Способ регенерации каталитического нейтрализатора (варианты)

Способ регенерации каталитического нейтрализатора (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к устройству доочистки выхлопных газов для двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, расположенный в выпускном тракте двигателя, предусматривает как окислительные, так и восстановительные характеристики для снижения выбросов в выхлопной трубе в отношении углеводородов, окиси углерода и оксидов азота (NO_x). Когда двигатель остановлен, поток выхлопных газов через каталитический нейтрализатор прекращается, и каталитический нейтрализатор действует подобно губке, таким образом, накапливая кислород. Чем дольше двигатель выключен, тем больше кислорода накапливается каталитическим нейтрализатором, вплоть до точки насыщения кислородом каталитического нейтрализатора, которая является функцией температуры каталитического нейтрализатора. Этот дополнительный кислород, накопленный во время останова двигателя, может компенсироваться во время следующего запуска двигателя. Без компенсации, способность каталитического нейтрализатора восстанавливать NO_x будет находиться под значительным влиянием. Чтобы компенсировать накопленный кислород, дополнительное топливо может добавляться на перезапуске, чтобы «регенерировать» восстановительную способность каталитического нейтрализатора. Это гарантирует, что вырабатываемые выбросы минимизированы во время каждого перезапуска двигателя.

Многочисленные события выключения двигателя дают в результате становление каталитического нейтрализатора насыщенным кислородом. По существу, большинство перезапусков двигателя выполняется при допущении, что каталитический нейтрализатор насыщен, и, таким образом, относительно высокое количество топлива выдается для регенерации каталитического нейтрализатора. Однако, во время некоторых перезапусков двигателя, таких как вслед за автоматическим остановом двигателя, продолжительность времени выключения двигателя может быть относительно малой, давая в результате всего лишь частичное насыщение каталитического нейтрализатора. Выполнение стандартной регенерации с относительно высоким обогащением топлива над частично насыщенным каталитическим нейтрализатором может приводить к подаче в каталитический нейтрализатор большего количества топлива, чем необходимо, повышению выбросов углеводородов и растрачиванию топлива.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Авторы выявили проблемы с вышеприведенным подходом и предложили способ по меньшей мере их частичного преодоления. В одном из вариантов осуществления предложен способ регенерации каталитического нейтрализатора, присоединенного к двигателю, включающий в себя этапы, на которых:

двигатель выводят из работы, и

при перезапуске двигателя вслед за выводом из работы регулируют посредством электронного контроллера степень обогащения топливом топливно-воздушного соотношения на основании продолжительности времени выключения двигателя, определяемую от момента, когда двигатель выведен из работы, до перезапуска двигателя, и количества воздуха в двигателе при перезапуске.

В одном из вариантов предложен способ, в котором вывод из работы включает в себя этап, на котором автоматически останавливают двигатель посредством электронного контроллера на основании одного или более из положения педали акселератора, положения тормозной педали и скорости вращения двигателя, при этом в течение продолжительности времени выключения двигателя прекращают впрыск топлива и поток воздуха через двигатель.

В одном из вариантов предложен способ, в котором обогащение топливом включает в себя этап, на котором осуществляют работу двигателя с топливно-воздушным соотношением, большим, чем стехиометрия, при этом регулировка степени обогащения топливом дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют посредством электронного контроллера величину и продолжительность времени обогащения топливом.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка величины обогащения топливом на основании продолжительности времени выключения двигателя и количества воздуха в двигателе включает в себя этап, на котором с увеличением продолжительности времени выключения двигателя увеличивают посредством электронного контроллера суммарное количество добавочного топлива, добавляемого посредством обогащения топливом.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка продолжительности времени обогащения топливом на основании продолжительности времени выключения двигателя и количества воздуха в двигателе включает в себя этап, на котором с увеличением количества воздуха в двигателе увеличивают продолжительность времени обогащения топливом.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка продолжительности времени обогащения топливом на основании продолжительности времени выключения двигателя и количества воздуха в двигателе включает в себя этап, на котором с увеличением количества воздуха в двигателе уменьшают относительную силу обогащения топливом.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка степени обогащения топливом дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют степень обогащения топливом на основании одного или более из заданного количества NO_x в выхлопной трубе и заданного количества углеводородов в выхлопной трубе.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка степени обогащения топливом дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют степень обогащения топливом на основании количества событий сгорания после инициации перезапуска.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка степени обогащения топливом на основании продолжительности времени выключения двигателя и количества воздуха в двигателе при перезапуске включает в себя этап, на котором регулируют степень обогащения топливом на основании продолжительности времени выключения двигателя и одного или более из массового расхода воздуха и заряда воздуха в цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором перед выведением из работы двигателя осуществляют работы двигателя с первым стехиометрическим топливно-воздушным соотношением, включая подачу топлива в двигатель в количестве, основанном на массовом расходе воздуха в двигатель и первом топливно-воздушном соотношении, и предотвращая подачу топлива в двигатель при выведении из работы двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулирование степени обогащения топлива, основанное на продолжительности времени останова двигателя и количестве воздуха в двигателе при перезапуске, включает в себя этапы, на которых:

при перезапуске двигателя в ответ на нажатие педали акселератора на первую, большую, величину, регулируют степень обогащения топлива для осуществления работы двигателя со вторым, богатым, топливно-воздушным соотношением, и

при перезапуске двигателя в ответ на нажатие педали акселератора на вторую, меньшую, величину, регулируют степень обогащения топлива для осуществления работы двигателя с третьим, богатым, топливно-воздушным соотношением, причем третье топливно-воздушное соотношение является более богатым, чем второе топливно-воздушное соотношение.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулирование степени обогащения топлива, основанное на продолжительности времени останова двигателя и количестве воздуха в двигателе при перезапуске, включает в себя этапы, на которых:

при перезапуске двигателя в ответ на нажатие педали акселератора на первую, большую, величину, осуществляют работу двигателя с обогащением топлива в течение первой длительности времени, и

при перезапуске двигателя в ответ на нажатие педали акселератора на вторую, меньшую, величину, осуществляют работу двигателя с обогащением топлива в течение второй длительности времени, причем вторая длительность времени является более короткой, чем первая длительность времени.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ регенерации каталитического нейтрализатора, присоединенного к двигателю, содержащему электронный блок управления, осуществляющий этапы, на которых:

при первом событии регенерации каталитического нейтрализатора вслед за первым периодом выключения двигателя осуществляют первое обогащение топливом независимо от условий первого периода выключения двигателя; и

при втором событии регенерации каталитического нейтрализатора вслед за вторым периодом выключения двигателя осуществляют второе обогащение топливом в зависимости от продолжительности второго периода выключения двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первый период выключения двигателя включает в себя событие перекрытия топлива при замедлении, при котором впрыск топлива в двигатель прекращают, но поток воздуха через двигатель поддерживают, при этом второй период выключения двигателя включает в себя событие автоматического останова, при котором прекращают как впрыск топлива, так и поток воздуха через двигатель, причем при первом событии регенерации каталитического нейтрализатора, первое обогащение топливом осуществляют независимо от продолжительности времени события перекрытия топлива при замедлении.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первый период выключения двигателя включает в себя период выключения двигателя, больший, чем пороговое время, а второй период выключения двигателя включает в себя период выключения двигателя, меньший, чем пороговое время.

В одном из вариантов предложен способ, в котором осуществление первого обогащения топливом включает в себя этап, на котором осуществляют работу двигателя с первым топливно-воздушным соотношением, выбранным независимо от продолжительности времени первого периода выключения двигателя, а осуществление второго обогащения топливом включает в себя этап, на котором осуществляют работу двигателя со вторым топливно-воздушным соотношением, выбранным на основании продолжительности времени второго периода выключения двигателя, при этом первое топливно-воздушное соотношение выбирают на основании обратной связи с датчика кислорода выхлопных газов, а второе топливно-воздушное соотношение дополнительно выбирают на основании количества воздуха в двигателе при перезапуске двигателя вслед за вторым периодом выключения двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество воздуха в двигателе включает в себя одно или более из массового расхода воздуха и заряда воздуха в цилиндре.

Таким образом, количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, может приближенно выражаться на основании продолжительности периода выключения двигателя вслед за выводом из работы двигателя. Степень обогащения, выдаваемого в двигатель при перезапуске, может быть основана на периоде выключения двигателя, чтобы восстанавливать накопленный кислород и, таким образом, регенерировать каталитический нейтрализатор. Кроме того, один или более параметров обогащения, такие как относительная сила и/или продолжительность времени обогащения, могут регулироваться на основании потока воздуха в двигатель. Соответственно, обогащение может подгоняться под поток воздуха, чтобы выдавать точное количество добавочного топлива в двигатель для регенерации каталитического нейтрализатора, не растрачивая топливо и не вырабатывая превышающие норму выбросы.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или вместе с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схематичное изображение одного из цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Фиг. 2 и 3 - блок-схемы последовательности операций способа, иллюстрирующие способы регенерации каталитического нейтрализатора согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4A и 4B - схемы, иллюстрирующие различные рабочие параметры при событии регенерации каталитического нейтрализатора согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5A и 5B - схемы, иллюстрирующие различные рабочие параметры при событии регенерации каталитического нейтрализатора согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При выключении двигателя, когда двигатель временно заглушен при выключении холостого хода или автоматическом останове, каталитический нейтрализатор, расположенный в выпускном канале ниже по потоку от двигателя, может начинать накапливать кислород. Накопленный кислород уменьшает способность каталитического нейтрализатора нейтрализовать выбросы в выхлопных газах, в особенности, NO_x. Соответственно, при перезапуске двигателя, добавочное топливо может впрыскиваться в двигатель. Добавочное топливо, которое не сжигается в двигателе, заключено в выхлопных газах, выдаваемых в каталитический нейтрализатор, где оно нейтрализует накопленный кислород, освобождая каталитический нейтрализатор для нейтрализации выбросов выхлопных газов. Чтобы гарантировать, что избыточное топливо не выдается в каталитический нейтрализатор, количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, может приближенно выражаться продолжительностью выключения двигателя, и образ действий, которым подается добавочное топливо (например, топливно-воздушное соотношение в двигателе и/или продолжительность времени обогащения), может регулироваться, чтобы приводить подачу топлива в соответствие потоку воздуха двигателя. Фиг. 1 показывает двигатель, имеющий каталитический нейтрализатор и контроллер, выполненный с возможностью выполнять способы по фиг. 2-3. Фиг. 4A-5B показывают различные рабочие параметры во время многочисленных разных событий регенерации каталитического нейтрализатора.

Далее, со ссылкой на фиг. 1, она показывает схематичное изображение одного цилиндра многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля, которая показана. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (то есть, цилиндр) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенными в них. В некоторых вариантах осуществления, поверхность поршня 36 внутри цилиндра 30 может иметь выемку. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

В этом примере, впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответствующие системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально продолжительности времени импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива.

Сгорание в двигателе 10 может иметь различные типы в зависимости от условий работы. Несмотря на то, что фиг.1 изображает двигатель с воспламенением от сжатия, следует принимать во внимание, что варианты осуществления, описанные в материалах настоящего описания, могут использоваться в любом пригодном двигателе, в том числе, но не в качестве ограничения, дизельных и бензиновых двигателях с воспламенением от сжатия, двигателях с искровым зажиганием, двигателях с непосредственным или оконным впрыском и т.д. Кроме того, может использоваться различное топливо и/или топливные смеси, такие как дизельное топливо, биодизельное топливо и т.д.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссели 62 и 63, имеющие дроссельные заслонки 64 и 65, соответственно. В этом конкретном примере, положения дроссельных заслонок 64 и 65 могут регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, присоединенный к заслонкам 62 и 63, конфигурацию, которая обычно указывается ссылкой как электронное регулирование дросселя (ETC). Таким образом, заслонки 62 и 63 могут приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, между другими цилиндрами двигателя. Положения дроссельных заслонок 64 и 65 могут выдаваться с контроллер 12 сигналами TP положения дросселя. Давление, температура и массовый расход воздуха могут измеряться в различных точках вдоль впускного канала 42 и впускного коллектора 44. Например, впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха для измерения массового расхода чистого воздуха, поступающего через дроссель 63. Массовый расход чистого воздуха может сообщаться в контроллер 12 посредством сигнала MAF.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 162, расположенный выше по потоку от впускного коллектора 44. Что касается турбонагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 164, (например, через вал), расположенной на протяжении выпускного канала 48. Что касается нагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в движение двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина сжатия, обеспечиваемого для одного или более цилиндров двигателя посредством турбонагнетателя или нагнетателя, может регулироваться контроллером 12. Могут использоваться различные компоновки турбонагнетателя. Например, турбонагнетатель с регулируемым соплом (VNT) может использоваться, когда регулируемое сопло расположено выше по потоку и/или ниже по потоку от турбины в выпускной магистрали для изменения действующего расширения газов внутри турбины. Кроме того, другие подходы могут использоваться для изменения расширения выхлопных газов, такие как клапан регулятора давления наддува.

Охладитель 154 наддувочного воздуха может быть включен в состав ниже по потоку от компрессора 162 и выше по потоку от впускного клапана 52. Охладитель 154 наддувочного воздуха может быть выполнен с возможностью охлаждать газы, которые были нагреты сжатием, например, посредством компрессора 162. В одном из вариантов осуществления, охладитель 154 наддувочного воздуха может находиться выше по потоку от дросселя 62. Давление, температура и массовый расход воздуха могут измеряться ниже по потоку от компрессора 162, к примеру, датчиком 145 и 147. Измеренные результаты могут сообщаться в контроллер 12 с датчиков 145 и 147 посредством сигналов 148 и 149, соответственно. Давление и температура могут измеряться выше по потоку от компрессора 162, к примеру, датчиком 153, и сообщаться в контроллер 12 посредством сигнала 155.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система EGR может направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной коллектор 44. Фиг. 1 показывает систему HP-EGR и систему LP-EGR, но альтернативный вариант осуществления может включать в себя только систему LP-EGR. HP-EGR направляется через канал 140 HP-EGR, из выше по потоку от турбины 164 в ниже по потоку от компрессора 162. Количество HP-EGR, выдаваемого во впускной коллектор 44, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана 142 HP-EGR. LP-EGR направляется через канал 150 LP-EGR из ниже по потоку от турбины 164 в выше по потоку от компрессора 162. Количество LP-EGR, выдаваемой во впускной коллектор 44, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана 152 LP-EGR. Система HP-EGR может включать в себя охладитель 146 HP-EGR, а система LP-EGR может включать в себя охладитель 158 LP-EGR для выделения тепла из газов EGR, например, в хладагент двигателя.

В некоторых условиях, система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры 30 сгорания. Таким образом, может быть желательным измерять или оценивать массовый расход EGR. Датчики EGR могут быть расположены в пределах каналов EGR и могут давать показания одного или более из массового расхода, давления, температуры, концентрации O₂ и концентрации выхлопных газов. Например, датчик 144 HP-EGR может быть расположен в канале 140 HP-EGR.

В некоторых вариантах осуществления, один или более датчиков могут быть расположены в канале 150 LP-EGR, чтобы выдавать показание одного или более из давления, температуры и топливно-воздушного соотношения выхлопных газов, подвергаемых рециркуляции по каналу LP-EGR. Выхлопные газы, подаваемые по каналу 150 LP-EGR, могут разбавляться свежим воздухом в точке смешивания, расположенной в месте соединения канала 150 LP- EGR и впускного канала 42. Более точно, посредством регулировки клапана 152 LP-EGR в координации с первым дросселем 63 воздухозаборника (расположенным в воздушном впускном канале впуска двигателя выше по потоку от компрессора), может регулироваться разбавление потока EGR.

Процентное разбавление потока LP-EGR может выводиться по выходному сигналу датчика 145 в потоке газа впуска двигателя. Более точно, датчик 145 может быть расположен ниже по потоку от первого впускного дросселя 63, ниже по потоку от клапана 152 LP-EGR и выше по потоку от второго основного впускного дросселя 62, чтобы могло точно определяться разбавление LP-EGR на или вблизи основного впускного дросселя. Датчик 145, например, может быть датчиком кислорода, таким как датчик UEGO.

Датчик 126 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 ниже по потоку от турбины 164. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания топливно-воздушного соотношения выхлопных газов, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания HC или CO. Кроме того, выпускной канал 48 может включать в себя дополнительные датчики, в том числе, датчик 128 NO_x и датчик 129 твердых частиц (PM), который указывает массу и/или концентрацию PM в выхлопных газах. В одном из примеров, датчик PM может действовать, накапливая твердые частицы в выхлопных газах со временем и выдавая указание степени накопления в качестве меры уровней твердых частиц в выхлопных газах.

Устройства 71 и 72 снижения токсичности выхлопных газов показаны расположенными вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов. Устройства 71 и 72 могут быть системой избирательного каталитического восстановления (SCR), трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NO_x, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. Например, устройство 71 может быть TWC, а устройство 72 может быть сажевым фильтром (PF). В некоторых вариантах осуществления, PF 72 может быть расположен ниже по потоку от TWC 71 (как показано на фиг. 1), наряду с тем что в других вариантах осуществления PF 72 может быть расположен выше по потоку от TWC 72 (не показано на фиг. 1).

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и что каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку и т.д.

Двигатель 10 может быть выполнен с возможностью выполнять автоматические пуски/остановы во время определенных условий, чтобы сберегать топливо. Например, когда скорость вращения двигателя находится ниже порогового значения (например, на скорости вращения холостого хода), скорость транспортного средства меньше, чем пороговая скорость (например, нулевая), педаль акселератора нажата на меньшую, чем пороговая, величину, и/или тормозная педаль нажата на большую, чем пороговая, величину, это может указывать, что транспортное средство входит в продолжительный режим холостого хода, такой как когда остановлено на красный свет светофора. В ответ на такие условия, двигатель может автоматически глохнуть посредством прекращения впрыска топлива без запроса выключения от водителя транспортного средства. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут закрываться впускные и выпускные клапаны. Вследствие медленных или никаких скорости транспортного средства и скорости вращения двигателя и отсутствия впрыска топлива двигатель останавливает вращение. Двигатель затем может автоматически запускаться, когда водитель транспортного средства отпускает тормозную педаль и нажимает педаль акселератора.

В течение продолжительности времени, когда двигатель выключен вслед за автоматическим остановом, некоторое количество кислородсодержащих выхлопных газов и/или воздуха может достигать каталитического нейтрализатора. Кислород в выхлопных газах, достигающий каталитического нейтрализатора, может накапливаться в каталитическом нейтрализаторе, так как могут отсутствовать реагенты для реакции с кислородом (например, NO_x или углеводороды могут не присутствовать в каталитическом нейтрализаторе). Затем, во время и непосредственно после автоматического пуска, наличие кислорода в каталитическом нейтрализаторе может уменьшать способность каталитического нейтрализатора нейтрализовать NO_x, углеводороды и/или другие выбросы. Чтобы гарантировать, что выбросы на выходе двигателя нейтрализуются в каталитическом нейтрализаторе вслед за автоматическим перезапуском, дополнительное топливо может впрыскиваться в двигатель, упоминаемое в качестве обогащения топливом, чтобы привести каталитический нейтрализатор обратно на его уровень накопления кислорода до останова двигателя (например, регенерировать каталитический нейтрализатор). Дополнительное топливо может быть суммарным количеством топлива сверх топлива, необходимого для обеспечения запрошенного крутящего момента двигателя. В некоторых примерах, обогащение топливом может включать в себя работу на топливно-воздушном соотношении ниже стехиометрии.

Продолжительность, которую двигатель выключен вслед за автоматическим остановом, может сильно меняться и, таким образом, количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе в течение продолжительности времени выключения двигателя, может меняться между разными событиями автоматического останова/пуска. Чтобы гарантировать, что количество дополнительного топлива, выдаваемого в двигатель при обогащении топливом, приведено в соответствие количеству кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, продолжительность времени выключения двигателя может контролироваться, а степень обогащения может быть основана на продолжительности времени выключения двигателя. Например с увеличением продолжительность времени выключения двигателя, суммарное количество общего дополнительного топлива, добавленного при обогащении, может увеличиваться. Кроме того, один или более аспектов обогащения могут меняться в зависимости от количества воздуха в двигателе при обогащении и/или требуемых выбросов двигателя. В одном из примеров, относительная сила обогащения (например, сколько добавочного топлива сверх топлива, необходимого для обеспечения запрошенного крутящего момента) может регулироваться и/или продолжительность времени обогащения может регулироваться на основании количества воздуха в двигателе при перезапуске. Кроме того, относительная сила обогащения может оказывать влияние на уровни NO_x и/или углеводородов, вырабатываемых двигателем. Таким образом, уровень обогащения может подгоняться на основании требуемых выбросов на выходе двигателя.

Фиг. 2 - способ 200 регенерации каталитического нейтрализатора вслед за периодом выключения двигателя. Способ по фиг. 2 может выполняться контроллером, таким как контроллер 12 по фиг. 1, согласно постоянным командам, хранимым в контроллере. Способ 200 может регулировать количество топлива, выдаваемого в двигатель, на основании различных параметров, таких как, было ли выключение двигателя вызвано автоматическим остановом или перекрытием топлива при замедлении, продолжительность времени выключения двигателя, количество воздуха в двигателе (например, определяемое, на основании давления во впускном коллекторе с датчика 122 MAP и/или массового расхода воздуха с датчика 120 MAF) и/или выбросов на двигателе и/или выхлопной трубе (определяемых с разных датчиков выхлопных газов, таких как датчики кислорода и NO_x), чтобы регенерировать каталитический нейтрализатор, расположенный в выпускном канале ниже по потоку от двигателя, такой как устройство 71 и/или 72 доочистки. В одном из примеров, каталитический нейтрализатор может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.

На этапе 202 способ 200 включает в себя определение рабочих параметров двигателя. Определяемые рабочие параметры двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, скорость транспортного средства, положения тормозной педали и педали акселератора, топливно-воздушное соотношение выхлопных газов с одного или более датчиков кислорода выхлопных газов, уровни NO_x выхлопных газов с датчика NO_x выхлопных газов, MAP, MAF и другие параметры. На этапе 204, способ 200 включает в себя определение, принят ли запрос автоматического останова. Автоматический останов может выполняться, когда скорость вращения, нагрузка двигателя и/или скорость транспортного средства находятся ниже соответствующих пороговых значений, педаль акселератора нажата на меньшую, чем пороговая, величину, и/или тормозная педаль нажата на большую, чем пороговая, величину. Если запрос автоматического останова на принят, способ 200 переходит на этап 216, чтобы определять, принят ли запрос перекрытия топлива при замедлении (DFSO), что будет подробнее пояснено ниже.

Если принят запрос автоматического останова, способ 200 переходит на этап 206, чтобы прекращать впрыск топлива. При автоматическом останове, воздух не прокачивается через двигатель, и двигатель прекращает вращение. На этапе 208, способ 200 включает в себя определение, принят ли запрос автоматического пуска. Автоматический пуск может выполняться, если, вслед за автоматическим остановом, педаль акселератора нажата на большую, чем пороговая, величину, и/или тормозная педаль нажата на меньшую, чем пороговая, величину (например, водитель транспортного средства отпускает тормозную педаль и нажимает педаль акселератора). Если запрос автоматического пуска не принят, способ 200 продолжает ожидание приема запроса автоматического пуска при выключенном двигателе.

Если запрос автоматического пуска принят, способ 200 переходит на этап 210, чтобы проворачивать коленчатый вал двигателя стартерным электродвигателем для инициации перезапуска. На этапе 212 обогащение топливом выполняется, чтобы регенерировать каталитический нейтрализатор, при перезапуске, что будет описано подробнее ниже со ссылкой на фиг. 3. Вкратце, обогащение топливом выполняется, как только начинается впры