用于維持氧化催化劑性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于維持氧化催化劑性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法。更具體地，涉及用于維 持對(duì)從壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣進(jìn)行凈化的氧化催化劑的性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在稀燃環(huán)境（Lean-burn)中工作的壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了凈化占排氣中的大 部分比例的甲燒而使用混合有鈀和白金的氧化催化劑（Oxidation Catalyst)。
[0003] 但是，在鈀的情況下，如果在催化劑上吸附了氧氣，則不能發(fā)揮正常的催化劑功 能，因此在稀燃環(huán)境中運(yùn)行的情況下，因過量的氧氣而導(dǎo)致上述氧化催化劑的性能下降的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種在以稀燃狀態(tài)工作的壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中用于維持 排氣凈化用氧化催化劑的性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法。
[0005] 為了達(dá)到上述的本發(fā)明的目的，在根據(jù)本發(fā)明的例示的實(shí)施例的用于維持氧化催 化劑性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法中，在壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中以小于1的空氣燃燒當(dāng)量比燃燒燃 料。算出用于凈化上述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的氧化催化劑的活性度。根據(jù)上述算出的氧化催化劑 的活性度及上述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而判斷是否需要進(jìn)行再生，以恢復(fù)上述氧化催化劑的活 性度。并且，在上述再生判斷步驟中判斷為上述氧化催化劑的活性度為預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值以下， 上述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)為預(yù)設(shè)的每分鐘轉(zhuǎn)速以下的情況下，將上述空氣燃燒當(dāng)量比增加到 1. 10至1. 20而使燃料燃燒。
[0006] 在例示的實(shí)施例中，上述活性度算出步驟包括如下步驟：測量上述氧化催化劑前 端及后端的溫度差的步驟；測量上述氧化催化劑的甲烷轉(zhuǎn)換效率的步驟；測量車輛的運(yùn)行 距離的步驟；測量車輛的運(yùn)行時(shí)間的步驟；及測量車輛的燃料消耗量的步驟等。
[0007] 在例示的實(shí)施例中，當(dāng)上述氧化催化劑前端及后端的溫度差小于30°C時(shí)，上述活 性度算出步驟判斷為上述氧化催化劑被非活性化。
[0008] 在例示的實(shí)施例中，上述催化劑再生步驟包括在上述氧化催化劑前端的溫度為 300°C至500°C的狀態(tài)下，將上述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣燃燒當(dāng)量比增加到1. 10至1. 20而燃燒燃料 的步驟。
[0009] 在例示的實(shí)施例中，在上述再生判斷步驟中，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)速為 1000 rpm以下的情況下，判斷為需要進(jìn)行上述氧化催化劑的再生。
[0010] 在例示的實(shí)施例中，在上述再生判斷步驟中，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)為空轉(zhuǎn)（Idle)的運(yùn)行 狀態(tài)的情況下，判斷為需要進(jìn)行上述氧化催化劑的再生。
[0011] 在例示的實(shí)施例中，上述催化劑再生步驟持續(xù)預(yù)設(shè)的時(shí)間。
[0012] 在例示的實(shí)施例中，用于維持氧化催化劑性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法還包括：在上述 氧化催化劑前端的溫度為500°C以上的情況下，結(jié)束上述催化劑再生步驟的步驟。
[0013] 在例示的實(shí)施例中，用于維持氧化催化劑性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法還包括：向駕駛 者通知上述催化劑再生步驟處于執(zhí)行中的步驟。
[0014] 發(fā)明效果
[0015] 根據(jù)例示的實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，通過將吸附在排氣凈化用氧化催化劑表 面的氧氣還原，從而能夠使非活性化的氧化催化劑再生。由此，能夠?qū)⒁韵∪紶顟B(tài)工作的壓 縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化催化劑性能維持在一定級(jí)別以上。
[0016] 但是，本發(fā)明的效果不限于上述所提到的效果，在不脫離本發(fā)明的思想及領(lǐng)域的 范圍內(nèi)可獲得各種效果。
【附圖說明】
[0017] 圖1是表示調(diào)節(jié)供給到氧化催化劑的氧氣的量而使氧化催化劑再生的過程的曲 線圖。
[0018] 圖2是表示例示的實(shí)施例的用于維持氧化催化劑性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法的順序 圖。
[0019] 圖3是表示根據(jù)空氣燃燒當(dāng)量比而變化的從排氣管排出的甲烷的濃度變化的曲 線圖。
[0020] 圖4是表示根據(jù)空氣燃燒當(dāng)量比而變化的從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的濃度變化的曲 線圖。
[0021] 圖5是表示根據(jù)空氣燃燒當(dāng)量比及再生模式運(yùn)行時(shí)間而變化的從排氣管排出的 甲烷的濃度變化的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 在正文所公開的本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)特定結(jié)構(gòu)及功能的說明僅用于對(duì)本發(fā)明的 實(shí)施例進(jìn)行例示性的說明，本發(fā)明的實(shí)施例可以各種形態(tài)實(shí)施，不應(yīng)僅限于正文中所說明 的實(shí)施例。
[0023] 本發(fā)明可進(jìn)行各種變更，并可以各種形態(tài)實(shí)施，在附圖中對(duì)特定實(shí)施例進(jìn)行圖示， 并在正文中進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，這并不是為了將本發(fā)明限定為特定的公開形態(tài)，在本發(fā)明 的思想及技術(shù)范圍內(nèi)的所有變更、均等物及替代物均應(yīng)包括在本發(fā)明中。
[0024] 第一、第二等用語用來對(duì)各種構(gòu)成要件進(jìn)行說明，而上述用語對(duì)上述構(gòu)成要件不 具有限定作用。上述用語用來將一個(gè)構(gòu)成要件與其他構(gòu)成要件區(qū)別開。例如，在不脫離本 發(fā)明的權(quán)利范圍的情況下，可將第一構(gòu)成要件命名為第二構(gòu)成要件，類似地也可將第二構(gòu) 成要件命名為第一構(gòu)成要件。
[0025] 記載為某一構(gòu)成要件與其他構(gòu)成要件"連結(jié)"或"連接"的情況下，應(yīng)理解為既可能 是與其他構(gòu)成要件直接連結(jié)或連接，也可能是中間存在其他構(gòu)成要件。相反地，在記載為某 一構(gòu)成要件與其他構(gòu)成要件"直接連結(jié)"或"直接連接"的情況下，應(yīng)理解為中間不存在其 他構(gòu)成要件。對(duì)于表示構(gòu)成要件之間的關(guān)系其他表述，即"~之間"與"就~之間"或"與~ 相鄰"與"與~直接相鄰"等，也應(yīng)做同樣的解釋。
[0026] 在本申請(qǐng)中所使用的用語僅用于對(duì)特定實(shí)施例進(jìn)行說明，不會(huì)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限 定。單數(shù)的表述在文中未明確標(biāo)注為其他意思的情況下，包括復(fù)數(shù)的表述。本申請(qǐng)中，"包 括"或"具備"等用語用來指定例示的特征、數(shù)字、步驟、工作、構(gòu)成要件、部件或它們的組合 的存在，而并不是用來預(yù)先排除一個(gè)或一個(gè)以上的特征或數(shù)字、步驟、工作、構(gòu)成要件、部件 或它們的組合的存在或附加的可能性。
[0027] 在沒用另行定義的情況下，在此所使用的包括技術(shù)用語或科學(xué)用語在內(nèi)的所有用 語均具備本領(lǐng)域技術(shù)人員一般所理解的意思。對(duì)于一般所使用的詞典中所定義的用語，應(yīng) 解釋為與相關(guān)文章中的意思一致的意思，在本申請(qǐng)中未明確定義的情況下，不應(yīng)解釋為奇 怪或過度形態(tài)的意思。
[0028] 下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。對(duì)于附圖上的相同的構(gòu)成 要件使用相同的符號(hào)，并對(duì)于相同的符號(hào)省略重復(fù)的說明。
[0029] 稀燃（Lean-burn)作為在送入氣缸的混合氣中提高空氣所占的比例而降低燃料 的比例來提高油耗性能的燃燒方式，不能實(shí)現(xiàn)理想的完全燃燒，因此需要更加關(guān)注排氣的 凈化。
[0030] 在壓縮天然氣（Compressed Natural Gas)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，甲燒（CH4)在排氣中 占大部分的比例，為了有效地凈化甲烷，可使用在陶瓷載體載入鋁、氧化鈰及氧化鋯等支承 物質(zhì)及貴金屬催化劑活性物質(zhì)的氧化催化劑（Oxidation Catalyst)。
[0031] 但是，作為排氣中含有大量水分（H20)及氧氣（02)的稀燃的特性，相對(duì)反應(yīng)較慢 的甲烷難以氧化，導(dǎo)致氧化催化劑的性能下降。另外，作為氧化催化劑，可使用耐高溫的白 金（Pt)及鈀（Pd)等的貴金屬，而在鈀的情況下，會(huì)發(fā)生排氣中的氧氣被吸附在氧化催化劑 表面而導(dǎo)致氧化催化劑的性能下降的自毒化（〇2Self-poisoning)現(xiàn)象。因此，為了將氧化 催化劑維持為活性狀態(tài)，需要去除吸附在氧化催化劑表面的氧氣。
[0032] 圖1是表示調(diào)節(jié)供給到氧化催化劑的氧氣的量而使氧化催化劑再生的過程的曲 線圖。
[0033] 參照?qǐng)D1，通過還原活性下降的氧化催化劑表面的氧氣，從而能夠恢復(fù)氧化催化劑 的活性。
[0034] 具體地，當(dāng)對(duì)于非活性化的氧化催化劑中斷氧氣的供給而僅注入甲烷時(shí)，氧化催 化劑的甲烷轉(zhuǎn)換效率從60%最高恢復(fù)到96%。在該情況下，可通過下面的數(shù)學(xué)式1來計(jì)算 上述甲烷轉(zhuǎn)換效率。
[0037] 即，甲烷轉(zhuǎn)換效率作為表示通過氧化催化劑而去除了多少甲烷的指標(biāo)，可表示氧 化催化劑的性能。
[0038] 與此不同地，還可根據(jù)氧化催化劑前端及后端的溫度差而計(jì)算上述甲烷轉(zhuǎn)