第二组汽缸的排气流过催化剂，并且其中使来自第一组汽缸的稀排气流到三元催化剂包括在使来自第一组汽缸的排气流到三元催化剂之前不使来自第一组汽缸的排气流过催化剂。该方法的可选地包括第一示例的第二示例还包括，其中第一组汽缸被包括在第一汽缸排中并且第二组汽缸被包括在第二汽缸排中，第一组汽缸和第二组汽缸中的每个包括至少一个汽缸。该方法的可选地包括第一示例和/或第二示例的第三示例还包括，其中第一汽缸排流体地联接到第一排气通道，并且第二汽缸排流体地联接到第二排气通道，并且其中第一排气通道和第二排气通道在第一交汇部处汇合。该方法的可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个的第四示例还包括，其中第二排气通道在第一交汇部的上游位置处分叉，并且其中辅助通道在分叉处从第二排气通道分支。该方法的可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个的第五示例还包括，其中第二排气通道包括用于调整到第一交汇部的排气流的第一阀和用于调整到辅助通道的排气流的第二阀。

一种发动机操作方法的实施例包括：在第一模式期间，打开第一阀并且关闭第二阀以使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在三元催化剂入口上游的第一交汇部处汇合；以及在第二模式期间，关闭第一阀并且打开第二阀以使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在三元催化剂入口处的第二交汇部处汇合。该方法的第一示例还包括，其中第一模式还包括使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气直接流到三元催化剂。该方法的可选地包括第一示例的第二示例还包括，其中第二模式还包括：使来自第一汽缸排的排气直接流到三元催化剂，而不使排气流过中间催化剂；以及使来自第二汽缸排的排气直接流到蒸汽重整催化剂，而不使排气流过中间催化剂。该方法的可选地包括第一示例和/或第二示例的第三示例还包括，其中第一汽缸排流体地联接到第一排气通道，并且其中第二汽缸排流体地联接到第二排气通道，其中第一阀调整从第二汽缸排到第一交汇部的排气流，并且其中第二阀调整从第二汽缸排到辅助通道的排气流。该方法的可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个的第四示例还包括，其中辅助通道容纳蒸汽重整催化剂。该方法的可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个的第五示例还包括，其中在第一模式期间，第一汽缸排和第二汽缸排具有相等的空燃比，并且其中在第二模式期间，第一汽缸排的排气流是稀的，并且第二汽缸排的排气流是富的。该方法的可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个的第五示例还包括，其中响应于三元催化剂的温度大于阈值三元催化剂温度，启动第一模式，阈值三元催化剂温度基于三元催化剂的起燃温度，并且其中响应于三元催化剂的温度小于阈值三元催化剂温度，启动第二模式。该方法的可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个的第六示例还包括，其中涡轮位于第一交汇部处。

一种系统的实施例，该系统包括：排气系统，其包括三元催化剂和蒸汽重整催化剂；发动机，其包括第一汽缸组和第二汽缸组；第一排气通道，其流体地联接到第一汽缸组，以及第二排气通道，其流体地联接到第二汽缸组，其中第一排气通道和第二排气通道在三元催化剂入口上游在第一交汇部处相交；辅助通道，其从相对于排气流的第一交汇部上游的第二排气通道分支，其中辅助通道在三元催化剂入口处与第一排气通道汇合；第一阀，其用于调整从第二汽缸组到第一交汇部的排气流，以及第二阀，其用于调整从第二汽缸组到辅助通道的排气流；控制器，其具有存储在存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令当被实施时使得控制器能够在第一模式期间使来自第二汽缸组的排气直接流到三元催化剂并且在第二模式期间使来自第二汽缸组的排气直接流到蒸汽重整催化剂。该系统的第一示例还包括，其中第一阀和第二阀包括打开位置和关闭位置，并且其中打开位置允许排气流，并且关闭位置阻止排气流。该系统的可选地包括第一示例的第二示例还包括，其中控制器还包括用于在第一模式期间将第一阀致动到打开位置并且将第二阀致动到关闭位置的指令，并且其中第二阀防止来自第二汽缸组的排气流到辅助通道。该系统的可选地包括第一示例和/或第二示例的第三示例还包括，其中控制器还包括用于在第二模式期间将第一阀致动到关闭位置并将第二阀致动到打开位置的指令，并且其中第一阀防止来自第二汽缸组的排气流到第一交汇部。该系统的可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个的第四示例还包括，其中被定位成将还原剂喷射到蒸汽重整催化剂上游的辅助通道中的还原剂喷射器，以及响应于停止发动机中的燃烧并且停止发动机旋转的请求来喷射还原剂的附加的控制器指令。该系统的可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个的第五示例还包括，其中第一汽缸组和第二汽缸组包括相同数量的汽缸，并且其中还原剂是燃料或NH₃。

注意，本文包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件来执行。本文所描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行或在某些情况下被省略。同样地，处理的顺序不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行在包括各种发动机硬件部件和电子控制器的组合的系统中的指令来执行。

应当理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸等发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元素或“第一”元素或其等同物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类元素的合并，既不要求也不排除两个或更多个此类元素。所公开的特征、功能、元素和/或性质的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论是宽于、窄于、等于或不同于原始权利要求的范围，也都被视为包括在本公开的主题内。

Claims

1.一种方法，其包括：

使来自第一组汽缸的稀排气直接流到三元催化剂；

使来自第二组汽缸的富排气直接流到蒸汽重整催化剂；以及

使来自所述蒸汽重整催化剂的排气流到所述三元催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽重整催化剂包含浸渍在蜂窝状堇青石载体上的Ni，其中使来自所述第二组汽缸的富排气直接流到所述蒸汽重整催化剂包括在使来自所述第二组汽缸的排气流到所述蒸汽重整催化剂之前不使来自所述第二组汽缸的排气流过催化剂，并且其中使来自所述第一组汽缸的稀排气流到所述三元催化剂包括在使来自所述第一组汽缸的排气流到所述三元催化剂之前不使来自所述第一组汽缸的排气流过催化剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组汽缸被包括在第一汽缸排中并且所述第二组汽缸被包括在第二汽缸排中，所述第一组汽缸和所述第二组汽缸中的每个包括至少一个汽缸。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一汽缸排流体地联接到第一排气通道，并且所述第二汽缸排流体地联接到第二排气通道，并且其中所述第一排气通道和所述第二排气通道在第一交汇部处汇合。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二排气通道在所述第一交汇部的上游位置处分叉，并且其中辅助通道在分叉部处从所述第二排气通道分支。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二排气通道包括用于调整到所述第一交汇部的排气流的第一阀和用于调整到所述辅助通道的排气流的第二阀。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在第一模式期间，打开第一阀并且关闭第二阀以使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在三元催化剂入口上游的第一交汇部处汇合；以及

在第二模式期间，关闭所述第一阀并且打开所述第二阀以使来自第一汽缸排和第二汽缸排的排气在所述三元催化剂入口处的第二交汇部处汇合。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一模式还包括使来自所述第一汽缸排和所述第二汽缸排的排气直接流到三元催化剂，并且其中所述第二模式还包括：使来自所述第一汽缸排的排气直接流到三元催化剂，而不使排气流过中间催化剂；以及使来自所述第二汽缸排的排气直接流到蒸汽重整催化剂，而不使排气流过中间催化剂。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一汽缸排流体地联接到第一排气通道，并且其中所述第二汽缸排流体地联接到第二排气通道，其中所述第一阀调整从所述第二汽缸排到所述第一交汇部的排气流，并且其中所述第二阀调整从所述第二汽缸排到辅助通道的排气流。

10.一种系统，其包括：

排气系统，其包括三元催化剂和蒸汽重整催化剂；

发动机，其包括第一汽缸组和第二汽缸组；

第一排气通道，其流体地联接到所述第一汽缸组，以及第二排气通道，其流体地联接到所述第二汽缸组，其中所述第一排气通道和所述第二排气通道在三元催化剂入口上游在第一交汇部处相交；

辅助通道，其从相对于排气流的所述第一交汇部上游的所述第二排气通道分支，其中所述辅助通道在所述三元催化剂入口处与所述第一排气通道汇合；

第一阀，其用于调整从所述第二汽缸组到所述第一交汇部的排气流，以及第二阀，其用于调整从所述第二汽缸组到所述辅助通道的排气流；以及

控制器，其具有存储在存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令当被实施时使得所述控制器能够：

在第一模式期间使来自所述第二汽缸组的排气直接流到所述三元催化剂并且在第二模式期间使来自所述第二汽缸组的排气直接流到所述蒸汽重整催化剂。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一阀和所述第二阀包括打开位置和关闭位置，并且其中所述打开位置允许排气流，并且所述关闭位置阻止排气流。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器还包括用于在所述第一模式期间将所述第一阀致动到打开位置并且将所述第二阀致动到关闭位置的指令，并且其中所述第二阀防止来自所述第二汽缸组的排气流到所述辅助通道。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器还包括用于在所述第二模式期间将所述第一阀致动到关闭位置并将所述第二阀致动到打开位置的指令，并且其中所述第一阀防止来自所述第二汽缸组的排气流到所述第一交汇部。

14.根据权利要求10所述的系统，还包括被定位成将还原剂喷射到所述蒸汽重整催化剂上游的所述辅助通道中的还原剂喷射器，以及响应于停止所述发动机中的燃烧并且停止发动机旋转的请求喷射所述还原剂的附加的控制器指令。

15.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一汽缸组和所述第二汽缸组包括相同数量的汽缸，并且其中所述还原剂是燃料或NH₃。