用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣以及從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的管 ...的制作方法
【專利摘要】在一個(gè)實(shí)施例中，管道系統(tǒng)包含進(jìn)給道和排氣道，進(jìn)給道用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣，排氣道用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣，一個(gè)或多個(gè)排氣后處理單元被設(shè)置在排氣道中用于排氣的后處理，而加熱設(shè)備被設(shè)置在進(jìn)給道中。加熱設(shè)備被配置為執(zhí)行加熱過程，以便預(yù)加熱向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣。根據(jù)近似代表一個(gè)或多個(gè)排氣處理單元中的至少一個(gè)的老化狀態(tài)的變量，控制加熱過程的持續(xù)時(shí)間和/或由加熱設(shè)備釋放的熱輸出。
【專利說明】用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣以及從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的管道系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年8月15日提交的德國專利申請(qǐng)N0.102012214524.9的優(yōu)先權(quán)，為了所有目的，其全部內(nèi)容并入本文以供參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和/或排氣以及用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的管道系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]為了能滿足日益嚴(yán)厲的法定的環(huán)境保護(hù)要求，諸如美國的LEV或歐盟的EU6或EU7，用于為機(jī)動(dòng)車輛提供動(dòng)力的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，火花點(diǎn)火或柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的排氣可以被處理，使得內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的污染排放物保持低于規(guī)定的最大限制。例如，在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，催化反應(yīng)器被用作排氣后處理單元，其通過使用增加特定反應(yīng)的速度的催化材料而確保例如碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)的氧化。未燃的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉难趸绕湟揽吭谂艢饬髦刑峁┭趸呋D(zhuǎn)化器。
[0005]被用作排氣后處理單元的催化轉(zhuǎn)化器的老化造成共同的問題。這些催化轉(zhuǎn)化器具有貴金屬涂層，其隨著發(fā)動(dòng)機(jī)和/或催化轉(zhuǎn)化器的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)增加而被消耗。為了即使在高運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)后也能滿足前面提及的環(huán)境保護(hù)要求，催化轉(zhuǎn)化器裝有過多的貴金屬，特別是在原材料成本增加的背景下這使催化轉(zhuǎn)化器的制造更昂貴，并不會(huì)真正解決老化問題，而只是使老化推遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述問題，并且已經(jīng)研發(fā)了一種管道系統(tǒng)，使得在不必提供過多貴金屬的情況下，即使在高運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)后，通過用于排氣后處理的催化轉(zhuǎn)化器也能夠滿足相關(guān)的環(huán)境保護(hù)要求。以此方式，可以消除催化轉(zhuǎn)化器的老化問題。
[0007]因此，提供了一種管道系統(tǒng)，其用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣，并用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣。在一個(gè)實(shí)施例中，管道系統(tǒng)包含進(jìn)給道和排氣道，進(jìn)給道用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣，排氣道用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣，一個(gè)或更多個(gè)排氣后處理單元被設(shè)置在排氣道中用于排氣的后處理，而加熱設(shè)備被設(shè)置在進(jìn)給道中。加熱設(shè)備被配置為執(zhí)行加熱過程，以便預(yù)加熱向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣。根據(jù)近似代表一個(gè)或更多個(gè)排氣處理單元中的至少一個(gè)的老化狀態(tài)的變量，控制加熱過程的持續(xù)時(shí)間和/或由加熱設(shè)備釋放的熱輸出。
[0008]當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖參照以下【具體實(shí)施方式】時(shí)，本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將是顯而易見的。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述以便以簡化的形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的一些概念。這并不意味著辨別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍通過所附權(quán)利要求唯一地確定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出了根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施例的示意圖，
[0011]圖2示出了根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施例的示意圖，以及
[0012]圖3a_d示出了排放物與排氣后處理單元的老化、以及排放物與預(yù)加熱的持續(xù)時(shí)間之間、連同預(yù)加熱與隨運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或里程的預(yù)加熱時(shí)間的創(chuàng)造性控制及其對(duì)老化的影響的相互關(guān)系的簡單表示的圖解。
[0013]圖4是圖示說明了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于加熱進(jìn)氣的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]通過提供這樣的加熱設(shè)備，其被設(shè)置在進(jìn)給道中，并且其執(zhí)行加熱過程以便預(yù)加熱向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣，以及其被設(shè)定為以便根據(jù)近似代表至少一個(gè)排氣處理單元的老化狀態(tài)的變量，優(yōu)選根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理單元的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)和/或里程，控制加熱過程的持續(xù)時(shí)間和/或在加熱過程中由加熱設(shè)備引入空氣的熱輸出，在一方面可能的是，縮短內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)階段，并且使用于排氣后處理的催化轉(zhuǎn)化器更快速地達(dá)到其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。
[0015]運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)意圖是表示內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能夠遞送扭矩的時(shí)間長度。在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被實(shí)施為車輛的柴油或火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，不是運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，而是車輛的里程可以被用作用于設(shè)定加熱過程的持續(xù)時(shí)間或被引入空氣的熱能的參考變量。
[0016]近似描述排氣處理設(shè)備的老化狀態(tài)的其他可行變量包括在總的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)積分的通過排氣處理設(shè)備的空氣質(zhì)量流量，如果需要其可以被隨排氣溫度指數(shù)變化的條件加權(quán)，并且因此表示到目前為止已經(jīng)在排氣處理設(shè)備上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)事件的衡量。
[0017]預(yù)加熱一方面引起內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生降低的CO和HC的濃度，并且另一方面使催化轉(zhuǎn)化器更快速地到達(dá)更高的轉(zhuǎn)換速率。降低了排氣中的CO和HC的濃度，并且使催化轉(zhuǎn)化器的壓力更輕。
[0018]隨著增加運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或增加里程，排氣后處理單元的性能下降，使得排氣排放物增加。然而，令人意外地出現(xiàn)的是，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)增加，通過改變并且優(yōu)選增加加熱過程的持續(xù)時(shí)間和/或在加熱過程中被引入空氣的熱能，能夠顯著地減少性能的下降。在其他方面，這意味著在不必以具有過多貴金屬的催化轉(zhuǎn)化器的形式提供排氣后處理單元的情況下，排氣排放物能夠在大的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)內(nèi)很大程度上保持恒定，并保持環(huán)境保護(hù)要求被滿足。
[0019]例如，加熱設(shè)備可以被實(shí)施為柵格加熱元件("柵格加熱器")，如在W000/34643中或在W02005/035967中描述的。例如，這樣的加熱設(shè)備可以與控制單元相互配合，使得加熱過程的持續(xù)時(shí)間和在加熱過程中釋放的熱輸出能夠根據(jù)排氣后處理單元的老化而改變。
[0020]根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的區(qū)別特征是排氣再循環(huán)道，其用于將排氣從排氣道送回到進(jìn)給道內(nèi)。還原氧化氮(NOx)的排放物造成特殊的問題。用于還原氧化氮排放物的常用裝置，特別是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，是選擇性催化還原催化轉(zhuǎn)化器(SCR催化轉(zhuǎn)化器)，在其中含有氨的還原劑被用作反應(yīng)液，以便將NOx還原為氮?dú)?N2)和水(H2O),依靠SCR催化轉(zhuǎn)化器上游的供給設(shè)備將反應(yīng)液引入管道系統(tǒng)的排氣道，并且在那里使其與排氣接觸。然而，不能僅通過這種排氣后處理滿足環(huán)境保護(hù)要求。具體地，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，排氣再循環(huán)是用于還原氧化氮排放物的最重要的衡量中的一個(gè)。排氣含有比向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的未用過的空氣更少的氧氣。通過排氣再循環(huán)產(chǎn)生的空氣與排氣的混合物(其被供給至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))已經(jīng)降低了氧氣濃度。然而，這種情況會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒，這導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出降低，并且導(dǎo)致排氣的污染排放物增加。為了防止這種情況，可以增加進(jìn)氣的體積流量，以便提供充足的氧氣濃度。這降低了燃燒溫度和NOx形成的反應(yīng)速率，使得排氣再循環(huán)不但能確保燃料分子的完全燃燒，還減少了 NOx的形成?？梢酝ㄟ^提供冷卻被再循環(huán)的排氣的冷卻器增強(qiáng)這種效果。在DE102010050413中公開了裝備有冷卻器的管道系統(tǒng)。
[0021]在根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)的發(fā)展中，排氣再循環(huán)道以排出口的形式通向進(jìn)給道，加熱設(shè)備被設(shè)置在排出口的上游。在這種情況下，只是空氣而不是被再循環(huán)的排氣被加熱設(shè)備直接加熱。被再循環(huán)的排氣的溫度被預(yù)加熱的空氣間接地改變?？諝庖话惚扰艢飧蓛簦沟猛ㄟ^這種裝置，如果有的話，更少沉積物可能形成在加熱設(shè)備上。因此，加熱設(shè)備不必經(jīng)常清潔，即使根本不清潔，其效率也不會(huì)被沉積物降低。
[0022]在另一實(shí)施例中，排氣再循環(huán)道以排出口的形式通向進(jìn)給道，加熱設(shè)備被設(shè)置在排出口的下游。在這種情況下，排氣和空氣都被加熱設(shè)備直接加熱。不考慮混合物的比例，因此可以很容易地控制被供給至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣與空氣的混合物的溫度。
[0023]用于過濾空氣的空氣過濾器優(yōu)選被設(shè)置在進(jìn)給道中，旁通管用于繞過空氣過濾器，加熱設(shè)備被設(shè)置在旁通管中。空氣過濾器過濾空氣中對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒有消極影響的物質(zhì)。加熱設(shè)備被設(shè)置在旁通管中，以便防止空氣過濾器的熱過載。
[0024]在根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展中，用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出的節(jié)流閥被設(shè)置進(jìn)給道中，加熱設(shè)備被設(shè)置在節(jié)流閥的下游。流中的湍流或壓力損失使功率輸出的調(diào)節(jié)更困難。在這種發(fā)展中，空氣或空氣與排氣的混合物的流動(dòng)不被節(jié)流閥干擾，從而允許功率輸出被準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。
[0025]如果用于控制進(jìn)給道中的空氣和/或排氣的溫度的溫度控制模塊被設(shè)置進(jìn)給道中是有利的。這里，溫度控制模塊與加熱設(shè)備相互配合，并相應(yīng)地使其激活。如在開始已經(jīng)提到的，本公開的目的是實(shí)現(xiàn)最可能的充分燃燒，并減少的NOx的形成。燃燒的完全性和產(chǎn)生的NOx的濃度都會(huì)根據(jù)溫度而極大地改變，使得進(jìn)給道中的空氣和/或排氣的溫度的準(zhǔn)確控制對(duì)排氣排放物有相當(dāng)大的影響。因此，在這個(gè)實(shí)施例中，在較優(yōu)的程度上設(shè)定對(duì)排氣排放物有期望影響的所需反應(yīng)條件是可能的，以便能滿足環(huán)境保護(hù)要求。
[0026]在這種情況下，如果溫度控制模塊包含用于記錄進(jìn)給道中的空氣和/或排氣的溫度的溫度傳感器是有利的。為此目的，溫度傳感器被設(shè)置在加熱設(shè)備的下游，有利的是緊密靠近內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使得流入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和/或空氣與排氣的混合物的溫度能夠被準(zhǔn)確記錄，并且通過相應(yīng)地激活加熱設(shè)備而被溫度控制模塊調(diào)整。在這種情況下，調(diào)節(jié)溫度是可行的，以便允許特別低的排放的運(yùn)行模式。
[0027]—個(gè)具體實(shí)施例的區(qū)別特征是被設(shè)置進(jìn)給道中的進(jìn)氣傳感器，其用于記錄流入進(jìn)給道的空氣的體積流量。供給至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的體積流量和因此的質(zhì)量對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)本身和排氣后處理單元的熱力學(xué)性能有極大影響。在一方面，這使預(yù)測內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理單元的暖機(jī)性能以及相應(yīng)地選擇加熱設(shè)備的設(shè)定成為可能。如果管道系統(tǒng)包含排氣再循環(huán)道，空氣和排氣之間的混合物比例能夠被精確限定，從而使進(jìn)一步減少排氣排放物成為可能。
[0028]此外，根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)，優(yōu)選包含被設(shè)置在進(jìn)給道中的壓縮設(shè)備和被設(shè)置在排氣道中的膨脹設(shè)備，其中壓縮設(shè)備用于壓縮向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣和/或排氣，膨脹設(shè)備用于排氣的膨脹。壓縮用于在不顯著增加燃料消耗的情況下明顯增加由發(fā)動(dòng)機(jī)遞送的動(dòng)力。
[0029]處于壓縮狀態(tài)的排氣優(yōu)選通過排氣再循環(huán)道從排氣道送回到進(jìn)給道內(nèi)。由于從膨脹單元上游的排氣道分出并通向壓縮單元下的游進(jìn)給道的排氣再循環(huán)道，這很容易被實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，高壓排氣再循環(huán)被實(shí)現(xiàn)，為此目的，遞送單元可以被提供在排氣再循環(huán)道中，其中在這種情況下，遞送單元不必壓縮排氣，使得其能夠被引入進(jìn)給道。
[0030]在有利的發(fā)展中，管道系統(tǒng)包含第二排氣再循環(huán)道，其中膨脹設(shè)備下游的排氣道分出并通向壓縮設(shè)備上游的進(jìn)給道，使得排氣以膨脹狀態(tài)被送回到進(jìn)給道內(nèi)。在這種情況下，低壓排氣再循環(huán)被實(shí)現(xiàn)，其用于與高壓排氣再循環(huán)相同的目的。取決于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或動(dòng)率輸出，激活高壓或低壓排氣再循環(huán)，或激活兩者是更有利的。
[0031]一個(gè)或更多個(gè)排放控制設(shè)備優(yōu)選被設(shè)置第二排氣再循環(huán)道中。因此，使被循環(huán)的排氣去掉對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒有消極影響的物質(zhì)是可能的。因此，能夠進(jìn)一步減少排氣中的污染物質(zhì)的排放。
[0032]本公開的另一方面涉及包含根據(jù)之前的示例性實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例的管道系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且涉及具有這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛。通過根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獲得的優(yōu)勢(shì)和技術(shù)效果以及被相應(yīng)裝備的車輛對(duì)應(yīng)于針對(duì)根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行描述的那些。
[0033]通過用于使根據(jù)之前描述的實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例的管道系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的方法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)目的，其包含以下步驟:
[0034]-依靠進(jìn)給道向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣，
[0035]-依靠排氣道從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣，
[0036]-依靠被設(shè)置在排氣道中的一個(gè)或更多個(gè)排氣后處理單元進(jìn)行排氣的處理；以及
[0037]-依靠被設(shè)置在進(jìn)給道中的加熱設(shè)備預(yù)加熱向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣和/或排氣。
[0038]通過根據(jù)本公開的方法能夠獲得的優(yōu)勢(shì)和技術(shù)效果對(duì)應(yīng)于針對(duì)根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行描述的那些。
[0039]該方法被發(fā)展，因?yàn)轭A(yù)加熱步驟直到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理單元已經(jīng)到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度才被執(zhí)行。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還未到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，成比例不完全燃燒的燃料增力口，使得排氣中的HC和CO濃度增加。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還未到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，排氣后處理單元通常也未到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，使得它們更不能轉(zhuǎn)換HC和CO分子，其然后被越來越多地產(chǎn)生為有害化合物。為了使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理單元都快速地到達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，以及為了減少HC和CO排放物，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理單元的暖機(jī)階段執(zhí)行預(yù)加熱步驟。排氣后處理單元或內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度可以被用作參考，這取決于HC和CO排放物的影響。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被實(shí)施為車輛的火花點(diǎn)火式或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)加熱步驟通常在在當(dāng)駛?cè)r(shí)啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之后立即被執(zhí)行，但如果在行進(jìn)時(shí)排氣后處理單元的溫度降至運(yùn)轉(zhuǎn)溫度以下其也可以被執(zhí)行。
[0040]為了降低燃料消耗，現(xiàn)在越來越多地使用自動(dòng)啟動(dòng)-停止系統(tǒng)，在其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛靜止時(shí)被關(guān)閉，而在需要?jiǎng)恿r(shí)被再次開啟。然而在這種情況下，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通常幾乎不被冷卻，并且因此快速地再次到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被關(guān)閉時(shí)排氣后處理單元的溫度能夠快速地下降。為了使排氣后處理單元的溫度快速地回到運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，預(yù)加熱可以在其他時(shí)間被執(zhí)行，而不只是在駛?cè)ブ罅⒓幢粓?zhí)行。在這種情況下，即使排氣再循環(huán)被提供，其也被關(guān)閉。
[0041]一旦到達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，預(yù)加熱就將是無用的并且甚至可能達(dá)不到預(yù)期目的，因?yàn)?，如之前陳述的，被再循環(huán)的排氣的冷卻能夠減少的NOx形成。然而，假如預(yù)加熱與冷卻彼此協(xié)調(diào)，加熱設(shè)備的提供與被再循環(huán)的排氣的冷卻不是相互矛盾的。
[0042]該方法的另一實(shí)施例的區(qū)別特征是在延伸越過一點(diǎn)的時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行預(yù)加熱步驟，在所述點(diǎn)時(shí)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理單元已經(jīng)到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，其中時(shí)間段隨著內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理單元的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)而增加。在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被實(shí)施為車輛的柴油或火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，車輛的里程，而不是運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)，可以被用作用于增加時(shí)間段的參考變量。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或里程增加，排氣后處理單元的性能下降，導(dǎo)致排氣排放物增加。令人意外地出現(xiàn)的是，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)增加，通過增加預(yù)加熱步驟能夠顯著地減少性能的下降。因此，可能的是，在不必以具有過多貴金屬的催化轉(zhuǎn)化器的形式提供排氣后處理單元的情況下，排氣排放物能夠在大的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)內(nèi)很大程度上保持恒定，并滿足保持環(huán)境保護(hù)要求。
[0043]在進(jìn)一步的發(fā)展中，根據(jù)本公開的方法包含以下步驟:
[0044]-依靠排氣再循環(huán)道使排氣從排氣道再循環(huán)到進(jìn)給道內(nèi)。
[0045]如在開始已經(jīng)提到的，NOx排放物的減少有利于使排氣再循環(huán)，有利于使其與進(jìn)口空氣混合，以及有利于使其再次返回至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，在根據(jù)本公開的方法的這種發(fā)展中，進(jìn)口空氣和進(jìn)口空氣與排氣的混合物都能夠被預(yù)加熱。向最新的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣被壓縮，使得排氣同樣以壓縮狀態(tài)被送回。然而，取決于管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，低壓排氣再循環(huán)也可以被執(zhí)行。加熱設(shè)備的使用不依賴于排氣再循環(huán)的類型。然而，減少NOx排放物的效果基于進(jìn)口空氣與被再循環(huán)的排氣的混合物的冷卻，使得控制單元可以被設(shè)定為僅當(dāng)排氣再循環(huán)不在進(jìn)行中時(shí)執(zhí)行預(yù)加熱。具體地，排氣再循環(huán)不在啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之后立即被執(zhí)行。
[0046]圖1示意地表示了根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)10的第一示例性實(shí)施例，其中管道系統(tǒng)10用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12供給空氣和排氣，以及用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12中排出由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的排氣，在一些示例中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以被安裝在車輛中。管道系統(tǒng)10包含用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12供給空氣的進(jìn)給道14，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12在示出的示例中被設(shè)計(jì)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)給道14包含進(jìn)氣口 16，通過進(jìn)氣口 16將空氣從周圍環(huán)境引入到進(jìn)給道14內(nèi)。為了能記錄流入進(jìn)給道14的空氣的體積流量，進(jìn)氣傳感器18被設(shè)置在進(jìn)氣口 16的下游。依靠壓縮設(shè)備20壓縮流入的空氣，壓縮設(shè)備20由膨脹設(shè)備22驅(qū)動(dòng)，為此目的，壓縮設(shè)備20和膨脹設(shè)備22被連接至軸24。被壓縮的空氣從壓縮設(shè)備20向前流至空氣過濾器26，被壓縮的空氣在空氣過濾器26中擺脫顆粒?？諝膺^濾器26包含旁通管28，空氣能夠通過旁通管28向前流動(dòng)，從而完全或部分地繞過空氣過濾器26。流過旁通管28的空氣量由控制擋板30調(diào)節(jié)。設(shè)置在旁通管28中的是加熱設(shè)備32，其用于將流入的空氣加熱至指定的溫度。另外，設(shè)置在空氣過濾器26上游的是溫度控制模塊34，其用于記錄流入的空氣的溫度，以及通過相應(yīng)地激活加熱設(shè)備32而調(diào)整流入的空氣的溫度。如果流入的空氣的溫度過高，溫度控制模塊34則激活控制擋板30，使得空氣主要通過旁通管28，以便防止空氣過濾器26的熱過載。
[0047]進(jìn)給道14在空氣過濾器26的下游繼續(xù)，并將空氣運(yùn)送至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12，進(jìn)給道14在此終止。溫度傳感器36與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12很靠近地設(shè)置在進(jìn)給道中，以便測量流入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的空氣的溫度。在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12中，空氣與經(jīng)由設(shè)備(未不出)向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12供給的燃料一起燃燒，從而產(chǎn)生排氣，其經(jīng)由排氣道38排出。排氣首先流過膨脹設(shè)備22，在其中排氣膨脹，并且軸24被驅(qū)動(dòng)，由此反過來使壓縮設(shè)備20旋轉(zhuǎn)，用于壓縮空氣。在膨脹后，排氣流至排氣后處理單元40，其在示出的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下包含柴油氧化催化轉(zhuǎn)化器42 (D0C)、柴油微粒過濾器44 (DPF)和SCR催化轉(zhuǎn)化器46 (選擇性催化還原催化轉(zhuǎn)化器)。處理后的排氣然后經(jīng)由排氣口 48進(jìn)入周圍環(huán)境。
[0048]管道系統(tǒng)10包含排氣再循環(huán)道50，其從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12下游的排氣道38分出來，并經(jīng)由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12上游的排出口 52通向進(jìn)給道14。由此可能的是，使排氣與空氣以特定比例混合，并向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12供給混合物，使得在燃燒期間產(chǎn)生的NOx能夠降低。止回閥54被設(shè)置在排氣再循環(huán)道50中，以便可替代地執(zhí)行或中斷排氣再循環(huán)。由于被壓縮的排氣被再循環(huán)，這種排氣再循環(huán)的方法也被稱為高壓排氣再循環(huán)。
[0049]管道系統(tǒng)10還包括第二排氣再循環(huán)道56，其從柴油微粒過濾器44下游的排氣道38分出來，并通向壓縮設(shè)備20上游的進(jìn)給道14。在這種情況下，被膨脹的排氣被再循環(huán)，進(jìn)行這種低壓排氣再循環(huán)。合適的排放控制設(shè)備58被設(shè)置在第二排氣再循環(huán)道56中，其用于使被循環(huán)的排氣去掉對(duì)燃燒有害的物質(zhì)。然而，可以在失效或壓力過度損失的情況下通過第二旁通管60而繞過可能是催化轉(zhuǎn)化器或微粒過濾器的排放控制設(shè)備58。
[0050]為了更易于理解本公開，空氣和排氣的流動(dòng)方向通過箭頭加以標(biāo)識(shí)。
[0051]為了根據(jù)在任一特定時(shí)刻占主導(dǎo)地位的工況驅(qū)動(dòng)加熱設(shè)備32，提供了控制單元62，其例如無線地或經(jīng)由電線64 (如圖所示)連接至進(jìn)氣傳感器18、溫度控制模塊34和溫度傳感器36。在這種情況下，溫度控制模塊34可以被單獨(dú)設(shè)計(jì)(如圖所示)，或其可以被并入到控制單元62內(nèi)。此外，控制單元62能激活止回閥54，以便允許或阻止排氣再循環(huán)。此夕卜，止回閥54可以被設(shè)置為使被循環(huán)的排氣量是可變的。圖1僅示出了控制單元62能被使用的一些可能性。其他可能性是可行的。
[0052]圖2表示了根據(jù)本公開的管道系統(tǒng)100的第二示例性實(shí)施例。其僅在加熱設(shè)備32的設(shè)置方面不同于第一示例性實(shí)施例，加熱設(shè)備32被設(shè)置在空氣過濾器26的下游，剛好在進(jìn)給道14的末端之前。加熱設(shè)備32與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12之間的距離因此更短，使得熱損失降低。
[0053]控制單元62優(yōu)選被編程為使得其執(zhí)行根據(jù)本公開的方法，在該方法中加熱設(shè)備32直到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12和/或排氣后處理單元40已經(jīng)到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度才運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，為此目的，可以通過兩種運(yùn)轉(zhuǎn)溫度中的哪一種稍后到達(dá)，或根據(jù)哪一種溫度更容易測量或更具代表性，確定使用兩種運(yùn)轉(zhuǎn)溫度中的哪一種。為了確定運(yùn)轉(zhuǎn)溫度是否已經(jīng)到達(dá)，控制單元62可以考慮進(jìn)給道14中的空氣的溫度或空氣的體積流量，其他確定方法(例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的油溫)也是可行的。
[0054]可替代地，控制單元62可以確定內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或排氣后處理單元40，為此目的，也可以使用體積流量。倘若體積流量存在，可以隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間假設(shè)并記錄運(yùn)轉(zhuǎn)。可替代地，控制單元62可以考慮車輛的里程。越過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12和/或排氣后處理單元40已經(jīng)到達(dá)其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的點(diǎn)，使加熱設(shè)備32運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)預(yù)定的里程或運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)的函數(shù)，增加越過該點(diǎn)的時(shí)間長度。
[0055]在圖3a_c中整理了本公開基于的主要變量的各種相互關(guān)系。從圖3a中可以看出，在沒有預(yù)加熱進(jìn)口空氣的情況下，這里以CO和HC為代表的污染排放物隨著排氣后處理單元的老化而增加，這是具有已知的排氣后處理單元的情況。老化通過排氣后處理單元的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)為車輛提供動(dòng)力的情況下通過里程而量化。
[0056]圖3b圖是說明了預(yù)加熱對(duì)CO和HC污染排放物的影響。進(jìn)口空氣加熱時(shí)間越長，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理單元越接近其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，這導(dǎo)致減少CO和HC污染排放物。
[0057]圖3c表示了根據(jù)本公開的一種方法，其用于根據(jù)排氣后處理單元的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或車輛的里程調(diào)整預(yù)加熱的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)本公開，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)增加或隨著車輛的里程增加，預(yù)加熱的持續(xù)時(shí)間隨之增加。因此，由于排氣后處理單元的更多的老化而造成的污染排放物的增加(在圖3a中表示的)通過圖3b中的影響而被至少減輕或甚至完全消除，使得即使在高運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或高里程的情況下仍可以滿足環(huán)境保護(hù)要求。在理想的情況下，實(shí)現(xiàn)不依賴于運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)或里程的污染排放物的水平，如在圖3d中表示的。
[0058]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，介紹了用于加熱進(jìn)氣的方法400。控制器(諸如控制單元62)可以根據(jù)存儲(chǔ)在其上的指令執(zhí)行方法400。方法400基于排氣后處理設(shè)備的老化控制被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道中的加熱器(諸如加熱器32)的激活。
[0059]在402處，方法400包括確定運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。被確定的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)可以包括但不限于，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、進(jìn)氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷、排氣溫度、排氣再循環(huán)(EGR)閥位置以及其他參數(shù)。在404處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理設(shè)備溫度是否低于指定的溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理設(shè)備都可以具有各自的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，在該運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理設(shè)備均以最優(yōu)水平執(zhí)行。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度(例如，150°C)，低于該運(yùn)轉(zhuǎn)溫度損害燃料效率和/或排放物超過某一水平。另外，排氣后處理設(shè)備可以具有起燃溫度(例如，350°C)，低于該起燃溫度排氣排放物的轉(zhuǎn)換不發(fā)生，或不以合適的效率發(fā)生。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理設(shè)備低于其各自的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)在暖機(jī)階段可以運(yùn)轉(zhuǎn)為加熱發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣。暖機(jī)階段可以包括繞過圍繞散熱器的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液、以特定的空燃比運(yùn)轉(zhuǎn)等。暖機(jī)階段在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間可以從處于環(huán)境條件的靜止開始，直至催化劑到達(dá)所選起燃溫度。
[0060]如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理設(shè)備未低于指定的溫度運(yùn)轉(zhuǎn)，方法400返回。如果發(fā)動(dòng)機(jī)和/或后處理設(shè)備低于指定的溫度運(yùn)轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)階段期間，設(shè)置在進(jìn)氣通道中的加熱器被激活，如在406處指示的。在408處，被加熱器加熱的進(jìn)氣被引導(dǎo)至或要不然流至發(fā)動(dòng)機(jī)。被加熱的進(jìn)氣會(huì)快速地使發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣變暖。[0061]在410處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理設(shè)備是否已經(jīng)到達(dá)指定的溫度。如果為否，方法400循環(huán)返回到408，以使被加熱的進(jìn)氣流至發(fā)動(dòng)機(jī)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣后處理設(shè)備已經(jīng)到達(dá)指定的溫度，方法400進(jìn)入到412，以便在給定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)繼續(xù)加熱進(jìn)氣。給定的持續(xù)時(shí)間是基于排氣后處理設(shè)備的老化的時(shí)間段。例如，如在上面關(guān)于圖3a-3d闡述的，由于后處理設(shè)備老化，可用于與排氣成分反應(yīng)的催化劑(例如，貴金屬)的量減少，因此降低后處理設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率。然而，通過加熱進(jìn)氣，減少由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣成分(諸如CO和H)的量。因此，甚至在發(fā)動(dòng)機(jī)和/或后處理設(shè)備已經(jīng)到達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后通過在某一持續(xù)時(shí)間內(nèi)加熱進(jìn)氣，可以減少成分的產(chǎn)生。在發(fā)動(dòng)機(jī)和/或后處理設(shè)備已經(jīng)到達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后的加熱持續(xù)時(shí)間可以是后處理設(shè)備的老化的線性函數(shù)。在一個(gè)示例中，持續(xù)時(shí)間可以僅在410處到達(dá)指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后開始，并且這種額外的加熱可以僅在所選情況下使用，諸如在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)的情況下。因此，隨著后處理設(shè)備的老化增加，進(jìn)氣繼續(xù)被加熱的持續(xù)時(shí)間量也隨之增加。在一個(gè)示例中，時(shí)間量隨著老化量增加而非線性地增加。
[0062]在414處，在給定的持續(xù)之間后，加熱器被停用，并且進(jìn)氣不再被加熱。在416處，EGR系統(tǒng)中的EGR閥的位置可以被調(diào)整，以使指定的排氣量流至發(fā)動(dòng)機(jī)。僅在某些工況下，諸如在特定的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域的情況下，EGR可以被送至發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，在當(dāng)前的工況指示的情況下，EGR閥可以被調(diào)整。在一些示例中，當(dāng)進(jìn)氣正被加熱器加熱時(shí)，EGR可以被禁用。然而，在其他示例的情況下，當(dāng)進(jìn)氣正被加熱器加熱時(shí)，在工況指示的情況下(例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷在閾值范圍內(nèi))，EGR可以被送至發(fā)動(dòng)機(jī)。方法400然后返回。
[0063]因此，圖4提供這樣的方法，其包含，在發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)階段期間，通過被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道中的加熱器，加熱流至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣；以及在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)到達(dá)指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后的給定持續(xù)時(shí)間內(nèi)，繼續(xù)通過加熱器加熱進(jìn)氣，給定的持續(xù)時(shí)間基于被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口中的排氣后處理設(shè)備的老化。在一個(gè)示例中，隨著排氣后處理設(shè)備的老化增加，給定的持續(xù)時(shí)間也隨之增加。進(jìn)氣通道可以是跨過進(jìn)氣過濾器聯(lián)接的旁通通道。
[0064]該方法還可以包含，在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)到達(dá)指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后，使排氣再循環(huán)至發(fā)動(dòng)機(jī)。如果進(jìn)氣過濾器上游的進(jìn)氣的溫度超過閾值溫度，該方法可以包括將至少部分進(jìn)氣輸送通過旁通通道。
[0065]該方法還包括，在給定的持續(xù)時(shí)間后，在沒有通過加熱器加熱進(jìn)氣的情況下，使進(jìn)氣流至發(fā)動(dòng)機(jī)。該方法還可以包含，在發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后，如果排氣后處理設(shè)備的溫度降至閾值溫度以下，通過加熱器加熱流至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣。
[0066]注意，本文中包括的示例控制和估算程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)構(gòu)造一起使用。本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等等。因此，所描述的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣地，實(shí)現(xiàn)本文中所描述的本發(fā)明的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖示和說明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行。此外，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖形地表示被編入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
[0067]應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本文中所公開的構(gòu)造和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸和其它發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括本文中所公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其它的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0068]所附權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。應(yīng)當(dāng)理解，這樣的權(quán)利要求包括納入一個(gè)或更多個(gè)這樣的元件，既不必也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這樣的元件。在這個(gè)或相關(guān)的申請(qǐng)中，通過修改本權(quán)利要求或提出新權(quán)利要求，所公開的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其它組合和子組合可以被要求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，無論是比原權(quán)利要求范圍更寬、更窄、等同或不同，均被認(rèn)為包含在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和/或排氣以及用于從所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的所述排氣的管道系統(tǒng)，其包含: 進(jìn)給道，其用于向所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給所述空氣和所述排氣， 排氣道，其用于從所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的所述排氣，一個(gè)或多個(gè)排氣后處理單元被設(shè)置在所述排氣道中，用于所述排氣的后處理，以及 加熱設(shè)備，其被設(shè)置在所述進(jìn)給道中，所述加熱設(shè)備被配置為執(zhí)行加熱過程，以便預(yù)加熱向內(nèi)所述燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的所述空氣，其中根據(jù)近似代表所述一個(gè)或多個(gè)排氣處理單元中的至少一個(gè)的老化狀態(tài)的變量，控制所述加熱過程的持續(xù)時(shí)間和/或由所述加熱設(shè)備釋放的熱輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)，其中近似代表所述至少一個(gè)排氣處理單元中的所述老化狀態(tài)的所述變量是所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、里程和/或所述至少一個(gè)排氣后處理單元的總的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)，其還包含排氣再循環(huán)道，所述排氣再循環(huán)道用于將所述排氣從所述排氣道送回到所述進(jìn)給道內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道系統(tǒng)，其中所述排氣再循環(huán)道在排出口通向所述進(jìn)給道，并且所述加熱設(shè)備被設(shè)置在所述排出口的上游。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道系統(tǒng)，其中所述排氣再循環(huán)道在排出口通向所述進(jìn)給道，并且所述加熱設(shè)備被設(shè)置在所述排出口的下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)，其還包含被設(shè)置在所述進(jìn)給道中的溫度控制模塊，所述溫度控制模塊用于控制所述進(jìn)給道中的所述空氣和/或所述排氣的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)，其中所述管道系統(tǒng)被聯(lián)接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道系統(tǒng)，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝在車輛中。
9.一種用于運(yùn)轉(zhuǎn)管道系統(tǒng)的方法，其包含: 通過進(jìn)給道向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和排氣； 通過排氣道從所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中排出由所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣； 通過被設(shè)置在所述排氣道中的一個(gè)或多個(gè)排氣后處理單元處理所述排氣；以及 通過被設(shè)置在所述進(jìn)給道中的加熱設(shè)備預(yù)加熱向所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)供給的所述空氣和/或所述排氣，根據(jù)近似代表所述至少一個(gè)排氣處理單元的老化狀態(tài)的變量進(jìn)行所述預(yù)加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中直到所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或所述排氣后處理單元已經(jīng)達(dá)到其各自的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，才執(zhí)行所述預(yù)加熱。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述預(yù)加熱被執(zhí)行一時(shí)間段，所述時(shí)間段延伸超過所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或所述排氣后處理單元已經(jīng)達(dá)到其各自的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的點(diǎn)，其中所述時(shí)間段隨著所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或所述排氣后處理單元的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)而增加。
12.—種方法,其包含: 在發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)階段期間，通過被設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道中的加熱器加熱流至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣；以及 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后的給定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，通過所述加熱器繼續(xù)加熱所述進(jìn)氣，所述給定的持續(xù)時(shí)間基于被設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的排氣后處理設(shè)備的老化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包含，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到所述指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后，使排氣再循環(huán)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中隨著所述排氣后處理設(shè)備的所述老化增加，所述給定的持續(xù)時(shí)間增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述進(jìn)氣通道是跨過進(jìn)氣過濾器聯(lián)接的旁通通道。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其還包含，如果所述進(jìn)氣過濾器上游的所述進(jìn)氣的溫度超過閾值溫度，則將所述進(jìn)氣的至少一部分輸送通過所述旁通通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包含，在所述給定的持續(xù)時(shí)間后，在沒有通過所述加熱器加熱所述進(jìn)氣的情況下使所述進(jìn)氣流至所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包含，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到所述指定的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后，如果所述排氣后處理設(shè)備的溫度降至閾值溫度以下，則通過所述加熱器加熱流至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)氣。·
【文檔編號(hào)】F01N13/08GK103590881SQ201310356088
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月15日
【發(fā)明者】C·W·維吉爾德, Y·M·S·雅庫伯, D·羅杰 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司