减少燃料使用的方法

摘要

本发明涉及减少燃料使用的方法，提供了一种减少机动车辆在暖机期使用的燃料的方法，所述机动车辆连接有排气后处理装置以便从内燃发动机接收排气，该方法包含确定是否需要加热所述排气后处理装置，以及只有当需要加热所述排气后处理装置时在暖机期使用额外的燃料量，并基于所述排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的额外的燃料量以加热所述排气后处理装置。

权利要求

1.一种减少机动车辆在暖机期使用的燃料的方法，所述机动车辆连接有排气后处理装置以便从内燃发动机接收排气，该方法包含确定是否需要加热所述排气后处理装置，以及只有当需要加热所述排气后处理装置时在暖机期使用额外的燃料量，并基于所述排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的额外的燃料量以加热所述排气后处理装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含存储指示所述排气后处理装置的累计用量的值，以及读取所述存储的值以确定所述累计用量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，累计用量为自所述排气后处理装置安装于所述机动车辆后所述机动车辆的总行驶距离的测量值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，累计用量为自所述排气后处理装置安装于所述机动车辆后所述发动机运行的总小时数的测量值。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，累计用量为自所述排气后处理装置安装于所述机动车辆后所述排气后处理装置在高于预定温度的情况下已经运行的总小时数的测量值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的额外的燃料量以加热所述排气后处理装置包括增加在暖机期供应到所述发动机的后喷射燃料量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在暖机期供应的后喷射燃料量随着所述累计用量增加而增加。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，增加进一步包括改变燃料喷射正时和后喷射数量中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的额外的燃料量以加热所述排气后处理装置包括基于所述累计用量增加在暖机期施加在所述发动机上的附加负载以增加燃料用量。

10.一种减少在内燃发动机的暖机期机动车辆使用的燃料的方法，所述内燃发动机连接有排气后处理装置以便从所述发动机接收排气，所述方法包含确定是否需要加热所述排气后处理装置，以及只有当需要加热所述排气后处理装置时在暖机期使用额外的燃料量，并基于所述排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的额外的燃料量以加热所述排气后处理装置。

说明书

减少燃料使用的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及具有内燃发动机的机动车辆，特别是具有带排气后处理装置的发动机的机动车辆。

背景技术

[0002] 已知通过使用排气后处理装置，诸如装于排气系统中的催化转化器，可控制来自内燃发动机的尾气排放。

[0003] 催化剂的运行效率取决于温度，并且催化剂需要在排气的有效转化发生前达到最低温度(起燃温度/起活温度)。该最低温度取决于许多因素但通常处于350至400摄氏度区域之间。因此在暖机阶段发动机冷启动后在一段有限时间内催化剂温度将低于该最低温度。在该暖机阶段排出发动机的排气碳氢化合物排放高，因此需要将催化剂尽快加热至最低有效运行温度。

[0004] 为了迅速提高催化剂温度，已知可通过给发动机施加额外的负载来提供更多的燃料给发动机，其可例如对电池或其他能量存储装置再充能(其也可提高自发动机流出的排气的温度)、通过增加发动机怠速至人为的高水平、或在柴油发动机的例子中在燃烧循环后期通过常称为延迟喷射或后喷射的步骤喷射燃料至柴油发动机中。对于汽油火花点火发动机通常使用相对于最大制动扭矩(MBT)延迟点火正时的方法。

[0005] 另一个选择是先直接喷射燃料或直接将燃料喷射入排气后处理装置本身，其燃烧并提升排气后处理装置的温度。

[0006] 虽然所有这些选择将导致排气后处理装置的快速加热，但它们都是低效的运行条件，因为在这种运行模式下车辆燃料消耗将会很高。

[0007] 为排放达标，需要确保车辆的排放水平在车辆的整个使用期限内是适宜的，因此通常使用的额外燃料的量是基于老化的催化剂，其表示在延长车辆的运行后的催化剂状态，以便即使当催化剂接近其使用期限终点时也可确保催化剂的快速加热。

[0008] 相比于在车辆运行内已经老化的催化剂，新的催化剂需要更少的能量来达到最低催化剂温度。由于这一事实以及为确保即使当催化剂老化时催化剂快速加热的需求，通常的实践是设定额外燃料的量适于老化催化剂的最坏情况，这导致当催化剂是新的或相对新时将使用较实际需要更多的燃料，由此在车辆使用期限的初期将产生额外的燃料消耗。

发明内容

[0009] 本发明的目的是将车辆的燃料消耗量最小化，特别是在车辆整个使用期限内的发动机暖机期内。

[0010] 根据本发明的第一方面，提供了一种减少机动车辆在暖机期使用的燃料的方法，机动车辆连接有排气后处理装置以便从内燃发动机接收排气，该方法包含确定是否需要加热排气后处理装置，以及只有当需要加热排气后处理装置时在暖机期使用额外的燃料量，并基于排气后处理装置的累计使用或用量增加在暖机期使用的额外的燃料量以加热排气后处理装置。

[0011] 该方法可进一步包含存储指示排气后处理装置的累计用量的值，以及读取存储的值以确定累计用量。

[0012] 累计用量可为自排气后处理装置安装于机动车辆后机动车辆的总行驶距离的测量值。

[0013] 累计用量可为自排气后处理装置安装于机动车辆后发动机运行的总小时数的测量值。

[0014] 累计用量可为自排气后处理装置安装于机动车辆后排气后处理装置在高于预定温度的情况下已经运行的总小时数的测量值。

[0015] 基于排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的燃料量以加热排气后处理装置包括增加在暖机期供应到发动机的后喷射燃料量。

[0016] 在暖机期供应的后喷射燃料量可以随着累计用量增加而增加。

[0017] 增加可以进一步包括改变燃料喷射正时和后喷射数量中的至少一个。

[0018] 基于排气后处理装置的累计用量增加在暖机期使用的燃料量以加热排气后处理装置可选地包括基于累计用量增加在暖机期施加在发动机上的附加负载以增加燃料用量。

[0019] 本发明将通过例子参考附图来描述。

附图说明

[0020] 图1为根据本发明的一个实施例的具有柴油发动机的机动车辆的示意图。

[0021] 图2为展示了根据本发明的一个实施例的方法的流程图。

具体实施方式

[0022] 参考图1，展示了具有柴油发动机10的机动车辆5。柴油发动机10具有排气管15供排气从发动机10流向以氧化催化剂20形式(出现)的排气后处理装置。

[0023] 控制器30连接于发动机10，并且可操作用于控制发动机10的燃料供应。控制器30包括微处理单元34以及非易失性存储器装置36，非易失性存储器装置36中存有将排气后处理装置20用量与发动机10启动后用于加热排气后处理装置20所需的后喷射燃料相关联的查找表(look up table)。

[0024] 机动车辆5的车轮6装有齿轮7和与齿轮7相关的传感器8以提供反馈给控制器30，其可用于计算机动车辆5的行驶距离。控制器30可操作用于从传感器8接收信号并存储机动车辆5的累计行驶距离值，该值作为指示排气后处理装置20的总用量的值使用。

[0025] 可选地，控制器30可包含时钟，以及微处理器34可操作用于计算和存储发动机10的累计运行小时的值，该值可作为指示排气后处理装置20的总用量的值使用。

[0026] 在另一个替代例中，可使用温度传感器提供指示排气后处理装置20中或在进入排气后处理装置20之前的温度的值，以及控制器30可操作用于计算和存储所述温度高于预定温度的累计时间的值，该时间存储值可作为指示排气后处理装置20的总用量的值使用。

[0027] 控制器30被安排用于从可用于确定是否需要加热排气后处理装置20的温度传感器(未显示)接收温度输入。该温度传感器可测量排气后处理装置20的温度或可测量与发动机10关联的温度，例如冷却液温度。应了解，如果发动机10达到或接近周围环境温度，很有可能需要加热排气后处理装置，但是如果发动机10达到或接近其正常运行温度，很有可能排气后处理装置20也相对较热，所以不太可能需要额外的加热。例如，在装有启动-停止控制的发动机(例如微混合动力和混合动力机动车辆中所使用的)的例子中，发动机频繁停止和启动以节省燃料，如果排气后处理装置20还是热的则不希望每次发动机10重新启动时都浪费燃料来加热排气后处理装置20。

[0028] 当发动机10启动后控制器30可操作用于首先通过从发动机10或排气后处理装置20接收到的温度输入确定是否需要加热排气后处理装置20。

[0029] 如果不需要加热排气后处理装置20，则随后控制器30可操作用于正常为柴油发动机10供应燃料以基于加于其上的需求获得最大的燃料经济性和最小的排放。

[0030] 如果需要加热排气后处理装置20，则随后控制器30可操作用于将额外的燃料供给柴油发电机10以通过将燃料后喷射进入发动机10来加热排气后处理装置20。该燃料的后喷射可为单个燃料喷射或可为相同量或不同量的数个燃料喷射。

[0031] 后喷射的燃料量由控制器30通过首先读取自排气后处理装置20安装于机动车辆5起机动车辆的累计行驶英里里程来确定，并随后使用该累计英里里程值通过存储在非易失性存储器36中的查找表确立暖机修正因数。

[0032] 控制器30使用该暖机修正因数来确定后喷射的燃料量，并且该因数也可用于改变燃料喷射正时或喷射数量。

[0033] 例如，如果对于新的排气后处理装置20需要喷射一个单位量的燃料若修正因数为1.1，则将喷射比新的排气后处理装置20情况下所需燃料多10％的燃料。这样，新的排气后处理装置20的后喷射燃料量可以优化至可能获得快速暖机的最小值，但随着排气后处理装置20的老化，后喷射燃料量逐渐增加以便于保持暖机性能而不浪费燃料。

[0034] 参考图2，显示了根据本发明的一种方法。

[0035] 该方法开始于步骤100，其为“接通(key-on)”事件。该方法随后前进至步骤110，在这里确定是否需要加热排气后处理装置20。如前所提及，这可以通过测量排气后处理装置20的温度或测量发动机10的温度来确定。

[0036] 如果不需要加热，则该方法行进至步骤200，在这里方法结束，没有使用燃料后喷射。

[0037] 然而如果在步骤110确定需要加热排气后处理装置20，则该方法前进至步骤120，在这里从存储器读取排气后处理装置20累计用量的值。在本例中排气后处理装置20累计的值为总行驶英里数，但如前所提及，该值也可替代地为发动机10已经运行的总小时数或发动机10在高于预定温度下已经运行的总小时数。

[0038] 该方法随后前进至步骤130，在这里从存储的查找表确定应当用于后喷射的燃料量的修正因数。查找表通过使用相似的发动机和排气后处理装置进行实验工作来建立，并且在制造控制器30时将该种关系存储于存储器中。

[0039] 该方法随后前进至步骤140，在这里发动机10启动，控制器30控制发动机的燃料供给，不仅提供正常的燃烧燃料供给而且提供用于加热排气后处理装置20的后喷射燃料供给。后喷射燃料量基于在步骤130中设立的修正因数，且总体上后喷射燃料量随着排气后处理装置20的老化而增加。燃料的后喷射会持续直至所需燃料量已被喷射，随后喷射终止，控制器30转为仅根据需要提供发动机10的正常燃料供给以满足加于其上的需求。

[0040] 随后在步骤150中更新累计用量存储器。这可持续地发生，或可作为发动机10停机程序的一部分发生。最后，该方法行进至步骤200结束。步骤200可相应于“切断(key-off)”事件。

[0041] 另一个选择是对发动机施加附加负载，这样需要更多的燃料以满足正常需求。这可通过，例如接入诸如用于对电存储装置充电的发电机的电气负载实现，或通过实施机械制动器实现。两种例子中的任何一种中负载均会随着排气后处理装置的老化而增加以便随着累计用量的增加来增加供给的燃料。

[0042] 虽然如上所述的排气后处理装置为氧化催化剂，应了解本发明也适用于加热其他任何类型的必须在暖机期通过增加供给至发动机的燃料量来迅速加热至最低温度的排气后处理装置。

[0043] 本技术领域的技术人员应理解到，虽然本发明已参考一个或多个实施例通过例子作了描述，本发明不限于所公开的实施例，并且对于已公开的实施例可作一处或多处修改，或构造替代的实施例而不背离本发明的范围。