用于維持氧化催化劑性能的發動機控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于維持氧化催化劑性能的發動機控制方法。更具體地，涉及用于維 持對從壓縮天然氣發動機排出的排氣進行凈化的氧化催化劑的性能的發動機控制方法。
【背景技術】
[0002] 在稀燃環境（Lean-burn)中工作的壓縮天然氣發動機中，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，則不能發揮正常的催化劑功 能，因此在稀燃環境中運行的情況下，因過量的氧氣而導致上述氧化催化劑的性能下降的 問題。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種在以稀燃狀態工作的壓縮天然氣發動機中用于維持 排氣凈化用氧化催化劑的性能的發動機控制方法。
[0005] 為了達到上述的本發明的目的，在根據本發明的例示的實施例的用于維持氧化催 化劑性能的發動機控制方法中，在壓縮天然氣發動機中以小于1的空氣燃燒當量比燃燒燃 料。算出用于凈化上述發動機的排氣的氧化催化劑的活性度。根據上述算出的氧化催化劑 的活性度及上述發動機的運行狀態而判斷是否需要進行再生，以恢復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設的基準值以下， 上述發動機的運行狀態為預設的每分鐘轉速以下的情況下，將上述空氣燃燒當量比增加到 1. 10至1. 20而使燃料燃燒。
[0006] 在例示的實施例中，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換效率的步驟；測量車輛的運行 距離的步驟；測量車輛的運行時間的步驟；及測量車輛的燃料消耗量的步驟等。
[0007] 在例示的實施例中，當上述氧化催化劑前端及后端的溫度差小于30°C時，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的狀態下，將上述發動機的空氣燃燒當量比增加到1. 10至1. 20而燃燒燃料 的步驟。
[0009] 在例示的實施例中，在上述再生判斷步驟中，在上述發動機的每分鐘轉速為 1000 rpm以下的情況下，判斷為需要進行上述氧化催化劑的再生。
[0010] 在例示的實施例中，在上述再生判斷步驟中，在上述發動機為空轉（Idle)的運行 狀態的情況下，判斷為需要進行上述氧化催化劑的再生。
[0011] 在例示的實施例中，上述催化劑再生步驟持續預設的時間。
[0012] 在例示的實施例中，用于維持氧化催化劑性能的發動機控制方法還包括：在上述 氧化催化劑前端的溫度為500°C以上的情況下，結束上述催化劑再生步驟的步驟。
[0013] 在例示的實施例中，用于維持氧化催化劑性能的發動機控制方法還包括：向駕駛 者通知上述催化劑再生步驟處于執行中的步驟。
[0014] 發明效果
[0015] 根據例示的實施例中的發動機控制方法，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，能夠將以稀燃狀態工作的壓 縮天然氣發動機的氧化催化劑性能維持在一定級別以上。
[0016] 但是，本發明的效果不限于上述所提到的效果，在不脫離本發明的思想及領域的 范圍內可獲得各種效果。
【附圖說明】
[0017] 圖1是表示調節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是表示例示的實施例的用于維持氧化催化劑性能的發動機控制方法的順序 圖。
[0019] 圖3是表示根據空氣燃燒當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是表示根據空氣燃燒當量比而變化的從發動機排出的排氣的濃度變化的曲 線圖。
[0021] 圖5是表示根據空氣燃燒當量比及再生模式運行時間而變化的從排氣管排出的 甲烷的濃度變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0022] 在正文所公開的本發明的實施例中，對特定結構及功能的說明僅用于對本發明的 實施例進行例示性的說明，本發明的實施例可以各種形態實施，不應僅限于正文中所說明 的實施例。
[0023] 本發明可進行各種變更，并可以各種形態實施，在附圖中對特定實施例進行圖示， 并在正文中進行詳細說明。但是，這并不是為了將本發明限定為特定的公開形態，在本發明 的思想及技術范圍內的所有變更、均等物及替代物均應包括在本發明中。
[0024] 第一、第二等用語用來對各種構成要件進行說明，而上述用語對上述構成要件不 具有限定作用。上述用語用來將一個構成要件與其他構成要件區別開。例如，在不脫離本 發明的權利范圍的情況下，可將第一構成要件命名為第二構成要件，類似地也可將第二構 成要件命名為第一構成要件。
[0025] 記載為某一構成要件與其他構成要件"連結"或"連接"的情況下，應理解為既可能 是與其他構成要件直接連結或連接，也可能是中間存在其他構成要件。相反地，在記載為某 一構成要件與其他構成要件"直接連結"或"直接連接"的情況下，應理解為中間不存在其 他構成要件。對于表示構成要件之間的關系其他表述，即"~之間"與"就~之間"或"與~ 相鄰"與"與~直接相鄰"等，也應做同樣的解釋。
[0026] 在本申請中所使用的用語僅用于對特定實施例進行說明，不會對本發明進行限 定。單數的表述在文中未明確標注為其他意思的情況下，包括復數的表述。本申請中，"包 括"或"具備"等用語用來指定例示的特征、數字、步驟、工作、構成要件、部件或它們的組合 的存在，而并不是用來預先排除一個或一個以上的特征或數字、步驟、工作、構成要件、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用語或科學用語在內的所有用 語均具備本領域技術人員一般所理解的意思。對于一般所使用的詞典中所定義的用語，應 解釋為與相關文章中的意思一致的意思，在本申請中未明確定義的情況下，不應解釋為奇 怪或過度形態的意思。
[0028] 下面，參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細說明。對于附圖上的相同的構成 要件使用相同的符號，并對于相同的符號省略重復的說明。
[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，不能實現理想的完全燃燒，因此需要更加關注排氣的 凈化。
[0030] 在壓縮天然氣（Compressed Natural Gas)發動機的情況下，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 物質及貴金屬催化劑活性物質的氧化催化劑（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，相對反應較慢 的甲烷難以氧化，導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，會發生排氣中的氧氣被吸附在氧化催化劑 表面而導致氧化催化劑的性能下降的自毒化（〇2Self-poisoning)現象。因此，為了將氧化 催化劑維持為活性狀態，需要去除吸附在氧化催化劑表面的氧氣。
[0032] 圖1是表示調節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] 參照圖1，通過還原活性下降的氧化催化劑表面的氧氣，從而能夠恢復氧化催化劑 的活性。
[0034] 具體地，當對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，氧化催 化劑的甲烷轉換效率從60%最高恢復到96%。在該情況下，可通過下面的數學式1來計算 上述甲烷轉換效率。
[0037] 即，甲烷轉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，可表示氧 化催化劑的性能。
[0038] 與此不同地，還可根據氧化催化劑前端及后端的溫度差而計算上述甲烷轉