寒冷环境温度条件下使用气缸切断方法的柴油机排气流体剂量器保护与流程

寒冷环境温度条件下使用气缸切断方法的柴油机排气流体剂量器保护
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2019年3月14日提交的美国临时专利申请第62/818,524号的优先权，该专利申请通过引用全文并入本文。
技术领域
2.本公开涉及在寒冷环境温度条件下操作与发动机流体连通的排气后处理系统。更具体地，本公开涉及用于当在寒冷环境温度条件下操作时控制发动机以产生排气以防止排气后处理系统的组件过热的系统和方法。


背景技术：

3.车辆可以在各种环境条件(具有广泛的环境温度范围)下运行。在寒冷的环境温度条件下，一些发动机子系统可能会冻结，尤其是在车辆发动机关闭后。例如，在某些组件下，与发动机流体连通的排气后处理系统的柴油机排气流体(def)剂量器可能会冻结。当def剂量器被冻结时，排气流中没有def循环。


技术实现要素：

4.一个实施例涉及一种方法。该方法包括基于环境空气温度和def源温度中的至少一个，确定排气后处理系统的至少一个柴油机排放流体(def)剂量器被冻结；该排气后处理系统与发动机处于排气接收连通，该发电机根据低负荷条件操作并包括多个气缸。该方法包括响应于确定所述至少一个def剂量器被冻结，以跳跃点火模式操作发动机。跳跃点火模式包括点火多个气缸的一部分。多个气缸的所述部分小于多个气缸的气缸总量。该方法包括响应于确定所述至少一个def剂量器可能解冻，停止跳跃点火模式。
5.另一个实施例涉及一种装置。该装置包括冻结确定电路和def剂量器保护电路。冻结确定电路被构造成基于环境空气温度和def源温度中的至少一个，确定排气后处理系统的至少一个柴油机排放流体剂量器被冻结。排气后处理系统与发动机处于排气接收连通，该发电机包括多个气缸并构造成根据低负荷条件操作。def剂量器保护电路被构造成响应于确定至少一个def剂量器被冻结，以跳跃点火模式操作发动机。跳跃点火模式包括点火多个气缸的一部分。多个气缸的所述部分小于多个气缸的气缸总量。def剂量器保护电路被构造成确定所述至少一个def剂量器可能解冻，并响应于确定所述至少一个def剂量器可能解冻而停止跳跃点火模式。
6.另一个实施例涉及一种系统。该系统包括排气后处理系统和控制器。排气后处理系统与包括多个气缸的发动机处于排气接收连通中。发动机被构造成根据低负荷条件操作。控制器被构造成基于环境空气温度和def源温度中的至少一个来确定至少一个def剂量器被冻结。控制器被构造成响应于控制器确定所述至少一个def剂量器被冻结而根据跳跃点火模式操作发动机。跳跃点火模式包括对多个气缸的一部分进行点火。多个气缸的所述
部分小于多个气缸的气缸总量。控制器被构造成响应于确定至少一个def剂量器可能解冻而停止跳跃点火模式。
7.从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见。
附图说明
8.图1是根据示例实施例的具有控制器的发动机和排气后处理系统的示意图。
9.图2是示出根据示例实施例的各种发动机点火模式的发动机排气温度的曲线图。
10.图3是根据示例实施例的包括图1的发动机和排气后处理系统的车辆的控制器的示意图。
11.图4是根据示例实施例的用于在寒冷发动机启动条件期间保护柴油机排气流体(def)剂量器的方法的流程图。
12.图5是根据示例实施例的用于基于任一def剂量器被冻结的可能性和基于选择性催化还原(scr)催化剂的烃(碳氢化合物)负载来优先选择发动机点火条件的逻辑结构的流程图。
具体实施方式
13.以下是与用于根据def剂量器保护模式动态控制发动机以在足够高以解冻冻结的柴油机排气流体(def)剂量器和足够低以防止冻结的def剂量器过热的温度下产生排气的方法、装置和系统相关的各种概念和实施方式的更详细描述。这里引入的各种概念可以以任何数量的方式实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。主要为了说明的目的提供了具体实施方式和应用的示例。
14.发动机可至少包括第一气缸组(bank)和第二气缸组，该第一气缸组包括多个第一气缸，该第二气缸组包括多个第二气缸。发动机可以基于该发动机的所需输出来点火所述第一气缸组、所述第二气缸组或所述第一气缸组和所述第二气缸组两者。每个气缸组与排气后处理系统进行排气接收连通，该排气后处理系统构造成在排气离开车辆之前将排气流中的氮氧化物(nox)还原成危害较小的化合物。排气流可包括多个def剂量器和选择性催化还原(scr)催化剂。
15.发动机启动后不久就可以在低负荷条件下操作。在某些气候中，车辆可能停放在室外环境条件下，其中环境空气温度低于某些车辆组件的冻结点。例如，当环境温度低于def的冻结点时，车辆可能停放在外面。在这种条件下，def剂量器、def源和/或连接def源到def剂量器的管道会冻结。在排气后处理系统的正常操作期间，通过def剂量器的def流和围绕def剂量器的def气流可以通过热传递冷却def剂量器(例如，当def穿过def剂量器和/或排气流中的def围绕def剂量器行进时，来自def剂量器的热被传递到def)。然而，当def剂量器被冻结时，def不被注入到排气流中，并且def不存在于排气流中以将热量从def剂量器转移离开，这可能导致def喷射器过热。因此，有利的是，在启动在寒冷环境条件下操作的发动机时识别冻结的def剂量器、并响应于识别冻结的def剂量器，控制发动机以在足够暖以解冻def剂量器和足够冷以防止冻结的def剂量器过热的温度下产生排气。
16.例如，车辆可以包括控制器，该控制器被构造成监控发动机的燃料需求，以满足从
操作者请求的发动机负荷，并基于燃料需求确定气缸组和/或气缸的各种组合是否应该被激活或停用。当要求高发动机负荷时，发动机可以点火两个气缸组。在低负荷发动机操作条件下，发动机可以根据跳跃点火操作模式和单组切断(sbco)操作模式工作。跳跃点火操作模式点火两个气缸组中的气缸，并产生足够冷的排气来解冻def剂量器，同时防止def剂量器过热。在sbco操作模式期间，只有一个气缸组被点火。根据sbco操作模式操作发动机时产生的排气热得足以再生scr催化剂，但可能导致冻结的def剂量器过热。
17.排气后处理系统还包括过滤器和催化剂，所述过滤器和催化剂被构造成在排气排出车辆之前从排气中去除污垢和碳烟并将nox还原为危害较小的排放物，例如n2和h2o。例如，排气后处理系统除其他外包括选择性催化还原(scr)催化剂。在发动机操作过程中，未燃烧的碳氢化合物、污垢、碳烟等会积聚在scr催化剂上，必须对scr催化剂进行再生，以保护scr催化剂。scr催化剂是通过与发动机一起产生非常高温的排气来再生的，以便scr催化剂中未燃烧的碳氢化合物、污垢、碳烟等燃烧掉。
18.控制器被构造成确定在低环境温度下的低负荷发动机操作条件下是否操作发动机以保护冻结的def剂量器和或保护scr催化剂。该控制器被构造成按照最高优先级到最低优先级的顺序对响应于确定存在非常高水平的结合烃、保护可能冻结的def剂量器的scr解吸(例如，scr催化剂再生)、响应于确定存在高水平的结合烃的scr解吸(例如，scr催化剂再生)以及正常sbco操作(例如，没有任何scr催化剂再生)进行优先级排序。例如，响应于确定scr催化剂具有高水平或非常高水平的结合烃并且至少一些def剂量器可能被冻结，控制器被构造成根据sbco模式操作发动机以再生scr催化剂。响应于确定结合的碳氢化合物的量为中等或低并且至少一个def剂量器可能被冻结，控制器被构造成根据跳跃点火模式操作发动机以保护可能被冻结的def剂量器。
19.通常参考附图，这里公开的各种实施例涉及用于控制在低温操作条件下以低操作负荷操作的发动机的发动机点火模式以防止排气后处理系统的def剂量器过热的系统、装置和方法。所述系统、装置和方法被构造成控制发动机以产生足够暖以解冻所述冻结的def剂量器(一个或多个)并且足够冷不过热所述冻结的def剂量器(一个或多个)的排气。所述系统、装置和方法还可以被构造成确定是控制发动机点火条件以在相对较低的温度下产生排气以解冻冻结的(一个或多个)def剂量器，还是控制发动机点火条件以在提高scr催化剂效率的相对较高的温度下产生排气和/或在足够高的温度下产生排气以进行scr催化剂再生。
20.如图1所示，根据示例实施例，描述了联接到两个排气后处理系统和控制器的发动机。车辆包括发动机系统10，该发动机系统10包括内燃机14和与发动机14进行排气接收连通的排气后处理系统18。根据一个实施例并且如图所示，发动机14被构造为利用柴油燃料的压燃式内燃机。然而，在各种替代实施例中，发动机14可以被构造为利用任何类型的燃料(例如，汽油)的任何其他类型的发动机(例如，火花点火)。在内燃机14内，来自大气的空气与燃料结合并燃烧，以为发动机提供动力。发动机14的压缩室中的燃料和空气的燃烧产生排气，该排气可操作地排放到排气歧管68和排气后处理系统18。在一些实施例中，发动机14可以是任何尺寸的发动机，其具有以v形配置定向的气缸并带有分离式排气后处理系统。在一些实施例中，发动机14可以是具有至少约30升发动机排量的大口径发动机。在一些实施例中，发动机14可以具有范围在约30升和约120升之间的发动机排量范围。如本文所用，“发
动机排量”通常指由发动机14中的所有气缸所排出的气体体积。在一些实施例中，气缸可以以v型配置定向。在这些实施例中，发动机14的范围可以从v8发动机到v20发动机。
21.发动机14至少包括第一气缸组22和第二气缸组26。多个燃烧气缸布置在第一气缸组22和第二气缸组26中。发动机14可由控制器38控制以点火气缸组22、26和/或气缸的各种组合以满足从操作者请求的发动机负荷。控制器38可以监视发动机14的燃料需求，以满足从操作者请求的发动机负荷，并基于燃料需求确定气缸组22、26和/或气缸的各种组合是否应该被激活或停用。当要求高发动机负荷时(例如，在高负荷发动机操作条件下)，发动机14可以点火两个气缸组22、26。当要求低发动机负荷时(例如，在低负荷发动机操作条件下)，发动机14可以点火气缸组22、26内的一部分气缸。在一些实施例中，在低负荷发动机操作条件下，发动机14可根据跳跃点火操作模式和单组切断(sbco)操作模式操作。短语“低负荷发动机操作条件”是指在不点火发动机14的所有气缸组的情况下可以满足的发动机操作条件。例如，低负荷发动机操作条件可以是以怠速操作发动机14。在另一个例子中，当车辆在执行任务时，可能会出现低负荷发动机操作条件。这种低负荷发动机操作条件可以包括卡车下坡行驶、机车低速运行或减速接近车站、挖掘机在等待负载时空转、分别在给泵或钻机供电前空转的压裂钻机或钻机、发电机组在等待负载时空转等。
22.在跳跃点火操作模式中，发动机负荷可以在第一气缸组22和第二气缸组26之间分配，使得第一气缸组22的一部分和第二气缸组26的一部分被点火。第一气缸组22的被点火的部分和第二气缸组26的被点火的部分分别小于第一气缸组22中的气缸总量和第二气缸组26中的气缸总量。在跳跃点火模式中，气缸点火顺序跳过相邻气缸，使得第一气缸组22和第二气缸组26的一半气缸点火。例如，对于v16发动机，8个气缸点火。在一些实施例中，点火的气缸位于第一气缸组22和第二气缸组26的端部。
23.在sbco操作模式下，发动机14关闭第一气缸组22或第二气缸组26，并用剩余的操作气缸组22、26产生所需的负荷。
24.图2示出了在低环境温度和低发动机负荷操作条件下排气温度与马力的关系图。曲线42示出了在第一气缸组22和第二气缸组26中的所有气缸上点火的发动机。曲线46示出了根据跳跃点火模式操作的发动机。曲线50示出了根据sbco操作模式操作的发动机。如图2所示，发动机在所有气缸点火的情况下操作所产生的排气温度与发动机在跳跃点火操作模式下操作所产生的排气温度基本相似。在sbco操作模式下操作的发动机产生的排气温度明显高于通过在所有气缸上点火的发动机或根据跳跃点火操作模式点火的发动机产生的排气温度。因此，命令发动机14点火所有气缸或命令发动机14根据跳跃点火操作模式操作可用于产生较低温度的排气(例如，相对于sbco操作条件)，以防止排气后处理系统18的组件(例如def剂量器78)的过热。此外，气缸组22、26两者都在点火，因此发动机14和排气后处理系统18基本上均匀地预热。在低负荷发动机操作条件下，发动机14根据跳跃点火模式操作，以防止排气后处理系统18的组件过热，以降低燃料消耗(例如，相对于点火所有气缸)。
25.回到图1，车辆包括排气后处理系统18，该排气后处理系统18与第一气缸组22和第二气缸组26中的每一个进行排气接收连通。为了方便起见，对排气后处理系统18和其中的组件使用相同的编号。每个排气后处理系统18包括柴油机微粒过滤器(dpf)54、柴油机氧化催化剂(doc)58、具有scr催化剂66的选择性催化还原(scr)系统62、以及和氨氧化(amox)催化剂70。scr系统62还包括还原剂输送系统，该还原剂输送系统具有柴油机排气流体(def)
源74，该柴油机排气流体(def)源74通过def管线82向def剂量器78供应def。def源74和/或def管线82中的def可以在低环境温度条件下冻结，并且可以防止def剂量器78分配def，直到def源74和/或def管线82中的def解冻为止。
26.燃烧空气通过发动机进气歧管34进入发动机14，并流向第一燃烧气缸组22和第二燃烧气缸组26。在排气流动方向上，如方向箭头84所示，排气从发动机14流入排气后处理系统18的入口管道86。排气从入口管道86流入doc58，并离开doc58进入排气管道的第一分段90a。排气从排气管道的第一分段90a流入dpf54，并离开dpf54进入排气管道的第二分段90b。排气从排气管道的第二分段90b流入scr催化剂66，并离开scr催化剂66进入排气管道的第三分段90c。当排气流过排气管道的第二分段90b时，它被def剂量器78周期性地计量加入def。因此，排气管道的第二分段90b用作分解室或管，以促进def分解为氨。在排气从排气后处理系统18排出之前，排气从排气管道的第三分段90c流入amox催化剂70，并从amox催化剂70流出进入出口管道94。基于前述，在所示的实施例中，doc58位于dpf54和scr催化剂66的上游，并且scr催化剂66位于dpf54的下游和amox催化剂70的上游。然而，在替代实施例中，排气后处理系统18的组件的其他布置也是可能的(例如，amox催化剂70可以从排气后处理系统18中排除)。
27.doc58可以具有各种流通设计中的任何一种。通常，doc58被构造成氧化排气中的至少一些颗粒物质(例如煤烟的可溶性有机部分)，并将排气中未燃烧的碳氢化合物和co还原为环境危害较小的化合物。例如，doc58可以构造成降低排气中的碳氢化合物和co浓度，以满足排气的那些组分的必要排放标准。doc58的氧化能力的间接结果是doc58将no氧化成no2的能力。以这种方式，离开doc58的no2水平等于在由发动机14产生的排气中的no2加上通过doc58从no转化而来的no2。
28.除了处理排气中的碳氢化合物和co浓度之外，doc58还可用于dpf54、scr催化剂66和amox催化剂70的受控再生。这可以通过将未燃烧的hc注入或计量加入到doc58上游的排气中来实现。在与doc58接触时，未燃烧的hc发生放热氧化反应，其导致排出doc58并随后进入dpf54、scr催化剂66和/或amox催化剂70的排气的温度升高。选择添加到排气中的未燃烧的hc的量以实现期望的温度增加或目标受控再生温度。
29.dpf54可以是各种流通设计中的任何一种，并且被构造成减少排气中的颗粒物质(例如，煤烟和灰烬)浓度，以满足一个或多个必要的排放标准。dpf54捕获颗粒物质和其他成分，因此需要定期再生以烧掉捕获的成分。另外，dpf54可以被配置成独立于doc58氧化no以形成no2。
30.如上所述，在该示例配置中，scr系统62包括具有def源74、泵(未示出)和/或剂量器78的还原剂输送系统。还原剂源74可以是能够保留还原剂(例如，氨(nh3)、def(例如，尿素)或柴油)的容器或罐。还原剂源74与泵连通地提供还原剂，所述泵被构造成通过还原剂输送管线将还原剂从还原剂源74泵送到def剂量器78。def剂量器78位于scr催化剂66的上游。控制器38被构造成控制输送到排气的def的时间和量。虽然本公开通常涉及还原剂def，但在一些实施例中，氨可以代替def或除了def之外从def剂量器78中分配。def分解生成氨。如上简要所述，氨在scr催化剂66的存在下与nox反应，以将nox还原为危害较低的排放物(例如n2和h2o)。排气流中的nox包括no2和no。通常来说，在nh3存在下，通过由scr催化剂66的催化元素驱动的各种化学反应，no2和no两者都被还原为n2和h2o。
31.scr催化剂66可以是本领域已知的各种催化剂中的任何一种。例如，在一些实施例中，scr催化剂66是钒基催化剂，而在其他实施例中，scr催化剂66是沸石基催化剂，例如cu沸石或fe沸石催化剂。在一个代表性的实施例中，还原剂是水性尿素，并且scr催化剂66是沸石基催化剂。在一些实施例中，scr催化剂66的效率依赖于温度，这意味着scr催化剂66在较高的温度下更有效地将nox还原为危害较小的排放物。
32.amox催化剂70可以是各种流通式催化剂中的任何一种，其构造为与氨反应以主要产生氮。如上简要所述，amox催化剂70被构造成去除已经滑过scr催化剂66或离开scr催化剂66的氨，而不与排气中的nox反应。在某些情况下，排气后处理系统18可以在有或没有amox催化剂的情况下操作。此外，虽然在图1和3中amox催化剂70被示为从scr催化剂66分离的单元，但在一些实施方式中，amox催化剂70可以与scr催化剂66集成，例如，amox催化剂70和scr催化剂66可以位于同一外壳内。根据本公开，scr催化剂66和amox催化剂70串联放置，其中，scr催化剂66在amox催化剂70之前。
33.各种传感器可以战略性地布置在整个发动机14、排气后处理系统18以及外部环境中或外部环境附近，并且可以与控制器38通信以监测发动机系统10的操作条件和监测环境条件。例如，传感器可以包括定位在排气后处理系统18内的nox传感器98和温度传感器102、发动机进气歧管温度传感器106、发动机冷却剂温度传感器110、环境(例如，室外)温度传感器114和def源74温度传感器118。就这一点而言，控制器38可以从一个或多个传感器接收数据。温度传感器102与scr催化剂66相关联，因此可以定义为scr温度传感器102。scr温度传感器102被战略性地定位以检测流入和流出scr催化剂66的排气的温度。发动机进气歧管温度传感器106可以定位在发动机系统10的发动机进气歧管34处或靠近发动机进气歧管34以检测进入发动机系统10的空气的温度。发动机冷却剂温度传感器110可以战略性地定位以确定发动机冷却剂的温度。在一些实施例中，环境温度传感器114可以定位在车辆外部或靠近车辆外部以确定车辆环境的温度。在其他实施例中，环境温度传感器114可以位于远程位置并与车辆的控制器38无线通信。在一些实施例中，车辆可以不包括环境空气温度传感器114。在这样的实施例中，控制器38可以基于传感器106感测的进入发动机进气歧管的空气温度来确定环境空气温度。def源温度传感器118可以定位在def源74中或靠近def源74以确定def源74内的def的温度。
34.尽管所示的排气后处理系统18包括沿着排气流动路径相对于彼此定位在特定位置的doc58、dpf54、scr催化剂66和amox催化剂70中的一个，但在其他实施例中，排气后处理系统18可根据需要包括沿着排气流动路径相对于彼此定位在各种位置中的任何一个的各种催化剂中的多于一个。此外，尽管doc58和amox催化剂70是非选择性催化剂，但在一些实施例中，doc58和amox催化剂70可以是选择性催化剂。
35.图1还示出包括操作者输入/输出(i/o)设备122。操作者i/o设备122可通信地联接到控制器38，使得可以在控制器38和操作者i/o设备122之间交换信息，其中该信息可以与图1的一个或多个组件或控制器38的终止/命令/指令/等(下面描述)有关。操作者i/o设备122使车辆的操作者(或另一乘客)能够与控制器38以及图1的车辆和组件的一个以上组件通信。例如，操作者i/o设备122可以包括但不限于交互式显示器、触摸屏设备、一个或多个按钮和开关、语音命令接收器等。通过操作者i/o设备122，控制器38可以提供关于这里描述的操作的各种信息。
36.控制器38被构造成控制发动机系统10和相关子系统的操作，例如内燃机14和排气后处理系统18。根据一个实施例，图1和3的组件实施在车辆中。车辆可以包括公路或越野车辆，所述车辆包括但不限于线路运输卡车、中程卡车(例如，皮卡)、坦克、飞机、机车和任何其他类型的使用scr系统的车辆。在另一个实施例中，发动机可以实施在发电机中。组件之间和之中的通信可以通过任意数量的有线或无线连接进行。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、cat5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括因特网、wi
‑
fi、蜂窝、无线电等。在一个实施例中，控制器区域网络(“can”)总线提供信号、信息和/或数据的交换。can总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器38可通信地联接到图1的系统和组件，所以控制器38被构造为接收来自图1所示的一个或多个组件的数据。例如，数据可以包括nox数据(例如，来自nox传感器98的输入nox量和来自nox传感器98'的输出nox量)、温度数据(例如，由scr温度传感器102、发动机进气歧管温度传感器106、发动机冷却剂温度传感器110、环境空气温度传感器114、def源温度传感器118感测的温度)以及经由一个或多个传感器接收的车辆操作数据(例如，发动机速度、车辆速度、发动机温度等)。作为另一示例，数据可以包括来自操作者i/o设备122的输入，例如所需的发动机负荷。关于图3，进一步描述控制器38的结构和功能。
37.现在参考图3，根据示例实施例示出了图1的车辆100的控制器38的示意图。如图3所示，控制器38包括具有处理器130和存储设备134的处理电路126、冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150、优先化电路154和通信接口158。通常，控制器38被构造成确定(一个或多个)def剂量器中的至少一个被冻结的可能性，并且响应于确定(一个或多个)def剂量器中的至少一个可能被冻结，确定解冻时间段、并在解冻时间段期间根据跳跃点火模式操作发动机14。
38.在一种配置中，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154被实现为可由诸如处理器130的处理器执行的机器或计算机可读介质。如本文所述以及其他用途中，机器可读介质促进特定操作的执行以实现数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以提供指令(例如，命令等)以例如从特定传感器或虚拟传感器获取数据。就这一点而言，机器可读介质可包括定义数据采集频率(或数据传输)的可编程逻辑。计算机可读介质可包括可以以包括但不限于java等的任何编程语言和任何常规过程编程语言(诸如“c”编程语言或类似编程语言)编写的代码。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下，远程处理器可以通过任何类型的网络(例如，can总线等)彼此连接。
39.在另一配置中，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路和优先化电路154被实现为诸如电子控制单元的硬件单元。就此而言，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可以实施为一个或多个电路组件，包括但不限于处理电路、网络接口、外围设备、输入设备、输出设备、传感器等。在一些实施例中，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可以采用一个或多个模拟电路、电子电路(例如，集成电路(ic)、分立电路、片上系统(soc)电路、微控制器等)、电信电路、混合电路和任何其他类型的“电路”的形式。就这一点而言，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可包括用于完成或促进实现本文所述
操作的任何类型的组件。例如，这里描述的电路可以包括一个或多个晶体管、逻辑门(例如nand、and、nor、or、xor、not、xnor等)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等等)。冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154还可以包括可编程硬件设备，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可以包括用于存储可由冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154的一个或多个处理器执行的指令的一个或多个存储设备。一个或多个存储设备和处理器可以具有与本文关于存储设备134和处理器130提供的相同的定义。在一些硬件单元配置中，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可以在地理上分散在车辆中的各个单独位置。或者，如图所示，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可以实施在单个单元/外壳中或内部，该单元/外壳被示为控制器38。
40.在所示的示例中，控制器38包括具有处理器130和存储设备134的处理电路126。处理电路126可以被构造或配置为执行或实施本文描述的关于冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154的指令、命令和/或控制过程。因此，所描述的配置将冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154表示为机器或计算机可读介质。然而，如上所述，由于本公开设想了冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154或冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154中的至少一个电路被配置为硬件单元的其他实施例，因此该说明并不意味着限制。所有这些组合和变化都意图落入本公开的范围内。
41.处理器130可被实施为一个或多个通用处理器、专用集成电路(asic)、一个或多个现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、一组处理组件或者其他合适的电子处理组件。在一些实施例中，一个或多个处理器可以由多个电路共享(例如，冻结确定电路138、def剂量器保护电路142、解冻确定电路146、点火控制电路150和优先化电路154可以包括或以其他方式共享同一处理器，在一些示例实施例中，该处理器可以执行经由存储器的不同区域存储或以其他方式访问的指令)。可选地或另外地，一个或多个处理器可构造成独立于一个或多个协同处理器来执行或以其他方式执行某些操作。在其他示例实施例中，两个或更多个处理器可通过总线联接以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有这些变化都意图落入本公开的范围内。存储设备134(例如，ram、rom、闪存、硬盘存储器等)可以存储用于促进本文描述的各种处理的数据和/或计算机代码。存储设备134可以可通信地连接到处理器130，以向处理器130提供计算机代码或指令以执行本文描述的至少一些处理。此外，存储设备134可以是或包括有形的，非瞬态的易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储设备134可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。
42.通信接口158可以是/包括用于与各种系统、设备或网络进行数据通信的有线或无线接口(例如，插孔、天线、发射机、接收机、收发器、有线终端等)的任何组合。例如，通信接口158可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和端口和/或
用于经由无线通信网络进行通信的wi
‑
fi收发器。通信接口158可以被构造为经由局域网或广域网(例如，互联网等)进行通信，并且可以使用各种通信协议(例如，ip、lon、蓝牙、zigbee、无线电、蜂窝，近场通信等)。
43.控制器38的通信接口158可以促进控制器38与车辆的一个或多个组件(例如，车辆子系统的组件(例如发动机系统10和排气后处理系统18)、操作者i/o设备122、传感器等)之间和之中的通信。控制器38和车辆组件之间的通信可以经由任何数量的有线或无线连接(例如，ieee742下的任何标准等)。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、cat5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括互联网、wi
‑
fi、蜂窝、蓝牙、zigbee、无线电等。在一个实施例中，控制器局域网(can)总线提供信号、信息和/或数据的交换。can总线可以包括任何数量的有线和无线连接，其提供信号、信息和/或数据的交换。can总线可以包括局域网(lan)或广域网(wan)，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。
44.冻结确定电路138被构造成响应于确定发动机14刚刚起动而激活。冻结确定电路138被构造成从环境空气温度传感器114接收指示环境空气温度的信息，并从def源温度传感器118接收指示存储在def源74中的def的温度的信息。冻结确定电路138被构造成基于指示环境空气温度的信息和/或指示def源74温度的信息来确定def剂量器78中的至少一个被冻结的可能性。例如，冻结确定电路138可以被构造成将指示环境空气温度的信息与预定的环境空气温度阈值进行比较。冻结确定电路138可以将指示def源74温度的信息与预定def源温度阈值进行比较。响应于确定环境温度低于预定空气温度阈值和/或响应于确定def源74温度低于预定def源温度阈值，冻结确定电路138可以确定def剂量器78中的至少一个可能被冻结。预定空气温度阈值和/或预定def源温度阈值可以是def的温度冻结点或冻结点范围。冻结确定电路138被构造成响应于确定def剂量器78中的至少一个可能被冻结而设置def冻结标志或故障代码。冻结确定电路138被构造成响应于确定def剂量器78未冻结而不设置def冻结标志。
45.在一些实施例中，冻结确定电路138可以被构造成接收指示def剂量器78(例如，def源74和/或def管线82)上游组件中的def被冻结的信息。冻结确定电路138可以响应于确定def剂量器78上游组件中的def被冻结而设置def冻结标志。
46.在一些实施例中，冻结确定电路138可以被构造成确定至少一个def剂量器处于非剂量(non
‑
dosing)状态的可能性。当发动机最近在低环境温度条件下启动时，处于非剂量状态的剂量器78可以被冻结def阻止。在这样的实施例中，冻结确定电路138被构造成接收指示def剂量器78中的至少一个的剂量状态的信息。在一些实施例中，指示def剂量器78中的至少一个的剂量状态的信息可以包括在def剂量器78中的至少一个处或邻近的压力、在def剂量器78中的至少一个处或邻近的温度、和/或在def剂量器78中的至少一个处或邻近的堵塞的存在。冻结确定电路138可以被构造成基于指示def剂量器78中的至少一个的剂量状态的信息来确定def剂量器78中的至少一个处于非剂量状态的可能性。冻结确定电路138被构造成响应于确定def剂量器78中的至少一个可能处于非剂量状态而设置非剂量标志。冻结确定电路138被构造成响应于确定def剂量器78可能都处于剂量状态而不设置非剂量。
47.def剂量器保护电路142被构造成响应于确定至少一个def剂量器78被冻结而激活。例如，def剂量器保护电路142可以被构造成响应于确定存在def冻结标志而激活。在一
些实施例中，def剂量器保护电路142被构造成响应于发动机进气歧管34温度降至低于预定阈值和/或发动机冷却剂温度降至低于预定阈值、以及存在def冻结标志而激活。def剂量器保护电路142被构造成接收指示存储在def源74中的def的温度的信息和/或指示环境空气温度的信息。def剂量器保护电路142被构造成基于指示环境空气温度的信息和/或指示存储在def源74中的温度def的信息来确定解冻时间段。解冻时间段可以包括至少一个def剂量器78解冻可能需要的时间量和使还原剂输送系统从冻结的(一个或多个)def剂量器78恢复的附加缓冲时间段。在一些实施例中，附加缓冲时间段可以基于(一个或多个)def泵启动所需的时间量。在一些实施例中，def剂量器保护电路142可以通过使用指示环境空气温度的信息和/或指示def源温度的信息作为一个或多个查找表的输入来确定解冻时间段。在基于指示环境空气温度的信息和指示def源温度的信息不同而确定解冻时间的情况下，def剂量器保护电路142被构造成使用较长的解冻时间段。
48.def剂量器保护电路142被构造成命令点火控制电路150在解冻时间段内根据跳跃点火模式操作发动机14。解冻时间段结束后，def剂量器保护电路142被构造成接收指示(一个或多个)def剂量器78的状态的信息。在所示的实施例中，(一个或多个)def剂量器78的状态可以是冻结状态或解冻状态。在一些实施例中，指示(一个或多个)def剂量器78状态的信息可以包括def源74的温度、进入排气后处理系统18的排气温度、和/或和def剂量器78中的一个或多个处或附近的def温度。def剂量器保护电路142可以基于指示(一个或多个)def剂量器78的状态的信息来确定def剂量器78可能已经解冻。def剂量器保护电路142被构造成停止跳跃点火模式。响应于确定(一个或多个)def剂量器78可能已经解冻，def剂量器保护电路142被构造成移除def冻结标志。去除def冻结标志可允许点火控制电路150在低负荷发动机操作条件下根据sbco操作模式操作发动机14。def剂量器保护电路142被构造成在去除def冻结标志之后失效。在一些实施例中，控制器38可以响应于在去除def冻结标志之后检测到泵启动的失败而设置解冻后标志。
49.响应于确定(一个或多个)def剂量器78不可能解冻，def剂量器保护电路142被构造成保持def冻结标志。def剂量器保护电路142被构造成基于如上所述的指示环境空气温度的信息和/或指示def源74的温度的信息来确定第二解冻时间段。在一些实施例中，def剂量器保护电路142被构造成至少部分地基于指示(一个或多个)def剂量器78的状态的信息来确定第二时间段。因此，指示(一个或多个)def剂量器78的状态的信息可用于由def剂量器保护电路142执行的操作的反馈控制。
50.在一些实施例中，def剂量器保护电路142可以确定(一个或多个)def剂量器78和存储在def源74中的def都可能解冻的可能性。在这样的实施例中，def剂量器保护电路142被构造成响应于确定(一个或多个)def剂量器78和def源74中的def都解冻而移除def冻结标志。
51.点火控制电路150被构造成从诸如加速踏板或操纵杆的操作者i/o设备122接收指示发动机14上的期望负荷的信息。点火控制电路150被构造成基于指示发动机14上的期望负荷的信息和来自其他发动机和/或车辆系统(诸如操作者i/o设备122)的命令和/或反馈来控制第一气缸组22和第二气缸组26的气缸点火动态。在所示的实施例中，点火控制电路150被构造成从def剂量器保护电路142接收命令。更具体地，点火控制电路150被构造成响应于来自def剂量器保护电路142的命令，在解冻时间段内根据跳跃点火模式点火第一气缸
组22和第二气缸组26。点火控制电路150被构造成响应于确定存在def冻结标志而中断sbco模式、任何负荷管理模式和任何快速空转模式。点火控制电路150被构造成响应于确定和/或接收指示def剂量器78已经解冻的信息而停止跳跃点火模式。点火控制电路150被构造成响应于确定不存在def冻结标志，在低发动机负荷操作条件期间根据sbco模式点火第一气缸组22和第二气缸组26。在低发动机负荷操作条件期间根据sbco模式操作发动机14，可以减少由发动机14产生的烃的量，从而减少当scr催化剂66具有高数量的结合烃时发生的scr催化剂66再生事件的量。
52.图4示出了用于在冷发动机14启动条件期间保护def剂量器78的示例性方法400。在过程404处，响应于确定发动机14刚刚启动，激活冻结确定电路138。在过程408处，冻结确定电路138接收指示环境空气温度的信息和/或指示存储在def源74中的def的温度的信息。在过程412处，冻结确定电路138基于指示环境空气温度的信息和/或指示存储在def源74中的def温度的信息来确定def剂量器78中的至少一个被冻结的可能性。例如，冻结确定电路138可以将指示环境空气温度的信息与预定的环境空气温度阈值进行比较。冻结确定电路138可以将指示def源74温度的信息与预定def源温度阈值进行比较。响应于确定环境温度低于预定空气温度阈值和/或响应于确定def源74温度低于预定def源温度阈值，冻结确定电路138可以确定def剂量器78中的至少一个可能被冻结。在过程416处，冻结确定电路138响应于确定def剂量器78中的至少一个可能被冻结而设置def冻结标志。在过程420处，冻结确定电路138响应于确定不太可能有任何def剂量器78可能被冻结而不设置def冻结标志。在过程424处，点火控制电路150根据操作者使用操作者i/o设备122输入的期望的发动机负荷来控制发动机14。
53.在过程428处，def剂量器保护电路142响应于确定存在def冻结标志而激活。在过程432处，def剂量器保护电路142接收指示环境空气温度的信息和/或指示存储在def源74中的def的温度的信息。在过程436处，def剂量器保护电路142基于指示环境空气温度的信息和/或指示存储在def源74中的def的温度的信息来确定解冻时间段。在一些实施例中，def剂量器保护电路142通过将指示环境空气温度的信息和/或指示def源温度的信息输入到一个或多个查找表中来确定解冻时间段。在基于指示环境空气温度的信息和指示def源温度的信息确定解冻时间不同的情况下，def剂量器保护电路142选择较长的解冻时间。
54.在过程440处，def剂量器保护电路142被构造成命令点火控制电路在解冻时间段内根据跳跃点火模式操作发动机14。在跳跃点火模式期间，第一气缸组22的被点火的部分和第二气缸组26的被点火的部分分别小于第一气缸组22中的气缸总量和第二气缸组中的气缸总量。在跳跃点火模式期间，第一气缸组22和第二气缸组26中的每一个产生的排气温度比根据sbco操作模式操作的单个气缸组低。在跳跃点火模式期间产生的排气的温度足够热以解冻(一个或多个)冻结的def剂量器78，同时降低(一个或多个)冻结的def剂量器78过热的可能性。
55.在过程444处，在解冻时间段结束后，def剂量器保护电路142被构造成接收指示(一个或多个)def剂量器78的状态的信息。在过程448处，def剂量器保护电路142被构造成基于指示(一个或多个)def剂量器78的状态的信息来确定所有def剂量器78已经解冻的可能性。在一些实施例中，指示(一个或多个)def剂量器78状态的信息可以包括def源74的温度、进入排气后处理系统18的排气温度、和/或def剂量器78中的一个或多个处或附近的def
温度。在过程452处，响应于确定(一个或多个)def剂量器78可能解冻，def剂量器保护电路142去除def冻结标志。响应于确定(一个或多个)def剂量器78可能解冻，def剂量器保护电路142中止跳跃点火模式。在过程456处，响应于def冻结标志的去除，def剂量器保护电路142失效，并且点火控制电路150根据sbco模式控制第一气缸组22和第二气缸组26。
56.在过程460处，响应于确定def剂量器78中的一个或多个可能被冻结，def剂量器保护电路142维持def冻结标志。然后def剂量器保护电路142返回到过程432。在一些实施例中，当def剂量器保护电路142重复过程434时，def剂量器保护电路142还可以接收指示一个或多个def剂量器78的温度的信息。
57.优先化电路154被构造成响应于低环境温度操作条件下的低负荷发动机操作条件而激活。在一些实施例中，低温操作条件下的低负荷发动机操作条件发生在发动机14最近启动时。优先化电路154被构造成确定是操作发动机14以保护多个def剂量器78和还是保护scr催化剂66。例如，根据跳跃点火模式操作发动机14产生具有第一气缸组22和第二气缸组26的较冷排气，其足够热以解冻冻结的def剂量器78，但足够冷以防止冻结的def剂量器78过热。然而，scr催化剂66在更高的操作温度下可以更有效，这意味着在跳跃点火模式下产生的较冷的排气可以降低scr催化剂66的效率和/或导致scr催化剂66上def的积累。根据sbco点火模式通过第一气缸组22和第二气缸组26之一操作发动机14产生高温排气。在sbco模式期间产生的高温排气会导致(一个或多个)冻结的def剂量器78的过热。scr催化剂66在较高的排气温度下更有效。当操作发动机14以产生高温排气时，scr催化剂66也可以进行再生。因此，在scr催化剂66具有高水平的烃负载的条件下，根据sbco模式操作发动机14可以通过允许scr催化剂66上的至少一部分烃燃烧掉来保护scr催化剂66。优先化电路154被构造成按照最高优先级到最低优先级的顺序，对响应于确定可能存在非常高水平的结合烃、保护可能被冻结的def剂量器78(例如，如由def冻结标记所指示的)的scr解吸(例如，scr催化剂66再生)、、响应于确定可能存在高水平的结合烃的scr解吸(例如，scr催化剂66再生)和正常sbco操作(例如，没有任何scr催化剂再生66)进行优先级排序。
58.优先化电路154的控制逻辑图500一般示于图5。优先化电路154被构造成在过程504确定def剂量器78中的至少一个是否可能被冻结。例如，优先化电路154可以被构造成查询解冻确定电路146以确定def冻结标志的存在或不存在。当发动机14最近在寒冷的环境温度条件下起动时，(一个或多个)def剂量器78可以被冻结的def阻塞。优先化电路154被构造成在过程508(当至少一个def剂量器78可能被冻结时)或过程512(在确定def剂量器78可能不被冻结之后)基于指示来自诸如加速踏板或控制杆之类的操作者i/o设备122的发动机14上的期望负荷的信息和指示由温度传感器106、110、114、118中的一个或多个确定的环境温度的信息来确定车辆是否在低温操作条件下以低操作负荷运行。
59.优先化电路154被构造成在过程516或520处确定scr催化剂66的烃负载。例如，优先化电路154可以确定scr催化剂66是否具有低至中等碳氢化合物负载(例如，低于预定1级阈值的碳氢化合物负载)和/或scr催化剂66是否具有非常高的碳氢化合物负载(例如，高于预定3级阈值的碳氢化合物负载)和/或scr催化剂66是否具有高碳氢化合物负载(例如，在预定2级阈值处，其负载高于预定1级阈值且低于预定3级阈值)。
60.优先化电路154被构造成基于def剂量器78中的任何一个被冻结的可能性和基于scr催化剂66的烃负载来优先级排序发动机点火条件的选择。优先化电路154被构造成响应
于确定def冻结标志存在和/或def剂量器78中的至少一个可能冻结，并且发动机14在低温操作条件下具有低操作负荷，从而根据跳跃点火模式524操作发动机14。例如，根据方法400，优先化电路154可以被构造成操作发动机14。优先化电路154被构造成响应于确定存在def冻结标记、发动机14在低温操作条件下不以低操作负荷操作以及scr催化剂66具有低至中等负荷，根据跳跃点火模式524操作发动机14。
61.优先化电路154被构造成在scr催化剂66具有高或非常高的烃负载时优先化(例如，选择有利的发动机14操作条件)scr催化剂66的健康而不是防止(一个或多个)冻结的def剂量器78的过热。优先化电路154被构造成响应于确定存在def冻结标记、发动机14在低温操作条件下不以低操作负荷操作以及scr催化剂66具有高烃负载，根据sbco点火模式528操作发动机14。优先化电路154被构造成响应于确定存在def冻结标记、发动机14在低温操作条件下不以低操作负荷操作以及scr催化剂66具有非常高的烃负载而关闭发动机14。
62.优先化电路154被构造成响应于确定def冻结标志不存在而基于scr催化剂66的负载来控制发动机14。优先化电路154被构造成响应于确定def冻结标记不存在并且发动机14在低温操作条件下不以低操作负荷操作，根据sbco点火模式528操作发动机14。优先化电路154被构造成响应于确定def冻结标记不存在、发动机14在低温操作条件下以低操作负荷操作、以及scr催化剂66具有低或高负载，根据sbco点火模式528操作发动机14。优先化电路154被构造成在过程532处响应于确定def冻结标志不存在、并且发动机14在低温操作条件下以低操作负荷运行、并且scr催化剂66具有非常高的烃负荷而关闭发动机14。
63.本文中主张的元件不应根据35u.s.c.
§
112(f)的规定来解释，除非使用短语“用于.....”明确叙述该元件。
64.为了本公开的目的，术语“联接”是指两个构件直接或间接地彼此连接或链接。这种连接本质上可以是固定的或可移动的。例如，发动机的传动轴“联接”到变速器的表示可移动的联接。这种连接可以用两个构件或两个构件以及任何附加的高构件来实现。例如，电路a可通信地“联接”到电路b的可表示电路a直接与电路b通信(即没有中间媒介)或与电路b间接通信(例如通过一个或多个中间媒介)。
65.虽然在图3中示出了具有特定功能的各种电路，但是应该理解，控制器118可以包括用于完成本文描述的功能的任何数量的电路。例如，电路138
‑
154的活动和功能可以组合在多个电路中或作为单个电路。具有附加功能的附加电路也可包含在内。此外，控制器118还可以控制超出本公开范围的其他活动。
66.如上所述，在一种配置中，“电路”可以在机器可读介质中实现，以由各种类型的处理器(例如图3的处理器130)执行。例如，所识别的可执行代码的电路可以包括计算机指令的一个或多个例如被组织为对象，过程或功能的物理或逻辑块。然而，所识别的电路的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的分散指令，这些指令当逻辑地连接在一起时，构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在不同的程序中以及跨越几个存储设备上的几个不同的代码段上，类似地，运行数据可以在本文中在电路内被识别和说明，并且可以以任何合适的形式来体现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。操作数据可以收集作为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置上，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。
67.尽管以上简要地定义了术语“处理器”，但是术语“处理器”和“处理电路”意在被广泛地解释。就此而言并且如上所述，“处理器”可以被实现为一个或多个通用处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)或构造成执行由存储器提供的指令的其他合适的电子数据处理组件。一个或多个处理器可以采取单核处理器、多核处理器(例如，双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等形式。在一些实施例中，一个或多个处理器可以在设备外部，例如，一个或多个处理器可以是远程处理器(例如，基于云的处理器)。优选地或另外地，一个或多个处理器可以是在装置的内部和/或本地的。在这方面，给定电路或其组件可以布置在本地(例如，作为本地服务器、本地计算系统等的一部分)或远程(例如，作为远程服务器的一部分，例如基于云的服务器)。为此，如本文所述的“电路”可包括分布在一个或多个位置上的组件。
68.虽然这里的图表可以示出方法步骤的具体顺序和组成，但是这些步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。例如，可以同时执行或者部分同时执行两个或更多个步骤。而且，可以组合作为分离的步骤执行的一些方法步骤，可以将组合步骤执行的步骤分成分离的步骤，某些过程的顺序可以颠倒或以其他方式变化，分离的过程的性质或数量可以被改变或变化。根据替代实施例，任何元件或装置的顺序或序列可以变化或替换。所有这样的修改旨在被包括在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。这些变化将取决于所选择的机器可读介质和硬件系统以及设计人员的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。
69.出于说明和描述的目的提出了对实施例的上述描述。并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行修改和变化，或者可以从本公开中获得修改和变化。选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够利用各种实施方式以及适合于预期的特定用途的各种修改。在不背离如所附权利要求所表达的本公开的范围的情况下，可以在实施例的设计、运行条件和布置中做出其他替代、修改、改变和省略。
70.因此，可以在不脱离其精神或基本特征的情况下以其他具体形式来体现本公开。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包含在其范围内。