DE102020121573A1

DE102020121573A1 - Verfahren und system zur ablufteinspritzung

Info

Publication number: DE102020121573A1
Application number: DE102020121573.8A
Authority: DE
Inventors: Jason Williams; John M. Roth
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2021-02-25
Also published as: US11073059B2; US20210054772A1; CN112412587A

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Verfahren und System zur Ablufteinspritzung bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum Verbessern der Katalysatortemperatursteuerung bereitgestellt, während Sauerstoffsättigung reduziert wird. Sekundärluft wird bei ausgewählten Bedingungen an einer Stelle stromabwärts des Katalysators eingespritzt. Eine Mischventilposition wird mit der Lufteinspritzung koordiniert, um lokale Verwirbelung zu verbessern und dadurch das Mischen von Luft und Kraftstoff in dem Abgaskanal zu steigern, in mindestens einem Beispiel.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Einspritzen von Sekundärluft in einen Abgaskrümmer eines Motors, stromabwärts eines Abgaskatalysators.
Allgemeiner Stand der Technik
Emissionen beim Motorkaltstart, die vor dem Anspringen einer Steuervorrichtung eines Katalysators erzeugt werden, können einen großen Anteil der Gesamtabgasemissionen ausmachen. Um das Erreichen der Anspringtemperatur des Katalysators zu beschleunigen, wurden Systeme entwickelt, die das Einführen von Sekundärluft in einen Motor ermöglichen. Diese können zum Beispiel Luftpumpen oder Thermaktorsysteme, zum Beispiel Port-Electric-Thermactor-Air-Systeme (PETA), beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Sekundärluft stromaufwärts des Abgaskatalysators in den Abgaskrümmer einzuspritzen. Die Lufteinspritzung an der vorkatalysierten Stelle reagiert mit unverbranntem Kraftstoff, der im Abgas verbleibt. Zusätzlich oder optional kann die Einspritzung von Sekundärluft mit zusätzlichem Kraftstoff ergänzt werden, wie etwa bei Motorbetrieb bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um die Abgastemperatur wesentlich zu erhöhen und damit die Anspringzeit zu verringern.
Ein Beispiel für ein solches System wird von Lewis et al. in US 20040006972 beschrieben. Darin wird die Abgaskrümmertemperatur während eines Motorkaltstarts durch Betreiben des Motors mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und verzögertem Zündzeitpunkt erhöht, bis ein Temperaturschwellenwert erreicht ist. Der Motor wird danach mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und mit Sekundärluft betrieben, die stromaufwärts eines Abgaskatalysators über eine Luftpumpe eingeführt wird. Nachdem die Emissionssteuervorrichtung eine Zieltemperatur erreicht hat, wird der Motor im Wesentlichen um Stöchiometrie betrieben und das Einführen von Sekundärluft wird beendet.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann die Verwendung von Sekundärluft an der Stelle vor dem Katalysator zu einer Sauerstoffsättigung des Katalysators führen. Ein Überoxygenieren des Katalysators kann zu erhöhten NOx-Emissionen führen. Zusätzlich kann ein fetter Motorbetrieb erforderlich sein, um den Katalysator zu reaktivieren, was die Kraftstoffeffizienz verschlechtert.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren angegangen werden, das Einspritzen von Luft stromabwärts eines Katalysators ohne Einspritzen von Luft stromaufwärts des Katalysators in einen Abgaskanal als Reaktion darauf, dass eine Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators größer als ein Schwellenwert ist, und dass eine Temperatur stromabwärts des Katalysators größer als der Schwellenwert ist, umfasst. Da die stromabwärts gelegene PETA stromabwärts aller Lambdasonden eingespritzt werden kann, können Kaltstartemissionen ohne Überoxygenieren eines Abgaskatalysators reduziert werden. Nachkat-PETA wird möglicherweise von keinem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem gemessen.
Als ein Beispiel kann eine Steuerung bei Kaltstartbedingungen eine Abgastemperatur stromaufwärts eines Abgaskatalysators mit der Abgastemperatur stromabwärts des Abgaskatalysators vergleichen. Zu Beginn des Kaltstarts kann die Steuerung Sekundärluft stromaufwärts des Katalysators über eine Lufteinspritzvorrichtung, beispielsweise eine Luftpumpe, einspritzen. Sobald die stromabwärtige Temperatur ausreichend warm ist, beispielsweise über dem Schwellenwert, kann mindestens ein Teil der Sekundärluft stromabwärts des Katalysators eingespritzt werden, während ein verbleibender Teil nach wie vor stromaufwärts des Katalysators eingespritzt wird. Das Hinzufügen der stromabwärtigen Lufteinspritzung führt zu einer zusätzlichen Oxidation von Abgasprodukten, was zu geringeren Emissionen führt. Die Effizienz der sekundären Lufteinspritzung kann durch Reduzieren der Öffnung eines stromaufwärts des Katalysators positionierten Abgasmischventils noch verbessert werden. Das Reduzieren der Öffnung des Mischventils blockiert den Luftstrom der stromaufwärts des Katalysators eingespritzten Sekundärluft, was die Standortgeschwindigkeit und die Walzbewegung des Abgases in der Nähe des Katalysators erhöht. Dies verbessert das Mischen des Abgases mit der Sekundärluft und dadurch das Ausmaß der Sekundärluftreaktion. In einigen Beispielen kann der Abgaskrümmer auch ein Ventil stromabwärts des Katalysators aufweisen, wobei ein derartiges Ventil zur aktiven Auspuffgeräuschabstimmung verwendet wird. Während der Sekundärlufteinspritzung zu der stromabwärtigen Stelle kann das Abstimmventil in eine geschlossenere Position bewegt werden, um die Wirkung der stromabwärtigen Sekundärlufteinspritzung zu erhöhen. Die Mischventilposition wird durch Motorbetriebsbedingungen bestimmt. Bei einigen Betriebsbedingungen kann das ausreichende Mischen bei offenem Ventil stattfinden. Bei anderen Bedingungen muss das Ventil so positioniert werden, dass es optimale Misch- und Reaktionsgeschwindigkeiten erreicht.
Auf diese Weise kann das Anspringen des Katalysators beschleunigt und Kaltstartemissionen können reduziert werden. Gleichzeitig wird die Sauerstoffsättigung eines Abgaskatalysators vermieden. Der technische Effekt der Verwendung eines Mischventils zum Steigern der Verwirbelung am Abgaskatalysator besteht darin, dass das Mischen von Sekundärluft und Abgas verbessert wird, was eine verbesserte Leistung der Sekundärluft beim Durchfluss durch den Abgaskatalysator ermöglicht.
Es versteht sich, dass die vorangehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorangehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems, das einen Motor und ein zugehöriges Sekundärlufteinspritzsystem beinhaltet.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Einspritzen von Luft in einen Abgaskanal gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem Kaltstartszenario veranschaulicht.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Verfahren zum Einspritzen von Luft in einen Abgaskanal während eines Motorwarmstarts veranschaulicht.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Verfahren zum Einspritzen von Luft in einen Abgaskanal während einer Katalysatoraufheizung veranschaulicht.
5 zeigt ein prophetisches Beispiel einer Ablufteinspritzung zur Katalysatortemperatursteuerung.

Detaillierte Beschreibung
Ein Lufteinspritzsystem kann in einem Abgassystem bereitgestellt sein, um eine Katalysatortemperatursteuerung zu ermöglichen, wie etwa das System aus 1. Das System kann in der Lage sein, Luft stromaufwärts oder stromabwärts eines Abgaskatalysators einzuspritzen, um unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu verbrennen und die Abgastemperatur zu erhöhen. Es können auch ein oder mehrere Mischventile an den Abgaskanal gekoppelt sein. Eine Steuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine durchzuführen, wie etwa die beispielhafte Routine aus 2, um die Position der Mischventile einzustellen, während Luft zu einer Stelle stromaufwärts oder stromabwärts des Katalysators eingespritzt wird, basierend auf einer Temperatur, die stromabwärts des Katalysators relativ zu stromaufwärts des Katalysators erfasst wird. Die Einspritzung kann auch in Abhängigkeit von Motorbedingungen eines Motorwarmstarts eingestellt werden, wie in 3 gezeigt, oder während einer Katalysatoraufheizung. Ein prophetisches Beispiel für Sekundärlufteinspritzung in einen Abgaskanal ist in 5 gezeigt.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 6. Das Fahrzeugsystem 6 beinhaltet ein Motorsystem 8, das an ein Abgasnachbehandlungssystem 22 gekoppelt ist. Das Motorsystem 8 kann einen Motor 10 beinhalten, der eine Vielzahl von Zylindern 30 aufweist. Der Motor 10 beinhaltet einen Motoreinlass 23 und einen Motorauslass 25. Der Motoreinlass 23 beinhaltet eine Drossel 62, die über einen Einlasskanal 42 fluidisch an den Motoransaugkrümmer 44 gekoppelt ist. Der Motorauslass 25 beinhaltet einen Abgaskrümmer 48, der schließlich zu einem Abgaskanal 35 führt, der Abgas in die Atmosphäre leitet. Die Drossel 62 kann sich in dem Ansaugkanal 42 stromabwärts einer Aufladevorrichtung, wie etwa eines Turboladers 50 oder eines Kompressors, befinden. Der Turbolader 50 kann einen Verdichter 52 beinhalten, der zwischen dem Ansaugkanal 42 und dem Ansaugkrümmer 44 angeordnet ist. Der Verdichter 52 kann mindestens teilweise durch eine Abgasturbine 54 angetrieben werden, die zwischen dem Abgaskrümmer 48 und dem Abgaskanal 35 angeordnet ist. Der Verdichter 52 kann über eine Welle 56 an die Abgasturbine 54 gekoppelt sein. Der Verdichter 52 kann auch mindestens teilweise durch einen Elektromotor 58 angetrieben werden. In dem dargestellten Beispiel ist der Elektromotor 58 an die Welle 56 gekoppelt gezeigt. Es können jedoch auch andere Konfigurationen des Elektromotors möglich sein. In einem Beispiel kann der Elektromotor 58 mit gespeicherter elektrischer Energie aus einer Systembatterie (nicht gezeigt) betrieben werden, wenn der Batterieladezustand über einem Ladeschwellenwert liegt. Durch Verwenden des Elektromotors 58 zum Betreiben des Turboladers 50, zum Beispiel beim Motorstart, kann der Ansaugluftladung eine elektrische Aufladung (e-boost) bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann der Elektromotor eine Motorhilfe zum Betreiben der Aufladevorrichtung bereitstellen. Somit kann das im Abgaskrümmer erzeugte Abgas beginnen, die Abgasturbine 54 anzutreiben, sobald der Motor für eine ausreichende Zeitdauer (zum Beispiel eine Schwellenzeit) gelaufen ist. Folglich kann die Motorhilfe des Elektromotors verringert werden. Das heißt, während des Turboladerbetriebs kann die durch den Elektromotor 58 bereitgestellte Motorhilfe als Reaktion auf den Betrieb der Abgasturbine eingestellt werden.
Das Kraftstoffsystem 18 kann einen Kraftstofftank 20 beinhalten, der an ein Kraftstoffpumpensystem 21 gekoppelt ist. Das Kraftstoffpumpensystem 21 kann eine oder mehrere Pumpen zum Druckbeaufschlagen von Kraftstoff beinhalten, der den Einspritzvorrichtungen des Motors 10, wie z. B. der gezeigten beispielhaften Einspritzvorrichtung 66, zugeführt wird. Während nur eine einzelne Einspritzvorrichtung 66 gezeigt ist, sind zusätzliche Einspritzvorrichtungen für jeden Zylinder bereitgestellt. Es versteht sich, dass das Kraftstoffsystem 18 ein rücklauffreies Kraftstoffsystem, ein Kraftstoffsystem mit Rücklauf oder unterschiedliche andere Arten von Kraftstoffsystemen sein kann.
Obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist, kann jeder Zylinder 30 ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten, um den Einlass von Ladeluft bzw. die Freigabe von Abgas zu steuern. Der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile kann festgelegt sein, oder die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen der Einlass- und Auslassventile können variieren, zum Beispiel um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Der Motorauslass 25 kann entlang des Abgaskanals 35 an das Abgasnachbehandlungssystem 22 gekoppelt sein. Das Abgasnachbehandlungssystem 22 kann eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen beinhalten, wie etwa Emissionssteuervorrichtung 70, die in einer motornahen Position im Abgaskanal 35 montiert sein kann. Die Emissionssteuervorrichtung kann einen Dreiwegekatalysator, eine Mager-NOx-Umwandlungsvorrichtung oder einen Partikelfilter, einen SCR-Katalysator und/oder Kombinationen davon beinhalten. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Emissionssteuervorrichtung 70 ein Dreiwegekatalysator.
Die Katalysatoren können ermöglichen, dass im Abgas erzeugte toxische Verbrennungsnebenprodukte, wie etwa NOx-Spezies, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid usw., vor dem Ausstoßen in die Atmosphäre katalytisch in weniger giftige Produkte umgewandelt werden. Die katalytische Effizienz des Katalysators kann jedoch weitgehend durch die Temperatur und den Sauerstoffgehalt des Abgases beeinträchtigt werden. Zum Beispiel können sich während eines Motorkaltstarts, wenn die Katalysatortemperatur unter einer Aktivierungstemperatur (z. B. unter einer Anspringtemperatur) liegt, Kaltstartabgasemissionen erhöhen, was ein Aufheizen des Katalysators erfordert. Als weiteres Beispiel kann die Reduktion von NOx-Spezies an dem Katalysator höhere Temperaturen als die Oxidation von Kohlenmonoxid nutzen. Unerwünschte Nebenreaktionen können auch bei niedrigeren Temperaturen auftreten, wie etwa die Produktion von Ammoniak und N₂O-Spezies, was die Effizienz der Abgasbehandlung negativ beeinflussen und die Qualität der Abgasemissionen verschlechtern kann. Um die Effizienz der Abgasnachbehandlung zu verbessern, kann es erforderlich sein, eine Abgastemperatur am Katalysator beizubehalten, zum Beispiel einen spezifischen Temperaturgradienten stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators.
Wie hierin unter Bezugnahme auf 2-4 weiter erläutert, kann eine Motorsteuerung dazu konfiguriert sein, einen Sekundärluftstrom stromaufwärts und/oder stromabwärts von der Emissionssteuervorrichtung 70 in das Abgasnachbehandlungssystem einzuspritzen, um die Abgastemperatur (und dadurch die Katalysatortemperatur) zu erhöhen, damit die Umwandlung bestimmter Emissionen bei verschiedenen Betriebsbedingungen gesteigert wird.
Wie in 1 dargestellt, kann die Sekundärluft aus einer oder mehreren einer Mehrzahl von Quellen eines Sekundärlufteinspritzsystems 22 (hier auch als PETA-System 22 bezeichnet) stammen Zum Beispiel kann die Sekundärluft verdichtete Ansaugluft beinhalten, die von dem Ansaugkanal zwischen dem Verdichter 52 und der Drossel 62 zu dem Abgaskanal geleitet wird. Die Einspritzleitung 90 leitet verdichtete Ansaugluft direkt in den Sekundärlufteinspritzkanal 92, von wo aus die Luft über die Einspritzzweige 192 und 94 stromaufwärts und/oder stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 dem Abgaskanal 35 zugeführt werden kann. Die verdichtete Ansaugluft, die über die Einspritzleitung 90 in das PETA-System 22 eingespritzt wird, kann über das Ventil 91 gesteuert werden, das durch die Motorsteuerung gesteuert werden kann.
Als weiteres Beispiel kann eine dedizierte Sekundärluftpumpe 96 (wie etwa eine mit einem Elektromotor angetriebene Pumpe) vorhanden sein, um Außenluft (z. B. aus der Atmosphäre) über den Sekundärlufteinspritzkanal 92 in den Abgaskanal 35 einzuspritzen.
Die Sekundärluft aus dem Verdichter oder der Luftpumpe kann über den stromaufwärtigen Einspritzzweig 192 an eine Stelle stromaufwärts des Katalysators 70 abgegeben werden, und der Strom durch den stromaufwärtigen Einspritzzweig 192 wird durch das Einspritzventil 93 gesteuert. Ebenso kann die Sekundärluft aus dem Verdichter oder der Luftpumpe über den stromabwärtigen Einspritzzweig 94 an eine Stelle stromabwärts des Katalysators 70 abgegeben werden, und der Strom durch den stromabwärtigen Einspritzzweig 94 wird durch das Einspritzventil 95 gesteuert.
Das Mischen der Sekundärluft, die stromaufwärts des Katalysators 70 aufgenommen wird, mit Abgasen und jeglichem darin nicht verbrannten Kraftstoff kann mittels Einstellungen an einem stromaufwärtigen Mischventil 97 verbessert werden. Insbesondere wird die Sekundärlufteinspritzung stromaufwärts des Katalysators 70 und stromaufwärts des Mischventils 97 aufgenommen. Das Mischventil kann als Drosselventil konfiguriert sein. Die Bewegung des Ventils in eine geschlossenere Position (z. B. eine vollständig geschlossene Position) ermöglicht eine Steigerung der lokalen Verwirbelung, wodurch die Luftvermischung verbessert wird. Somit kann bei Bedingungen, bei denen Luft an der stromaufwärtigen Stelle eingespritzt wird, das Mischventil 97 geschlossen werden, um die thermogene Wirkung der Sekundärlufteinspritzung zu verstärken. Bei anderen Bedingungen, wie etwa wenn erhöhter Abgasstrom
Das Mischen der Sekundärluft, die stromaufwärts des Katalysators 70 aufgenommen wird, mit Abgasen und nicht verbranntem Kraftstoff darin kann mittels Einstellungen an einem stromabwärtigen Mischventil 99 verbessert werden. Insbesondere wird die Sekundärlufteinspritzung stromabwärts des Katalysators 70 und stromaufwärts des Mischventils 99 aufgenommen. Das Mischventil kann als Drosselventil konfiguriert sein. Die Bewegung des Ventils in eine geschlossenere Position (z. B. eine vollständig geschlossene Position) ermöglicht eine Steigerung der lokalen Verwirbelung, wodurch die Luftvermischung verbessert wird. Somit kann bei Bedingungen, bei denen Luft an der stromaufwärtigen Stelle eingespritzt wird, das Mischventil 99 geschlossen werden, um die thermogene Wirkung der Sekundärlufteinspritzung zu verstärken. In einem Beispiel ist das Mischventil 99 ein Abgasabstimmventil, das verwendet wird, wenn keine Sekundärlufteinspritzung durchgeführt wird, um die Qualität des vom Motor ausgehenden Abgasgeräuschs einzustellen. Dann, wenn die Lufteinspritzung durchgeführt wird, wird das Abstimmventil verwendet, um eine lokale Verwirbelung für verbessertes Mischen zu erzeugen.
Eine Steuerung kann das Verhältnis von stromaufwärts relativ zu stromabwärts von dem Katalysator zugeführter Luft basierend auf verschiedenen Motorbetriebsbedingungen variieren, wie etwa basierend auf einer mittels des Temperatursensors 128 stromaufwärts von dem Katalysator geschätzten Abgastemperatur relativ zu mittels des Temperatursensors 132 stromabwärts von dem Katalysator geschätzter Abgastemperatur. In einem Beispiel basiert das Einstellen auf einer Temperaturdifferenz zwischen der stromaufwärts geschätzten Temperatur und der stromabwärts geschätzten Temperatur. In einem weiteren Beispiel basiert das Einstellen auf einem Temperaturverhältnis zwischen der stromaufwärts geschätzten Temperatur und der stromabwärts geschätzten Temperatur. In noch einem weiteren Beispiel basiert das Einstellen auf den stromaufwärts und stromabwärts geschätzten Temperaturen relativ zu einem Schwellenwert (z. B. einem gemeinsamen Schwellenwert oder unterschiedlichen Schwellenwerten). Ferner kann ein Öffnungsgrad des stromaufwärtigen Mischventils 97 relativ zu dem stromabwärtigen Mischventil 99 ebenfalls in Abhängigkeit von der Abgastemperatur eingestellt werden.
Als ein Beispiel kann die Steuerung, wenn sowohl die stromaufwärts geschätzte Temperatur als auch die stromabwärts geschätzte Temperatur niedriger als ein Schwellenwert ist, wie etwa ein Zeitpunkt eines Motorkaltstarts, das Einspritzventil 93 öffnen, was ein Strömen durch den stromaufwärts gelegenen Einspritzzweig 192 ermöglicht. Dies erleichtert eine Reaktion stromaufwärts des Katalysators, wodurch die Geschwindigkeit erhöht wird, mit der seine Temperatur steigt. Sobald die stromaufwärts geschätzte Temperatur einen Schwellenwert erreicht, wird das Einspritzventil 93 geschlossen, um zu vermeiden, dass der Katalysator mit Sauerstoff gesättigt wird. Das stromabwärtige Einspritzventil 95 würde geschlossen bleiben, bis ein stromabwärtiger Temperaturschwellenwert erreicht wird, zu welchem Zeitpunkt sich das Ventil öffnen würde. Damit wird eine Sekundärreaktion mit dem Abgasstrom bereitgestellt, bei der Kohlenwasserstoffe und CO verbraucht werden, was Emissionsniveaus reduziert. Für dieses Beispiel befinden sich beide Mischventile in der offenen Position, wenn Betriebsbedingungen vorliegen, bei denen ausreichend Mischen auftritt, um die Reaktionen zu erleichtern.
Als weiteres Beispiel kann die Steuerung, wenn die stromaufwärts geschätzte Temperatur niedriger als eine Schwellen-Katalysatoranspringtemperatur ist, aber die stromabwärts geschätzte Temperatur höher als ein Temperaturschwellenwert ist, über dem eine Reaktion auftritt, die Emissionsniveaus reduziert, wie etwa ein verlängerter Leerlaufzeitraum, sowohl das vor als auch das nach dem Katalysator angeordnete Einspritzventil 93 und 95 öffnen, um die Katalysatortemperatur zu erhöhen und Emissionen nach dem Katalysator zu reduzieren. Die Mischventile sind somit zum optimalen Mischen basierend auf den Motorbetriebsbedingungen positioniert.
Als noch ein weiteres Beispiel kann die Steuerung, wenn jede von der stromaufwärts geschätzten Temperatur und der stromabwärts geschätzten Temperatur höher als der Schwellenwert ist, wie etwa eine Zeit eines Motorwarmstarts, das stromaufwärtige Einspritzventil 93 schließen, da der Katalysator aktiv ist, jedoch das stromabwärtige Einspritzventil öffnen, um die Abgasprodukte zu verbrauchen, damit die Auspuffemissionen gesenkt werden. Wiederum würde die Position des stromabwärtigen Mischventils durch Motorbetriebsbedingungen für optimales Mischen bestimmt.
Das Abgasnachbehandlungssystem 22 kann auch Kohlenwasserstoffrückhaltevorrichtungen, Feinstaubrückhaltevorrichtungen und andere geeignete Abgasnachbehandlungsvorrichtungen (nicht gezeigt) beinhalten. Es versteht sich, dass andere Komponenten in dem Motor beinhaltet sein können, wie etwa eine Vielfalt an Ventilen und Sensoren.
In einigen Beispielen ist das Fahrzeugsystem 6 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeugsystem 6 um ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Verbrennungsmotor oder um ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n) handeln. Im gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeugsystem 6 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motorgenerator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 54 mit Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 ist zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen. Das Getriebe 54 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, einschließlich als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann zudem als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Das Fahrzeugsystem 6 kann ferner ein Steuersystem 14 beinhalten. Der Darstellung nach empfängt das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben werden) und sendet Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben werden). Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen Abgassensor 126 (der sich im Abgaskrümmer 48 befindet), einen stromaufwärtigen Temperatursensor 128 und einen stromabwärtigen Temperatursensor 130 beinhalten. Andere Sensoren, wie etwa Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren können an verschiedene Stellen in dem Fahrzeugsystem 6 gekoppelt sein, wie hierin ausführlicher erläutert wird. Als weiteres Beispiel können die Aktoren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (wie etwa die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66), eine Vielzahl von Ventilen, wie etwa die Ventile 91, 93, 95, die Pumpe 96, die Drossel 62 und die Mischventile 97 und 99, beinhalten. Das Steuersystem 14 kann eine Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und die Betätigungselemente als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf Grundlage einer darin programmierten Anweisung oder eines darin programmierten Codes, die/der einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen sind hierin unter Bezugnahme auf 2-4 beschrieben.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 200 zum Steuern der Abgastemperatur zur Katalysatorsteuerung veranschaulicht. Das Verfahren 200 kann durch eine Motorsteuerung, wie etwa die Steuerung 12, als Reaktion auf Signale von einem oder mehreren Sensoren und gemäß im Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen ausgeführt werden. Im hierin verwendeten Sinne beziehen sich „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ auf die Richtung des Abgasstroms von dem Motor und in die Atmosphäre, z. B. befindet sich die stromaufwärtige Emissionssteuervorrichtung näher am Motor und nimmt Abgas aus dem Motor auf, bevor das Abgas die stromabwärts gelegene Emissionssteuervorrichtung erreicht. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren empfangen werden, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei dem Verfahren 200 umfasst ein Kaltstart bei Schritt 202 das Bestimmen von Motorbetriebsparametern. Die Motorbetriebsparameter können Motordrehzahl, Motorlast, Kraftstoffeinspritzmenge und -zeitpunkt, Ladedruck, Abgastemperatur, Drosselposition, Mischventilposition usw. beinhalten. Die Steuerung kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas an mehreren Stellen bestimmen, wie etwa das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei ausgeschaltetem Motor, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis am Einlass der Emissionssteuervorrichtung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis am Auslass der Emissionssteuervorrichtung. Die Steuerung kann auch die Abgastemperatur an mehreren Stellen bestimmen, wie etwa stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung und stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung.
Bei Schritt 204 beinhaltet das Verfahren 200 Öffnen des stromaufwärtigen Strömungsventils (z. B. des Einspritzventils 93). In allen Kaltstartszenarien des Verfahrens 200 ist ein stromaufwärtiger PETA-Strom erwünscht, um den Katalysator anzulassen. Somit kann das Ventil 91 in mindestens einem Beispiel für alle Kaltstartszenarien des Verfahrens 200 mindestens teilweise offen sein.
Bei Schritt 206 sollte das stromaufwärtige Mischventil (z.B. das stromaufwärtige Mischventil 97) basierend auf Motorbetriebsbedingungen positioniert werden. In mindestens einem Beispiel kann das Steuersystem des Motors (z. B. das Steuersystem 14) eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12) beinhalten, die dazu programmiert ist, eine oder mehrere Motorbetriebsbedingungen zu berücksichtigen, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf Motordrehzahl, Pedalposition, Drosselposition, erwünschtes oder tatsächliches Drehmoment und Motorluftstrom.
Durch Reduzieren der Öffnung der Ventile an Stellen stromabwärts der entsprechenden Lufteinspritzstellen wird eine lokale Verwirbelung erzeugt, die das Mischen der eingespritzten Luft mit dem bereits im Abgaskanal vorhandenen Abgas verbessert. In mindestens einer Betriebsbedingung ist ein Mischventil möglicherweise ungünstig und wird unter solchen Bedingungen nicht verwendet. Informationen aus diesen Bedingungen werden von einem Antriebsstrangsteuermodul bei Schritt 202 des Verfahrens 200 erhalten.
Bei Schritt 208 des Verfahrens 200 wird die stromaufwärtige Abgastemperatur mit einem Abgastemperaturschwellenwert verglichen. In einem Beispiel kann der Abgastemperaturschwellenwert ein vorbestimmter Schwellenwert basierend auf einer Anspringtemperatur des Katalysators sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Abgastemperaturschwellenwert ein vorbestimmter Schwellenwert basierend auf Motorwarmlaufbedingungen sein. Zum Beispiel kann der Abgastemperaturschwellenwert ein vorbestimmter Schwellenwert sein, bei dem der Motor (einschließlich des Motoröls beispielsweise) als aufgewärmt betrachtet wird.
Wenn die stromaufwärtige Abgastemperatur bei Schritt 208 den Schwellenwert überschreitet, wird angenommen, dass der Katalysator die gewünschte Temperatur erreicht hat. Ein heißer Katalysator wird die meisten HC- und CO-Emissionen mit hoher Effizienz katalysieren.
In dem Fall, dass die Bedingungen für Schritt 208 nicht erfüllt sind, fährt das Verfahren 200 mit Schritt 210 fort. Schritt 210 vergleicht die stromabwärtige Abgastemperatur mit einem Schwellenwert (hier auch als zweiter Schwellenwert bezeichnet). In mindestens einem Beispiel kann der zweite Schwellenwert eine vorbestimmte Temparatur basierend auf einer katalytischen Anspringtemperatur sein. Zum Beispiel kann der zweite Schwellenwert eine vorbestimmte Temperatur sein, bei der die stromabwärtige Abgastemperatur heiß genug ist, um das Erhitzen des Katalysators auf die katalytische Anspringtemperatur zu beschleunigen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der zweite Schwellenwert auf einem Vergleich einer aktuellen Katalysatortemperatur mit der stromabwärtigen Abgastemperatur basieren. Wenn zum Beispiel die stromabwärtige Abgastemperatur größer als eine aktuelle Katalysatortemperatur ist, wobei die aktuelle Katalysatortemperatur der zweite Schwellenwert ist, dann wird bestimmt, dass das stromabwärtige Abgas größer als der zweite Schwellenwert ist.
In Beispielen, bei denen die aktuelle Katalysatortemperatur die stromabwärtige Abgastemperatur größer als der zweite Schwellenwert ist, kann die aktuelle Katalysatortemperatur auf einer Lookup-Tabelle basieren, die in einem nicht transitorischem Speicher gespeichert ist, die Motorbetriebsbedingungen berücksichtigt, wie etwa eines oder mehrere von Motorbetriebszeit, Motortemperatur, stromaufwärtige Abgastemperatur, stromabwärtige Abgastemperatur, Kühlmitteltemperatur und Öltemperatur, um unter anderem die aktuelle Katalysatortemperatur zu schätzen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die aktuelle Katalysatortemperatur auf einem Temperatursensor in der Nähe des Katalysators basieren.
In dem Fall, dass die stromabwärtige Abgastemperatur bei Schritt 210 größer als ein Schwellenwert (der zweite Schwellenwert) ist, ist ausreichend aus dem Katalysator austretende Wärme vorhanden. Somit geht das Verfahren 200 zu Schritt 212 über, um die stromabwärtige PETA zu nutzen. Dies erfolgt durch Öffnen des stromabwärtigen Strömungsventils (z. B. des Einspritzventils 95) bei Schritt 212 und dann Berücksichtigen der Betriebsbedingungen bei 214 auf eine Weise, die ähnlich wie bei Schritt 206 ist, sich jedoch davon unterscheidet. Wenn ausreichend heißes Abgas aus dem Katalysator austritt, hilft diese stromabwärtige PETA, einen Teil der CO- und HC-Emissionen zu reagieren, die durch den Katalysator strömten, ohne katalytisch umgewandelt zu werden.
Im Anschluss an Schritt 214 fährt das Verfahren 200 erneut mit Schritt 208 fort, und die Schritte 208 bis 214 des Verfahrens 200 werden somit wiederholt, bis die stromaufwärtige Abgastemperatur bei Schritt 208 größer als der Schwellenwert ist.
Nun wird unter Bezugnahme auf 3 ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Einstellen der Sekundärlufteinspritzung während eines Warmstarts eines Motors gezeigt. Es ist anzumerken, dass sich ein Warmstart des Motors auf einen warmen Motorneustart bezieht, bei dem der Katalysator vielleicht noch warm ist, aber nicht heiß genug für sofortige hohe Effizienz.
Bei Schritt 302 des Verfahrens 300 beinhaltet das Verfahren Überwachen von Motorbedingungen und Bestätigen eines Warmstarts des Motors. Insbesondere kann die Warmstartbedingung des Motors durch Berechnen einer Zeitdauer seit einer unmittelbar vorhergehenden Motorabschaltung bestätigt werden. Der Warmstart des Motors kann bestätigt werden, wenn der Motor nach einer Schwellendauer seit einer unmittelbar vorhergehenden Abschaltung neu gestartet wird. Während dieser Zeit kann die Temperatur des Abgaskatalysators unter einen Schwellenwert gefallen sein, wie etwa unter eine Anspringtemperatur (oder eine alternative Aktivierungstemperatur).
In mindestens einem Beispiel kann der Warmstart des Motors bestätigt werden, wenn die Dauer seit der unmittelbar vorhergehenden Abschaltung größer als eine erste Schwellendauer und kleiner als eine zweite Schwellendauer ist. Die erste Dauer kann ein Zeitraum sein, zu dem vorhergesagt wird, dass der Abgaskatalysator unter einen Temperaturschwellenwert (z. B. eine Anspringtemperatur oder alternative Aktivierungstemperatur) gesunken ist. Die zweite Dauer kann ein Zeitraum sein, zu dem bestimmt wird, dass der Motor in einen Kaltstartzustand übergegangen ist. Zum Beispiel kann basierend auf einem Zeitraum, zu dem bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur und/oder die Motoröltemperatur unter vorbestimmte Kaltstarttemperaturschwellenwerte gefallen sind, bestimmt werden, dass der Motor in den Kaltstartzustand übergegangen ist.
Bei Schritt 304 beinhaltet das Verfahren Bestimmen, ob eine stromaufwärtige Katalysatortemperatur über einem Schwellenwert liegt. In mindestens einem Beispiel wird die Katalysatortemperatur basierend auf einer stromaufwärtigen Abgastemperatur bestimmt.
Wenn bestimmt wird, dass die stromaufwärtige Katalysatortemperatur geringer als ein Schwellenwert ist (z. B. basierend auf der stromaufwärtigen Abgastemperatur), geht das Verfahren 300 zu Schritt 306 über und das stromaufwärtige Strömungsventil (z.B. das Einspritzventil 93) wird geöffnet, um eine Reaktion mit unverbrannten Abgasprodukte bereitzustellen, damit die Katalysatortemperatur erhöht wird. Bei 308 wird das Mischventil (z. B. das stromaufwärtige Mischventil 97) auf die geeignete Position eingestellt, um das Mischen und somit die Reaktion basierend auf Betriebsbedingungen zu verbessern.
Als Nächstes wird bei 310 die stromabwärtige Abgastemperatur mit einem Schwellenwert verglichen, hierin auch als zweiter Schwellenwert bezeichnet. Wenn die Temperatur geringer als der zweite Schwellenwert ist, wobei der zweite Schwellenwert eine Temperatur ist, bei der eine Reaktion erreicht werden kann, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 304 zurück.
Wenn die stromabwärtige Temperatur größer als der zweite Schwellenwert ist, geht das Verfahren 300 zu Schritt 312 über und das stromabwärtige Strömungsventil (z.B. das Einspritzventil 95) wird geöffnet und das Mischventil (z. B. das stromabwärtige Mischventil 99) wird bei Schritt 314 positioniert, um optimale Verwirbelung bereitzustellen. Auf diese Weise werden brennbare Restprodukte verbraucht, wodurch Emissionen reduziert werden.
Weiter wird bei Schritt 316 die stromaufwärtige Katalysatortemperatur erneut mit dem Schwellenwert verglichen. Wenn der Schwellenwert erreicht ist, wird der gesamte Strom gestoppt. Zum Beispiel kann der Strom gestoppt werden, indem das Ventil 91 auf eine geschlossene Position eingestellt wird. Zusätzlich oder alternativ dazu können das Einspritzventil 93 und das Einspritzventil 95 auch in geschlossenen Positionen gehalten werden. Wenn die Katalysatortemperatur niedriger als der Schwellenwert ist, geht das Verfahren 300 zu Schritt 314 über, die Strömungsbedingungen werden beibehalten und die Mischventile (z. B. das stromaufwärtige Mischventil 97 und/oder das stromabwärtige Mischventil 99) werden basierend auf Betriebsbedingungen eingestellt.
Unter erneuter Bezugnahme auf Schritt 304 wird die stromabwärtige Abgastemperatur bei 318 mit einem Schwellenwert verglichen, wenn die Temperatur des stromaufwärtigen Katalysators (basierend auf der stromaufwärtigen Abgastemperatur) größer als der Schwellenwert ist. Dieser Logikzweig gilt für die Bedingung, bei der der Katalysator aktiv ist, es kann jedoch ein stromabwärtiger Strom wünschenswert sein, um restliche Abgasprodukte zu verbrauchen. Als ein Beispiel wäre dies wünschenswert, um Emissionskomponenten zu reduzieren, die aus einem Schlupf durch den Katalysator während des Warmstarts resultieren, der sich aus einem Fehlen einer Luft-/Kraftstoffsteuerung vor einer Regelung mit geschlossenem Regelkreis ergibt. Wenn die stromabwärtige Temperatur geringer als der Schwellenwert ist, wird das Verfahren beendet, da der Katalysator ausreichend aktiv ist und der stromabwärtige Strom aufgrund unzureichender Energie zu keiner Reaktion führt. Wenn die stromabwärtige Temperatur größer als der Schwellenwert ist, wird das stromabwärtige Ventil bei 320 geöffnet und das Mischventil wird bei 322 entsprechend positioniert. Der stromabwärtige Strom wird dann auf Grundlage von Betriebsbedingungen bei Schritt 324 gestoppt. Zum Beispiel kann der stromabwärtige Strom auf ähnliche Weise wie im Anschluss an eine JA-Bestimmung bei Schritt 316 gestoppt werden.
Weiter wird mit 4 ein Verfahren 400, ein beispielhaftes Katalysatorerhitzungsszenario, gezeigt.
Bei Schritt 402 des Verfahrens 400 werden Motorbedingungen und -eingaben auf ähnliche Weise wie zum Beispiel Verfahren 202 überwacht.
Bei Schritt 404 wird die Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators mit einem Schwellenwert verglichen. Falls die Temperatur den Schwellenwert überschreitet, wurde das Ziel des Anspringens des Katalysators erreicht und die Routine ist abgeschlossen.
Wenn der Katalysator den Temperaturschwellenwert noch nicht erreicht hat, werden die Schritte 406 und 408 eingesetzt, um PETA strömen zu lassen und das Mischventil zu nutzen, wenn dies vorteilhaft ist. Insbesondere wird bei Schritt 406 ein stromaufwärtiges Strömungsventil (z. B. Einspritzventil 93) geöffnet und bei Schritt 408 wird ein stromaufwärtiges Mischventil (z. B. das stromaufwärtige Mischventil 97) basierend auf Motorbetriebsbedingungen positioniert.
Bei Schritt 410, wenn die stromabwärtige Temperatur einen Schwellenwert übersteigt, der hierin auch als zweiter Schwellenwert bezeichnet wird, werden die Schritte 412 und 414 dazu benutzt, PETA stromabwärts zu strömen. Insbesondere wird das stromabwärtige Strömungsventil (z. B. das Einspritzventil 95) bei Schritt 412 geöffnet und das stromabwärtige Mischventil (z. B. das stromabwärtige Mischventil 99) wird bei Schritt 414 geöffnet. Da der Katalysator noch nicht vollständig angesprungen ist, wird diese stromabwärtige PETA verwendet, um vorteilhafterweise einen Teil des unverbrannten CO und HC zu verbrauchen.
Bei Schritt 416 wird die stromaufwärtige Abgastemperatur mit einem Zielschwellenwert verglichen. Der Zielschwellenwert kann in mindestens einem Beispiel eine vorbestimmte Temparatur basierend auf einer katalytischen Anspringtemperatur sein. Wenn die stromaufwärtige Abgastemperatur größer als der Zielschwellenwert ist, wird der Katalysator als erhitzt betrachtet und dieses beispielhafte Verfahren 400 ist abgeschlossen.
Nun ist unter Bezugnahme auf 5 eine prophetische beispielhafte Karte 500 der Sekundärlufteinspritzung gezeigt. In mindestens einem Beispiel kann das in 5 gezeigte prophetische Beispiel über ein Fahrzeugsystem, wie etwa das in 1 gezeigte Fahrzeugsystem 6, durchgeführt werden. Die Karte 500 stellt die Motordrehzahl (Ne) bei Verlauf 502 dar. Änderungen der Motordrehzahl können Änderungen des Drehmomentbedarfs des Bedieners anzeigen und reflektieren. Die Abgastemperatur, die stromaufwärts eines Abgaskatalysators erfasst wird, ist bei Verlauf 504 gezeigt (durchgezogene Linie), und die Abgastemperatur, die stromabwärts des Abgaskatalysators erfasst wird, ist bei Verlauf 506 (gestrichelte Linie) gezeigt. Beide Temperaturen werden mit eindeutigen Schwellenwerten (ThrUp 505 und ThrDown 507) verglichen.
Obwohl ThrUp 505 und ThrDown 507 eindeutige Schwellenwerte sind, wird angemerkt, dass ThrUp 505 und ThrDown beide mindestens teilweise auf der Katalysatortemperatur basieren können. Zum Beispiel kann der ThrUp 505 auf einer Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators basieren, bei der geschätzt wird, dass der Katalysator die Anspringtemperatur erreicht. Als weiteres Beispiel kann der ThrDown 507 auf einer Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators basieren, bei der die Katalysatorumwandlungseffizienz als verschlechtert betrachtet werden kann. Alternativ dazu kann der ThrDown 507 auf einer stromabwärtigen Abgastemperatur basieren, bei der Reaktionen mit eingespritzter Luft durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann der ThrDown 507 auf einer Temperatur basieren, die eine Verbrennungsreaktion für Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators erfolgreich erleichtert. Somit kann, obwohl gezeigt wird, dass der ThrDown 507 eine höhere Temperatur als die Temperatur von ThrUp 505 aufweist, der ThrDown 507 in mindestens einem Beispiel eine niedrigere Temperatur als die Temperatur von ThrUp 505 sein, je nach einer Verbrennungstemperatur für Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators. Es ist anzumerken, dass in dem auf Karte 500 gezeigten Beispiel der Schwellenwert ThrUp 505 für die stromabwärts des Abgaskatalysators erfasste Abgastemperatur niedriger als der Schwellenwert ThrDown 507 für die stromabwärts des Abgaskatalysators erfasste Abgastemperatur ist.
Die Sekundärlufteinspritzung an einer Stelle stromaufwärts des Katalysators ist bei 508 gezeigt (z. B. über das Einspritzventil 93), während die Sekundärlufteinspritzung an einer Stelle stromabwärts des Katalysators (z. B. über das Einspritzventil 95) bei 510 gezeigt ist. Ein Verhältnis der eingespritzten Luft an der stromaufwärtigen Stelle relativ zu der stromabwärtigen Stelle kann durch ein Vergleichen der Verläufe 508 und 510 abgeleitet werden. Es ist anzumerken, dass in einer offenen Position PETA-Luft stromaufwärts bzw. stromabwärts des Abgaskatalysators strömen kann. Eine Position des stromaufwärtigen Mischventils ist bei Verlauf 512 gezeigt, während eine Position des stromabwärtigen Mischventils bei Verlauf 514 gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass die geschlossenen Positionen der stromaufwärtigen Lufteinspritzung 508 und der stromabwärtigen Lufteinspritzung 510 eine PETA-Luftstromeinspritzung stromaufwärts bzw. stromabwärts des Abgaskatalysators verhindern. Es ist ferner anzumerken, dass die für das stromaufwärtige Mischventil 512 (z.B. das stromaufwärtige Mischventil 97) und das stromabwärtige Mischventil 514 (z.B. das stromabwärtige Mischventil 99) gezeigten Positionen zwischen einer vollständig offenen Position und einer reduzierten Öffnungsposition liegen. Das stromaufwärtige Mischventil 512 und das stromabwärtige Mischventil 514 sind jedoch in der Karte 500 nicht vollständig geschlossen. Alle Verläufe sind im Zeitablauf entlang der x-Achse gezeigt.
Die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 liegt bei t1 anfänglich unter der ThrUp 507. Somit wird stromaufwärtige PETA geströmt, um die Abgastemperatur in den Katalysator zu erhöhen, wie bei 508 gezeigt. Insbesondere kann das Einspritzventil 93 geöffnet werden, sodass stromaufwärtige PETA-Luft geströmt wird.
Die anfängliche stromabwärtige Temperatur bei t1 liegt unter dem stromabwärtigen Schwellenwert ThrDown 505. In diesem Fall wird die PETA nicht stromabwärts geströmt, da die Temperatur für eine Reaktion zu niedrig ist. Somit ist, wie man bei 510 sieht, die stromabwärtige Lufteinspritzung geschlossen. Somit kann das Einspritzventil 95 geschlossen werden.
Zusätzlich wird das stromaufwärtige Mischventil 512 (z.B. das stromaufwärtige Mischventil 97) in einer reduzierten Öffnungsposition gehalten, um eine lokale Verwirbelung stromaufwärts des Abgaskatalysators zu erzeugen. Das heißt, das stromaufwärtige Mischventil 512 wird in Richtung einer geschlossenen Position eingestellt. Auf diese Weise kann der technische Effekt eines verbesserten Mischens und somit einer verbesserten Umwandlung am Katalysator erzielt werden. In Bezug auf das stromabwärtige Mischventil 514 (z. B. das stromabwärtige Mischventil 99) wird das stromabwärtige Mischventil 514 in einer offenen Position gehalten.
Bei t2 übersteigt die stromabwärtige Abgastemperatur 506 den ThrDown 507. Somit wird die stromabwärtige Lufteinspritzung als Reaktion darauf, dass die stromabwärtige Abgastemperatur 506 den ThrDown 507 überschreitet, eingeleitet. In mindestens einem Beispiel kann die Lufteinspritzung stromabwärts durch Öffnen eines Ventils, wie etwa des Einspritzventils 95, eingeleitet werden. Zusätzlich wird das stromabwärtige Mischventil 514 in Richtung einer geschlossenen Position bewegt.
Bei t2 ist stromabwärts im Abgasstrom ausreichend Enthalpie vorhanden, während die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 noch immer unter dem ThrUp 505 liegt, wodurch eine PETA-Lufteinspritzung stromaufwärts und stromabwärts durchgeführt wird. Das heißt, dass bei t2 die stromabwärtige Abgastemperatur 506 größer als der stromabwärtige Abgastemperaturschwellenwert ThrDown 507 ist, während die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 unter dem stromaufwärtigen Abgastemperaturschwellenwert ThrUp 505 liegt. Somit werden sowohl die stromaufwärtige Lufteinspritzung 508 als auch die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 durchgeführt. Augrund der vorstehenden Bedingungen werden sowohl die stromaufwärtige Lufteinspritzung 508 als auch die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 von t2 bis t3 durchgeführt. Ferner werden sowohl das stromaufwärtige Mischventil 512 als auch das stromabwärtige Mischventil 514 von t2 bis t3 in reduzierten Öffnungspositionen gehalten.
Bei t3 übersteigt die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 den stromaufwärtigen Abgastemperaturschwellenwert ThrUp 505. Somit werden als Reaktion darauf, dass die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 den stromaufwärtigen Abgastemperaturschwellenwert ThrUp 505 überschreitet, die stromaufwärtige Lufteinspritzung und die stromabwärtige Lufteinspritzung (PETA-Strom) gestoppt. Darüber hinaus können das stromaufwärtige Mischventil 512 (z.B. das stromaufwärtige Mischventil 97) und das stromabwärtige Mischventil 514 beide in vollständig geöffnete Positionen bewegt werden, sodass Luft ungehindert passieren kann, da keine lokalisierte Verwirbelung mehr erforderlich ist.
Bei t4 wird der Motor abgeschaltet, und der Motor hört bei t4 auf zu verbrennen. Der Motor dreht sich weiter herunter, um zwischen t4 und t5 zu stoppen. Die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 und die stromabwärtige Abgastemperatur 506 beginnen zu sinken, nachdem dem Motor bei t4 befohlen wurde, abgeschaltet zu werden, und die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 und die stromabwärtige Abgastemperatur 506 sinken zwischen t4 und t6 jeweils unter ihren Schwellenwert ThrUp 505 bzw. ThrDown 507. Zusätzlich werden die Ventile für die stromaufwärtige Lufteinspritzung 508 und die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 von t4 bis t6 in einer geschlossenen Position gehalten. Das Mischventil 512 wird von t4 bis t6 in einer offenen Position gehalten.
Bei t6 wird ein Motorstart befohlen. Der Motorstart bei t6 ist ein Warmstart des Motors, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 besprochen. Der Motorstart bei t6 ist ein Warmstart des Motors, da der Katalysator aufgrund der Dauer seit der unmittelbar vorhergehenden Motorabschaltung noch warm, aber nicht heiß genug ist, um eine sofortige hohe Effizienz zu erreichen. Zum Beispiel kann der Katalysator aufgrund der Dauer seit der unmittelbar vorhergehenden Motorabschaltung unter einer Anspringtemperatur des Katalysators liegen, aber im Vergleich zu einem Motorkaltstart relativ warm sein.
Als Reaktion darauf, dass der warme Motorstart bei t6 und die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 unter dem ThrUp 505 liegt, wird die stromaufwärtige Lufteinspritzung 508 bei t6 eingeleitet. Da die stromabwärtige Abgastemperatur 506 geringer als der ThrDown 507 ist, wird die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 nicht ausgeführt. Zusätzlich wird das stromaufwärtige Mischventil 512 bei t6 auf eine reduzierte Öffnungsposition eingestellt, um die lokalisierte Verwirbelung stromaufwärts des Katalysators zu steigern. Das stromabwärtige Mischventil 514 wird bei t6 in einer vollständig offenen Position gehalten. Die stromaufwärtige Lufteinspritzung 508 wird von t6 bis t7 fortgesetzt und das stromaufwärtige Mischventil 512 wird von t6 bis t7 in der reduzierten Öffnungsposition gehalten. Zusätzlich wird die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 von t6 bis kurz vor t7 durchgeführt. Wie in Karte 500 gesehen, übersteigt kurz vor t7 die stromabwärtige Abgastemperatur 506 den ThrDown 507. Somit wird die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 kurz vor t7 durchgeführt. Das stromabwärtige Mischventil 514 wird ebenfalls kurz vor t7 in Richtung einer geschlossenen Position eingestellt.
Bei t7 übersteigt die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 den ThrUp 505 und die stromabwärtige Abgastemperatur 506 übersteigt den ThrDown 507. Somit wird als Reaktion darauf, dass die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 den ThrUp 505 überschreitet, die stromaufwärtige Lufteinspritzung 508 deaktiviert. Zusätzlich wird das stromaufwärtige Mischventil 512 bei t7 als Reaktion darauf, dass die stromaufwärtige Abgastemperatur 504 den ThrUp 505 überschreitet, vollständig geöffnet. Das stromabwärtige Mischventil 514 wird bei t7 in einem reduzierten Öffnungszustand gehalten. Ferner wird die stromabwärtige Lufteinspritzung 510 bei t7 deaktiviert.
Auf diese Weise kann die Katalysatoraktivierung schneller und ohne eine unerwünschte Sauerstoffsättigung erzielt werden. Der technische Effekt des Einspritzens von Luft an eine Stelle stromabwärts eines Abgaskatalysators besteht darin, dass unverbrannter Kraftstoff sowie aus dem Katalysator austretendes CO verbrannt werden können, um Emissionen zu reduzieren. Durch Schließen eines Mischventils, das zwischen dem Katalysator und der Lufteinspritzstelle positioniert ist, kann die lokale Verwirbelung gesteigert werden, um das Mischen von Sekundärluft und unverbranntem Kraftstoff zur Verbrennung am oder nahe dem Abgaskatalysator zu verbessern. Durch Beschleunigen der Katalysatortemperatursteuerung ohne Sauerstoffsättigung des Katalysators werden Abgasemissionen mit einer geringeren Auswirkung auf die Kraftstoffeffizienz verbessert. In einer weiteren Darstellung ist das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug oder ein autonomes Fahrzeug.
Somit werden hierin Systeme und Verfahren zum Beschleunigen der Katalysatortemperatursteuerung ohne Sauerstoffsättigung eines Katalysators bereitgestellt. Es ist anzumerken, dass beliebige der Verfahren und Beispiele anhand der hierin offenbarten prophetischen Karte in einem Fahrzeugsystem, wie etwa dem in Bezug auf 1 offenbarten, ausgeführt werden können.
In einem ersten Ansatz gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren Einspritzen von Luft stromabwärts eines Katalysators ohne Einspritzen von Luft stromaufwärts des Katalysators in einen Abgaskanal als Reaktion darauf, dass eine Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators größer als ein erster Schwellenwert ist und dass eine Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators größer als ein zweiter Schwellenwert ist. In einem ersten Beispiel des ersten Ansatzes umfasst das Verfahren ferner Einstellen einer Position eines Strömungsmischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wenn Luft stromaufwärts des Katalysators eingespritzt wird. In einem zweiten Beispiel des ersten Ansatzes, das optional das erste Beispiel beinhaltet, ist das Strömungsmischventil stromaufwärts des Abgaskatalysators positioniert. In einem dritten Beispiel des ersten Ansatzes, das optional eines oder beide von dem ersten und zweiten Beispiel beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Einspritzen von Luft sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts eines Katalysators als Reaktion darauf, dass die Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators unter den ersten Schwellenwert sinkt und dass die Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators größer als der zweite Schwellenwert ist. In einem vierten Beispiel des ersten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Einstellen eines Strömungsmischventils, das stromabwärts des Katalysators positioniert ist, in Richtung einer geschlossenen Position, wenn Luft stromaufwärts des Katalysators eingespritzt wird. In einem fünften Beispiel des ersten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel beinhaltet, handelt es sich bei der eingespritzten Luft um Port-Electric-Thermactor-Air (PETA). In einem sechsten Beispiel des ersten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis fünften Beispiel beinhaltet, basiert der erste Temperaturschwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators, wobei der zweite Temperaturschwellenwert auf einer Temperatur für eine Verbrennungsreaktion unverbrannter Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators basiert.
In einem zweiten Ansatz gemäß der vorliegenden Offenbarung, der ein beliebiges oder mehrere der in Bezug auf den ersten Ansatz erörterten Merkmale beinhalten kann, umfasst ein Verfahren Erkennen einer Abgastemperatur stromaufwärts eines Katalysators, die geringer als ein erster Schwellenwert ist; Erkennen einer Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators, die geringer als ein zweiter Schwellenwert ist; Öffnen eines ersten Strömungsventils, das stromaufwärts des Katalysators positioniert ist, um Port-Electric-Thermactor-Air (PETA) in einen Kanal stromaufwärts des Katalysators einzuführen; und Halten eines zweiten Strömungsventils, das stromabwärts des Katalysators positioniert ist, in einer geschlossenen Position, um die Einführung von PETA-Luft in einen Kanal stromabwärts des Katalysators zu verhindern. In einem ersten Beispiel des zweiten Ansatzes sind der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unterschiedliche Temperaturschwellenwerte. In einem zweiten Beispiel des zweiten Ansatzes, das optional das erste Beispiel beinhaltet, basiert der erste Schwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators. In einem dritten Beispiel des ersten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Einstellen eines stromaufwärtigen Strömungsmischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wobei das stromaufwärtige Mischventil unmittelbar stromaufwärts des Katalysators positioniert ist. In einem vierten Beispiel des zweiten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel beinhaltet, ist das stromaufwärtige Mischventil ein Drosselventil. In einem fünften Beispiel des zweiten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel beinhaltet, wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromabwärts des zweiten Strömungsventils nicht gemessen.
In einem dritten Ansatz gemäß der vorliegenden Offenbarung, der optional eines oder mehrere der in dem ersten und zweiten Ansatz offenbarten Merkmale beinhaltet, umfasst ein Verfahren bei einer ersten Bedingung Erkennen einer stromaufwärtigen Abgastemperatur, die geringer als ein erster Schwellenwert ist, wobei die stromaufwärtige Abgastemperatur eine Temperatur stromaufwärts eines Katalysators ist; Erkennen einer stromabwärtigen Abgastemperatur, die größer als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei die stromabwärtige Abgastemperatur eine Temperatur stromabwärts des Katalysators ist; Einspritzen von Port-Electric-Thermactor-Air (PETA) sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Katalysators; und Einstellen einer Position eines stromaufwärtigen Mischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wobei das stromaufwärtige Mischventil unmittelbar stromaufwärts des Katalysators positioniert ist. In einem ersten Beispiel des dritten Ansatzes ist die PETA-Einspritzung stromabwärts des Katalysators ferner stromabwärts von sämtlichen Abgassauerstoffsensoren. In einem zweiten Beispiel des dritten Ansatzes, das optional das erste Beispiel beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner bei einer zweiten Bedingung Erkennen, dass die stromaufwärtige Abgastemperatur größer als der erste Schwellenwert ist; Erkennen, dass die stromabwärtige Abgastemperatur größer als der zweite Schwellenwert ist; Einspritzen von PETA stromabwärts des Katalysators ohne PETA-Einspritzung stromaufwärts des Katalysators; Einstellen des stromaufwärtigen Mischventils auf eine voll geöffnete Position; und Einstellen einer Position eines stromabwärtigen Mischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wobei das stromabwärtige Mischventil stromabwärts des Katalysators positioniert ist. In einem dritten Beispiel des dritten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel beinhaltet, ist die erste Bedingung eine Motorkaltstartbedingung, und wobei die zweite Bedingung eine Motorwarmstartbedingung ist. In einem vierten Beispiel des dritten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel beinhaltet, sind der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unterschiedliche Temperaturschwellenwerte. In einem fünften Beispiel des dritten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel beinhaltet, basiert der erste Schwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators. In einem sechsten Beispiel des dritten Ansatzes, das optional eines oder mehrere von dem ersten bis fünften Beispiel beinhaltet, basiert der zweite Temperaturschwellenwert auf einer Temperatur für eine Verbrennungsreaktion unverbrannter Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift eingeschlossenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, wird der Ausdruck „ungefähr“ so ausgelegt, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren Einspritzen von Luft stromabwärts eines Katalysators ohne Einspritzen von Luft stromaufwärts des Katalysators in einen Abgaskanal als Reaktion darauf, dass eine Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators größer als ein erster Schwellenwert ist und dass eine Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einstellen einer Position eines Strömungsmischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wenn Luft stromaufwärts des Katalysators eingespritzt wird.
In einem Aspekt der Erfindung ist das Strömungsmischventil stromaufwärts des Katalysators positioniert.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einspritzen von Luft sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Katalysators als Reaktion darauf, dass die Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators unter den ersten Schwellenwert sinkt und dass die Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators größer als der zweite Schwellenwert ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einstellen einer Position eines Strömungsmischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wenn Luft stromaufwärts des Katalysators eingespritzt wird.
In einem Aspekt der Erfindung handelt es sich bei der eingespritzten Luft um Port-Electric-Thermactor-Air (PETA).
In einem Aspekt der Erfindung basiert der erste Temperaturschwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators, wobei der zweite Temperaturschwellenwert auf einer Temperatur für eine Verbrennungsreaktion unverbrannter Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators basiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Erkennen einer Abgastemperatur stromaufwärts eines Katalysators, die geringer als ein erster Schwellenwert ist, Erkennen einer Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators, die geringer als ein zweiter Schwellenwert ist, Öffnen eines ersten Strömungsventils, das stromaufwärts des Katalysators positioniert ist, um Port-Electric-Thermactor-Air (PETA) in einen Kanal stromaufwärts des Katalysators einzuführen, und Halten eines zweiten Strömungsventils, das stromabwärts des Katalysators positioniert ist, in einer geschlossenen Position, um die Einführung von PETA-Luft in einen Kanal stromabwärts des Katalysators zu verhindern.
In einem Aspekt der Erfindung sind der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unterschiedliche Temperaturschwellenwerte.
In einem Aspekt der Erfindung basiert der erste Schwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einstellen eines stromaufwärtigen Strömungsmischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wobei das stromaufwärtige Mischventil unmittelbar stromaufwärts des Katalysators positioniert ist.
In einem Aspekt der Erfindung ist das stromaufwärtige Mischventil ein Drosselventil.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromabwärts des zweiten Strömungsventils nicht gemessen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren bei einer ersten Bedingung Erkennen einer stromaufwärtigen Abgastemperatur, die geringer als ein erster Schwellenwert ist, wobei die stromaufwärtige Abgastemperatur eine Temperatur stromaufwärts eines Katalysators ist, Erkennen einer stromabwärtigen Abgastemperatur, die größer als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei die stromabwärtige Abgastemperatur eine Temperatur stromabwärts des Katalysators ist, Einspritzen von Port-Electric-Thermactor-Air (PETA) sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Katalysators und Einstellen einer Position eines stromaufwärtigen Mischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wobei das stromaufwärtige Mischventil unmittelbar stromaufwärts des Katalysators positioniert ist.
In einem Aspekt der Erfindung ist die PETA-Einspritzung stromabwärts des Katalysators ferner stromabwärts von sämtlichen Abgassauerstoffsensoren.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren bei einer zweiten Bedingung Erkennen, dass die stromaufwärtige Abgastemperatur größer als der erste Schwellenwert ist, Erkennen, dass die stromabwärtige Abgastemperatur größer als der zweite Schwellenwert ist, Einspritzen von PETA stromabwärts des Katalysators ohne PETA-Einspritzung stromaufwärts des Katalysators, Einstellen des stromaufwärtigen Mischventils auf eine voll geöffnete Position und Einstellen einer Position eines stromabwärtigen Mischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wobei das stromabwärtige Mischventil stromabwärts des Katalysators positioniert ist.
In einem Aspekt der Erfindung ist die erste Bedingung eine Motorkaltstartbedingung, wobei die zweite Bedingung eine Motorwarmstartbedingung ist.
In einem Aspekt der Erfindung sind der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unterschiedliche Temperaturschwellenwerte.
In einem Aspekt der Erfindung basiert die erste Schwellenwerttemperatur auf einer Anspringtemperatur des Katalysators.
In einem Aspekt der Erfindung basiert der zweite Temperaturschwellenwert auf einer Temperatur für eine Verbrennungsreaktion unverbrannter Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20040006972 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: Einspritzen von Luft stromabwärts eines Katalysators ohne Einspritzen von Luft stromaufwärts des Katalysators in einen Abgaskanal als Reaktion darauf, dass eine Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators größer als ein erster Schwellenwert ist und dass eine Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen einer Position eines Strömungsmischventils in Richtung einer geschlossenen Position, wenn Luft stromaufwärts des Katalysators eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Strömungsmischventil stromaufwärts des Katalysators positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einspritzen von Luft sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Katalysators als Reaktion darauf, dass die Abgastemperatur stromaufwärts des Katalysators unter den ersten Schwellenwert sinkt und dass die Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators größer als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Einstellen eines Strömungsmischventils, das stromabwärts des Katalysators positioniert ist, in Richtung einer geschlossenen Position, wenn Luft stromabwärts des Katalysators eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der eingespritzten Luft um Port-Eletric-Thermactor-Air (PETA) handelt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Temperaturschwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators basiert, und wobei der zweite Temperaturschwellenwert auf einer Temperatur für eine Verbrennungsreaktion unverbrannter Abgasprodukte stromabwärts des Katalysators basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unterschiedliche Temperaturschwellenwerte sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellenwert auf einer Anspringtemperatur des Katalysators basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromabwärts des zweiten Strömungsventils nicht gemessen wird.