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内燃发动机系统和操作内燃系统的方法与流程

2021-11-15 16:46:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种内燃发动机系统和包括这种系统的车辆。本发明还涉及控制内燃发动机系统的方法、计算机程序、计算机可读介质和控制单元。
2.本发明可以应用于重型车辆,诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管本发明将针对卡车进行描述,但是本发明不限于这种特定的车辆,而是也可以用于诸如小轿车的其他车辆中。


背景技术:

3.如今大多数卡车都由内燃发动机提供动力,内燃发动机具有在其中燃烧燃料的汽缸,由此产生废气。废气通常被转移到废气后处理系统(eats),在那里废气被处理,并且废气中的至少一些污染物被转化成无害的物质。该eats可以包括适于将碳氢化合物和一氧化碳转化为二氧化碳和水的氧化催化剂、捕获烟灰和灰烬的颗粒过滤器、以及有时在还原剂流体的帮助下将氮氧化物还原为氮的还原催化剂。在冷启动或低废气温度期间,希望将eats加热至其工作温度,并且偶尔希望将eats加热至高于正常废气温度的温度。这样的事件可以是烧掉收集的烟灰、在催化剂上收集的有毒物质(例如硫)或由还原剂产生的沉积物。这种升高的温度可以通过向氧化催化剂添加燃料来达到。例如,借助于发动机中的远后喷射,废气可以被未燃烧或部分燃烧的燃料富集。喷射的燃料中的碳氢化合物在催化剂上燃烧,从而提高温度。
4.为了保持低的nox形成,内燃发动机可以流体连接到废气再循环(egr)导管,用于一些废气的再循环。再循环的废气稀释了空气/燃料混合物,足以将燃烧温度降低到减少形成nox的氮和氧之间的反应的水平。
5.虽然这两种方法(即远后喷射和egr)对于它们的特定目的各自是有利的,但是,将这两种方法结合起来可能会导致问题。可能出现的一个问题是,从远后喷射获得的高浓度碳氢化合物可能负面地影响egr。更具体地,egr导管通常设置有egr冷却器。高浓度的碳氢化合物可能通过在冷的热交换器表面上冷凝而负面地影响egr冷却器,这将降低冷却器的冷却性能,并且因此降低发动机的效率。此外,egr中和因此进气中的高碳氢化合物浓度将负面地影响汽缸中的燃烧,在压缩冲程中过早燃尽。
6.us 9,518,486公开了一种操作具有两个第一汽缸和两个第二汽缸的内燃发动机的方法。egr气体仅取自第一汽缸,并且egr阀控制再循环到内燃发动机的气道的废气量。来自内燃发动机的废气的温度通过后喷射燃料而增加,燃料被催化转化器氧化。后喷射仅发生在第二汽缸中,该汽缸的废气不再循环。
7.尽管us 9,518,486的方法通过仅从第一汽缸再循环和仅在第二汽缸中后喷射来降低未燃烧的碳氢化合物进入egr的风险,但是希望提供一种没有这些限制的更灵活的内燃发动机系统。


技术实现要素:

8.本发明的目的是提供一种内燃发动机系统,其减轻了现有技术的上述缺点。
9.根据第一方面,该目的通过根据权利要求1所述的内燃发动机来实现。该内燃发动机系统包括:
10.‑
内燃发动机,其包括第一组一个或多个汽缸和与第一组分开的第二组一个或多个汽缸,
11.‑
废气再循环(egr)导管,其用于将废气从第一和第二组汽缸再循环到内燃发动机的入口,
12.‑
第一egr阀,其用于控制废气从第一组汽缸到egr导管的流动,和
13.‑
燃料喷射器,其用于将燃料喷射到第二组汽缸中的至少一个汽缸中,其中,该系统还包括:
14.‑
第二egr阀,其用于控制废气从第二组汽缸到egr导管的流动,
15.‑
控制器,其被配置成控制第二egr阀的关闭,从而防止废气从第二组汽缸流到egr导管,并且被配置成当第二egr阀关闭时启动燃料喷射器以用于将燃料远后喷射到第二组汽缸中的至少一个汽缸中,使得离开第二组汽缸的燃料的至少一部分未燃烧,
16.‑
涡轮,其被布置成接收未在egr导管中再循环的废气并由该废气驱动,和
17.‑
废气后处理系统(eats),其被布置成接收和处理未在egr导管中再循环的废气,该废气后处理系统包括用于远后喷射的燃料或其衍生物的燃烧的氧化催化剂,
18.其中,对于从第二组汽缸流出的废气,第二egr阀位于涡轮的上游。
19.本发明基于这样的认识,即通过提供两个egr阀,在正常操作模式下,来自两组汽缸的废气可以再循环,而在温度增加操作模式下,egr阀中的一个可以关闭,以便仅允许来自一组汽缸的再循环,以及在另一组汽缸中的远后喷射燃料。这为控制来自第一和第二组汽缸的废气的处理提供了更大的灵活性和更多的选择。此外,具有两个egr阀(即在正常操作模式下允许来自两组汽缸的废气再循环)的优点在于可以从两组汽缸再循环等量的废气,从而避免不平衡并实现更高的效率。
20.应当理解,在本技术中,“组”可以包括任意数量的项目,即它可以是单个项目或者它可以是多个项目。因此,一组可以包括内燃发动机中的一个或多个汽缸。因此,术语“组”用于将一个或多个汽缸与一个或多个其他汽缸区分开来。这反映在权利要求1中,权利要求1公开了第一组一个或多个汽缸和与第一组分开的第二组一个或多个汽缸。此外,应当理解,为了简单和易于阅读,在本技术中,将参考“第一组汽缸”和“第二组汽缸”,而不是“第一组一个或多个汽缸”和“第二组一个或多个汽缸”。因此,应当理解,就术语“一组汽缸”而言,每组中的汽缸的数量例如可以是一个、两个、三个、四个或更多个。
21.应当理解,在本技术中,燃料的“远后喷射”是指在主喷射之后以这样的方式喷射燃料,使得后来喷射的燃料在离开汽缸时保持未燃烧或至少部分地未燃烧。例如,远后喷射可能发生在废气阀打开之前(诸如刚好在打开之前),使得未燃烧的燃料可以传递到eats。
22.应当理解,各种类型的燃料可以结合本发明使用。例如,燃料可以是柴油(碳氢化合物)、醇(诸如乙醇)、甲烷、醚(诸如二甲醚)。还应当理解,任何碳氢化合物都可能被部分地氧化(例如,因为燃料是以这种状态提供的,或者因为碳氢化合物在汽缸中已经氧化)。
23.还应当理解,在本技术中,“控制器”可以包括任何合适的电气、机械、磁性、气动
和/或液压等装置,用于控制系统的不同部件(诸如egr阀和燃料喷射器),特别是用于控制部件应该被启动/停用的方式、时间和/或持续时间。控制器可以包括存储一个或多个程序的非暂时性计算机可读存储介质,该一个或多个程序被配置成由系统的一个或多个处理器执行,该一个或多个程序包括用于执行权利要求中定义的步骤的指令。
24.在内燃发动机系统中,涡轮可以适当地连接到压缩机,以用于压缩进气。涡轮由流到eats的废气驱动。eats适当地位于涡轮的下游。此外,第一和第二egr阀两者都可以适当地定位在涡轮的上游。因此,来自第一组和第二组汽缸的废气可以适当地在涡轮的上游再循环。
25.在内燃发动机系统中,可以适当地在egr导管中设置egr冷却器,以用于冷却再循环的废气。
26.根据至少一个示例性实施例,控制器被配置成确定期望的egr流量并控制第一egr阀的打开,使得期望的egr流量从第一组汽缸再循环到内燃发动机的入口。这具有以下优点:在温度增加操作模式下,当第二egr阀关闭以实现第二组汽缸中的远后喷射时,第一egr阀可以打开到期望的程度以再循环来自第一组汽缸的废气以减少nox形成。
27.根据至少一个示例性实施例,从egr导管输送到所述入口的再循环废气流继续从所述入口流到第一和第二组汽缸两者。这是有益的,因为相对于当废气仅再循环到第一和第二组汽缸之一时可能的情况,获得了系统中改善的平衡。
28.根据至少一个示例性实施例,控制器被配置成控制第一和第二egr阀,从而获得到egr导管的再循环的废气流量相对于进入内燃发动机的入口的空气量的期望比率。这具有以下优点:空气燃料比(或者更具体地氧气燃料比)可以被控制到期望的水平,以满足性能和排放目标。在正常操作模式下,第一和第二egr阀两者都可以被控制,使得合适量的废气被再循环,从而获得期望的氧气燃料比。在温度增加操作模式下,可以适当地控制第一egr阀的开度以获得期望的比率。例如,如果在正常操作模式下第一和第二egr阀两者具有相似的开度,则在温度增加操作模式下,可以通过增加第一egr阀的开度来补偿第二egr阀的关闭,从而将到egr导管的废气的流量保持在期望的水平。
29.根据至少一个示例性实施例,当第二egr阀关闭时,来自第二组汽缸的所有废气都流到废气后处理系统。因此,即使在第二组汽缸中执行远后喷射,也避免了未燃烧的碳氢化合物进入egr导管的风险。
30.根据至少一个示例性实施例,第二egr阀附加地被配置成控制废气从第一组汽缸到egr导管的流动。通过这种布置,实现了其他控制可能性。特别地,结合egr冷却器,可以获得优点。例如,根据至少一个示例性实施例,内燃发动机系统包括设置在egr导管中的egr冷却器,其中,第一egr阀流体连接到egr冷却器下游的egr导管。这在冷启动条件下可能是有利的,因为再循环气体中的一些可能绕过egr冷却器。因此,有可能控制不应被冷却的再循环气体的量。未冷却的气体为汽缸提供了更热的进气,这又导致在冷启动时更热的废气。适当地,如果提供了配置成控制来自两组汽缸的废气流的第二egr阀(如上文所例示),那么通过第二egr阀的废气被适当地引导通过egr冷却器以进行合适的冷却。因此,当不执行远后喷射时,冷却与未冷却的再循环气体的量可以被高效地控制。
31.根据至少一个示例性实施例,氧化催化剂是电加热氧化催化剂。这是有利的,因为通过加热催化剂,可以获得良好的转化效率,即使废气没有处于本来会被认为是足够高的
温度。电加热器可以设置在催化剂的前面以加热催化基底,或者催化基底可以形成这样的电加热器的一部分。
32.根据至少一个示例性实施例,控制器被配置成将氧化催化剂加热到喷射燃料中存在的碳氢化合物的起燃温度。由于燃料(例如柴油)因远后喷射和电加热而裂解,废气不需要处于适合燃料汽化和点火的温度。
33.根据至少一个示例性实施例,内燃发动机系统包括废气节流阀,其中,废气节流阀设置在涡轮的下游,或者废气节流阀设置在第一和第二egr阀下游以及涡轮上游的废气导管中,其中,控制器配置成控制废气节流阀,以进一步控制到egr导管的流量。通过提供废气节流阀,可以获得附加的控制部件来控制到egr导管的流量。此外,废气流动的阻碍增加了废气的温度。
34.根据至少一个示例性实施例,内燃发动机系统包括流体连接到egr导管的压缩机或泵,其中,控制器被配置成控制压缩机或泵以控制egr导管中的流量。因此,可以通过提供呈压缩机或泵形式的附加流量控制部件来增加egr导管中的流量,当在进气口处的压力高于在到egr导管的废气歧管处的压力时,该附加流量控制部件可以驱动egr流。
35.根据本发明的第二方面,该目的通过包括根据第一方面的内燃发动机系统的车辆来实现。例如,车辆可以是卡车、公共汽车、建筑设备或小轿车。
36.根据本发明的第三方面,该目的通过一种操作内燃发动机系统的方法来实现,该内燃发动机系统包括:
37.‑
内燃发动机,其包括第一组一个或多个汽缸和与第一组分开的第二组一个或多个汽缸,
38.‑
废气再循环(egr)导管,其用于将废气从第一和第二组汽缸再循环到内燃发动机的入口,
39.‑
第一egr阀,其用于控制废气从第一组汽缸到egr导管的流动,
40.‑
第二egr阀,其用于控制废气从第二组汽缸到egr导管的流动,
41.‑
燃料喷射器,其用于将燃料喷射到第二组汽缸中的至少一个汽缸中,
42.‑
涡轮,其被布置成接收未在egr导管中再循环的废气并由该废气驱动,和
43.‑
废气后处理系统,其被布置成接收和处理未在egr导管中再循环的废气,该废气后处理系统包括用于燃料和/或燃料衍生物的燃烧的氧化催化剂,
44.其中,对于从第二组汽缸流出的废气,第二egr阀位于涡轮的上游,
45.该方法包括以下步骤:
46.‑
关闭第二egr阀,从而防止废气从第二组汽缸流到egr导管,
47.‑
当第二egr阀关闭时,启动燃料喷射器,用于将燃料远后喷射到第二组汽缸中的至少一个汽缸中,使得离开第二组汽缸的燃料的至少一部分未燃烧。
48.应当理解,本发明的第一方面的系统的控制单元被配置成执行这些步骤,并且包括根据本发明的第三方面的方法的任何一个实施例的特征。
49.根据至少一个示例性实施例,第三方面的方法包括以下进一步的步骤:
50.‑
确定期望的egr流量,以及
51.‑
控制第一egr阀的打开,使得期望的egr流量从第一组汽缸再循环到内燃发动机的入口。
52.控制第一egr阀的打开的步骤可以在关闭第二egr阀之前、期间或之后执行。
53.第三方面的各种实施例的优点在很大程度上类似于第一方面的相应实施例的优点,并且为了简洁起见,这里将不再重复。第三方面的方法的示例性实施例在权利要求14

18中定义。
54.根据本发明的第四方面,该目的通过一种计算机程序来实现,该计算机程序包括程序代码装置,用于当所述程序在计算机上运行时执行根据第三方面及其任何实施例的方法的步骤。
55.根据本发明的第五方面,该目的通过包括计算机程序的计算机可读介质来实现,该计算机程序包括程序代码装置,用于当所述程序在计算机上运行时执行根据第三方面及其任何实施例的方法的步骤。
56.根据本发明的第六方面,该目的通过用于控制内燃发动机中的废气温度的控制单元来实现,该控制单元被配置成执行根据第三方面及其任何实施例的方法的步骤。控制单元可以适当地是根据第一方面的系统的控制器或者被包括在该控制器中或者包括该控制器。
57.本发明的另外的优点和有利特征在以下描述和从属权利要求中公开。
附图说明
58.参考附图,以下是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
59.在附图中:
60.图1是示出包括根据本发明的至少一些示例性实施例的内燃发动机系统的车辆的示意图。
61.图2是示出根据本发明的至少一些示例性实施例的内燃发动机系统的示意图。
62.图3a和图3b是示出根据本发明的至少一些其他示例性实施例的内燃发动机系统的示意图。
63.图4是示出根据本发明的用于操作内燃发动机系统的方法的图。
64.图5是示出可以在用于操作内燃发动机系统的方法的示例性实施例中实施的可选步骤的图。
65.图6是示出根据本发明的至少一些另外的示例性实施例的内燃发动机系统的示意图。
具体实施方式
66.图1是示出包括根据本发明的至少一个示例性实施例的内燃发动机系统的车辆2的示意图。在该示例中,车辆2以卡车的形式示出,该卡车由内燃发动机4提供动力。然而,本发明也可以在由内燃发动机提供动力的其他类型的车辆(诸如公共汽车、建筑设备和客车)中很好地实施。
67.车辆2示出为设置有进气布置,该进气布置包括进气口6,空气进入进气口6并沿着空气管8竖直地向下移动。空气流到空气滤清器10,并且然后流到包括内燃发动机4的内燃发动机系统。在所描绘的实施例中,空气滤清器10位于车辆2的下部区域中,并且进气口6位于车辆2的上部区域中,更具体地,空气滤清器10位于车辆驾驶室12的正后方,而进气口6位
于驾驶室12的顶部上。然而,应该注意的是,只要空气被供给到内燃发动机系统,上面详述的零件的位置也可以是其它位置。
68.图2是示出根据本发明的至少一些示例性实施例的内燃发动机系统20的示意图。系统20包括内燃发动机4,内燃发动机4又包括第一组汽缸22和第二组汽缸24,第二组汽缸24与第一组汽缸22分开。在内燃发动机4的该示意性表示中,第一组和第二组中的每一个都具有三个汽缸。然而,应当理解,第一和第二组中的每一个中的汽缸的数量可以更少或更多。例如,一组可以具有一个、两个、四个或更多个汽缸。
69.每个汽缸具有连接到相应的废气管的出口。来自第一组汽缸22的三个废气管26在第一接头28处接合,并且来自第二组汽缸24的三个废气管30在第二接头32处接合。从第一接头28,废气被允许流到废气再循环(egr)导管34以再循环废气,或者流到废气后处理系统(eats)36。
70.内燃发动机系统20包括连接到压缩机(未示出)的涡轮50,用于压缩进气。涡轮50由流到eats 36的废气驱动。在图示的示例性实施例中,涡轮50位于eats 36的上游。在一些示例性实施例中,来自第一组汽缸22的废气和来自第二组汽缸24的废气可以具有到涡轮50的单独的入流。在其他示例性实施例中,如图2所示,来自第一组汽缸22和第二组汽缸24的废气可以具有到涡轮50的一个共同入流。
71.第一egr阀38提供用于控制废气从第一组汽缸22到egr导管34的流动。因此,当第一egr阀38关闭时,来自第一组汽缸22的所有或基本上所有的废气将经由涡轮50传递到eats 36。通过设定第一egr阀38的开度,可以调节经由egr导管34再循环的废气的量。第一egr阀38可以是电动egr阀或机械(例如气动或液压)egr阀。例如,第一egr阀38可以包括计算机可控制的步进马达以打开和关闭egr阀或计算机可控制的电磁真空阀等。
72.系统20包括控制器40,控制器40被配置成确定期望的egr流量并控制第一egr阀38的打开,使得期望的egr流量从第一组汽缸22再循环到内燃发动机4的入口42。控制器40例如可以是具有一个或多个处理器的任何合适类型的计算机或微型计算机。控制器40可以包括存储一个或多个程序的非暂时性计算机可读存储介质,该一个或多个程序被配置成由系统20的一个或多个处理器执行,该一个或多个程序包括用于控制第一egr阀38的打开和关闭的指令。
73.类似地,来自第二接头32的废气可以被引导至eats 36和/或egr导管34。因此,提供了第二egr阀44,该第二egr阀44能够由控制器40控制以关闭第二egr阀44(在这种情况下,基本上所有的废气都经由涡轮50传递到eats 36)或者打开第二egr阀44以抽出废气,用于经由egr导管34再循环到内燃发动机4的入口42。第二egr阀44适当地是与第一egr阀38相同的类型,尽管可以想到具有不同的阀类型。
74.如图2所示,对于从第一组汽缸22和第二组汽缸24流出的废气,第一egr阀38和第二egr阀44两者可以位于涡轮的上游。
75.控制器40被配置成控制第一egr阀38和第二egr阀44,从而获得到egr导管34的再循环废气的流量相对于进入内燃发动机4的入口42的空气量的期望比率。因此,在正常操作模式下,可以通过打开两个egr阀38、44来提供平衡再循环。控制器控制egr阀38、44,使得再循环的废气量足以充分稀释空气/燃料混合物,以将燃烧温度降低到减少形成nox的氮和氧之间的反应的水平。
76.应当注意的是,作为第一egr阀38和第二egr阀44的备选方案或补充,可以想到(代替在接头28、32处接合废气管26、30)将egr导管34连接到废气管26、30中的每一个,并且在每个废气管26、30中(或在一个或多个废气管26、30中)设置单独的egr阀。
77.系统20还包括燃料喷射器46,用于将燃料喷射到第二组汽缸24中的至少一个汽缸中。尽管这里未示出,但是可以提供任何合适的燃料喷射器来将燃料喷射到第一组汽缸22中。此外,应当理解,燃料被喷射到第一组汽缸22和第二组汽缸24中的每一个汽缸中,然而,不是所有的汽缸都将用于远后喷射,这将在下面讨论。还应当理解,可以提供任何合适数量的燃料喷射器来将燃料喷射到任何一个汽缸中。此外,应当理解,如果需要,燃料喷射器可以是单独可控的,以便能够实现对每个汽缸的不同类型的喷射。
78.如上所述,控制器40可以打开或关闭第二egr阀44。根据本发明构思,控制器40被配置成控制第二egr阀44的关闭,从而防止废气从第二组汽缸24流到egr导管34,并且被配置成当第二egr阀44关闭时启动燃料喷射器46以用于将燃料远后喷射到第二组汽缸24中的至少一个汽缸中,使得离开第二组汽缸24的燃料的至少一部分未燃烧。因此,远后喷射发生在这样的阶段,即喷射的燃料在离开汽缸时保持未燃烧或至少部分地未燃烧。例如,远后喷射可以刚好发生在废气阀(未示出)打开之前,使得未燃烧的燃料(诸如包括碳氢化合物)可以传递到eats 36。
79.应当理解,控制器40可以控制一个或多个燃料喷射器,以用于将燃料远后喷射到第二组汽缸24中的多于一个的汽缸中,例如远后喷射到两个汽缸或所有汽缸(在本示例中为三个汽缸)中。燃料喷射器46可以适当地形成电子喷射系统的一部分,该电子喷射系统可以包括控制燃料混合物、气门正时等的小型计算机或电子控制单元。电子控制单元可以收集诸如气压、进气温度等的传感器数据,基于这些数据来操作。这样的电子控制单元可以形成控制器40的一部分,或者可以从控制器40接收指令/输入信号。
80.eats 36被布置成接收并处理未在egr导管34中再循环的废气。eats 36包括氧化催化剂48,用于远后喷射的燃料或其衍生物的燃烧。应当理解,eats 36也可以包括其他部件,尽管没有示出。换句话说,未燃烧的燃料(例如包括碳氢化合物或其衍生物)在催化剂48上燃烧,从而增加温度。当控制器40已关闭第二egr阀44时,来自第二组汽缸24的所有或基本上所有废气都流到eats 36。
81.氧化催化剂48可以适当地是电加热氧化催化剂。可以提供单独的电加热器来加热催化剂48的基底,或者催化基底本身可以形成电加热器的一部分。电加热器可以适当地由任何能量存储装置供电,诸如牵引电池、辅助电池、蓄电池等。控制器40可以被配置成将氧化催化剂48加热到喷射燃料中存在的碳氢化合物的起燃温度。
82.在操作中,当控制器40确定废气的温度应该增加时,控制器40开始以温度增加操作模式操作内燃发动机系统20。在正常操作模式下,第一egr阀38和第二egr阀44两者都可以打开,然而,当切换到温度增加操作模式时,控制器40将关闭第二egr阀44,并且当第二egr阀44已经关闭时,控制器40将控制燃料喷射器46将燃料远后喷射到第二组汽缸24中的一个或多个汽缸中,使得未燃烧或至少部分地未燃烧的燃料离开第二组汽缸24并被输送到氧化催化剂48,在那里它们将燃烧。通过分离第一组汽缸22和第二组汽缸24并允许第一egr阀38保持打开,实现了高效的温度增加,而不负面地影响egr导管34中的再循环。因此,本发明提供了平衡正常操作模式和温度增加操作模式之间的灵活切换。
83.适当地,从egr导管34输送到入口42的再循环废气流继续从所述入口42流到第一组汽缸22和第二组汽缸24两者。因此,尽管第二egr阀44可以关闭并且在第二组汽缸24中执行远后喷射,但是来自第一组汽缸22的任何再循环气体可以适当地通过egr导管被引导回到所有汽缸22、24(经由入口42)。
84.图3a和图3b是示出根据本发明的至少一些其他示例性实施例的内燃发动机系统的示意图。对应于已经结合图2的示例性实施例呈现的部件的内燃发动机系统的部件用相同的附图标记表示。
85.除了图2中呈现的部件之外,图3a中的内燃发动机系统20’和图3b中的内燃发动机系统20”还可以包括废气节流阀52。在图3a和图3b中,示出了废气节流阀52的两个备选位置。在至少一些示例性实施例中,如图3a所示,废气节流阀52可以位于涡轮50的下游(在图3a中,示出为位于涡轮50和氧化催化剂48之间)。在其他示例性实施例中,如图3b所示,废气节流阀52可以设置在阀38、44下游和涡轮50上游的废气导管54中。在任一情况下,控制器40可以被配置成控制废气节流阀52,以进一步控制到egr导管34的流量。在第二种情况下(图3b),即废气节流阀52设置在egr阀38、44的下游和涡轮50的上游的情况下,控制器40也可以用于控制废气节流阀52,以平衡到涡轮50的流量。在其他示例性实施例中,甚至可以想到在涡轮50的上游提供两个节流阀(未示出),每个egr阀38、44一个。在这种情况下,一个节流阀将位于第一egr阀38下游的第一废气支路58中,并且另一个节流阀将位于第二egr阀44下游的第二废气支路60中。
86.图3a和图3b还示出了系统20’和20”可以包括流体连接到egr导管的压缩机或泵56,其中,控制器40被配置成控制压缩机或泵56以控制egr导管。因此,可以通过提供呈压缩机或泵56形式的附加流量控制部件来增加egr导管34中的流量,当在进气口处的压力高于在到egr导管34的废气歧管处的压力时,该附加流量控制部件可以驱动egr流。
87.应当理解,尽管附图示出了部件的某些组合,但是这些仅仅是出于解释目的而示出的示例性实施例,并且其他实施例是容易想到的。例如,图3a和图3b中示出的各种部件(诸如泵56、涡轮50、节流阀52等)可以以各种方式组合,并且即使它们在同一附图中示出,也没有必要在实施例中包括所有特征。例如,在一些示例性实施例中,可以包括泵56,同时可以省略节流阀52。相反,在其他实施例中,可以包括一个或多个节流阀52,而省略泵56。在其他实施例中,节流阀52以及泵56可以被省略。
88.图4是示出根据本发明的至少一个示例性实施例的用于操作内燃发动机系统的方法100的图。内燃发动机系统例如可以与图2所示的系统一致和/或如本公开中的其他地方所述那样。
89.如图4所示,方法100包括:
90.‑
在第一步骤s1中,关闭第二egr阀,从而防止废气从第二组汽缸流到egr导管,以及
91.‑
在第二步骤s2中,当第二egr阀关闭时,启动燃料喷射器,用于将燃料远后喷射到第二组汽缸中的至少一个汽缸中,使得离开第二组汽缸的燃料的至少一部分未燃烧。
92.图5是示出可以在用于操作内燃发动机系统的方法200的示例性实施例中实施的可选步骤s3

s8的图。应当理解,在一些示例性实施例中,几个可选步骤可以组合执行(或者同时执行,或者在不同的时间点执行),并且在其他示例性实施例中,仅执行可选步骤中的
一个或几个。因此,应当理解,尽管为了简单起见,可选步骤s3、s5、s6、s7和s8已经示出为并行步骤,但是这些可选步骤并不相互排斥,如将在下面进一步例示的。
93.因此,除了与图4中相同的第一步骤s1和第二步骤s2之外,以下步骤可以包括在方法200中。
94.如图5所示,方法200可以包括:
95.‑
在第三步骤s3中,确定期望的egr流量,以及
96.‑
在第四步骤s4中,控制第一egr阀的打开,使得期望的egr流量从第一组汽缸再循环到内燃发动机的入口。
97.应当注意的是,尽管第三步骤s3和第四步骤s4示出为在第二步骤s2之后执行,但是在其他实施例中,第三步骤s3和第四步骤s4可以在第一步骤s1之前执行,或者在第一步骤s1和第二步骤s2之间执行,或者与步骤s1和s2中的任一个同时执行。
98.例如,当内燃发动机以正常操作模式操作时,第一egr阀和第二egr阀两者都可以打开。当确定系统应该切换到以温度增加操作模式操作时,可以执行第一步骤s1和第二步骤s2。第三步s3(即确定期望的egr流量)在切换之前可能已经被执行(例如,通过预编程诸如图2中的控制器40的控制单元)。因此,当第二egr阀在第一步骤s1中关闭时,第一egr阀可能需要更大程度地打开,以补偿来自第二组汽缸的egr流的损失。因此,在这种情况下,第四步骤s4可以例如与第一步骤s1同时或紧接在第一步骤s1之后执行。
99.图5还示出了可选的第五步骤s5,其中氧化催化剂被电加热到喷射的燃料中存在的碳氢化合物的起燃温度。同样,尽管这被示出为在步骤s1和s2之后执行,但是它可以在本发明方法中的任何时间执行。换句话说,电加热氧化催化剂的第五步骤s5可以在步骤s1

s4中的任一步骤之前执行或与该步骤同时执行。还应当注意,在一些示例性实施例中,第五步骤s5可以与第三步骤s3和第四步骤s4结合(以任何顺序或同时)执行,而在其他示例性实施例中,执行第五步骤s5,同时省略第三步骤s3和第四步骤s4。
100.图5还示出了该方法可以包括在第六步骤s6中控制压缩机或泵,以用于控制egr单元中的流量。尽管这被示出为在步骤s1和s2之后执行,但是它可以在本发明方法中的任何时间执行。换句话说,电加热氧化催化剂的第六步骤s6可以在步骤s1

s5中的任一步骤之前执行或与该步骤同时执行。此外,应当注意,在一些示例性实施例中,第六步骤s6可以与第三步骤s3和第四步骤s4和/或第五步骤s5结合(以任何顺序或同时)执行,而在其他示例性实施例中,执行第六步骤s6,同时省略第三步骤s3和第四步骤s4和/或第五步骤s5。
101.如结合图2、图3a和图3b所讨论的,在一些示例性实施例中,废气节流阀可以设置在涡轮的下游,而在其他示例性实施例中,废气节流阀可以替代地设置在egr阀下游和涡轮上游的废气导管中。如图5所示,在任一备选实施例中,该方法可以包括在第七步骤s7中控制废气节流阀,以进一步控制到egr导管的流量。
102.在废气节流阀设置在egr阀下游和涡轮上游的废气导管中的情况下,该方法可以包括在第八步骤s8中控制废气节流阀以平衡到涡轮的流量。
103.尽管第七步骤s7和第八步骤s8示出为在步骤s1和s2之后执行,但是它们可以在本发明方法中的任何时间执行。换句话说,第七步骤s7和第八步骤s8可以在步骤s1

s6中的任一个之前或同时执行。此外,应当注意,在一些示例性实施例中,第七步骤s7和第八步骤s8可以与第三步骤s3和第四步骤s4、第五步骤s5和/或第六步骤s6结合(以任何顺序或同时)
执行,而在其他示例性实施例中,第七步骤s7和第八步骤s8可以在省略第三步骤s3和第四步骤s4、第五步骤s5和/或第六步骤s6的同时执行。
104.图4和图5所示方法的步骤可以通过以下方式执行:
105.‑
计算机程序,其包括程序代码装置,用于当所述程序在计算机上运行时执行所述步骤s1

s2和可选的所述步骤s3

s8,
106.‑
承载计算机程序的计算机可读介质,所述计算机程序包括程序代码装置,用于当所述程序在计算机上运行时执行所述步骤s1

s2和可选的所述步骤s3

s8,和/或
107.‑
控制单元,其用于控制内燃发动机系统中的废气温度,诸如图2所示或如本公开的其他部分所公开的控制器40,该控制单元被配置成执行所述步骤s1

s2和可选的所述步骤s3

s8。
108.图6是示出根据本发明的至少一些另外的示例性实施例的内燃发动机系统20
”’
的示意图。对应于已经结合图2的示例性实施例呈现的部件的图6的内燃发动机系统20
”’
的部件用相同的附图标记表示。
109.因此,类似于图2的内燃发动机系统20,在图6的内燃发动机系统20
”’
中,第一egr阀38提供用于控制废气从第一组汽缸22到egr导管的流动。
110.类似于图2的内燃发动机系统20,在图6的内燃发动机系统20
”’
中,来自第二组汽缸24的废气可以被引导至eats 36和/或egr导管34。第二egr阀44’能够由控制器40控制以关闭第二egr阀44’(在这种情况下,来自第二组汽缸24的基本上所有废气都通过涡轮50传递到eats 36)或者打开第二egr阀44’以抽出废气,用于经由egr导管34再循环到内燃发动机4的入口42。第二egr阀44’可以适当地是与第一egr阀38相同或相似的类型,尽管可以想到具有不同的阀类型。
111.不同于仅提供用于控制来自第二组汽缸24的废气的图2中的第二egr阀44,在图6中,第二egr阀44’提供用于控制来自第一组汽缸22和第二组汽缸24两者的废气。换句话说,控制器40可以通过控制第一egr阀38和/或第二egr阀44’来控制来自第一组汽缸22的废气的再循环。
112.应当理解,尽管图中仅示出了氧化催化剂48,但是每个图中的eats36也可以适当地包括其他部件,诸如本技术中其他地方公开的那些部件。例如,eats 36可以包括捕获烟灰和灰烬的颗粒过滤器,以及诸如在还原剂流体的帮助下将氮氧化物还原成氮的还原催化剂。此外,在至少一些示例性实施例中,图6中的内燃发动机系统20
”’
可以包括废气节流阀,诸如图3a至图3b所示。
113.应当理解,所讨论和示出的示例性实施例中的每一个都可以设置有egr冷却器,尽管没有在所有附图中明确示出。然而,在图6中,明确示出了egr冷却器70。在所示的示例性实施例中,通过第二egr阀44’的废气到达egr冷却器70上游的egr导管34。然而,通过第一egr阀38的废气在该示例性实施例中示出为到达egr冷却器70下游的egr导管34。因此,经由第一egr阀38配置egr冷却器旁路,由此有可能控制不应被冷却的再循环气体的量。未冷却的气体为汽缸提供了更热的进气,这又导致在冷启动时更热的废气。
114.控制器40可以适当地单独控制每个egr阀38、44’。例如,当不需要更热的气体时,控制器可以关闭第一egr阀38,并让来自第一组汽缸22和第二组汽缸24的废气经由第二egr阀44’再循环。当要执行远后喷射时,控制器40关闭第二egr阀44’,并根据当前情况可以可
选地打开第一egr阀38。
115.应当注意,在其他示例性实施例中,通过第一egr阀38的废气可以替代地被布置成到达egr冷却器70上游的egr导管34。
116.应当理解,本发明不限于上文所述和附图所示的实施例;相反,本领域技术人员将认识到,在所附权利要求的范围内可以进行许多改变和修改。
再多了解一些

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