用于使排氣后處理系統(tǒng)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的方法和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于在內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、使排氣后處理系統(tǒng)（14）保持在其工作溫度范圍內(nèi)的方法和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。該方法包括以下步驟：（i）感測(cè)內(nèi)燃機(jī)（1）的進(jìn)氣側(cè)（5）的氣體溫度和/或所述排氣的溫度；（ii）確定所感測(cè)到的溫度值是否在預(yù)定的溫度區(qū)間或低于預(yù)定的溫度閾值；（iii）確定內(nèi)燃機(jī)（1）是否處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式；（iv）在確定內(nèi)燃機(jī)（1）處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的情況下，通過控制至少一個(gè)閥（22；24）使排氣通過連接管道（20）再循環(huán)，從而將內(nèi)燃機(jī)（1）的進(jìn)氣側(cè)（5）的氣體溫度控制在所述預(yù)定的溫度范圍內(nèi)或低于所述預(yù)定的溫度閾值。
【專利說明】用于使排氣后處理系統(tǒng)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的方法和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、使排氣后處理系統(tǒng)(“EATS”)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的方法和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，該內(nèi)燃機(jī)連接到排氣后處理系統(tǒng)并包括進(jìn)氣側(cè)和排氣出口側(cè)，其中該內(nèi)燃機(jī)的排氣出口側(cè)經(jīng)由排氣管道與排氣后處理系統(tǒng)連接并經(jīng)由連接管道與進(jìn)氣側(cè)連接，該連接管道提供排氣到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體再循環(huán)，并且，至少一個(gè)閥控制所述排氣的再循環(huán)。本發(fā)明還涉及與上述方法有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0002]本發(fā)明還涉及用于對(duì)車輛進(jìn)行改裝的改裝套件和改裝方法，該車輛具有無任何排氣再循環(huán)(EGR)可能性的內(nèi)燃機(jī)，即所謂的“非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)”，其具有用于對(duì)連接到非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口側(cè)的排氣后處理系統(tǒng)中的溫度進(jìn)行控制的溫度控制系統(tǒng)；本發(fā)明還涉及上述方法有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0003]在車輛內(nèi)燃機(jī)(尤其是重型柴油機(jī))的當(dāng)前及將來的排放水平下，排氣后處理對(duì)于排放和總?cè)剂舷膩碚f已更加重要。車輛的操控性和可靠性還受到用于滿足這些排放標(biāo)準(zhǔn)的不同方法的影響。
[0004]一種已知的方法是使用通常為催化劑或顆粒過濾器形式的、所謂的排氣后處理系統(tǒng)。這些催化后處理系統(tǒng)在合適的溫度范圍內(nèi)(例如250°C -450°C )工作，在車輛的正常行駛狀況期間，容易維持該溫度范圍。
[0005]然而，在內(nèi)燃機(jī)的特定運(yùn)行狀況下，實(shí)際的排氣溫度對(duì)于所述溫度范圍而言太低而不能維持該溫度范圍。在下文中，將在說明書和權(quán)利要求書中把這些運(yùn)行狀況稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式”，并將在下文的段落中對(duì)其更詳細(xì)地描述。
[0006]“發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行狀況”描述了發(fā)動(dòng)機(jī)以怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)行情況下的所有發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式。怠速轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系斷開且內(nèi)燃機(jī)的加速器被釋放時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速。通常，該轉(zhuǎn)速用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或rpm表示。在怠速轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力足以使其輔助設(shè)備(水泵；交流發(fā)電機(jī)；以及諸如動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的其他附件(如果配備的話))合理平穩(wěn)地運(yùn)行和工作，但通常不足以執(zhí)行較重的工作，例如使車輛移動(dòng)。對(duì)于諸如卡車或小汽車的車輛來說，怠速轉(zhuǎn)速通常在600rpm和IOOOrpm之間。即使加速器被釋放，也將一定量的燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)中，以使發(fā)動(dòng)機(jī)保持運(yùn)行。
[0007]如果發(fā)動(dòng)機(jī)使大量的附件(尤其是空調(diào))工作，則必須提高怠速轉(zhuǎn)速，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足夠的動(dòng)力來使這些附件平穩(wěn)地運(yùn)行和工作。因此，大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)在化油器或燃料噴射系統(tǒng)中具有在需要更多動(dòng)力時(shí)提高怠速轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
[0008]“發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式”被定義為如下一種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式:其中，發(fā)動(dòng)機(jī)在特定轉(zhuǎn)速(rpm)以上運(yùn)行，但沒有燃料被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中?！鞍l(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式”的一個(gè)示例是發(fā)動(dòng)機(jī)被倒拖時(shí)，即，通常由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛沿著下坡滑行時(shí)。在該模式期間，加速器也被釋放，但發(fā)動(dòng)機(jī)保持聯(lián)接到傳動(dòng)系，且發(fā)動(dòng)機(jī)由變速箱主軸的驅(qū)動(dòng)力保持運(yùn)行。
[0009]在上述發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間，發(fā)動(dòng)機(jī)原則上把處于環(huán)境溫度下的新鮮空氣泵送到排氣系統(tǒng)，由此，不利的是，排氣后處理系統(tǒng)以不受控的(并且非期望的)方式被“空氣冷卻”。
[0010]這又意味著，催化排氣后處理系統(tǒng)中的溫度迅速下降到低于250°C，從而不再能夠提供有效的排氣后處理。因此，在本領(lǐng)域中，已經(jīng)提出了向布置在排氣流中的氧化催化劑供應(yīng)烴類(即燃料)來升高排氣的溫度，以維持排氣后處理系統(tǒng)中的溫度。為此，有必要在正常行駛期間提高該氧化催化劑的平均溫度。這意味著:在發(fā)動(dòng)機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的時(shí)段內(nèi)，在氧化催化劑的溫度高于250°C的同時(shí)必須將烴類噴射到氧化催化劑中以進(jìn)行補(bǔ)償。因此，這種方法導(dǎo)致了燃料消耗的增加，從而導(dǎo)致了燃料消耗成本的增大。
[0011]此外，如果排氣流的溫度過低，需要更多的烴類(即燃料)來維持排氣后處理系統(tǒng)中的溫度。因此，增加的排放控制要求通常導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)效率的降低。因此，重要的是:在沒有不利地影響發(fā)動(dòng)機(jī)效率和車輛燃料總消耗的情況下提供允許有效的排氣排放控制的方法。
[0012]除了使用排氣后處理系統(tǒng)之外，另一種可能減少內(nèi)燃機(jī)的排放(尤其是排氣中的氮氧化物的量)的方式是排氣再循環(huán)，即所謂的EGR (Exhaust Gas gecirculation,排氣再循環(huán))。由此，使內(nèi)燃機(jī)的總排氣流的一部分進(jìn)行再循環(huán)。配備有這種EGR系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)也稱為“EGR發(fā)動(dòng)機(jī)”。排氣的再循環(huán)子流(sub-flow)在供給到EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)之前被冷卻，并在該進(jìn)氣側(cè)與吸入的空氣相混合，然后，它們的混合物被引入到EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中。該再循環(huán)排氣的冷卻是EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的先決條件，這是因?yàn)?再循環(huán)的熱排氣將使EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度升高到可能損壞該EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的程度。此外，需要使再循環(huán)排氣的量在流過EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣總質(zhì)量的15% -30%范圍內(nèi)，以產(chǎn)生足夠的NOx還原。
[0013]在W02007/032714中，已經(jīng)提出了在EGR發(fā)動(dòng)機(jī)(B卩，在配備有EGR系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng))中使用再循環(huán)的排氣流來維持排氣后處理系統(tǒng)中的溫度。如上所述，由于維持該溫度主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間發(fā)生的問題，已經(jīng)提出了首先檢測(cè)“車輛的油門操縱機(jī)構(gòu)或制動(dòng)系統(tǒng)均未被致動(dòng)”以及“車輛以超過預(yù)定速度極限的速度行駛”。在該已知的系統(tǒng)中，如果檢測(cè)到上述狀況，則在布置于EGR再循環(huán)管道中的EGR閥的幫助下以如下方式調(diào)節(jié)流過EGR再循環(huán)管道的排氣:即，通向排氣后處理系統(tǒng)的主排氣流減小到基本小于當(dāng)EGR再循環(huán)管道中的EGR閥關(guān)閉時(shí)通向排氣后處理系統(tǒng)的所述主排氣流的50%的水平。由于在這些發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間通過排氣后處理系統(tǒng)的排氣流的顯著減少，防止了排氣后處理系統(tǒng)中的熱量損失。
[0014]不利的是，上述方法無法用于不具有排氣再循環(huán)裝置的“普通”內(nèi)燃機(jī)(即所謂的“非EGR”發(fā)動(dòng)機(jī))。這些發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛用于其排放水平低于例如EUR05標(biāo)準(zhǔn)所要求的水平的車輛。另一個(gè)缺點(diǎn)是，EGR系統(tǒng)包括控制EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的操作和再循環(huán)排氣量的多個(gè)元件，例如閥、傳感器、排氣冷卻器等。在沒有W02007/032714中描述的這種另外的控制機(jī)構(gòu)的情況下，上述這些控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作已相當(dāng)復(fù)雜。這種另外的控制機(jī)構(gòu)的實(shí)施將增加EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)的故障概率以及所述系統(tǒng)的總成本。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]因此，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單且有成本有效的、與非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的溫度控制方法和系統(tǒng)，其提供了以下可能性:在不增加燃料消耗且發(fā)動(dòng)機(jī)效率不降低的情況下，使排氣后處理系統(tǒng)保持在其工作溫度范圍內(nèi)。
[0016]通過根據(jù)權(quán)利要求1 (與所述方法有關(guān))和權(quán)利要求10 (與內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)有關(guān))所述的方法和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、以及根據(jù)權(quán)利要求15和19所述的對(duì)具有非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛進(jìn)行改裝的改裝套件和改裝方法、以及根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，來實(shí)現(xiàn)使排氣后處理系統(tǒng)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的上述目的。
[0017]從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的其他有利實(shí)施例和進(jìn)一步的擴(kuò)展。
[0018]本發(fā)明基于如下的構(gòu)思:使非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口側(cè)經(jīng)由連接管道與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)連接，用于僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間使排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口側(cè)再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)，并且，僅根據(jù)在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)感測(cè)到的氣體溫度和/或排氣溫度來控制排氣的再循環(huán)。這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)是:該內(nèi)燃機(jī)不僅把處于環(huán)境溫度下的新鮮空氣泵送到排氣后處理系統(tǒng)，還泵送空氣和再循環(huán)熱排氣的混合物。因此，在內(nèi)燃機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的時(shí)段內(nèi)，大大減小了由于排氣混合物中的新鮮空氣進(jìn)入排氣后處理系統(tǒng)而引起的、非期望的強(qiáng)制冷卻效應(yīng)，并且，排氣后處理系統(tǒng)被保持在其工作溫度范圍內(nèi)。
[0019]與已知的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和操作相比，在本發(fā)明中，所述連接管道僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間提供排氣的再循環(huán)。當(dāng)然，由于本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的這種設(shè)計(jì)，人們可以想到:即使在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的“正常”發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間(即，在除了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式之外的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間)，也使一定量的排氣進(jìn)行再循環(huán)，但這種再循環(huán)未受到充分控制，并不像通過EGR發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行的排放控制一樣好。
[0020]在本發(fā)明中，一旦車輛的加速器(例如油門踏板)被致動(dòng)，所述非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)就立即終止，這尤其意味著所述連接管道被關(guān)閉，從而使排氣不再能夠再循環(huán)。這又意味著:本發(fā)明并不旨在提供由于EGR而實(shí)現(xiàn)的NOx還原(EGR發(fā)動(dòng)機(jī)中則提供這種NOx還原)，并且該NOx還原可能僅意外發(fā)生。另外，對(duì)于本發(fā)明而言，在EGR發(fā)動(dòng)機(jī)中、在正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間發(fā)生的NOx還原反應(yīng)所需的復(fù)雜冷卻和再循環(huán)排氣量的控制是不可能的。
[0021]NOx還原只能在較低的溫度下進(jìn)行。燃燒溫度越高，NOx量越高。排氣的再循環(huán)使氧量減少，這又使燃燒溫度降低。然而，未冷卻的排氣的再循環(huán)(如本發(fā)明中所使用的)使發(fā)動(dòng)機(jī)中的溫度上升，因此與EGR發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的、所期望的NOx還原過程矛盾。因此，對(duì)于已知的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)，必須避免這一點(diǎn)。此外，在本發(fā)明中，排氣的再循環(huán)僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間進(jìn)行，而不在“正常”發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間(即，除了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式之外的其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間)進(jìn)行，從而不能實(shí)現(xiàn)NOx還原。
[0022]如上所述，在本發(fā)明中，排氣再循環(huán)僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間進(jìn)行。這又意味著，既不需要所述連接管道中的冷卻器，也不需要排氣再循環(huán)的復(fù)雜控制。因此，再循環(huán)的排氣不像EGR發(fā)動(dòng)機(jī)所需的那樣被冷卻，而只是“原樣地”進(jìn)行再循環(huán)。在本發(fā)明的一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，所述連接管道能夠配備有簡(jiǎn)單的開/關(guān)閥，該開/關(guān)閥在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式打開所述連接管道，但在所有其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中關(guān)閉所述連接管道。為了不因?yàn)檫^高的溫度而損壞內(nèi)燃機(jī)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度進(jìn)行感測(cè)，并且，在感測(cè)到的氣體溫度超過預(yù)定溫度閾值的情況下，即使內(nèi)燃機(jī)仍在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式中運(yùn)行，也關(guān)閉所述連接管道。
[0023]根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，所述排氣管道另外配備有壓力控制閥，如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式，該壓力控制閥被控制為至少部分關(guān)閉。在本實(shí)施例中，該壓力控制閥具有至少兩個(gè)功能:
[0024]1.它減少了流入排氣后處理系統(tǒng)的總排氣量，從而減少了流入排氣后處理系統(tǒng)的“冷卻”排氣的流人量，和
[0025]i1.通過至少部分關(guān)閉所述閥而在壓力控制閥的上游產(chǎn)生的壓力升高促進(jìn)排氣的再循環(huán)，并優(yōu)選確定應(yīng)該再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的排氣量。
[0026]根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，為了測(cè)量該氣體溫度，使用了溫度傳感器，該溫度傳感器例如能夠布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)，用于感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管處的氣體溫度并用于控制排氣的再循環(huán)。
[0027]如上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間使后處理系統(tǒng)保持在其工作溫度范圍內(nèi)是通過如下兩個(gè)主要構(gòu)思或者在進(jìn)一步的擴(kuò)展中通過二者的組合來實(shí)現(xiàn):
[0028]1.由于未冷卻的排氣的再循環(huán)，升高了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度并因而升高了排氣的總溫度，從而減少了在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、對(duì)排氣后處理系統(tǒng)的非期望的空氣冷卻效應(yīng)。
[0029]i1.由于至少部分關(guān)閉布置在所述排氣管道中的壓力控制閥，減少了在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間流過所述后處理系統(tǒng)的排氣量并且可以控制通向發(fā)動(dòng)機(jī)的再循環(huán)排氣的量，這又減少了在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、對(duì)后處理系統(tǒng)的非期望的空氣冷卻效應(yīng)。
[0030]與已知的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)相比，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)還能夠用于改裝現(xiàn)有的非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗⒉挥绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)的“正?！边\(yùn)行。這能夠簡(jiǎn)單地通過以下方式實(shí)現(xiàn):通過連接管道將排氣管道與布置在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的進(jìn)氣管道連接，并將優(yōu)選為開/關(guān)閥形式的氣體再循環(huán)閥布置在該連接管道中，優(yōu)選地，還將壓力控制閥布置在排氣管道中。配備有非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)且能夠用本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行改裝的車輛通常已經(jīng)包括能夠直接用于本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的、用于根據(jù)氣體溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式來控制所述閥的控制器和溫度傳感器。
[0031]應(yīng)當(dāng)指出，由于未冷卻的排氣被供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度升高了，內(nèi)燃機(jī)中的溫度也因而升高了。為了不損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)所感測(cè)到的、內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度來控制未冷卻的排氣的供應(yīng)。一旦進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度超過特定的預(yù)定最高溫度，就立即停止或至少減少排氣的供應(yīng)，直至所感測(cè)到的、進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度再次低于所述預(yù)定的最高溫度。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)再循環(huán)排氣流的這種減少或停止，是因?yàn)?(i)將所述壓力控制閥完全打開或至少比進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度達(dá)到其最高溫度之前打開得更大，和/或(ii)即使發(fā)動(dòng)機(jī)仍處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式，也在多個(gè)特定的時(shí)段內(nèi)或以特定的時(shí)間間隔將所述氣體再循環(huán)閥至少部分關(guān)閉或完全關(guān)閉。這又意味著:在這些特定的情形下(其中，由于熱的再循環(huán)排氣的溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際溫度升高了且逐漸接近、甚至開始超過所允許的發(fā)動(dòng)機(jī)最高溫度)，更多的排氣(在極端情況下，所有排氣)將被輸送到EATS,這又可能暫時(shí)將EATS冷卻到較低溫度，在最壞的情況下，甚至將EATS冷卻到低于其工作溫度范圍的溫度。然而，即使在這些特定情形下，內(nèi)燃機(jī)的溫度與EATS的工作溫度范圍相比仍然較熱，所以，預(yù)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣也保持足夠熱。因此，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間必須暫時(shí)停止或減少排氣再循環(huán)的情形下，也不太可能發(fā)生EATS的過度冷卻。一旦內(nèi)燃機(jī)的溫度返回到其預(yù)定的工作溫度范圍并且發(fā)動(dòng)機(jī)仍處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式，就立即恢復(fù)排氣再循環(huán)的過程。
[0032]如上所述，通過根據(jù)所感測(cè)到的溫度適當(dāng)?shù)乜刂浦辽僖粋€(gè)閥(優(yōu)選是所述氣體再循環(huán)閥和壓力控制閥)來控制再循環(huán)的排氣流。優(yōu)選地，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間，所述氣體再循環(huán)閥可以保持打開，并且，可以通過所述壓力控制閥的打開或關(guān)閉程度來控制排氣再循環(huán)的量并因此控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度。這種類型的、對(duì)閥或氣流的反饋控制通常稱為“閉環(huán)控制”。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體再循環(huán)閥是簡(jiǎn)單的開/關(guān)閥，它要么是打開的，要么是關(guān)閉的。其優(yōu)點(diǎn)是:簡(jiǎn)單的開/關(guān)閥易于控制，使用便宜且具有穩(wěn)健性。由此，降低了該系統(tǒng)的故障概率。此外，由于再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流的量不需要像正常EGR系統(tǒng)中那樣進(jìn)行控制，常閉的簡(jiǎn)單開/關(guān)閥就足夠了。
[0034]然而，不用說，也可以使用可控閥來代替簡(jiǎn)單的開/關(guān)閥，該可控閥的開度可以在完全關(guān)閉和完全打開之間連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0035]根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的進(jìn)氣歧管的預(yù)定最高溫度約在100°C和150°C之間，尤其在約110°C和130°C之間，優(yōu)選為大約120°C。由此，確保了內(nèi)燃機(jī)不被損壞。
[0036]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，布置在排氣管道處的所述壓力控制閥適于把通向排氣后處理系統(tǒng)的氣流減少約20 %至70 %，優(yōu)選減少約30 %至60 %，最優(yōu)選減少約40 %至50%。由于通過后處理系統(tǒng)的總氣流的這種減少，降低了對(duì)后處理系統(tǒng)的“空氣冷卻”效應(yīng)。
[0037]通向排氣后處理系統(tǒng)的氣流的減少量?jī)?yōu)選取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及所感測(cè)到的、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的進(jìn)氣歧管處的氣體溫度和/或排氣的溫度。通常，其目的是:在不超過發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)的約120°C的最高溫度的情況下最大限度地增加被再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流。這樣，使通向排氣后處理系統(tǒng)的排氣流最少且使排氣溫度最高。要做到這一點(diǎn)，使用優(yōu)選為軟件形式的上述“閉環(huán)控制”、借助于所述壓力控制閥以如下方式控制所述再循環(huán)排氣的量:即，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體達(dá)到但不超過所允許的最高溫度(此處，例如約120°C)。
[0038]優(yōu)選地，一旦車輛的加速器(例如油門踏板)被致動(dòng)，所述氣體再循環(huán)閥就立即關(guān)閉，并且，一旦該加速器被釋放，所述氣體再循環(huán)閥就立即被打開。根據(jù)該加速器的致動(dòng)而對(duì)所述氣體再循環(huán)閥進(jìn)行的控制是覆蓋了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式和發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的、一種簡(jiǎn)單而有效的控制方式。優(yōu)選地，在低的怠速轉(zhuǎn)速下(例如約600rpm)并且加速器未收到請(qǐng)求，除了再循環(huán)的排氣之外，燃料也噴射到內(nèi)燃機(jī)中以使發(fā)動(dòng)機(jī)保持運(yùn)行。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，具有非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛能夠容易地用本發(fā)明的、用于維持排氣后處理系統(tǒng)中的溫度的系統(tǒng)進(jìn)行改裝。由此，能夠使用已存在的排氣后處理系統(tǒng)或經(jīng)過改裝的排氣后處理系統(tǒng)。為了改裝非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)，可以提供一種改裝套件，該改裝套件可以包括用于將排氣后處理系統(tǒng)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的系統(tǒng)，該改裝套件至少包括:用于排氣再循環(huán)的連接管道，該連接管道能夠連接到內(nèi)燃機(jī)的排氣出口側(cè)(例如連接到布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口側(cè)的排氣管道)和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)(例如布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的進(jìn)氣管道)，其中，氣體再循環(huán)閥布置在所述連接管道處；以及，用于以上述方式控制所述閥的控制器。此外，該控制器還可以是要在車輛的車載計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序的形式。
[0040]此外，還可以設(shè)有壓力控制閥，該壓力控制閥布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口側(cè)(例如在布置于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口側(cè)的排氣管道處)。另外，還可以設(shè)有適于以如下方式控制所述排氣再循環(huán)閥打開且使所述壓力控制閥至少部分關(guān)閉的控制器:即，如果內(nèi)燃機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式中運(yùn)行，使發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度保持或維持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。
[0041]在車輛未配備有溫度傳感器的情況下，所述改裝套件還可以包括溫度傳感器，用于感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣體溫度和/或排氣的溫度。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述改裝套件的控制器可以是車輛中已存在的中央處理器(CPU)或電子控制單元(ECU)，尤其是車載計(jì)算機(jī)，該車載計(jì)算機(jī)是可編程的，以根據(jù)上述方式控制這些閥?！癈PU”是執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分。特別地，在汽車電子領(lǐng)域中，術(shù)語“ECU”作為用于控制車輛中的一個(gè)或多個(gè)電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)的任意嵌入式系統(tǒng)的通用術(shù)語來使用。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括將在計(jì)算機(jī)上、優(yōu)選在車輛的車載計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的軟件代碼，以使該計(jì)算機(jī)適合于執(zhí)行上述方法的各個(gè)步驟。優(yōu)選地，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以是所述改裝套件的一部分。
[0044]進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選實(shí)施例由所附的權(quán)利要求書、說明書及附圖限定。
[0045]下面，將借助于附圖來討論根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。附圖的說明僅應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明原理的簡(jiǎn)化，并非旨在限制權(quán)利要求書的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；
[0047]圖2示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的第二優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；并且
[0048]圖3示出一個(gè)曲線圖，示出了在采用和不采用本發(fā)明方法的兩種情況下、在排放水平試驗(yàn)循環(huán)期間的排氣后處理系統(tǒng)的溫度。
【具體實(shí)施方式】
[0049]在下文中，相同的元件或相似的功能元件由相同的附圖標(biāo)記表示。
[0050]在圖1的示意圖中，示出了內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100用在車輛(未示出)中，例如用在卡車或大客車中，或用在包括內(nèi)燃機(jī)的任何其他車輛中。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的內(nèi)燃機(jī)1，該發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2例如具有六個(gè)活塞氣缸4。另外，內(nèi)燃機(jī)I具有包括進(jìn)氣歧管6的進(jìn)氣側(cè)5和包括排氣歧管8的排氣出口側(cè)7。排氣被引至渦輪機(jī)10，向前通過排氣管道12而到達(dá)排氣后處理系統(tǒng)14。[0051]排氣后處理系統(tǒng)14例如可以是顆粒捕集器或催化劑，例如作為SCR單元(選擇性催化還原單元)。SCR單元是借助于催化劑將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退难b置。這些反應(yīng)的最佳溫度范圍典型地在約250°C至約450°C之間。在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常(行駛)運(yùn)行模式期間，能夠容易地保持該最佳工作溫度。
[0052]然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間，排氣的溫度下降了。其原因是:即使燃燒大大減少(如處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式)或完全沒有燃燒發(fā)生(如處于發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式)，由壓縮機(jī)16提供并由增壓空氣冷卻器(charge aircooler) 17冷卻的空氣通過進(jìn)氣管道18被供給到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的進(jìn)氣歧管6，該增壓空氣冷卻器17使空氣在壓縮機(jī)16的壓縮過程之后再次冷卻。這意味著:發(fā)動(dòng)機(jī)I只是將新鮮冷空氣泵送到排氣管道12中且向前進(jìn)入排氣后處理系統(tǒng)14。這種冷空氣導(dǎo)致排氣后處理系統(tǒng)14迅速冷卻而低于其最佳工作溫度，這又導(dǎo)致不良的排氣凈化或完全無排氣凈化，從而無法達(dá)到所要求的排放水平。
[0053]根據(jù)本發(fā)明，圖1所示的優(yōu)選實(shí)施例具有連接管道20，該連接管道20將排氣管道12和進(jìn)氣管道18連接。在本實(shí)施例中，連接管道20在渦輪機(jī)10的下游從排氣管道12分支。
[0054]然而，如圖2的第二優(yōu)選實(shí)施例中所示，連接管道20也可以在渦輪機(jī)10的上游、在排氣岐管8處分支。無論該連接管道20從哪個(gè)位置分支，圖1和圖2所示的兩個(gè)實(shí)施例的操作是相同的。
[0055]應(yīng)當(dāng)指出，在圖1和圖2所示的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)100中，還可以省略渦輪機(jī)10。
[0056]在圖1和圖2中能還以看到，氣體再循環(huán)閥22布置在連接管道20處，該氣體再循環(huán)閥22優(yōu)選是常閉的簡(jiǎn)單開/關(guān)閥。另外，在排氣管道12處布置有壓力控制閥24，該壓力控制閥24通常是打開的，且適于減少通向排氣后處理系統(tǒng)14的總排氣流并促進(jìn)通過所述連接管道20的排氣再循環(huán)。
[0057]減少經(jīng)過該壓力控制閥24的總排氣流具有如下兩個(gè)效果:首先，減少了流過排氣后處理系統(tǒng)的冷卻空氣的量。其次，減少該流量使得壓力控制閥24上游的壓力增大了，這又有利于促進(jìn)排氣通過所述連接管道20再循環(huán)到進(jìn)氣管道18。
[0058]圖1和圖2的優(yōu)選實(shí)施例中所示的本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程如下:一旦車輛的加速踏板(例如油門踏板)被釋放和/或向發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2中的燃料噴射停止，就立即控制所述氣體再循環(huán)閥22打開并控制所述壓力控制閥24至少部分關(guān)閉，從而使排氣的一部分通過連接管道20流入進(jìn)氣管道18中。與已知的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相比，本發(fā)明的非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)在連接管道20中不包括排氣冷卻器，從而，熱排氣被供給到進(jìn)氣管道18中。
[0059]通過將熱排氣或未冷卻的排氣供給到進(jìn)氣管道18中且因此供給到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2中，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間流過發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的空氣被加熱，這又降低了對(duì)排氣后處理系統(tǒng)14的冷卻效應(yīng)。
[0060]此外，如上所述，主要由于(至少)部分地關(guān)閉的壓力控制閥24，通向排氣后處理系統(tǒng)14的排氣的總質(zhì)量流量減少了或甚至(暫時(shí))停止了，這也減少了在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、對(duì)排氣后處理系統(tǒng)14的空氣冷卻效應(yīng)。
[0061]為了不使發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2被太熱的排氣損壞,在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的進(jìn)氣歧管6中布置有溫度傳感器26。如果該進(jìn)氣歧管中的溫度高于預(yù)定的溫度范圍，則溫度傳感器26也影響對(duì)壓力控制閥24的控制，使得壓力控制閥24打開得更多。在這種情況下，流入排氣后處理系統(tǒng)14中的排氣的比例增加了，并且更少量的熱排氣被再循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)I的上述最高溫度典型地在大約100°C和大約150°C之間的范圍內(nèi)，尤其在大約110°C和大約130°C之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選大致為120°C。
[0062]一旦所述溫度控制系統(tǒng)檢測(cè)到進(jìn)氣歧管6中的氣體溫度超過預(yù)定的最高溫度，要么立即減少所述再循環(huán)排氣的量，要么使排氣的再循環(huán)(暫時(shí))完全停止。這可以通過增大壓力控制閥24的開度或使壓力控制閥24完全打開來實(shí)現(xiàn)。替代地，也可以通過控制所述氣體再循環(huán)閥22關(guān)閉來停止排氣的再循環(huán)，從而，僅有新鮮空氣(由壓縮機(jī)16提供)被引導(dǎo)通過發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2。當(dāng)然，一旦進(jìn)氣歧管6處的溫度再降下來并低于所述預(yù)定的最高溫度，如果發(fā)動(dòng)機(jī)I仍然處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式，就可以使閥22、24返回到其排氣再循環(huán)位置，例如之前的位置。在未設(shè)有壓力控制閥24的情況中，僅使用閥22來控制排氣的再循環(huán)。
[0063]如上文關(guān)于本發(fā)明與通常的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)之間的差異的討論中所提到的，對(duì)于進(jìn)入進(jìn)氣管道18中的排氣的質(zhì)量流量的測(cè)量或控制并不旨在用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)來進(jìn)行。這又意味著，本發(fā)明的系統(tǒng)不適合于通常的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)所需的或由通常的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)提供的、受控的NOx還原。此外，排氣的再循環(huán)僅在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間進(jìn)行，從而，在除了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式之外的其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間，不會(huì)發(fā)生排放控制。
[0064]此外，在文獻(xiàn)W02007/032714中描述的已知的溫度維持系統(tǒng)中，通過大大減少通過排氣后處理系統(tǒng)的排氣流來維持排氣后處理系統(tǒng)中的溫度，與該溫度維持系統(tǒng)相比，本發(fā)明的系統(tǒng)通過(僅)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間將溫?zé)岬呐艢庖氲脚艢夂筇幚硐到y(tǒng)中來控制排氣后處理系統(tǒng)中的溫度。由于已知的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)包括排氣冷卻器(對(duì)于EGR發(fā)動(dòng)機(jī)提供的NOx還原來說，該排氣冷卻器是必須的)，所以，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間，EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的再循環(huán)排氣不能用于提供熱的排氣。
[0065]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的優(yōu)點(diǎn)是:現(xiàn)有的非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能夠容易地配備有本發(fā)明的系統(tǒng)或用該系統(tǒng)進(jìn)行改裝。為此，將連接管道20安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)I的現(xiàn)有的排氣管道12中，作為用于將現(xiàn)有的排氣管道12與現(xiàn)有的進(jìn)氣管道18連接的支管。這能夠例如通過焊接來完成。此外，將簡(jiǎn)單的開/關(guān)閥22布置在連接管道20中，優(yōu)選在通向進(jìn)氣管道18的出口附近，并且，將壓力控制閥24在連接管道20的分支位置的下游布置在排氣管道12中。
[0066]不用說，也可以使用提供了空氣再循環(huán)閥22的特征和壓力控制閥24的特征的單個(gè)閥，而不是兩個(gè)分開的閥22、24。
[0067]這兩個(gè)閥能夠由控制器控制，該控制器優(yōu)選是車輛中已存在的中央處理器(CPU)或電子控制單元(ECU)，它基于(由優(yōu)選已存在的溫度傳感器26感測(cè)到的)溫度值和燃料噴射來控制所述閥22、24。在未設(shè)有這種溫度傳感器26的情況下，可以容易進(jìn)行改裝。該控制器例如可以是與這些閥連接的車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0068]由于這些閥由控制器控制，本發(fā)明的方法優(yōu)選作為軟件代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品也可以是所述改裝套件的一部分。
[0069]應(yīng)當(dāng)指出，相當(dāng)少數(shù)量的必要部件以及操作的簡(jiǎn)單性使本發(fā)明的系統(tǒng)在其操作方面比(相當(dāng)復(fù)雜的)EGR發(fā)動(dòng)機(jī)更穩(wěn)健，從而，與典型的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)值相比，在本發(fā)明的系統(tǒng)中，操作故障發(fā)生的概率要低得多，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要高得多。此外，在排氣再循環(huán)閥22被設(shè)計(jì)為常閉閥和/或壓力控制閥24被設(shè)計(jì)為常開閥的優(yōu)選實(shí)施例中，即使對(duì)所述閥22、24的控制不成功，發(fā)動(dòng)機(jī)I和排氣后處理系統(tǒng)14仍然工作。發(fā)動(dòng)機(jī)I僅在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間的排氣再循環(huán)不再工作時(shí)受到影響。
[0070]有利地，通過使用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，用非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)也可以達(dá)到根據(jù)EUR06標(biāo)準(zhǔn)的排放水平。這例如能夠通過進(jìn)行如下的標(biāo)準(zhǔn)排放試驗(yàn)循環(huán)來證明,例如全球統(tǒng)一排放水平試驗(yàn)程序，其包括兩個(gè)試驗(yàn):全球統(tǒng)一瞬態(tài)循環(huán)(WHTC)試驗(yàn)，其在冷起動(dòng)和熱起動(dòng)狀況下進(jìn)行；和全球統(tǒng)一穩(wěn)態(tài)循環(huán)(WHSC)試驗(yàn)。WHTC試驗(yàn)包括利用幾個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式段的1800秒持續(xù)時(shí)間的短暫試驗(yàn)。這兩個(gè)試驗(yàn)循環(huán)是眾所周知的，例如歐盟企業(yè)總署委員會(huì)(the Commission of the European Community Enterprise Directorate General)在其小冊(cè)子“全球統(tǒng)一的重型發(fā)動(dòng)機(jī)認(rèn)證規(guī)程(Heavy duty engine validation of worldharmonized duty cycle)”中所描述的,其可以從以下網(wǎng)址下載:
[0071]http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/automotive/files/projects/report_whdc_en.pdf。
[0072]在圖3中，示出了針對(duì)熱起動(dòng)狀況的WHTC試驗(yàn)期間的排氣溫度測(cè)量結(jié)果。由此，比較如下兩個(gè)測(cè)量結(jié)果:一個(gè)是根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的，一個(gè)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法獲得的。在圖3中，曲線30示出了使用本發(fā)明的方法進(jìn)行的WHTC試驗(yàn)，曲線32示出了使發(fā)動(dòng)機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)的方式(即，不使用本發(fā)明的方法)運(yùn)行的WHTC試驗(yàn)。X軸表示時(shí)間(以秒為單位)，y軸表示排氣后處理系統(tǒng)(這里指SCR系統(tǒng))之前的排氣溫度(以。C為單位)。
[0073]如圖3可見，使用上述兩種方法測(cè)得的、在SCR單元之前的排氣的溫度差在大約10°C至大約50°C之間變化，從而，所述標(biāo)準(zhǔn)方法的溫度值(曲線32)總是低于(或最多等于)本發(fā)明方法的溫度值(曲線30)。對(duì)于本發(fā)明的方法來說，所測(cè)得的這種溫度差足以使SCR單元保持在工作溫度，從而，在沒有引入任何額外燃料的情況下，即使采用EUR04和EUR05標(biāo)準(zhǔn)的非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)，也能達(dá)到根據(jù)EUR06標(biāo)準(zhǔn)的排放水平。
[0074]如上所述，所述方法和系統(tǒng)提供了一種簡(jiǎn)單、成本有效且穩(wěn)健的可能性，以提供具有EUR06特性的非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)。這還意味著，完善的、眾所周知且成熟的非EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能夠容易地適合于符合EUR06標(biāo)準(zhǔn)。此外，還提供了對(duì)EUR04和EUR05車輛的容易改裝可能性。附圖標(biāo)記表:
[0075]100 內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)
[0076]I 內(nèi)燃機(jī)
[0077]2 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體
[0078]4 活塞缸
[0079]5 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的進(jìn)氣側(cè)
[0080]6 進(jìn)氣歧管
[0081 ] 7 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的排氣出口側(cè)
[0082]8 排氣歧管
[0083]10 渦輪機(jī)
[0084]12 排氣管道
[0085]14 排氣后處理系統(tǒng)[0086]16壓縮機(jī)
[0087]17增壓空氣冷卻器
[0088]18進(jìn)氣管道
[0089]20連接管道
[0090]22氣體再循環(huán)閥
[0091]24壓力控制閥
[0092]26溫度傳感器
[0093]30表示使用本發(fā)明方法獲得的、溫度與時(shí)間的曲線圖
[0094]32表示`未使用本發(fā)明方法的情況下獲得的、溫度與時(shí)間的曲線圖
【權(quán)利要求】
1.用于在內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、使排氣后處理系統(tǒng)(14)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的方法，其中，所述內(nèi)燃機(jī)(I)連接到所述排氣后處理系統(tǒng)(14 )并包括進(jìn)氣側(cè)(5 )和排氣出口側(cè)(7 )，其中所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣出口側(cè)(7 )經(jīng)由排氣管道(12)與所述排氣后處理系統(tǒng)(14)連接并經(jīng)由連接管道(20)與所述進(jìn)氣側(cè)(5)連接，所述連接管道(20)提供所述排氣到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的氣體再循環(huán)，并且，至少一個(gè)閥(22 ；24)控制所述排氣的再循環(huán)， 所述方法包括以下步驟: -感測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的氣體溫度和/或所述排氣的溫度； -確定所感測(cè)到的溫度值是否在預(yù)定的溫度區(qū)間或低于預(yù)定的溫度閾值； -確定所述內(nèi)燃機(jī)(I)是否處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式； -在確定所述內(nèi)燃機(jī)(I)處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的情況下，控制所述至少一個(gè)閥(22 ；24)使排氣通過所述連接管道(20)再循環(huán)，從而將所述內(nèi)燃機(jī)(O的進(jìn)氣側(cè)(5)的氣體溫度控制在所述預(yù)定的溫度范圍內(nèi)或低于所述預(yù)定的溫度閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的方法，其中，所述至少一個(gè)閥(22，24)是布置在所述連接管道(20)處的氣體再循環(huán)閥(22)，其中優(yōu)選地，所述氣體再循環(huán)閥(22)是被控制為打開或關(guān)閉的、優(yōu)選常閉的開/關(guān)閥(22)，其中，控制所述至少一個(gè)閥(22，24)的所述步驟包括如下步驟:將所述氣體再循環(huán)閥(22)控制為打開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述排氣管道(12)還配備有優(yōu)選常開的壓力控制閥(24)，并且其中，控制所述至少一個(gè)閥(22，24)的所述步驟包括如下步驟:將所述壓力控制閥(24)控制為至少部分關(guān)閉，從而，所述排氣的至少一部分通過所述連接管道(20 )再循環(huán)到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5 )。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述預(yù)定的溫度范圍具有預(yù)定的最高溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)定的最高溫度大約在100°C和150°C之間，優(yōu)選大約在110°C和130°C之間，尤其大致為120°C。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，再循環(huán)的所述排氣是未冷卻的排氣。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述壓力控制閥(24)把通向所述排氣后處理系統(tǒng)(14)的氣流減少約20%至70%，優(yōu)選減少約30%至60%，尤其減少約40%至 50%。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述壓力控制閥(24)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及所感測(cè)到的、內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的氣體溫度和/或所述排氣的溫度來減少通向所述排氣后處理系統(tǒng)(14)的氣流。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，一旦所述車輛的加速器被釋放，就立即致動(dòng)所述至少一個(gè)閥(22 ;24)，并且其中，一旦所述加速器被致動(dòng)，所述至少一個(gè)閥(22 ；24)就立即返回到其正常操作位置，并且其中，所述加速器優(yōu)選是油門踏板。
10.一種用于推進(jìn)車輛的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(1)，包括: -內(nèi)燃機(jī)(1)，所述內(nèi)燃機(jī)(I)具有進(jìn)氣側(cè)(5)和排氣出口側(cè)(7)； -排氣后處理系統(tǒng)(14)，所述排氣后處理系統(tǒng)(14)通過排氣管道(2)連接到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣出口側(cè)(7)； -連接管道(20 )，所述連接管道(20 )將所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣出口側(cè)(7 )和所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5 )連接，其中，所述連接管道(20 )提供所述排氣到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣偵儀5)的氣體再循環(huán)；以及 -至少一個(gè)閥(22 ;24)，所述至少一個(gè)閥(22 ;24)控制所述排氣的再循環(huán)， 其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還包括: -感測(cè)單元，所述感測(cè)單元用于確定所述內(nèi)燃機(jī)(I)是否處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式； -用于在所述內(nèi)燃機(jī)(I)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間使所述排氣后處理系統(tǒng)(14)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有: ?至少一個(gè)溫度傳感器(26)，所述至少一個(gè)溫度傳感器(26)用于感測(cè)所述氣體溫度并布置在如下項(xiàng)中的至少一個(gè)處:所述進(jìn)氣側(cè)(5)，所述內(nèi)燃機(jī)(I)的包括所述排氣管道(12)的排氣出口側(cè)(7)，所述連接管道(20)處，以及所述排氣后處理系統(tǒng)(14)處；和 ?至少一個(gè)控制器，在所述內(nèi)燃機(jī)(I)處于所述發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的情況下，所述至少一個(gè)控制器根據(jù)所感測(cè)到的溫度來控制所述至少一個(gè)閥(22 ；24)以打開所述至少一個(gè)閥(22 ;24)和/或關(guān)閉所述至少一個(gè)閥(22 ;24)，由此提供通過所述連接管道(20)到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的排氣再循環(huán)，從而將所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的氣體溫度控制在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)或低于預(yù)定的溫度閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)閥(22;24)是布置在所述連接管道(20)處的氣體再循環(huán)閥(22)，其中優(yōu)選地，所述氣體再循環(huán)閥(22)是被控制為打開或關(guān)閉的、優(yōu)選常閉的開/關(guān)閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括壓力控制閥(24)，所述壓力控制閥(24)布置在所述排氣管道(12)處，優(yōu)選布置在所述排氣后處理系統(tǒng)(14)的上游，用于控制通向所述排氣后處理系統(tǒng)(14)的排氣的量和/或用于提供壓力以促進(jìn)所述排氣通過所述連接管道(20)的再循環(huán)，其中，所述壓力控制閥(24)優(yōu)選是常開的壓力控制閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是所述車輛中已存在的CPU或ECU，尤其是車載計(jì)算機(jī)，所述控制器是可編程的，以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中優(yōu)選地，所述控制器和所述感測(cè)單元被集成為單個(gè)單元。
15.用于對(duì)車輛進(jìn)行改裝的改裝套件，所述車輛具有用于推進(jìn)該車輛的內(nèi)燃機(jī)(1)，其中，所述車輛具有已存在的排氣后處理系統(tǒng)(14)或者被加裝有排氣后處理系統(tǒng)(14)，所述套件包括以下各項(xiàng)中的至少一個(gè): -連接管道(20 )，所述連接管道(20用于使排氣從所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣出口側(cè)(7 )再循環(huán)到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5 )，所述連接管道(20 )適于將所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣出口偵儀7)連接到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)，所述連接管道(20)優(yōu)選適于將布置在所述內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣出口側(cè)(7)的排氣管道(12)與布置在所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的進(jìn)氣管道(18)連接； -至少一個(gè)閥(22 )，所述至少一個(gè)閥(22 )能布置在所述連接管道(20 )處或已經(jīng)布置在所述連接管道(20)處，用于打開或關(guān)閉所述連接管道(20)； -感測(cè)單元，所述感測(cè)單元用于確定所述內(nèi)燃機(jī)(I)是否處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式； -用于在所述內(nèi)燃機(jī)(I)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間使所述排氣后處理系統(tǒng)(14)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: ?至少一個(gè)溫度傳感器(26)，所述至少一個(gè)溫度傳感器(26)用于感測(cè)氣體溫度并能布置在如下項(xiàng)中的至少一個(gè)處:所述進(jìn)氣側(cè)(5)，所述內(nèi)燃機(jī)(I)的包括所述排氣管道(12)的排氣出口側(cè)(7)，所述連接管道(20)處，以及所述排氣后處理系統(tǒng)(14)處；和/或 ?至少一個(gè)控制器，在所述內(nèi)燃機(jī)(I)處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式的情況下，所述至少一個(gè)控制器根據(jù)所感測(cè)到的溫度來控制所述至少一個(gè)閥(22 ；24)以打開所述至少一個(gè)閥(22 ;24)和/或關(guān)閉所述至少一個(gè)閥(22 ;24)，由此提供通過所述連接管道(20)到所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的排氣再循環(huán)，從而將所述內(nèi)燃機(jī)(I)的進(jìn)氣側(cè)(5)的氣體溫度控制在預(yù)定的溫 度范圍內(nèi)或低于預(yù)定的溫度閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的改裝套件，還包括布置在所述排氣管道(12)處的壓力控制閥(24)，在所述內(nèi)燃機(jī)(I)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間，所述壓力控制閥(24)優(yōu)選適于由所述控制器控制為至少部分關(guān)閉。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的改裝套件，其中，所述至少一個(gè)控制器是包括軟件代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述軟件代碼能在計(jì)算機(jī)上、尤其在所述車輛的車載計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，所述軟件代碼包括用于計(jì)算機(jī)處理器的指令，以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中的任一項(xiàng)所述的改裝套件，其中，所述至少一個(gè)控制器是所述車輛中已存在的CPU或ECU，尤其是車載計(jì)算機(jī)，所述控制器是可編程的，以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法，優(yōu)選地，借助于包括軟件代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法，所述軟件代碼能在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行并包括用于計(jì)算機(jī)處理器的指令，以執(zhí)行權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
19.用于對(duì)車輛進(jìn)行改裝的方法，所述車輛具有用于在內(nèi)燃機(jī)(I)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行模式或發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行模式期間、使已有的或?qū)⒁友b的排氣后處理系統(tǒng)(14)保持在其工作溫度范圍內(nèi)的系統(tǒng)，其中，所述車輛的內(nèi)燃機(jī)(I)不具有排氣再循環(huán)單元，通過安裝根據(jù)權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)所述的改裝套件和/或利用所述車輛的已有部件來執(zhí)行權(quán)利要求I至9中的任一項(xiàng)所述的方法。
20.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括能在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的軟件代碼，所述軟件代碼包括用于計(jì)算機(jī)處理器的指令，以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK103534450SQ201180070641
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2011年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月2日
【發(fā)明者】克里斯特·阿爾姆 申請(qǐng)人:沃爾沃技術(shù)公司