用于再生NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┯糜谠偕x擇性的可切換汽缸的多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的NOX存儲催化轉(zhuǎn)化器的方法和系統(tǒng)。在可允許的發(fā)動機工況期間，可切換汽缸可以被停用，以便使用與來自停用的汽缸的未燃燒氣體混合的來自活躍汽缸的富排氣來再生NOX存儲催化轉(zhuǎn)化器。
【專利說明】用于再生NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的方法
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2015年4月24日提交的德國專利申請N0.102015207595.8的優(yōu)先權(quán)，該德國專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本說明書總體涉及用于再生包含至少一個可切換汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]各種方式被提供用于再生內(nèi)燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器。如在US6，904，752B2中所示的一種示例方式包含汽缸停用。為了NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的目的，在這里用富燃料空氣混合物運行激活的汽缸以獲得豐富的或富排氣成分。這確保增加的排氣溫度并且還提供足量的反應(yīng)伙伴(react1n partners)用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)約束的氮氧化物。
[0005]在另一示例方式中，根據(jù)US2003/0188527A1可知可用來運行多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機控制系統(tǒng)。在其中，發(fā)明人示出一些汽缸能夠被停用，并且在某些運行情況下，內(nèi)燃發(fā)動機能夠以減少數(shù)量的活躍汽缸來運行。在這段時間期間，為了NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的目的，活躍汽缸的運行參數(shù)被調(diào)節(jié)，使得NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器被改變到適于再生的狀
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[0006]在又一示例方式中，根據(jù)US2014/0026872A1可知內(nèi)燃發(fā)動機和用于內(nèi)燃發(fā)動機的運行方法，其中內(nèi)燃發(fā)動機的一些汽缸能夠根據(jù)需要被停用并且發(fā)動機在停用期間以剩余數(shù)量的活躍汽缸來持續(xù)運行。停用的汽缸的入口 /進氣門和排氣門的控制被實施，使得活躍汽缸的排氣能夠沿與從停用的汽缸的出口側(cè)到停用的汽缸的入口側(cè)的方向相反的方向經(jīng)由共用排氣歧管流動。沿相反方向流過停用的汽缸的排氣能夠在共用入口箱的附近與用于活躍汽缸的新鮮氣體混合。因此，排氣再循環(huán)實際上通過停用的汽缸發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的目的是描述一種方法，稀燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器使用該方法能夠在日常工況下被有效地再生。對于稀燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生，傳遞具有過量的未燃盡烴和一氧化碳的富混合物到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器是必要的。這應(yīng)當(dāng)特別在低負荷下實現(xiàn)有效的再生。此外，為了再生的目的，在從稀燃模式到富燃模式的過渡階段期間由內(nèi)燃發(fā)生機輸出的扭矩應(yīng)當(dāng)能夠以可控的方式被運行。此外，內(nèi)燃發(fā)動機的高效率在再生階段期間也應(yīng)當(dāng)是可實現(xiàn)的并且是為了制備NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生。此外，對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的時間窗應(yīng)當(dāng)能夠被保持很短，這對用于去除來自NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的氮氧化物的氧化反應(yīng)以能夠盡快進行是必要的。
[0008]發(fā)明人在此已經(jīng)意識到以上問題并且已經(jīng)確認一種方式，上述問題可以通過該方式至少部分地解決。用于再生多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的一種示例方法包含停用內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個可切換汽缸、維持停用的汽缸的至少一個進氣門和至少一個排氣門部分地打開、引導(dǎo)新鮮空氣流通過停用的汽缸、運行內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個活躍汽缸以及將來自活躍汽缸的排氣流引導(dǎo)到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器，其中在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生期間，從停用的汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的第一部分被添加到活躍汽缸的排氣，以及未燃燒氣體的第二部分經(jīng)由冷卻設(shè)備被冷卻并且被再循環(huán)到可切換汽缸和/或活躍汽缸的入口側(cè)。
[0009]—種用于再生多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的方法，該多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機包含汽缸停用并且包含在內(nèi)燃發(fā)動機的運行期間能夠被停用的至少一個汽缸，該方法包含傳遞來自至少一個非停用(活躍)汽缸的排氣流通過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器、運行內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個活躍汽缸，使得NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生能夠發(fā)生。在能夠被停用的至少一個汽缸的汽缸停用周期期間，非活躍汽缸的至少一個進氣門和至少一個排氣門被保持至少部分地打開以使新鮮氣體流能夠通過非活躍汽缸；以及將從在排氣側(cè)上的非活躍汽缸發(fā)出的未燃燒氣體(新鮮空氣)流返回到內(nèi)燃發(fā)動機的入口側(cè)。被再循環(huán)到至少一個非活躍汽缸和/或(多個)活躍汽缸的入口側(cè)的未燃燒氣體的至少第一部分的混合可以發(fā)生。此外，未燃燒氣體的至少第二部分可以被添加到至少一個活躍汽缸的排氣。
[0010]通過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣流量由被再循環(huán)朝向催化轉(zhuǎn)化器的未燃燒氣體的一部分降低。由于通過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的體積流量/質(zhì)量流量的所述降低，所以NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的活躍/燃燒汽缸的剩余排氣的排氣成分的停歇周期被延長，使得發(fā)生在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的校正(redact1n)具有可用的更多時間來進行。這種降低的空間速度改進具有富排氣的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生效率。
[0011]此外，存在離開(多個)非活躍汽缸的排氣系統(tǒng)中的未燃盡氣體(未燃燒氣體)的量的降低。因此，對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的排氣成分的濃度被增加。在所述排氣成分的較高濃度的情況下，化學(xué)反應(yīng)性也增加，這總體引起NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生效率的增加。
[0012]由于活躍汽缸的排氣流通過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器，所以NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的所述排氣的溫度較高，因為所述體積流量/質(zhì)量流量未由來自非活躍汽缸的未燃燒氣體稀釋并且從而被冷卻。因為來自非活躍汽缸的未燃燒氣體的所述不需要冷卻，所以在內(nèi)燃發(fā)動機上具有低負荷的現(xiàn)有技術(shù)下，流過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度經(jīng)常太低以至不能引起NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生。使用根據(jù)本公開的方法，即使對于低發(fā)動機負荷，也成功獲得足夠高的排氣溫度，所以即使在內(nèi)燃發(fā)動機上的低負荷下，再生NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的有效再生也可實現(xiàn)。
[0013]此外，使用根據(jù)本公開的方法，由于汽缸停用運行，所以剩余活躍汽缸可以在較大負荷下運行，該較大負荷通常用較富的混合物來實現(xiàn)。因為甚至在較低的總發(fā)動機負荷下個別汽缸在較高負荷下運行，所以獲得NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生所需要的富排氣的附加燃料成本降低。在現(xiàn)有技術(shù)中，燃料的這種附加量通常憑借附加噴射設(shè)備被添加到內(nèi)燃發(fā)動機下游的排氣流中。這可以在使用根據(jù)本發(fā)明的方法時被省掉，或者顯著較小量的后噴射燃料能夠足以實現(xiàn)NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的有效再生。這增加了內(nèi)燃發(fā)動機的總體效率。
[0014]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，憑借后噴射提供一種用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的控制良好或可準確控制的排氣成分經(jīng)常是有問題的。因為后噴射對使用根據(jù)本公開的方法來調(diào)整排氣成分不再是必要的，或者后噴射必須在顯著較小的程度上被使用，所以排氣成分基本上由從發(fā)動機(從活躍汽缸)發(fā)出的排氣預(yù)定，控制和調(diào)整是較簡單和較準確的。
[0015]此外，在再生階段期間對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的富排氣的成分也能夠使用根據(jù)本公開的方法被較好地且以較簡單的方式維持。
[0016]根據(jù)本公開的方法的特定優(yōu)點是:由于計量添加(meteredaddit1n)能夠被再循環(huán)到至少一個活躍汽缸的排氣的未燃燒氣體的至少一部分的可能性，所以在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生階段期間用于調(diào)整和優(yōu)化通過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣溫度和體積流量的靈活性以及在所述時間周期內(nèi)的其優(yōu)化均被增加。
[0017]在本發(fā)明的有利實施例中，從至少一個非活躍汽缸發(fā)出的新鮮氣體的至少第二部分沿排氣流的方向從再循環(huán)管路被可控地添加到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的活躍汽缸的排氣。使用所述措施，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器被成功地提供在輸入側(cè)上，其中該輸入側(cè)具有來自活躍汽缸的排氣和離開非活躍汽缸的未燃燒氣體的優(yōu)化混合物。有利地，這種計量添加發(fā)生在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的足夠距離處，以便確保來自活躍汽缸的排氣與從非活躍汽缸發(fā)出的新鮮氣體的充分混合。
[0018]在根據(jù)本公開的方法的特定實施例中，未燃燒氣體被可控地添加到渦輪增壓器的渦輪上游的活躍汽缸的排氣。通過這種措施，實現(xiàn)兩種排氣成分一起流過渦輪增壓器的渦輪，以便實現(xiàn)良好的混合。另一方面，如果未燃燒氣體的計量添加已經(jīng)發(fā)生在渦輪增壓器渦輪上游的“熱”排氣系統(tǒng)中，則最后流過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣成分的排氣性質(zhì)的可控性較容易影響或控制。
[0019]為了能夠提供用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的足夠富的排氣成分，建議至少在根據(jù)本公開的過程期間，使用富混合物、特別是使用具有空燃當(dāng)量比(λ)>1的混合物來運行剩余活躍汽缸。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的進一步有利的實施例，從非活躍汽缸再循環(huán)的未燃燒氣體(其被再循環(huán)到在入口側(cè)上的內(nèi)燃發(fā)動機)被冷卻。在例如不能夠承受高氣體溫度的入口側(cè)上有進氣歧管的情況下，這可能特別有必要。此外，供給內(nèi)燃發(fā)動機的新鮮氣體被阻止以不需要的方式受到加熱。
[0021]在本公開的進一步有利的實施例中，多個汽缸隨著負荷降低或者隨著內(nèi)燃發(fā)動機的轉(zhuǎn)速減小而被停用。其結(jié)果是為了滿足當(dāng)前駕駛員的愿望或內(nèi)燃發(fā)動機的當(dāng)前負荷，剩余活躍汽缸能夠以較高負荷運行并且因此較富的混合物在排氣中可以可用(以用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器再生)。
[0022]在進一步有利的實施例中，新鮮氣體和從非活躍汽缸發(fā)出的排氣或未燃燒氣體彼此分離地，至少部分地且至少在內(nèi)燃發(fā)動機之外地被傳送到可以被停用的汽缸和不可以被停用的汽缸。氣體流的所述分離例如使從非活躍汽缸發(fā)出的未燃燒氣體能夠排它地被傳送到發(fā)動機入口側(cè)上的非活躍汽缸，或者可選地可能憑借合適的計量閥(dosing valve)，也與用于活躍汽缸的新鮮氣體混合。
[0023]有利地，從至少一個非活躍汽缸發(fā)出的未燃燒氣體到活躍汽缸的排氣的計量添加憑借至少一個閥設(shè)備(例如，從再循環(huán)管路到排氣系統(tǒng)的分支閥)發(fā)生在出口側(cè)上。
[0024]例如，計量添加能夠以預(yù)定體積流量或質(zhì)量流量持續(xù)地發(fā)生。然而，計量添加也能夠通過對“打開”和“關(guān)閉”的閥位置計時憑借不可控閥而發(fā)生。
[0025]合適地，計量添加能夠被控制和/或被調(diào)節(jié)，使得對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的運行參數(shù)至少在對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的時間周期內(nèi)被保持恒定或幾乎恒定。一個這種運行參數(shù)是例如正在流過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣中的氧濃度。其它運行參數(shù)能夠是流過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣溫度和體積流量/質(zhì)量流量。
[0026]為了實施用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器再生的上述方法，可以提供一種多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機，該多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機包含能夠被停用的至少一個汽缸，其中能夠被停用的可切換汽缸包含進氣歧管和排氣歧管。進氣歧管和排氣歧管憑借再循環(huán)管路流體地被連接，其中至少在停用狀態(tài)(可切換汽缸的非活躍狀態(tài))下，再循環(huán)管路能夠運送正在流過可切換汽缸的未燃燒氣體流。根據(jù)本公開，再循環(huán)管路憑借計量管路被連接到內(nèi)燃發(fā)動機的排氣系統(tǒng)，其中將被再生的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器被布置在排氣系統(tǒng)中。
[0027]合適地，提供一種閥設(shè)備，從(多個)非活躍汽缸發(fā)出的未燃燒氣體憑借該閥設(shè)備能夠以控制的方式被添加到來自活躍汽缸的排氣流。在這種情況下，閥設(shè)備能夠是持續(xù)可調(diào)整的調(diào)節(jié)閥，從至少一個非活躍汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的O與100%之間的可選成分能夠使用調(diào)節(jié)閥被可控地添加到來自NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的活躍汽缸的排氣流。
[0028]為了根據(jù)需要提供被傳送的氣體流的分離，能夠被停用的汽缸和不可能被停用的汽缸均包含彼此分離的共用的進氣歧管和/或排氣歧管。
[0029]為了實現(xiàn)被提供給NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣成分的靈活性的進一步增加，將來自其它可切換汽缸的每個可切換汽缸與從其排氣歧管到其進氣歧管的再循環(huán)管路關(guān)聯(lián)可能是有利的，其中閥設(shè)備被布置在來自可切換汽缸的至少一個再循環(huán)管路中，從可切換汽缸發(fā)出的新鮮氣體憑借閥設(shè)備計量添加到活躍汽缸的排氣是可能的。
[0030]在多個再循環(huán)管路的情況下，憑借被分離地激活或被分離地調(diào)節(jié)的閥設(shè)備混合來自非活躍汽缸的不同氣體流到排氣系統(tǒng)或來自活躍汽缸的排氣可能是有利的。
[0031]切換閥可以用于基于閥位置將來自非活躍汽缸的未燃燒氣體供給到排氣系統(tǒng)或進氣系統(tǒng)。如果必要，則用于冷卻再循環(huán)的新鮮氣體的冷卻器能夠被提供在至少一個再循環(huán)管路中。
[0032]此外，用于合適地執(zhí)行方法的設(shè)備包含控制系統(tǒng)，憑借該控制系統(tǒng)從至少一個非活躍汽缸發(fā)出的未燃燒氣體到活躍汽缸的排氣的計量添加能夠由閥設(shè)備控制和/或調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0033]圖1示出根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機的示例第一實施例。
[0034]圖2示出根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機的示例第二實施例。
[0035]圖3示出圖示說明被實施用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的方法的流程圖。
[0036]圖4示出NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的示例再生。
【具體實施方式】
[0037 ]在圖1中不出根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機I的第一實施例100 ο在四汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的示例性實施例中，多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機I包含至少一個可以被停用的汽缸(可切換汽缸)(在示例實施例中為可以被停用的兩個汽缸2)和至少一個活躍汽缸(在示例實施例中為兩個活躍汽缸3)。內(nèi)燃發(fā)動機I包含入口/進氣側(cè)4和排氣側(cè)5。汽缸2和3中的每一個包含至少一個進氣門6和至少一個排氣門7。在排氣側(cè)上，內(nèi)燃發(fā)動機I包含排氣系統(tǒng)8，在排氣系統(tǒng)8中被布置有NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器9，排氣10能夠流過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器9。具有渦輪I Ia和壓縮機Ilb的渦輪增壓器11被布置在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的上游。
[0038]在入口側(cè)上，活躍汽缸3包含共用的第一進氣歧管12?？汕袚Q汽缸2包含共用的第二進氣歧管13。第一和第二進氣歧管12和13在汽缸2和3上游的交叉點處彼此流體連接。進氣歧管12，13兩者被連接到新鮮氣體供給管路14。渦輪增壓器11的壓縮機Ilb被布置在新鮮氣體供給管路14中的上游。在排氣側(cè)上，活躍汽缸3包含共用的第一排氣歧管15。在排氣側(cè)上，可切換汽缸2包含共用的第二排氣歧管16。第二排氣歧管16憑借再循環(huán)管路17被連接到可切換汽缸2的第二進氣歧管13。因為兩個進氣歧管12、13彼此流體連接，所以經(jīng)由再循環(huán)管路17到達第二進氣歧管13的再循環(huán)氣體也可以流入經(jīng)過第一進氣歧管12。以此方式，來自可切換汽缸2的再循環(huán)氣體可以到達活躍汽缸3。
[0039]能夠以切換閥或計量閥形式的閥設(shè)備18例如被布置在再循環(huán)管路17中。閥設(shè)備18憑借計量管路19被連接到內(nèi)燃發(fā)動機I的排氣系統(tǒng)8。此外，內(nèi)燃發(fā)動機I包含用于保持能夠被停用的汽缸2的進氣門4和排氣門5在可切換汽缸2被停用的時間周期期間至少部分打開的合適的設(shè)備(未示出)，使得未燃燒(新鮮)氣體20能夠在可切換汽缸2停用周期期間流過可切換汽缸2。新鮮氣體供給管路14中的新鮮氣體20處于由具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的壓縮機Ilb產(chǎn)生的超壓下，使得如果停用的汽缸2的進氣門6和排氣門7兩者同時打開，則新鮮氣體20流通過被停用的汽缸2也是可能的。
[0040]在入口側(cè)上，內(nèi)燃發(fā)動機I被提供有由壓縮機Ilb預(yù)壓縮的新鮮氣體20。新鮮氣體20能夠在可切換汽缸2的停用周期期間流過可切換汽缸2且流過打開的進氣門6和排氣門7。未燃燒氣體可以流過可切換汽缸2并且進入可切換汽缸2的第二排氣歧管16。第二排氣歧管16被連接到再循環(huán)管路17，使得從出口側(cè)上的停用的汽缸2發(fā)出的未燃燒氣體20能夠作為再循環(huán)流21憑借再循環(huán)管路17被傳遞到可切換汽缸2的第二進氣歧管13。再循環(huán)流21的一部分能夠憑借閥設(shè)備18以計量方式被供給到排氣系統(tǒng)8。再循環(huán)流21的所述部分被稱為計量流22。
[0041 ]流出活躍汽缸3的燃燒排氣(以下被稱為排氣流23)也被傳遞到排氣系統(tǒng)8。排氣流23和計量流22因此被組合在排氣系統(tǒng)8中以形成排氣10。排氣10傳遞通過渦輪增壓器11的渦輪I Ia并且在它傳遞進入NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器9之前被膨脹和冷卻。排氣10的氧濃度和因此排氣成分能夠憑借合適的傳感器(例如，λ探頭24)被確定。合適地，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器9包含溫度傳感器25，使用溫度傳感器25能夠確定NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的溫度，或替代地或附加地確定流過NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器9的排氣1的溫度。控制系統(tǒng)30確定計量流22的強度的合適值(例如，使用λ探頭24和溫度傳感器25的測量值)以及控制閥設(shè)備18使得計量流22被標(biāo)出(dimens1n)，以便實現(xiàn)用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器9的再生的優(yōu)化條件?？刂葡到y(tǒng)30可以接收來自多個傳感器(本文描述了其示例)的信息并且發(fā)送控制信號到多個致動器(本文描述了其示例)。作為一個示例，除了上述傳感器之外，傳感器可以包括MAP傳感器、壓縮機入口溫度傳感器、壓縮機入口壓力傳感器、壓縮機入口濕度傳感器以及EGR傳感器。諸如附加壓力、溫度、空氣/燃料比和成分傳感器的其它傳感器可以被耦接到發(fā)動機系統(tǒng)I中的各個方位。致動器可以包括例如閥設(shè)備18節(jié)氣門、廢氣門和燃料噴射器?？刂葡到y(tǒng)可以包括控制器?？刂破骺梢越邮諄碜愿鞣N傳感器的輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)并且響應(yīng)于基于對應(yīng)于一個或多個程序被編程在其中的指令或代碼的處理的輸入數(shù)據(jù)來觸發(fā)各種致動器。
[0042]圖1示出處于運行狀態(tài)的根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機，其中可切換汽缸2被停用(非活躍)。在這種狀態(tài)下，從停用的汽缸2發(fā)出的未燃燒氣體憑借再循環(huán)管路17被傳送到可切換汽缸2的第二進氣歧管13。如果可切換汽缸2未處于停用狀態(tài)而處于活躍狀態(tài)，則來自(現(xiàn)在為活躍的)可切換汽缸2的燃燒排氣傳遞到可切換汽缸2的第二排氣歧管16。所述排氣與活躍汽缸3的排氣流23—起被直接合適地傳遞到排氣10，而未再循環(huán)到入口側(cè)4。在高壓氣體再循環(huán)被期望的情況下，再循環(huán)管路17和閥設(shè)備18能夠運行為用于來自處于活躍狀態(tài)的可切換汽缸2的燃燒排氣的排氣再循環(huán)設(shè)備。
[0043]圖2示出根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機I的第二實施例200。內(nèi)燃發(fā)動機I的特征關(guān)于圖1被描述。先前在圖1中介紹的組件被類似地編號并且不再介紹。關(guān)于根據(jù)圖1的實施例已經(jīng)做出的描述也全部適用于根據(jù)圖2的實施例。作為對根據(jù)圖1的實施例的附加，在根據(jù)圖2的實施例中，冷卻設(shè)備40被布置在再循環(huán)管路17中，再循環(huán)流21能夠根據(jù)需要使用冷卻設(shè)備40冷卻。
[0044]圖1-2示出具有各種組件的相對定位的示例配置。在至少一個示例中，如果元件被示出彼此直接接觸或直接耦接，則這種元件可以分別被稱為直接接觸或直接耦接。類似地，在至少一個示例中，被示為彼此連續(xù)或相鄰的元件可以分別是彼此連續(xù)或相鄰。作為一個示例，彼此面共享接觸放置的組件可以被稱為處于面共享接觸。作為另一個示例，在至少一個示例中，彼此分離定位并且其間僅具有空間而無其它組件的元件也可以如上被稱呼。
[0045]圖3圖示說明被實施用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的示例方法300。用于實施方法300和本文所包括的其它方法的指令可以基于被存儲在控制器的存儲器上的指令連同從發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器(諸如上面關(guān)于圖1所描述的傳感器)接收的信號由控制器執(zhí)行。根據(jù)下面描述的方法，控制器可以采用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機致動器以調(diào)整發(fā)動機運行。
[0046]在302處，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的NOx負荷可以被確定。在一個示例中，NOx負荷可以基于耦接到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的壓力傳感器(例如，耦接在轉(zhuǎn)化器上游或下游的排氣壓力傳感器)的輸出而被確定。作為另一示例，NOx負荷可以基于耦接到催化轉(zhuǎn)化器的NOx傳感器的輸出而被確定。在304處，所確定的NOx負荷可以與第一上閾值負荷相比。為了維持NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的效率，一旦NOx負荷超過第一上閾值負荷，則催化轉(zhuǎn)化器可以被再生(凈化)。在306處，程序包括確定NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的當(dāng)前NOx負荷是否高于閾值負荷。如果確定當(dāng)前NOx負荷低于第一上閾值負荷，則在308處催化轉(zhuǎn)化器中的NOx水平的監(jiān)測可以被持續(xù)。
[0047]如果確定當(dāng)前NOx負荷高于第一上閾值負荷，則發(fā)動機工況可以被估計并且在312處可以確定選擇性的汽缸停用是否是可能的。例如，發(fā)動機工況可以基于來自參考圖1描述的MAP傳感器、λ傳感器和其它傳感器的測量值而被估計。所估計的發(fā)動機運行參數(shù)可以包括發(fā)動機負荷、駕駛員需求、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、空燃比、排氣溫度和排氣氧含量。此外，基于發(fā)動機運行參數(shù)和/或(從導(dǎo)航系統(tǒng)、車載地圖等獲得的)可用的路線信息，也可以確定是否有用于選擇性的汽缸停用的即將到來的機會。給定車輛的內(nèi)燃發(fā)動機可以包含在合適的發(fā)動機工況期間(諸如在低負荷狀況期間)可以選擇性被停用的至少一個可切換汽缸。通過選擇性地停用可切換汽缸，剩余活躍汽缸可以在較高的平均汽缸負荷下被運行，從而降低栗動損失。發(fā)明人在此已經(jīng)意識到在選擇性的汽缸停用期間(即使在低負荷狀況期間)通過利用由活躍汽缸排放的富排氣(較高的燃料含量)可以有效地用于再生催化轉(zhuǎn)化器的NOx負荷。
[0048]如果確定選擇性的汽缸停用狀況未被滿足并且沒有用于汽缸停用的即將到來的可能性，則在314處發(fā)動機汽缸內(nèi)的空燃比可以被調(diào)整以實現(xiàn)NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生。對于優(yōu)化催化劑再生，可以在催化劑處期望比化學(xué)計量的排氣更富的排氣(具有更高的燃料含量)。為了促進更富的排氣到達催化劑，過量燃料(比化學(xué)計量學(xué)更高的空燃比)可以被噴射到汽缸。
[0049]如果確定可切換汽缸的選擇性停用是可能的，則在316處至少一個可切換汽缸可以被停用。在汽缸停用期間，控制器可以發(fā)送信號到供應(yīng)燃料至這些汽缸的燃料噴射器以在汽缸停用的持續(xù)時間期間暫停燃料供給。將被停用的汽缸的數(shù)量可以取決于當(dāng)前發(fā)動機工況。作為一個示例，隨著發(fā)動機負荷降低，可以被停用的汽缸的數(shù)量增加。如果發(fā)動機以較少數(shù)量的汽缸來運行，則比化學(xué)計量的排氣更富(即，具有相對更高的燃料含量)的排氣可以甚至在低負荷狀況下從活躍汽缸生成。在可切換汽缸的停用期間，停用的汽缸的進氣門和排氣門可以被維持在至少部分打開的位置，以便促進未燃燒氣體穿過(多個)停用的汽缸。未燃燒氣體的第一部分可以經(jīng)由排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)被再循環(huán)到活躍汽缸的進氣歧管或返回到停用的汽缸的進氣歧管。再循環(huán)的未燃燒氣體的第二計量部分也可以被添加到主排氣通道。通過添加未燃燒氣體的調(diào)節(jié)部分，排氣溫度、體積排氣流量和排氣成分(例如，燃料含量和氧含量)基于對優(yōu)化N0x存儲催化轉(zhuǎn)化器再生的需要可以被調(diào)整。另外，在整個再生過程中，通過調(diào)整未燃燒氣體的流量，期望的排氣溫度、成分和流量(到達NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器)可以被維持(在恒定水平)。第一部分與第二部分的比基于到達NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、體積流量、氧含量和燃料含量中的一個或多個而被調(diào)整，其中該比基于從活躍汽缸發(fā)出的排氣的溫度增加、體積流量減小、氧含量減小和燃料含量增加中的一個或多個而被增加。
[0050]在318處，目標(biāo)排氣設(shè)置可以基于高于催化轉(zhuǎn)化器的閾值NOx負荷而被確定。例如，促進NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器再生的期望的排氣溫度、體積排氣流量和排氣成分(包括燃料含量和氧含量)可以被確定。在期望的排氣溫度和成分處，NOx轉(zhuǎn)化器的優(yōu)化再生可以發(fā)生。在一個示例中，隨著NOx負荷增加，目標(biāo)排氣溫度和排氣流量可以增加。作為另一示例，當(dāng)NOx負荷超過閾值時，排氣的豐富度可以增加。
[0051]在320處，EGR設(shè)置可以基于期望的排氣溫度、流量和成分而被調(diào)整，使得到達NOx催化轉(zhuǎn)化器的排氣可以被優(yōu)化用于催化劑再生。例如，控制器可以發(fā)送信號到耦接到可切換汽缸的EGR系統(tǒng)的EGR閥(諸如如圖1所示的閥設(shè)備18)的致動器以便調(diào)節(jié)EGR閥的開口，使得未燃燒氣體的計量量可以從(多個)停用的汽缸被引導(dǎo)到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游和排氣渦輪上游的主排氣通道?；谄谕呐艢鉁囟?、體積流量和成分，EGR閥開口可以被調(diào)整(例如，從最初開口增加或減小)以確保未燃燒氣體的期望流量進入主排氣通道。另外，進入主排氣通道的未燃燒氣體的流量可以被維持，使得對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的運行參數(shù)在整個再生過程中被維持。通過在渦輪上游添加未燃燒氣體，該氣體可以與從活躍汽缸發(fā)出的排氣良好混合以產(chǎn)生到達催化轉(zhuǎn)化器的均勻排氣流。由于未燃燒氣體的較冷溫度，通過混合未燃燒氣體的優(yōu)化部分與排氣，在NOx催化轉(zhuǎn)化器處所經(jīng)歷的排氣溫度可以根據(jù)需要被降低。另外，到達催化轉(zhuǎn)化器的排氣的氧含量可以通過未燃燒氣體的受控添加而被改變。由于(多個)可切換汽缸的選擇性停用，所以到達催化轉(zhuǎn)化器的排氣可以比化學(xué)計量的排氣更富(具有更高的燃料含量)，從而促進優(yōu)化催化轉(zhuǎn)化器再生。換句話說，調(diào)整EGR閥的開口是基于活躍汽缸的發(fā)動機運行參數(shù)，隨著來自活躍汽缸的排氣的體積流量減小、來自活躍汽缸的排氣的氧含量減小、來自活躍汽缸的排氣的溫度增加和來自活躍汽缸的排氣的燃料含量增加中的一個或多個，開口增加，以及基于從活躍汽缸發(fā)出的排氣的體積流量增加、氧含量增加、溫度減小和燃料含量減小中的一個或多個，開口減小。
[0052]在322處，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生可以發(fā)生。在再生事件期間，在催化轉(zhuǎn)化器中捕集的NOx可以被解吸并且在富排氣狀況下與排氣烴反應(yīng)以產(chǎn)生水和氮氣，該氮氣經(jīng)由排氣管被釋放到大氣中。到達催化轉(zhuǎn)化器的排氣的優(yōu)化溫度、燃料含量和氧含量確保在在催化轉(zhuǎn)化器中存儲的NOx的去除。
[0053]在324處，程序確定再生過程是否是完整的。當(dāng)NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的NOx負荷到達第二下閾值時，則再生過程可以被推知為完整的。如果確定再生過程不是完整的，則在326處發(fā)動機可以持續(xù)以停用的汽缸運行并且再生過程可以持續(xù)。
[0054]如果確定NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生是完整的，則在330處程序包括確定汽缸再激活狀況是否被滿足。作為一個示例，響應(yīng)于發(fā)動機負荷高于閾值負荷，汽缸再激活狀況可以被確認。如果汽缸停用狀況未被滿足，則在332處可切換汽缸可以被維持處于停用狀態(tài)。
[0055]如果確定停用的汽缸的再激活是期望的(例如，在高發(fā)動機負荷狀況期間)，則在334處可切換汽缸可以被再激活。在再激活的情況下，控制器可以發(fā)送信號到耦接到可切換汽缸的燃料噴射器以重新開始到再激活的汽缸的燃料供應(yīng)。一旦可切換汽缸被再激活，則在336處發(fā)動機的所有汽缸可以被運行。
[0056]以此方式，可切換汽缸可以選擇性地被停用并且來自(多個)停用的汽缸的未燃燒氣體可以用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的有效再生。
[0057]圖4示出示例運行順序400，該運行順序400圖示說明基于高于催化轉(zhuǎn)化器中的閾值NOx負荷的選擇性的汽缸停用和NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生。水平線(X軸線)表示時間并且豎直標(biāo)記tl_t3確定在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生中的重要時間。
[0058]來自頂部的第一圖表，其中曲線402示出發(fā)動機負荷隨時間的變化。虛線403表示閾值發(fā)動機負荷，其中如果發(fā)動機負荷低于該閾值負荷時，則可切換汽缸可以被選擇性地停用。第二圖表中的曲線404示出NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的估計的NOx負荷。虛線406和408分別表示上和下閾值NOx負荷。一旦NOx負荷到達上閾值，則催化轉(zhuǎn)化器可以被再生并且再生可以被持續(xù)直到NOx負荷下降到下閾值。第三圖表中的曲線410示出如經(jīng)由閥設(shè)備(諸如排氣再循環(huán)閥)調(diào)節(jié)的從停用的汽缸到主排氣通道的未燃燒氣體的流量變化。第四圖表中的曲線412示出取決于發(fā)動機負荷和NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器再生的可切換汽缸運行。最后圖表中的曲線414示出NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器再生。
[0059]在時間11之前，發(fā)動機負荷被觀察增加到閾值負荷403之上。在這段時間期間，包括(多個)可切換汽缸的所有汽缸被維持處于活躍狀態(tài)。由于NOx水平低于上NOx負荷閾值，所以催化轉(zhuǎn)化器此時未被再生。因為可切換汽缸處于活躍狀態(tài)，所以沒有從可切換汽缸到排氣通道的未燃燒氣體的顯著流動。
[0060]在時間tl處，發(fā)動機在高于閾值負荷403下運行。高發(fā)動機負荷可能是由于增加的駕駛員扭矩需求。此時，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的NOx負荷可以增加到高于上閾值負荷406的水平。因而，此時，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生可以被期望。然而，對于催化轉(zhuǎn)化器的再生，可以期望選擇性地停用發(fā)動機的可切換汽缸以便從活躍汽缸生成比化學(xué)計量的排氣更富的排氣(具有更高的燃料含量)。富排氣可以與捕集的N0x反應(yīng)并且降低催化轉(zhuǎn)化器中的NOx負荷。此時，可以基于發(fā)動機運行參數(shù)和/或(從導(dǎo)航系統(tǒng)、車載地圖等獲得的)可用的路線信息估計有用于發(fā)動機負荷降低和選擇性的汽缸停用的即將到來的機會(在時間t2處)?；诩磳⒌絹淼挠幸嬗谶x擇性的汽缸停用的發(fā)動機工況，催化轉(zhuǎn)化器再生可以推遲到時間t2。然而，如果用于汽缸停用的即將到來的機會不可用，則NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生可以通過噴射過量燃料到汽缸來開始，以便生成比化學(xué)計量的排氣更富(更高的燃料含量)的排氣。
[0061]在時間t2處，發(fā)動機負荷被觀察降低到閾值負荷403之下。在這種可允許的發(fā)動機負荷處，至少一個可切換汽缸可以被停用。在停用之后，到(多個)停用的汽缸的燃料供應(yīng)可以被暫停。然而，在停用狀態(tài)期間，(多個)停用的汽缸的進氣門和排氣門被維持在部分打開的位置。由于(多個)可切換汽缸的停用，所以由活躍汽缸生成的排氣具有空燃當(dāng)量比(λ)<
I。由于(多個)停用的汽缸的進氣門和排氣門的打開，所以未燃燒氣體(新鮮空氣)可以從進氣歧管到排氣歧管地流過(多個)停用的汽缸。未燃燒氣體可以經(jīng)由再循環(huán)通道被再循環(huán)到活躍汽缸或停用的汽缸的進氣歧管。未燃燒氣體的一部分也可以被引導(dǎo)至渦輪和NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的主排氣通道以便稀釋離開活躍汽缸的排氣。在渦輪處，未燃燒氣體與離開活躍汽缸的排氣良好混合。
[0062]在時間t2與t3之間，基于到達催化轉(zhuǎn)化器的排氣的期望溫度、體積流量和成分(用于優(yōu)化再生)，持續(xù)可變的閥設(shè)備的開口可以被調(diào)整以改變進入排氣通道的未燃燒氣體的流量。由于未燃燒氣體的低溫度，所以通過混合該氣體與排氣，離開活躍汽缸的熱排氣的溫度可以被降低到期望水平。另外，排氣的體積流量可以通過未燃燒氣體的調(diào)節(jié)添加而被增加。類似地，到達催化轉(zhuǎn)化器的排氣的氧含量可以通過調(diào)節(jié)未燃燒氣體的流量而被調(diào)整。在時間t2處，NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生可以開始。到達催化轉(zhuǎn)化器的優(yōu)化稀釋的富排氣(具有未燃燒氣體)可以實施再生過程。在再生過程期間，在催化轉(zhuǎn)化器中捕集的NOx可以被解吸并且與存在于富排氣中的烴和燃料反應(yīng)以產(chǎn)生水和氮氣，該氮氣可以經(jīng)由排氣管被釋放到大氣中。
[0063]隨著再生過程被持續(xù)，在時間t2與t3之間，在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器處的NOx負荷可以減小直到它到達下閾值NOx負荷408。在時間t3處，在到達下閾值NOx負荷408的情況下，催化轉(zhuǎn)化器可以被視為基本被凈化并且再生過程可以被暫停。此時，可以看到發(fā)動機負荷增加到閾值負荷403之上。另外，因為再生過程是完整的，所以可切換汽缸可以被再激活并且到可切換汽缸的燃料供應(yīng)可以重新開始。一旦所有汽缸開始運行，則未燃燒氣體可以不再從停用的汽缸流到排氣通道。在時間t3之后，發(fā)動機持續(xù)以處于活躍狀態(tài)的所有汽缸來運行。
[0064]以此方式，在可允許的發(fā)動機工況期間，可切換汽缸可以被停用以便再生NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器。與來自停用的汽缸的未燃燒氣體混合的來自活躍汽缸的富(高燃料含量)排氣可以用于催化轉(zhuǎn)化器的再生。
[0065]—種用于再生多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的示例方法包含:停用內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個可切換汽缸;維持停用的汽缸的至少一個進氣門和至少一個排氣門部分地打開；引導(dǎo)新鮮空氣流通過停用的汽缸;運行內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個活躍汽缸；以及將來自活躍汽缸的排氣流引導(dǎo)到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器;其中在NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生期間，從停用的汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的第一部分被添加到活躍汽缸的排氣，以及未燃燒氣體的第二部分經(jīng)由冷卻設(shè)備被冷卻并且被再循環(huán)到可切換汽缸和/或活躍汽缸的入口側(cè)。在前述示例中，附加地或可選地，從停用的汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的第一部分被計量并且沿排氣流的方向從再循環(huán)管路被添加到渦輪增壓器的渦輪和NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的每一個上游的排氣。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，第一部分與第二部分的比基于到達NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、體積流量、氧含量和燃料含量中的一個或多個而被調(diào)整，其中該比基于從活躍汽缸發(fā)出的排氣的溫度增加、體積流量減小、氧含量減小和燃料含量增加中的一個或多個而被增加。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，運行內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個活躍汽缸包括使用具有空燃當(dāng)量比大于I的富空燃混合物來運行活躍汽缸。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，停用內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個可切換汽缸包括基于發(fā)動機負荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速中的一個或多個減小來增加停用的汽缸的數(shù)量。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，從可切換汽缸發(fā)出的新鮮氣體、排氣和未燃燒氣體中的一個或多個至少部分彼此分離地被傳送到可切換汽缸和活躍汽缸中的每一個的進氣歧管。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，將從排氣側(cè)上的停用的汽缸發(fā)出的未燃燒氣體計量添加達到活躍汽缸的排氣經(jīng)由至少一個閥設(shè)備而發(fā)生。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，調(diào)整第一部分與第二部分的比通過改變閥設(shè)備的開口而被實施，通過增加開口而增加比以及通過減小開口而減小比。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，計量添加被實施，同時至少在對NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的一段時間內(nèi)維持用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的運行參數(shù)，該運行參數(shù)包括排氣溫度、排氣中的氧含量、排氣中的燃料含量和排氣的體積流量中的至少一個。
[0066]在另一示例中，內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)包含能夠被停用的至少一個可切換汽缸，其中該可切換汽缸包含進氣歧管和排氣歧管;使可切換汽缸的進氣歧管流體耦接到排氣歧管的再循環(huán)管路，其中未燃燒氣體可以至少在可切換汽缸的停用狀態(tài)下流過再循環(huán)管路;將再循環(huán)管路連接到內(nèi)燃發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的計量管路，在該排氣系統(tǒng)中布置有NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器;用于調(diào)整從至少一個可切換汽缸發(fā)出的未燃燒氣體流到排氣流的耦接到再循環(huán)管路的閥設(shè)備；以及具有被存儲在非臨時存儲器上的計算機可讀指令的控制器，該指令用于:當(dāng)NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的NOx水平高于閾值時，基于發(fā)動機負荷選擇性地停用用于至少一個可切換汽缸的燃料；以及使用來自至少一個活躍汽缸的排氣和來自至少一個可切換汽缸的未燃燒氣體來再生NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器。在前述示例中，附加地或可選地，閥設(shè)備是持續(xù)可調(diào)整的閥，并且基于閥設(shè)備的開口，從至少一個可切換汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的選擇的第一部分能夠以計量方式被添加到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的排氣流。附加地或可選地，任何或所有前述示例進一步包含調(diào)節(jié)閥設(shè)備的開口以再循環(huán)從至少一個可切換汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的第二部分到活躍汽缸和可切換汽缸中的一個或多個的進氣歧管。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，控制器包括用于基于到達NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、氧含量、體積流量和燃料含量中的一個或多個來調(diào)整第一部分和第二部分的比的進一步指令。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，調(diào)整比包括基于到達NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度增加、氧含量減小、體積流量減小和燃料含量增加中的一個或多個而增加比，以及基于到達NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度減小、氧含量增加、體積流量增加和燃料含量減小中的一個或多個而減小比。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，每個可切換汽缸和每個活躍汽缸包含共用的進氣歧管和/或排氣歧管，并且其中再循環(huán)管路可以包括使可切換汽缸和活躍汽缸中的每一個的排氣歧管耦接到進氣歧管的多個流體連接的再循環(huán)管路，其中再循環(huán)管路的開口經(jīng)由分離的閥設(shè)備來調(diào)節(jié)。
[0067]在又一示例中，一種用于發(fā)動機的方法包含響應(yīng)于高于排氣催化劑的閾值NOx負荷，選擇性地停止到可切換發(fā)動機汽缸的燃料同時繼續(xù)將空氣栗送通過停用的汽缸的閥；以及調(diào)整排氣再循環(huán)(EGR)閥的開口以混合來自停用的汽缸的未燃燒空氣與來自活躍汽缸的排氣以在催化劑處提供比化學(xué)計量的混合物更富的混合物。在前述示例中，附加地或可選地，調(diào)整EGR閥的開口是基于活躍汽缸的發(fā)動機運行參數(shù)，開口隨著來自活躍汽缸的排氣的體積流量減小、來自活躍汽缸的排氣的氧含量減小、來自活躍汽缸的排氣的溫度增加和來自活躍汽缸的排氣的燃料含量增加中的一個或多個而增加，以及開口基于從活躍汽缸發(fā)出的排氣的體積流量增加、氧含量增加、溫度減小和燃料含量減小中的一個或多個而減小。在任何或所有前述示例中，附加地或可選地，EGR閥被耦接在第一再循環(huán)管路中，該第一再循環(huán)管路連接可切換汽缸的排氣歧管到活躍汽缸的進氣歧管、可切換汽缸的進氣歧管和容納排氣催化劑的排氣通道中的每一個。附加地或可選地，任何或所有前述示例進一步包含經(jīng)由第二再循環(huán)管路將來自活躍汽缸的排氣歧管的排氣再循環(huán)到活躍汽缸的進氣歧管和可切換汽缸的進氣歧管中的每一個。附加地或可選地，任何或所有前述示例進一步包含使用比化學(xué)計量的排氣更富的排氣再生催化劑直到NOx負荷低于閾值，并且隨后再激活可切換發(fā)動機汽缸。
[0068]以此方式，通過選擇性地停用可切換汽缸，即使在低發(fā)動機負荷狀況期間，也可以生成可以用于NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的富排氣。通過利用富排氣，用于催化轉(zhuǎn)化器再生的燃料的附加使用可以被降低，從而改進燃料經(jīng)濟性。添加離開停用的汽缸的計量量的未燃燒氣體到NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的主排氣通道的技術(shù)效果是:排氣溫度、流量和氧含量可以被調(diào)整并且被維持處于基本恒定的水平以優(yōu)化適合催化轉(zhuǎn)化器的再生狀況。
【主權(quán)項】
1.一種用于再生多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機的NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的方法，其包含: 停用所述內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個可切換汽缸； 維持停用的汽缸的至少一個進氣門和至少一個排氣門部分地打開； 將新鮮空氣流引導(dǎo)通過所述停用的汽缸； 運行所述內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個活躍汽缸；以及 引導(dǎo)來自所述活躍汽缸的排氣流到所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器； 其中 在所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生期間，從所述停用的汽缸發(fā)出的未燃燒氣體的第一部分被添加到所述活躍汽缸的排氣，以及所述未燃燒氣體的第二部分經(jīng)由冷卻設(shè)備被冷卻并且被再循環(huán)到所述可切換汽缸和/或所述活躍汽缸的入口側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從停用的汽缸發(fā)出的所述未燃燒氣體的第一部分被計量并且沿所述排氣流的方向從再循環(huán)管路被添加到渦輪增壓器的渦輪和所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的每一個上游的所述排氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一部分和所述第二部分的比基于到達所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、體積流量、氧含量和燃料含量中的一個或多個而被調(diào)整，其中所述比基于從所述活躍汽缸發(fā)出的排氣的溫度增加、體積流量減小、氧含量減小和燃料含量增加中的一個或多個而被增加。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中運行所述內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個活躍汽缸包括以具有空燃當(dāng)量比大于I的富空燃混合物來運行所述活躍汽缸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中停用所述內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個可切換汽缸包括基于發(fā)動機負荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速中的一個或多個的減小來增加停用的汽缸的數(shù)量。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述可切換汽缸發(fā)出的新鮮氣體、排氣和未燃燒氣體中的一個或多個被至少部分彼此分離地傳送到所述可切換汽缸和所述活躍汽缸中的每一個的進氣歧管。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中將從所述排氣側(cè)上的所述停用的汽缸發(fā)出的未燃燒氣體計量添加到所述活躍汽缸的所述排氣經(jīng)由至少一個閥設(shè)備發(fā)生。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中調(diào)整所述第一部分和所述第二部分的比通過改變所述閥設(shè)備的開口而被實施，通過增加所述開口而增加所述比并且通過減小所述開口而減小所述比。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述計量添加被實施同時至少在對所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生必要的一段時間內(nèi)維持用于所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的再生的運行參數(shù)，所述運行參數(shù)包括排氣溫度、排氣中的氧含量、排氣中的燃料含量和排氣的體積流量中的至少一個。10.—種內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)，其包含: 能夠被停用的至少一個可切換汽缸，其中所述可切換汽缸包含進氣歧管和排氣歧管；使所述可切換汽缸的所述進氣歧管流體耦接到所述排氣歧管的再循環(huán)管路，其中未燃燒氣體能夠至少在所述可切換汽缸的停用狀態(tài)下流過所述再循環(huán)管路； 將所述再循環(huán)管路連接到所述內(nèi)燃發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的計量管路，在所述排氣系統(tǒng)中布置有NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器； 用于調(diào)整從所述至少一個可切換汽缸發(fā)出的未燃燒氣體流到排氣流的耦接到所述再循環(huán)管路的閥設(shè)備；以及 具有被存儲在非臨時存儲器上的計算機可讀指令的控制器，所述指令用于: 當(dāng)所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器中的NOx水平高于閾值時， 基于發(fā)動機負荷選擇性地停止用于至少一個可切換汽缸的燃料；以及 使用來自至少一個活躍汽缸的排氣和來自所述至少一個可切換汽缸的未燃燒氣體來再生所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述閥設(shè)備是持續(xù)可調(diào)整的閥，并且基于所述閥設(shè)備的開口，從所述至少一個可切換汽缸發(fā)出的所述未燃燒氣體的選擇的第一部分能夠以計量方式被添加到所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器上游的所述排氣流。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包含:調(diào)整所述閥設(shè)備的開口以再循環(huán)從所述至少一個可切換汽缸發(fā)出的所述未燃燒氣體的第二部分到活躍汽缸和所述可切換汽缸中的一個或多個的進氣歧管。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包含用于基于到達所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、氧含量、體積流量和燃料含量中的一個或多個來調(diào)整所述第一部分和第二部分的比的進一步指令。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中調(diào)整所述比包括基于到達所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度增加、氧含量減小、體積流量減小和燃料含量增加中的一個或多個來增加所述比，以及基于到達所述NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度減小、氧含量增加、體積流量增加和燃料含量減小中的一個或多個來減小所述比。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中每個所述可切換汽缸和每個所述活躍汽缸包含共用的進氣歧管和/或排氣歧管，并且其中所述再循環(huán)管路可以包括使所述可切換汽缸和所述活躍汽缸中的每一個的所述排氣歧管耦接到所述進氣歧管的多個流體連接的再循環(huán)管路，其中所述再循環(huán)管路的開口經(jīng)由分離的閥設(shè)備被調(diào)節(jié)。16.一種用于發(fā)動機的方法，其包含: 響應(yīng)于高于排氣催化劑的閾值NOx負荷， 選擇性地停止到可切換發(fā)動機汽缸的燃料同時繼續(xù)將空氣栗送通過停用的汽缸的閥；以及 調(diào)整排氣再循環(huán)即EGR閥的開口以混合來自所述停用的汽缸的未燃燒空氣與來自活躍汽缸的排氣以在所述催化劑處提供比化學(xué)計量的混合物更富的混合物。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中調(diào)整所述EGR的開口是基于所述活躍汽缸的發(fā)動機運行參數(shù)，所述開口隨著來自所述活躍汽缸的排氣的體積流量減小、來自所述活躍汽缸的排氣的氧含量減小、來自所述活躍汽缸的排氣溫度增加和來自所述活躍汽缸的排氣的燃料含量增加而增加。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述EGR閥被耦接在第一再循環(huán)管路中，所述第一再循環(huán)管路使所述可切換汽缸的排氣歧管連接到所述活躍汽缸的進氣歧管、所述可切換汽缸的進氣歧管和容納所述排氣催化劑的排氣通道中的每一個。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進一步包含:經(jīng)由第二再循環(huán)管路再循環(huán)來自所述活躍汽缸的排氣歧管的排氣到所述活躍汽缸的進氣歧管和所述可切換汽缸的進氣歧管中的每一個。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進一步包含:使用比化學(xué)計量的排氣更富的排氣再生所述催化劑直到所述NOx負荷低于所述閾值，并且隨后再激活所述可切換發(fā)動機汽缸。
【文檔編號】F02D41/00GK106065820SQ201610259476
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月25日 公開號201610259476.6, CN 106065820 A, CN 106065820A, CN 201610259476, CN-A-106065820, CN106065820 A, CN106065820A, CN201610259476, CN201610259476.6
【發(fā)明人】F·D·斯邁特, C·W·維吉爾德, D·羅杰, M·A·施奈德
【申請人】福特環(huán)球技術(shù)公司