[发明专利]用于调节空气质量的控制系统

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于车辆的内燃发动机的控制系统，且更具体地涉及具有发动机空气进气机构的控制系统，所述发动机空气进气机构调节进入内燃发动机的空气质量。

背景技术

从内燃发动机（尤其是柴油发动机）排放的排气是不均匀混合物，其包含气体排放物（如一氧化碳（CO）、未燃烃（HC）和氮氧化物(NO_X)）以及组成颗粒物质（PM）的凝相材料（液态和固态）。催化剂组分，通常布置在催化剂载体或者基底上，设置在发动机排气系统中，以将这些排气组分中的某些或全部转化为未管制的排气组分。

用于减少CO和HC排放物的一种排气处理技术是氧化催化剂装置（OC）。OC装置包括流通式基底和涂覆到基底上的催化剂化合物。一旦OC装置达到阈值或起燃温度，OC的催化剂化合物引起排气的氧化反应。用于减少NOx排放物的一种排气处理技术是选择性催化还原（SCR）装置，其可位于OC装置的下游。用于高水平的颗粒物质减少的排气处理技术可包括颗粒过滤器（PF）装置，其捕获颗粒物质，可位于OC装置和SCR装置的下游。再生是从PF装置去除所积聚颗粒物质的过程。

在排气处理系统的典型设置中，OC装置位于SCR装置和PF装置的上游。因而，在OC装置和PF装置之间损失的热量可能是显著的，尤其是在具有相对长的排气管的排气处理系统中或者在排气流量相对低时。在OC装置和SCR装置之间损失的热量也可能是显著的。在增加SCR和PF装置的热量的一种方法中，OC装置的温度持续增加。然而，该方法在快速增加排气温度时可引起排气处理系统的热冲击。此外，该方法还可能将OC装置加热到OC装置预期能够承受的阈值温度以上。

在另一种方法中，排气流量增加以将热量从OC装置驱动到SCR装置和PF装置。这导致增加的PF温度。然而，随着排气处理系统中的排气流量增加，OC装置的温度继而将降低。具体地，OC装置的温度将最终下降低于起燃温度。这导致OC装置不能减少排气中的CO和HC。因此，需要这样一种排气处理系统，其具有供应给SCR装置和PF装置的增加热量，同时仍保持OC装置处于相应起燃温度。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种用于内燃发动机的控制系统，包括排气管道、氧化催化剂（OC）装置、温度传感器、进气空气质量流量传感器、发动机空气进气机构和控制模块。所述排气管道与排气流体连通且配置成接收排气。所述OC装置与排气管道流体连通。OC装置具有OC起燃温度。OC装置选择性地激活至起燃温度以引起排气的氧化。温度传感器位于OC装置上游的排气流中。温度传感器监测排气温度。所述进气空气质量流量传感器测量进入内燃发动机的空气质量。所述发动机空气进气机构被选择性地激活以调节进入内燃发动机的空气质量。所述控制模块与温度传感器、进气空气质量流量传感器、和发动机空气进气机构连通。所述控制模块具有用于存储阈值排气流率的存储器。所述控制模块包括用于监测进气空气质量流量传感器且基于空气质量计算排气流率的控制逻辑。所述控制模块包括用于监测温度传感器的排气温度且基于OC装置处的排气温度计算OC装置的温度的控制逻辑。所述控制模块包括用于确定OC装置的温度是否为高于OC装置的起燃温度的阈值量的控制逻辑。所述控制模块包括用于在排气流率低于阈值排气流率时且在OC装置处于高于OC装置的起燃温度的阈值量时激活发动机空气进气机构以调节空气质量的控制逻辑。

方案1. 一种用于内燃发动机的控制系统，包括：

排气管道，所述排气管道与内燃发动机流体连通且配置成从内燃发动机接收排气；

氧化催化剂（OC）装置，所述OC装置与排气管道流体连通，其中，所述OC装置具有OC起燃温度，且其中，所述OC装置被选择性地激活至起燃温度以引起排气的氧化；

温度传感器，所述温度传感器位于OC装置上游的排气管道中，温度传感器监测排气温度；

进气空气质量流量传感器，用于测量进入内燃发动机的空气质量；

发动机空气进气机构，所述发动机空气进气机构被选择性地激活以调节进入内燃发动机的空气质量；和

控制模块，所述控制模块与温度传感器、进气空气质量流量传感器、和发动机空气进气机构连通，所述控制模块具有用于存储阈值排气流率的存储器，且包括：

用于监测进气空气质量流量传感器且基于空气质量计算排气流率的控制逻辑；

用于监测温度传感器的排气温度且基于OC装置处的排气温度计算OC装置的温度的控制逻辑；

用于确定OC装置的温度是否为高于OC装置的起燃温度的阈值量的控制逻辑；以及